山东省济南历城第二中学2021届高三上学期期中考试化学试题 Word版含解析 21页

- 1 - 化学试题 注意事项 1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对 条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2.选择题答案必须使用 2B 铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必 须使用 0.5 毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效； 在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 可能用到的相对原子质量： H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分。每小题只有一个选项符 合题意。 1. 化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展具有重要作用，下列说法中 正确的是 A. 煤经过气化和液化两个物理变化，可变为清洁能源 B. 自然界中含有大量的游离态的硅，纯净的硅晶体可用于制作计算机芯片 C. 钻石、水晶、刚玉都是人们熟知的宝石，但其化学成分不同 D. 我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维，是一种高分子材料 【答案】C 【解析】 【详解】A．煤的气化和液化过程中都有新物质生成，因此发生的变化都是化学变化，A 错误； B．硅为亲氧元素，在自然界都是以化合态存在，无单质态，B 错误； C．钻石主要成分是 C 单质；水晶主要成分是 SiO2；刚玉主要成分是 Al2O3，可见三种物质的 化学成分不同，C 正确； D．碳纤维是碳元素的一种单质，属于无机非金属材料，D 错误； 故合理选项是 C。 2. 宋应星所著《天工开物》被外国学者誉为“17 世纪中国工艺百科全书”。下列说法错误的是 A. “凡白土曰垩土，为陶家精美启用”中“陶”是一种传统硅酸盐材料 B. “凡石灰，经火焚炼为用”里的“石灰”指的是 Ca(OH)2 - 2 - C. “烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”该过程中反应的类型为置换反应 D. “每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜”中的黄铜是合金 【答案】B 【解析】 【详解】A．文献中的“陶”是一种陶瓷，以黏土为原料烧制而成，其主要成分是硅酸盐，属 于传统硅酸盐材料，A 正确； B．石灰石加热后能制得生石灰，“石灰”指的是碳酸钙，B 错误； C．该过程中反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应类型为置换反应，C 正确； D．倭铅为锌，先后入罐熔化，冷定取出，则黄铜是铜锌形成混合物，是合金，D 正确； 故合理选项是 B。 3. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 A. Fe2O3 具有氧化性，可用作颜料 B. 晶体硅熔点高，可用于制作半导体材料 C. Na2CO3 溶液显碱性，可用热的纯碱溶液洗油污 D. FeS 固体呈黑色，可用于除去废水中 Cu2＋、Hg2＋等重金属 【答案】C 【解析】 【详解】A．Fe2O3 是红棕色固体，可用作红色颜料，与 Fe2O3 具有氧化性无关，A 不符合题 意； B．晶体硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，与晶体硅熔点高无关，B 不符合题意； C．Na2CO3 是强碱弱酸盐，则 Na2CO3 溶液显碱性，并且水解反应是吸热反应，升高温度溶液 碱性增强，因此可用热的纯碱溶液洗油污，C 符合题意； D．CuS、HgS 的溶解度小于 FeS，所以废水中 Cu2+、Hg2+等重金属可通过加入 FeS 固体转化 为 CuS、HgS 而除去，这与 FeS 固体呈黑色无关，D 不符合题意； 故合理选项是 C。 4. 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是 A. pH=13 的 Ba(OH)2 溶液中含有 OH-离子数目为 0.1NA B. 0.1mol Fe 在足量 O2 中燃烧，转移电子数为 0.2NA - 3 - C. 9.2gNO2 和 N2O4 的混合气体中含有原子数目为 0.6NA D. 16.25 g FeCl3 完全水解转化为氢氧化铁胶体，生成 0.1NA 个胶粒 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于溶液的体积未知，故无法计算 pH=13 的 Ba(OH)2 溶液中含有 OH-离子数目， A 错误； B．Fe 在氧气中燃烧生成 Fe3O4，故 0.1mol Fe 在足量 O2 中燃烧，转移电子数为 -1 A A 8 0.80.1mol mol =3 3N N  ，B 错误； C．设 NO2 和 N2O4 的混合气体中 NO2 的质量为 xg，则 N2O4 的质量为(9.2-x)g，9.2gNO2 和 N2O4 的混合气体中含有原子数目为 1 A A xg (9.2-x)g3+ 6 0.646g/mol 92g / N mol Nmol        ，C 正确； D．16.25 g FeCl3 的物质的量为： 16.25g =0.1mol162.5g/mol ，由于氢氧化铁胶体中的胶粒是一定 量 Fe(OH)3 的集合体，故完全水解转化为氢氧化铁胶体，生成胶粒小于 0.1NA 个，D 错误； 故答案为：C。 5. