【突破课堂】第3章 物质的性质与转化--26版高中同步达标检测卷鲁科版化学必修第一册
文档属性
| 名称 | 【突破课堂】第3章 物质的性质与转化--26版高中同步达标检测卷鲁科版化学必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 581.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-02 16:53:39 | ||
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文档简介
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密 封 线 内 不 要 答 题
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高中同步达标检测卷
第3章 物质的性质与转化
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Ba-137。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.空气中存在可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳。下列对其形成的主要原因分析不合理的是( )
A.燃油汽车排放的尾气 B.植被破坏,粉尘随风飘扬
C.生活污水的随意排放 D.生活和生产以原煤为燃料
2.硫元素和氮元素与人类生活息息相关。下列有关说法正确的是( )
A.CuS可以通过单质间的化合反应获得
B.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
C.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
D.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
3.物质的性质决定用途,下列物质的用途和性质不具有对应关系的是( )
选项 用途 性质
A 液氨用作制冷剂 液氨汽化吸收大量的热
B Na2O2用作供氧剂 Na2O2与H2O、CO2反应生成O2
C FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板 FeCl3溶液呈酸性
D SO2用作葡萄酒的抗氧化剂 SO2具有还原性
4.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应:2Fe2++2I-+2Cl2 2Fe3++I2+4Cl-
B.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3S+Cl2+H2O 2HS+2Cl-+S
C.等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+H++N+S BaSO4↓+H2O+NH3·H2O
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2O H2S+2HS
5.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”要求的是( )
甲 乙 丙
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
6.氮、硫及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b、u、v、w均能做还原剂
B.常温下,e、z的浓溶液不与铁反应
C.除y外,上述物质中还有2种属于电解质
D.d、w、x均可与水反应生成酸,且都属于酸性氧化物
7.甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.若甲是C,则乙可能是O2 B.若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2
C.若甲是H2S,则乙可能是O2 D.若甲是Fe,则乙可能是Cl2
8.氮循环在维持生态系统平衡中的地位极其重要,微生物和矿物质在氮循环中扮演着关键的角色。某水体(含较多N,pH=6.71)脱氮的部分转化关系如图所示。已知:铁氧化细菌可利用水中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+。
下列说法不正确的是( )
A.由图示可知,该水体中部分N转化为N2,从而达到脱氮的目的
B.过程Ⅰ中发生的反应会导致溶液酸性减弱
C.过程Ⅲ中C6H12O6被氧化
D.若水体中铁氧化细菌和Fe2+含量过高,将不利于过程Ⅰ的进行
9.某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验 步骤 充分振荡,加2 mL蒸馏水 充分振荡,加2 mL蒸馏水 充分振荡,加2 mL蒸馏水
实验 现象 铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被还原
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验Ⅱ、Ⅲ中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
10.将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液(溶液A)中浸泡,一段时间后取出铜片(经洗涤、干燥)精确称量,铜片质量减轻了6.4 g,得到的溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2,下列说法正确的是( )
A.溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1∶3
B.溶液A中Cl-的物质的量为1 mol
C.溶液B中最多可溶解8.4 g Fe
D.溶液A的体积为50 mL
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.微生物法炼铜是在反应釜中加入黄铜矿(CuFeS2)、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,各物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应釜中保持高温不利于反应进行
B.反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
C.整个转化过程中,可以循环利用的物质有Fe2(SO4)3和H2SO4
D.S8转化为S的过程中,每生成1 mol S,消耗12 mol O2
12.实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法不正确的是( )
A.有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
13.已知:①Na2SO3+H2O+I2 Na2SO4+2HI;②Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-;③I2与Fe2+不反应。向含S、Fe2+、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
ABCD
14.一定温度下探究铜与稀硝酸的反应,反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶3
B.整个过程最终消耗氧气和铜的物质的量之比为1∶2
C.该实验符合绿色化学要求
D.实验结束时,溶液中n(N)减小
15.取100 mL浓缩后的污水,测得c(H+)=0.7 mol·L-1,该污水中还可能含有N、Fe2+、Fe3+、HC、S2-、S、Cl-中的几种,设计如下实验流程(气体X、Y均为无色,体积均在标准状况下测定):
根据以上实验操作与现象,得出的结论错误的是( )
A.一定不存在的离子是HC、S2-
B.原100 mL溶液中含有Cl-为0.9 mol·L-1
C.原100 mL溶液中含有Fe3+为0.3 mol·L-1
D.生成气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)自然界中不同价态硫元素之间可以相互转化。回答下列问题:
(1)硫元素在自然界中的存在形式有 和化合态;硫单质有多种,正交硫和单斜硫是常见的硫元素的 。
(2)H2SO4在水溶液中的电离方程式为 。
(3)硫酸是重要的化工原料,接触法制硫酸主要分三步:
①煅烧黄铁矿(FeS2): FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2;(配平化学方程式)
②SO2的接触氧化: ;
