2024届高三化学二轮复习——氧族与碳族及其应用(含解析)

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名称 2024届高三化学二轮复习——氧族与碳族及其应用(含解析)
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科目 化学
更新时间 2024-03-10 13:58:54

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2024届高三化学二轮复习——氧族与碳族及其应用
一、单选题
1.化学与社会、生活、生产密切相关。对下列应用的解释错误的是(  )
A.A B.B C.C D.D
2.温州是东瓯名镇,有着十分深厚的艺术文化底蕴,特别是在非物质文化遗产方面,各级的遗产名录中的项目就占有336个,下列非遗项目中涉及的物质主要由硅酸盐组成的是(  )
选项 A B C D
非遗项目
瓯秀 瓯窑 米塑 黄杨木雕
A.A B.B C.C D.D
3.下列说法错误的是(  )
A.、、互为同位素
B.和是同系物
C.金刚石和石墨互为同素异形体
D.和是同一种物质
4.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是(  )
A.液化石油气和焦炉煤气均属于清洁燃料,其主要成分相同
B.明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,常用于水体杀菌消毒
C.漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作环境的消毒剂
D.石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
5.下列说法正确的是(  )
A.正丁烷与新戊烷互为同系物 B.金刚石和干冰互为同素异形体
C.乙醇和乙醚互为同分异构体 D.16O和18O是两种不同的元素
6.改革开放40年,我国取得了很多世界瞩目的科技成果,下列说法错误的是(  )
A. 蛟龙号潜水器用到钛合金,22号钛元素属于过渡元素
B. 港珠澳大桥用到的合金材料,具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能
C. 国产C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
D. 中国天眼传输信息用的光纤材料是硅
7.下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
① C CO2 CO CO2
② Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3
③SO2 NH4HSO3 (NH4)2SO4
④AlCl3 →电解Al NaAlO2
⑤CuSO4(aq) Cu(OH)2 Cu2O
A.①②③ B.①③⑤ C.②③⑤ D.③④⑤
8.由下列实验操作和现象,能得到对应结论的是(  )
选项 实验操作 现象 结论
A 向NaBr溶液中滴加足量氯水,再加入淀粉-KI溶液 溶液先变橙色,后变蓝色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B 向乙醇中加入一小粒金属钠 产生无色气体 乙醇中含有水
C 将Fe3O4溶于稀硫酸,再滴入KMnO4溶液 溶液紫色褪去 Fe3O4中含有Fe2+
D 向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体 有沉淀生成 酸性:H2SO3>HClO
A.A B.B C.C D.D
9.下列说法错误的是(  )
A.纯铁比生铁易生锈
B.臭氧可用于自来水消毒
C.酚醛树脂可用作绝缘、隔热材料
D.高纯硅可用于制芯片
10.下列物质中属于耐高温非金属材料的是
A. B. C. D.
11.下列装置进行相应的实验,能达到实验目的的是(  )
A B C D
吸收少量NO2 分离硝基苯和苯 除去碳酸钠中的碳酸氢钠 制备少量纯净的SO2
A.A B.B C.C D.D
12.下列有关物质性质与用途对应关系错误的是(  )
A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.CaO能与SO2反应,可作为工业废气处理时的脱硫剂
C.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造计算机硅芯片的材料
D.饱和氯水既有酸性又有漂白性,加入适量NaHCO3固体,其漂白性增强
13.压缩天然气汽车以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。未经处理的天然气含有H2S,直接使用会造成大气污染,T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法错误的是(  )
A.Fe2(SO4)3可以视为该脱硫过程中的催化剂
B.该脱硫过程的总反应为:2H2S+O2=2S↓+2H2O
C.该脱硫过程不能在高温下进行
D.该脱硫过程是将H2S转化为FeSO4
14.下列说法正确的是(  )
A.C60 和 C70互为同位素
B.N2 、N3- 、N4、N5+互为同素异形体
C.立方烷( )和苯乙烯互为同分异构体
D.CH3CH2COOH 和HCOOCH2CH2CH3 互为同系物
15.根据下列实验操作、现象及所得到的结论正确的是(  )
选项 实验操作和现象 解释或结论
A 工业上用SiO2与焦炭在高温条件制备粗硅,生成气体CO,得到黑色固体粗硅 非金属性:C>Si
B 将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管,再加入98%浓硫酸3mL,铝条表面无明显现象 铝与浓硫酸常温下不反应