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是 ( ) A. NH3 2O催化剂，△ NO2 2H O HNO3 B. Al  NaOH aq  NaAlO2(aq) 蒸发 NaAlO2(s) C. Fe  2H O g高温 Fe2O3 Al 高温 Fe D. AgNO3(aq) 3 2NH H O [Ag(NH3)2OH(aq)]  蔗糖 Ag 【答案】B 【解析】 【详解】A. NH3 催化氧化只能生成 NO，不能生成 NO2，A 错误； B. Al 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和 H2，NaAlO2 溶液蒸发结晶，可获得 NaAlO2 晶体，B 正确； C. Fe 在高温条件下与水蒸气反应，生成 Fe3O4 和 H2，C 错误； D. 蔗糖分子中不含有醛基，不能将 Ag(NH3)2OH 还原为 Ag，D 错误。 故选 B。 - 4 - 【点睛】我们常会想，氨的催化氧化时，O2 用量充足，NO 与 O2 又容易发生反应生成 NO2， 所以氨催化氧化，最终理应生成 NO2。孰不知，氨的催化氧化温度在 780~840℃，二氧化氮在 150℃以上开始分解，到 650℃完全分解为一氧化氮和氧气，所以氨的催化氧化过程中无法生 成二氧化氮。 6. 下列反应的离子方程式书写正确的是 A. 硫酸铝溶液中加过量氨水：Al3+＋4NH3·H2O=[Al(OH)4]-＋4 + 4NH B. NaClO 溶液中通入足量 CO2：2ClO-＋CO2＋H2O=2HClO＋ 2- 3CO C. 惰性电极电解 MgCl2 水溶液 Mg2+ ＋2Cl-＋2H2O 通电 Mg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑ D. 澄清石灰水与足量小苏打溶液混合:Ca2+ +OH-+ - 3HCO = CaCO3↓+ H2O 【答案】C 【解析】 【 详 解 】 A ． 由 于 Al(OH)3 不 溶 于 氨 水 中 ， 故 硫 酸 铝 溶 液 中 加 过 量 氨 水 ： Al3+ ＋ 3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3 + 4NH ，A 错误； B．酸性：碳酸>次氯酸>碳酸氢根，所以 NaClO 溶液中通入足量 CO2：ClO-＋CO2＋H2O=HClO ＋ - 3HCO ，B 错误； C．惰性电极电解 MgCl2 水溶液，阳极上 Cl-放电，阴极上 H2O 电离的 H+放电，故总电解反应 离子方程式为：Mg2+＋2Cl-＋2H2O 通电 Mg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，C 正确； D．澄清石灰水与足量小苏打溶液混合，氢氧根可以完全反应，离子方程式为:Ca2+ +2OH-+ 2 - 3HCO = CaCO3↓+ 2H2O+ 2- 3CO ，D 错误； 故答案为：C。 7. 实验室提供的玻璃仪器有试管、导管、容量瓶、烧杯、酒精灯、表面皿、玻璃棒(非玻璃 仪器任选)，选用上述仪器能完成的实验是 A. 粗盐的提纯 B. 制备氨气 C. 中和热测定 D. 配制 0.1mol∙L-1 的盐酸溶液 【答案】B - 5 - 【解析】 【详解】A．粗盐的提纯需要用到的玻璃仪器为酒精灯、蒸发皿、玻璃棒，则题给仪器不能完 成粗盐的提纯的实验，故 A 不符合题意； B．实验室制备氨气需要用到的玻璃仪器为试管、导管、酒精灯，则题给仪器能完成实验室制 备氨气的实验，故 B 符合题意； C．中和热测定需要用到的仪器有：大小烧杯、环形玻璃搅拌棒、温度计、量筒；则题给仪器 不能完成中和热测定的实验，故 C 不符合题意； D．配制 0.1mol∙L-1 的盐酸溶液需要用到的玻璃仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴 管，则题给仪器不能完成配制 0.1mol·L-1 的盐酸溶液的实验，故 D 不符合题意； 答案选 B。 8. 含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性 氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为：CN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O(未配 平)。下列说法错误的是(其中 NA 表示阿伏加德罗常数的值)( ) A. Cl2 是氧化剂，CO2 和 N2 是氧化产物 B. 上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为 2：5 C. 该反应中，若有 1mol CN-发生反应，则有 5NA 电子发生转移 D. 若将该反应设计成原电池，则 CN-在负极区发生反应 【答案】B 【解析】 【详解】A.在反应 CN-+OH-+Cl2→CO2+N2+Cl-+H2O 中，Cl 元素化合价由 0 价降低为-1 价，C 元素化合价由+2 价升高为+4 价，N 元素化合价由-3 价升高为 0 价，可知 Cl2 是氧化剂，CO2 和 N2 是氧化产物，A 正确； B.由上述分析可知，反应方程式为 2CN-+8OH-+5Cl2=2CO2+N2+10Cl-+4H2O，反应中是 CN-是 还原剂，Cl2 是氧化剂，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 5：2，B 错误； C.由上述分析，根据电子守恒、原子守恒可知，C 元素化合价由+2 价升高为+4 价，N 元素化 合价由-3 价升高为 0 价，所以若有 1mol CN-发生反应，则有[(4-2)+(3-0)]NA=5NA 电子发生转 移，C 正确； D.C 元素化合价由+2 价升高为+4 价，N 元素化合价由-3 价升高为 0 价，则若将该反应设计成 原电池，则 CN-在负极区失去电子，发生氧化反应，D 正确； 故合理选项是 B。 - 6 - 9. 