江苏省常州市第一中学2022-2023高一下学期化学期末测试试题

江苏省常州市第一中学2022-2023学年高一下学期化学期末测试试题
一、单选题
1.(2023高一下·常州期末)祝融号火星车主体部件采用新型铝基碳化硅材料制造。铝基碳化硅材料属于(  )
A.金属材料 B.无机非金属材料
C.有机合成材料 D.复合材料
【答案】D
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;合成材料
【解析】【解答】铝基碳化硅材料是金属铝和碳化硅复合而成的材料,
故答案为:D
【分析】铝属于金属,碳化硅属于无机物,两种材料共同构成即为复合材料。
2.(2023高一下·常州期末)黑火药是中国古代四大发明之一。爆炸反应为。下列说法不正确的是(  )
A.含离子键和共价键
B.与具有相同的电子层结构
C.的结构式为
D.干冰的晶体类型为共价晶体
【答案】D
【知识点】化学键;“等电子原理”的应用;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.KNO3为离子晶体,钾离子和硝酸根之间为离子键,硝酸根内部为共价键,故A正确;
B.钾离子是钾原子失去最外层一个电子形成,硫离子由硫原子得到两个电子形成,最后都为三层,18个电子的结构,所以B正确;
C.氮气分子内为氮氮三键,所以结构式正确;
D.干冰为固态二氧化碳,二氧化碳是由分子构成的,所以属于分子晶体;
故答案为:D.
【分析】共价晶体是由原子构成。
3.(2023高一下·常州期末)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(  )
A.工业制酸: B.火山喷发:
C.尾气吸收: D.酸雨侵蚀:
【答案】B
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;自然界中的硫循环
【解析】【解答】A.O2只能将FeS2氧化为四价二氧化硫,不能氧化为三氧化硫;
C.碳酸钠与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,不能生成硫酸钠;
D.铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,不会生成硫化氢;
故答案为:B.
【分析】铁和硫酸反应,生成硫酸亚铁和氢气,不会生成H2S,不符合实际。
4.(2023高一下·常州期末)下列说法正确的是(  )
A.1mol苯分子中含有C=C双键数目为3mol
B.1mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧时消耗的分子数为3mol
C.标准状况下,11.2L中含有的共价键数目为2mol
D.常温常压下,17g羟基含有的电子总数为7mol
【答案】B
【知识点】物质的量的单位--摩尔;化学式及其计算
【解析】【解答】A.苯分子中的化学键为介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键,所以苯分子中不含碳碳双键;
B.乙烯和乙醇书写燃烧的化学方程式,会发现1mol反应物消耗氧气的物质的量都是3mol,所以两者混在一起,无论占比多少,消耗氧气的量都是固定的;
C.CCl4在标准状况下为液态。所以11.2LCCl4的物质的量不是0.5mol,不能计算;
D.17g羟基的物质的量为1mol,1个氧原子含有的电子数为8,氢原子为1,所以电子数为9mol。
故答案为:B.
【分析】A.苯分子中不含碳碳双键;
B.根据有机物的燃烧化学方程式计算耗氧量即可;
C.用n=要考虑物质的状态,是否为气态;
D.会计算羟基和氢氧根的电子数。
5.(2023高一下·常州期末)下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是(  )
A.氢氧化钠与稀盐酸的反应 B.碳和水蒸气的反应
C.和的反应 D.氢气的燃烧反应
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】题中图像,反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应;
A.酸碱中和为放热反应;
B.碳,一氧化碳参与的还原反应都为吸热反应;
C.为吸热反应,但反应前后化合价未发生改变,所以不是氧化还原反应;
D.所有放入燃烧反应皆为放热反应。
故答案为:B.
【分析】化学反应前后化合价发生改变的为氧化还原反应,掌握常见的吸热放热反应。
A.酸碱中和反应为放热反应;
B.碳,一氧化碳参与的还原反应都为吸热反应;
C. 和 为典型的吸热反应;
D.所有放入燃烧反应都是放热反应。
6.(2023高一下·常州期末)氮、磷及其化合物应用广泛,磷元素有白磷、红磷等单质,白磷分子结构及晶胞如图所示,白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s);实验室常用溶液吸收有毒气体,生成、和Cu、P元素可形成多种含氧酸,其中次磷酸为一元弱酸;磷酸可与铁反应,在金属表面生成致密且难溶于水的磷酸盐膜。
下列说法正确的是(  )
A.分子中的P-P-P键角为
B.白磷和红磷互为同位素
C.白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子
D.白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,白磷放出的热量更多
【答案】D
【知识点】化学键;金属晶体的基本堆积模型;反应热的大小比较;同位素及其应用
【解析】【解答】A.P4为正四面体结构, P-P-P 键角为60° 故错误;
B.白磷和红磷是同一种元素组成的不同单质,为同素异形体, 故错误;
C.白磷晶胞采用面心立方堆积,配位数为12,也就是每个P4分子周围紧邻的P4分子为12个, 故错误;
D.白磷生成红磷为放热反应,说明红磷能量低,所以两者生成等量同状态的P2O5,白磷放热更多,故正确;
故答案为:D.
【分析】对于热量的比较,可以采用画图的方式,能更加直观的比较热量变化。
A.CH4的正四面体是 键角为;
B.同位素指的是具有相同质子数不同中子数的原子;
C.晶胞采用面心立方堆积,配位数为12;
D.生成物相同,反应物能量越高,放出热量越多。
7.(2023高一下·常州期末)下列化学反应表示正确的是(  )
A.用氨水和溶液制备:
B.工业上用足量氨水吸收:
C.用溶液吸收:
D.铁粉与过量稀硝酸:
【答案】C
【知识点】离子方程式的书写;有关过量问题的计算
【解析】【解答】A.一水合氨为弱电解质,所以不能拆成离子形式 ,故错误;
B.足量的氨水可以将二氧化硫完全吸收,生成亚硫酸铵(NH4)2SO3 ,故错误;
C.CuSO4与PH3发生氧化还原,根据得失电子守恒判断是正确的;
D.铁粉与过量稀硝酸反应会生成三价铁,正确方程式为 Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 故错误;
故答案为:C.
【分析】A.弱电解质,不能拆成离子形式 ;
B.足量的氨水可以将二氧化硫完全吸收,产物发生变化;
C.用得失电子守恒判断方程式正误,前提是产物符合实际;
D.铁粉与少量稀硝酸反应生成二价铁,足量生成三价铁。
8.(2023高一下·常州期末)下列物质性质与用途具有对应关系的是(  )
A.氮气为无色气体,可用作焊接金属的保护气
B.硝酸受热易分解,可用于制
C.液氨汽化时吸收大量热,可用作制冷剂
D.磷酸难挥发,可用于保护金属免受腐蚀
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氮气的化学性质;硝酸的化学性质;磷
【解析】【解答】A.氮气可用作保护气,是因为其化学性质不活泼,较稳定,与颜色无关 ,故错误;
B.硝酸受热分解生成二氧化氮,水和氧气,和制备硝酸铵没有直接关系,故错误;
C.液氨汽化吸收大量的热,会使温度降度,所以可用作制冷剂;
D.磷酸处理金属,可以在金属表面生成一层难溶的磷酸盐薄膜,进而保护金属不受腐蚀,和难挥发没有关系,故错误。
故答案为:C
【分析】A.氮气可用作保护气,是因为其化学性质不活泼,较稳定;
B.硝酸可以和NH3反应制备硝酸铵;
C.液氨汽化属于物理过程,能够吸收大量的热使温度降低;
D.磷酸可以在金属表面形成一层磷酸盐薄膜进而不受腐蚀。
9.(2023高一下·常州期末)一定条件下,将4molA气体和2molB气体充入2L密闭容器中,发生如下反应:。反应2s后,测得C的浓度为0.6,下列说法正确的是(  )
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7
A.③④ B.①④ C.②③ D.①③
【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】针对化学反应速率的题目要先列出三行式 同时注意换算,反应物给的物质的量,生成物给的浓度,
2A(g)+B(g)=2C(g)
反应前 4 2 0
变化量 1.2 0.6 1.2
反应后 2.8 1.4 1.2
根据C=n/V 求出生成物的物质的量,再根据变化量等于计量系数之比,也就是2:1:2,
①用物质A表示的反应的平均速率 ,根据v=, 求出其速率为=0.3 故正确;
②根据反应速率之比=化学计量系数之比,所以用物质B表示的反应的平均速率为0.15 故错误;
③转化率=转化量/起始量 所以A的转化率为 30% , 故错误;
④根据C=n/V ,B的浓度为1.4/2= 0.7, 故正确。
故答案为:B。
【分析】①求反应的平均速率 ,根据公式v= ,如果给的是物质的量,要换算为物质的量浓度;
②根据反应速率之比=化学计量系数之比,可求三种物质的反应速率;
③转化率=转化量/起始量,用物质的量或者浓度都可以;
④列出三行式,求出2s时B的物质的量,再根据C=n/V,求浓度。
10.(2023高一下·常州期末)X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代,X与Y同周期且相邻,四种元素中只有Z为金属元素,W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是(  )
A.原子半径:
B.X的简单氢化物比Y的稳定
C.工业上制取Z的单质都是用电解的方法
D.W的氧化物对应水化物酸性比X强
【答案】C
【知识点】卤素原子结构及其性质的比较;碱金属的性质;碱金属及其化合物的性质实验;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】根据题目信息推测元素,首先X的核素可以测定文物年代,所以X为C碳元素,X与Y同周期,相邻,而且原子序数依次增大,所以Y为氮元素,W单质为黄绿色气体,也就是氯气,所以W为氯元素,而Z为金属元素,没有其他信息,所以可能是Na、Mg、Al其中一个。
综上所述 X、Y、Z和W 分别对应C 、N 、Na/Mg/Al 、Cl,然后对应选项分析
A.原子半径同一周期从左到右逐渐减小,同一主族从上到下依次增大,所以应该是C >N Na/Mg/Al >Cl 故A错误;
B.同一周期非金属性从左到右依次递减,所以X的非金属性比Y弱, 所以Y的简单氢化物比X的稳定 故B错误;
C.由于Na/Mg/Al都比较活泼。所以都采用电解的方法制取单质 故C正确;
D.对于氧化物的水化物的酸性,只能比较最高价氧化物对应水化物的酸性,所以W和X没有办法比较。
故答案为:C.