C 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后再滴加KSCN溶液:有气体生成,溶液不呈血红色 稀硝酸只能将Fe氧化为Fe2+
D 往烧杯中加入约20g研细的Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体,并将烧杯放在滴有水的玻璃片上,用玻璃棒迅速搅拌;有刺激性气味气体生成,烧杯底部结冰,与玻璃片粘在一起 吸热反应不一定要加热才能进行
A.A B.B C.C D.D
16.下列叙述正确的是()
A.乙烯与SO2均能使溴水褪色,且褪色原理相同
B.C4H10有三种同分异构体,它们的熔点、沸点各不相同
C.酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2H518OH
D.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一反应类型
17.化学与生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.PM2.5是指粒径不大于2.5um的可吸入悬浮颗粒物
B.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
C.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
18.下列有关说法正确的是(  )
①二氧化硅可与NaOH溶液反应,因此可用NaOH溶液雕刻玻璃;
② 明矾溶于水可水解生成Al(OH)3胶体,因此可以用明矾对自来水进行杀菌消毒;
③ 可用蒸馏法、电渗析法、离子交换法等对海水进行淡化;
④ 从海带中提取碘只需用到蒸馏水、H2O2溶液和四氯化碳三种试剂;
⑤地沟油可用来制肥皂、提取甘油或者生产生物柴油;
⑥石英玻璃、Na2O·CaO·6SiO2、淀粉、氨水的物质类别依次为纯净物、氧化物、混合物、弱电解质。
A.③⑤⑥ B.①④⑤
C.除②外都正确 D.③⑤
19.下列说法正确的是(  )
A.可以用丁达尔效应区分氯化铝溶液和氯化钠溶液
B.二氧化硅是一种酸性氧化物,故不能和酸发生反应
C.NaCl饱和溶液中依次通入足量的NH3、CO2,可析出NaHCO3
D.可以通过电解熔融氯化铝的方法来制备铝
20.下列说法错误的是(  )
A.石墨与C70互为同素异形体
B.冰醋酸CH3COOH和无水乙醇C2H518OH的混合物中含有四种核素
C.醋酸和硬脂酸互为同系物,C6H14和C9H20也一定互为同系物
D.若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物一定不相同
二、综合题
21.黄铜矿的主要成分为 CuFeS2。某实验小组采用下列流程制得铜和铁钾矾[KFe(SO4)2·12H2O]:
已知:气体甲是一种能使品红溶液褪色的黄绿色气体单质;固体甲是一种碱式盐,不溶于水,可溶于酸,甲中含有两种阳离子,且物质的量之比为1:3,取10.02g固体甲充分反应上理论得到铁钾矾30.18g
(1)黄铜矿粉碎的目的是    。
(2)反应1中,不宜先加H2SO4溶液,否则会产生一种具有臭鸡蛋气味的剧毒气体,试写出产生该变化对应的化学方程式:
   。
(3)固体甲中加入硫酸溶解,补充K2SO4溶液后,从溶液中提取铁钾矾晶体的一系列操作包括:    。
(4)固体甲的化学式为   。
(5)反应1过程的离子方程式为:   。
试设计实验检验浸取液中的主要阴离子:   。
22.工业烟气可用氯酸氧化法脱硫,涉及反应:_______ _______ _______ =_______ (未配平)。完成下列填空:
(1)写出N原子核外电子排布的轨道表示式   。
(2)用含字母a、b的代数式配平上述化学方程式   ,标出电子转移的方向和数目   。该化学方程式配平系数不唯一,请说明理由   。
(3)氯酸是一元强酸,可由氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到。写出该反应的化学方程式   。
(4)工业烟气中的 也可用 和 的混合液脱除。
① 脱除 的离子方程式为   ;
② 溶液呈碱性的原因是   。
23.
(1)I. 化合物甲和化合物乙的混合粉末是汽车安全气囊中存放的化学物质,经组成分析,确定该混合粉末仅含 Na、Fe、N、O 四种元素。为研究安全气囊工作的化学原理,进行以下实验操作:
请回答下列问题:
工业上冶炼单质 2 的化学方程式为    
(2)若化合物丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为    
(3)化合物甲可用下列方法制备:30℃时,将水合肼(N2H4 H2O)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、
NaOH 混合,充分反应后先回收得到 CH3OH,母液降温结晶,过滤得到化合物甲。写出用该法制备化合物甲的化学反应方程式    
(4)II. 晶体硅是一种重要的非金属材料。实验室用 SiHCl3 与过量 H2 反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略)。制备纯硅的主要反应为:SiHCl3+H2 = Si(纯)+3HCl
已知①SiHCl3 沸点 33.0℃,上述反应在 1000~1100℃进行;
②SiHCl3 能与 H2O 强烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题:
下列说法不正确的是
A.装置B 中的溶液可以是浓硫酸
B.装置 C 中的烧瓶需要加热,其目的是使滴入烧瓶中的 SiHCl3 气化
C.装置 D 中观察到的现象是有固体物质生成
D.装置 D 可以采用普通玻璃管代替石英管