下列反应的离子方程式正确的是（ ） A. Fe3O4 粉末溶于足量的稀硝酸：Fe3O4 + 8H+ = 2Fe2+ + Fe3+ + 4H2O B. FeSO4 溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H＋＋H2O2= Fe3＋＋2H2O C. 用稀硫酸酸化的 KMnO4 溶液与 H2O2 反应，证明 H2O2 具有还原性： - 42MnO + 6H+ + 5H2O2 ＝ 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O D. 实验室中制氯气：MnO2 + 4HCl(浓)=Mn2++ 2Cl- + Cl2 ↑ + 2H2O 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于 HNO3 具有强氧化性，故 Fe3O4 粉末溶于足量的稀硝酸的离子方程式为：3Fe3O4 + 28H+ + - 3NO = 9Fe3++NO↑+14H2O，A 错误； B．FeSO4 溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液的离子方程式为：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2= 2Fe3 ＋＋2H2O，B 错误； C．用稀硫酸酸化的 KMnO4 溶液与 H2O2 反应，证明 H2O2 具有还原性的离子方程式为： - 42MnO + 6H+ + 5H2O2＝ 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O，C 正确； D．实验室中制氯气的离子方程式为：MnO2 + 4H++2Cl- Δ Mn2++ Cl2 ↑ + 2H2O，D 错误； 故答案为：C。 10. 下列图示与对应的叙述相符的是 A. 图甲所示，a＞7 时可表示弱碱滴定强酸的滴定曲线 B. 图乙所示，2NO(g)+2CO(g)  2CO2(g)+N2(g)，t1 时刻证明反应达到了平衡状态 C. 图丙所示，表示反应 2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)；ΔH＜0 的平衡常数 K 与温度和压强的关 系 D. 图丁所示，H2O2 分解反应过程中，加入 KI 可加快反应速率，但不改变焓变 【答案】D - 7 - 【解析】 【详解】A．弱碱滴定强酸，pH 变大，且滴定终点时 pH 突变，到达滴定终点时，溶液为强酸 弱碱盐，显酸性，a＜7，故 A 不符合题意； B．图乙所示，2NO(g)+2CO(g)  2CO2(g)+N2(g)，t1 时刻表明一氧化碳和二氧化碳的物质的 量相等，并不是各物质的物质的量不变的状态，不能证明反应达到了平衡状态，故 B 不符合 题意； C．K 与温度有关，与压强无关，则 K 不随压强变化，为放热反应，K 随温度升高而减小，故 C 不符合题意； D．图丁表示，H2O2 分解反应过程是放热反应，加入 KI 可降低反应的活化能，加快反应速率， 但不改变焓变，故 D 符合题意； 答案选 D。 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. 根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是（ ） 选项 实验操作和现象 结论 A 向溶液 X 中加入 Na2O2 粉末，出现红褐色沉淀和无色气体 X 中不一定含有 Fe3＋ B 常温下，测得 0.1mol/LNaA 溶液的 pH 小于 0.1mol/LNa2CO3 溶 液的 pH 酸性：HA>H2CO3 C 将铝与氧化铁发生铝热反应后的熔融物在稀盐酸中充分溶解， 再滴加几滴 KSCN 溶液，溶液未变红 熔融物中不含有+3 价铁 D 向 2 支均盛有 2mL1.0mol·L－1KOH 溶液的试管中分别加入 2 滴浓度均为 0.1mol·L－1 的 AlCl3 和 MgCl2 溶液，一支试管 出现白色沉淀，另一支无明显现象 Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Mg(OH)2] A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．过氧化钠可氧化亚铁离子，且与水反应生成氧气，由现象可知溶液中可能含 Fe2+， - 8 - 不一定含有 Fe3＋，故 A 正确； B．常温下，测得 0.1mol/LNaA 溶液的 pH 小于 0.1mol/LNa2CO3 溶液的 pH，可以证明酸性： HA>HCO - 3 ，但不能证明 HA 和 H2CO3 的酸性强弱，故 B 错误； C．将铝与氧化铁发生铝热反应后的熔融物在稀盐酸中充分溶解，再滴加几滴 KSCN 溶液，溶 液未变红，因存在：Fe+2Fe3+=3Fe2+，所以只能说明与稀盐酸反应后的溶液中不存在 Fe3+，故 C 错误； D．KOH 过量，氯化铝生成偏铝酸钾，无沉淀生成，氯化镁生成氢氧化镁沉淀，不能比较 Ksp 大小，故 D 错误； 答案选 A。 12. 室温下，四氯化锡是一种无色液体（沸点为 114.1 5℃），遇水会反应。模拟工业制备 SnCl4 的实验装置如下图所示。下列说法错误的是 已知：SnO2+2Cl2+2C Δ SnCl4+2CO A. a 的烧瓶中盛放的是高锰酸钾，c 中盛放的是饱和食盐水 B. 向烧瓶中滴入浓盐酸之前需打开 K C. e 装置用于冷凝 SnCl4 蒸汽 D. f 装置用于防止空气中水蒸气进入 u 形管 【答案】A 【解析】 【分析】 a 用于制备氯气，常温下可高锰酸钾和浓盐酸反应制备，b 为饱和食盐水，用于除去氯化氢，c 为浓硫酸，起干燥作用，在加热条件下，在 d 中发生 SnO2+2Cl2+2C Δ SnCl4+2CO，e 用于冷 凝、收集产物，无水氯化钙可防止产物与水反应而变质，最后进行尾气处理，避免 CO 污染环 境，据此解题即可。 - 9 - 【详解】A．