高中化学试题

向一定量Fe、FeO和Fe₂O₃的混合物中，加入120 mL 4 mol·L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344 L(标准状况)气体，往所得溶液中加入KMnO₄的酸性溶液，无明显现象，若用足量的H₂在加热条件下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为（  ）

A．0.21 mol

B．0.14 mol

C．0.16 mol

D．0.24 mol

下图所示装置可用于多种实验。

（1）实验室可利用该装置来制取氯气，发生反应的化学方程式为：2KMnO₄＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl₂＋5Cl₂↑＋8H₂O
①用双线桥标出上述反应中的电子转移情况。
②B装置的作用是___________________，C装置中盛装的液体最好是              。
③若按上述反应制得的氯气体积为4.48 L（标准状况），则实际反应中消耗12 mol/L盐酸的体积大于理论值__________mL。
（2）在实验室要测定部分变质的过氧化钠的纯度，也可用上图装置中的部分仪器。
①上述装置中多余的仪器是_____________（填A、B、C、D等序号）。
②要完成上述实验目的，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____________________。
③若取用样品的质量为2.5 g，收集到气体的体积为280 mL（标准状况），则样品中Na₂O₂的纯度为___________。

某实验小组同学为了探究SO₂的性质，进行了如下实验（实验前，装置内空气已排尽）：

已知：硫酸的沸点是338℃，酒精灯可加热至400℃以上。
主要实验步骤：
①加热试管A直到B、D中均出现大量白色沉淀，熄灭酒精灯；
②将Cu丝上提离开液面；
③从导管F口向装置中通入空气一段时间。
（1）试管A中发生的主要反应的化学方程式为                 。
（2）试管B中出现白色沉淀的原因是                         。
（3）试管C中溶液褪色，说明SO₂具有            （填“漂白性”或“氧化性”或“还原性”），请将该反应的离子方程式补充完整：

（4）试管D中发生反应的离子方程式为                。
（5）下列叙述正确的是               。
a．上下移动铜丝可控制生成SO₂的量
b．为确认有CuSO₄生成，可向试管A中加水，观察颜色
c．步骤③可使装置中残留气体完全被吸收，避免污染空气
d．熄灭酒精灯后， B中的液体不会倒吸，因为空气可经导管F进入试管A，使压强平衡

某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是                 。
（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是                  _____。
（3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是___     __。

方案	反应物
甲	Cu、浓HNO3
乙	Cu、稀HNO3
丙	Cu、O2、稀HNO3

（4）该小组还用上述装置进行实验证明酸性：HCl＞H₂CO₃＞H₂SiO₃，则分液漏斗a中加入的试剂是___________，c中加入的试剂是_________，d中加入的试剂是_________；实验现象为______________     。
但此实验存在不足之处，改进的措施是________________________。

在15.2g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液，合金完全溶解，同时生成气体X，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成25.4g沉淀。则下列说法不正确的是（  ）

A．原合金中含0.1mol Fe、0.15mol Cu

B．25.4g沉淀为Cu(OH)2和Fe(OH)3的混合物

C．气体X中含0.3 mol NO、0.1 mol NO2

D．气体X中含0.3 mol NO2、0.1 mol NO

下图是各种不同密度的硝酸与铁反应(相同温度)时主要还原产物的分布图。请认真读图分析，回答有关问题。
（1）下列叙述中正确的是(填序号)                 。

A．图中横坐标是硝酸的密度，硝酸的密度越大，其浓度越小。

B．当还原剂和温度相同时，不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的，只是在某浓度时，以某种产物为主而已。

C．硝酸的浓度越大，还原产物中N元素低化合价产物越少。

D．当硝酸密度大于1.3 g·cm^-3时，还原产物主要为NO、NO2

（2）当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm^-3时，Fe与过量硝酸反应的化学方程式是_________________。
（3）限用下列仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm^-3硝酸反应产生的气体中含有NO(不考虑N₂O₄)。设计一个合理而简单的实验方案（仪器可选择使用，N₂的用量可自由控制，加热装置和固定装置省略）。

第1步：反应并收集生成的气体：
①实验中气体发生装置应选择  (填装置序号)，理由是                    。
②装置的连接顺序是(填各装置接口的序号)：[  ]→[  ] [  ]→[8] [9]→[  ]。
③检查装置气密性后，开始反应。待E中充满红棕色气体，停止实验。
第2步：验证E中有NO。
④取下试管E，倒立在F中，轻轻摇动试管。
确认生成的气体中有NO的现象是                                。
（4）某工厂生产硝酸的流程简要表示如下：

