南山中学2023-2024学年高一下学期3月阶段性测试
化学试题
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56 Zn 65
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题所给出的四个选择中，只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A. 二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂
B. 雨水中由于溶解了二氧化碳，从而形成了酸雨
C. 食醋可用于清除水壶中的少量水垢
D. 二氧化硅可用来生产光导纤维
2. 反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A. 中子数为9的氮原子：N B. N2分子的电子式：
C. Cl2分子的结构式：Cl－Cl D. Cl-的结构示意图：
3. 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色强酸溶液：
B. 盐酸溶液：
C. 强碱溶液：
D. 溶液：
4. 在恒压绝热容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列各项中不能表明该反应已达到化学平衡状态是
A. 相同时间内断开3mol H-H键的同时断开2mol N-H键
B. 容器内的温度保持不变
C. 容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D. 化学反应速率：3v正(N2)=v逆(H2)
5. 喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体一溶液，能出现喷泉现象的是
气体 溶液
A CO2 稀盐酸
B NO 稀NaOH溶液
C NH3 稀硫酸
D H2S 饱和NaHS溶液
A. A B. B C. C D. D
6. 下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A. NaNa2ONa2O2NaOH
B. H2SSO2SO3H2SO4
C. NH3NONO2HNO3
D. SiSiO2H2SiO3Na2SiO3
7. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 重水中含有的质子数为
B. 物质的量浓度为的溶液中，含有的数目为
C. 标况下，足量的与点燃充分反应，转移电子数为
D. 与足量的水充分反应后的形成的分子数为
8. 含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述错误的是
A. 图中涉及的反应之一为
B. 该工艺流程是除去煤燃烧时产生的
C. 该过程中元素只发生了氧化反应，没有发生还原反应
D. 该过程中总反应为
9. 下列离子方程式正确的是
A. 少量通入溶液中：
B. 水玻璃中通入少量，
C. 尾气用溶液吸收：
D. 溶于稀硝酸：
10. 利用下列实验装置能完成相应实验的是
A. 图Ⅰ：熔化NaOH B. 图Ⅱ：探究催化剂对反应速率的影响
C. 图Ⅲ：干燥二氧化硫 D. 图Ⅳ：用装置除去Cl2中混有的HCl气体
11. 尿素[CO(NH2)2 ]燃料电池可直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化水，又能发电。其装置如下图所示，下列说法不正确的是
A. 该装置可以将化学能转化为电能
B. 理论上每消耗0.15 molO2时去除6g尿素
C. A极反应式为CO(NH2)2-6e- + H2O= CO2↑+ N2↑+6H+
D. 电子从B极经导线流向A极
12. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A. Al2O3与酸和强碱均反应，Al2O3为两性氧化物，推测SiO2与氢氟酸和碱反应也是两性氧化物。
B. Mg-Al原电池在稀硫酸介质中Mg作负极，推测在稀氢氧化钠溶液介质中Mg也作负极
C. CO2通入Ba(NO3)2溶液中无白色沉淀产生，推测SO2通入Ba(NO3)2溶液中也无白色沉淀产生
D. CO2通入紫色石蕊试液能显红色，推测SO2通入紫色石蕊试液也能显红色
13. 在反应：中，可使反应速率增大的措施是
①压缩体积以增大压强②升高温度③体积不变，通入④增加碳量⑤移出⑥体积不变，通入⑦恒温恒压，通入
A ①②④⑥ B. ①②③⑤⑦ C. ①②⑥ D. ①②③④⑥
14. 向一定质量的Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和2.24LNO气体(标况下)。在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L，生成沉淀的质量为19.6g，此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.1mol
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为2.6mol/L
C. 铜离子刚好沉淀完全，溶液中溶质为NaNO3，浓度为0.5mol/L
D. 原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为1：2
二、非选择题：本题共4个大题，共58分。
15. I下列物品或设施：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟⑦水晶项链⑧硅太阳能电池⑨石英光导纤维⑩计算机芯片