c 用于干燥氯气，c 中应盛放浓硫酸，A 错误； B．向烧瓶中滴入浓盐酸之前需打开 K，可使盐酸顺利流下，充分反应，且生成的氯气需先排 除装置内的空气，B 正确； C．四氯化锡是一种无色液体（沸点为 114.15℃），则 e 装置用于冷凝 SnCl4 蒸汽，起到收集的 作用，C 正确； D．无水氯化钙可防止产物与空气中的水反应而变质，D 正确； 故答案为：A。 13. 一种新型氟离子电池的电解质为 2LaSrMnO F 和 4 4LaSrMnO F X ， -F 可嵌入这两种盐 的晶体中，该电池工作时放电的示意图如图所示，下列判断正确的是（ ） A. 放电时， a 极为该电池的正极 B. 充电时， -F 移向 b 极 C. 充电时，阳极的电极反应式为 - - 2MgF +2e Mg 2F═ D. 电池总反应为 33Mg 2BiF 22Bi 3MgF 【答案】AD 【解析】 【分析】 根据电子的移动方向，该电池放电时 Mg 失去电子结合 F-生成 MgF2，即 b 电极为负极，电极 反应式为 Mg+2F- -2e-═MgF2，则 a 为正极，正极的电极反应式为 3 +3eBiF =Bi 3F  ；充电时， 电解池的阳极、阴极与原电池的正极、负极对应，即电解池的阳极为原电池的正极、阴极为 原电池的负极，电极反应与原电池的电极反应相反，据此分析解答。 【详解】A．根据上述分析，放电时，Mg 失去电子、作负极，即 b 极为负极，a 为正极，故 A 正确； B．充电时，a 极为阳极、b 极为阴极，阴离子由阴极移向阳极，即 F-从 b 极移向 a 极，故 B - 10 - 错误； C．充电时，电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阳极的电极反应式为 3-3Bi F iFe3 =B ， 故 C 错误； D．放电时，负极的电极反应式为 Mg+2F- -2e-═MgF2，正极的电极反应式为 3 +3eBiF =Bi 3F  ，因此该电池总反应为 33Mg 2BiF 22Bi 3MgF ，故 D 正确； 故选 AD。 【点睛】根据电池中电子的移动方向正确判断正负极是解题的关键。本题的易错点为 C，要注 意阳极发生氧化反应，应该失去电子。 14. 一种以海绵铜(Cu)为原料制备 CuCl 的工艺流程如下： 已知：CuCl 为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化。下列说法错误 的是 A. “溶解”时可用热空气代替 NaNO3 B. “过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C. “还原”时发生的离子反应为 2Cu2+＋ 2- 3SO ＋2Cl-＋2OH-=2CuCl↓＋ 2- 4SO ＋H2O D. 为提高 CuCl 的产率和纯度，可采用乙醇洗涤、真空干燥 【答案】C 【解析】 【详解】A．海绵铜加入稀硫酸、热空气和水，通入热空气溶解浸取后反应生成硫酸铜溶液， A 正确； B．过滤用于分离固体和液体，所用玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，B 正确； C．“还原”步骤为含有 CuSO4 的滤液，溶液呈酸性，加入 Na2SO3、NaCl，生成 CuCl 和 Na2SO4， 发生反应的离子方程式为 2Cu2++ 2- 3SO +2Cl-+H2O=2CuCl↓+ 2- 4SO +2H+，C 错误； D．由题给信息可知 CuCl 为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，则可采用乙醇洗涤，为避免 被氧化，可真空干燥，D 正确； 故答案为：C。 - 11 - 15. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图，我国学者发现 T°C 时， 甲醇(CH3OH)在铜基催化剂上的反应机理如下(该反应为可逆反应)： 下列有关说法正确的是 A. 反应 I 和反应Ⅱ相比，反应Ⅱ更容易发生 B. 反应 I 为 CH3OH(g)=CO(g)+2H2 (g) ∆H＜0 C. 通过控制催化剂的用量可以控制反应的速率和反应进行的程度 D. CH3OH(g)与 H2O(g)在高温条件下更容易反应 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，反应Ⅱ的活化能低于反应 I 的活化能，则反应Ⅱ更容易发生，A 正确； B．由图可知，反应 I 的生成物能量比反应物的能量高，所以反应 I 是吸热反应，B 错误； C．催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，所以选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活 化能，但是催化剂不能使化学平衡发生移动，因此不能控制反应进行的程度，C 错误； D．由图可知，CH3OH(g)与 H2O(g)生成 CO2(g)和 H2(g)的反应是吸热反应，反应后熵增加，则 反应在高温下可以自发进行，D 正确； 故合理选项是 AD。 三、非选择题（本题共 5 小题，共 60 分） 16. 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。由硫化氢获得硫单质有多种方法。 (1)用 FeCl3 溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液 实现 FeCl3 溶液的再生。FeCl3 与 H2S 反应的离子方程式为_____。 电解池中 H+在阴极放电产生 H2，阳极的电极反应为_____。 综合分析该工艺的两个反应，可知两个显著优点：①H2S 的原子利用率 100%；②_____。 - 12 - (2)将 H2S 和空气的混合气体通入 FeCl3、FeCl2、CuCl2 的混合溶液中反应回收硫单质，其物 质转化如题图 1 所示。