③98.3% H2SO4吸收:SO3+H2O H2SO4。
(4)Fe2O3可用于焊接钢轨,写出反应的化学方程式: 。
(5)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ,若反应产生672 mL(标准状况)还原性气体,转移电子的物质的量为 。
17.(12分)某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。
(1)在常温下,分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能观察到明显现象的是 (填序号)。
(2)先将铜与浓硫酸共热反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括 (填字母)。
a.通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b.通入X气体后溶液中无明显现象
c.通入Y气体后有沉淀产生
d.通入Y气体后沉淀溶解
e.通入Y气体后溶液中无明显现象
(3)若将(2)的Ba(OH)2换为氢硫酸,则通入X气体后,反应的化学方程式为 。
(4)将过量的铜加入一定量的浓硝酸中,充分反应。
①反应一段时间后的离子方程式为 。
②生成的NO2可与水发生反应,反应的化学方程式为 。若该反应有0.6NA个电子转移,则被氧化的NO2的物质的量为 。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
18.(12分)某些物质的转化关系(部分反应物和生成物未列出)如图所示。已知B为常见液体,气体D溶于水溶液呈碱性,H为中性肥料(分子式为CH4N2O),X为无色气体单质。
(1)A的化学式为 。
(2)H的名称为 。
(3)受到阳光照射G的浓溶液会变黄的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)D可用于检验工业上输送氯气的管道是否泄漏,若氯气有泄漏,则反应时的现象为 ,化学方程式为 。
(5)写出F和B生成G的化学方程式: ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)常温常压下(气体摩尔体积为Vm L·mol-1),将20 mL盛满F、X混合气体(体积比为1∶1)的试管倒立于水槽中,反应完全后,试管中剩余气体的体积为 mL,试管中所得溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(用含Vm的式子表示,假设溶质不向试管外扩散)。
19.(14分)Ⅰ.用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+2价、Fe为+2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示:
已知:CuFeS2+O2 SO2+FeS+Cu。
(1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是 。高温焙烧反应的还原产物是 。
(2)滤液A中通入Cl2,反应的离子方程式为 。
(3)操作b后检验滤渣已经洗涤干净的实验操作为 。
Ⅱ.化合物M是某种新型电子材料的主要成分,由两种常见元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
(4)M的化学式为 。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是 (用化学方程式表示)。
(6)高温条件下,丁与NH3反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为 。
20.(10分)(1)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。H2S的转化目前主要有以下两种方法:
方法Ⅰ 克劳斯燃烧法 H2SS
方法Ⅱ 铁盐、铜盐氧化法 H2SS
①方法Ⅰ的化学方程式是 。
②方法Ⅱ,将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,物质转化如图1所示。下列说法不正确的是 (填字母)。
图1
A.Cu2+和H2S反应的离子方程式为S2-+Cu2+CuS↓
B.O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+4Fe3++2H2O
C.整个反应过程中溶液的pH变小(不考虑产生的H2O对溶液的稀释)
D.提高混合气体中O2的比例可防止生成的硫单质中混有CuS
(2)Pt-BaO双催化剂处理大气中的NO和H2S,工作原理如图2所示。
①NO和O2在催化剂Pt表面发生反应的化学方程式为 。
②NO2协同处理H2S过程中,NO2与H2S按物质的量之比1∶2通入,每处理0.2mol H2S时,转移电子数为0.4NA,则产物X的化学式为 。
图3
某同学结合HNO3受热分解的规律,采用图3所示装置加热Ba(NO3)2固体探究Ba(NO3)2分解规律。加热过程中发现装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失;紫色石蕊溶液逐渐变为红色;②中溶液几乎不被压至装置③中。写出Ba受热分解的化学方程式: 。
答案与解析
第3章 物质的性质与转化
1.C 生活污水的随意排放会造成水体污染,不是造成空气污染的主要原因,C不合理。
2.D Cu和S直接化合生成Cu2S,A错误;S在O2中燃烧只能生成SO2,B错误;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,自然固氮转化得到NO等含氮化合物,不是转化为NH3,C错误;“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:放电时氮气被O2氧化产生NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,硝酸进一步转变为硝酸盐,存在N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐,D正确。
3.C A项,NH3易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂;B项,过氧化钠可以和水、二氧化碳反应生成氧气,故可用作供氧剂;C项,Fe3+能氧化Cu,故FeCl3溶液可腐蚀覆铜板制作印刷电路板,不是因为FeCl3溶液呈酸性;D项,二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂;故选C。
4.B 还原性:I->Fe2+,I-先被氧化,此时Cl2不足,不能氧化Fe2+,离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2,A错误;用Na2SO3溶液吸收少量Cl2,可以将部分+4价硫氧化为+6价,氯气被还原成Cl-,B正确;等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合,生成BaSO4、(NH4)2SO4和水,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O,C错误;向Na2S溶液通入足量SO2,发生归中反应,离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O 3S↓+4HS,D错误。
5.C ①实验室采用图甲所示装置收集NH3,在收集的过程中用滴有酚酞的水检验NH3收集满并吸收逸出的NH3,防止污染环境,符合绿色化学的要求;②实验室中做Cl2与钠的反应实验时采用图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合绿色化学的要求;③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验,挥发的HCl气体和NH3会污染环境,不符合绿色化学的要求;④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮氧化物可以收集在气球里,防止污染环境,符合绿色化学的要求;故选C。
6.A 由题图可知,a为NH3,b为N2,u为H2S,v为S,w为SO2,其中S和N的化合价均不是最高正价,均可以失去电子做还原剂,故A正确;e为HNO3,z为H2SO4,常温下,浓硝酸、浓硫酸使铁钝化,铁的表面生成致密的氧化膜,发生了化学反应,故B错误;题述物质中属于电解质的有H2S、H2SO3、H2SO4、HNO3,因此除y外,还有3种物质属于电解质,故C错误;NO2不属于酸性氧化物,故D错误。