E.为保证制备纯硅实验的成功,关键的操作步骤有检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及排尽装置中的空气、干燥气体
F.尾气处理装置中可以将导管直接插入盛有NaOH 溶液的烧杯中
(5)为检验某粗硅中存在的铁元素,可采取的实验操作方法是    
24.目前很多工厂实现了烟气的脱硫脱硝和氨氮废水的无害化处理,回答下列问题:
(1)某小组同学在实验室里尝试模拟工厂处理氨氮废水(主要含NH )的不同方法,过程如下:①甲同学采用Ca(ClO)2作为氧化剂。将废水中的NH 转化为无毒气体。他在实验中发现其他条件相同时,Ca(ClO)2的浓度越大碱性越强,处理后的废水中亚硝酸盐(NO )的浓度也随之变大,写出该反应的离子方程式:   。
②乙同学在实验室模拟工业上的“吹脱法”测定废水的含氮量,设计了以下实验:精确称取wg废水样品,注入如所图示的仪器中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气。将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L-1盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
NH4Cl的电子式为   。盛放样品液的仪器是   (填名称);圆底烧瓶中长玻璃导管的作用是   ;冰盐水的作用是   。
(2)某工厂利用NaClO2/(NH4)2CO3溶液脱除烟气中的SO2和NO。①保持溶液中NaClO2的浓度不变,研究(NH4)2CO3的浓度对NO和SO2脱除效率的影响[已知:(NH4)2CO3溶液显碱性;NaClO2的氧化性随pH增加而下降,酸性条件下会生成ClO2]。实验结果如图所示,随着(NH4)2CO3溶液浓度的增大造成NO脱除效率下降的主要原因是   。
②NO脱除效率总是小于SO2脱除效率的主要原因是   。(写出一点)
(3)某工厂采用微生物硝化法处理氨氮废水,过程如图:
下列有关说法正确的是   (填标号)。
①微生物硝化法处理废水后会导致水体的pH升高
②若微生物保持活性的pH范围为7~9,则适宜用来调节水体pH的是CO2
③不能采用电解法在阴极将NH 直接转化为NO
25.次磷酸钠(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍,次磷酸钠的生产与镀镍过程如下:
据此回答下列问题:
(1)红磷与黄磷之间的关系为   。
(2)次磷酸钠中磷元素的化合价为   。
(3)写出碱溶过程的化学反应方程式   ,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为   。
(4)已知次磷酸钠中的 为四面体结构,请写出 的结构式   ,次磷酸钠NaH2PO2为    填“酸式盐”、“碱式盐”、“正盐” 。
(5)请简述化学镀镍的反应原理   。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A. 液氢作为燃料在燃烧时产物为水,属于无污染燃料,热值较高适用于航空燃料,A不符合题意;
B. 光感电池可以将光能转化为电能,利用高纯度硅的半导体性能,B不符合题意;
C. 二氧化硅具有良好的导光性,且硬度大,可以制作光导纤维,C符合题意;
D. 钛合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等性能,可以用于航天材料,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A. 液氢是一种清洁无污染,热值较高的燃料;
B. 硅为半导体材料,可以实现光和电的直接转化;
C. 二氧化硅可以用来制作光导纤维;
D.钛的比重仅是铁的1/2,却像铜一样经得起锤击和拉延;钛有很强的耐酸碱腐蚀能力,在海水中浸5年不锈蚀;在航天事业中,钛可制成飞船的“外衣”,防高温的侵袭;钛和镍组成的合金,被成为“记忆合金”。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.瓯秀属于刺绣的一种,使用的主要材料为纤维素,故A不符合题意;
B.瓯窑的主要成分为硅酸盐,故B符合题意;
C.米塑属于食品工艺的一种,主要使用含糖类等物质制成,故C不符合题意;
D.木雕使用木材为原料进行雕刻,主要成为为纤维素,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、刺绣的主要材料是纤维素;
B、窑的主要成分是硅酸盐;
C、米塑的主要成分是糖类;
D、木雕的主要成分是纤维素。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.具有相同质子数,不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素,、、都为单质不是原子,故A符合题意;
B.同系物是有机化合物中具有同一通式、组成上相差一个或多个CH2原子团、在结构与性质上相似的化合物系列,和互为同系物,故B不符合题意;
C.同素异形体是同种元素形成的不同单质,金刚石和石墨互为同素异形体,故C不符合题意;
D.和都是乙醇,是同一种物质,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.同位素研究的对象为原子;
B.同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机化合物;
C.金刚石和石墨都是碳元素的单质;
D.和都是乙醇。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.液化石油气是以丙烷、丁烷为主要成分的碳氢化合物;焦炉煤气主要成分是H2和CH4,故A不符合题意;
