广东番禺中学2023-2024学年高一下学期期中考试化学科试题(高考)
本试卷共7页,20小题,满分100分。考试用时75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上,用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Al-27 S-32 K-39 Mn-55 Cu-64
一、选择题(1-10题每题2分;11-16题每题4分)
1. 研究化学反应速率是为了能更好地调控和利用化学反应,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A. 酱油中添加铁强化剂 B. 食物存放在冰箱里
C. 在铁制品表面刷油漆 D. 糕点包装内放置除氧剂
2. 下列反应或过程中能量的变化如图所示的是
A.
B.
C.
D.
3. 化学与科技、生活密切相关。下列叙述中正确的是
A. 杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
B. 从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电,因此是电解质
C. 宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
D. 高铁动车的车厢厢体由不锈钢和铝合金制成,不锈钢和铝合金均属于金属材料
4. 在实验室用物质的量浓度为的溶液与纯锌反应制取,下列措施可加快产生速率的是
A. 将锌块换成铁块 B. 改用硫酸
C 改用硝酸 D. 滴加少量溶液
5. 某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,其电池构造如图所示.下列说法正确的是
A. 电极b通入22.4 L氧气,转移电子4 mol B. 多孔金属a作负极,是电子流入极
C. 电池工作时,电解质溶液中OH-移向a极 D. 正极的电极反应式为
6. 意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得极具理论研究意义的分子。分子结构如图所示,已知断裂1molN-N吸收167kJ能量,断裂1molN≡N吸收942kJ能量。下列说法正确的是
A. 比更稳定 B. 转化为,吸收882kJ能量
C. 中N原子未满足最外层结构 D. 与中均含有非极性共价键
7. 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是
A. 制取氨气时烧瓶中的固体常用或碱石灰
B. 三颈烧瓶中会产生红色喷泉
C. 关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,则B点时喷泉最剧烈
D. 实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气
8. 在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
9. 下图中实验装置能达到相应实验目的的是
A. 装置甲可用于检验氯化铵受热分解生成的两种气体
B. 装置乙可进行喷泉实验
C. 装置丙用于制备
D. 装置丁可以准确测定酸碱中和反应的反应热
10. 下列各组离子能大量共存的是
A. 透明溶液中:
B. 能使石蕊变红的溶液中:
C. 通入足量后的溶液中:
D. 加入片能产生的溶液:
11. 为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A. 曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B. 随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C. 若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则甲线中时间内平均反应速率为
D. 两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
12. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 加热条件下,含的浓盐酸与足量的充分反应后,所得的分子总数为NA
B. 的中子数为14 NA
C. 常温下,将铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为0.3 NA
D. 与足量S粉共热充分反应时转移电子数为0.2 NA
13. 核心元素的化合价及类别是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A. 适量的c可作为葡萄酒的添加剂
B. 常温下,a与f的浓溶液反应可生成b和c
C. 将c通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D. b易溶于,实验室可用清洗沾有硫单质的试管
14. 下列实验装置和实验操作均正确的是
A. 实验甲中,设计铜银双液原电池 B. 利用乙装置熔化NaOH
C. 利用丙装置比较C和Si的非金属性强弱 D. 利用丁装置可制备并收集少量干燥氨气
15. 某原电池装置如图所示,电池总反应为。下列说法不正确的是
A. 充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变
B. 正极反应为
C. 放电时,左侧电极质量增重
D. 当电路中转移时,经过交换膜的离子是
16. 将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1mol L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,除BaCl2溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法不正确的是
A. 曲线a所示溶液pH降低的原因:
B. 依据曲线b可推知溶液(无氧)能氧化
C. 曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:
D. 曲线d所表示的过程中是氧化SO2的主要微粒
二、填空题
17. 回答下列问题。
(1)理论上不能设计为原电池的化学反应是___________。
a.
b.
c.
d.
(2)某小组为探究与能否发生氧化还原反应,设计如下图所示双液原电池(盐桥中为饱和溶液的琼脂)。该装置石墨棒上发生的电极反应式为___________,盐桥中向___________烧杯移动(填“甲”或“乙”)。
(3)某学习小组设计如图所示装置,有效降低含氮化合物的排放,同时充分利用化学能,相同温度和压强下,A,B两电极产生气体的体积比为___________,B电极的电极反应方程式为___________。
(4)将甲醇完全燃烧生成液态水的反应设计成原电池,以为电解质。工作时负极的电极反应式___________。
(5)汽车尾气中含有的是造成城市空气污染的主要因素之一,通过传感器可监测汽车尾气史含量,其工作原理如图所示:
电极为___________(填“正极”或“负极),电极上发生的电极反应式为___________。
18. 回答下列问题
(1)治理大气中的以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。加入固硫剂,是一种有效的治理措施。生石灰是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①
②
则的燃烧热为___________。
(2)一定条件下铁可以和发生反应:。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。
①时,正、逆反应速率的大小关系为___________(填“>”“<”或“=”)。内,的平均反应速率___________。
②下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.