【分析】根据题目给出的主族元素和原子序数依次增大,就可以缩小范围,再根据所提供的信息进行对应。
A.原子半径同一周期从左到右逐渐减小,同一主族从上到下依次增大,也可以说“序大径小”;
B.非金属性越强,简单气态氢化物越稳定;
C.Na/Mg/Al虽然都采用电解,但是电解的种类不同Na是熔融NaCl,Mg是熔融MgCl2 Al是熔融Al 2O 3;
D.通过非金属性比较氧化物的水化物的酸性,一定要强调最高价。
11.(2023高一下·常州期末)下列说法正确的是(  )
A.石油是工业的血液,属于纯净物
B.相同碳原子数的烷烃的沸点都相同
C.有机物的一氯代物有3种
D.苯乙炔()最多有9个原子共平面
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的同系物及其性质;卤代烃简介;烷烃
【解析】【解答】A.石油属于混合物 ,故错误;
B.相同碳原子数的烷烃,支链越多,沸点越低,故错误;
D.苯环上所有原子共面,乙炔分子所有原子共线,所以苯乙炔最多应该是所有原子都共面,即14个,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.石油属于混合物 ;
B.相同碳原子数的烷烃,支链越多,沸点越低,不同碳原子数的烷烃,碳原子数越多熔沸点越高;
C.一氯代物的种类可以通过等效氢法来判断;
D.苯上的12个原子共面,乙炔分子上四个原子共面,取代以后通过旋转最多所有原子都共面。
12.(2023高一下·常州期末)关于苯及苯的同系物的说法,不正确的是(  )
A.利用甲苯的硝化反应可以制得TNT炸药
B.苯与甲苯互为同系物,可以用酸性溶液进行鉴别
C.苯和溴水振荡后,由于发生化学反应而使溴水的水层颜色变浅
D.煤焦油中含有苯和甲苯,可用分馏的方法把它们从煤焦油中提取出来
【答案】C
【知识点】芳香烃;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A. 甲苯的硝化反应C7H8+HNO3=C7H7NO2+H2O 产物三硝基甲苯,可以制得TNT,故正确;
B. 苯与甲苯互为同系物 ,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不可以。进而区分,故正确;
C.苯与溴水常温下不反应,溴水褪色是因为相似相溶,溴溶解在苯中而使溶液褪色,故错误;
D.可用分馏的方法把苯和甲苯煤焦油中提取出来,利用沸点不同,故正确。
故答案为:C。
【分析】A. 甲苯的硝化反应 产物三硝基甲苯,可以制得TNT;
B.苯的部分同系物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不可以,利用此点可以进行鉴别;
C. 苯和溴水振荡后 ,会发生萃取,而使其褪色;
D.可用分馏的方法把苯和甲苯 煤焦油中提取出来。
13.(2023高一下·常州期末)一种利用废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是(  )
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:、、
【答案】D
【知识点】铜及其化合物;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.SiO2不与硫酸反应,因此“酸浸”所得滤渣主要成分应该是SiO2 ,故错误;
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,溶液极性降低,使配合物析出,所以析出的晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,故错误;
C.“沉铜”过程中,铜元素的化合价由+2价降为+1价,所以为氧化还原反应,不是复分解反应,故错误;
D.“转化”过程中,亚铜离子发生歧化反应生成铜单质和铜离子,所以所得滤液中含有的主要阳离子:、、 故正确。
故答案为:D。
【分析】 废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质) ,经过酸浸,会把硫酸铜,氧化铁都转化为离子的形式,二氧化硅不与硫酸反应,所以会在滤渣中,加入氨水后进行沉铁,把铁离子变成沉淀,进而出去,然后通入二氧化硫,将铜离子转化为CuNH4NO3随后在酸性条件下,发生了转化,生成了铜单质。
14.(2023高一下·常州期末)除去括号内杂质所用试剂和方法,正确的是(  )
选项 物质 所用试剂 方法
A SO2(CO2) 饱和碳酸氢钠溶液 洗气
B 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
C 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 分液
D 苯(Br2) 氢氧化钠溶液 蒸馏
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;乙酸的化学性质;除杂
【解析】【解答】A.CO2和碳酸氢钠不反应。而SO2可以反应,达不到除杂的目的,故错误;
B.乙烯可以与酸性高锰酸钾反应,但是乙烯会被高锰酸钾氧化为二氧化碳,而乙烷为气体,所以会引入新的杂质。故错误;
C. 饱和碳酸钠溶液可以中和乙酸,而不与乙酸乙酯反应 ,故正确;
D. Br2氢氧化钠溶液反应后,与苯分层,用分液的方法就能分开,不能用蒸馏,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.除杂不仅要除去杂质,还要考虑会不会引入新杂质,秉承只除不添的原则;
B.引入了新杂质二氧化碳;
C. 去除乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,只能用饱和碳酸钠溶液;
D.苯为有机溶剂,不溶于水,和氢氧化钠溶液不互溶。
15.(2022高三上·如皋月考)如图所示电池装置可将HCOOH转化为KHCO3,下列说法正确的是(  )
A.每消耗1 mol O2,可将2 mol Fe2+转化为Fe3+
B.物质X为KOH
C.负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O
D.放电时,K+由正极区移向负极区
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A.每消耗1 mol O2,转移4mol电子,根据得失电子守恒,可知可将4 mol Fe2+转化为Fe3+,故A不符合题意;
B.右侧装置中实现Fe2+转化为Fe3+,并使三价铁离子进入原电池装置中,若X为KOH会使三价铁沉淀无法实现循环转化,故B不符合题意;
C.由图可知负极HCOO-失电子转化为HCO,电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O,故C符合题意;
D.放电时,原电池中的阳离子由负极区向正极区移动,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据得失电子守恒;
B.KOH会使三价铁沉淀无法实现循环转化;
C.负极失电子发生氧化反应;
D.放电时,原电池中的阳离子由负极区向正极区移动。
16.(2023·郴州模拟)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是
A.电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24LNO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;气体摩尔体积;原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.Fe电极NO→NH3OHCl,N元素化合价降低,做正极,Pt电极H2→,H元素化合价升高,做负极,故A不符合题意;
B.根据题意可知,NH2OH具有类似NH3的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺,所以缺少的一步为反应为:NH2OH+H+=NH3OH+,图2中,A为H+,B为,故B不符合题意;
C.含铁的催化电极为正极,其电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的,3个是右侧溶液迁移过来的;标况下消耗2.24LNO的物质的量,则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量,即增加质量为3.3g,故C符合题意;
D.负极电极反应式:H2-2e-=2,H+浓度增大pH值减小,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,正极区H+浓度减小,pH增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.该电池装置为原电池,根据H2→,H元素化合价升高,则H2失电子发生氧化反应,所以Pt电极是负极。
B.NH2OH具有类似NH3的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺。
C.正极电极反应式为NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl。
D.原电池装置的负极反应式为H2-2e-=2,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl。
17.(2023高一下·常州期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如下图所示。下列说法不正确的是(  )
A.该分解过程是:2NON2+O2
B.实验室制取NO可以用铜与稀硝酸反应
C.过程②释放能量,过程③吸收能量
D.标准状况下,NO分解生成5.6 LN2转移电子数约为6.02×1023
【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.由图可知,NO分解生成N2和O2,从图中可以看出是每两个NO分子分解,会生成一个N2和一个O2,故正确;
B.稀硝酸据有氧化性,可以将铜氧化,生成一氧化氮,故正确;
C.过程 ② 是断裂化学键的过程,需要吸收能量,而过程③使形成新的化学键,放出能量,故错误;
D. 标准状况下,5.6 LN2 的物质的量为0.25mol,而生成1molN2 得到电子数为4mol,所以转移电子数为0.25×4×6.02×1023为6.02×1023 。故正确。