（1）①含有硅单质的是___________②含有硅酸盐的是___________
Ⅱ在下图所示的物质转化关系中，A是常见的气态氢化物，B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体，E的相对分子质量比D的大17，G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
（2）反应②的离于方程式___________。
（3）写出反应①的化学方程式___________，当反应消耗0.15mol物质D时，转移电子的数目为___________。
Ⅲ某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，该保障系统中涉及到反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)，回答下列问题：
（4）以上反应过程中能量变化情况如图所示。CO2的电子式为___________，生成18gH2O(g)时，向环境___________(选填释放，吸收)能量为___________kJ。
16. 能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但存在利用率低的问题，燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，都是重要的能源物质。
（1）其中氢氧燃料电池是常见的燃料电池，如图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从___________口通入(填“A”或“B”)；负极是___________(填“a”或“b”)。电流由___________流向___________(填“a”或“b”)。在碱性条件下，负极反应式为___________。
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下)，a极的电极反应为：___________。
（2）某同学设计如图2的原电池，正极实验现象为___________，则负极的电极反应式为：___________，当导线中有个电子流过，溶液质量变化为___________g。
（3）某同学设计如图3的原电池，正极为_______(填或)，负极的电极反应式为：_______。
17. 某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。
（1）实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氯化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：___________，这个反应说明氨具有___________。
A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．不稳定性
（2）洗气瓶中浓硫酸的主要作用是___________。
（3）在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气，收集方法是___________。
A．排空气法 B．排水法 C．用气囊收集
（4）E中的碱石灰___________(填“能”或“不能”)换成，装置F的作用___________。
18. 某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含一定量FeS)，以其为原料制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)与铁红的工艺流程如图所示：
已知：①焙砂的成分是ZnO和FeO
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2
回答下列问题：
（1）“焙烧”中ZnS发生反应的化学方程式为___________。“净化制酸”所得的产品可用于后续的___________操作。
（2）“浸出”后加入H2O2发生反应的离子方程式为___________，调pH的范围是___________。
（3）“滤渣”的化学式是___________，由“滤液”得到ZnSO4·7H2O的操作是___________、过滤洗涤。
（4）用以上流程制备七水合硫酸锌样品配制500mL0.2mol/LZnSO4溶液，需用托盘天平称取样品___________g，溶解操作后须用到的玻璃仪器有玻璃棒、胶头滴管、___________。南山中学2023-2024学年高一下学期3月阶段性测试
化学试题
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56 Zn 65
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题所给出的四个选择中，只有一项符合题目要求。
1. 化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A. 二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂
B. 雨水中由于溶解了二氧化碳，从而形成了酸雨
C. 食醋可用于清除水壶中的少量水垢
D. 二氧化硅可用来生产光导纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A． 二氧化硫可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂，如用于葡萄酒的抗氧剂，故A正确；