反应中当有 1molH2S 转化为硫单质时，保持溶液中 Fe3＋的物质的量 不变，需要消耗 O2 的物质的量为_____。 (3)工业上常采用图 2 电解装置电解 K4[Fe(CN)6]和 KHCO3 混合溶液，电解一段时间后，通 入 H2S 加以处理。利用生成的铁的化合物 K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的 H2S 转化为可利用 的硫单质，自身转化为 K4[Fe(CN)6]。 ①电解时，阳极的电极反应式为_____。 ②当有 16 g S 析出时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为_____。 ③通入 H2S 时发生如下反应，补全离子方程式： ________________________________________ 。 【答案】 (1). 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ (2). Fe2+-e-=Fe3+ (3). FeCl3 得到循环利用 (4). 0.5mol (5). [Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3- (6). 11.2L (7). 2 2 3CO  +2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2 3HCO +S↓ 【解析】 【分析】 在循环反应中，发生以下三个反应：H2S+Cu2+=CuS ↓ +2H+ ，CuS+2Fe3+=Cu2++2Fe2++S ↓ ， 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。 【详解】(1)FeCl3 与 H2S 反应生成硫，则 FeCl3 被还原为 FeCl2，同时生成 HCl，离子方程式 为 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+。电解池中 H+在阴极放电产生 H2，阳极为 Fe2+失电子生成 Fe3+， 电极反应式为 Fe2+-e-=Fe3+。该工艺的两个反应，最终结果是 H2S 完全转化为 S 和 H2，FeCl3 先转化为 FeCl2，再转化为 FeCl3，由此可知两个显著优点：①H2S 的原子利用率 100%；②FeCl3 得到循环利用。答案为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；Fe2+-e-=Fe3+； (2)从图 1 可以看出，反应中当有 1molH2S 转化为硫单质时，保持溶液中 Fe3＋的物质的量不 - 13 - 变，由关系式 2H2S——O2 可得出，需要消耗 O2 的物质的量为 1mol 2 =0.5mol。答案为：0.5mol； (3)①电解时，阳极[Fe(CN)6]2-失电子生成[Fe(CN)6]3-，电极反应式为[Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3-。 ②当有 16 g S 析出时，阴极产生的 H2 在标准状况下的体积为 16g 22.4L/mol32g/mol  =11.2L。 ③通入 H2S 时发生[Fe(CN)6]3-与 H2S 等反应生成[Fe(CN)6]4-和 S 等，离子方程式为： 2 2 3CO  +2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2 3HCO +S↓。答案为：[Fe(CN)6]2--e-=[Fe(CN)6]3-；11.2L； 2 2 3CO  +2[Fe(CN)6]3-+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2 3HCO +S↓。 【点睛】在电解池中，阳极失电子数目与阴极得电子数目一定相等，在进行计算时依据电子 得失守恒原则即可求解。 17. 亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶，溶于硫酸，遇水易分解，常用于制染料。SO2 和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备 NOSO4H，反应原理为： SO2+HNO3＝SO3+HNO2；SO3+HNO2＝NOSO4H。 实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量 NOSO4H。 （1）导管 a 的作用是_____。仪器 b 的名称是_____。 （2）A 中反应的化学方程式为_____。 （3）B 中反应必须维持体系温度不得高于 20℃，可能的原因为_____。 （4）反应开始时缓慢，待生成少量 NOSO4H 后，温度变化不大，但反应速度明显加快，其 原因是_____。 （5）装置 C 的主要作用是_____(用离子方程式表示)。 （6）该实验装置存在明显缺陷，可能导致 NOSO4H 产量降低，请补充合理的改进方案 _____。 【答案】 (1). 平衡压强，使分液漏斗的液体顺利流下 (2). 三颈烧瓶 (3). Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O (4). 温度太高，会加快浓硝酸挥发和分解 (5). 生成 的 NOSO4H 作为反应的催化剂 (6). SO2+2OH- = 2- 3SO +H2O (7). C 装置中的水蒸气会进 - 14 - 入装置 B 中使 NOSO4H 水解，在 BC 间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶 【解析】 【分析】 本题以 SO2 和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备 NOSO4H 为题材，考查实验室制备 SO2 的原理和 反应方程式、制备 NOSO4H 的反应装置及注意事项，由于 HNO3 受热易分解和挥发性增强， 故实验时控制温度不高于 20℃，以及尾气处理，装置 A 为 SO2 发生装置，反应为： Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，装置 B 中三颈瓶中是制备 NOSO4H 的发生装置，反应原 理为：SO2+HNO3＝SO3+HNO2；SO3+HNO2＝NOSO4H，由题干可知 NOSO4H 遇水易分解， 据此分析解题。 