高中化学试题

SO₂和NO₂都是大气污染物。
（1）将NO₂变成无害的N₂，要找到适合的物质G与适当的反应条件，G应为___________（填写“氧化剂”或“还原剂”）．下式中X必须为无污染的物质，系数n可以为0．NO₂+GN₂+H₂O+nX （未配平的反应式）．下列化合物中，满足上述反应式中的G是________（填写字母）。
a．NH₃         b．CO₂         c．SO₂        d．CH₃CH₂OH
（2）采取还原法，用炭粉可将氮氧化物还原。
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）   △H=+180.6kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）   △H=-393.5kJ•mol^-1
则反应C（s）+2NO（g）=CO₂（g）+N₂（g）   △H="_____________" kJ•mol^-1
（3）利用氨水可以将SO₂和NO₂吸收，原理如图1所示：NO₂被NH₄HSO₃吸收的离子方程式是______________。浓度均为0.1mol/L的NH₄HSO₃溶液和NH₄HSO₄溶液中的c（NH₄⁺）相比较，NH₄HSO₃_____________NH₄HSO₄。（选填“>”、“=”或“<”）
（4）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）也可吸收SO₂，并用阴极排出的溶液吸收NO₂．
①b极的电极反应式为_________________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2-生成．该反应离子方程式为________________________________。

（5）SO₂也可用于消除铬的毒性。六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO₂将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，然后再加碱将Cr³⁺沉淀，已知常温下Ksp[Cr（OH）₃]=10^-32，要使Cr³⁺沉淀完全（c（Cr³⁺）小于10^-5mol/L），溶液的pH应升高到____________。

下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。

元素	相关信息
A	在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为倍受青睐的清洁燃料。
B	工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障。
C	植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂。
D	室温下其单质呈粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。
E	它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是工业生产中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、轨道等。

 
根据上述信息填空：
（1）B在元素周期表中的位置是                   
（2）D的单质与烧碱水溶液加热时发生自身的氧化还原反应生成两种具有强还原性的阴离子，写出该反应的离子方程式                             
（3）C与A形成的化合物X，分子中原子个数比为1∶2；相同条件时，相同质量时，氢气的体积为X气体体积的16倍；分子中有极性键和非极性键，可作火箭燃料。写出X分子的结构式                   
（4）以上这五种元素能组成一种工业上用途极广的复盐（类似明矾，含一种阴离子和两种阳离子），该物质中的A、B、C、D、E的质量比为5∶56∶7∶16∶14。请写出该化合物的化学式________             

原子序数之和为16的三种短周期元素的单质X、Y、
Z，常温常压下均为无色气体，在适当条件下X、Y、Z之间可以发生如右图所示的变化。已知B分子组成中Z原子个数比C分子中少一个。请回答下列问题：

（1）元素X的原子结构示意图                  
（2）C与X在一定条件下生成化合物A的化学方程式                         
（3）常温下，C的水溶液能够使红色石蕊试纸变蓝，请用离子方程式表示变蓝的原因                 
（4）写出A与C反应生成Y和B的化学方程式                         
（5）加热条件下，C通过装有含X的黑色粉末的硬质玻璃管，黑色粉末变成紫红色，该黑色粉末的化学式              ；发生反应化学方程式为                         。

可逆反应2NO₂2NO+O₂在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n molO₂的同时生成2n mol NO₂
②单位时间内生成n molO₂的同时生成2n mol NO
③用NO₂、NO、O₂的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态     ⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥

B．②③⑤

C．①③④

D．①②③④⑤

一定条件下，对于可逆反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为C₁、C₂、C₃（均不为零），到达平衡时，N₂、H₂、NH₃的浓度分别为0．1 mol·L^-1、0．3 mol·L^-1、0．08 mol·L^-1，则下列判断正确的是

A．C1：C2=1：3

B．平衡时，H2和NH3的生成速率之比为2：3

C．N2、H2的转化率之比为1：3

D．C1的取值范围为0．04 mol·L^-1＜C1＜0．14 mol·L^-1

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。

（1）A是铅蓄电池的                 极，铅蓄电池正极反应式为               ，放电过程中电解液的密度          (填“减小”、“增大”或“不变”)。
（2）Ag电极的电极反应式是           ，该电极的电极产物共           g。
（3）Cu电极的电极反应式是          ，CuSO₄溶液的浓度           (填“减小”、“增大”或“不变”)
（4）如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示             ­­­­­­。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加

某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K^＋、Mg^2＋、Br^－、SO₄^2－、Cl^－等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程。

研究性学习小组查寻资料得知：Br^－被氧化剂氧化成溴。溴不易溶于水而易溶于CCl₄回答以下问题：
（1）操作Ⅰ的名称为______________；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还有________                       。
（2）试剂x，y，z的化学式分别为x，_______    y            z           _；检验SO₄^2－已除尽的方法是                         。
（3）写出操作Ⅲ的具体操作步骤_________________________。

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（主要成分为Co₂O₃、Co（OH）₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至时，失去结晶生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式                     。
（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式                         ；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式                    。
（3）“加Na₂CO₃调pH至5.2”，过滤所得到的沉淀成分为                        ，加入萃取剂的目的是                            。
（4）制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是                           。
（5）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量HNO₃酸化的AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是                                。（答一条即可）

Ⅰ．（1） P₂O₅是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P₂O₅干燥的是________
a．NH₃       b．HI       c．SO₂       d．CO₂
（2）工业生产甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g）  CH₃OH（g）  △H₁ = —90.8kJ/mol。
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）       △H₂ = -571.6kJ/mol；
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）    △H₃= -566.0kJ/mol
计算2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）   △H₄ =             。
（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K₂FeO₄ + 3Zn ="=" Fe₂O₃ +ZnO +2K₂ZnO₂该电池正极发生的反应的电极反应式为                                  。
II．用如图所示装置进行实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。
查阅资料发现，高铁酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫红色。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH             （填“增大” 、“减小”或“不变”）。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e^-+8OH^- = FeO₄^2-+4H₂O和                              。
（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少              g。