7.D 若甲是C,则乙可能是O2,丙是CO,丁是CO2,故A正确;若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2,丙是亚硫酸钠溶液,丁是亚硫酸氢钠溶液,故B正确;若甲是H2S,则乙可能是O2,丙是S,丁是SO2,故C正确;若甲是Fe,乙是Cl2,则丙是氯化铁,氯化铁和氯气不反应,故D错误。
8.B 由题图可知,该水体中部分N先被氧化为N,N在反硝化细菌的作用下可被还原为N2,N2从水体中逸出,从而达到脱氮的目的,A正确;过程Ⅰ中N在硝化细菌的作用下和O2反应生成N和H2O,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式为N+2O2 N+H2O+2H+,溶液中H+浓度增大,酸性增强,B错误;过程Ⅲ中C6H12O6转化为HC,C元素由0价升高到+4价,C6H12O6被氧化,C正确;若水体中铁氧化细菌和Fe2+含量过高,铁氧化细菌可利用水中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+,水中的氧气浓度降低,不利于过程Ⅰ的进行,D正确。
9.C 若铜少量,溶液黄色变浅,若铜过量,溶液黄色褪去,说明发生反应Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象为溶液黄色变浅或溶液黄色褪去,说明Fe3+被Cu还原,A项正确;对比实验Ⅰ、Ⅱ,实验Ⅰ加入少量铜粉,铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象,实验Ⅱ加入过量铜粉,铜粉有剩余,溶液黄色褪去,说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关,可能是发生了反应:CuCl2+Cu 2CuCl,B项正确;对比实验Ⅱ、Ⅲ,参加反应的Fe3+的量相同,若只发生Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+,则生成的Cu2+物质的量浓度应相同,但加入蒸馏水后Ⅱ中生成白色沉淀、Ⅲ中无白色沉淀,说明产生沉淀与溶液中阴离子有关,结合选项B可知,Ⅱ中有CuCl白色沉淀产生,所以c(Cu2+)不相同,C项错误;由对照实验可知生成白色沉淀与溶液中阴离子和铜粉用量有关,实验Ⅲ反应后的溶液为蓝色,溶液中含有Cu2+和过量的铜,向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀CuCl,D项正确。
10.A 将铜片放入溶液A中浸泡,发生反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,铜片质量减轻了6.4 g,消耗铜的物质的量为0.1 mol,生成Cu2+的物质的量为0.1 mol,消耗Fe3+的物质的量为0.2 mol,生成Fe2+的物质的量为0.2 mol,根据溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2可知,溶液B中剩余Fe3+的物质的量为0.3 mol,所以溶液A中含有Fe3+的物质的量为0.5 mol。溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为0.1 mol∶0.3 mol=1∶3,故A正确;溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,所以Cl-的物质的量为1.5 mol,故B错误;溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,加入金属铁可以发生反应Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,最多可以溶解铁的物质的量是0.25 mol,质量为0.25 mol×56 g·mol-1=14 g,C错误;溶液A的体积为=0.5 L=500 mL,故D错误。
11.D 由题图可知,反应Ⅰ、Ⅱ中Fe2+与O2反应转化为Fe3+,CuFeS2与H+、Fe3+反应生成Cu2+、Fe2+和H2Sn,Fe3+与H2Sn反应生成H+、Fe2+和S8,S8与O2和水反应生成S和H+,则反应釜中Fe2(SO4)3和H2SO4可循环利用。高温条件下微生物会失去催化活性,不利于反应釜中反应的进行,A正确;反应Ⅰ、Ⅱ中Fe2+与O2反应转化为Fe3+,离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,B正确;由分析可知,反应釜中Fe2(SO4)3和H2SO4可循环利用,C正确;由得失电子守恒可知,S8转化为1 mol S时,消耗O2的物质的量为=1.5 mol,D错误。
12.C 解答本题首先应根据图像分析可能发生的反应:
根据分析可知,有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2,A正确;bc段O2含量下降,可能是发生了反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4,B正确;HNO3具有强氧化性,能将S氧化为S,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,C不正确;SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,所以产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,D正确。
13.C 由反应①②③推知,还原性:S>I->Fe2+,所以向混合溶液中通入Cl2,首先发生反应S+H2O+Cl2 S+2Cl-+2H+,再发生反应2I-+Cl2 I2+2Cl-,最后发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,0.1 mol S完全反应需要消耗0.1 mol氯气,0.1 mol氯气在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,故A错误;0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中I-完全反应时消耗氯气的体积为(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L,故B错误;0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中Fe2+完全反应时消耗的氯气体积为(0.1 mol+0.05 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;S、Fe2+、I-完全反应时消耗氯气的总的物质的量为0.2 mol,产生的氯离子的物质的量为0.4 mol,故D错误。
14.AD 稀HNO3与过量的Cu反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,抽入空气,NO与O2反应生成红棕色的NO2,NO2溶于水又生成HNO3和NO,硝酸继续与铜反应,直至完全反应,最终硝酸根离子浓度不变,总反应是2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O,D项错误;反应Ⅰ中Cu是还原剂,一部分HNO3是氧化剂,由得失电子守恒可得氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3,A项错误;该实验的总反应为2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O,最终消耗氧气和铜的物质的量之比为1∶2,B项正确;实验过程中没有有害成分逸出,符合绿色化学要求,C项正确。
15.B
根据以上分析知,A正确;根据以上分析知,原100 mL溶液中含有0.03 mol Fe2+,Fe(OH)3的物质的量为0.06 mol,所以原溶液中Fe3+的物质的量为0.03 mol,浓度为=0.3 mol·L-1,C正确;原溶液中一定含有H+、N、Fe2+、Fe3+、S,根据电荷守恒可知,原溶液中一定含有Cl-,c(Cl-)=c(H+)+c(N)+2c(Fe2+)+3c(Fe3+)-2c(S)=0.7 mol·L-1++×2+×3-×2=1.15 mol·L-1,B错误;在溶液中加入过量硝酸钡溶液产生无色气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O,D正确。
16.答案 (除标注外,每空1分)
(1)游离态 同素异形体 (2)H2SO4 2H++S (3)①4 11 2 8 ②2SO2+O2 2SO3 (4)Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe
(5)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 0.06 mol(2分)