【详解】(1)导管 a 平衡气压的作用，才能让液体顺利流下；仪器 b 为三颈烧瓶，故答案为： 平衡压强，使分液漏斗的液体顺利流下；三颈烧瓶； (2)装置 A 是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应制取 SO2，反应的化学方程式： Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O，故答案为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O； (3)B 中是在浓硫酸存在时用 SO2 和浓硝酸发生反应，温度不能太高的原因为浓硝酸会挥发和 分解，故答案为：温度太高，会加快浓硝酸挥发和分解； (4)开始反应缓慢，待生成少量 NOSO4H 后，温度变化不大，但反应速度明显加快，其原因是： 生成的 NOSO4H 作为反应的催化剂，故答案为：生成的 NOSO4H 作为反应的催化剂； (5)装置 C 的主要作用是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气，反应的离子方程式： SO2+2OH- = 2- 3SO +H2O，故答案为：SO2+2OH- = 2- 3SO +H2O； (6)该实验装置存在可能导致 NOSO4H 产量降低的缺陷是：C 装置中的水蒸气会进入装置 B 中 使 NOSO4H 水解，应在 BC 间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶，故答案为：C 装置中的水蒸气 会进入装置 B 中使 NOSO4H 水解，在 BC 间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶。 18. 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的 反应装置示意图和有关数据如下： + +H2O - 15 - 相对分子质量 密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 水中溶解性 异戊醇 88 0.8123 131 微溶 乙酸 60 1.0492 118 溶 乙酸异戊酯 130 0.8670 142 难溶 【实验步骤】 在 A 中加入 4.4 g 的异戊醇，6.0 g 的乙酸、数滴浓硫酸和 2～3 片碎瓷片，开始缓慢加热 A， 回流 50 分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水 洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯 化，收集 140～143℃馏分，得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题： (1)装置 B的名称是_____。 (2)①在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_____ ②在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_____(填标号)。 A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出 B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出 C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出 D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出 ③在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_____(填标号)。 - 16 - (3)在进行蒸馏操作时，若从 130 ℃开始收集馏分，产率偏高，原因是________。 (4)本实验的产率是__________。 【答案】 (1). 球形冷凝管 (2). 洗掉大部分硫酸和醋酸 (3). D (4). b (5). 会 收集少量未反应的异戊醇 (6). 60% 【解析】 【分析】 在装置 A 中加入反应混合物和 2～3 片碎瓷片，开始缓慢加热 A，利用冷凝管冷凝回流 50 分 钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸，再用水洗涤 碳酸氢钠溶液，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂，静置片刻，过滤除去硫酸镁 固体，进行蒸馏纯化，收集 140～143℃馏分，得乙酸异戊酯，据此来解答。 