B.明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,常用于净水,明矾不能杀菌消毒,故B不符合题意;
C.漂粉精能生成次氯酸,既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作环境的消毒剂,故C符合题意;
D.二氧化硅能与氢氧化钠、碳酸钠等物质反应生成硅酸钠,石英坩埚不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.液化石油气通过石油分馏得到;焦炉煤气通过煤干馏得到;
B.明矾可用于净水,但不能杀菌;
C.次氯酸钙具有强氧化性,可用于杀菌消毒、作漂白剂;
D.二氧化硅能与熔融的烧碱、纯碱等碱性物质发生反应。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.正丁烷与新戊烷具有相似结构,分子中相差一个-CH2,二者互为同系物,A项符合题意;
B.金刚石是C单质,干冰是CO2,是两者物质,B项不符合题意;
C.乙醇的分子式为C2H6O,乙醚的分子式为C4H10O,分子式不同,不是同分异构体,C项不符合题意;
D.16O和18O是同一元素的不同核素,互为同位素,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据名称写出分子式,看分子式中是否相差CH2
B.同素异形体必须是同种元素形成的不同的单质,金刚石是单质,二氧化碳是化合物
C.同分异构体是分子式相同,结构式不同的有机物
D.元素的种类是由质子数决定的
6.【答案】D
【解析】【解答】A. 蛟龙号潜水器用到钛合金,22号钛元素,位于第四周期,第IVB族,属于过渡元素,A不符合题意;
B.合金材料,一般具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能,B不符合题意;
C.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,C不符合题意;
D. 中国天眼传输信息用的光纤材料是二氧化硅,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.结合钛元素在周期表中的位置进行分析;
B.结合合金的性质进行分析;
C.氮化硅属于新型无机非金属材料;
D.光导纤维的主要成分是SiO2;
7.【答案】B
【解析】【解答】①C在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳和C单质在高温条件可以生成CO,CO高温条件可以还原Fe2O3,生成CO2和Fe,故①能实现;②Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁,故②不能实现;③二氧化硫与少量氨水反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵和稀硫酸反应生成硫酸铵和二氧化硫,故③能实现;④氯化铝为共价化合物,熔融状态不导电,不能电解,故④不能实现;⑤硫酸铜溶液与过量NaOH形成碱性的氢氧化铜悬浊液,葡萄糖含有醛基,碱性、加热条件下可以将氢氧化铜还原为Cu2O,故⑤能实现;
综上所述,①③⑤满足题意,
故答案为:B。
【分析】②铁和氧气生成四氧化三铁
④氯化铝为共价化合物电解不能生成铝
8.【答案】C
【解析】【解答】A.加入氯水后,可以得到溴,溴和氯均可将碘离子氧化,无法确定是溴还是氯气氧化碘离子,故A不符合题意;
B.乙醇与钠也反应得到氢气,故B不符合题意;
C.酸性高锰酸钾溶液褪色,说明其被还原,说明含有还原性亚铁离子;故C符合题意;
D.次氯酸钙将其氧化为硫酸根形成硫酸钙沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.应该加入少量的氯气;
B.乙醇加入钠放出气体说明其与钠反应;
C.考虑颜色褪去被还原,即可判断;
D.考虑次氯酸钙氧化性。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.由于生铁发生电化学腐蚀,而纯铁只能发生化学腐蚀,故生铁比纯铁易生锈,A符合题意;
B.臭氧具有强氧化性,能使蛋白质发生变性,可用于自来水消毒,B不符合题意;
C.酚醛树脂具有空间立体网状结构,具有热固体,绝缘性,故可用作绝缘、隔热材料,C不符合题意;
D.高纯硅是良好的半导体材料,可用于制芯片,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】
A.生铁杂质较多,会发生电化学腐蚀,加快腐蚀;
B.臭氧有强氧化性,可以用于消毒;
C.酚醛树脂的结构具有热固性;可作隔热、绝缘材料;
D.高纯硅是芯片的主要材料。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.二氧化碳形成的晶体是熔沸点低的分子晶体,不属于耐高温非金属材料,故A不符合题意;
B.碳化硅是熔沸点高的共价晶体,属于耐高温非金属材料,故B符合题意;
C.镁铝合金属于金属材料,不属于非金属材料,故C不符合题意;
D.五氧化二磷形成的晶体是熔沸点低的分子晶体,不属于耐高温非金属材料,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据非金属材料由非金属元素或化合物构成的材料。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.NO2与NaOH溶液发生反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,因此可用NaOH溶液吸收NO2,故A项能达到目的;
B.硝基苯和苯二者能够互溶,可根据二者的沸点不同从而采用蒸馏法分离,故B项不能达到目的;