解析 (1)硫元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态;正交硫和单斜硫均为硫元素组成的单质,为硫元素的同素异形体。(2)硫酸为强酸,在水溶液中完全电离:H2SO4 2H++S。(3)①由得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。②SO2在催化剂、加热条件下被氧气氧化为三氧化硫:2SO2+O2 2SO3。(4)铝和氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝,化学方程式为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。(5)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;标准状况下672 mL SO2的物质的量为0.03 mol,生成0.03 mol SO2转移电子0.06 mol。
17.答案 (每空2分)
(1)②④
(2)ac
(3)2H2S+SO2 3S↓+2H2O
(4)①3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O ②3NO2+H2O 2HNO3+NO 0.6 mol
解析 (1)常温下,Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化,无明显现象;Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,溶液变为浅绿色;Fe和稀硝酸反应生成硝酸铁(Fe过量时生成硝酸亚铁)、水和NO,溶液变为棕黄色(或浅绿色),产生无色气泡,逸出液面后迅速变为红棕色;所以能观察到明显现象的是②④,无明显现象的是①③。
(2)铜与浓硫酸共热反应产生的气体X为SO2,与Ba(OH)2反应先生成BaSO3白色沉淀,然后BaSO3与SO2、H2O反应生成Ba(HSO3)2,沉淀溶解;铜与浓硝酸反应产生的气体Y为NO2,通入题图装置中,NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3与Ba(HSO3)2反应生成BaSO4沉淀,故a、c正确。
(3)SO2与H2S溶液反应生成S单质和水,化学方程式为2H2S+SO2 3S↓+2H2O。
(4)①随着反应的进行,浓硝酸浓度减小,Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O。②NO2可与水发生反应生成硝酸和NO,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应中3 mol NO2参与反应时,2 mol NO2被氧化,转移2 mol电子,所以若该反应有0.6NA个电子转移,被氧化的NO2的物质的量为0.6 mol。
18.答案 (除标注外,每空1分)
(1)NH4HCO3[或(NH4)2CO3]
(2)尿素
(3)4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
(4)出现大量白烟 8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl(2分)
(5)3NO2+H2O 2HNO3+NO 1∶2
(6)7.5(2分) (2分)
解析 H为中性肥料(分子式为CH4N2O),则H为尿素;气体D溶于水溶液呈碱性,且可用于合成尿素,则D为NH3,C为CO2;A受热分解可生成NH3、CO2和常见的液体B,则B为H2O,A为NH4HCO3或(NH4)2CO3;X为无色气体单质,由D→E→F→G的转化可知,X为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3。
(3)G为HNO3,光照分解:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,NO2溶于硝酸使溶液显黄色。
(4)NH3和Cl2混合生成NH4Cl和N2,有白烟产生,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl。
(5)NO2和H2O反应生成HNO3和NO,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO;该反应中NO2既做氧化剂也做还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(6)混合气体与水反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3,10 mL NO2消耗2.5 mL O2,则试管中剩余O2 7.5 mL,试管中液体体积为12.5 mL,生成HNO3的物质的量为= mol,硝酸浓度为= mol·L-1。
19.答案 (每空2分)
(1)增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率 SO2、Cu (2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- (3)取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净
(4)Fe4N (5)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 (6)Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O
解析 (1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;高温焙烧时,根据已知信息可知,CuFeS2转化为SO2、FeS、Cu,铜元素的化合价由+2价降低为0价,被还原,氧气中氧元素的化合价由0价降低为-2价,被还原为SO2,所以还原产物是SO2、Cu。(2)用6 mol·L-1的盐酸溶解,滤液A中含有氯化亚铁,通入氯气,把氯化亚铁氧化成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)通入氨气生成氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁沉淀,焙烧氢氧化铁得氧化铁;检验滤渣已经洗涤干净,可以通过检验最后一次洗涤液中不含氯离子,其实验操作为取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净。(4)根据流程图可知,反应液加足量NaOH溶液并加热,产生氨气,说明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙→红褐色沉淀丙,说明化合物M中含有铁元素;红褐色沉淀丙 固体丁(14.40 g),固体丁为氧化铁,则铁元素的质量为 g=10.08 g,氮元素质量为10.71 g-10.08 g=0.63 g,铁、氮两种原子的物质的量之比为∶=4∶1,所以M的化学式为Fe4N。(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。(6)在高温条件下,氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水,化学方程式为Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O。
20.答案 (每空2分)
(1)①2H2S+O22S+2H2O ②AC
(2)①2NO+O22NO2 ②S
(3)2Ba2BaO+4NO2↑+O2↑
解析 (1)①方法Ⅰ中H2S和O2反应生成S和H2O。②Cu2+和H2S反应生成CuS和H+,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+,A错误;由图1可以看出,Fe2+在O2作用下变成Fe3+,发生反应的离子方程式为O2+4Fe2++4H++2H2O,B正确;若不考虑产生的水的稀释,由总反应2H2S+O22S↓+2H2O可知,反应过程中溶液的pH不变,C错误;提高混合气体中O2的比例,O2充足时,反应过程中的Fe2+能被充分氧化为Fe3+,而充足的Fe3+可将CuS氧化为S,从而防止生成的硫单质中混有CuS,D正确。
(2)①由图2可知,NO和O2在催化剂Pt表面发生反应生成NO2,反应的化学方程式为2NO+O22NO2。②NO2和H2S发生氧化还原反应,NO2为氧化剂,还原产物为N2,处理0.2 mol H2S,转移0.4 mol电子,消耗0.1 mol NO2,根据得失电子守恒,硫元素化合价应从-2价升高到0价,故氧化产物X的化学式应为S。