【详解】(1)由装置中仪器 B 的构造可知，仪器 B 的名称为球形冷凝管； (2)①反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催 化剂硫酸和醋酸； ②由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从 分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口放 出，所以正确选项为 D； ③在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以 ad 错误；c 中使用的是 球形冷凝管，容易使产品滞留在冷凝管中，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装 正确的是 b； (3)在进行蒸馏操作时，若从 130℃便开始收集馏分，此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的 未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高； (4)乙酸的物质的量为：n(CH3COOH)= m 6.0g=M 60g/mol =0.1 mol，异戊醇的物质的量为：n(异戊 醇)= m 4.4g=M 88g/mol =0.05 mol，由于乙酸和异戊醇是按照 1：1 关系进行反应，所以乙酸过量， 则生成乙酸异戊酯的量要按照不足量的异戊醇的物质的量计算，即理论上生成 0.05 mol 乙酸 异戊酯；实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为= m 3.9g=M 88g/mol =0.03 mol，所以实验中乙酸 异戊酯的产率为： 0.03mol×100%0.05mol =60%。 - 17 - 【点睛】本题探究物质制备型实验。掌握反应原理、物质的性质及分离混合物的方法是解题 关键。 19. 聚合硫酸铁(简称 PFS 或聚铁)是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣(主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2 等）为原料制取聚合硫酸铁（ 2 x 4 x3- 2 m Fe (OH) (SO )       ）的工艺流程如下： (1)加入废铁屑的作用是_____。 (2)加入 KClO3 发生的离子方程式是_____。 (3)过程 a 中水解要严控 pH 的范围，pH 偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原 因_____。 (4)盐基度 B 是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。盐基度 B 的表达式： - 3+ n(OH )B= 100%3n(Fe )  (n 为物质的量)。为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实 验操作： i.取聚合硫酸铁样品 m g，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再 加入 KF 溶液屏蔽 Fe3+，使 Fe3+不与 OH-反应。然后以酚酞为指示剂，用 c mol/L 的 标准 NaOH 溶液进行中和滴定，到终点时消耗 NaOH 溶液 V mL。 ii.另取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用 c mol/L 的标准 NaOH 溶 液进行中和滴定， 到终点时消耗 NaOH 溶液 V0mL。 ①该聚合硫酸铁样品中 n(OH-)=_____mol。 ②已知该样品中 Fe 的质量分数为 w，则盐基度 B =_____。 ③若操作 i 中滴定终点时俯视读数，则测得盐基度 B_____（填“偏高”“偏低”“无 影响”）若操作 ii 中碱式滴定管未润洗，则测得盐基度 B_________（填“偏高”“偏 低”“无影响”） 【答案】 (1). 将溶液中铁离子还原为亚铁离子 (2). 6H++ - 3ClO +6Fe2+=6Fe3++Cl-+3H2O (3). pH 偏小时水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低，而 pH 偏大时生成氢氧化铁沉淀， - 18 - 聚 合 硫 酸 铁 的 产 率 会 降 低 (4). c(V0-V)×10-3 (5). 00.56 ( ) 3 c V V mw  ×100% 或 05 3 ( )6 %c V V mw  (6). 偏高 (7). 偏高 【解析】 【分析】 黄铁矿的烧渣主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2 等，向烧渣中加入酸酸浸，由制备目的知，加入 的酸为稀硫酸，Fe2O3、FeO 和稀硫酸反应分别得到硫酸铁、硫酸亚铁，SiO2 不溶，过滤后得 到的滤液 I 中含有硫酸铁、硫酸亚铁和稀硫酸，向滤液 I 中加入废铁屑，Fe 和硫酸铁反应生成 硫酸亚铁，过滤后得到的滤液 II 中含有硫酸亚铁，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿 矾，向绿矾中加入稀硫酸、氯酸钾，发生反应 6H++ - 3ClO +6Fe2+=6Fe3++Cl-+3H2O，然后发生水 解反应 Fe2(SO4)3+xH2O ⇌ [Fe2(OH)x(SO4) 3 2x ]m+ 2 x H2SO4，以此解答该题。 