C.除去碳酸钠中的碳酸氢钠可采用加热法分离,蒸发不能实现分离,故C项不能达到目的;
D.浓硫酸与铜在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,该装置缺少加热装置,故D项不能达到目的;
故答案为:A。
【分析】 A.二氧化氮与NaOH溶液反应;
B.硝基苯和苯互溶,应用蒸馏的方法分离;
C.除去碳酸钠中的碳酸氢钠可采用加热法分离;
D.Cu与浓硫酸常温下不反应。
12.【答案】A
【解析】【解答】A.NaHCO3不稳定,受热分解产生CO2气体,能够使面团松软,因而可用作焙制糕点的膨松剂,A符合题意;
B.碱性氧化物CaO能与SO2反应产生固态的盐,因而可作为工业废气处理时的脱硫剂,减少对大气的污染,B不符合题意;
C.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,因而是制造计算机硅芯片的材料,C不符合题意;
D.Cl2溶于水,与水反应产生HCl、HClO,溶液中含有HCl使溶液显酸性,而HClO具有强氧化性,能够将有色物质氧化变为无色,因此饱和氯水既有酸性又有漂白性。氯气与水的反应是可逆反应,由于酸性:HCl>H2CO3>HClO,加入适量NaHCO3固体,反应消耗HCl,使化学平衡正向移动,导致溶液中c(HClO)增大,因而其漂白性增强,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑和2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑分析;
B.CaO与SO2生成CaSO3,在空气中被氧化为CaSO4;
C.Si是半导体,可做芯片;
D.根据Cl2+H2OHCl+HClO分析;
13.【答案】D
【解析】【解答】A.由反应过程图示可知,Fe2(SO4)3既是反应物也是生成物,因此Fe2(SO4)3是该反应过程的催化剂,A不符合题意;
B.由反应过程图示可知,该反应中反应物为H2S和O2,生成物为S和H2O,因此该反应的化学方程式为:2H2S+O2=2S↓+2H2O,B不符合题意;
C.T.F菌的主要成分为蛋白质,高温能使蛋白质变性,因此该过程不能在高温下进行,C不符合题意;
D.由反应过程图示可知,该脱硫过程中H2S转化为S,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、Fe2(SO4)3在反应过程中既是反应物也是生成物;
B、根据图示过程确定反应物和生成物,从而确定反应的化学方程式;
C、T.F菌在高温下能变质;
D、根据图示确定H2S的最终产物;
14.【答案】C
【解析】【解答】A.质子数相同而中子数不同的原子互为同位素,C60 和 C70互为同素异形体,故A不符合题意;
B.由同种元素组成而结构不同的单质互为同素异形体,N3- 和N5+是离子,故B不符合题意;
C.分子式相同结构不同的有机物互为同分异构体立方烷( )和苯乙烯的分子式都为C8H8,互为同分异构体,故C符合题意;
D.结构相似,类别相同,在分子组成上相差一个或多个-CH2-原子团的有机物互为同系物,CH3CH2COOH是有机酸,HCOOCH2CH2CH3是酯,类别不同,不是同系物,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】同位素描述的是元素,同素异形体描述的是单质,同分异构体必须分子式相同,结构不同,同系物必须结构相似,需辨析清楚这些概念的区别。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.制粗硅反应中焦炭作还原剂,硅是还原产物,只能说明还原性碳大于硅,由于是在固相高温中进行的反应,所以不能得出结论非金属性:C>Si,选项A不符合题意;
B.铝在浓硫酸中发生钝化现象,选项B不符合题意;
C.稀硝酸将铁氧化生成Fe3+,过量铁粉继续与Fe3+反应生成Fe2+,选项C不符合题意;
D.铵盐与碱的反应是一个典型的无需加热就能自发进行的吸热反应,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.比较非金属强弱条件为一般条件,在高温等极特殊条件下往往不适用
B.钝化并不是不反应,而是生成致密氧化膜阻止反应进行
C.硝酸为强氧化剂,将铁氧化为高价态
16.【答案】C
【解析】【解答】A.乙烯使溴水褪色是由于发生加成反应;SO2能使溴水褪色是由于发生氧化还原反应,二者褪色原理不相同,A不符合题意;
B.C4H10有正丁烷、异丁烷二种同分异构体,二者的熔点、沸点各不相同,B不符合题意;
C.CH3CO18OC2H5是酯,在酸性条件下发生水解反应,产生乙酸CH3COOH和乙醇C2H518OH,C符合题意;
D.甲烷和Cl2发生的反应是取代反应;乙烯和Br2发生的反应是加成反应,二者反应类型不同,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据二者发生的反应分析;
B.C4H10只有两种结构;
C.根据酯化反应的原理确定酯的水解产物;
D.甲烷与氯气的反应为取代反应;
17.【答案】B
【解析】【解答】A.PM2.5是指微粒直径小于或等于2.5um的可吸入颗粒物,选项正确,A不符合题意;
B.酸雨是由于SO2、氮氧化物溶于雨水形成,温室气体主要成分是CO2,燃煤中加入CaO可吸收SO2,减少酸雨的形成,但不吸收CO2,选项错误,B符合题意;
C.绿色化学要求反应物中的原子全部转化为生成物,即原子利用率达到100%,无副产物产生,因此可充公源头上消除或减少污染物,选项正确,C不符合题意;
D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据PM2.5的定义分析;
B.根据形成酸雨的气体和温室气体的成分分析;
C.根据绿色化学的定义分析;
D.天然气和液化石油气属于情节能源;