B.单位时间内生成,的同时生成
C.容器中气体压强不随时间变化而变化
D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
E.和浓度相等
(3)某温度下在密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示:
①该反应的化学方程式是___________。
②平衡时,混合气体中X、Y、Z的体积比为___________。
三、实验题
19. .某实验小组为探究含硫化合物的性质,设计如下实验探究的氧化性。
实验操作:向小试管中加入溶液,并滴入两滴淀粉溶液,无明显变化,再加入少量溶液,试管中溶液立即变蓝。取上层清液检验,证明溶液中存在。
(1)与反应的离子方程式为___________。
(2)检验该溶液中存在的具体操作及现象为___________。
(3)实验结论:的氧化性___________(填“强于”或“弱于”)。
已知:可与发生反应:。为了进一步探究与的反应速率,小组同学设计下表实验:
试验编号 溶液/ 溶液/ 蒸馏水/ 的淀粉溶液/滴 溶液/ 变色 时间/s
4.0 0 4.0 2 2.0 立即
4.0 1.0 2 30
(4)上述实验中的___________;___________。
加入溶液后溶液变蓝的时间明显增长,小组同学对此提出两种清想:
猜想1:与反应的速率远低于与反应的速率;
猜想2:先与反应,消耗完后才与反应。
为验证上述猜想,小组同学补充下表实验(已知密度比水大,且溶于显紫色)
试验编号 溶液/ 碘水/ 溶液/ / 的淀粉溶液/滴 溶液/ 实验现象
2 0 20 10 0 0.2 下层溶液显浅紫色
0 5 20 0 2 20 溶液先变蓝,后迅速褪色,一段时间后又变蓝
(5)验证猜想1的实验设计为___________。(填“实验”或“实验”)
(6)实验中下层溶液显浅紫色的原因为___________。
(7)由上述实验可知___________(填“猜想1”或“猜想2”)成立。
.某兴趣小组用如图所示装置测定某硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量。
(8)当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。发生反应的离子方程式为:___________。该空气中二氧化硫的体积分数为___________。
20. .在生活中亚硝酸钠()应用十分广泛,它是一种白色固体,外观与极其相似;少量可做食品的护色剂,可防止肉毒杆菌在肉类食品中生长,还可用于治疗氰化物中毒等。某化学兴趣小组查阅资料得知:,该学习小组利用下列装置制备干燥的亚硝酸钠(夹持及加热装置略去,部分仪器可重复使用)。
已知:①能被高锰酸钾氧化,但不能被浓硫酸氧化。
②酸性高锰酸钾溶液可将氧化成。
回答下列问题:
(1)盛放浓硝酸的仪器名称为___________;仪器按气流方向连接顺序为b→g→___________(装置可重复使用)。
(2)反应开始前打开止水夹a,通入过量氮气排除装置中的空气,若不排除装置中的空气,可能导致产物中混有杂质___________(填化学式);反应结束后打开止水夹a,继续通入过量氮气,其目的是___________。
(3)盛水洗气瓶中发生的反应的化方程式为___________;为了提高产率,可在该洗气瓶中加入铜片,请用化学反应方程式解释加入铜片的作用___________。
.利用氨气与次氯酸钠反应制备,其制备装置如图所示。
回答下列问题:
(4)仪器b优点为___________,仪器a的作用是___________。
(5)上述装置的缺点是___________,可能导致的结果及原因是___________。广东番禺中学2023-2024学年高一下学期期中考试化学科试题(高考)
本试卷共7页,20小题,满分100分。考试用时75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、试室号、座位号填写在答题卡上,用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Al-27 S-32 K-39 Mn-55 Cu-64
一、选择题(1-10题每题2分;11-16题每题4分)
1. 研究化学反应速率是为了能更好地调控和利用化学反应,下列做法与调控化学反应速率无关的是
A. 酱油中添加铁强化剂 B. 食物存放在冰箱里
C. 在铁制品表面刷油漆 D. 糕点包装内放置除氧剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.酱油中添加铁强化剂是用作补铁剂,不影响化学反应速率,故选A;
B.食物存放在冰箱里,温度降低,反应速率减慢,故不选B;
C.在铁制品表面刷油漆可以隔绝空气,减慢金属腐蚀速率,故不选C;
D.糕点包装内放置除氧剂可以降低氧气浓度,减慢糕点氧化速率,故不选D;
选A。
2. 下列反应或过程中能量的变化如图所示的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,符合条件的反应为反应物的总能量大于生成物的总能量的放热反应。
【详解】A.稀硫酸和氢氧化钠溶液生成硫酸钠和水的反应为放热反应,故A符合题意;
B.碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳的反应为吸热反应,故B不符合题意;
C.碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳的反应为吸热反应,故C不符合题意;
D.氯化铵与八水氢氧化钡反应生成氯化钡、氨气和水的反应为吸热反应,故D不符合题意;
故选A。
3. 化学与科技、生活密切相关。下列叙述中正确的是