①氧化炉中反应的化学方程式为__________________________________。
②工业上通常用质量分数为15%的Na₂CO₃水溶液(密度1.16 g·mL^－1)作为NO_x吸收剂，它的物质的量浓度为_____________ mol·L^－1(保留2位小数)。

某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为ymol，其中Cu的物质的量分数为a ，将其全部投入50mLbmol·L^－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。下列说法不正确的是（  ）

A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解

B．若金属全部溶解，则溶液中不一定含有Fe^3^＋

C．若金属全部溶解，且产生336mL气体(标准状况)，则b=0.3

D．当溶液中金属离子只有Fe^3^＋、Cu^2^＋时，则a与b的关系为：b≥80y(1－a/3)

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是__________。
（2）另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe^3＋外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋，需进行的实验是__________。
②乙同学取336 mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO₂＋Br₂＋2H₂O＝2HBr＋H₂SO₄
然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为（简要表述计算过程）__________。

某溶液可能含有Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe^3＋、Fe^2＋、Al^3＋和Na^＋。某同学为了确认其成分，取部分试液，设计并完成了如下实验：

下列说法正确的是（  ）

A．原溶液中c(Fe^3^＋)＝0.2 mol·L^－1

B．要确定原溶液中是否含有Fe^2^＋，其操作为取少量原溶液于试管中，加KSCN溶液，再加入适量氯水，溶液呈血红色，则含有Fe^2^＋

C．SO4^2^－、NH4^+、Na^＋一定存在，CO3^2-，Al^3^＋一定不存在

D．溶液中至少有4种离子存在，其中Cl^－一定存在，且c(Cl^－)≥0.2 mol·L^－1

聚芳酯（PAR）是分子主链上带有苯环和酯基的特种工程塑料，在航空航天等领域具有广泛应用。下图是利用乙酰丙酸（）合成聚芳酯E的路线：

已知：①
②（R、R′表示烃基）
（1）乙酰丙酸中含有的官能团是羰基和           （填官能团名称）。
（2）D的结构简式为           。
（3）下列关于有机物B的说法正确的是         （填字母代号）。
a．能发生取代反应
b．能与浓溴水反应
c．能发生消去反应
d．能与H₂发生加成反应
（4）A→B的化学方程式为                 。
（5）C的分子式为         ，符合下列条件的C的同分异构体有         种。
①能发生银镜反应
②能与NaHCO₃溶液反应
③分子中有苯环，分子中无结构
在上述同分异构体中，有一种苯环上有两个取代基且核磁共振氢谱图有4种峰的物质，写出该物质与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式                         。

2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）2CO₂（g）＋N₂（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO₂）随温度（T）、催化剂的表面（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。据此判断：

①在T₂温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N₂）＝________。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁>S₂，在上图中画出c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是____________。

（2）煤燃烧产生的烟气中有含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
①已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol^－1；1 mol水蒸气变成液态水放热44 kJ；N₂与O₂生成NO的过程如下，

CH₄（g）＋4NO（g）===2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g） ΔH＝________。
②在恒压下，将CH₄（g）和NO₂（g）置于密闭容器中，也可以发生化学反应：
CH₄（g）＋2NO₂（g）N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）  ΔH<0，提高NO₂转化率的措施有________。

A．增加原催化剂的表面积

B．降低温度

C．减小投料比[n（NO2）/n（CH4）]

D．增大压强

（3）在容积相同的两个密闭容器内（装有等量的某种催化剂）先各通入等量的CH₄，然后再分别充入等量的NO和NO₂。在不同温度下，同时分别发生上述的两个反应：并在t秒时测定其中NO_x转化率，绘得图像如下图所示：

从图中可以得出的结论是_____________________。
结论一：在250～450 ℃时，NO_x转化率随温度升高而增大，450～ 600 ℃时NO_x转化率随温度升高而减小推测原因是______________________________________。
结论二：__________________________________。

元素周期表中ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
（1）.三氟化溴（BrF₃）常用于核燃料生产和后处理，遇水立即发生如下反应：3BrF₃ +5H₂O → HBrO₃ + Br₂ + 9HF+ O₂ 。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为         ，每生成2.24 LO₂（标准状况）转移电子数为           。
（2）.在食盐中添加少量碘酸钾可预防缺碘。为了检验食盐中的碘酸钾，可加入醋酸和淀粉-碘化钾溶液。看到的现象是                         ，相应的离子方程式是                        。
氯常用作饮用水的杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO^－强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系：
Cl₂(g) Cl₂(aq)  ---------------①
Cl₂(aq)+ H₂O  HClO + H⁺ +Cl^－-----②
HClO  H⁺ + ClO^－  ---------------③
其中Cl₂(aq)、HClO和ClO^－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如下图所示。

