高中化学试题

某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl₃，再用副产品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S。
【查阅资料】经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华。
【设计方案】学习小组设计了制备无水FeCl₃的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl₂，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……；⑤体系冷却后，停止通入Cl₂，并用干燥的N₂赶尽Cl₂，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）Fe元素的原子结构示意图为______________。FeCl₃是___________化合物（填“离子”或“共价”）。
（2）装置A中反应的化学方程式为______________。
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl₃进入收集器，第④步操作是____________。
（4）操作步骤中，为防止FeCl₃潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。
（5）装置B中冷水浴的作用为____________；装置C的名称为____________；装置D中FeCl₂全部反应后，因失去吸收Cl₂的作用而失效，写出检验FeCl₂是否失效的试剂K₃[Fe(CN)₆]是配位化合物，其配位数为___________，配体为__________。
（6）该组同学用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫；FeCl₃与H₂S反应的离子方程式为________________。

实验室常用MnO₂与浓盐酸加热制备Cl₂，反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，某小组同学提出的下列实验方案：向足量的二氧化锰中加入12.0mL的浓盐酸，加热，反应结束时收集到336mLCl₂（标准状况）；将反应后得到的残余液过滤、洗涤滤渣，洗涤液和滤液混合；向滤液中加入足量的AgNO₃溶液，过滤、洗涤、干燥后得到固体11.48g。计算
（1）参加反应的二氧化锰的质量。
（2）将生成的Cl₂通到NaOH溶液中制得100mL消毒液，求消毒液中有效成分的物质的量浓度。
（3）浓盐酸能和二氧化锰反应的生成Cl₂的最低浓度（假设反应后残余液体积为12mL）。（保留至0.01）

NH₃和HNO₃是重要的工业产品，下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。

（1）合成塔中发生反应的化学方程式是                        。
（2）氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨          的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是            。
（3）氧化炉中反生反应的化学方程式是                    。
（4）尾气中的少量NO、NO₂可以用NH₃来处理，在催化剂作用下生成无污染的气体，写出NO₂和NH₃反应的化学方程式           。当有5.6LNO₂被还原时，转移电子的物质的量为           mol。
（5）氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气的作用是                。若进入吸收塔的气体的体积分数为NO₂10.0%，NO 1.32%，其余为N₂、水蒸气等。当进入氧化炉中气体为10m³时，最少需要空气的体积为          m³。

我校高一化学兴趣小组的同学们为探究铁与浓硫酸的反应,设计了如图所示装置进行实验。

（1）实验过程中，观察到B中的实验现象是                ；写出C中发生反应的离子方程式                          。
（2）浓硫酸与足量的铁丝反应一段时间后,若观察到从C中有少量的气泡冒出，此气泡的成分是            。试分析产生该气体的原因                     。
（3）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                      ；
（4）反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究
①提出假设:
假设1:               ；
假设2:              ；
假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。
②已知假设3是正确的，选择合适的试剂，设计实验验证上述假设3，写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:稀HNO₃、氯水、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论
Ⅰ                         ；	；	溶液中存在Fe^3+；
Ⅱ                         。	。	。

 

物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示，回答下列问题：

（1）Y是          （化学式）。
（2）将X与Y混合，可生成淡黄色固体，书写相关化学方程式                   。
（3）将X的水溶液久置于空气中会变浑浊，说明X具有          性质。
（4）烧杯中加一些蔗糖，滴几滴水，并倒入一些W的浓溶液，用玻璃棒搅拌，观察到的所有现象为                      ，说明W的浓溶液具有         、        和          性质。
（5）欲制备Na₂S₂O₃，从氧化还原角度分析，合理的是        （填序号）。
a．Na₂S + S    b．Na₂SO₃ + S    c．Na₂SO₃ + Na₂SO₄    d．SO₂ + Na₂SO₄