A. 杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
B. 从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电,因此是电解质
C. 宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐
D. 高铁动车的车厢厢体由不锈钢和铝合金制成,不锈钢和铝合金均属于金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.杭州亚运会吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为晶体硅,而不是二氧化硅,A错误;
B.石墨及从石墨中剥离出的石墨烯薄片是非金属单质,不是化合物,因此不属于电解质,B错误;
C.宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是氮化硅,氮化硅属于新型无机非金属材料,而不是传统无机非金属性材料硅酸盐,C错误;
D.金属材料包括纯金属和合金,而不锈钢和铝合金都是合金,故不锈钢和铝合金均属于金属材料,D正确;
故合理选项是D。
4. 在实验室用物质的量浓度为的溶液与纯锌反应制取,下列措施可加快产生速率的是
A. 将锌块换成铁块 B. 改用硫酸
C. 改用硝酸 D. 滴加少量溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌比铁活泼,则将锌块换成铁块后,生成氢气的速率减慢,A错误;
B.改用98%的浓硫酸,浓硫酸具有强氧化性,和锌反应生成二氧化硫,不能生成氢气,B错误;
C.硝酸和锌反应生成氮的氧化物,不能生成氢气,C错误;
D.用锌与0.1mol/L的稀硫酸反应制取氢气时,滴加少量CuSO4溶液,锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌,锌、铜和稀硫酸形成了原电池,加快了化学反应速率,D正确;
故选D。
5. 某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,其电池构造如图所示.下列说法正确的是
A. 电极b通入22.4 L氧气,转移电子4 mol B. 多孔金属a作负极,是电子流入的极
C. 电池工作时,电解质溶液中OH-移向a极 D. 正极的电极反应式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.O2所处的外界条件未知,不能判断确定O2的物质的量,也就不能计算出转移电子的物质的量,A错误;
B.在燃料电池中,通入H2的电极为负极,通入O2的电极为正极,因此根据图示可知:多孔金属a作负极,H2失去电子发生氧化反应,是电子流出的一极,B错误;
C.电池工作时,电解质溶液中阴离子OH-移向正电荷较多的负极a极,C正确;
D.电解质溶液显碱性,不能大量存在H+,正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,D错误;
故合理选项是C。
6. 意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得极具理论研究意义的分子。分子结构如图所示,已知断裂1molN-N吸收167kJ能量,断裂1molN≡N吸收942kJ能量。下列说法正确的是
A. 比更稳定 B. 转化为,吸收882kJ能量
C. 中N原子未满足最外层结构 D. 与中均含有非极性共价键
【答案】D
【解析】
【详解】A.1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为:6×167kJ=1002kJ,形成化学键放出的热量为1884kJ,所以反应放热,放出的热量为:1884kJ-1002kJ=882kJ,N4的能量高,不稳定,则N2比N4稳定,故A错误;
B.1molN4气体中含有6molN-N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为:6×167kJ=1002kJ,形成化学键放出的热量为1884kJ,所以反应放热,放出的热量为:1884kJ-1002kJ=882kJ,故B错误;
C.分子结构分析可知,N4中每个N原子形成三个共价键,有一对孤对电子,均满足8e-稳定结构,故C错误;
D.与中均存在同种元素形成的共价键,则均含有非极性共价键,故D正确;
故选D。
7. 现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是
A. 制取氨气时烧瓶中的固体常用或碱石灰
B. 三颈烧瓶中会产生红色喷泉
C. 关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,则B点时喷泉最剧烈
D. 实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaO能与水反应,使c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于氨气的逸出,氢氧化钠也可以抑制氨水的电离,从而促进氨气的生成,说法正确,故A不选;
B.氨气极易溶于水,使三颈烧瓶内压强急剧减小,且氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,酚酞试液遇碱变红,故三颈烧瓶中会产生红色喷泉,说法正确,故B不选;
C.三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大,其反应速率越快,C点压强最小、大气压不变,所以大气压和C点压强差最大,喷泉最剧烈,说法错误,故选C;
D.盐酸可以与氨气反应生成氯化铵,实验后,可用稀盐酸处理多余的氨气,说法正确,故D不选;
