高中化学试题

铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个光辉里程碑，它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。
（1）高铁酸钠（Na₂FeO₄）是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。按要求回答下列问题：
高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)₃ + 3NaClO + 4NaOH ＝ 2Na₂FeO₄ + 3X + 5H₂O，则X的化学式       ，反应中被氧化的物质是        （写化学式）。
（2）铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe₂O₃）的过程如下：

①酸溶过程中Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式为        __   ；“滤渣A”主要成份的化学式为              。
②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：
FeS₂ +     Fe^{3 +} +      H₂O ="="     Fe^{2 +} +      SO₄^2- +          ___  。
③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为              。
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2～3.8，

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2.7	3.8	7.6	9.4
完全沉淀pH	3.2	5.2	9.7	12.4

如果pH过大，可能引起的后果是_________；滤液B可以回收的物质有________（写化学式）。

用于合成树脂的四溴双酚F、药物透过性材料高分子化合物PCL合成如下。

（1）W中—R是      。
（2）A的结构简式是_________。
（3）A生成B和CH₃COOH的反应类型是_________。
（4）D→X过程中所引入的官能团分别是_________。
（5）有机物Y的苯环上只有2种不同化学环境的氢原子。
由Y生成四溴双酚F的反应方程式是________。

辉铜矿（主要成分为Cu₂S）经火法冶炼，可制得Cu和H₂SO₄，流程如下图所示：

（1） Cu₂S中Cu元素的化合价是           价。
（2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜（含少量Ag、Fe），CuSO₄溶液做电解质溶液：
①粗铜应与直流电源的           极（填“正”或“负”）相连。
②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液里的原因是            。
③电解一段时间后，溶液中Cu²⁺浓度        （填“减小”、“增大”、“不变”）。
（3）Ⅲ中，烟气（主要含SO₂、CO₂）在较高温度经下图所示方法脱除SO₂，并制得H₂SO₄。

① 在阴极放电的物质是___________。
② 在阳极生成SO₃的电极反应式是____________。
（4）检测烟气中SO₂脱除率的步骤如下：
i．将一定量的净化气（不含SO₃）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水。
ii．加入浓盐酸，加热溶液至无色无气泡，再加入足量BaCl₂溶液。
iii．过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。
①用离子方程式表示i中溴水的主要作用____________。
②若沉淀的质量越大，说明SO₂的脱除率越____________（填“高”或“低”）。
（5）次磷酸(H₃PO₂)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。H₃PO₂是一元中强酸，写出其电离方程式       ·
③NaH₂PO₂为_       (填“正盐”或“酸式盐”)其溶液显     (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。

乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：

实验步骤:
在A中加入4．4g异戊醇，6．0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别依次用少量水、饱和碳酸氢钠溶液且再用水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO₄固体，静置片刻，过滤除去MgSO₄固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊脂3． 9 g。
回答下列问题:
（1）仪器B的名称是          ；
（2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是     ，第二次水洗的主要目的是          ；
（3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后(填标号〕        ．
a、直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b、直接将乙酸异戊酯从分液端斗的下口放出
c、先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出
d、先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出
（4）本实验中加入过量乙酸的目的是              ．
（5）实验中加入少量无水MgSO₄的目的是            ·
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_         (填标号)。

（7）本实验的产率是_        (填标号)．
a．30 ％       b．40 ％       c．60％       d．90％
（8）在进行蒸馏操作时:若从130℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏_     (填“高”或“低”），其原因是         。

氯元素是生产生活中常见的非金属元素
（1）将Cl₂通入NaOH溶液中得到以NaClO为有效成分的漂白液，写出该反应的离子方程式：          。
（2）使用Cl₂为自来水消毒时，会与水中的有机物生成对人体有害的有机氯化物。下列物质中可以替代Cl₂为自来水杀菌消毒的是         （填字母序号）。
a．臭氧         b．NH₃        c．明矾         d．ClO₂
（3）生物质混煤燃烧是当今能源燃烧利用的最佳方式之一，但生物质中氯含量较多，燃烧过程中会形成金属氯化物（如NaCl）和Cl₂等物质，对金属炉壁造成腐蚀。
① NaCl和Cl₂中化学键的类型分别是        和         。
② 燃煤过程中生成的SO₂会与NaCl等物质发生反应，生成硫酸盐和Cl₂。若生成Cl₂ 22．4 L（标况）时转移电子数为4×6．02×10²³，该反应的化学方程式是        。
③ 已知：
2H₂O₂(l) ="==" 2H₂O(l)＋O₂(g)    ΔH₁=－196．46 kJ·mol^-1
H₂(g)＋1/2O₂(g) ="==" H₂O(l)     ΔH₂=－285．84 kJ·mol^-1
Cl₂(g)＋H₂(g) ="==" 2HCl(g)      ΔH₃=－184．60 kJ·mol^-1
在催化剂作用下，用H₂O₂(l)可除去上述燃烧过程中产生的Cl₂。依据上述已知反应，写出该反应的热化学方程式：                  。
（4）工业上通过如下转化可制得KClO₃晶体:
NaCl溶液NaClO₃溶液KClO₃晶体
完成Ⅰ中电解过程中阳极的反应式：                。
（5）一定条件下,在水溶液中1 mol Cl^-、ClO^-_x(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。