将一定质量的镁和铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如下图所示。则下列说法不正确的是

A．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L

B．最初20 mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸

C．硫酸的物质的量浓度为2.5 mol/L

D．镁和铝的总质量为9 g

【化学-选修3：物质结构与性质】
A、B、C、D、E五种常见元素的核电荷数依次增大。A的基态原子中有2个未成对电子，B是地壳中含量最多的元素，C是短周期中最活泼的金属元素，D与C可形成CD型离子化合物，E的基态3d轨道上有2个电子。请回答下列问题：
（1）E的基态原子价层电子排布式为________________。
（2）AB₂分子中，A的杂化类型为________________；在元素周期表中A、B及与两者紧邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)__________________。
（3）B的氢化物与D的氢化物的沸点较高的是____________(用化学式表示)，原因是______________。
（4）AB₂形成的晶体的熔点____________(填“高于”“低于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点，原因是___________________。
（5）E与B形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图所示，其化学式为____________(用元素符号表示)。ED₄是制取航天航空工业材料的重要原料。取上述橙红色晶体，放在电炉中，通入D₂和A的单质后高温加热，可制得ED₄，同时产生一种造成温室效应的气体，写出反应的化学方程式：_________________________。
（6）由C、D两元素形成的化合物组成的晶体中，晶体结构图以及晶胞的剖面图如下图所示，若晶胞边长是acm，则该晶体的密度为____________g/cm³.(已知阿伏加德罗常数为N_A)

实验室有一包固体粉末样品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物。
Ⅰ.甲学生设计实验方案，以确定样品中是否含有FeO。除样品外，实验室只提供以下试剂：
KMnO₄溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，请你描述甲学生的实验操作步骤、现象及结论：____________________。
Ⅱ．经甲学生实验确定该样品中不存在FeO，乙学生想在甲学生的实验基础上进一步来测定混合物中Fe₂O₃的含量：乙学生准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验，以测定Fe₂O₃的质量分数．

请回答下列问题：
（1）盛装盐酸的仪器的名称是         ，装置的连接顺序是：        →        →       →       （填图中字母序号，各仪器只能选用一次）．
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外，还有一个重要作用是：________________ ．
（3）为提高测定的准确度，在B中最应加入的物质是：          （填编号）．
a．饱和NaHCO₃溶液    b．蒸馏水     c．浓硫酸      d．NaOH溶液
（4）在进行乙学生的实验方案评价时，有学生认为不必测定A中沉淀的质量，而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差，就能完成实验要求．实验证明，若用此法测得Fe₂O₃的质量分数将         （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)  H=+131.4kJ/mol
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H₂O表示0～5min的平均反应速率为______________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________．
A．CO的含量保持不变
B．v_正(H₂O)=v_正(H₂)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如图)，在t₁时刻改变某一条件，请在图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡（用实线表示）；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡（用虚线表示）．
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH₂O(l)变为H₂O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

还原沉淀法是处理含铬(含Cr₂O₇^2﹣和CrO₄^2﹣)工业废水的常用方法，过程如下：

己知转化过程中的反应为：2CrO₄^2﹣(aq)+2H⁺(aq) Cr₂O₇^2﹣(aq)+H₂O（1）。转化后所得溶液中铬元素含量为28.6g/L，CrO₄^2﹣有10/11转化为Cr₂O₇^2﹣。下列说法不正确的是(    )

A．转化过程中，增大c(H^+)，平衡向正反应方向移动，CrO4^2^﹣的转化率提高

B．常温下Ksp[Cr(OH)3]=1×10^﹣32，要使处理后废水中c(Cr^3+)降至1×10^﹣5mol/L，应调溶液的pH=5

C．若用绿矾(FeSO4·7H2O)(M=278)作还原剂，处理1L废水，至少需要917.4g

D．常温下转化反应的平衡常数K=10^4，则转化后所得溶液的pH=1

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的化学方程式为_________________________；
（2）B装置的名称是_____________________；
（3）E装置的作用_______________________；
（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应  的化学方程式：___________________________；
（5）从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？（用离子方程式表示）______________________________.
（6）实验室通常利用质量分数36.5%盐酸（密度为1.14g/mL)与二氧化锰通过反应制取Cl₂。通过计算回答下列问题：（要求有计算过程）
①质量分数36.5%（密度为1.14g/mL)盐酸的物质的量浓度为多少？
②若要制取Cl₂  2.24L（标准状况），理论上需要消耗MnO₂多少克？