故答案为:C。
【分析】根据图像可以判断反应的化学键变化以及分子个数比,写出化学方程式再进行计算。方程式为: 2NO=N2+O2。
18.(2023高一下·常州期末)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO+4H+。实现该反应的物质间转化如图,下列说法正确的是(  )
A.反应I中消耗1molO2生成1molNO
B.反应Ⅲ是氧化还原反应
C.该转化过程中N元素化合价不变
D.反应II中1molFeS2被氧化转移16mol电子
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算;化合价与化学式
【解析】【解答】A. 由图可知,反应I中 二价铁离子被氧气氧化为三价铁离子,而O2 ,得电子被还原为-2价氧,所以要写出化学方程式,根据得 失电子守恒,反应I的方程式为:4Fe(NO)2+O2+4H+=4NO+4Fe3++2H2O,所以消耗1molO2生成4molNO,故错误;
B.反应三,二价铁变成二价铁,化合价没有发生改变,所以不是氧化还原反应,故错误;
C.由图可知氮元素始终以NO的形式存在,化合价没有发生变化,故正确;
D. 反应II中 ,二价铁化合价不变,负一价的硫被氧化为正六价的硫,所以1molFeS2被氧化,会得7×2=14mol电子,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.反应I为:4Fe(NO)2+O2+4H+=4NO+4Fe3++2H2O,消耗1molO2生成4molNO;
B:反应前后同一元素化合价发生改变的才是氧化还原反应;
C.氮元素一直以NO的形式存在,化合价没有发生改变;
D.找出化合价发生改变的元素为S,确定其生成物化合价为+6,同时要注意1molFeS2被氧化,有2mol负一价的硫被氧化。
19.(2022高一上·顺义期末)工业上将电石渣浆中的转化为,工艺流程如图。
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ中,被还原
B.过程Ⅱ中,做氧化剂
C.该流程中发生的反应均为氧化还原反应
D.将10L 480mg/L 转化为,理论上需要 0.3mol
【答案】D
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.过程Ⅰ中,通入氧气生成;被氧化,故A不符合题意;
B.过程Ⅱ中,与S2 反应生成,说氧化产物,故B不符合题意;
C.该流程中,CaO与硫酸锰反应生成不涉及化合价的变化,不属于氧化还原反应,故C不符合题意;
D.10L 480mg/L 含有,根据得失电子守恒可知:0.10mol×8=n(O2)×4,n(O2)=0.3mol,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 CaO与硫酸锰反应生成Mn(OH)2,通入氧气生成,与S2-反应生成,进而与氧气反应生成。
20.(2023高一下·常州期末)向l3.6g由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NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5 mol/L NaOH溶液,生成沉淀质量为l9.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是(  )
A.原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B.原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol/L
C.产生的NO的体积为2.24L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.1mol
【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质;含氮物质的综合应用;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】A.首先根据沉淀的质量Cu(OH)219.6g,可以求出Cu(OH)2的物质的量为0.2mol,根据原子守恒, 原固体混合物中Cu与Cu2O 最后都会变为Cu(OH)2沉淀,所以 Cu和Cu2O 中的铜原子一共0.2mol,再根据混合物质量为13.6g ,设 Cu的物质的量为xmol,Cu2O为ymol,列出二元一次方程组,求出Cu的物质的量为0.1mol,Cu2O为0.05mol, 所以两者物质的量之比为2:1 ,故错误;
B.根据N原子守恒,我们知道硝酸中的N一部分变成了NO,一部分最后变为NaNO3,所以只要算出来一相加就可以了,根据得失电子守恒,失去电子数为2×0.1+2×0.05=0.3mol,而1molNO生成,转移3mol电子,所以NO物质的量为0.1mol,再根据钠守恒,硝酸钠的物质的量等于氢氧化钠的物质的量,等于0.5mol,所以硝酸一共0.6mol,浓度为0.6mol/0.25L=2.4mol/L,故错误;
C.根据B选项计算,NO物质的量为0.1mol如果是标况下则为 2.24L ,但NO不一定处于标况下,故错误;
D.因为最后溶液显中性,氢氧化钠与铜离子生成沉淀的为0.4mol,则用来中和硝酸的为0.5-0.4=0.1mol,所以剩余硝酸为0.1mol,故正确,
故答案为:D
【分析】对于比较复杂的反应过程,涉及到好几个反应,利用原子守恒可以在不书写化学方程的前提下,比较快的解决问题。
根据N原子守恒,硝酸中的N一部分变成了NO,一部分最后变为NaNO3,而又根据Na原子守恒,得出硝酸钠的物质的量等于氢氧化钠的物质的量,再根据得失电子守恒,算出NO的物质的量和体积。
二、有机推断题
21.(2023高一下·常州期末)A~I是常见有机物,其中A是乙烯,E的分子式为,H为有香味的油状物质。
已知:
(1)D中官能团的名称为   ,过程⑥的反应类型为   。
(2)写出下列反应的化学方程式:过程②   ,过程⑦   。
(3)12.4gG与足量的金属Na完全反应,生成标准状况下氢气的体积为   L。
(4)I的某同系物中有6个C原子,则其同分异构体有   种。
(5)写出E的同分异构体中与互为同系物的结构简式(写出1个即可)   。
【答案】(1)羧基;取代反应
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;2CH3COOH+CH2OHCH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O
(3)4.48
(4)5
(5)
【知识点】有机物的推断;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】根据题干进行推断,乙烯与水加成,生成B 为乙醇,乙醇在铜做催化剂加热条件下被氧化为乙醛,即C,乙醛进一步被氧化为乙酸,D ,乙酸与乙醇发生酯化反应生成E乙酸乙酯,接着根据已知条件
推断乙烯与水加成,生成了1,2-二溴乙烷,也就是物质F,F又在氢氧化钠水溶液条件下发生取代,生成乙二醇,乙二醇与过量的D,即乙酸继续发生酯化反应生成H
(1) D中官能团的名称为羧基,过程⑥的反应类型为取代反应;
(2)过程② 方程式为 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
过程⑦ 方程式为 2CH3COOH+CH2OHCH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2;
(3) 12.4gG 也就是12.4g的乙二醇,物质的量为0.2mol,1mol羟基与足量Na反应生成0.5mol氢气,所以0.2mol乙二醇含有 0.4mol羟基,生成0.2mol氢气,转换为标况下的体积,即为4.48L;
(4) I是乙烯与氢气加成得到的,即乙烷,乙烷的同系物,也就是烷烃,含有六个碳原子,即己烷,同分异构体有5种;
(5)E为乙酸乙酯,与乙酸互为同系物放入结构简式有两种 。
【分析】(1)D为CH3COOH,所以官能团为羧基;
(2)该过程为乙醇催化氧化生成乙醛,条件注意有铜或者银作催化剂;
(3)掌握对应关系,1mol羟基与足量Na反应生成0.5mol氢气,不需要写化学方程式就可以直接得出氢气的物质的量,再进行转换;
(4)同系物指结构相似、分子组成相差若干个"CH2"原子团的有机化合物;
(5)E为乙酸乙酯,与乙酸互为同系物放入结构简式有两种 。
三、元素或物质推断题
22.(2023高一下·常州期末)A、B、C、D、E为五种短周期主族元素,且原子序数依次增大,五种元素的原子序数之和为39,A、D同主族,A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2,E元素的周期序数与主族序数相等。
(1)A2C2的结构式为   。
(2)E元素在元素周期表中的位置为   。
(3)C、D、E三种元素的简单离子半径由小到大的顺序为   (填离子符号)。
(4)若要比较D和E的金属性强弱,下列实验方案不可行的是____(填标号)。
A.将D的单质置于E的盐溶液中,若D的单质不能置换出E的单质,说明D的金属性弱
B.将少量D、E的单质分别投入水中,若D反应而E不反应,说明D的金属性强
C.比较相同条件下D和E的最高价氧化物对应水化物的碱性,若D的最高价氧化物对应水化物的碱性强,说明D的金属性强
(5)用和组成以稀硫酸为电解质溶液的质子交换膜燃料电池,结构如图所示:
电极N是   (填“正极”或“负极”),电极M上的电极反应式为   。
【答案】(1)
(2)第三周期Ⅲ族
(3)Al3+<Na+<O2-
(4)A
(5)正极;
【知识点】原电池工作原理及应用;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】 A、B、C、D、E为五种短周期主族元素 ,所以即为18号元素之前,而且为主族元素, A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2 ,又根据原子序数依次增大,所以A为氢元素,C为氧元素,则B为C或者N,又根据E的 周期序数与主族序数相等 ,推出只有Al符合要求,所以E为Al, 根据五种元素的原子序数之和为39 ,则B为碳元素, A、D同主族 D为钠。综上ABCDE分别对应氢、碳、氧、钠、铝
(1)、A2C2的结构式为H-O-O-H;
(2)、E元素为Al,在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族;