①D是    (填离子符号)。
②B A+C反应的热化学方程式为        (用离子符号表示)。

【化学一有机化学基础】(15分)尼龙是目前世界上产量最大、应用范围最广、性能比较优异的一种合成纤维。以X为原料合成尼龙-66的流程如下：

已知部分信息如下：
I．Z的化学式为C₆H₁₀O₄。
Ⅱ．X和浓溴水反应产生白色沉淀。
Ⅲ．某些醛与醛之间能发生羟醛缩合反应，例如：
RCHO+CH₃CHORCH（OH）CH₂CHORCH=CHCHO+H₂O
请回答下列问题：
（1）X的化学名称为_______。W的结构简式为_______。T的分子式为_________。
（2）反应②的条件为__________。
（3）写出反应④的化学方程式___________。反应⑤的类型为___________。
（4）G是Z少一个碳原子的同系物，M是G的同分异构体。M既能发生银镜反应和水解反应。又能和碳酸氢钠反应产生气体，M的结构共有种，其中，在核磁共振氢谱上有3个峰的结构简式为___。

火力发电厂释放出大量氮氧化合物（NOx）、SO₂和CO₂等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g）＋ 4NO₂(g）＝4NO(g）＋ CO₂(g）＋ 2H₂O(g） △H₁＝－574 kJ/mol
CH₄(g）＋ 4NO(g）＝2N₂(g）＋ CO₂(g）＋ 2H₂O(g） △H₂＝－1160 kJ/mol
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为            。
（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g）  △H₃
       
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0～10 min内，氢气的平均反应速率为    mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，则平衡         （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②如图2，25℃时以甲醇燃料电池（电解质溶液为稀硫酸）为电源来电解300mL 某NaCl溶液，正极反应式为       。在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为13（假设NaCl溶液的体积不变），则理论上消耗甲醇的物质的量为      mol。
③取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应，生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是       (用离子方程式表示)；室温时，向(NH₄)₂SO₄,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na^＋）      c(NH₃·H₂O)。（填“＞”、“＜”或“＝”）

(13分)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，装置如下图所示：（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HCl；
③PCl₃遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃。
④PCl₃、POCl₃的熔沸点如表：

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）B中所装试剂是_______；F中碱石灰的作用有两种，分别是______、_______。
（3）实验时，检查装置气密性后，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的Na₂S₂O₃，溶液滴定；
④重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃溶液8.40mL。
已知：H₃PO₃+I₂＝H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其他反应，该产品中PCl₃的质量分数为_________。

碳元素在自然界中分布很广，在地壳中其丰富程度位列第14位，远低于氧、硅、铝、铁等元素。但是，碳却是存在形式最复杂的元素，如煤、石油、天然气、动植物体、石灰石、白云石、二氧化碳等。请回答下列问题：
（1）基态碳原子的电子排布式为           。
（2）在CO₂分子中，碳原子采用          杂化轨道与氧原子成键。
（3）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键，应用价层电子对互斥理论，预测COCl₂分子的空间构型为            。
（4）二茂铁(₅H₅)₂Fe是Fe²⁺与环戊二烯基形成的一类配合物，实验室测定铁的含量：可用配位剂邻二氮菲（），它能与Fe²⁺形成红色配合物（如图1），该配离子中Fe²⁺与氮原子形成配位键共有        个。

（5）普鲁士蓝可用作染料，它的结构如图2所示。
普鲁士蓝中，n(K^＋)∶n(Fe^3＋)∶n(Fe^2＋)∶n(CN^－)=            。
（6）CaC₂晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似，但CaC₂晶体中哑铃C₂^2－的存在，使晶胞沿一个方向拉长（如图3）。CaC₂中C₂^2－与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为          。
已知CaC₂晶体密度为ag·cm^－3，N_A表示阿伏加德罗常数，则CaC₂晶胞体积为    cm³。

某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如下图所示（部分产物已略去）：

（1）写出用惰性电极电解M溶液的离子方程式__________。写出F的电子式___________。
（2）若A是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，E溶液与F溶液反应可以制备一种胶体，则E溶液的俗称是______________。
（3）若A是CO₂气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，如图所示，“则A与B溶液”反应后溶液中的溶质化学式为________。

（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_______________。
（5）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，向G溶液中加入苯酚溶液后显紫色，则由A转化成E的离子方程式是_____________
（6）若A是一种化肥。实验室可用A和B反应制取气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式是________________。
（7）若A是一种溶液，只可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、CO₃^2－、SO₄^2－中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子及其浓度之比为_______________________。

