8.钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。
工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:
已知:
钒有多种价态,其中+5价最稳定。
钒在溶液中主要以
和
的形式存在,且存在平衡VO2++H2O
VO3-+2H+。
下列说法正确的是
A.工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水
B.可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3
C.焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全
D.将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性产品中一定不含铁元素
9.某小组为探究草酸亚铁(FeC2O4)的热分解产物,按下面所示装置进行实验。
以下说法错误的是()
A.实验中观察到装置B、F中石灰水变浑浊,E中固体变为红色,则证明分解产物中有CO2和CO气体
B.反应结束后,取A中固体溶于稀硫酸,向其中滴加1~2滴KSCN溶液,溶液无颜色变化,证明分解产物中不含Fe2O3
C.装置C的作用是除去混合气中的CO2
D.反应结束后,应熄灭A、E处酒精灯后,持续通入N2直至温度恢复至室温
10.某透明溶液中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、NH4+、Cl-、I-、NO3-、SO42-(H+、OH-没有列出)中的一种或几种,为了确认溶液中离子的存在情况,分别取等量的试液装入5支试管里,做如下实验:
①测定溶液pH,pH=2;②向溶液中滴加过量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、灼烧、称重,得固体质量为3.2g;③向溶液中加入过量浓氢氧化钠溶液,加热,收集到气体1.12L(标准状况);④向溶液中加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称重,得固体2.33g;⑤向溶液中加入适量浓硫酸,再加入铜粉,振荡溶液,充分反应产生标准状况下0.896L红棕色气体。
下列对实验结论的分析合理的是
A.可能存在Al3+、Fe2+B.只存在NO3-、NH4+、SO42-、Fe3+
C.一定不存在Fe2+、I-D.可能存在Al3+、Cl-
11.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。
下列说法正确的是()
A.若甲可以与NaOH溶液反应放出H2,则丙一定是两性氧化物
B.若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应
C.若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能会使高锰酸钾溶液褪色
D.若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊
12.以铬酸钾为原料,电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下,下列说法不正确的是( )
A.在阴极室,发生的电极反应为:
2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B.在阳极室,通电后溶液逐渐由黄色变为橙色,是因为阳极区H+浓度增大,使平衡2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向左移动
C.该制备过程总反应的化学方程式为:
4K2CrO4+4H2O
2K2Cr2O4+4KOH+2H2↑+O2↑
D.测定阳极液中K和Cr的含量。
若K与Cr的物质的量之比为d,则此时铬酸钾的转化率为2-d
13.在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,加入B,发生反应:
A(s)+2B(g)
4C(g)
+D(g)ΔH<0。
在一定温度、压强下达到平衡。
平衡时C的物质的量与加入B的物质的量的变化关系如右图所示。
下列说法正确的是()
A.若保持压强一定,当温度升高后,则图中θ>45
B.若再加入B,则再次达到平衡时正、逆反应速率均逐渐增大
C.若保持压强一定,再加入B,则反应体系气体密度减小
D.平衡时B的转化率为50%
14.某同学做了如下实验:
下列说法中正确的是( )
装置
现象
电流计指针未发生偏转
电流计指针偏转
A.加热铁片I所在烧杯,电流表指针会发生偏转
B.用KSCN溶液检验铁片Ⅲ、IV附近溶液,可判断电池的正、负极
C.铁片I、Ⅲ的腐蚀速率相等
D.“电流计指针未发生偏转”,说明铁片I、铁片Ⅱ均未被腐蚀
15.常温下,浓度均为0.1mol·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,lg[c(H+)/c(OH-)]随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.HX的酸性弱于HYB.c点溶液中:
c(Y-)>c(HY)
C.a点由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1D.b点时酸碱恰好完全中和
16.温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:
2NO2(g)
2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。
实验测得:
v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
下列说法正确的是
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B.达平衡时,容器Ⅱ中
比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数大于50%
D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1
二、填空题(共52分)
17.(共7分每空1分).水合草酸亚铁(FeC2O4·xH2O)是生产锂电池的原料。
难溶于水,受热易分解。
某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1) 将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。
分别取2mL此溶液于3支试管中,进行实验。
能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的试剂有____(填代号)。
A.KSCN溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.酸性KMnO4溶液
(2)为测定水合草酸亚铁中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
实验步骤如下:
a.打开K1和K2,缓缓通入N2;b.低温加热装置A一段时间;
c.停上加热,冷却到室温;d.关闭K1和K2,称量A;
e. ,记为m3g。
①补充实验步骤e为__________(填实验操作和要求)。
②步骤b至步骤e继续通入N2的目的是___________________。
(3)为探究草酸亚铁的分解产物,将
(2)中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置(可重复选用)进行实验。
打开K1和K2,缓缓通入N2,充分加热。
实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①实验装置中,依次连接的合理顺序为A→_______________。