【详解】(1)加入废铁屑的作用是将溶液中铁离子还原为亚铁离子，故答案为：将溶液中铁离 子还原为亚铁离子； (2)加入 KClO3 发生的离子方程式是 6H++ - 3ClO +6Fe2+=6Fe3++Cl-+3H2O，故答案为： 6H++ - 3ClO +6Fe2+=6Fe3++Cl-+3H2O； (3)过程 a 中水解要严控 pH 的范围，pH 偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，原因为 pH 偏小时水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低，而 pH 偏大时生成氢氧化铁沉淀，聚合 硫酸铁的产率会降低，故答案为：pH 偏小时水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低， 而 pH 偏大时生成氢氧化铁沉淀，聚合硫酸铁的产率会降低； (4)①n(OH-)=c mol/L×10-3V0 L-c mol/L×10-3V L=c(V0-V)×10-3 mol，故答案为：c(V0-V)×10-3； ②该样品中 Fe 的质量分数 w，则 n(Fe)= 56 mw mol，盐基度 B=  33 ( )n OH n Fe   ×100%= 3 0 10( 3 ) 56 c V V mw    ×100%= 00.56 ( ) 3 c V V mw  ×100%= 05 3 ( )6 %c V V mw  ，故答 案为： 00.56 ( ) 3 c V V mw  ×100%或 05 3 ( )6 %c V V mw  ； ③若操作ⅰ中滴定终点时俯视读数，消耗的碱偏多，则测得盐基度 B 偏高；若操作ⅱ中碱式 滴定管未润洗，消耗的碱偏多，则测得盐基度 B 偏高，故答案为：偏高；偏高。 20. 重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分 Fe(CrO2)2(或写成 FeO·Cr2O3)，还含有 Al2O3、Fe2O3、SiO2 等杂质]制备,同 - 19 - 时还可回收 Cr。其主要工艺流程如图所示： 已知部分物质的溶解度曲线如图 1 所示。 请回答下列问题： （1）若煅烧操作在实验室进行最好选用_____(填序号)； A.石英坩埚 B.铁坩埚 C.瓷坩埚 （2）煅烧生成 Na2CrO4 的化学方程式为 _____。 （3）滤渣 1 的成分为 Fe2O3，滤渣 2 的成分除了 Al(OH)3 之外还有_____。 （4）操作 a 的实验步骤为_____，洗涤干燥。 （5）加入 2Na S 溶液后使硫元素全部以 2- 4SO 的形式存在，写出生成 Cr(OH)3 的离子方程式 _____。 （6）采用石墨电极电解 Na2CrO4 溶液制备 Na2Cr2O7，其原理如图 2 所示。电极 b 为 _____极（填“阳”或“阴”），写出电极 b 的电极反应方程式：_____。 （7）根据有关国家标准，含 2- 4CrO 的废水要经化学处理使其浓度降至 5.0×10-7mol·L-1 以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成 BaCrO4 沉淀[Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10]，再 加入硫酸处理多余的 Ba2+的方法处理废水。加入可溶性钡盐后，废水中 Ba2+的浓度应不 小于_____mol·L-1，废水处理后方能达到国家排放标准。 【答案】 (1). B (2). 4Fe（CrO2）2+7O2+8Na2CO3 煅烧 8CO2+8Na2CrO4+2Fe2O3 (3). - 20 - H2SiO3 (4). 蒸发结晶、趁热过滤 (5). 3S2-+8CrO 2 4  +20H2O＝3 2- 4SO +8Cr（OH）3↓+16OH- (6). 阳 (7). 2H2O-4e-＝O2↑+4H+ (8). 2.4×10-4 【解析】 【分析】 由流程可知，将纯碱和铬铁矿在空气中煅烧，铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成 Na2CrO4 和一种 红棕色固体，应为 Fe2O3，同时释放出 CO2 气体，同时 Al2O3 和 Na2CO3 煅烧生成 NaAlO2 和 CO2，加入水浸出杂质和溶液，过滤分离出滤渣 Fe2O3，煅烧后的浸出液中含有 NaOH、Na2CO3、 Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3，调节 pH 可形成 H2SiO3 和 Al（OH）3，过滤得到滤渣为 H2SiO3 和 Al（OH）3，分离出的滤液加入稀硫酸酸化，得到 Na2Cr2O7 和 Na2SO4，经过结晶操作分离 出 Na2SO4，得到粗产品重铬酸钠晶体；加入 Na2S 溶液反应后，硫元素全部以 2- 4SO 的形式存 在，铬酸根离子生成 Cr（OH）3 沉淀，过滤得到氢氧化铬沉淀受热分解生成氧化铬，铝热反 应生成铬，溶液 b 为硫酸钠，以此来解答。 【详解】（1）纯碱与二氧化硅高温下反应，则应选铁坩埚煅烧，故答案为：B； （2）煅烧铬铁矿生成 Na2CrO4 的化学方程式为 4Fe（CrO2） 2+7O2+8Na2CO3 煅烧 8CO2+8Na2CrO4+2Fe2O3； （3）根据以上分析可知滤渣 1 的成分为 Fe2O3，滤渣 2 的成分除了 Al（OH）3 之外还有 H2SiO3； （4）由图可知 Na2Cr2O7 的溶解度随温度的升高而增大，而硫酸钠的温度随温度的升高而降低， 则操作 a 的实验步骤为蒸发结晶、趁热过滤，洗涤干燥； （5）加入 Na2S 溶液反应后，硫元素全部以 2- 4SO 的形式存在，生成 Cr（OH）3 的离子方程式 为 3S2-+8CrO 2 4  +20H2O＝3 2- 4SO +8Cr（OH）3↓+16OH-； （6）用石墨电极电解 Na2CrO4 溶液制备 Na2Cr2O7，电解制备过程的总反应方程式为 4Na2CrO4+4H2O 电解 2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑，由图可知 2CrO 2 4  +2H+＝Cr2O 2 7  +H2O 在酸性条件下进行，即右侧电极生成 H+，则消耗 OH-，发生氧化反应，则 b 为阳极，电极反 应方程式为 2H2O-4e-＝O2↑+4H+； （7）Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10，含 CrO 2 4  的废水要经化学处理，使其浓度降至 5.0×10-7mol•L-1 - 21 - 以下才能排放，则废水中 Ba2+的浓度应不小于 10 7 1.2 10 5.0 10     mol/L=2.4×10-4mol/L。