(3)、C、D、E三种元素的简单离子分别为O2-、Na+、Al3+、三种离子的电子层数相同,核内质子数越大,原子半径越小,所以由小到大的顺序为Al3+<Na+<O2-;
(4)、若要比较D和E的金属性强弱,将D的单质置于E的盐溶液中,若D的单质不能置换出E的单质,说明D的金属性弱 ,因为Na比较活泼,会先和水反应,所以无法置换,但是D的金属性比E强,所以A方案不可行;
(5)、 甲烷和氧气组成的燃料电池,甲烷为负极,氧气为正极,根据图中电子的移动方向,电子由负极走向正极,所以N为正极,M为负极,电解质溶液为酸性,所以电极反应式为 。
【分析】
(1)、A2C2为过氧化氢,其结构式为H-O-O-H;
(2)、Al,在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族;
(3)、电子层结构相同的离子,质子数越大,半径越小;
(4)、一般金属可以通过是否能将其从盐溶液置换出来,判断金属活动性,但是对于比较活泼的金属,会先于水反应,无法置换;
(5)、书写电极反应式要看电池电解质溶液的酸碱性。
四、实验题
23.(2023高一下·常州期末)利用Zn和溶液反应模拟地下水的脱硝过程,并探究脱硝原理及相关因素对脱硝速率的影响。模拟过程的实验装置如图所示。
(1)实验室用稀洗涤Zn粒,再用蒸馏水洗涤至接近中性;将溶液的pH调至2.5。
①用稀洗涤Zn粒的目的是   。
②向上述溶液中加入足量洗涤后的Zn粒,写出Zn与溶液反应生成的离子方程式   。
③锥形瓶中NaOH溶液的作用是   。
(2)某兴趣小组进行了如下实验:取两套如图所示装置,分别加入等体积、等浓度的溶液;将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中的浓度。(已知:溶液中的的物质的量浓度可用离子色谱仪测定)
①该实验的目的是探究   对脱氮速率的影响。
②该实验过程中采用了科学探究中一种重要的思想方法是   。
(3)反应过程中有生成。为测定反应液中的含量,取过滤后的滤液100mL,用酸性溶液滴定,消耗溶液的体积为16.00mL。(在此条件下不与酸性溶液反应)。计算过滤后的滤液中的物质量浓度   。
【答案】(1)除去锌粒表面的氧化膜;4Zn+NO+10H+= 4Zn2++NH+3H2O;吸收副反应可能产生的氮氧化物
(2)温度;控制变量法
(3)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;含氮物质的综合应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】 (1)、①用稀H2SO4洗涤Zn粒是为了祛除其表面的氧化物薄膜,便于进行反应,所以答案为:除去锌粒表面的氧化膜;
② 洗涤后的锌粒,在酸性条件下硝酸根具有氧化性,与Zn发生氧化还原反应,根据给出的产物,尝试写出离子方程式:
4Zn+NO+10H+= 4Zn2++NH4++3H2O
③锥形瓶中NaOH溶液,考虑在装置的最后,反应可能会有氮氧化物生成,其有毒,所以作用为吸收副反应可能产生的氮氧化物
(2)① 该实验,加入的硝酸钾等体积等浓度,pH也相同,唯一的变量就是温度,所以答案为:温度;
②该实验过程中采用了科学探究中一种重要的思想方法是控制变量法 ,除了要探究的量,其余都是相同的;
(3) 本题目考查氧化还原的相关计算,需要先计算出得失电子的关系。 1mol NO2-失去2mol电子生成1mol ,1molKMnO4得到5mol电子生成1molMn2+,根据得失电子守恒, 消耗 的KMnO4为 0.005x0.016= 8×10-5 ;
所以得到的电子数为:8×10-5 ×5=4×10-4,所以 NO2-的物质的量为4×10-4除以2,即为2×10-4mol, 物质的量浓度=n/v,2×10-4mol 除以0.1L,得到 。
【分析】
(1)锌粒,在酸性条件下硝酸根具有氧化性,与Zn发生氧化还原反应,根据给出的产物,得出离子方程式:
4Zn++10H+= 4Zn2++NH4++3H2O
(2)对照实验,要控制变量,找出不同的条件,就是要探究的因素;
(3)氧化还原相关计算,根据得失电子守恒,不写出化学方程式也可以很快算出来,只要确定反应物和生成物即可。
24.(2023高一下·常州期末)为更好地利用化学变化中的物质变化和能量变化,在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和进行程度等。实验发现,滤液反应比反应速率快,研究小组对此实验现象产生的原因进行了探究。
【提出猜想】
猜想一:钻入膜形成孔径,增大了Mg和的接触面积,加快了的反应速率,称作“离子钻入效应”;
猜想二:在“离子钻入效应”基础上,Mg置换形成许多微小的原电池,使反应速率进一步加快。
【实验设计】
取表面积和质量相同的镁条(5cm),用浓度分别为1mol/LKCl、、溶液,按照下表进行系列实验,若有沉淀,先将沉淀过滤后,将滤液加入装Mg条的试管,观察Mg条表面实验现象。
实验序号 实验现象
1 / / / 5.00 微小气泡附着
2 4.50 0.50 / / 大量气泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量气泡放出
4 a / b / 少量气泡放出
(1)①根据表中信息,补充数据:a=   ,b=   。
②由实验1和实验3对比可知:有加快反应速率的作用。
③由实验   和实验   对比可知:有加快反应速率的作用。
(2)【实验结论1】猜想一和猜想二成立。
已知:的水解离子方程式
为了进一步证明原电池能加快体系中的反应速率,研究小组利用数字化实验进行了验证。
【实验设计】选取实验2和实验4两个实验方案,采集两个实验的pH-时间、温度-时间变化数据。实验数据如图所示:
④由初始pH数据可知,曲线   (填“a”或“b”)表示实验2的pH-时间变化曲线,请解释原因   。
⑤在pH=11左右,两实验的pH变化都明显趋于平缓的原因   。
⑥对“温度-时间”曲线分析,在相同反应时间内,   (填“实验2”或“实验4”)放热更多,因此速率更快。
【实验结论2】结合pH-时间、温度-时间曲线可知,原电池能加快体系中的反应速率。
【答案】(1)4.5;0.5;2;4
(2)a;溶液中存在银离子,银离子水解使得溶液呈酸性,所以初始阶段pH<7;pH=11左右,溶液呈碱性,将生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆盖在镁条表面,阻碍了Mg+H2O的反应;实验2
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;盐类水解的原理
【解析】【解答】(1)①根据控制变量原则,加入的物质体积总数应该一致,四组实验加入物质体积总和都为5mL,再对比前三组实验,所以a=4.5,b=0.5;
③对比2和4,能够得出结论;
(2)、④ 根据题意,由pH初始数据入手,会发现a和b曲线趋势相似,但是a曲线初始pH<7,而实验二中有银离子,根据已知 ,银离子水解显酸性,所以曲线a为实验二的变化曲线。故答案为:a溶液中存在银离子,银离子水解使得溶液呈酸性,所以初始阶段pH<7;
⑤pH=11左右 考虑溶液呈碱性,镁和水反应生成镁离子,但在碱性环境下,镁离子会与氢氧根生成氢氧化镁沉淀,附着在镁条表面,使反应速率下降,所以曲线趋于平缓。故答案为: pH=11左右,溶液呈碱性,将生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆盖在镁条表面,阻碍了Mg+H2O的反应;
⑥ 由图可知,实验二的温度时间曲线斜率更大,坡度更陡,所以相同时间内,放出的热量更多。故答案为: 实验2。
【分析】
(1)实验1为空白对照试验,只放了水5mL,第二组加的硝酸银0.5mL,第三组加水0.5mL,第四组加硝酸钾0.5mL,那么变量就是是否含有银离子,通过气泡产生的量来确定结论。通过对比2和4,能够得出结论有加快反应速率的作用;
(2)图像题大部分解题信息,在图中都可以找到,不用想的太过复杂,识别横纵坐标,温度和pH是两个变量,所以从这两个角度去分析。
江苏省常州市第一中学2022-2023学年高一下学期化学期末测试试题
一、单选题
1.(2023高一下·常州期末)祝融号火星车主体部件采用新型铝基碳化硅材料制造。铝基碳化硅材料属于(  )
A.金属材料 B.无机非金属材料
C.有机合成材料 D.复合材料
2.(2023高一下·常州期末)黑火药是中国古代四大发明之一。爆炸反应为。下列说法不正确的是(  )
A.含离子键和共价键
B.与具有相同的电子层结构
C.的结构式为
D.干冰的晶体类型为共价晶体
3.(2023高一下·常州期末)硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(  )
A.工业制酸: B.火山喷发:
C.尾气吸收: D.酸雨侵蚀:
4.(2023高一下·常州期末)下列说法正确的是(  )
A.1mol苯分子中含有C=C双键数目为3mol
B.1mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧时消耗的分子数为3mol
C.标准状况下,11.2L中含有的共价键数目为2mol
D.常温常压下,17g羟基含有的电子总数为7mol
5.(2023高一下·常州期末)下列反应中既是氧化还原反应,能量变化情况又符合如图的是(  )
A.氢氧化钠与稀盐酸的反应 B.碳和水蒸气的反应
C.和的反应 D.氢气的燃烧反应
6.(2023高一下·常州期末)氮、磷及其化合物应用广泛,磷元素有白磷、红磷等单质,白磷分子结构及晶胞如图所示,白磷和红磷转化的热化学方程式为(白磷,s)(红磷,s);实验室常用溶液吸收有毒气体,生成、和Cu、P元素可形成多种含氧酸,其中次磷酸为一元弱酸;磷酸可与铁反应,在金属表面生成致密且难溶于水的磷酸盐膜。
下列说法正确的是(  )
A.分子中的P-P-P键角为
B.白磷和红磷互为同位素
C.白磷晶体中1个分子周围有8个紧邻的分子
D.白磷和红磷在中充分燃烧生成等量,白磷放出的热量更多
7.(2023高一下·常州期末)下列化学反应表示正确的是(  )
A.用氨水和溶液制备:
B.工业上用足量氨水吸收:
C.用溶液吸收:
D.铁粉与过量稀硝酸:
8.(2023高一下·常州期末)下列物质性质与用途具有对应关系的是(  )
A.氮气为无色气体,可用作焊接金属的保护气
B.硝酸受热易分解,可用于制
C.液氨汽化时吸收大量热,可用作制冷剂
D.磷酸难挥发,可用于保护金属免受腐蚀
9.(2023高一下·常州期末)一定条件下,将4molA气体和2molB气体充入2L密闭容器中,发生如下反应:。反应2s后,测得C的浓度为0.6,下列说法正确的是(  )
