高中化学试题

元素铬(Cr)在溶液中主要以 ${\mathrm{Cr}}^{3+}$ (蓝紫色)、 $\mathrm{Cr}(\mathrm{OH}{)}_4^{-}$ (绿色)、 ${\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7{}^{2-}$ (橙红色)、 ${\mathrm{CrO}}_4{}^{2-}$ (黄色)等形式存在, $\mathrm{Cr}(\mathrm{OH}{)}_3$ 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题：

（1） ${\mathrm{Cr}}^{3+}$ 与 ${\mathrm{Al}}^{3+}$ 的化学性质相似，在 ${\mathrm{Cr}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3$ 溶液中逐滴加入 $\mathrm{NaOH}$ 溶液直至过量, 可观察到的现象是              。

（2） ${\mathrm{CrO}}_4^{2-}$ 和 ${\mathrm{Cr}}_2{O}_7^{2-}$ 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 $1.0\mathit{mol}\bullet L^{-1}$ 的 ${{\mathrm{Na}}_2\mathrm{CrO}}_4$ 溶液中 $c\left({\mathrm{Cr}}_2{O}_7^{2-}\right)$ 随 $c\left({\mathrm{H}}^{+}\right)$ 的变化如图所示。

①用离子方程式表示 ${{\mathrm{Na}}_2\mathrm{CrO}}_4$ 溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大， ${\mathrm{CrO}}_4^{2-}$ 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中 ${\mathrm{CrO}}_4^{2-}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $△H$ _________(填"大于""小于"或"等于")。

（3）在化学分析中采用 ${{\mathrm{K}}_2\mathrm{CrO}}_4$ 为指示剂，以 $\mathrm{Ag}{\mathit{NO}}_3$ 标准溶液滴定溶液中的Cl ⁻，利用Ag ⁺与 ${\mathrm{Cro}}_4^{2-}$ 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 ${\mathrm{Cl}}^{-}$ 恰好完全沉淀(浓度等于 $1.0\times {10}^{-5}\mathit{mol}\bullet L^{-1}$ )时，溶液中 $\mathrm{c}\left({\mathrm{Ag}}^{+}\right)$ 为_______ $\mathit{mol}\bullet L^{-1}$ ，此时溶液中 $c\left({\mathrm{CrO}}_4^{2-}\right)$ 等于__________ $\mathit{mol}\bullet L^{-1}$ 。(已知 ${\mathrm{Ag}}_2{\mathrm{CrO}}_4$ 、 $\mathrm{AgCl}$ 的 ${\mathrm{K}}_{\mathrm{sp}}$ 分别为 $2.0\times {10}^{-12}$ 和 $2.0\times {10}^{-10}$ )。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用 ${\mathrm{NaHSO}}_3$ 将废液中的 ${\mathrm{CrO}}_7^{2-}$ 还原成 ${\mathrm{Cr}}^{3+}$ ，反应的离子方程式为______________。

氮的氧化物( $N{O}_x$ )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 ${\mathrm{NH}}_3$ 将 ${\mathrm{NO}}_x$ 还原生 成 ${\mathrm{N}}_2$ , 某同学在实验室中对 ${\mathrm{NH}}_3$ 与 ${\mathrm{NO}}_x$ 反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的_     ， 反应的化学方程式为_            。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→            (按气流方向, 用小写字母表示)。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的 ${\mathrm{NH}}_3$ 充入注射器 $\mathrm{X}$ 中, 硬质玻璃管 $\mathrm{Y}$ 中加入少量催化剂, 充入 ${\mathrm{NO}}_2$ (两端用夹 子 ${\mathrm{K}}_1,{\mathrm{K}}_2$ 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤	实验现象	解释原因
打开 ${\mathrm{K}}_1$ , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中	(1)Y 管中	(2反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固 定, 待装置恢复到室温	Y 管中有少量水珠	生成的气态水凝集
打开 ${\mathrm{K}}_2$