18.【答案】D
【解析】【解答】①玻璃中含有SiO2,SiO2能与HF反应,雕刻玻璃,应用HF,不用NaOH溶液,①不符合题意;
②Al3+水解产生Al(OH)3胶体,可用于净水,但不具有杀菌消毒作用,②不符合题意;
③海水淡化的常用方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,③符合题意;
④海带中碘元素以I-形式存在,在酸性条件下,用H2O2氧化成I2,再用CCl4萃取,④不符合题意;
⑤地沟油中含有多种油脂,可用于制造肥皂、提取甘油,生成柴油等,⑤符合题意;
⑥氨水属于混合物,不属于电解质,⑥不符合题意;
综上,说法正确的是③⑤,D符合题意;
故答案为:D
【分析】①雕刻玻璃用氢氟酸;
②明矾不具有杀菌消毒作用;
③结合海水淡化的操作分析;
④海带中碘元素以I-形式存在;
⑤结合地沟油的成分分析;
⑥氨水为混合物,不属于电解质;
19.【答案】C
【解析】【解答】A. 丁达尔效应是胶体的特性,是区分胶体和溶液的一种常用物理方法,不能用于区分氯化铝溶液和氯化钠溶液,故A不符合题意;
B. 二氧化硅是一种酸性氧化物,但其可以与氢氟酸反应 ,故B不符合题意;
C. NaCl饱和溶液中先通入足量NH3,再通入足量CO2,可析出NaHCO3晶体,故C符合题意;
D. 氯化铝是共价化合物,熔融态没有自由移动的离子,不能导电,故不能通过电解熔融氯化铝的方法来制备铝,应电解熔融氧化铝冶炼金属铝,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】1、钠、镁、铝还原性强,用电解的方法进行冶炼,根据阴极的放电顺序(K+ Ca2+ Na+ Al3+ H+)可知,电解它们的盐溶液均不能得到三种金属单质,应用电解熔融氧化物或者熔融盐的方法冶炼。电解熔融氯化钠冶炼金属钠;电解熔融氧化铝冶炼金属铝,而不能是电解熔融氯化铝,因为氯化铝是共价化合物,熔融态没有自由移动的离子,不能导电;电解熔融氧化镁冶炼金属镁,这是学生们的易错点。2、工业制取纯碱(利用侯氏制碱法),先将足量氨气通入饱和食盐水中,再通入足量二氧化碳气体,由于NaHCO3的溶解度最小,会结晶析出,发生反应:NaCl + NH3 + CO2 + H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,这是制纯碱的关键步骤,然后过滤,洗涤,烘干,得到碳酸氢钠固体,然后再加热分解得到碳酸钠,发生反应2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,这是学生们的易忘点。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.同素异形体是相同元素组成的不同单质,石墨、C70符合同素异形体的概念,A不符合题意;
B.冰醋酸CH3COOH和无水乙醇C2H518OH的混合物中含有四种核素,其中氧元素有2种核素,B不符合题意;
C.醋酸和硬脂酸都是一元羧酸,互为同系物;C6H14和C9H20均属于烷烃,故一定互为同系物,C不符合题意;
D.两种二肽互为同分异构,水解产物可能是相同的氨基酸,如:一分子甘氨酸和一分子丙氨酸形成的二肽中有两种构成方式,但二肽水解时的产物相同,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.同素异形是指由同种元素组成的不同单质;
B.根据核素的概念分析;
C.根据同系物的概念分析,同系物是指结构相似,分子组成上相差一个或多个CH2的有机物;
D.互为同分异构体的两种二肽,其水解产物不一定相同;
21.【答案】(1)增大固液接触面积,加快反应速率和充分反应、提高浸取率
(2)CuFeS2 + 2H2SO4 = CuSO4 + FeSO4 + 2H2S↑或CuFeS2 + H2SO4 = CuS + FeSO4 + H2S↑
(3)蒸发浓缩到有溶液表面一层晶膜析出、冷却结晶、抽滤或过滤、洗涤、干燥
(4)KFe3(OH)6(SO4)2或KFe3(SO4)2(OH)6
(5)10CuFeS2+34ClO3- +44H+=10Cu2++10Fe3+ +20SO42-+17Cl2↑+22H2O;取少量浸取液加入足量盐酸酸化的BaCl2,产生的沉淀,说明有SO42-; 另取少量浸取液加入足量NaNO2溶液,再加足量HNO3酸化的AgNO3,有沉淀产生,说明有ClO3-。
【解析】【解答】(1)黄铜矿粉碎,可以整个大黄铜矿与溶液的接触面积,从而加快反应速率,也能使得固液混合充分,使得反应充分进行,增大浸取率;
(2)由于酸性H2SO4>H2S,因此先加H2SO4溶液,则黄铜矿中的CuFeS2与H2SO4反应产生H2S,该反应的化学方程式为:CuFeS2+2H2SO4=CuSO4+FeSO4+2H2S↑;由于CuSO4能与H2S反应,因此该反应也可以表示为:CuFeS2+H2SO4=CuS+FeSO4+H2S↑;
(3)从溶液中提取铁钾矾晶体时,应先将溶液进行蒸发浓缩,至溶液表面形成一层晶膜时,冷却结晶、过滤,对晶体进行洗涤、干燥,从而获得铁钾矾晶体;
(4)30.18g铁钾矾的物质的量,固体甲中含有两种金属离子,且加入H2SO4和K2SO4后生成铁钾矾,因此固体甲中所含两种金属离子为K+和Fe3+,且其物质的量之比为1:3,根据铁元素守恒可得,固体甲中所含n(Fe3+)=0.06mol,则固体甲中所含n(K+)=0.02mol;则铁元素和钾元素的质量之和为:0.06mol×56g/mol+0.02mol×39g/mol=4.14g,因此OH-和SO42-的质量为10.02g-4.14g=5.88g;
令固体甲中所含n(OH-)=x mol,所含n(SO42-)=y mol,则根据质量守恒可得和电荷守恒可得方程组,解得;因此固体甲中n(K+):n(Fe3+):n(OH-):n(SO42-)=1:3:6:2,因此固体甲的化学式为: KFe3(OH)6(SO4)2或KFe3(SO4)2(OH)6;