答案选C。
8. 在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe与Cl2在加热或点燃条件下反应,一定生成FeCl3,不能生成FeCl2,A不能实现;
B.SO2通入CaCl2溶液中,由于H2SO3的酸性弱于HCl,所以反应不能发生,B不能实现;
C.N2、H2在催化剂、高温、高压条件下发生反应生成NH3,NH3催化氧化可生成NO,C能够实现;
D.SiO2难溶于水,与水不能发生反应,不能直接生成H2SiO3,D不能实现;
故选C。
9. 下图中实验装置能达到相应实验目的的是
A. 装置甲可用于检验氯化铵受热分解生成的两种气体
B. 装置乙可进行喷泉实验
C. 装置丙用于制备
D. 装置丁可以准确测定酸碱中和反应的反应热
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵分解生成氨气和HCl,左侧应选湿润的蓝色试纸试纸变红可检验HCl,右侧应选湿润的红色石蕊试纸变蓝可检验氨气,图中试剂选择不合理,故A错误;
B.SO2和NaOH溶液反应,装置乙可进行喷泉实验,B正确;
C.CO2在饱和食盐水中溶解的量很少,向溶有CO2的饱和食盐水中通入NH3无法制得NaHCO3,C错误;
D.测定酸碱中和反应反应热需要环形玻璃搅拌器,丁图中缺少,D错误;
本题选B。
10. 下列各组离子能大量共存的是
A. 透明溶液中:
B. 能使石蕊变红的溶液中:
C. 通入足量后的溶液中:
D. 加入片能产生的溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.选项所给离子之间不相互反应,Cu2+有颜色,但溶液仍然满足澄清透明,A正确;
B.能使石蕊变红的溶液显酸性,酸性条件下硝酸根有强氧化性会氧化Fe2+,故两者不能共存,B错误;
C.通入足量SO2后的溶液中为酸性,有离子,会和OH-反应,OH-不能大量存在,C错误;
D.加入Al片能产生H2的溶液可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液,碳酸氢根既不能在强酸性溶液中存在,也不能在强碱性溶液中存在,D错误;
故选A。
11. 为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A. 曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B. 随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C. 若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则甲线中时间内平均反应速率为
D. 两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
【答案】C
【解析】
【详解】A.粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,生成二氧化碳的量不变,但接触面积增大、反应速率加快,时间减少,而曲线甲用时小,则曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,故A正确;
B.碳酸钙与盐酸反应放热,升高温度加快反应速率,则反应开始时,温度对反应速率的影响起主要作用,导致0-t1内的反应速率逐渐增大,随着反应的进行,浓度降低起主要作用,反应速率才不断降低,故B错误;
C.由题意,v=,可知,t2-t3的速率v(CO2)=mL·s-1,故C正确;
D.探究反应速率的影响因素时,只控制一个变量,则为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,两次实验所取碳酸钙固体质量一样,与足量的盐酸反应,生成二氧化碳的量相同,故D错误;
本题选C。
12. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 加热条件下,含的浓盐酸与足量的充分反应后,所得的分子总数为NA
B. 的中子数为14 NA
C. 常温下,将铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为0.3 NA
D. 与足量S粉共热充分反应时转移电子数为0.2 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.加热条件下,稀盐酸与MnO2不反应,所以含的浓盐酸与足量的充分反应后,盐酸有剩余,所得的分子总数小于NA,A不正确;
B.的物质的量为1mol,1个分子中含有14个中子,则所含中子数为14 NA,B正确;
C.常温下,浓硝酸使铝发生钝化,反应不能持续进行,则将铝片(0.1mol)投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数小于0.3 NA,C不正确;
D.Cu与S共热时发生反应生成Cu2S,(物质的量为0.1mol)与足量S粉共热充分反应时转移电子数为0.1 NA,D不正确;
故选B。
13. 核心元素的化合价及类别是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A. 适量的c可作为葡萄酒的添加剂
B. 常温下,a与f的浓溶液反应可生成b和c
C. 将c通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D. b易溶于,实验室可用清洗沾有硫单质的试管
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,a为-2价S的氢化物,a为H2S;b为单质,b为S;c为+4价S的氧化物,c为SO2;d为+6价S的氧化物,d为SO3;e、f分别为+4价、+6价含氧酸,则e、f分别为H2SO3、H2SO4;g、h分别为+4价、+ 6价S的正盐,如亚硫酸钠、硫酸钠等,以此来解答。
