高中化学试题

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl₃）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如图所示：（部分夹持装置略去）

已知：①黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；②PCl₃遇水会强烈水解生 成 H₃PO₃和HC1；③PCl₃遇O₂会生成P0Cl₃，P0Cl₃溶于PCl₃；④PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为______________；
（2）F中碱石灰的作用是_____________、_________________________；
（3）实验时，检査装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷．通干燥CO₂的作用是______________；
（4）粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黄磷加热除去PCl₅后．通过_________填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl₃；
（5）实验结束时，可以利用C中的试剂吸收多余的氯气，C中反应的离子方程式为______________；
（６）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数
①迅速称取1.00g产品，加水反应后配成250mL溶液；
②取以上溶液25.00mL，向其中加入10.00mL 0.1000mol•L^-1碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol•L^-1的Na₂S₂O₃，溶液滴定
③重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃，溶液8.40ml
已知：H₃PO₃+H₂O+I₂═H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其他反应．根据上述数据，该产品中PC1₃的质量分数为_________。

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。

（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄（g），△H＜0；
利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是_______（填字母编号）。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，△H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v正[Ni(CO)4]=v正(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒．为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫．
已知：CO(g)+ 1/2O₂(g)=CO₂(g) △H=-Q₁ kJ•mol^-1
S(s) +O₂(g) =SO₂(g) △H=-Q₂ kJ•mol^-1
则SO₂(g) +2CO(g) ="S(s)" +2CO₂(g) △H=________________；
（3）对于反应：2NO（g）+O₂═2NO₂（g），向某容器中充入10mol的NO和10mol的O₂，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下随温度变化的曲线（如图1）．
①比较P₁、P₂的大小关系_______________；
②700℃时，在压强为P₂时，假设容器为1L，则在该条件平衡常数的数值为_______(最简分数形式)；
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如图2所示．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为_______________；若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为________L。

一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生如下反应：PCl₅(g)PCl₃(g)+Cl₂(g)

编号	温度（℃）	起始物质的量 （mol）	平衡物质的量 （mol）	达到平衡所需时间（s）
PCl5（g）	PCl3（g）	Cl2（g）
Ⅰ	320	0.40	0.10	0.10	t1
Ⅱ	320	0.80			t2
Ⅲ	410	0.40	0.15	0.15	t3

下列说法正确的是（ ）
A．平衡常数K：容器Ⅱ＞容器Ⅲ
B．反应到达平衡时，PCl₅的转化率：容器Ⅱ>容器Ⅰ
C．反应到达平衡时，容器I中的平均速率为v（PCl₅）=0.1/t₁ mol/（L•s）
D．起始时向容器Ⅲ中充入PCl₅ 0.30 mol、PCl₃0.45 mol和Cl₂0.10 mol，则反应将向逆反应方向进行

铅及其化合物在工业生产生活中都具有非常广泛的用途。
（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：
2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）↑H="a" kJ/mol
PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）↑H="b" kJ•mol^-1
PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）↑H="c" kJ•mol^-1
反应3PbS（s）+6O2（g）=3PbSO₄（s）△H=_____________kJ•mol^-1（用含a，b，c的代数式表示）。
（2）还原法炼铅，包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO₂(g)   △H，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表

温度	300	727	1227
lgK	6.17	2.87	1.24

①该还原反应的△H____0（选填：“＞”“＜”“=”）。
②当lgK=1且起始时只通入CO（PbO足量），达平衡时，混合气体中CO的体积分数为_______。
（3）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO₄热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为_______。

（4）PbI₂：可用于人工降雨．取一定量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成t℃饱和溶液，准确移取25．00mLPbI₂饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH⁺（发生：2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I^-），用250ml洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中（如图）．加入酚酞指示剂，用0.0025mol•L-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00mL．可计算出t℃时PbI₂ Ksp为_______。

（5）铅易造成环境污染，水溶液中的铅存在形态主要有6种，它们与pH关系如图1所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图2所示．

①常温下，pH=6→7时，铅形态间转化的离子方程式为____________________。
②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于________（填铅的一种形态的化学式）形态．

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）俗名“大苏打”，又称为“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。它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解．工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备．某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图1：