(3)装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失,紫色石蕊溶液逐渐变为红色,溶液几乎不被压至装置③中,说明产生的气体和水完全反应,Ba(NO3)2受热分解的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO+4NO2↑+O2↑。
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
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高中同步达标检测卷
第3章 物质的性质与转化
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Ba-137。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.空气中存在可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳。下列对其形成的主要原因分析不合理的是( )
A.燃油汽车排放的尾气 B.植被破坏,粉尘随风飘扬
C.生活污水的随意排放 D.生活和生产以原煤为燃料
2.硫元素和氮元素与人类生活息息相关。下列有关说法正确的是( )
A.CuS可以通过单质间的化合反应获得
B.硫单质在空气中燃烧得到二氧化硫,在纯氧中燃烧得到三氧化硫
C.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
D.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
3.物质的性质决定用途,下列物质的用途和性质不具有对应关系的是( )
选项 用途 性质
A 液氨用作制冷剂 液氨汽化吸收大量的热
B Na2O2用作供氧剂 Na2O2与H2O、CO2反应生成O2
C FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板 FeCl3溶液呈酸性
D SO2用作葡萄酒的抗氧化剂 SO2具有还原性
4.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应:2Fe2++2I-+2Cl2 2Fe3++I2+4Cl-
B.用Na2SO3溶液吸收少量Cl2:3S+Cl2+H2O 2HS+2Cl-+S
C.等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+H++N+S BaSO4↓+H2O+NH3·H2O
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:S2-+2SO2+2H2O H2S+2HS
5.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”要求的是( )
甲 乙 丙
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
6.氮、硫及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b、u、v、w均能做还原剂
B.常温下,e、z的浓溶液不与铁反应
C.除y外,上述物质中还有2种属于电解质
D.d、w、x均可与水反应生成酸,且都属于酸性氧化物
7.甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.若甲是C,则乙可能是O2 B.若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2
C.若甲是H2S,则乙可能是O2 D.若甲是Fe,则乙可能是Cl2
8.氮循环在维持生态系统平衡中的地位极其重要,微生物和矿物质在氮循环中扮演着关键的角色。某水体(含较多N,pH=6.71)脱氮的部分转化关系如图所示。已知:铁氧化细菌可利用水中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+。
下列说法不正确的是( )
A.由图示可知,该水体中部分N转化为N2,从而达到脱氮的目的
B.过程Ⅰ中发生的反应会导致溶液酸性减弱
C.过程Ⅲ中C6H12O6被氧化
D.若水体中铁氧化细菌和Fe2+含量过高,将不利于过程Ⅰ的进行
9.某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验 步骤 充分振荡,加2 mL蒸馏水 充分振荡,加2 mL蒸馏水 充分振荡,加2 mL蒸馏水
实验 现象 铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被还原
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验Ⅱ、Ⅲ中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
10.将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液(溶液A)中浸泡,一段时间后取出铜片(经洗涤、干燥)精确称量,铜片质量减轻了6.4 g,得到的溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2,下列说法正确的是( )
A.溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1∶3
B.溶液A中Cl-的物质的量为1 mol
C.溶液B中最多可溶解8.4 g Fe
D.溶液A的体积为50 mL
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.微生物法炼铜是在反应釜中加入黄铜矿(CuFeS2)、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,各物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应釜中保持高温不利于反应进行
B.反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O
C.整个转化过程中,可以循环利用的物质有Fe2(SO4)3和H2SO4
D.S8转化为S的过程中,每生成1 mol S,消耗12 mol O2
12.实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法不正确的是( )
A.有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
13.已知:①Na2SO3+H2O+I2 Na2SO4+2HI;②Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-;③I2与Fe2+不反应。向含S、Fe2+、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
ABCD
14.一定温度下探究铜与稀硝酸的反应,反应过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶3
B.整个过程最终消耗氧气和铜的物质的量之比为1∶2
C.该实验符合绿色化学要求
D.实验结束时,溶液中n(N)减小
15.取100 mL浓缩后的污水,测得c(H+)=0.7 mol·L-1,该污水中还可能含有N、Fe2+、Fe3+、HC、S2-、S、Cl-中的几种,设计如下实验流程(气体X、Y均为无色,体积均在标准状况下测定):
根据以上实验操作与现象,得出的结论错误的是( )
A.一定不存在的离子是HC、S2-
B.原100 mL溶液中含有Cl-为0.9 mol·L-1
C.原100 mL溶液中含有Fe3+为0.3 mol·L-1
D.生成气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)自然界中不同价态硫元素之间可以相互转化。回答下列问题:
(1)硫元素在自然界中的存在形式有 和化合态;硫单质有多种,正交硫和单斜硫是常见的硫元素的 。
(2)H2SO4在水溶液中的电离方程式为 。
(3)硫酸是重要的化工原料,接触法制硫酸主要分三步:
①煅烧黄铁矿(FeS2): FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2;(配平化学方程式)
②SO2的接触氧化: ;
③98.3% H2SO4吸收:SO3+H2O H2SO4。
(4)Fe2O3可用于焊接钢轨,写出反应的化学方程式: 。
(5)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ,若反应产生672 mL(标准状况)还原性气体,转移电子的物质的量为 。
17.(12分)某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。