化学与环境密切相关．近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题，今年入秋以来，我国大部分地区更是“霾伏”四起，部分地区持续出现中度至重度霾，环境治理刻不容缓。回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是              
A．光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B．PH小于7的雨水都是酸雨
C．PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D．大气中CO₂含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
（2）某化学实验小组测得某地区的雾霾中可能含有如下几种无机离子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2﹣、NO₃^﹣、Cl^﹣．对该地区雾霾处理后获得试样溶液进行了如下的实验：

已知：3NO₃^﹣+8Al+5OH^﹣+18H₂O═3NH₃↑+8[Al（OH）₄]^﹣
请回答下列问题：
①试样溶液加入过量NaOH溶液后生成沉淀Ⅰ的化学式是                ．生成气体Ⅰ的离子方程式为                    ，检验该气体的方法是                     。
②根据实验结果，推测出雾霾中一定含有的离子有             ，若要确定原试样溶液存在的其它阴离子，可在试样溶液中先加入足量的         溶液，再取上层清液加入          溶液。
（3）若该实验小组测得另一地区雾霾试样中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2﹣、Cl^﹣、NO₃^﹣中的几种．①若加入锌粒，排空法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间关系如图所示．则下列说法不正确的是       

A．溶液中一定不含CO₃^2﹣，可能含有SO₄^2﹣和Cl^﹣
B．溶液中n（Mg²⁺）=0.1mol
C．溶液中的阴离子的物质的量为0.35mol 
D．n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

已知A、B、C、D、E五种物质有如图所示的转化关系（部分反应物及反应条件未列出，若解题时需要，可作合理假设），且五种物质中均含有A元素。
（1）若A为气体单质，则① B→E的化学方程式                       ；
② 标准状况下，若将充满干燥D气体的烧瓶倒置于水槽中,烧瓶内液面逐渐上升，（不考虑烧瓶内溶液扩散因素）,则最终烧瓶内所得溶液的物质的量浓度为               

（2）若A为固体单质，且易溶于二硫化碳, 则 ① D的分子式 为             ；
② C→E的化学方程式为                      ；
③ 将E通入某些单质的溶液中，可发生反应生成两种强酸，试举一例写出化学方程式                          。

某工厂用FeCl₃溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。某课外活动小组为确定反应后的废液组成，进行如下实验：（1）取100.00mL反应后的废液加入足量的AgNO₃溶液，生成沉淀12.915g。（2）另取100.00mL反应后的废液加入过量铜片充分反应，铜片质量减少了0.32g。下列关于反应后的废液组成判断正确的是

A．只含有Fe^2+、Cu^2+、Clˉ，不含有Fe^3+

B．c(Fe^2+)︰c(Cu^2+) = 1︰1

C．c(Fe^3+)︰c(Fe^2+)= 1︰3

D．c(Clˉ) ="0.9mol" / L，c(Fe^3+) =" 0.1mol" / L

已知：①2KMnO₄+16HCl→2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
②K₂Cr₂O₇+14HCl→2KCl+2CrCl₃+3Cl₂↑+7H₂O
③MnO₂+4HCl（浓）MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O
其中，KMnO₄和一般浓度的盐酸反应，K₂Cr₂O₇需和较浓的盐酸（大于6mol∙L^-1）反应，MnO₂需和浓盐酸反应（大于8mol∙L^-1）反应。
根据以上信息，下列叙述不正确的是

A．上述各反应均既属于氧化还原反应，有属于离子反应

B．氧化性：KMnO4>K2Cr2O7>Cl2>MnO2

C．盐酸的浓度越大，Cl-的还原性越强

D．每生成1molCl2，上述各反应转移的电子数均为2NA（NA为阿伏加德罗常数的值）