B．正常雨水中由于溶解了二氧化碳，正常雨水的pH约为5.6，酸雨是pH小于5.6的雨水，酸雨是由于氮的氧化物或硫的氧化物溶于水而形成的，故B错误；
C． 食醋具有酸性，能与碳酸钙、氢氧化镁反应，可用于清除水壶中的少量水垢，故C正确；
D．二氧化硅透明，折射率合适，能够发生全反射，且储量丰富，成本价格较为低廉，故可用来生产光导纤维，故D正确；
故选B。
2. 反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A. 中子数为9的氮原子：N B. N2分子的电子式：
C. Cl2分子的结构式：Cl－Cl D. Cl-的结构示意图：
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．元素符号左上角为质量数，质量数=质子数+中子数=7+9=16，应是N，故A错误；
B．N原子最外层有5个电子，N2分子中两个氮原子之间共有三个电子对，即N2的电子式为，故B正确；
C．Cl2分子中氯原子间只存在一对共用电子对，其结构式为Cl－Cl，故C正确；
D．Cl－是Cl得到1个电子，Cl－最外层有8个电子，Cl－结构示意图为，故D错误；
答案为BC。
3. 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色的强酸溶液：
B. 盐酸溶液：
C. 强碱溶液：
D. 溶液：
【答案】D
【解析】
【详解】A．酸性溶液中，氢氧根离子可以和氢离子反应生成水，不能共存，A错误；
B．在0.1mol/L盐酸中含有大量氢离子，四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀，故不能共存，B错误；
C．强碱溶液中含有大量的氢氧根离子，可以和铵根离子反应生成一水合氨，不能共存，C错误；
D．氯化铁溶液中的三价铁离子和氯离子和不反应，可以共存，D正确；
故选D。
4. 在恒压绝热容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，下列各项中不能表明该反应已达到化学平衡状态的是
A. 相同时间内断开3mol H-H键的同时断开2mol N-H键
B. 容器内的温度保持不变
C. 容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D. 化学反应速率：3v正(N2)=v逆(H2)
【答案】A
【解析】
【详解】A．相同时间内断开3mol H-H键的同时断开6mol N-H键，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，上述关系不能说明反应达到平衡，A错误；
B．在恒压绝热容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，所以容器内的温度保持不变，说明反应达到平衡状态，B正确；
C．容器内混合气体的总质量不变，总物质的量不断减小，所以平均摩尔质量不断增大，若平均摩尔质量保持不变，则说明反应达到平衡状态，C正确；
D．化学反应速率：3v正(N2)=v逆(H2)，说明正反应速率等于逆反应速率，即反应达到平衡状态，D正确；
故选A。
5. 喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体一溶液，能出现喷泉现象的是
气体 溶液
A CO2 稀盐酸
B NO 稀NaOH溶液
C NH3 稀硫酸
D H2S 饱和NaHS溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．CO2气体不能在稀盐酸中溶解，因此不能导致烧瓶中气体压强比烧杯中的小，故不能形成喷泉实验，A错误；
B．NO气体与稀NaOH溶液不能反应，也不能溶解，因此不能导致烧瓶中气体压强比烧杯中的小，故不能形成喷泉实验，B错误；
C．NH3极易溶于水，能够稀硫酸发生反应，导致烧瓶中气体压强减小，从而形成烧瓶内外的压强差，因此可以形成喷泉实验，C正确；
D．H2S气体不能在饱和NaHS溶液中溶解，不能形成烧瓶内外的压强差，故不能形成喷泉实验，D错误；
故合理选项C。
6. 下列选项所示的物质间转化不能实现的是
A. NaNa2ONa2O2NaOH
B. H2SSO2SO3H2SO4
C. NH3NONO2HNO3
D. SiSiO2H2SiO3Na2SiO3
【答案】D
【解析】
【详解】A．常温时，钠和氧气反应生成氧化钠，加热时氧化钠和氧气反应生成过氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠，A正确；
B．硫化氢燃烧生成二氧化硫，在催化剂的作用下，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，B正确；
C．氨气发生催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，C正确；
D．硅和氧气加热时生成二氧化硅，但是二氧化硅不能和水反应，D错误；
故选D。
7. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 重水中含有的质子数为
B. 物质的量浓度为的溶液中，含有的数目为
C. 标况下，足量的与点燃充分反应，转移电子数为
D. 与足量的水充分反应后的形成的分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．重水物质的量为，则含有的质子数为，故A错误；
B．物质的量浓度为的溶液中，由于溶液的体积未知，无法计算物质的量，故B错误；