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7
A.③④ B.①④ C.②③ D.①③
10.(2023高一下·常州期末)X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代,X与Y同周期且相邻,四种元素中只有Z为金属元素,W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是(  )
A.原子半径:
B.X的简单氢化物比Y的稳定
C.工业上制取Z的单质都是用电解的方法
D.W的氧化物对应水化物酸性比X强
11.(2023高一下·常州期末)下列说法正确的是(  )
A.石油是工业的血液,属于纯净物
B.相同碳原子数的烷烃的沸点都相同
C.有机物的一氯代物有3种
D.苯乙炔()最多有9个原子共平面
12.(2023高一下·常州期末)关于苯及苯的同系物的说法,不正确的是(  )
A.利用甲苯的硝化反应可以制得TNT炸药
B.苯与甲苯互为同系物,可以用酸性溶液进行鉴别
C.苯和溴水振荡后,由于发生化学反应而使溴水的水层颜色变浅
D.煤焦油中含有苯和甲苯,可用分馏的方法把它们从煤焦油中提取出来
13.(2023高一下·常州期末)一种利用废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是(  )
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:、、
14.(2023高一下·常州期末)除去括号内杂质所用试剂和方法,正确的是(  )
选项 物质 所用试剂 方法
A SO2(CO2) 饱和碳酸氢钠溶液 洗气
B 乙烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气
C 乙酸乙酯(乙酸) 饱和碳酸钠溶液 分液
D 苯(Br2) 氢氧化钠溶液 蒸馏
A.A B.B C.C D.D
15.(2022高三上·如皋月考)如图所示电池装置可将HCOOH转化为KHCO3,下列说法正确的是(  )
A.每消耗1 mol O2,可将2 mol Fe2+转化为Fe3+
B.物质X为KOH
C.负极电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O
D.放电时,K+由正极区移向负极区
16.(2023·郴州模拟)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂,其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化,下列说法正确的是
A.电池工作时,Pt电极是正极
B.图2中,A为H+和e-,B为NH3OH+
C.电池工作时,每消耗2.24LNO(标准状况下),左室溶液质量增加3.3g
D.电池工作一段时间后,正、负极区溶液的pH均下降
17.(2023高一下·常州期末)利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如下图所示。下列说法不正确的是(  )
A.该分解过程是:2NON2+O2
B.实验室制取NO可以用铜与稀硝酸反应
C.过程②释放能量,过程③吸收能量
D.标准状况下,NO分解生成5.6 LN2转移电子数约为6.02×1023
18.(2023高一下·常州期末)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO+4H+。实现该反应的物质间转化如图,下列说法正确的是(  )
A.反应I中消耗1molO2生成1molNO
B.反应Ⅲ是氧化还原反应
C.该转化过程中N元素化合价不变
D.反应II中1molFeS2被氧化转移16mol电子
19.(2022高一上·顺义期末)工业上将电石渣浆中的转化为,工艺流程如图。
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ中,被还原
B.过程Ⅱ中,做氧化剂
C.该流程中发生的反应均为氧化还原反应
D.将10L 480mg/L 转化为,理论上需要 0.3mol
20.(2023高一下·常州期末)向l3.6g由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NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5 mol/L NaOH溶液,生成沉淀质量为l9.6g,此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是(  )
A.原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为1:1
B.原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3 mol/L
C.产生的NO的体积为2.24L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.1mol
二、有机推断题
21.(2023高一下·常州期末)A~I是常见有机物,其中A是乙烯,E的分子式为,H为有香味的油状物质。
已知:
(1)D中官能团的名称为   ,过程⑥的反应类型为   。
(2)写出下列反应的化学方程式:过程②   ,过程⑦   。
(3)12.4gG与足量的金属Na完全反应,生成标准状况下氢气的体积为   L。
(4)I的某同系物中有6个C原子,则其同分异构体有   种。
(5)写出E的同分异构体中与互为同系物的结构简式(写出1个即可)   。
三、元素或物质推断题
22.(2023高一下·常州期末)A、B、C、D、E为五种短周期主族元素,且原子序数依次增大,五种元素的原子序数之和为39,A、D同主族,A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2,E元素的周期序数与主族序数相等。
(1)A2C2的结构式为   。
(2)E元素在元素周期表中的位置为   。
(3)C、D、E三种元素的简单离子半径由小到大的顺序为   (填离子符号)。
(4)若要比较D和E的金属性强弱,下列实验方案不可行的是____(填标号)。
A.将D的单质置于E的盐溶液中,若D的单质不能置换出E的单质,说明D的金属性弱
B.将少量D、E的单质分别投入水中,若D反应而E不反应,说明D的金属性强
C.比较相同条件下D和E的最高价氧化物对应水化物的碱性,若D的最高价氧化物对应水化物的碱性强,说明D的金属性强
(5)用和组成以稀硫酸为电解质溶液的质子交换膜燃料电池,结构如图所示:
电极N是   (填“正极”或“负极”),电极M上的电极反应式为   。
四、实验题
23.(2023高一下·常州期末)利用Zn和溶液反应模拟地下水的脱硝过程,并探究脱硝原理及相关因素对脱硝速率的影响。模拟过程的实验装置如图所示。
(1)实验室用稀洗涤Zn粒,再用蒸馏水洗涤至接近中性;将溶液的pH调至2.5。
①用稀洗涤Zn粒的目的是   。
②向上述溶液中加入足量洗涤后的Zn粒,写出Zn与溶液反应生成的离子方程式   。
③锥形瓶中NaOH溶液的作用是   。
(2)某兴趣小组进行了如下实验:取两套如图所示装置,分别加入等体积、等浓度的溶液;将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中的浓度。(已知:溶液中的的物质的量浓度可用离子色谱仪测定)
①该实验的目的是探究   对脱氮速率的影响。
②该实验过程中采用了科学探究中一种重要的思想方法是   。
(3)反应过程中有生成。为测定反应液中的含量,取过滤后的滤液100mL,用酸性溶液滴定,消耗溶液的体积为16.00mL。(在此条件下不与酸性溶液反应)。计算过滤后的滤液中的物质量浓度   。
24.(2023高一下·常州期末)为更好地利用化学变化中的物质变化和能量变化,在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和进行程度等。实验发现,滤液反应比反应速率快,研究小组对此实验现象产生的原因进行了探究。
【提出猜想】
猜想一:钻入膜形成孔径,增大了Mg和的接触面积,加快了的反应速率,称作“离子钻入效应”;
猜想二:在“离子钻入效应”基础上,Mg置换形成许多微小的原电池,使反应速率进一步加快。
【实验设计】
取表面积和质量相同的镁条(5cm),用浓度分别为1mol/LKCl、、溶液,按照下表进行系列实验,若有沉淀,先将沉淀过滤后,将滤液加入装Mg条的试管,观察Mg条表面实验现象。
实验序号 实验现象
1 / / / 5.00 微小气泡附着
2 4.50 0.50 / / 大量气泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量气泡放出
4 a / b / 少量气泡放出
(1)①根据表中信息,补充数据:a=   ,b=   。
②由实验1和实验3对比可知:有加快反应速率的作用。
③由实验   和实验   对比可知:有加快反应速率的作用。
(2)【实验结论1】猜想一和猜想二成立。
已知:的水解离子方程式
为了进一步证明原电池能加快体系中的反应速率,研究小组利用数字化实验进行了验证。
【实验设计】选取实验2和实验4两个实验方案,采集两个实验的pH-时间、温度-时间变化数据。实验数据如图所示:
④由初始pH数据可知,曲线   (填“a”或“b”)表示实验2的pH-时间变化曲线,请解释原因   。
⑤在pH=11左右,两实验的pH变化都明显趋于平缓的原因   。
⑥对“温度-时间”曲线分析,在相同反应时间内,   (填“实验2”或“实验4”)放热更多,因此速率更快。
【实验结论2】结合pH-时间、温度-时间曲线可知,原电池能加快体系中的反应速率。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;合成材料
【解析】【解答】铝基碳化硅材料是金属铝和碳化硅复合而成的材料,
故答案为:D
【分析】铝属于金属,碳化硅属于无机物,两种材料共同构成即为复合材料。
2.【答案】D
【知识点】化学键;“等电子原理”的应用;原子晶体(共价晶体)
【解析】【解答】A.KNO3为离子晶体,钾离子和硝酸根之间为离子键,硝酸根内部为共价键,故A正确;
B.钾离子是钾原子失去最外层一个电子形成,硫离子由硫原子得到两个电子形成,最后都为三层,18个电子的结构,所以B正确;
C.氮气分子内为氮氮三键,所以结构式正确;
D.干冰为固态二氧化碳,二氧化碳是由分子构成的,所以属于分子晶体;
故答案为:D.