【详解】A.c为SO2,具有还原性,可作抗氧化剂,则适量的c可作为葡萄酒的添加剂,A正确;
B.a为H2S,f为H2SO4 ,H2S和浓H2SO4发生反应H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O,B正确;
C.c为SO2,SO2为酸性氧化物,溶于水,与水反应产生H2SO3而使溶液显酸性,所以将c通入紫色石蕊试液中,溶液变红但不褪色,C错误;
D.b为S,CS2可以溶解S,故实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管,D正确;
故合理选项是C。
14. 下列实验装置和实验操作均正确的是
A. 实验甲中,设计铜银双液原电池 B. 利用乙装置熔化NaOH
C. 利用丙装置比较C和Si的非金属性强弱 D. 利用丁装置可制备并收集少量干燥氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验甲中,铜与AgNO3能发生反应,不能设计成铜银双液原电池,应将铜插入CuSO4溶液中,银插入AgNO3溶液中,A不正确;
B.瓷坩埚中的SiO2在高温下能与NaOH反应,从而损坏瓷坩埚,所以不能利用乙装置熔化NaOH,B不正确;
C.丙装置中,稀盐酸与CaCO3反应可制取CO2,NaHCO3溶液可除去CO2中混有的HCl,排除对后续实验产生的干扰,CO2通入Na2SiO3溶液中,生成H2SiO3沉淀,从而说明H2CO3的酸性强于H2SiO3,C的非金属性比Si强,C正确;
D.丁装置中,浓氨水滴入CaO固体中,发生反应生成NH3,用碱石灰干燥NH3,但由于NH3的密度比空气小,所以不能用向上排空气法收集氨气,D不正确;
故选C。
15. 某原电池装置如图所示,电池总反应为。下列说法不正确的是
A. 充分放电后左侧溶液中的盐酸浓度基本不变
B. 正极反应为
C. 放电时,左侧电极质量增重
D. 当电路中转移时,经过交换膜的离子是
【答案】B
【解析】
【分析】由电池总反应为可以得出,AgCl/Ag电极为负极,Pt电极为正极。
【详解】A.放电时,AgCl/Ag电极为负极,左侧溶液中发生反应Ag-e-+Cl-=AgCl,右侧溶液中的Cl-透过阴离子交换膜进入左侧溶液中,则盐酸浓度基本不变,A正确;
B.Pt电极为正极,电解质为盐酸,则正极反应为Cl2+2e-=2Cl-,B不正确;
C.放电时,左侧发生反应Ag-e-+Cl-=AgCl,则电极质量增重,C正确;
D.当电路中转移时,由左侧溶液中发生反应Ag-e-+Cl-=AgCl可知,消耗Cl-0.01mol,则经过交换膜的Cl-离子是,D正确;
故选B。
16. 将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1mol L-1的BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,除BaCl2溶液(无氧)外,都产生白色沉淀。实验测得各溶液pH变化曲线如图。下列说法不正确的是
A. 曲线a所示溶液pH降低的原因:
B. 依据曲线b可推知溶液(无氧)能氧化
C. 曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:
D. 曲线d所表示的过程中是氧化SO2的主要微粒
【答案】D
【解析】
【分析】BaCl2溶液中通入SO2,无氧时,没有沉淀生成,只发生SO2与H2O的反应;有氧时,O2为氧化剂反应生成BaSO4沉淀和HCl,溶液pH减小。Ba(NO3)2溶液中通入SO2,无氧时,发生反应3Ba2++2+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+;有氧时,可能发生反应2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+,也可能发生反应3Ba2++2+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,结合图像可知,氧气为主要微粒。
【详解】A.由分析可知,BaCl2溶液中通入SO2,无氧时,没有沉淀生成,只发生SO2与H2O的反应,所以曲线a所示溶液pH降低的原因:,且亚硫酸发生了部分电离,A正确;
B.a、b相比,约100多秒以后溶液pH有所减小,则氢离子浓度增大,则Ba(NO3)2溶液中通入SO2、无氧时,可能发生反应3Ba2++2+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,依据曲线b可推知溶液(无氧)能氧化SO2,B正确;
C.a、c相比,约三十秒以后溶液pH明显减小,则氢离子浓度明显增大,说明有氧时,O2表现出氧化性、+4价硫被氧化为硫酸根,所以曲线c所示溶液中发生反应的离子方程式为:2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+,C正确;
D.c、d相比,二曲线几乎没区别,说明反应中O2表现出氧化性、+4价硫被氧化为硫酸根,所以曲线d所示溶液中发生反应主要为:2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+,而3Ba2++2+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+反应程度很小,氧化SO2的过程中硝酸根是非常次要的微粒,D不正确;
故选D。
二、填空题
17. 回答下列问题。
(1)理论上不能设计为原电池的化学反应是___________。
a.
b.
c.
d.