(1)在常温下,分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能观察到明显现象的是 (填序号)。
(2)先将铜与浓硫酸共热反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括 (填字母)。
a.通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b.通入X气体后溶液中无明显现象
c.通入Y气体后有沉淀产生
d.通入Y气体后沉淀溶解
e.通入Y气体后溶液中无明显现象
(3)若将(2)的Ba(OH)2换为氢硫酸,则通入X气体后,反应的化学方程式为 。
(4)将过量的铜加入一定量的浓硝酸中,充分反应。
①反应一段时间后的离子方程式为 。
②生成的NO2可与水发生反应,反应的化学方程式为 。若该反应有0.6NA个电子转移,则被氧化的NO2的物质的量为 。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
18.(12分)某些物质的转化关系(部分反应物和生成物未列出)如图所示。已知B为常见液体,气体D溶于水溶液呈碱性,H为中性肥料(分子式为CH4N2O),X为无色气体单质。
(1)A的化学式为 。
(2)H的名称为 。
(3)受到阳光照射G的浓溶液会变黄的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)D可用于检验工业上输送氯气的管道是否泄漏,若氯气有泄漏,则反应时的现象为 ,化学方程式为 。
(5)写出F和B生成G的化学方程式: ,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)常温常压下(气体摩尔体积为Vm L·mol-1),将20 mL盛满F、X混合气体(体积比为1∶1)的试管倒立于水槽中,反应完全后,试管中剩余气体的体积为 mL,试管中所得溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(用含Vm的式子表示,假设溶质不向试管外扩散)。
19.(14分)Ⅰ.用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+2价、Fe为+2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示:
已知:CuFeS2+O2 SO2+FeS+Cu。
(1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是 。高温焙烧反应的还原产物是 。
(2)滤液A中通入Cl2,反应的离子方程式为 。
(3)操作b后检验滤渣已经洗涤干净的实验操作为 。
Ⅱ.化合物M是某种新型电子材料的主要成分,由两种常见元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
(4)M的化学式为 。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是 (用化学方程式表示)。
(6)高温条件下,丁与NH3反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为 。
20.(10分)(1)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。H2S的转化目前主要有以下两种方法:
方法Ⅰ 克劳斯燃烧法 H2SS
方法Ⅱ 铁盐、铜盐氧化法 H2SS
①方法Ⅰ的化学方程式是 。
②方法Ⅱ,将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,物质转化如图1所示。下列说法不正确的是 (填字母)。
图1
A.Cu2+和H2S反应的离子方程式为S2-+Cu2+CuS↓
B.O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+4Fe3++2H2O
C.整个反应过程中溶液的pH变小(不考虑产生的H2O对溶液的稀释)
D.提高混合气体中O2的比例可防止生成的硫单质中混有CuS
(2)Pt-BaO双催化剂处理大气中的NO和H2S,工作原理如图2所示。
①NO和O2在催化剂Pt表面发生反应的化学方程式为 。
②NO2协同处理H2S过程中,NO2与H2S按物质的量之比1∶2通入,每处理0.2mol H2S时,转移电子数为0.4NA,则产物X的化学式为 。
图3
某同学结合HNO3受热分解的规律,采用图3所示装置加热Ba(NO3)2固体探究Ba(NO3)2分解规律。加热过程中发现装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失;紫色石蕊溶液逐渐变为红色;②中溶液几乎不被压至装置③中。写出Ba受热分解的化学方程式: 。
答案与解析
第3章 物质的性质与转化
1.C 生活污水的随意排放会造成水体污染,不是造成空气污染的主要原因,C不合理。
2.D Cu和S直接化合生成Cu2S,A错误;S在O2中燃烧只能生成SO2,B错误;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,自然固氮转化得到NO等含氮化合物,不是转化为NH3,C错误;“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:放电时氮气被O2氧化产生NO,NO被O2氧化为NO2,NO2与H2O反应产生HNO3,硝酸进一步转变为硝酸盐,存在N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐,D正确。
3.C A项,NH3易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂;B项,过氧化钠可以和水、二氧化碳反应生成氧气,故可用作供氧剂;C项,Fe3+能氧化Cu,故FeCl3溶液可腐蚀覆铜板制作印刷电路板,不是因为FeCl3溶液呈酸性;D项,二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂;故选C。
4.B 还原性:I->Fe2+,I-先被氧化,此时Cl2不足,不能氧化Fe2+,离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2,A错误;用Na2SO3溶液吸收少量Cl2,可以将部分+4价硫氧化为+6价,氯气被还原成Cl-,B正确;等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合,生成BaSO4、(NH4)2SO4和水,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O,C错误;向Na2S溶液通入足量SO2,发生归中反应,离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O 3S↓+4HS,D错误。
5.C ①实验室采用图甲所示装置收集NH3,在收集的过程中用滴有酚酞的水检验NH3收集满并吸收逸出的NH3,防止污染环境,符合绿色化学的要求;②实验室中做Cl2与钠的反应实验时采用图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合绿色化学的要求;③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验,挥发的HCl气体和NH3会污染环境,不符合绿色化学的要求;④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮氧化物可以收集在气球里,防止污染环境,符合绿色化学的要求;故选C。
6.A 由题图可知,a为NH3,b为N2,u为H2S,v为S,w为SO2,其中S和N的化合价均不是最高正价,均可以失去电子做还原剂,故A正确;e为HNO3,z为H2SO4,常温下,浓硝酸、浓硫酸使铁钝化,铁的表面生成致密的氧化膜,发生了化学反应,故B错误;题述物质中属于电解质的有H2S、H2SO3、H2SO4、HNO3,因此除y外,还有3种物质属于电解质,故C错误;NO2不属于酸性氧化物,故D错误。
7.D 若甲是C,则乙可能是O2,丙是CO,丁是CO2,故A正确;若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2,丙是亚硫酸钠溶液,丁是亚硫酸氢钠溶液,故B正确;若甲是H2S,则乙可能是O2,丙是S,丁是SO2,故C正确;若甲是Fe,乙是Cl2,则丙是氯化铁,氯化铁和氯气不反应,故D错误。