C．标况下，物质的量为1mol，则足量的与点燃充分反应氯化铁，根据氯元素化合价变化，转移电子数为，故C正确；
D．二氧化硫与足量的水反应是可逆反应，则与足量的水充分反应后的形成的分子数小于，故D错误。
综上所述，答案为C。
8. 含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述错误的是
A. 图中涉及的反应之一为
B. 该工艺流程是除去煤燃烧时产生的
C. 该过程中元素只发生了氧化反应，没有发生还原反应
D. 该过程中总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】根据工艺流程所示可知：该工艺中硫酸亚铁在硫酸溶液中被氧气氧化为硫酸铁，Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该步骤的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2=FeSO4+2H2SO4，二式合并，则总反应为，据此分析解答。
【详解】A．据分析，Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该步骤的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=FeSO4+2H2SO4，A正确；
B．据分析，该反应过程中反应消耗SO2得到了硫酸，因此该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，防止大气污染，B正确；
C．据分析，该过程中Fe2(SO4)3转变为FeSO4时元素化合价降低、发生了还原反应，FeSO4转变为Fe2(SO4)3时铁元素化合价升高、发生了氧化反应， C错误；
D．据分析，该工艺的总反应为， D正确；
故选C。
9. 下列离子方程式正确的是
A 少量通入溶液中：
B. 水玻璃中通入少量，
C. 尾气用溶液吸收：
D. 溶于稀硝酸：
【答案】C
【解析】
【详解】A．硫元素被次氯酸氧化为最高价，最终生成物是硫酸钙、氯化钙和次氯酸，A错误；
B．硅酸钠可以拆，钠离子不参与反应，B错误；
C．尾气用溶液吸收时氮元素自身发生氧化还原生成硝酸根离子和亚硝酸根离子，C正确；
D．溶于稀硝酸时硫元素和铁元素均能被氧化，铁被氧化为铁离子，D错误；
故选C。
10. 利用下列实验装置能完成相应实验的是
A. 图Ⅰ：熔化NaOH B. 图Ⅱ：探究催化剂对反应速率的影响
C. 图Ⅲ：干燥二氧化硫 D. 图Ⅳ：用装置除去Cl2中混有的HCl气体
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢氧化钠能和二氧化硅反应，不能用瓷坩埚熔化NaOH，故A错误；
B．图Ⅱ两个试管内双氧水的浓度不同，不能用于探究催化剂对反应速率的影响，故B错误；
C．浓硫酸具有吸水性，可以用浓硫酸干燥二氧化硫，故C正确；
D．氯气，HCl均与碳酸氢钠溶液反应，不能除杂，故D错误；
故选C。
11. 尿素[CO(NH2)2 ]燃料电池可直接去除城市废水中尿素，既能产生净化水，又能发电。其装置如下图所示，下列说法不正确的是
A. 该装置可以将化学能转化为电能
B. 理论上每消耗0.15 molO2时去除6g尿素
C. A极反应式为CO(NH2)2-6e- + H2O= CO2↑+ N2↑+6H+
D. 电子从B极经导线流向A极
【答案】D
【解析】
【分析】燃料电池是将化学能转化为电能，A极为负极，N化合价升高，发生氧化反应，反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+，B极为正极，O2得电子发生还原反应，电极方程式为O2+4H++4e-═2H2O，电流从正极出发经导线流向负极。
【详解】A．燃料电池属于原电池，将化学能转化为电能，A正确；
B．每个O2参加反应时转移4个电子，消耗0.15 molO2转移电子的物质的量为0.15mol×4=0.6mol，消耗尿素的物质的量为=0.1mol，质量为0.1mol×60g/mol=6g，B正确；
C．负极失电子发生氧化反应，反应式为CO(NH2)2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+，C正确；
D．电子从负极流向正极，即从A极经导线流向B极，D错误；
故选D。
12. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A. Al2O3与酸和强碱均反应，Al2O3为两性氧化物，推测SiO2与氢氟酸和碱反应也是两性氧化物。
B. Mg-Al原电池在稀硫酸介质中Mg作负极，推测在稀氢氧化钠溶液介质中Mg也作负极
C. CO2通入Ba(NO3)2溶液中无白色沉淀产生，推测SO2通入Ba(NO3)2溶液中也无白色沉淀产生
D. CO2通入紫色石蕊试液能显红色，推测SO2通入紫色石蕊试液也能显红色
【答案】D
【解析】
【详解】A．SiO2与盐酸、硫酸等不反应，与HF酸反应为其特性，则Al2O3是两性氧化物，但SiO2是酸性氧化物，故A错误；
B．Mg和NaOH溶液不反应，Al和NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和H2，Mg、Al和稀NaOH溶液构成原电池时，Al易失电子作负极，Mg作正极，故B错误；
C．SO2通入Ba(NO3)2溶液，酸性环境下能够氧化SO2生成，与Ba2+反应生成BaSO4沉淀，故C错误；
D．CO2、SO2均为酸性氧化物，因此CO2、SO2通入紫色石蕊试液均显红色，故D正确。
答案选D。
13. 在反应：中，可使反应速率增大的措施是