(2)某小组为探究与能否发生氧化还原反应,设计如下图所示双液原电池(盐桥中为饱和溶液的琼脂)。该装置石墨棒上发生的电极反应式为___________,盐桥中向___________烧杯移动(填“甲”或“乙”)。
(3)某学习小组设计如图所示装置,有效降低含氮化合物的排放,同时充分利用化学能,相同温度和压强下,A,B两电极产生气体的体积比为___________,B电极的电极反应方程式为___________。
(4)将甲醇完全燃烧生成液态水的反应设计成原电池,以为电解质。工作时负极的电极反应式___________。
(5)汽车尾气中含有的是造成城市空气污染的主要因素之一,通过传感器可监测汽车尾气史含量,其工作原理如图所示:
电极为___________(填“正极”或“负极),电极上发生的电极反应式为___________。
【答案】(1)b (2) ①. Fe3++e-=Fe2+ ②. 甲
(3) ①. 2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2 ②. 4:3
(4)CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
(5) ①. 负极 ②. O2+4e-=2O2-
【解析】
【小问1详解】
自发的氧化还原反应才能设计为原电池,acd均是氧化还原反应,b是中和反应,故选b。
【小问2详解】
铁作负极,石墨作正极,则石墨棒上发生的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+;阳离子向正极移动,则K+向甲烧杯移动;
【小问3详解】
NH3在电极A失电子,生成N2,A为负极,电极反应为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,则B为正极,NO2在正极得电子生成N2,电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=8OH-+N2,转移相同数目的电子时,同温同压下正极和负极产生气体体积比为3:4,故A,B两电极产生气体的体积比为4:3;
【小问4详解】
燃料电池,燃料为在负极失电子,被氧化,由于电解质溶液为碱性,生成的CO2以碳酸根存在,故负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O;
【小问5详解】
O2在Pt电极得电子,故Pt电极为正极,故NiO电极为负极,由于电池为固体电解质,O2-在其中迁移,故O2得电子生成O2-,Pt电极的电极反应式为O2+4e-=2O2-。
18. 回答下列问题。
(1)治理大气中的以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。加入固硫剂,是一种有效的治理措施。生石灰是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①
②
则的燃烧热为___________。
(2)一定条件下铁可以和发生反应:。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的气体,反应过程中气体和气体的浓度与时间的关系如图所示。
①时,正、逆反应速率的大小关系为___________(填“>”“<”或“=”)。内,的平均反应速率___________。
②下列描述能说明上述反应已达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.
B.单位时间内生成,的同时生成
C.容器中气体压强不随时间变化而变化
D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
E.和浓度相等
(3)某温度下在密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示:
①该反应的化学方程式是___________。
②平衡时,混合气体中X、Y、Z的体积比为___________。
【答案】(1)283kJ mol-1
(2) ①. > ②. 0.125mol·L-1·min-1 ③. BD
(3) ①. Y+3X 2Z ②. 4:8:5
【解析】
【小问1详解】
由反应②+反应①得CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=+219+(-1004)=-283kJ mol-1,燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时放出的热量,该热反应方程式刚好表达的是CO的燃烧热的热反应方程式,故CO的燃烧热为283kJ mol-1;
【小问2详解】
①由图知,t1时化学反应没有达到平衡,反应仍然向正反应方向进行,所以正反应速率大于逆反应速率,即v正>v逆,CO在4min内的变化量为0.5mol·L-1,则4min内的平均反应速率为v(CO)==0.125mol·L-1·min-1;
②A.当v正(CO2)=v逆(CO)时,说明化学反应达到平衡状态,而v(CO2)=v(CO)不代表正逆反应速率的关系,不能由此确定化学反应是否达到平衡,故A错误;
