高中化学试题

某温度下，饱和石灰水的溶解度为Sg，密度为ρg/mL，向足量该饱和溶液中加入mgCaO，充分作用后，恢复到原来温度，下列有关说法不正确的是(    )

A．最终得到沉淀的质量大于 37m/28g

B．该饱和溶液质量百分比浓度为 s/(100+s)%

C．最终所得溶液PH不变

D．该饱和溶液中溶质物质的量浓度为

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂)中，工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如图1．

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为______________________(注明试剂、现象)；
②由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、___________、_________、洗涤；
（2）新型铝空气电池具有比能量大、质量轻、无毒和危险性等优点．Al电极易被NaOH溶液腐蚀，这是该电池目前未能推广使用的原因之一，电极被腐蚀的离子方程式为
（3）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．图3为铝材表面处理的一种方法
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，原理是___________________________(用离子方程式表示)．为将碱洗槽液中铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的___________
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH      d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，则阳极电极反应为______________；取少量废电解液，加入NaHCO₃，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是______________．(用离子方程式表示)。

[化学选修3—物质结构与性质]开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
（1）Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。
①基态Ti³⁺的未成对电子数有______个；
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-构成，BH₄^-的等电子体是（写一种）．LiBH₄中不存在的作用力有____（填标号）．
A．离子键   B．共价键   C．金属键   D．配位键
③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。
（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料
①LiH中，离子半径：Li⁺______H^-（填“＞”、“=”或“＜”）。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物．M的部分电离能如下表所示：

I1/KJ•mol^-1	I2/KJ•mol^-1	I3/KJ•mol^-1	I4/KJ•mol^-1	I5/KJ•mol^-1
738	1451	7733	10540	13630

M是______（填元素符号）．
（3）某种新型储氧材料的理论结构模型如图1所示，图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种；

（4）若已知元素电负性氟大于氧，试解释沸点H₂O高于HF_______________________；
分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料．X-定不是________（填标号）．
A．H₂O    B．CH₄ C．HF      D．CO（NH₂）₂
（5）图2中纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因．假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同．则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为_____。
A．87.5%         B．92.9%          C．96.3%     D．100%

[化学选修2—化学与技术]
为了回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为______________；
（2）滤液中含钒的主要成分为____________（填化学式）；
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式______________；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度．根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为________、______℃；

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2VOⁿ⁺+2CO₂↑+mH₂O，其中n、m分别为_______、______；
（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为：VO²⁺+H₂O+V³⁺ VO₂⁺+V²⁺+2H⁺，电池放电时正极的电极反应式为______________。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：①4FeO•Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有______________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用_____________________（填写仪器或试剂名称）；
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是_____________________；
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、________、过滤、_______、干燥；
（4）如表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl→K₂Cr₂O₇+2NaCl，该反应在溶液中能发生的理由是_____________________；

物质	KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度（g/100g水）	0℃	28	35.7	4.7	163
40℃	40.1	36.4	26.3	215
80℃	51.3	38	73	376

（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品，加入过量________（填写试剂）、溶解、过滤、再质量分数为________（填写试剂）、…灼烧、冷却、称量，得干燥固体mg．计算祥品中氢氧化铝的________(用含m、n的代数式表示）。

已知：ICl的熔点为13.9℃，沸点为97.4℃，易水解，且能发生反应：ICl(l)+Cl₂(g)=ICl₃(l)

（1）装置A中发生反应的化学方程式是________________________________；
（2）装置B的作用是___________________，不能用装置F代替装置E，理由_______________________；
（3）所制得的ICl中溶有少量ICl₃杂质，提纯的方法是___________（填标号）；

A．过滤

B．蒸发结晶

C．蒸馏

D．分液

（4）用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度．进行如下两个实验，实验过程中有关反应为：
①
②ICl+KI═I₂+KCl
③I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆
实验1：将5.00g该油脂样品溶于四氯化碳后形成100mL溶液，从中取出十分之一，加人20mL某ICl的冰醋酸溶液（过量），充分反应后，加人足量KI溶液，生成的碘单质用a mol•L^-1的Na₂S₂O₃标准溶液滴定．经平行实验，测得消耗的Na₂S₂O₃溶液的平均体积为V₁mL．
实验2（空白实验）：不加油脂样品，其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同，测得消耗的Na₂S₂O₃溶液的平均体积为V₂mL．
①滴定过程中可用___________作指示剂．
②滴定过程中需要不断振荡，否则会导致V_{1_}________（填“偏大”或“偏小）．
③5.00g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为___________mol，由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。