8.B 由题图可知,该水体中部分N先被氧化为N,N在反硝化细菌的作用下可被还原为N2,N2从水体中逸出,从而达到脱氮的目的,A正确;过程Ⅰ中N在硝化细菌的作用下和O2反应生成N和H2O,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式为N+2O2 N+H2O+2H+,溶液中H+浓度增大,酸性增强,B错误;过程Ⅲ中C6H12O6转化为HC,C元素由0价升高到+4价,C6H12O6被氧化,C正确;若水体中铁氧化细菌和Fe2+含量过高,铁氧化细菌可利用水中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+,水中的氧气浓度降低,不利于过程Ⅰ的进行,D正确。
9.C 若铜少量,溶液黄色变浅,若铜过量,溶液黄色褪去,说明发生反应Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+,实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象为溶液黄色变浅或溶液黄色褪去,说明Fe3+被Cu还原,A项正确;对比实验Ⅰ、Ⅱ,实验Ⅰ加入少量铜粉,铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象,实验Ⅱ加入过量铜粉,铜粉有剩余,溶液黄色褪去,说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关,可能是发生了反应:CuCl2+Cu 2CuCl,B项正确;对比实验Ⅱ、Ⅲ,参加反应的Fe3+的量相同,若只发生Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+,则生成的Cu2+物质的量浓度应相同,但加入蒸馏水后Ⅱ中生成白色沉淀、Ⅲ中无白色沉淀,说明产生沉淀与溶液中阴离子有关,结合选项B可知,Ⅱ中有CuCl白色沉淀产生,所以c(Cu2+)不相同,C项错误;由对照实验可知生成白色沉淀与溶液中阴离子和铜粉用量有关,实验Ⅲ反应后的溶液为蓝色,溶液中含有Cu2+和过量的铜,向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀CuCl,D项正确。
10.A 将铜片放入溶液A中浸泡,发生反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,铜片质量减轻了6.4 g,消耗铜的物质的量为0.1 mol,生成Cu2+的物质的量为0.1 mol,消耗Fe3+的物质的量为0.2 mol,生成Fe2+的物质的量为0.2 mol,根据溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2可知,溶液B中剩余Fe3+的物质的量为0.3 mol,所以溶液A中含有Fe3+的物质的量为0.5 mol。溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为0.1 mol∶0.3 mol=1∶3,故A正确;溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,所以Cl-的物质的量为1.5 mol,故B错误;溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,加入金属铁可以发生反应Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,最多可以溶解铁的物质的量是0.25 mol,质量为0.25 mol×56 g·mol-1=14 g,C错误;溶液A的体积为=0.5 L=500 mL,故D错误。
11.D 由题图可知,反应Ⅰ、Ⅱ中Fe2+与O2反应转化为Fe3+,CuFeS2与H+、Fe3+反应生成Cu2+、Fe2+和H2Sn,Fe3+与H2Sn反应生成H+、Fe2+和S8,S8与O2和水反应生成S和H+,则反应釜中Fe2(SO4)3和H2SO4可循环利用。高温条件下微生物会失去催化活性,不利于反应釜中反应的进行,A正确;反应Ⅰ、Ⅱ中Fe2+与O2反应转化为Fe3+,离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,B正确;由分析可知,反应釜中Fe2(SO4)3和H2SO4可循环利用,C正确;由得失电子守恒可知,S8转化为1 mol S时,消耗O2的物质的量为=1.5 mol,D错误。
12.C 解答本题首先应根据图像分析可能发生的反应:
根据分析可知,有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2,A正确;bc段O2含量下降,可能是发生了反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4,B正确;HNO3具有强氧化性,能将S氧化为S,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,C不正确;SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,所以产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,D正确。
13.C 由反应①②③推知,还原性:S>I->Fe2+,所以向混合溶液中通入Cl2,首先发生反应S+H2O+Cl2 S+2Cl-+2H+,再发生反应2I-+Cl2 I2+2Cl-,最后发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,0.1 mol S完全反应需要消耗0.1 mol氯气,0.1 mol氯气在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,故A错误;0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中I-完全反应时消耗氯气的体积为(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L,故B错误;0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中Fe2+完全反应时消耗的氯气体积为(0.1 mol+0.05 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;S、Fe2+、I-完全反应时消耗氯气的总的物质的量为0.2 mol,产生的氯离子的物质的量为0.4 mol,故D错误。
14.AD 稀HNO3与过量的Cu反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,抽入空气,NO与O2反应生成红棕色的NO2,NO2溶于水又生成HNO3和NO,硝酸继续与铜反应,直至完全反应,最终硝酸根离子浓度不变,总反应是2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O,D项错误;反应Ⅰ中Cu是还原剂,一部分HNO3是氧化剂,由得失电子守恒可得氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3,A项错误;该实验的总反应为2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O,最终消耗氧气和铜的物质的量之比为1∶2,B项正确;实验过程中没有有害成分逸出,符合绿色化学要求,C项正确。
15.B
根据以上分析知,A正确;根据以上分析知,原100 mL溶液中含有0.03 mol Fe2+,Fe(OH)3的物质的量为0.06 mol,所以原溶液中Fe3+的物质的量为0.03 mol,浓度为=0.3 mol·L-1,C正确;原溶液中一定含有H+、N、Fe2+、Fe3+、S,根据电荷守恒可知,原溶液中一定含有Cl-,c(Cl-)=c(H+)+c(N)+2c(Fe2+)+3c(Fe3+)-2c(S)=0.7 mol·L-1++×2+×3-×2=1.15 mol·L-1,B错误;在溶液中加入过量硝酸钡溶液产生无色气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O,D正确。
16.答案 (除标注外,每空1分)
(1)游离态 同素异形体 (2)H2SO4 2H++S (3)①4 11 2 8 ②2SO2+O2 2SO3 (4)Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe
(5)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 0.06 mol(2分)