B.单位时间内生成n molCO2的同时生成n molCO说明化学反应的正逆反应速率相等,故B正确;
C.由反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)知,该反应是反应前后气体体积相等的反应,无论是否达到平衡容器中气体压强都不随时间变化而变化,故C错误;
D.反应前后气体的相对分子质量会改变,故容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化说明反应到达平衡状态,D正确;
E.由图可知,CO2和CO浓度相等反应未到达平衡状态,E错误;
故选BD;
【小问3详解】
①由物质的量随时间变化曲线可知,5min时,Y减少了0.2mol,X减少了0.6mol,Z增加了0.4mol,最终三种气体都有,说明是可逆反应,反应过程中各物质的物质的量的改变和化学计量数成正比,故该反应的化学方程式为Y+3X 2Z;
②图中5min后各物质物质的量不变,说明到达平衡,同温同压下,气体体积和物质的量成正比,X、Y、Z物质的量之比为0.4mol:0.8mol:0.5mol=4:8:5,故混合气体中X、Y、Z的体积比为4:8:5。
三、实验题
19. .某实验小组为探究含硫化合物的性质,设计如下实验探究的氧化性。
实验操作:向小试管中加入溶液,并滴入两滴淀粉溶液,无明显变化,再加入少量溶液,试管中溶液立即变蓝。取上层清液检验,证明溶液中存在。
(1)与反应的离子方程式为___________。
(2)检验该溶液中存在的具体操作及现象为___________。
(3)实验结论:的氧化性___________(填“强于”或“弱于”)。
已知:可与发生反应:。为了进一步探究与的反应速率,小组同学设计下表实验:
试验编号 溶液/ 溶液/ 蒸馏水/ 的淀粉溶液/滴 溶液/ 变色 时间/s
4.0 0 4.0 2 2.0 立即
4.0 1.0 2 30
(4)上述实验中的___________;___________。
加入溶液后溶液变蓝时间明显增长,小组同学对此提出两种清想:
猜想1:与反应的速率远低于与反应的速率;
猜想2:先与反应,消耗完后才与反应。
为验证上述猜想,小组同学补充下表实验(已知密度比水大,且溶于显紫色)
试验编号 溶液/ 碘水/ 溶液/ / 的淀粉溶液/滴 溶液/ 实验现象
2 0 20 10 0 0.2 下层溶液显浅紫色
0 5 20 0 2 20 溶液先变蓝,后迅速褪色,一段时间后又变蓝
(5)验证猜想1的实验设计为___________。(填“实验”或“实验”)
(6)实验中下层溶液显浅紫色的原因为___________。
(7)由上述实验可知___________(填“猜想1”或“猜想2”)成立
.某兴趣小组用如图所示装置测定某硫酸厂附近空气中二氧化硫的含量。
(8)当注入标准状况下空气时,酸性溶液恰好褪色,停止实验。发生反应的离子方程式为:___________。该空气中二氧化硫的体积分数为___________。
【答案】(1)+2I-=2+I2
(2)向清液中滴加过量盐酸,无沉淀生成,再向所得混合液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
(3)强于 (4) ①. 3.0 ②. 2.0
(5)实验Ⅳ (6)反应过程中有I2生成,并被CCl4及时分离
(7)猜想1 (8) ①. ②. 1.4%
【解析】
【小问1详解】
碘单质能使淀粉变蓝色,试管中溶液立即变蓝,取上层清液检验,证明溶液中存在硫酸根离子,则反应生成碘单质和硫酸根离子,故(NH4)2S2O8与KI反应的离子方程式为+2I-=2+I2,故答案为:+2I-=2+I2;
【小问2详解】
检验上层清液中含硫酸根离子的具体操作及现象为向清液中滴加过量盐酸,无沉淀生成,再向所得混合液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀即可证明溶液中含硫酸根离子,故答案为:向清液中滴加过量盐酸,无沉淀生成,再向所得混合液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀;
【小问3详解】
氧化剂氧化性大于氧化产物,根据实验现象可得(NH4)2S2O8的氧化性强于I2,故答案为:强于;
【小问4详解】
加入蒸馏水的目的是控制单一变量,使混合溶液总体积相等,保证除了Na2S2O3外,其它投料浓度均相等,则有V1=3.0,V2=2.0,故答案为:3.0;2.0;
【小问5详解】
实验Ⅲ证明中间有I2生成,验证猜想2不正确,实验Ⅳ体现了反应速率,是为了验证猜想1成立,故答案为:实验Ⅳ;
【小问6详解】
碘极易溶于四氯化碳,下层溶液显浅紫色的原因为反应过程中有I2生成,并被CCl4及时分离,故答案为:反应过程中有I2生成,并被CCl4及时分离;
【小问7详解】
实验Ⅲ证明中间有I2生成,验证猜想2不正确,实验Ⅳ体现了反应速率,是为了验证猜想1成立;实验现象说明反应中首先生成了碘单质,碘单质迅速与Na2S2O3反应导致溶液又褪色,故猜想1成立,故答案为:猜想1;
【小问8详解】