(5)反应Ⅰ中KClO3具有氧化性,能将CuFeS2中铁元素氧化成+3价Fe3+,硫元素氧化成+6价SO42-,反应所得气体黄绿色气体甲为Cl2;该反应中,CuFeS2中Fe由+2价变为+3价,失去一个电子,S由-2价变为+6价,失去16个电子,ClO3-中Cl由+5价变为0价的Cl2,得到10个电子,结合得失电子守恒可得,CuFeS2的系数为10,ClO3-的系数为34;结合原子个数守恒可得,Cu2+、Fe3+的系数为10,SO42-的系数为20,Cl2的系数为17;结合电荷守恒可得,反应物中含有H+,且其系数为44;结合H原子个数守恒可得,生成物中有H2O,且其系数为22;因此可得该反应的离子方程式为: 10CuFeS2+34ClO3- +44H+=10Cu2++10Fe3+ +20SO42-+17Cl2↑+22H2O;
浸取液中含有反应生成的SO42-,以及过量的ClO3-,检验SO42-应先加入足量的稀盐酸,再加入BaCl2溶液,若有沉淀产生,则说明浸取液中含有SO42-;检验ClO3-时,应另取溶液,先加入足量的NaNO溶液,再加足量稀硝酸酸化的AgNO溶液,若有沉淀产生,则说明浸取液中含有ClO3-;
【分析】(1)结合反应速率的影响因素分析;
(2)根据加入硫酸溶液所发生的反应进行分析;
(3)从溶液中获取晶体,常采用结晶操作,据此作答;
(4)根据固体甲的质量和所得铁钾矾的质量,计算固体甲中离子个数比,从而确定固体甲的化学式;
(5)根据题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写反应的离子方程式;根据溶液离子成分,结合离子检验分析;
22.【答案】(1)
(2)(2a+3b) (a+b) a =(a+b) ;; 的氧化产物 和 的比例不唯一
(3)
(4); 水解程度大于 的水解程度
【解析】【解答】(1)N原子核电荷数为7,根据核外电子排布规律可知,其和外电子排布的轨道表示式为: ;
(2)根据氧化还原反应的配平规律可知,N元素化合价升高6a+6b,Cl元素化合价降低6价,则 和HCl的化学计量数为(a+b),根据N元素原子守恒可知,NO的化学计量数为(2a+3b),则根据产物中H原子的个数,配平H2O的化学计量数为a,最后得出已配平的化学方程式为:(2a+3b) (a+b) a =(a+b) (答案合理即可);利用双线桥法表示其电子转移的方向和数目如下: ;配平时,涉及字母a和b,因为得到的氧化产物分别为硝酸与二氧化氮,两者的化学计量数不唯一,所以配平的化学计量数不唯一,故答案为: ; ; 的氧化产物 和 的比例不唯一;
(3)根据给定信息可知,氯酸钡溶液和稀硫酸反应得到氯酸,其化学方程式为: ;
(4) ① 具有氧化性, 具有还原性,两者发生氧化还原反应,其离子方程式为: ,从而达到脱硫目的,故答案为: ;
② 为弱酸弱碱盐,铵根离子水解显酸性,碳酸根离子水解显碱性,因为 水解程度大于 的水解程度,导致其水溶液呈碱性,故答案为: 水解程度大于 的水解程度 。
【分析】(1)根据核外电子能级排布即可写出轨道表示式
(2)根据得失电子进行配平即可
(3)根据反应物和产物即可写出方程式
(4)① 根据反应物和生成物结合氧化还原反应即可写出反应方程式②氨根水解显酸性,碳酸根水解显碱性,显碱性说明碳酸根水解强于铵根离子的水解
23.【答案】(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(2)Na2O+2CO2+H2O=2NaHCO3
(3)N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O
(4)D;F
(5)取样品,先加入足量NaOH 溶液,充分反应后过滤,在滤渣中加入一定量稀硫酸充分反应,在反应后的溶液中滴加氯水,再滴加 KSCN 溶液,若溶液变红, 说明存在 Fe 元素
【解析】【解答】I.由分析知:甲为NaN3、乙为Fe2O3、单质1为Na、单质2为Fe、化合物丙为Na2O,可溶性盐X可能为Na2CO3或NaHCO3;
(1)工业上利用CO在高温下还原氧化铁来冶炼Fe,发生反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)Na2O在空气中转化为碳酸氢盐,酸式盐为NaHCO3,则反应的化学方程式为Na2O+2CO2+H2O=2NaHCO3;
(3) 30℃时,将水合肼(N2H4 H2O)、亚硝酸甲酯(CH3ONO)、NaOH 混合,可得到 CH3OH和NaN3,则发生反应的化学反应方程式N2H4·H2O+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+3H2O;
II.(1) A.装置B的作用是干燥H2,可以选择浓硫酸,A正确;
B.SiHCl3沸点为33.0℃,易气化,则可选择用热水浴加热装置C,使滴入烧瓶中的 SiHCl3 气化,有利于和H2充分混合,B正确;
C.装置D在高温下有Si生成,则观察到的现象是有固体物质生成,C正确;
D.装置D中反应在 1000~1100℃进行,普通玻璃管会软化或熔化,不能用来代替石英管,D错误;
E.SiHCl3 能与 H2O 强烈反应,且在空气中易自燃,则为保证制备纯硅实验的成功,除装置气密性好并控制温度外,还需要排尽装置中的空气、干燥气体,E正确;
F.HCl易溶于水或NaOH溶液,尾气处理装置中不可以将导管直接插入盛有NaOH 溶液的烧杯中,要有防倒吸措施,F错误;
(2)检验某粗硅中存在的铁元素,采取的实验操作方法是取样品,先加入足量NaOH 溶液,充分反应后过滤,在滤渣中加入一定量稀硫酸充分反应,在反应后的溶液中滴加氯水,再滴加 KSCN 溶液,若溶液变红, 说明存在 Fe 元素。