①压缩体积以增大压强②升高温度③体积不变，通入④增加碳的量⑤移出⑥体积不变，通入⑦恒温恒压，通入
A. ①②④⑥ B. ①②③⑤⑦ C. ①②⑥ D. ①②③④⑥
【答案】C
【解析】
【详解】压缩体积，增大压强，浓度增大，反应速率加快，①正确；升高温度，反应速率加快，②正确；体积不变，通入，浓度不变，反应速率不变，③错误；增加碳的量，反应速率不变，④错误；移出，浓度减小，逆反应速率减小正反应速率不变，⑤错误；体积不变，通入，浓度增大，反应速率加快，⑥正确；恒温恒压，通入，体积增大，浓度减小，反应速率减小，⑦错误,所以①②⑥正确，
故选C。
14. 向一定质量的Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和2.24LNO气体(标况下)。在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L，生成沉淀的质量为19.6g，此时溶液呈中性且铜离子已完全沉淀。下列有关说法正确的是
A. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3为0.1mol
B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为2.6mol/L
C. 铜离子刚好沉淀完全，溶液中溶质为NaNO3，浓度为0.5mol/L
D. 原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为1：2
【答案】A
【解析】
【分析】向所得溶液中加入0.5mol/L 的NaOH溶液1L，溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为19.6g,其物质的量为：=0.2mol，根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol，据此进行解答。
【详解】A．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[[Cu(NO3)2]=n(NaNO3)，所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[[Cu(NO3)2]=0.5mol-2×0.2mol=0.1mol，故A正确；
B．根据N元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)，根据电子转移守恒可知：3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O)，所以3n(NO)=2×0.1mol+2×0.05mol，解得n(NO)=0.1mol，根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，所以n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.1mol+0.5mol=0.6mol，所以原硝酸溶液的浓度为：=2.4mol/L，故B错误；
C．根据Na元素可知n(NaNO3)=n(NaOH)=0.5mol/L×1L=0.5mol，在所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1.0L后得到溶液体积大于1L，NaNO3浓度小于0.5mol/L，故C错误；
D．设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=13.6，根据铜元素守恒有x+2y=0.2，联立方程解得x=0.1，y=0.05，则：n(Cu)：n(Cu2O)=0.1mol：0.05mol=2：1，故D错误。
答案选A
二、非选择题：本题共4个大题，共58分。
15. I下列物品或设施：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃⑤水晶镜片⑥石英钟⑦水晶项链⑧硅太阳能电池⑨石英光导纤维⑩计算机芯片
（1）①含有硅单质的是___________②含有硅酸盐的是___________
Ⅱ在下图所示的物质转化关系中，A是常见的气态氢化物，B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体，E的相对分子质量比D的大17，G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
（2）反应②的离于方程式___________。
（3）写出反应①的化学方程式___________，当反应消耗0.15mol物质D时，转移电子的数目为___________。
Ⅲ某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，该保障系统中涉及到反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)，回答下列问题：
（4）以上反应过程中能量变化情况如图所示。CO2的电子式为___________，生成18gH2O(g)时，向环境___________(选填释放，吸收)能量为___________kJ。
【答案】（1） ①. ⑧⑩ ②. ①②③④
（2）3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
（3） ①. 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO ②. 0.1NA
（4） ①. ②. 释放 ③. 81
【解析】