②证明产物有CO生成的现象是________________。
③写出草酸亚铁受热分解的化学方程式________________。
18(14分).氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。
(1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。
肼(N2H4)与N2O4的反应为2N2H4(g)+N2O4(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1077kJ•mol-1
已知相关反应的化学键键能数据如下表所示:
化学键
N-H
N-N
N≡N
O-H
E/(kJ•mol-1)
390
190
946
460
则使1molN2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是___________。
(2)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)
2NO2(g)。
将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①由图推测该反应的△H___0(填“>”或“<”),理由为________________。
②图中a点对应温度下,已知N2O4的起始压强po为108kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。
相应的速率压强关系如图所示,一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=___________,在下左图上标出的点中,能表示反应达到平衡状态的点为__________(填字母代号)。
(3)电解NO2制备NH4NO3,其工作原理如图所示。
①阳极的电极反应式为________________________________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充某种化合物A,则A的化学式为_________
19(10分).某实验小组研究溶液中AgNO3和Na2S的反应。
实验
试剂
现象
试管
滴管
AgNO3溶液
(pH=4)
Na2S溶液
(pH=9)
出现黑色沉淀
(1)用离子方程式解释Na2S溶液pH>7的原因:
________。
(2)实验小组同学认为黑色沉淀中可能含有Ag2O、Ag2S或Ag,设计实验验证。
已知:
i.浓硝酸能将Ag2S转化为
和
;
ii.Ag2O能溶解在浓氨水中形成银氨溶液,而Ag2S和Ag均不能。
①设计并实施如下实验,证实沉淀中含有Ag2S。
试剂2是_________。
现象1是_________。
②设计并实施如下实验,证实沉淀中不含有Ag2O,将现象补充完整。
实验操作
实验现象
步骤i
取少量银氨溶液,向其中滴加盐酸
出现白色沉淀
步骤ii
取少量洗涤后的黑色沉淀,向滤液中滴加盐酸,加入浓氨水过滤后,
____________
③经检验,沉淀不含有Ag。
(3)实验小组同学认为AgNO3溶液具有氧化性,在一定条件下能够氧化Na2S,设计实验进行研究(实验装置如右图所示),测得电压为a(
)。
对AgNO3溶液中氧化
的物质进行推测:
假设1:
的AgNO3溶液中
氧化了
;
假设2:
的AgNO3溶液中
氧化了
。
利用右图装置继续研究(已知:
电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大)。
①将
的AgNO3溶液替换为_______溶液,记录电压为b(
)。
②上述实验证实了氧化
的物质中一定包含
,其证据是______。
实验结论:
AgNO3溶液与Na2S溶液的反应类型与反应条件有关。
20.(13分)CoC2O4是制备金属钴的原料。
利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下:
(1)“500℃煅烧”的目的是__________________。
(2)“浸出液”的主要成分是__________________。
(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+,反应的离子方程式为_______________________________。
(4)“净化除杂1”过程中,需在40~50℃加入H2O2溶液,再升温至80~85℃,加入Na2CO3溶液,调pH至5,“滤渣I”的主要成分是___________。
(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L,则c(Mg2+)为___________________[已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11”、Ksp(CaF2)=1.05×10-10]
(6)为测定制得的CoC2O4产品的纯度,现称取1.00g样品,将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4)2C2O4〕溶液,再用过量稀硫酸酸化,用0.1000mol/L高锰酸钾溶液滴定,当____________________时,即达到滴定终点,共用去高锰酸钾溶液26.00mL,该产品的纯度为__________________________。
21.(8分)化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(1)C中的含氧官能团名称为_______和__________。
(2)D→E的反应类型为__________________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:
_____________________。
①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G的分子式为C12H14N2O2,经氧化得到H,写出G的结构简式:
__________________。
高三上学期第三次月考化学试卷答案(惟义、特零班、零班)
参考答案:
1-5:
ABBCD6-10DBBBC11-16DBDABD
17【共7分每空1分】
(1)B
(2)①重复上述a~d步骤,直至A恒重。
②将装置A中的水蒸气带走;同时防止FeC2O4被空气氧化。
(3)①C→E→C→F→G→C→H
②E后的C中澄清石灰水不变浑浊,G装置黑色固体变红,其后的C中澄清石灰水变浑浊③3FeC2O4
Fe3O4+4CO↑+2CO2↑
18(14分除标注外其余每空2分).
(1)1941kJ
(2)①(每空1分共2分)>温度升高,α(N2O4)增加,说明平衡右移。
该反应为吸热反应,△H>0②
B点与D点
(3)①NO2-e-+H2O=NO3-+2H+②NH3
19.(10分)
(1)S2-+H2O
HS-+OH-
(2)①Ba(NO3)2溶液;黑色沉淀溶解,有红棕色气体生成,
②滴加盐酸后,无明显现象
(3)①pH=4的
NaNO3溶液
②a>b
20.(13分)
(1)除去碳和有机物(1分)
(2)NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分)(2分)
(3)2Co3++SO32-+H2O=2Co2++SO42-+2H+(2分)
(4)Fe(OH)3(答Fe(OH)3和CaSO4与CaCO3中任意一种或两种都给分)(2分)
(5)7.0×10-6mol/L(2分)
(6)当滴加最后一滴酸性高锰酸钾,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色(2分)95.55%(2分)
21.(8分)
(1)醚键酯基(每空1分)
(2)取代反应(2分)
(3)
(2分)
(4)
(2分)