短周期元素 $\mathrm{W},\mathrm{X},\mathrm{Y},\mathrm{Z}$ 的原子序数依次增加。 $m,p,r$ 是由这些元素组成的二元化合物, $n$ 是元素 $Z$ 的单质，通常为黄绿色气体, $q$ 的水溶液具有漂白性, $0.01\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}r$ 溶液的 $\mathrm{pH}$ 为 2, $S$ 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．	原子半径的大小 $\mathrm{W}<\mathrm{X}<\mathrm{Y}$
B．	元素的非金属性 $\mathrm{Z}>\mathrm{X}>\mathrm{Y}$
C．	Y 的氢化物常温常压下为液态
D．	$\mathrm{X}$ 的最高价氧化物的水化物为强酸

298K时,在 $20.0\mathrm{mL }0.10\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ 氨水中滴入 $0.10\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ 的盐酸，溶液的 $\mathrm{pH}$ 与所加盐酸的体积关系如图所示。已知 $0.10\mathrm{mol}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$ 氨水的电离度为 $1.32\%$ ，下列有关叙述正确的是 $\left(\mathrm{ }\mathrm{}\mathrm{}\right)$

A．	该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．	$M$ 点对应的盐酸体积为 $20.0\mathrm{mL}$
C．	$\mathrm{M}$ 点处的溶液中 $\mathrm{c}\left({\mathrm{NH}}_4^{+}\right)=\mathrm{c}\left({\mathrm{Cl}}^{-}\right)=\mathrm{c}\left({\mathrm{H}}^{+}\right)=\mathrm{c}\left({\mathrm{OH}}^{-}\right)$
D．	$\mathrm{N}$ 点处的溶液中 $\mathrm{pH}<12$

三室式电渗析法处理含 ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 废水的原理如图所示,采用惰性电极， $\mathrm{ab}，\mathrm{cd}$ 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的 ${\mathrm{Na}}^{+}$ 和 ${\mathrm{SO}}_4{}^2-$ 可通过离子交换膜, 而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是（    )

A．	通电后中间隔室的 ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ 离子向正极迁移, 正极区溶液 $\mathrm{pH}$ 增大
B．	该法在处理含 ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 废水时可以得到 $\mathrm{NaOH}$ 和 ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4$ 产品
C．	负极反应为 $2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}-4{\mathrm{e}}^{-}={\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{H}}^{+}$ , 负极区溶液 $\mathrm{pH}$ 降低
D．	当电路中通过 $1\mathrm{mol}$ 电子的电量时, 会有 $0.5\mathrm{mol}$ 的 ${\mathrm{O}}_2$ 生成

下列实验操作能达到实验目的的是（ ）

A．	用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B．	用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的 NO
C．	配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D．	将 ${\mathrm{Cl}}_2$ 与 $\mathrm{HCl}$ 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 ${\mathrm{Cl}}_2$

下列关于有机化合物的说法正确的是（     ）

A．	$2-$ 甲基丁烷也称异丁烷
B．	由乙烯生成乙醇属于加成反应
C．	$C_4{H}_9\mathit{Cl}$ 有3种同分异构体
D．	油脂和蛋白质都属于高分子化合物

设 $N_A$ 为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是（     ）

A．	14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 $2N_A$
B．	$1\mathrm{mol}{N}_2$ 与 $4\mathrm{mol}{H}_2$ 反应生成的NH 3分子数为 $2N_A$
C．	$1\mathrm{molFe}$ 溶于过量硝酸，电子转移数为 $2N_A$
D．	标准状况下， $2.24\mathrm{LC}{\mathrm{Cl}}_4$ 含有的共价键数为 $0.4N_A$

化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是（     ）

A．	用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维
B．	食用油反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质
C．	加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性
D．	医用消毒酒精中乙醇的浓度（体积分数）为95%

卤沙唑仑 $W$ 是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图：

已知：（ⅰ） + +HCl

（ⅱ） + +H ₂O

回答下列问题：

（1） $A$ 的化学名称是 　　。

（2）写出反应③的化学方程式 　　。

（3） $D$ 具有的官能团名称是 　　。（不考虑苯环）

（4）反应④中， $Y$ 的结构简式为 　　。

（5）反应⑤的反应类型是 　　。

（6） $C$ 的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有 　　种。

（7）写出 $W$ 的结构简式 　　。

过渡金属元素铬 $（\mathit{Cr}）$ 是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：

（1）对于基态 $\mathit{Cr}$ 原子，下列叙述正确的是 　　（填标号）。

A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为 $\left[\mathit{Ar}\right]3d^{5}4s^1$