（3）.写出上述体系中属于电离平衡的平衡常数表达式：K_i =        ，由图可知该常数值为          。
（4）.在该体系中c(HClO) + c(ClO^－)          c(H⁺)－c(OH^－)（填“大于”“小于”或“等于”）。
（5）.用氯处理饮用水时，夏季的杀菌效果比冬季       （填“好”或“差”），请用勒夏特列原理解释                            。

磷化铝、磷化锌、磷化钙是目前常见的熏蒸杀虫剂，都能与水或酸反应产生有毒气体膦（PH₃），PH₃具有较强的还原性，能在空气中自燃。卫生安全标准规定，粮食中磷化物（以PH₃计）含量≤0.05mg/kg。某化学兴趣小组的同学通过下列方法对粮食中残留磷化物含量进行研究：
【操作流程】安装吸收装置→PH₃的产生与吸收→转移KMnO₄吸收溶液→亚硫酸标准溶液滴定
【实验装置】

C中盛有200g原粮；D、E、F 各盛装1.00mL浓度为1.00×10^－3mol/L的KMnO₄溶液（H₂SO₄酸化）。
请回答下列有关问题：
（1）仪器G的名称是         , 以磷化铝为例，写出磷化铝与水反应的化学方程式                  。
（2）检查C装置气密性的方法是：用止水夹夹紧C装置           ，取下上口活塞，漏斗中加入水，打开下口旋塞，观察到                      ，表明装置气密性良好。
（3）实验过程中，用抽气泵反复抽气的目的是                                。
（4）A中盛装KMnO₄溶液是为除去空气中可能含有的              （填“还原”或“氧化”）性气体； B中盛装新制FeSO₄溶液的作用是                        ；
（5）已知D、E、F中发生同一反应，实验中PH₃被氧化成磷酸，写出所发生的化学反应方程式：                          ；
收集装置D、E、F所得吸收液，并洗涤D、E、F，将吸收液、洗涤液一并置于锥形瓶中，加水稀释至25mL，用浓度为5×10^－4mol/LNa₂SO₃标准溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，消耗Na₂SO₃标准溶液11.00mL，则该原粮中磷化物（以PH₃计）的含量为          mg/kg。

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：

根据题意回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称是         ，固体X中主要含有             （填写化学式）；
（2）用醋酸调节溶液pH=7～8后再进行操作Ⅱ所得固体Y的成分为          （写化学式）.
（3）酸化步骤中调节溶液pH＜5时发生反应2CrO₄^2－＋2H⁺Cr₂O₇^2－＋H₂O.若将将醋酸改用盐酸，盐酸会与Cr₂O₇^2－反应造成大气污染并生成Cr³⁺杂质，该反应的离子方程式为                  
（4）下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：           。

（5）含铬废渣（废水）的随意排放对人类生存环境有极大的危害。电解法是处理铬污染的一种方法，金属铁作阳极、石墨作阴极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，一段时间后产生Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀。
①电解法处理废水的总反应如下，配平并填写空缺：(已知产物中n(Fe(OH)₃): n (H₂)=1:1)
___Fe＋___Cr₂O₇^2-＋___   ＋___H₂O ___Fe(OH)₃↓＋___Cr(OH)₃↓＋___H₂↑；
②已知常温下Cr(OH)₃的K_sp=6.4×10^–32mol⁴/l⁴，若Ⅰ类生活饮用水水质标准铬含量最高限值是
0.052 mg/L，要使溶液中c(Cr³⁺)降到符合饮用水水质标准，须调节溶液的pH大于______。（已知lg2=0.3）

m g铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全反应(假定硝酸的还原产物只有NO)，向反应后的混合溶液中滴加a mol/L NaOH溶液，当滴加到V mL时，得到沉淀质量恰好为最大值n g，则下列有关该实验的说法中错误的是

A．沉淀中OH^-的质量为(n－m)g

B．恰好溶解后溶液中的NO3^-的物质的量为aVmol

C．反应过程中转移的电子的物质的量为mol

D．与合金反应的硝酸的物质的量为mol