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物。探究过程如下：
查阅资料：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄， Cu₂O在空气中加热生成CuO
提出假设
假设1：红色粉末是Fe₂O₃
假设2：红色粉末是Cu₂O
假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物
设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂．
（1）若假设1成立，则实验现象是_________。
（2）若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁．你认为这种说法合理吗？___________。
（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是________，写出发生反应的离子方程式________。
探究延伸
经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．
（4）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数．取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg(b＞a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为________________。
（5）欲利用红色粉末Fe₂O₃和Cu₂O的混合物制取较纯净的胆矾(CuSO₄∙5H₂O)，经查阅资料得知，在溶液中调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1.4
沉淀完全pH[来:	13	14	3.7

实验室有下列试剂可供选择：
A．氯水          
B．H₂O₂ 
C．硝酸
D．NaOH 
E．氨水
F．Cu₂(OH)₂CO₃
实验小组设计如下实验方案：

试回答：①试剂I为____________，试剂II为_____________（填字母）。
②固体X的化学式为_______________。

某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO₄·5H₂O，实现废物综合利用，实验过程如下：
过程Ⅰ：

（1）废Cu粉中一定含有的杂质是         （填化学式）。
（2）写出过程②发生反应的离子方程式：              。
过程Ⅱ：

（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是        （化为最简整数比）
过程Ⅲ：已知25℃时：

电解质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶度积（Ksp）	2.2×10^－20	8.0×10^－16	4.0×10^－38
开始沉淀时的pH	5.4	6.5	3.5
完全沉淀时的pH	6.4	9.6	4.0

（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H₂O₂溶液，调节溶液的pH范围为         ，然后过滤、结晶，可得CuSO₄·5H₂O。
（5）下列与 Ⅲ方案 相关的叙述中，正确的是      （填字母）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe²⁺ 氧化为Fe³⁺ 的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在

资料表明，硫粉与热的KOH溶液共热生成两种盐，其中一种是K₂SO₃。某化学兴趣小
组进行该实验时，却检测到生成的盐中含有SO₄^2-。
（1）兴趣小组同学认为，上述反应的生成物可能与反应温度（T），KOH溶液的浓度(c)有关。他们做了如下对比实验（每次实验中硫粉的质量、KOH溶液的体积均相同）。

实验①～④是探究温度对生成物的影响，⑤～⑧是探究KOH溶液的浓度对生成物的影响。请在表中相应空格内填人相应数据。
（2）兴趣小组设计实验对上述反应中生成的盐的成分进行探究。他们提出如下假设，请你根据氧化还原反应的规律，完成假设二和假设三：
假设一：生成的盐是K₂S和K₂ S0₃；
假设二：生成的盐是____；
假设三：生成的盐是____；
（3）请你设计实验验证上述假设一。完成下表中内容。[除了硫粉与热的KOH溶液的反应液之外，可供选择的药品有稀硝酸，稀盐酸等；已知：6H⁺+SO₃^2-+2S^2-=3S+3H₂O

（4）兴趣小组通过改变硫粉的质量，得出生成钾盐的质量与硫粉质量的变化关系如图所示。有人据此得出结论：生成的盐一定是K₂S和K₂SO₃的混合物。请你根据计算结果指出该结论是否正确          。

（5）请分析上述反应中有K₂S0₄生成的可能原因是         。

I．高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制
备高锰酸钾，其部分流程如下：

（1）第①步加热熔融应在铁坩埚中进行，而不用瓷坩埚的原因是        (用化学程式表示）。
（2）第④步通人适量CO₂，发生反应生成Mn0₄和Mn0₂和碳酸盐，则发生反应的离子方程式为___        _。
（3）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，干燥过程中，温度不宜过高，其原因是             （用化学方程式表示）。
（4）H₂O₂和KMn0₄都是常用的强氧化剂，若向H₂O₂溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，写出该反应的离子方程式：_____      。
Ⅱ．某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究S0₂和Cl₂的性质。

（5）若从左端分别通人SO₂和Cl₂，装置A中观察到的现象是否相同？         （填“相同”或“不相同”）；
（6）若装置B中装有5．0 mL l．0 mol／L的碘水，当通入足量Cl₂完全反应后，共转移了5．0×10^-2 mol电子，该反应的化学方程式为          。
（7）若由元素S和O组成-2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4：3；当Cl₂与含X的溶液完全反应后，有浅黄色沉淀产生，取上层清液加入氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl₂与含X的溶液反应的离子方程式__       __。

(10分）碳酸铈[Ce₂(CO₃）₃]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。

（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO₃，该化合物中，Ce的化合价为              。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO₂），其在酸浸时发生反应的离子方程式为            。
（3）试剂X是                 。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ），其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ）。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为                。
（5）取(4）中得到的Ce(OH）₄产品（质量分数为97%）1.00 g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·L^-1的FeSO₄溶液滴定至终点（铈被还原成Ce³⁺），则需要滴加标准溶液的体积为          mL。