【分析】I.化合物甲和化合物乙的混合粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素,将13.0g化合物甲加热,使其完全分解,生成氮气和单质1,则甲中含有两种元素,其中一种为N元素,单质1在高温隔绝空气的条件下与化合物反应生成化合物丙和另一种单质2,化合物乙应为金属氧化物,应为Fe2O3,生成的另一种单质2为Fe,单质1为Na,化合物丙则为钠的氧化物,能在潮湿的空气中生成可溶性盐,丙为Na2O;氮气物质的量==0.3mol,氮气的质量=0.3mol×28g/mol=8.4g,故Na元素质量=13g-8.4g=4.6g,Na物质的量=4.6g÷23g/mol=0.2mol,故甲中Na、N原子数目之比=0.2mol:0.3mol×2=1:3,则甲为NaN3。
II.装置A中利用稀硫酸和Zn作用生成的H2,经B中浓硫酸干燥后与D中SiHCl3 生成Si和HCl,尾气可用NaOH溶液吸收,但要有防倒吸措施。
24.【答案】(1)3ClO-+NH +2OH-=NO +3Cl-+3H2O;;三颈烧瓶;当烧瓶中压力过大时,安全管中液面上升,使烧瓶中压力稳定(或平衡气压);冷却降温,防止反应放热使盐酸挥发(或降温有利于氨气的吸收)
(2)(NH4)2CO3浓度增加,溶液的碱性越强,NaClO2的氧化性下降;NO的溶解度较低(或脱硝反应的活化能较高)
(3)③
【解析】【解答】(1)①Ca(ClO)2的浓度越大碱性越强,处理后的废水中亚硝酸盐(NO )的浓度也随之变大,说明NH 被氧化成NO ,该反应的离子方程式:3ClO-+NH +2OH-=NO +3Cl-+3H2O。故答案为:3ClO-+NH +2OH-=NO +3Cl-+3H2O;②NH4Cl是离子化合物,电子式为 。盛放样品液的仪器是三颈烧瓶;圆底烧瓶中长玻璃导管的作用是当烧瓶中压力过大时,安全管中液面上升,使烧瓶中压力稳定(或平衡气压);冰盐水的作用是冷却降温,防止反应放热使盐酸挥发(或降温有利于氨气的吸收)。故答案为: ;三颈烧瓶;当烧瓶中压力过大时,安全管中液面上升,使烧瓶中压力稳定(或平衡气压);冷却降温,防止反应放热使盐酸挥发(或降温有利于氨气的吸收);(2)①已知:(NH4)2CO3溶液显碱性,NaClO2的氧化性随pH增加而下降,酸性条件下会生成ClO2,根据图中实验结果,随着(NH4)2CO3溶液浓度的增大,造成NO脱除效率下降的主要原因是:(NH4)2CO3浓度增加,溶液的碱性越强,NaClO2的氧化性下降。故答案为:(NH4)2CO3浓度增加,溶液的碱性越强,NaClO2的氧化性下降;②根据NO的性质,NO脱除效率总是小于SO2脱除效率的主要原因是:NO的溶解度较低(或脱硝反应的活化能较高)。故答案为:NO的溶解度较低(或脱硝反应的活化能较高);(3)采用微生物硝化法处理氨氮废水,由图可得反应:NH4++2O2=NO3-+H2O+2H+,①微生物硝化法处理废水后会导致水体的pH降低,故不正确;②若微生物保持活性的pH范围为7~9,调节水体pH可加入碱性物质,但不能引入新杂质,且加强碱易使微生物变性,可加入石灰石来调节水体的pH,故B不正确;③电解时,阳极发生氧化反应,不能采用电解法在阴极将NH 直接转化为NO ,故正确;
故答案为:③。
【分析】(1)①根据反应物和生成物即可写出离子方程式②根据结构式即可写出电子式,根据仪器的结构即可命名,圆底烧瓶中的玻璃导管的作用是平衡内外大气压,冰盐水的作用是主要是降温
(2)①根据碳酸铵溶液显碱性,而 NaClO2的氧化性随pH增加而下降,酸性条件下会生成ClO2 ,导致氧化效率降低
②二氧化流溶于水,而一氧化氮难溶于水,反应效率降低
(3)a根据微生物硝化法得到产物中的酸性增强
b二氧化碳溶于水显微弱的酸性,可以用碱性物质进行调节pH
c根据华合计的升降即可判断,不能将铵根在阴极氧化变为硝酸根离子
25.【答案】(1)同素异形体
(2)+1
(3)P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3
(4);正盐
(5)次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【解析】【解答】(1)红磷与黄磷都是磷的两种单质,两者之间的关系为同素异形体;故答案为:同素异形体。
(2)根据化合价钠为+1价、氢为+1价、氧为 2价,得到次磷酸钠(NaH2PO2)中磷元素的化合价为+1;故答案为:+1。
(3)P4和NaOH溶液反应生成NaH2PO2和PH3,因此碱溶过程的化学反应方程式P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑,磷既是氧化剂又是还原剂,有3个磷化合价升高,有1个磷化合价降低,因此该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:3;故答案为:P4+3NaOH+3H2O=3NaH2PO2+PH3↑;1:3。
(4)根据次磷酸钠中的 为四面体结构,则 的结构式 ,次磷酸钠NaH2PO2中两个氢都不能电离,因此该盐为正盐;故答案为: ;正盐。
(5)化学镀镍是硫酸镍和次磷酸钠反应,镍化合价降低,次磷酸钠化合价升高,的反应原理次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面;故答案为:次磷酸钠作为还原剂将硫酸镍中的镍还原成金属单质,沉积在镀件表面。
【分析】(1)根据红磷和黄磷均是有磷元素形成的磷单质,即可判断互为同素异形体
(2)根据钠和氧元素的化合价结合代数和为0即可计算出磷元素的化合价
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式即可找出氧化剂与还原剂的物质的量之比
(4)根据为四面体结构即可写出结构式,根据结构式即可判断出其为正盐
(5)化学镀镍是利用氧化还原反应的原理进行将镍元素变为镍单质
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