实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液的滴速，使反应产生的SO₂气体较均匀地
通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸．
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的pH接近7时，停止通入SO₂气体．
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃•5H₂O．
④再经过滤、洗涤、干燥，得到所需的产品．
（1）写出仪器A的名称_____________，步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失用的试剂可以是
___________；
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液pH＜7，请用离子方程式解释原因___________；
（3）写出三颈烧瓶B中制取Na₂S₂O₃反应的总化学反应方程式___________；
（4）最后得到的产品中可能含有Na₂SO₄杂质．请设计实验检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论___________；
（5）测定产品纯度 准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.1000mol•L^-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-．滴定起始和终点的液面位置如图2：则消耗碘的标准溶液体积为___________ mL，产品的纯度为___________。

高锰酸钾（KMnO₄）是常用的氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂）为，原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾（K₂MnO₄）下图1是实验室模拟制备的操作流程：

相关资料：
①物质溶解度

物质	KMnO4	K2CO3	KHCO3	K2SO4	CH3COOK
20℃溶解度	6.4	111	33.7	11.1	217

②锰酸钾[K₂MnO₄]外观性状：墨绿色结晶．其水溶液呈深绿色，这是锰酸根（MnO₄^2-）的特征颜色．
化学性质：在强碱性溶液中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO₄^2-会发生歧化反应．
试回答下列问题：
（1）煅烧软锰矿和KOH固体时，不采用石英坩埚而选用铁坩埚的理由是______________；实验中用 铁坩埚煅烧暴露在空气中的固体混合物发生反应的化学方程式为______________。
（2）实验时，若CO₂过量会生成KHCO₃，导致得到的KMnO₄产品的纯度降低．请写出实验中通入适量CO₂时体系中可能发生反应离子方程式______________；其中氧化还原反应中氧化剂和还原剂的质量比为________。
（3）由于CO₂的通人量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO₂改为加其他的酸．从理论上分析，选用下列酸中_______，得到的产品纯度更高．
A．醋酸             B．浓盐酸             C．稀硫酸
（4）工业上一般采用惰性电极电解锰酸钾溶液制取高锰酸钾，试写出该电解反应的化学方程式______________；传统工艺采用无膜电解法由于副反应发生，Mn元素利用率和电流效率都会偏低．有同学联想到离子交换膜法电解饱和食盐水提出改进方法：可用阳离子交换膜分隔两极区进行电解（如图2）．图中A口加入的溶液最好为_________；使用阳离子交换膜可以提高Mn元素利用率的原因为______________。

CO₂和CH₄是两种重要的温窒气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁="a" kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₂="b" kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃="c" kJ•mol^-1
反应CO₂（g）+CH₄（g）2CO（g）+2H₂（g） 的△H=_________；
（2）在一密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH₄与CO₂，在一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如下图。

①判断该反应的△H________0（填“＞”“＜”或“=”）
②压强P₁、P₂、P₃、P₄由大到小的顺序为________________
③1100℃该反应的平衡常数为_________（保留小数点后一位）
④在不改变反应物用量的前提下，采取合理措施将Y点平衡体系转化为X点，在转化过程中，下列变化正确的是________（填序号）
a．v(正)一直增大   b．v(逆)一直增大
c．v(正)先减小后增大  d．v(逆)先减小后增大
（3）以Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化为乙酸。
①该反应的化学方程式为____________________
②将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的化学方程式为____________________
(4)以CO₂为原料可以合成多种物质。
①利用FeO吸收CO₂的化学方程式为：6 FeO+CO₂=2Fe₃O₄+C，则反应中每生成1 mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，在铜电极上CO₂可转化为CH₄，另一电极石墨连接电源的_____极，则该电解反应的总化学方程式为____________________。

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl₂·6H₂O）是实验窒重要的分析试剂，工业上常用天青石（主要成分为SrSO₄）为原料制备，生成流程如下：

