高中化学磷试题

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g（已知硝酸只被还原为NO气体）。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果不正确的是（   ）

A．混合酸中NO3^-物质的量为0.4mol

B．OA段产生的是NO，AB段的反应为： Fe＋2Fe^3^＋→3Fe^2^＋，BC段产生氢气

C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D．H2SO4浓度为5 mol·L^－1

H₂还原CuO所得的红色固体可能是Cu与Cu₂O的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。现有8g CuO被H₂还原后，得到红色固体6.8g。
（1）6.8 g上述混合物中含Cu与Cu₂O的物质的量之比是                   ；
（2）若将6.8 g上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体        g；
（3）若将6.8 g上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，生成标准状况下1.568 L的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分及物质的量之比是             ；

现取m克铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全溶解（假定硝酸的还原产物只有NO），向反应后的混合溶液中滴加bmol/LNaOH溶液，当滴加到VmL时，得到沉淀质量恰好为最大值n克，则下列有关该实验的说法中正确的有（    ）
①沉淀中氢氧根的质量为（n－m）克
②恰好溶解后溶液中的NO₃^-离子的物质的量为mol
③反应过程中转移的电子数为mol 
④生成标准状况下NO气体的体积为L
⑤与合金反应反应的硝酸的物质的量为(+)mol

A．2项

B．3项

C．4项

D．5项

将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)，向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液到沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加 5.1g．下列叙述不正确的是（ ）

A．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

B．参加反应的金属的总质量3.6g＜m＜9.6g

C．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V=100mL

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积在标况下为2.24L

硝酸与合成氨工业密切相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
完成下列计算：
52．合成氨时，假设100L的氮气与氢气(体积比为1 : 3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为             。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示)
53．标准状况下，将500L氨气溶于1L水中形成氨水，则此氨水质量分数为             。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数)
54．氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。此时温度很高，水以水蒸气的形式存在，NO也不与O₂反应。若氨气与氧气物质的量之比为1:1.7时，氨的转化率可达95%，计算反应后NO的体积分数             。(设氧气在空气中的体积分数为20%，写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数)
55．一氧化氮继续氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸。为测定某18K金样品的组成，将2.832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合气体224 mL(折算至标准状况，下同)，将该混合气体与84 mL O₂混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。( 已知金不溶于浓硝酸)
填写该18K金的成分表(写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数，若不含该金属则填0)。

18K金成分	Au	Ag	Cu
含量(质量分数)	75 %	_________	_________

HNO₂是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO₂；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe^2＋氧化成Fe^3＋。AgNO₂是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：
（1）人体正常的血红蛋白含有Fe^2＋。若误食亚硝酸盐(如NaNO₂)，则导致血红蛋白中的Fe^2＋转化为Fe^3＋而中毒，服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是________(填序号)。
A．亚硝酸盐被还原                    B．维生素C是还原剂
C．维生素C将Fe^3＋还原为Fe^2＋           D．亚硝酸盐是还原剂
（2）下列方法中，不能用来区分NaNO₂和NaCl的是________(填序号)。
A．测定这两种溶液的pH
B．分别在两种溶液中滴加甲基橙
C．在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别
D．用AgNO₃和HNO₃两种试剂来区别
（3）某同学把新制的氯水加到NaNO₂溶液中，观察到氯水褪色，请写出反应的离子方程式：_____________           。
（4） Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO₄。若用反应所得的酸性溶液，将Fe^2＋转化为Fe^3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________(填序号)。
a．Cl₂    b．Fe     c．H₂O₂    d．HNO₃
（5）若FeSO₄和O₂的化学计量数比为2∶1，试配平下列方程式：       FeSO₄＋       K₂O₂  →         K₂FeO₄＋      K₂O＋       K₂SO₄＋        O₂↑，当转移了1.5N_A个电子时，在标况下可收集到         升氧气。
（6）高铁酸钾(K₂FeO₄₎是一种新型、高效的绿色水处理剂，高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______________________        。

在1L浓度为0.2mol•L^﹣1Fe（NO₃）₃和1.5mol•L^﹣1H₂SO₄组成的混合溶液中加入39.2g铁粉使其充分反应．下列有关说法正确的是(    )

A．由于氧化性Fe^3+＞H^+，故反应先不产生气体后产生气体

B．反应后产生13.44LH2（标准状况）

C．反应后溶液中Fe^2+和Fe^3+物质的量之和为0.9mol

D．反应后溶液中Fe^3+物质的量为0.8mol

Ⅰ．（1）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为：_____________
（2）实验上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯，制得的CuSO₄·5H₂O中还是可能存在杂质，除去这种杂质的实验操作称为___________。
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
方案甲：以空气为氧化剂。将铜粉反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案乙：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加少量FeSO₄，即发生反应，生成硫酸铜．反应完全后，加M调节pH，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10^-5 mol•L^-1，就认为沉淀完全）然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题：
①方案甲中，钢丝应在__________中反复灼烧；（填仪器名称）
方案丙：将钢丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H₂O₂，并控制温度在50℃～60℃，持续反应1h，也能获得硫酸铜。请回答下列问题：
②反应时温度必须控制在50℃～60℃，温度不宜过高的主要原因是______________________；
Ⅱ．用湿法制磷酸的副产品氟硅酸（H₂SiF₆）生成无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇．在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸．
（1）写出反应器中的化学方程式：____________________________。
（2）在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是：_________________。
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：____________________________。
（4）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，____________________________。

合成氨反应是化学上最重要的反应：
（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH₄)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2 mol CO₂吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是_______________________，该方法制得的原料气中主要杂质是CO₂，若用K₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式是________________。
（2）已知N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH<0。下图是当反应器中按n(N₂)∶n(H₂)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是________。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K＝_________________(精确到小数点后两位)。
（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为______________________。
（4）NH₃可以处理NO₂的污染，方程式如下： NO₂＋ NH₃N₂＋ H₂O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是        L。