【化学选修5 ：有机化学】
工业上合成a－萜品醇G的路线之一如下：

已知：
请回答下列问题：
（1）F中所含官能团的名称是               ；B→C的反应类型为                。
（2）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式                 。
①只有3种环境的氢原子   ②能发生银镜反应   ③分子中含六元环
（3）A的核磁共振氢谱有                个吸收峰，面积比为                  。
（4）写出C→D转化的化学方程式                     。
（5）写出B在一定条件下聚合成高分子化合物的化学方程式                             。
（6）G可以与H₂O催化加成得到不含手性碳原子的化合物H，请写出H的结构简式                   。

【化学选修2： 化学与技术】
硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个有一个奇迹。
（1）新型陶瓷Si₃N₄的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在H₂的保护下，使SiCl₄与N₂反应生成Si₃N₄沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式      。
（2）一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:

①净化N₂和H₂时，铜屑的作用是：                    ；硅胶的作用是                   。
②在氮化炉中3SiO₂（s）+2N₂（g）=Si₃N₄（s） △H=－727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度                ；体系中要通入适量的氢气是为了                            。
③X可能是                （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。
（3）工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅：

①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl₃遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式  。
②假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应I中HCl的利用率为90%，反应II中H₂的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中，补充投入HCl 和H₂的物质的量之比是                 。

氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。
（1）请写出工业上由NH₃制取NO的化学方程式                   。
（2）一定条件下，铁可以和CO₂发生反应：Fe（s）+ CO₂（g） FeO（s）+ CO（g），已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。
  
①该反应的逆反应是                 （填“吸热”或“放热”）反应。
②T℃、P pa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是             。
A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；
B、容器内压强不再变化；
C、v_正（CO₂）= v_逆（FeO）
③T₁温度下，向体积为V L的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂，反应过程中CO和CO₂物质的量与时间的关系如图乙所示。则CO₂的平衡转化率为   ，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为                  。
（3）在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进行反应：N₂+3H₂2NH₃，有关数据及平衡状态特定见下表。

容器	起始投入	达平衡时
甲	2 mol N2	3 mol H2	0mol NH3	1.5mol NH3	同种物质的体积分数相同
乙	a mol N2	b mol H2	0mol NH3	1.2mol NH3

起始时乙容器中的压强是甲容器的               倍。
（4）一定条件下，2.24L（折算为标准状况）N₂O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍。请写出该反应的热化学方程式                      。

次硫酸氢钠甲醛（NaHSO₂•HCHO•2H₂O）俗称吊白块，不稳定，120℃时会分解。在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。以Na₂SO₃、SO₂、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：

步骤1：在三颈烧瓶中加入一定量Na₂SO₃和水，搅拌溶解，缓慢通入SO₂，至溶液pH 约为4，制得NaHSO₃溶液。
步骤2：将装置A 中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，反应约3h，冷却至室温，抽滤；
步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。
（1）装置B 的烧杯中应加入的溶液是                ；冷凝管中冷却水从             （填“a”或“b”）口进水。
（2）A中多孔球泡的作用是              。
（3）冷凝管中回流的主要物质除H₂O 外还有                         （填化学式）。
（4）写出步骤2中发生反应的化学方程式                               。
（5）步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是                                 。
（6）为了测定产品的纯度，准确称取2.0g样品，完全溶于水配成100mL溶液，取20.00mL所配溶液，加入过量碘完全反应后（已知I₂不能氧化甲醛，杂质不反应），加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.466g，则所制得的产品的纯度为                       。

钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：
（1）Fe位于元素周期表中第____________周期，第___________族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式               。
（3）制备TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：
（4）反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于             ℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数为___________________。（用代数式表示）
（6）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）。若不考虑生产过程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H₂              mol。

硫代硫酸钠又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图所示

已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在。
（1）某研究小组设计了制备Na₂S₂O₃·5H₂O装置和部分操作步骤如下：
步骤1：如图连接好装置后，              ，将D中导管末端浸入水中，微热烧瓶观察气泡和水柱检查装置A、C、D气密性。
步骤2：加入药品，打开K₁、关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热。装置B中的药品可选用下列物质中的。
A．NaOH溶液   B．浓H₂SO₄     C．酸性KMnO₄溶液   D．饱和NaHSO₃溶液
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少，当C中溶液的pH接近7时，打开K₂，关闭K₁即停止C中的反应，停止加热。“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是______________________（用离子方程式表示）。
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过加热浓缩，趁热过滤，再将滤液冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
（2）Na₂S₂O₃性质的检验：向足量的新制氯水中滴加少量Na₂S₂O₃溶液，氯水颜色变浅，检查反应后溶液中含有硫酸根，写出该反应的化学方程式_________________。
（3）常用Na₂S₂O₃溶液测定废水中Ba²⁺浓度，步骤如下：取废水25.00mL，控制适当的酸度加入足量K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时CrO₄^2-全部转化为Cr₂O₇^2-；再加过量KI溶液，充分反应后得混合溶液VmL,将其分成4等份，加入淀粉溶液作指示剂，用0.0010mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示：

编号	1	2	3	4
消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL	18.02	17.98	18.00	20.03

部分反应离子方程式为：
①Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；②I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^4-。
则判断达到滴定终点的现象是__________________。
废水中Ba²⁺的物质的量浓度为__________________。