【分析】Ⅱ．B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体，B为O2，G是一种紫红色金属单质，G为Cu单质，A是常见的气态氢化物，能与氧气反应生成C和F，则C和F分别为氧化物和H2O中的一种，而C和氧气反应生成D，C为氧化物，F为水，D与水反应得到E，E能与Cu反应得到C，S元素和N元素都可以满足，但是，E的相对分子质量比D的大17，可推知E为HNO3，D为NO2，则A为NH3，C为NO，据此分析解题。
【小问1详解】
硅为良好的半导体材料，可用于制太阳能、计算机芯片，即含有硅单质的是⑧硅太阳能电池和⑩计算机芯片；陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃的成分是硅酸盐：①陶瓷餐具②砖瓦③混凝土桥墩④门窗玻璃；故答案为：⑧⑩；①②③④；
【小问2详解】
由分析可知，反应②即Cu和稀硝酸反应生成NO，故该反应的离子方程式为：3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故答案为：3Cu＋8H＋＋2NO=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
【小问3详解】
由分析可知，反应①即NO2和H2O反应生成HNO3和NO，该反应的化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，反应中每消耗3molD即3mol NO2转移2mol电子，故当反应消耗0.15mol物质D时，转移电子的数目为0.1NA，故答案为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；0.1NA；
【小问4详解】
CO2的电子式为：，由题干反应过程中的能量变化示意图可知，该反应的热化学方程式为：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) =-162kJ/mol，故可知生成18gH2O(g)时，向环境释放能量为81kJ，故答案为：；释放；81。
16. 能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重，但存在利用率低的问题，燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高，都是重要的能源物质。
（1）其中氢氧燃料电池是常见的燃料电池，如图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。
①使用时，空气从___________口通入(填“A”或“B”)；负极是___________(填“a”或“b”)。电流由___________流向___________(填“a”或“b”)。在碱性条件下，负极反应式为___________。
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下)，a极的电极反应为：___________。
（2）某同学设计如图2的原电池，正极实验现象为___________，则负极的电极反应式为：___________，当导线中有个电子流过，溶液质量变化为___________g。
（3）某同学设计如图3的原电池，正极为_______(填或)，负极的电极反应式为：_______。
【答案】（1） ①. B ②. a ③. b ④. a ⑤. H2-2e-+2OH-=2H2O ⑥. CH4-8e-+ 2H2O=CO2+ 8H+
（2） ①. 有红色固体析出附在石墨上 ②. Fe - 2e-= Fe2+ ③. 2 g
（3） ①. Mg ②. Al -3e-+4OH- =+ 2H2O
【解析】
【分析】在第一问中根据电子流向可以判断a为负极，b为正极；第二问中铁失去电子，发生氧化反应，为负极，石墨电极为正极；第三问中，由于铝可以和氢氧化钠反应，而镁不能反应，故铝为负极，以此解题。
【小问1详解】
①根据图示可知：在氢氧燃料电池中，电子是由电极a通过电流计A流向电极b，则a电极为负极，A口通入H2；b为正极，B口通入空气。因此使用时空气从B口通入；电流方向规定是正电荷移动方向，则电流由正极b流经电流计A向负极a；在碱性条件下H2失去电子产生的H+与溶液中的OH-结合形成H2O，则在碱性条件下，负极反应式为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下)，负极a极上CH4失去电子变为CO2气体，则负极a的电极反应为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
【小问2详解】
在该原电池中，Fe为负极，Fe失去电子变为Fe2+进入溶液，电极反应式为：Fe - 2e-= Fe2+；在正极石墨上Cu2+得到电子被还原为单质Cu：Cu2++2e-=Cu，故正极实验现象是：有红色固体析出附在石墨上；总反应方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，根据总反应方程式可知：每反应转移2 mol电子，溶解56 g Fe变为Fe2+进入溶液，同时会由1 mol Cu2+得到电子析出64 g Cu，使溶液的质量减轻64 g，则溶液质量减轻△m=64 g-56 g=8 g。现在导线中有3.01×1023个电子流过，，则溶液质量减轻；
【小问3详解】
Al可以和强氧化钠溶液反应，镁不能反应，则铝电极为负极，Mg电极为正极；负极的电极反应为：Al -3e-+4OH- =+ 2H2O。
17. 某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。