B． $4s$ 电子能量较高，总是在比 $3s$ 电子离核更远的地方运动

C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

（2）三价铬离子能形成多种配位化合物。 $[\mathit{Cr}（N{H}_3{）}_3（H_{2}O{）}_2\mathit{Cl}{]}^{2+}$ 中提供电子对形成配位键的原子是 　　，中心离子的配位数为 　　。

（3） $[\mathit{Cr}（N{H}_3{）}_3（H_{2}O{）}_2\mathit{Cl}{]}^{2+}$ 中配体分子 $N{H}_3$ 、 $H_{2}O$ 以及分子 $P{H}_3$ 的空间结构和相应的键角如图所示。

$P{H}_3$ 中 $P$ 的杂化类型是 　　    。 $N{H}_3$ 的沸点比 $P{H}_3$ 的 　　 ，原因是 　　    。 $H_{2}O$ 的键角小于 $N{H}_3$ 的，分析原因 　         　。

（4）在金属材料中添加 $\mathit{AlC}{r}_2$ 颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。 $\mathit{AlC}{r}_2$ 具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是 　　原子。设 $\mathit{Cr}$ 和 $\mathit{Al}$ 原子半径分别为 $r_{\mathit{Cr}}$ 和 $r_{\mathit{Al}}$ ，则金属原子空间占有率为 　       　%（列出计算表达式）。

一氯化碘 $（\mathit{ICl}）$ 是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

（1）历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是 $\mathit{ICl}$ ，从而错过了一种新元素的发现。该元素是 　　。

（2）氯铂酸钡 $（\mathit{BaPtC}{l}_6）$ 固体加热时部分分解为 $\mathit{BaC}{l}_2$ 、Pt和 $C{l}_2$ ， $376.8℃$ 时平衡常数 $K_p\text{'}＝1.0\times 10^{4}P{a}^2$ 。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量 $\mathit{BaPtC}{l}_6$ ，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气（然后将支管封闭）。在 $376.8℃$ ，碘蒸气初始压强为 $20.0\mathit{kPa}$ 。 $376.8℃$ 平衡时，测得烧瓶中压强为 $32.5\mathit{kPa}$ ，则 $P_{\mathit{ICl}}＝$ 　　 $\mathit{kPa}$ ，反应 $2\mathit{ICl}（g\mathit{）＝}C{l}_2（g）+I_2（g）$ 的平衡常数 $K＝$ 　　（列出计算式即可）。

（3）McMorris 测定和计算了在 $136～180℃$ 范围内下列反应的平衡常数 $K_p$ ：

$2\mathit{NO}（g）+2\mathit{ICl}（g）\rightleftharpoons 2\mathit{NOCl}（g）+I_2（g）$     $K_{P1}$

$2\mathit{NOCl}（g）\rightleftharpoons 2\mathit{NO}（g）+C{l}_2（g）$     $K_{P2}$

得到 $\mathit{lg}{K}_{P1}～\frac{1}{T}$ 和 $\mathit{lg}{K}_{P2}～\frac{1}{T}$ 均为线性关系，如图所示：

①由图可知， $\mathit{NOCl}$ 分解为 $\mathit{NO}$ 和 $C{l}_2$ 反应的 $\mathit{\Delta H}$ 　　 $0$ （填"大于"或"小于"）。

②反应 $2\mathit{ICl}（g\mathit{）＝}C{l}_2（g）+I_2（g）$ 的 $K＝$ 　　（用 $K_{P1}、K_{P2}$ 表示）；该反应的 $\mathit{\Delta H}$ 　　 $0$ （填"大于"或"小于"），写出推理过程 　           　。

（4）Kistiakowsky曾研究了 $\mathit{NOCl}$ 光化学分解反应，在一定频率（v）光的照射下机理为：

$\mathit{NOCl}+hv\to \mathit{NOCl}*$

$\mathit{NOCl}+\mathit{NOCl}*\to 2\mathit{NO}+C{l}_2$

其中 $\mathit{hv}$ 表示一个光子能量， $\mathit{NOCl}*$ 表示 $\mathit{NOCl}$ 的激发态。可知，分解 $1\mathit{mol}$ 的 $\mathit{NOCl}$ 需要吸收 　　 $\mathit{mol}$ 的光子。

氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：

Ⅰ.将浓 $H_{2}S{O}_4$ 、 $\mathit{NaN}{O}_3$ 、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末。塞好瓶口。

Ⅱ.转至油浴中， $35℃$ 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 $98℃$ 并保持1小时。

Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加 $H_2{O}_2$ 至悬浊液由紫色变为土黄色。

Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。

Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

（1）装置图中，仪器a、c的名称分别是 　　、 　　，仪器b的进水口是 　　（填字母）。

（2）步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 $\mathit{KMn}{O}_4$ 粉末并使用冰水浴，原因是 　　。

（3）步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是 　　。

（4）步骤Ⅲ中， $H_2{O}_2$ 的作用是 　　（以离子方程式表示）。

（5）步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在 $S{O_4}^{2﹣}$ 来判断。检测的方法是 　　。

（6）步骤Ⅴ可用 $\mathit{pH}$ 试纸检测来判断 $C{l}^{﹣}$ 是否洗净，其理由是 　　。

磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $\mathit{Ti}{O}_2$ 、 $\mathit{Si}{O}_2$ 、 $A{l}_2{O}_3$ 、 $\mathit{MgO}$ 、 $\mathit{CaO}$ 以及少量的 $F{e}_2{O}_3$ 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子	$F{e}^{3+}$	$A{l}^{3+}$	$M{g}^{2+}$	$C{a}^{2+}$
开始沉淀的pH	2.2	3.5	9.5	12.4
沉淀完全     $（c＝1.0\times 10^{﹣5}\mathit{mol}{L}^{﹣1}）$ 的pH	3.2	4.7	11.1	13.8

回答下列问题：

（1）"焙烧"中， $\mathit{Ti}{O}_2$ 、 $\mathit{Si}{O}_2$ 几乎不发生反应， $A{l}_2{O}_3$ 、 $\mathit{MgO}$ 、 $\mathit{CaO}$ 、 $F{e}_2{O}_3$ 转化为相应的硫酸盐。写出 $A{l}_2{O}_3$ 转化为 $N{H}_4\mathit{Al}（S{O}_4{）}_2$ 的化学方程式 　　。

（2）"水浸"后"滤液"的 $\mathit{pH}$ 约为2.0，在"分步沉淀"时用氨水逐步调节 $\mathit{pH}$ 至11.6，依次析出的金属离子是 　　。

（3）"母液①"中 $M{g}^{2+}$ 浓度为 　　 $\mathit{mol}•L^{﹣1}$ 。

（4）"水浸渣"在 $160℃$ "酸溶"，最适合的酸是 　　。"酸溶渣"的成分是 　　、 　　。

（5）"酸溶"后，将溶液适当稀释并加热， $\mathit{Ti}{O}^{2+}$ 水解析出 $\mathit{Ti}{O}_{2}x{H}_{2}O$ 沉淀，该反应的离子方程式是 　　。

（6）将"母液①"和"母液②"混合，吸收尾气，经处理得 　　，循环利用。

HA是一元弱酸，难溶盐 $\mathit{MA}$ 的饱和溶液中 $c（M^{+}）$ 随 $c（H^{+}）$ 而变化， $M^{+}$ 不发生水解。实验发现， $298K$ 时 $c^2（M^{+}\mathit{）～}c（H^{+}）$ 为线性关系，如图中实线所示。下列叙述错误的是（　　）

A．	溶液 $\mathit{pH}＝4$ 时， $c（M^{+}\mathit{）＜}3.0\times 10^{﹣4}\mathit{mol}{L}^{﹣1}$
B．	$\mathit{MA}$ 的溶度积 $K_{\mathit{sp}}（\mathit{MA}\mathit{）＝}5.0\times 10^{﹣8}$
C．	溶液 $\mathit{pH}＝7$ 时， $c（M^{+}）+c（H^{+}\mathit{）＝}c（A^{﹣}）+c（O{H}^{﹣}）$
D．	HA的电离常数 $K_a（\mathit{HA}）\approx 2.0\times 10^{﹣4}$