已知HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O=CO₃^2-+Al(OH)₃↓；将足量的KHCO₃溶液不断滴入含等物质的量的KOH、Ba(OH)₂、KAlO₂的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与滴入的KHCO₃溶液体积的关系可表示为（ ）

根据下列框图，有关说法正确的是（    ）

A．M、E都是第四周期中的过渡元素，E的金属活动性比M的金属活动性强，E^3+的氧化性比M^2+的氧化性弱

B．反应⑤的离子方程式可表示为：2E（OH）3+3Cl2+6H2O═3EO4^2-+6Cl^-+12H^+

C．反应①、②、③、⑤都属于氧化还原反应，且在反应①和③中硫酸仅表现了酸性

D．用K2EO4、Zn可制成一种高能电池，该电池中负极的电极反应式为：EO4^2-+4H2O+3e^-═E（OH）3+5OH^-

常温下，在10mL0.1 mol•L^-1Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1 mol•L^-1HCl溶液，溶液的pH逐渐降低，此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示（CO₂因逸出未画出，忽略因气体逸出引起的溶液体积变化），下列说法正确的是（ ）

A．在0.1mol•L^-1Na2CO3溶液中：c（Na^+）+c（H^+）=c（CO3^2-）+c（HCO3^-）+c（OH^-）

B．当溶液的pH为7时，溶液的总体积为20mL

C．在B点所示的溶液中，浓度最大的阳离子是Na^+

D．在A点所示的溶液中：c（CO3^2-）=c（HCO3^-）＞c（H^+）＞c（OH^-）

海水中蕴藏着丰富的资源，海水综合利用的流程图如下：

（一）某化学研究小组用右图装置模拟步骤I电解食盐水（用铁和石墨做电极）。

（1）a电极材料是          （填铁、石墨），其电极反应式为                 。
（2）当阴极产生11.2mL气体时（标准状况），该溶液的pH为          （忽略反应前后溶液体积的变化）。
（二）卤水中蕴含着丰富的镁资源，就MgCl₂粗产品的提纯、镁的冶炼过程回答下列问题：已知MgCl₂粗产品的溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺。下表是生成氢氧化物沉淀的pH：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	8.1	3.8	9.5
完全沉淀pH	3.7	9.6	4.8	11.0

（3）把MgCl₂粗产品的溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，可选用的物质是______________（填序号，下同），加入
             调节溶液的pH，充分反应后过滤，可得MgCl₂溶液。
a．KMnO₄      b．H₂O₂      c．MgO       d．NaOH
（4）步骤Ⅲ由MgCl₂·H₂O获得MgCl₂的操作是：             。
（三）制取工业溴：
（5）步骤Ⅳ中已获得Br₂，步骤Ⅴ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是                  。
（6）写出步骤Ⅴ用SO₂水溶液吸收Br₂的离子方程式：                      。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，工业上以天然气为原料合成氨。其生产
工艺如下：造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段
（1）造气阶段的反应为：CH₄（g）＋H₂O（g） CO（g）＋3H₂（g）   ΔH＝＋206.1 kJ/mol
①在一个密闭容器中进行上述反应， 测得CH₄的物质的量浓度随反应时间的变化如下图1所示，10min时，改变的外界条件可能是                 。
②如图2所示，在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH₄和H₂O。在相同温度下发生反应，并维持反应过程中温度不变。则达到平衡时，两容器中CH₄的转化率大小关系为：α_甲（CH₄）
             α_乙（CH₄）

（2）转化阶段发生的可逆反应为：CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），在一定温度下，反应的平衡常数为K＝1。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO	H2O	CO2	H2
0.5 mol	8.5 mol	2.0 mol	2.0 mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是             （填序号）。
a．v（正）＞v（逆）      b．v（正）＜v（逆）         c．v（正）＝v（逆）     d．无法判断
（3）合成氨反应为：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）  ∆H=－92.4kJ/mol，根据勒夏特列原理，简述提高合成氨原料转化率的一种方法                          。
（4）工业合成氨的热化学方程式为N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）   ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N₂和4mol H₂，达到平衡时，N₂的转化率为50%，体积变为10 L。求：
①该条件下的平衡常数为_________；
②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c 均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量__________（填“>”“<”或“＝”）92.4 kJ。
③在一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中，发生合成氨反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____________
a．v（N₂）=3v（NH₃）
b．混合气体的密度不随时间改变
c．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
d．容器中的压强不随时间改变
e．c（N₂）=c（NH₃）