解析 (1)硫元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态;正交硫和单斜硫均为硫元素组成的单质,为硫元素的同素异形体。(2)硫酸为强酸,在水溶液中完全电离:H2SO4 2H++S。(3)①由得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。②SO2在催化剂、加热条件下被氧气氧化为三氧化硫:2SO2+O2 2SO3。(4)铝和氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝,化学方程式为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。(5)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;标准状况下672 mL SO2的物质的量为0.03 mol,生成0.03 mol SO2转移电子0.06 mol。
17.答案 (每空2分)
(1)②④
(2)ac
(3)2H2S+SO2 3S↓+2H2O
(4)①3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O ②3NO2+H2O 2HNO3+NO 0.6 mol
解析 (1)常温下,Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化,无明显现象;Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,溶液变为浅绿色;Fe和稀硝酸反应生成硝酸铁(Fe过量时生成硝酸亚铁)、水和NO,溶液变为棕黄色(或浅绿色),产生无色气泡,逸出液面后迅速变为红棕色;所以能观察到明显现象的是②④,无明显现象的是①③。
(2)铜与浓硫酸共热反应产生的气体X为SO2,与Ba(OH)2反应先生成BaSO3白色沉淀,然后BaSO3与SO2、H2O反应生成Ba(HSO3)2,沉淀溶解;铜与浓硝酸反应产生的气体Y为NO2,通入题图装置中,NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3与Ba(HSO3)2反应生成BaSO4沉淀,故a、c正确。
(3)SO2与H2S溶液反应生成S单质和水,化学方程式为2H2S+SO2 3S↓+2H2O。
(4)①随着反应的进行,浓硝酸浓度减小,Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O。②NO2可与水发生反应生成硝酸和NO,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应中3 mol NO2参与反应时,2 mol NO2被氧化,转移2 mol电子,所以若该反应有0.6NA个电子转移,被氧化的NO2的物质的量为0.6 mol。
18.答案 (除标注外,每空1分)
(1)NH4HCO3[或(NH4)2CO3]
(2)尿素
(3)4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
(4)出现大量白烟 8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl(2分)
(5)3NO2+H2O 2HNO3+NO 1∶2
(6)7.5(2分) (2分)
解析 H为中性肥料(分子式为CH4N2O),则H为尿素;气体D溶于水溶液呈碱性,且可用于合成尿素,则D为NH3,C为CO2;A受热分解可生成NH3、CO2和常见的液体B,则B为H2O,A为NH4HCO3或(NH4)2CO3;X为无色气体单质,由D→E→F→G的转化可知,X为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3。
(3)G为HNO3,光照分解:4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O,NO2溶于硝酸使溶液显黄色。
(4)NH3和Cl2混合生成NH4Cl和N2,有白烟产生,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl。
(5)NO2和H2O反应生成HNO3和NO,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO;该反应中NO2既做氧化剂也做还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。
(6)混合气体与水反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O 4HNO3,10 mL NO2消耗2.5 mL O2,则试管中剩余O2 7.5 mL,试管中液体体积为12.5 mL,生成HNO3的物质的量为= mol,硝酸浓度为= mol·L-1。
19.答案 (每空2分)
(1)增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率 SO2、Cu (2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- (3)取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净
(4)Fe4N (5)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 (6)Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O
解析 (1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;高温焙烧时,根据已知信息可知,CuFeS2转化为SO2、FeS、Cu,铜元素的化合价由+2价降低为0价,被还原,氧气中氧元素的化合价由0价降低为-2价,被还原为SO2,所以还原产物是SO2、Cu。(2)用6 mol·L-1的盐酸溶解,滤液A中含有氯化亚铁,通入氯气,把氯化亚铁氧化成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)通入氨气生成氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁沉淀,焙烧氢氧化铁得氧化铁;检验滤渣已经洗涤干净,可以通过检验最后一次洗涤液中不含氯离子,其实验操作为取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净。(4)根据流程图可知,反应液加足量NaOH溶液并加热,产生氨气,说明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙→红褐色沉淀丙,说明化合物M中含有铁元素;红褐色沉淀丙 固体丁(14.40 g),固体丁为氧化铁,则铁元素的质量为 g=10.08 g,氮元素质量为10.71 g-10.08 g=0.63 g,铁、氮两种原子的物质的量之比为∶=4∶1,所以M的化学式为Fe4N。(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。(6)在高温条件下,氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水,化学方程式为Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O。
20.答案 (每空2分)
(1)①2H2S+O22S+2H2O ②AC
(2)①2NO+O22NO2 ②S
(3)2Ba2BaO+4NO2↑+O2↑
解析 (1)①方法Ⅰ中H2S和O2反应生成S和H2O。②Cu2+和H2S反应生成CuS和H+,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+,A错误;由图1可以看出,Fe2+在O2作用下变成Fe3+,发生反应的离子方程式为O2+4Fe2++4H++2H2O,B正确;若不考虑产生的水的稀释,由总反应2H2S+O22S↓+2H2O可知,反应过程中溶液的pH不变,C错误;提高混合气体中O2的比例,O2充足时,反应过程中的Fe2+能被充分氧化为Fe3+,而充足的Fe3+可将CuS氧化为S,从而防止生成的硫单质中混有CuS,D正确。
(2)①由图2可知,NO和O2在催化剂Pt表面发生反应生成NO2,反应的化学方程式为2NO+O22NO2。②NO2和H2S发生氧化还原反应,NO2为氧化剂,还原产物为N2,处理0.2 mol H2S,转移0.4 mol电子,消耗0.1 mol NO2,根据得失电子守恒,硫元素化合价应从-2价升高到0价,故氧化产物X的化学式应为S。
(3)装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失,紫色石蕊溶液逐渐变为红色,溶液几乎不被压至装置③中,说明产生的气体和水完全反应,Ba(NO3)2受热分解的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO+4NO2↑+O2↑。