【分析】共价晶体是由原子构成。
3.【答案】B
【知识点】含硫物质的性质及综合应用;自然界中的硫循环
【解析】【解答】A.O2只能将FeS2氧化为四价二氧化硫,不能氧化为三氧化硫;
C.碳酸钠与二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,不能生成硫酸钠;
D.铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,不会生成硫化氢;
故答案为:B.
【分析】铁和硫酸反应,生成硫酸亚铁和氢气,不会生成H2S,不符合实际。
4.【答案】B
【知识点】物质的量的单位--摩尔;化学式及其计算
【解析】【解答】A.苯分子中的化学键为介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键,所以苯分子中不含碳碳双键;
B.乙烯和乙醇书写燃烧的化学方程式,会发现1mol反应物消耗氧气的物质的量都是3mol,所以两者混在一起,无论占比多少,消耗氧气的量都是固定的;
C.CCl4在标准状况下为液态。所以11.2LCCl4的物质的量不是0.5mol,不能计算;
D.17g羟基的物质的量为1mol,1个氧原子含有的电子数为8,氢原子为1,所以电子数为9mol。
故答案为:B.
【分析】A.苯分子中不含碳碳双键;
B.根据有机物的燃烧化学方程式计算耗氧量即可;
C.用n=要考虑物质的状态,是否为气态;
D.会计算羟基和氢氧根的电子数。
5.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】题中图像,反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应;
A.酸碱中和为放热反应;
B.碳,一氧化碳参与的还原反应都为吸热反应;
C.为吸热反应,但反应前后化合价未发生改变,所以不是氧化还原反应;
D.所有放入燃烧反应皆为放热反应。
故答案为:B.
【分析】化学反应前后化合价发生改变的为氧化还原反应,掌握常见的吸热放热反应。
A.酸碱中和反应为放热反应;
B.碳,一氧化碳参与的还原反应都为吸热反应;
C. 和 为典型的吸热反应;
D.所有放入燃烧反应都是放热反应。
6.【答案】D
【知识点】化学键;金属晶体的基本堆积模型;反应热的大小比较;同位素及其应用
【解析】【解答】A.P4为正四面体结构, P-P-P 键角为60° 故错误;
B.白磷和红磷是同一种元素组成的不同单质,为同素异形体, 故错误;
C.白磷晶胞采用面心立方堆积,配位数为12,也就是每个P4分子周围紧邻的P4分子为12个, 故错误;
D.白磷生成红磷为放热反应,说明红磷能量低,所以两者生成等量同状态的P2O5,白磷放热更多,故正确;
故答案为:D.
【分析】对于热量的比较,可以采用画图的方式,能更加直观的比较热量变化。
A.CH4的正四面体是 键角为;
B.同位素指的是具有相同质子数不同中子数的原子;
C.晶胞采用面心立方堆积,配位数为12;
D.生成物相同,反应物能量越高,放出热量越多。
7.【答案】C
【知识点】离子方程式的书写;有关过量问题的计算
【解析】【解答】A.一水合氨为弱电解质,所以不能拆成离子形式 ,故错误;
B.足量的氨水可以将二氧化硫完全吸收,生成亚硫酸铵(NH4)2SO3 ,故错误;
C.CuSO4与PH3发生氧化还原,根据得失电子守恒判断是正确的;
D.铁粉与过量稀硝酸反应会生成三价铁,正确方程式为 Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 故错误;
故答案为:C.
【分析】A.弱电解质,不能拆成离子形式 ;
B.足量的氨水可以将二氧化硫完全吸收,产物发生变化;
C.用得失电子守恒判断方程式正误,前提是产物符合实际;
D.铁粉与少量稀硝酸反应生成二价铁,足量生成三价铁。
8.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;氮气的化学性质;硝酸的化学性质;磷
【解析】【解答】A.氮气可用作保护气,是因为其化学性质不活泼,较稳定,与颜色无关 ,故错误;
B.硝酸受热分解生成二氧化氮,水和氧气,和制备硝酸铵没有直接关系,故错误;
C.液氨汽化吸收大量的热,会使温度降度,所以可用作制冷剂;
D.磷酸处理金属,可以在金属表面生成一层难溶的磷酸盐薄膜,进而保护金属不受腐蚀,和难挥发没有关系,故错误。
故答案为:C
【分析】A.氮气可用作保护气,是因为其化学性质不活泼,较稳定;
B.硝酸可以和NH3反应制备硝酸铵;
C.液氨汽化属于物理过程,能够吸收大量的热使温度降低;
D.磷酸可以在金属表面形成一层磷酸盐薄膜进而不受腐蚀。
9.【答案】B
【知识点】化学反应速率;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】针对化学反应速率的题目要先列出三行式 同时注意换算,反应物给的物质的量,生成物给的浓度,
2A(g)+B(g)=2C(g)
反应前 4 2 0
变化量 1.2 0.6 1.2
反应后 2.8 1.4 1.2
根据C=n/V 求出生成物的物质的量,再根据变化量等于计量系数之比,也就是2:1:2,
①用物质A表示的反应的平均速率 ,根据v=, 求出其速率为=0.3 故正确;
②根据反应速率之比=化学计量系数之比,所以用物质B表示的反应的平均速率为0.15 故错误;
③转化率=转化量/起始量 所以A的转化率为 30% , 故错误;
④根据C=n/V ,B的浓度为1.4/2= 0.7, 故正确。
故答案为:B。
【分析】①求反应的平均速率 ,根据公式v= ,如果给的是物质的量,要换算为物质的量浓度;
②根据反应速率之比=化学计量系数之比,可求三种物质的反应速率;
③转化率=转化量/起始量,用物质的量或者浓度都可以;
④列出三行式,求出2s时B的物质的量,再根据C=n/V,求浓度。
10.【答案】C
【知识点】卤素原子结构及其性质的比较;碱金属的性质;碱金属及其化合物的性质实验;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】根据题目信息推测元素,首先X的核素可以测定文物年代,所以X为C碳元素,X与Y同周期,相邻,而且原子序数依次增大,所以Y为氮元素,W单质为黄绿色气体,也就是氯气,所以W为氯元素,而Z为金属元素,没有其他信息,所以可能是Na、Mg、Al其中一个。
综上所述 X、Y、Z和W 分别对应C 、N 、Na/Mg/Al 、Cl,然后对应选项分析
A.原子半径同一周期从左到右逐渐减小,同一主族从上到下依次增大,所以应该是C >N Na/Mg/Al >Cl 故A错误;
B.同一周期非金属性从左到右依次递减,所以X的非金属性比Y弱, 所以Y的简单氢化物比X的稳定 故B错误;
C.由于Na/Mg/Al都比较活泼。所以都采用电解的方法制取单质 故C正确;
D.对于氧化物的水化物的酸性,只能比较最高价氧化物对应水化物的酸性,所以W和X没有办法比较。
故答案为:C.