Ⅱ．选修5——有机化学基础
常用药——羟苯水杨胺，其合成路线如下。回答下列问题：

已知：

（1）羟苯水杨胺的化学式为              。对于羟苯水杨胺，下列说法正确的是______。
A．1 mol羟苯水杨胺最多可以和2 mol NaOH反应
B．不能发生硝化反应
C．可发生水解反应
D．可与溴发生取代反应
（2）D的名称为               。
（3）A→B所需试剂为             ；D→E反应的有机反应类型是              。
（4）B→C反应的化学方程式为                         。
（5）F存在多种同分异构体。
①F的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同，该仪器是           。
A．质谱仪     B．红外光谱仪    C．元素分析仪    D．核磁共振仪
②F的同分异构体中既能与FeCl₃发生显色反应，又能发生银镜反应的物质共有            种；
写出其中核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积之比为1:2:2:1的同分异构体的结构简式           。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)又名大苏打、海波，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室常以硫化钠(Na₂S)为原料制取Na₂S₂O₃。
实验项目I：工业级硫化钠的纯化。
本实验对Na₂S的纯度要求较高，利用图1所示的装置将工业级的Na₂S提纯。

已知：Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为：
① 将已称量好的工业Na₂S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
② 按图1所示连接仪器，水浴加热；冷凝管的作用是                             。
向冷凝管中通入冷却水的方向是从             口进水(填“a”或“b”)。
③ 待烧瓶中固体不再减少时，停止加热，将烧瓶取下，趁热过滤，除去不溶物；
④ 将滤液转移至烧杯中，冷却结晶，过滤；
⑤ 将所得固体用少量            (填试剂名称)洗涤，干燥后得到Na₂S·9H₂O晶体。
实验项目II：硫代硫酸钠的制备。
制备步骤依次为：
① 称取一定质量的硫化钠晶体和碳酸钠固体，溶于水，转移至三颈瓶中；
② 按图2所示连接仪器，并在各仪器中加入相应的试剂，打开分液漏斗的活塞，使反应生成的气体较均匀地通入三颈瓶中，并用电磁搅拌器不断搅拌；仪器A的名称为             。
写出三颈瓶中发生的反应的化学方程式：                            。
③ 随着气体的通入，逐渐有浅黄色的硫析出，继续通入气体至溶液pH接近7，停止通入气体，取下三颈烧瓶，过滤；实验过程中若未及时停止通入气体可能产生的后果为                        。
④ 将滤液置于蒸发皿中加热，待             时，停止加热，冷却，过滤，即得Na₂S₂O₃·5H₂O晶体。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C (s)＋H₂O (g)  CO(g)＋H₂(g) ΔH = ＋131.4 kJ/mol
（1）在容积为3 L的密闭容器中发生上述反应，5 min后容器内气体的密度增大了0.12 g/L，用H₂O表示0 ~ 5 min的平均反应速率为_________________________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是              。
A．CO的含量保持不变
B．v_正(H₂O)= v_正(H₂)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如右图)，在t₁时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡(用实线表示)；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热为别725.8 kJ/mol，283.0 kJ/mol，水的摩尔蒸发焓为44.0 kJ/mol，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                      。
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程。乙池中发生反应的离子方程式为             。当甲池中增重16 g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为            g。

已知A为一种盐，C、D、F、N、O为无色气体，E常温常压下为无色无味的液体，N、
H、L为高中常见的单质，I为常见无氧强酸，M的焰色反应为紫色，反应①常用于气体F的检验。

（1）写出D的电子式为_______________；
（2）写出反应②的化学方程式：                ；反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_________________；
（3）将等体积、等浓度的G和F的溶液混合，溶液显碱性，则溶液中离子浓度从大到小的顺序为       ；
（4）检验J中阳离子的实验方法为                              ；
（5）已知B中氧元素的质量分数为22.2﹪，且A分解产生的各物质的物质的量之比为n(B)：n(C)：
n(D)：n(E)：n(F)=1：2：2：1：2，则A的化学式为__________________________。