（1）实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氯化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：___________，这个反应说明氨具有___________。
A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．不稳定性
（2）洗气瓶中浓硫酸的主要作用是___________。
（3）在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气，收集方法是___________。
A．排空气法 B．排水法 C．用气囊收集
（4）E中的碱石灰___________(填“能”或“不能”)换成，装置F的作用___________。
【答案】（1） ①. 3CuO＋2NH3=3Cu＋3H2O＋N2 ②. B
（2）吸收空气中的水分，排除干扰
（3）C （4） ①. 不能 ②. 检验是否有水生成
【解析】
【分析】浓氨水滴入生石灰，氧化钙和水反应放热，一水合氨分解生成氨气；经过E干燥的氨气通过氧化铜加热反应生成红色铜、水和氮气；F检验生成物中的水蒸气，D防止空气中的水蒸气干扰实验，同时吸收末反应的氨气。氮气摩尔质量和空气相近，排水法会引入水蒸气，收集干燥、纯净的氮气可以用塑料袋或球胆收集。
【小问1详解】
实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象可知，氨气通过氧化铜加热反应生成红色铜、水和氮气，N元素由-3价升高到0价，在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为3CuO＋2NH3=3Cu＋3H2O＋N2，这个反应说明氨具有还原性；
【小问2详解】
洗气瓶中浓硫酸的主要作用是防止空气中的水分进入，接触无水硫酸铜，干扰反应生成的水的鉴定，故其作用为：吸收空气中的水分，排除干扰；
【小问3详解】
氮气摩尔质量为28g/mol，空气摩尔质量为29g/mol，二者相近，排水法会引入水蒸气，收集干燥、纯净的氮气可以用塑料袋或球胆收集，故答案为：C；
【小问4详解】
CaCl2能与氨气反应，则E中的碱石灰不能换成CaCl2；装置F中盛放的是无水硫酸铜，无水硫酸铜遇水变为蓝色的五水合硫酸铜，因此其作用是为了检验是否有水生成。
18. 某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含一定量FeS)，以其为原料制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)与铁红的工艺流程如图所示：
已知：①焙砂的成分是ZnO和FeO
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2
回答下列问题：
（1）“焙烧”中ZnS发生反应的化学方程式为___________。“净化制酸”所得的产品可用于后续的___________操作。
（2）“浸出”后加入H2O2发生反应的离子方程式为___________，调pH的范围是___________。
（3）“滤渣”的化学式是___________，由“滤液”得到ZnSO4·7H2O的操作是___________、过滤洗涤。
（4）用以上流程制备的七水合硫酸锌样品配制500mL0.2mol/LZnSO4溶液，需用托盘天平称取样品___________g，溶解操作后须用到的玻璃仪器有玻璃棒、胶头滴管、___________。
【答案】（1） ①. 2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2 ②. 浸出
（2） ①. 2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O ②. 2.8≤pH＜6.2
（3） ①. Fe(OH)3 ②. 蒸发浓缩，冷却结晶
（4） ①. 28.7 ②. 500mL容量瓶
【解析】
【分析】硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，焙砂可以用稀硫酸浸出，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，调pH生成Fe(OH)3沉淀而除掉，滤液为硫酸锌溶液，通过加热浓缩、冷却结晶等操作得到ZnSO4·7H2O，滤渣为Fe(OH)3沉淀，加热分解得到铁红。
【小问1详解】
含锌矿的主要成分是ZnS，与空气中氧气发生氧化还原反应，生成ZnO和SO2，化学方程式为：2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2；“净化制酸”所得的产品可用于后续的浸出操作；
【小问2详解】
“浸出”后加入H2O2 H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O；根据表格数据，调pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除掉，而Zn2+不能变沉淀，故调pH的范围是2.8≤pH＜6.2；
【小问3详解】
“滤渣”的化学式是Fe(OH)3；滤液为硫酸锌溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤等操作得到ZnSO4·7H2O；
【小问4详解】
配制500mL0.2mol/LZnSO4溶液，所需ZnSO4·7H2O的质量为=28.7g；溶解操作后须用到的玻璃仪器有玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶。