【分析】根据题目给出的主族元素和原子序数依次增大,就可以缩小范围,再根据所提供的信息进行对应。
A.原子半径同一周期从左到右逐渐减小,同一主族从上到下依次增大,也可以说“序大径小”;
B.非金属性越强,简单气态氢化物越稳定;
C.Na/Mg/Al虽然都采用电解,但是电解的种类不同Na是熔融NaCl,Mg是熔融MgCl2 Al是熔融Al 2O 3;
D.通过非金属性比较氧化物的水化物的酸性,一定要强调最高价。
11.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的同系物及其性质;卤代烃简介;烷烃
【解析】【解答】A.石油属于混合物 ,故错误;
B.相同碳原子数的烷烃,支链越多,沸点越低,故错误;
D.苯环上所有原子共面,乙炔分子所有原子共线,所以苯乙炔最多应该是所有原子都共面,即14个,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.石油属于混合物 ;
B.相同碳原子数的烷烃,支链越多,沸点越低,不同碳原子数的烷烃,碳原子数越多熔沸点越高;
C.一氯代物的种类可以通过等效氢法来判断;
D.苯上的12个原子共面,乙炔分子上四个原子共面,取代以后通过旋转最多所有原子都共面。
12.【答案】C
【知识点】芳香烃;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A. 甲苯的硝化反应C7H8+HNO3=C7H7NO2+H2O 产物三硝基甲苯,可以制得TNT,故正确;
B. 苯与甲苯互为同系物 ,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不可以。进而区分,故正确;
C.苯与溴水常温下不反应,溴水褪色是因为相似相溶,溴溶解在苯中而使溶液褪色,故错误;
D.可用分馏的方法把苯和甲苯煤焦油中提取出来,利用沸点不同,故正确。
故答案为:C。
【分析】A. 甲苯的硝化反应 产物三硝基甲苯,可以制得TNT;
B.苯的部分同系物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不可以,利用此点可以进行鉴别;
C. 苯和溴水振荡后 ,会发生萃取,而使其褪色;
D.可用分馏的方法把苯和甲苯 煤焦油中提取出来。
13.【答案】D
【知识点】铜及其化合物;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.SiO2不与硫酸反应,因此“酸浸”所得滤渣主要成分应该是SiO2 ,故错误;
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,溶液极性降低,使配合物析出,所以析出的晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,故错误;
C.“沉铜”过程中,铜元素的化合价由+2价降为+1价,所以为氧化还原反应,不是复分解反应,故错误;
D.“转化”过程中,亚铜离子发生歧化反应生成铜单质和铜离子,所以所得滤液中含有的主要阳离子:、、 故正确。
故答案为:D。
【分析】 废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质) ,经过酸浸,会把硫酸铜,氧化铁都转化为离子的形式,二氧化硅不与硫酸反应,所以会在滤渣中,加入氨水后进行沉铁,把铁离子变成沉淀,进而出去,然后通入二氧化硫,将铜离子转化为CuNH4NO3随后在酸性条件下,发生了转化,生成了铜单质。
14.【答案】C
【知识点】二氧化硫的性质;乙烯的化学性质;苯的结构与性质;乙酸的化学性质;除杂
【解析】【解答】A.CO2和碳酸氢钠不反应。而SO2可以反应,达不到除杂的目的,故错误;
B.乙烯可以与酸性高锰酸钾反应,但是乙烯会被高锰酸钾氧化为二氧化碳,而乙烷为气体,所以会引入新的杂质。故错误;
C. 饱和碳酸钠溶液可以中和乙酸,而不与乙酸乙酯反应 ,故正确;
D. Br2氢氧化钠溶液反应后,与苯分层,用分液的方法就能分开,不能用蒸馏,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.除杂不仅要除去杂质,还要考虑会不会引入新杂质,秉承只除不添的原则;
B.引入了新杂质二氧化碳;
C. 去除乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,只能用饱和碳酸钠溶液;
D.苯为有机溶剂,不溶于水,和氢氧化钠溶液不互溶。
15.【答案】C
【知识点】化学电源新型电池
【解析】【解答】A.每消耗1 mol O2,转移4mol电子,根据得失电子守恒,可知可将4 mol Fe2+转化为Fe3+,故A不符合题意;
B.右侧装置中实现Fe2+转化为Fe3+,并使三价铁离子进入原电池装置中,若X为KOH会使三价铁沉淀无法实现循环转化,故B不符合题意;
C.由图可知负极HCOO-失电子转化为HCO,电极反应式为HCOO-+2OH--2e-=HCO+H2O,故C符合题意;
D.放电时,原电池中的阳离子由负极区向正极区移动,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据得失电子守恒;
B.KOH会使三价铁沉淀无法实现循环转化;
C.负极失电子发生氧化反应;
D.放电时,原电池中的阳离子由负极区向正极区移动。
16.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;气体摩尔体积;原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.Fe电极NO→NH3OHCl,N元素化合价降低,做正极,Pt电极H2→,H元素化合价升高,做负极,故A不符合题意;
B.根据题意可知,NH2OH具有类似NH3的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺,所以缺少的一步为反应为:NH2OH+H+=NH3OH+,图2中,A为H+,B为,故B不符合题意;
C.含铁的催化电极为正极,其电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的,3个是右侧溶液迁移过来的;标况下消耗2.24LNO的物质的量,则左室增加的质量为0.1molNO和0.3molH+的质量,即增加质量为3.3g,故C符合题意;
D.负极电极反应式:H2-2e-=2,H+浓度增大pH值减小,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl,正极区H+浓度减小,pH增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.该电池装置为原电池,根据H2→,H元素化合价升高,则H2失电子发生氧化反应,所以Pt电极是负极。
B.NH2OH具有类似NH3的弱碱性,可以和盐酸反应生成盐酸羟胺。
C.正极电极反应式为NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl。
D.原电池装置的负极反应式为H2-2e-=2,正极电极反应为:NO+3e-+4H++Cl-=NH3OHCl。
17.【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.由图可知,NO分解生成N2和O2,从图中可以看出是每两个NO分子分解,会生成一个N2和一个O2,故正确;
B.稀硝酸据有氧化性,可以将铜氧化,生成一氧化氮,故正确;
C.过程 ② 是断裂化学键的过程,需要吸收能量,而过程③使形成新的化学键,放出能量,故错误;
D. 标准状况下,5.6 LN2 的物质的量为0.25mol,而生成1molN2 得到电子数为4mol,所以转移电子数为0.25×4×6.02×1023为6.02×1023 。故正确。
故答案为:C。
【分析】根据图像可以判断反应的化学键变化以及分子个数比,写出化学方程式再进行计算。方程式为: 2NO=N2+O2。
18.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氧化还原反应的电子转移数目计算;化合价与化学式
【解析】【解答】A. 由图可知,反应I中 二价铁离子被氧气氧化为三价铁离子,而O2 ,得电子被还原为-2价氧,所以要写出化学方程式,根据得 失电子守恒,反应I的方程式为:4Fe(NO)2+O2+4H+=4NO+4Fe3++2H2O,所以消耗1molO2生成4molNO,故错误;
B.反应三,二价铁变成二价铁,化合价没有发生改变,所以不是氧化还原反应,故错误;
C.由图可知氮元素始终以NO的形式存在,化合价没有发生变化,故正确;
D. 反应II中 ,二价铁化合价不变,负一价的硫被氧化为正六价的硫,所以1molFeS2被氧化,会得7×2=14mol电子,故错误。
故答案为:C。
【分析】A.反应I为:4Fe(NO)2+O2+4H+=4NO+4Fe3++2H2O,消耗1molO2生成4molNO;
B:反应前后同一元素化合价发生改变的才是氧化还原反应;
C.氮元素一直以NO的形式存在,化合价没有发生改变;
D.找出化合价发生改变的元素为S,确定其生成物化合价为+6,同时要注意1molFeS2被氧化,有2mol负一价的硫被氧化。
19.【答案】D
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.过程Ⅰ中,通入氧气生成;被氧化,故A不符合题意;
B.过程Ⅱ中,与S2 反应生成,说氧化产物,故B不符合题意;
C.该流程中,CaO与硫酸锰反应生成不涉及化合价的变化,不属于氧化还原反应,故C不符合题意;
D.10L 480mg/L 含有,根据得失电子守恒可知:0.10mol×8=n(O2)×4,n(O2)=0.3mol,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 CaO与硫酸锰反应生成Mn(OH)2,通入氧气生成,与S2-反应生成,进而与氧气反应生成。