已知：①经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，还含有少量Ba²⁺杂质；
②SrSO₄、BaSO₄的溶度积常数分别为3.3×10^-7、1.1×10^-10；
③SrCl₂•6H₂O的摩尔质量为：267g/mol．
（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_________________
（2）隔绝空气高温焙烧，若0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子．写出该反应的化学方程式_________________
（3）为了得到较纯的六水氯化锶晶体，过滤2后还需进行的两步操作是_________________
（4）加入硫酸的目的是_________________；为了提高原料的利用率，滤液中Sr²⁺的浓度应不高于__________  mol/L（注：此时滤液中Ba²⁺浓度为1×10^-5 mol/L）。
（5）产品纯度检测：称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO₃ 1.100×10^-2mol的AgNO₃溶液（溶液中除Cl^-外，不含其它与Ag⁺反应的离子），待Cl^-完全沉淀后，用含Fe³⁺的溶液作指示剂，用0.2000mol/L的NH₄SCN标准溶液滴定剩余的AgNO₃，使剩余的Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出。①滴定反应达到终点的现象是_________________；
②若滴定过程用去上述浓度的NH₄SCN溶液20.00mL，则产品中SrCl₂•6H₂O的质量百分含量为_______（保留4位有效数字）。

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___________；

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应），某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定；
①按如图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品都为碱石灰（详见图示，夹持仪器省略）
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为__________________；
（2）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为__________________；
（3）若将H₂换成CO，则还需补充___________装置。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是__________________；
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、__________________；
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是__________
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数
（4）若滴定过程中消耗0.5000mol•L^-1KI溶液20.00ml，则铁矿石中铁的百分含量为________________；
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为_______________。

一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)

容器编号	温度(℃)	起始物质的量(mol)	平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)	CH3OCH3(g)	H2O(g)
Ⅰ	387	0.20	0.080	0.080
Ⅱ	387	0.40
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

下列说法正确的是
A．该反应的逆反应为放热反应
B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH₃OH体积分数比容器Ⅱ中的小
C．达到平衡时，容器Ⅰ中的压强与容器Ⅲ中的压强相同
D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH₃OH 0.15 mol、CH₃OCH₃ 0.15 mol 和H₂O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行

在体积为2L的密闭容器中进行下列反应：C(g)+CO₂(g)2CO(g)；△H＝Q kJ·mol^-1。下图为CO₂、CO的物质的量随时间t的变化关系图。下列说法不正确的是（    ）

A．CO在2－3min和4－5min时平均速率相等

B．当固焦炭的质量不发生变化时，说明反应已达平衡状态

C．5min时再充入一定量的CO，n(CO)、n(CO2)的变化可分别由c、b曲线表示

D．3min时温度由T1升高到T2，重新平衡时K(T2)小于K(T1)

一定温度时，向2.0L恒容密闭容器中充入2molSO₂和1molO₂，发生反应：
2SO₂（g）+O₂（g）⇌2SO₃（g）．经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s	0	t1	t2	t3	t4
n（SO3）/mol	0	0.8	1.4	1.8	1.8

下列说法正确的是（ ）
A．反应在前t₁ s 的平均速率v（O₂）=0.4/t₁mol•L^-1•s^-1
B．保持其他条件不变，体积压缩到1.0L，平衡常数将增大
C．保持温度不变，向该容器中再充入0.3 molSO₂、0.1molO₂和0.2molSO₃，则此时V_正>V_逆
D．相同温度下，起始时向容器中充入4mol SO₃，达到平衡时，SO₃的转化率大于10%

下列各表述与示意图一致的是（   ）

A．图①表示25℃时，用0.1 mol•L^-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol•L^-1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化

B．图②中曲线表示反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；△H＜0 正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

C．图③表示10 mL 0.0l mol•L^-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol•L^-1H2C2O4溶液混合时，n（Mn^2+）随时间的变化

D．图④中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2（g）+H2（g）→CH3CH3（g）+Q使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化

下列说法正确的是（  ）

A．c(H^+):c(OH^-)=1:10^-2的溶液中K^+、Ba^2+、ClO^-、CO3^2-一定能大量存在

B．室温下，水电离出来的c(H^+)＝10^－13mol/L的溶液中K^+、Cl^-、NO3^－、I^－一定能大量存在

C．相同温度下，等物质的量浓度的下列溶液：①H2CO3②Na2CO3③NaHCO3④(NH4)2CO3中c(CO3^2-)的大小关系为②>④>③>①

D．往0.1mol/LCH3COOH溶液中通入少量HCl，醋酸的电离平衡向逆反应方向移动，且溶液中c(CH3COOH)/c(H^+)·c(CH3COO^-) 增大