SO2有还原性,空气中的SO2被KMnO4氧化为硫酸根,KMnO4溶液褪色,反应离子方程式为:,根据离子方程式n(SO2)==,故该空气中二氧化硫的体积分数为,故答案为:1.4%。
20. .在生活中亚硝酸钠()应用十分广泛,它是一种白色固体,外观与极其相似;少量可做食品的护色剂,可防止肉毒杆菌在肉类食品中生长,还可用于治疗氰化物中毒等。某化学兴趣小组查阅资料得知:,该学习小组利用下列装置制备干燥的亚硝酸钠(夹持及加热装置略去,部分仪器可重复使用)。
已知:①能被高锰酸钾氧化,但不能被浓硫酸氧化。
②酸性高锰酸钾溶液可将氧化成。
回答下列问题:
(1)盛放浓硝酸的仪器名称为___________;仪器按气流方向连接顺序为b→g→___________(装置可重复使用)。
(2)反应开始前打开止水夹a,通入过量氮气排除装置中的空气,若不排除装置中的空气,可能导致产物中混有杂质___________(填化学式);反应结束后打开止水夹a,继续通入过量氮气,其目的是___________。
(3)盛水的洗气瓶中发生的反应的化方程式为___________;为了提高产率,可在该洗气瓶中加入铜片,请用化学反应方程式解释加入铜片的作用___________。
.利用氨气与次氯酸钠反应制备,其制备装置如图所示。
回答下列问题:
(4)仪器b的优点为___________,仪器a的作用是___________。
(5)上述装置的缺点是___________,可能导致的结果及原因是___________。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. b→g→h→e→f→c→d→e→f→i或b→g→h→e→f→d→c→e→f→i
(2) ①. Na2CO3、NaNO3 ②. 将整个装置中残留的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中吸收,防止氮氧化合物污染空气
(3) ① 3NO2+H2O=2HNO3+NO ②. 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(4) ①. 不用打开上方玻璃塞,避免浓盐酸挥发的情况下,可以顺利滴加液体 ②. 导气和防倒吸
(5) ①. BC间缺少除去氯气中HCl杂质的装置 ②. 导致肼产率降低,因为HCl会消耗氢氧化钠
【解析】
【分析】Ⅰ.先将整个装置中空气用氮气排出,再用浓硝酸和铜反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成一氧化氮,要制得干燥的亚硝酸钠,则用浓硫酸干燥NO气体,一氧化氮和过氧化钠反应生成亚硝酸钠,为了得到干燥的亚硝酸钠需右侧再用浓硫酸干燥,尾气用酸性高锰酸钾溶液处理;
Ⅱ.左侧装置加热氢氧化钙和氯化铵固体混合物制氨气,右侧浓盐酸和高锰酸钾反应制氯气,氯气通入B中氢氧化钠溶液得次氯酸钠,氨气与次氯酸钠B中反应制得N2H4;
【小问1详解】
根据图中信息得到盛放铜的仪器名称为三颈烧瓶,铜和浓硝酸反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成一氧化氮,用浓硫酸干燥一氧化氮,再通入到过氧化钠中反应生成亚硝酸钠,为防止酸性高锰酸钾中水蒸气进入到发生装置中,则再用浓硫酸干燥后通入高锰酸钾溶液中除掉NO,因此仪器按气流方向连接顺序为b→g→h→e→f→c→d→e→f→i或b→g→h→e→f→d→c→e→f→i;故答案为:三颈烧瓶;b→g→h→e→f→c→d→e→f→i或b→g→h→e→f→d→c→e→f→i;
【小问2详解】
反应开始前打开止水夹a,通入过量氮气的目的是排除装置中的空气,空气中含有氧气和二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠反应,生成的亚硝酸钠和氧气反应生成硝酸钠,因此若不排除装置中的空气,可能产生的后果是制得的NaNO2不纯,含有Na2CO3、NaNO3;反应结束后打开止水夹a,反应完后整个装置中含有NO气体,会污染环境,因此通入过量氮气的目的是将整个装置中残留的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中吸收,防止氮氧化合物污染空气;故答案为:Na2CO3、NaNO3;将整个装置中残留的NO全部排入酸性高锰酸钾溶液中吸收,防止氮氧化合物污染空气;
【小问3详解】
盛水的洗气瓶可以吸收可能存在的二氧化氮,所以发生反应的化学方程式为 3NO2+H2O=2HNO3+NO,在该洗气瓶中加入铜片,铜片会消耗硝酸,生成一氧化氮,同时会加快二氧化氮的溶解,化学反应方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
【小问4详解】
仪器b为恒压滴液漏斗,不用打开上方玻璃塞,避免浓盐酸挥发的情况下,可以顺利滴加液体,氨气极易溶于水,故a的作用是导气和防倒吸,答案为:不用打开上方玻璃塞,避免浓盐酸挥发的情况下,可以顺利滴加液体;导气和防倒吸;
【小问5详解】
由于浓盐酸的挥发性,产生的氯气中有HCl杂质,上述装置中BC间缺少除去氯气中的HCl杂质,HCl会消耗氢氧化钠,导致肼产率降低,故答案为:BC间缺少除去氯气中HCl杂质的装置;导致肼产率降低,因为HCl会消耗氢氧化钠。