20.【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质;含氮物质的综合应用;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】A.首先根据沉淀的质量Cu(OH)219.6g,可以求出Cu(OH)2的物质的量为0.2mol,根据原子守恒, 原固体混合物中Cu与Cu2O 最后都会变为Cu(OH)2沉淀,所以 Cu和Cu2O 中的铜原子一共0.2mol,再根据混合物质量为13.6g ,设 Cu的物质的量为xmol,Cu2O为ymol,列出二元一次方程组,求出Cu的物质的量为0.1mol,Cu2O为0.05mol, 所以两者物质的量之比为2:1 ,故错误;
B.根据N原子守恒,我们知道硝酸中的N一部分变成了NO,一部分最后变为NaNO3,所以只要算出来一相加就可以了,根据得失电子守恒,失去电子数为2×0.1+2×0.05=0.3mol,而1molNO生成,转移3mol电子,所以NO物质的量为0.1mol,再根据钠守恒,硝酸钠的物质的量等于氢氧化钠的物质的量,等于0.5mol,所以硝酸一共0.6mol,浓度为0.6mol/0.25L=2.4mol/L,故错误;
C.根据B选项计算,NO物质的量为0.1mol如果是标况下则为 2.24L ,但NO不一定处于标况下,故错误;
D.因为最后溶液显中性,氢氧化钠与铜离子生成沉淀的为0.4mol,则用来中和硝酸的为0.5-0.4=0.1mol,所以剩余硝酸为0.1mol,故正确,
故答案为:D
【分析】对于比较复杂的反应过程,涉及到好几个反应,利用原子守恒可以在不书写化学方程的前提下,比较快的解决问题。
根据N原子守恒,硝酸中的N一部分变成了NO,一部分最后变为NaNO3,而又根据Na原子守恒,得出硝酸钠的物质的量等于氢氧化钠的物质的量,再根据得失电子守恒,算出NO的物质的量和体积。
21.【答案】(1)羧基;取代反应
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;2CH3COOH+CH2OHCH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O
(3)4.48
(4)5
(5)
【知识点】有机物的推断;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】根据题干进行推断,乙烯与水加成,生成B 为乙醇,乙醇在铜做催化剂加热条件下被氧化为乙醛,即C,乙醛进一步被氧化为乙酸,D ,乙酸与乙醇发生酯化反应生成E乙酸乙酯,接着根据已知条件
推断乙烯与水加成,生成了1,2-二溴乙烷,也就是物质F,F又在氢氧化钠水溶液条件下发生取代,生成乙二醇,乙二醇与过量的D,即乙酸继续发生酯化反应生成H
(1) D中官能团的名称为羧基,过程⑥的反应类型为取代反应;
(2)过程② 方程式为 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
过程⑦ 方程式为 2CH3COOH+CH2OHCH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2;
(3) 12.4gG 也就是12.4g的乙二醇,物质的量为0.2mol,1mol羟基与足量Na反应生成0.5mol氢气,所以0.2mol乙二醇含有 0.4mol羟基,生成0.2mol氢气,转换为标况下的体积,即为4.48L;
(4) I是乙烯与氢气加成得到的,即乙烷,乙烷的同系物,也就是烷烃,含有六个碳原子,即己烷,同分异构体有5种;
(5)E为乙酸乙酯,与乙酸互为同系物放入结构简式有两种 。
【分析】(1)D为CH3COOH,所以官能团为羧基;
(2)该过程为乙醇催化氧化生成乙醛,条件注意有铜或者银作催化剂;
(3)掌握对应关系,1mol羟基与足量Na反应生成0.5mol氢气,不需要写化学方程式就可以直接得出氢气的物质的量,再进行转换;
(4)同系物指结构相似、分子组成相差若干个"CH2"原子团的有机化合物;
(5)E为乙酸乙酯,与乙酸互为同系物放入结构简式有两种 。
22.【答案】(1)
(2)第三周期Ⅲ族
(3)Al3+<Na+<O2-
(4)A
(5)正极;
【知识点】原电池工作原理及应用;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】 A、B、C、D、E为五种短周期主族元素 ,所以即为18号元素之前,而且为主族元素, A、C能形成两种液态化合物A2C和A2C2 ,又根据原子序数依次增大,所以A为氢元素,C为氧元素,则B为C或者N,又根据E的 周期序数与主族序数相等 ,推出只有Al符合要求,所以E为Al, 根据五种元素的原子序数之和为39 ,则B为碳元素, A、D同主族 D为钠。综上ABCDE分别对应氢、碳、氧、钠、铝
(1)、A2C2的结构式为H-O-O-H;
(2)、E元素为Al,在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族;
(3)、C、D、E三种元素的简单离子分别为O2-、Na+、Al3+、三种离子的电子层数相同,核内质子数越大,原子半径越小,所以由小到大的顺序为Al3+<Na+<O2-;
(4)、若要比较D和E的金属性强弱,将D的单质置于E的盐溶液中,若D的单质不能置换出E的单质,说明D的金属性弱 ,因为Na比较活泼,会先和水反应,所以无法置换,但是D的金属性比E强,所以A方案不可行;
(5)、 甲烷和氧气组成的燃料电池,甲烷为负极,氧气为正极,根据图中电子的移动方向,电子由负极走向正极,所以N为正极,M为负极,电解质溶液为酸性,所以电极反应式为 。
【分析】
(1)、A2C2为过氧化氢,其结构式为H-O-O-H;
(2)、Al,在元素周期表中的位置为、第三周期Ⅲ族;
(3)、电子层结构相同的离子,质子数越大,半径越小;
(4)、一般金属可以通过是否能将其从盐溶液置换出来,判断金属活动性,但是对于比较活泼的金属,会先于水反应,无法置换;
(5)、书写电极反应式要看电池电解质溶液的酸碱性。
23.【答案】(1)除去锌粒表面的氧化膜;4Zn+NO+10H+= 4Zn2++NH+3H2O;吸收副反应可能产生的氮氧化物
(2)温度;控制变量法
(3)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;含氮物质的综合应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】 (1)、①用稀H2SO4洗涤Zn粒是为了祛除其表面的氧化物薄膜,便于进行反应,所以答案为:除去锌粒表面的氧化膜;
② 洗涤后的锌粒,在酸性条件下硝酸根具有氧化性,与Zn发生氧化还原反应,根据给出的产物,尝试写出离子方程式:
4Zn+NO+10H+= 4Zn2++NH4++3H2O
③锥形瓶中NaOH溶液,考虑在装置的最后,反应可能会有氮氧化物生成,其有毒,所以作用为吸收副反应可能产生的氮氧化物
(2)① 该实验,加入的硝酸钾等体积等浓度,pH也相同,唯一的变量就是温度,所以答案为:温度;
②该实验过程中采用了科学探究中一种重要的思想方法是控制变量法 ,除了要探究的量,其余都是相同的;
(3) 本题目考查氧化还原的相关计算,需要先计算出得失电子的关系。 1mol NO2-失去2mol电子生成1mol ,1molKMnO4得到5mol电子生成1molMn2+,根据得失电子守恒, 消耗 的KMnO4为 0.005x0.016= 8×10-5 ;
所以得到的电子数为:8×10-5 ×5=4×10-4,所以 NO2-的物质的量为4×10-4除以2,即为2×10-4mol, 物质的量浓度=n/v,2×10-4mol 除以0.1L,得到 。
【分析】
(1)锌粒,在酸性条件下硝酸根具有氧化性,与Zn发生氧化还原反应,根据给出的产物,得出离子方程式:
4Zn++10H+= 4Zn2++NH4++3H2O
(2)对照实验,要控制变量,找出不同的条件,就是要探究的因素;
(3)氧化还原相关计算,根据得失电子守恒,不写出化学方程式也可以很快算出来,只要确定反应物和生成物即可。
24.【答案】(1)4.5;0.5;2;4
(2)a;溶液中存在银离子,银离子水解使得溶液呈酸性,所以初始阶段pH<7;pH=11左右,溶液呈碱性,将生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆盖在镁条表面,阻碍了Mg+H2O的反应;实验2
【知识点】化学反应速率;化学反应速率的影响因素;盐类水解的原理
【解析】【解答】(1)①根据控制变量原则,加入的物质体积总数应该一致,四组实验加入物质体积总和都为5mL,再对比前三组实验,所以a=4.5,b=0.5;
③对比2和4,能够得出结论;
(2)、④ 根据题意,由pH初始数据入手,会发现a和b曲线趋势相似,但是a曲线初始pH<7,而实验二中有银离子,根据已知 ,银离子水解显酸性,所以曲线a为实验二的变化曲线。故答案为:a溶液中存在银离子,银离子水解使得溶液呈酸性,所以初始阶段pH<7;
⑤pH=11左右 考虑溶液呈碱性,镁和水反应生成镁离子,但在碱性环境下,镁离子会与氢氧根生成氢氧化镁沉淀,附着在镁条表面,使反应速率下降,所以曲线趋于平缓。故答案为: pH=11左右,溶液呈碱性,将生成Mg(OH)2,Mg(OH)2沉淀覆盖在镁条表面,阻碍了Mg+H2O的反应;
⑥ 由图可知,实验二的温度时间曲线斜率更大,坡度更陡,所以相同时间内,放出的热量更多。故答案为: 实验2。
【分析】
(1)实验1为空白对照试验,只放了水5mL,第二组加的硝酸银0.5mL,第三组加水0.5mL,第四组加硝酸钾0.5mL,那么变量就是是否含有银离子,通过气泡产生的量来确定结论。通过对比2和4,能够得出结论有加快反应速率的作用;
(2)图像题大部分解题信息,在图中都可以找到,不用想的太过复杂,识别横纵坐标,温度和pH是两个变量,所以从这两个角度去分析。

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