某化学学习小组发现在碱性溶液中，NO₂会发生如下反应：
2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂
于是提出猜想，NO₂和碱性的NaHCO₃溶液也能发生类似反应。该小组利用如图所示装置，使NO₂和NaHCO₃溶液充分反应后，获得溶液X。

（1）Cu与浓硝酸反应的现象是_______________________。
（2）该小组同学为了对猜想进行探究，进行如下讨论和实验。
①甲同学认为，可通过检验X中是否存在NO₃^—的方法验证猜想。但经讨论后认为不可行，你认为其原因是                             。
②乙同学在X中加入少量K₂Cr₂O₇溶液，结果溶液褪色，则证明X中含有NaNO₂。根据以上信息，写出NO₂与NaHCO₃溶液反应的离子方程式_________________         。
（3）已知在酸性条件下NO₂^— 能将I^— 氧化为I₂。你认为能否用KI淀粉溶液检验X中存在NaNO₂：    ___________（填“能”或“不能”），原因是____________________________。
（4）已知5NO₂^— + 2MnO₄^—+6H⁺= 5NO₃^—+ 2Mn²⁺ +3H₂O。称取a g KMnO₄固体，加蒸馏水和少量稀硫酸溶解，配成250 mL溶液。移取20.00mL X于锥形瓶，用所配的酸性KMnO₄溶液进行滴定，消耗b mL KMnO₄溶液。滴点终点的现象是                ，则X中NaNO₂的浓度是______________（用含a、b的式子表示）。

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂)+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO过量时，易发生N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
实验一：制备NaClO溶液．（实验装置如图1所示）

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有______________（填标号）；
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式是______________；
实验二：制取水合肼．（实验装置如图2所示）
控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应．加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114℃馏分。
（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（3）分液漏斗中的溶液是_______（填标号）；
A．CO(NH₂)₂溶液
B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是______________；
实验三：测定馏分中肼含量
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol•L^-1的I₂溶液滴定．滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用离子方程式解释其原因______________；
（5）实验测得消耗I₂溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为___________；

在无机化工中，硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]是制取其它铁系化合物的原料，如制取氧化伯系颜料、磁性材料和黄血盐等。某化学兴趣小组设计如下实验方案，探究(NH₄)₂Fe(SO₄)₂完全分解的产物。
已知：①隔绝空气受热完全分解是氧化还原反应。
②98%浓硫酸能顺利吸收SO₃。
Ⅰ．甲同学根据以下流程探究分解的部分产物，试回答下列问题：

（1）B装置预期的现象是_____；C装置的作用可能是______，D装置可以检验分解产物中是否含有_____。
（2）加热前先通一会儿N₂，再关闭气阀，其目的是_______。
Ⅱ．乙同学猜想(NH₄)₂Fe(SO₄)₂分解时可能生成了SO₃，为了验证他的猜想，小组同学又提供了如右图装置，试回答下列问题：

（3）不能选择E和F装置的原因是________。
（4）加热装置A与G、H连接并进行实验，请你提出需要改进的方案________。
（5）已知饱和SO₂水溶液中c(SO₃^2-)=6.0×10^-8mol•L^-1，Ksp(BaSO₃)=5.4×10^-7。通过计算判断在1.0mol•L^-1的BaCl₂溶液中，通入足量纯净的SO₂能否生成BaSO₃沉淀？
（6）当G中出现大量白色沉淀时，并不能说明A中生成了SO₃，理由是_______；为了进一步证明是否有SO₃生成，请你补充实验方案（不要求写具体的操作过程）_________。

雾霾天气严重影响人们的生活，氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾的主要原因之一。
Ⅰ.将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
（1）某同学测得该样本所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度列出下表：（若缺少的离子用H⁺或OH^－补充）：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO3^2-	NO3^-	Cl^-
浓度/mol•L^-1	7×10^-6	3×10^-6	2×10^-5	3×10^-5	5×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断该试样的pH=_______；该表有一处笔误，请你指正_____________________。
Ⅱ.消除氮氧化物和硫化物有多种方法。
【方法一 】：工业上变“废”为宝，吸收工业尾气SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄（连二亚硫酸钠）和NH₄NO₃产品的流程图如图1（Ce为铈元素）：

（2）装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为_____________________________。
（3）装置Ⅲ可以使Ce⁴⁺中再生，若用甲烷燃烧电池电解该装置中的溶液，当消耗24g甲烷时，理论上可再生______________mol Ce⁴⁺。
（4）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO₂的常见方法，先将含SO₂的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，
该温度下，吸收液中c(Ca²⁺)一直保持为0.70mol/L，已知Ksp(CaSO₃)=1.4×10^-7.求吸收液中的SO₃^2－的浓度_____________。（结果保留2位有效数字）
【方法二 】：NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应原理如图2所示：

（5）图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氢率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为____________。
（6）用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同=1：1脱氢效果最佳．已知生成11.2L N₂（标）反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氢反应的热化学方程式为_____________________。
【方法三 】用活性炭还原法可以处理氮氧化物。
反应原理：1/2C(s)+NO(g)1/2N₂(g)+1/2CO₂(g) △H=-QkJ/mol
在T1℃时，反应进行到不同的时间测得各物质的浓度如下：

（7）T₁℃时，该反应的平衡常数K=_________________________。
（8）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是______。

1．52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀．下列说法中不正确的是（   ）

A．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L

C．该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1

D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL

将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加人3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5．1 g。则下列叙述中不正确的是(  )

A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL

B．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L。