湖南长沙市一中2020届高三化学第一次月考试题（Word版有解析）

长沙市一中 2020 届高三月考试卷(一) 化学 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共 8 页时量 90 分钟满分 100 分 可能用到的相对原子质量：H～1 C～12 O～16 Na～23 Fe～56 一、选择题(本题有 16 个小题，每小题 3 分，共 48 分，每小题只有一个选项符合题意) 1.2019 年北京园艺会主题是“绿色生活，美丽家园”。下列有关园艺会说法正确的是( ) A. 大会交通推广使用的是利用原电池原理制成太阳能电池汽车，可减少化石能源的使用 B.妫汭剧场里使用 建筑材料第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构 体 C. 传统烟花的制作常加入含有铂、铁、钾、钙、铜等金属元素的发光剂，燃放时呈现美丽的 颜色，大会庆典禁止使用 D. 秸秆经加工处理成吸水性的材料——植物纤维，可用作食品干燥剂，符合大会主题 【答案】D 【解析】 【详解】A. 太阳能电池是将太阳能转化为电能，不是原电池原理，故 A 错误； B.第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”，与石墨烯是同素异形体，而非同分异构体，故 B 错 误； C. 烟花的使用需要从环保、安全等多方面考虑，但禁止使用是错误的，故 C 错误； D. 植物纤维的成分为糖类，无污染，可再生，可用作食品干燥剂，符合大会主题，故 D 正确， 故选 D。 2.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是 A. 3mol 单质 Fe 完全转化为 Fe3O4，失去 8NA 个电子 B. 1molCu 和足量热浓硫酸反应可生成 NA 个 SO3 分子 C. 标准状况下，22.4L N2 和 H2 的混合气体中含有 NA 个原子 D. 23g Na 与足量 H2O 反应完全后可生成 NA 个氢气分子 【答案】A 【解析】 【详解】A. Fe3O4 中铁为+ 价，故 1mol 铁反应失去 mol 电子，3mol 单质 Fe 完全转化为 Fe3O4 的 8 3 8 3失去 8mol 电子，即 8NA 个，A 项正确； B. 铜和浓硫酸反应时，浓硫酸被还原为 SO2，不是 SO3，B 项错误； C. 标准状况下，22.4LN2 和 H2 混合气的物质的量为 1mol，而 N2 和 H2 均为双原子分子，故 1mol 混合气体中无论两者的比例如何，均含 2mol 原子，即 2NA 个，C 项错误； D. 23g Na 的物质的量为 1mol，而 1mol Na 与 H2O 反应时生成 0.5mol H2，即生成 0.5NA 个 H2 分子，D 项错误； 答案选 A。 3.如图所示是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程： 在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是 A. ①蒸馏、②过滤、③分液 B. ①分液、②蒸馏、③蒸馏 C. ①蒸馏、②分液、③分液 D. ①分液、②蒸馏、③结晶、过滤 【答案】B 【解析】 混合物全部是液体，但在饱和碳酸钠溶液中，乙酸乙酯的溶解度比较小，且不溶于水，分液 即可。A 是乙酸钠和乙醇的混合液，乙醇的沸点比较低，蒸馏得到乙醇。B 是乙酸钠，加入硫 酸得到乙酸和硫酸钠，乙酸的沸点远低于硫酸钠的，蒸馏得到乙酸。所以答案选 B。 4.下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是 A. 向 CuSO4 溶液中加入足量 Zn 粉，溶液蓝色消失 Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4 B. 澄清的石灰水久置后出现白色固体 Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O C. Na2O2 在空气中放置后由淡黄色变为白色 2Na2O2 2Na2O+O2↑ D. 向 Mg(OH)2 悬浊液中滴加足量 FeCl3 溶液出现红褐色沉淀 3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH)3+3MgCl2 【答案】C【解析】 【详解】A.金属活动性顺序：Zn＞Cu，则向硫酸铜溶液中加入足量锌粉，会发生置换反应， 其反应的方程式为：Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu，使溶液的蓝色消失，A 项正确； B. 澄清石灰水久置以后会与空气中的二氧化碳反应而生产碳酸钙白色沉淀，其反应的方程式 为：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O，B 项正确； C. 过氧化钠在空气中放置，会与空气中的水蒸气及二氧化碳发生反应，最终生成白色且稳定 的碳酸钠，涉及的转化关系有：Na2O2→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3，C 项错误； D.向氢氧化镁悬浊液中滴加足量氯化铁溶液，会发生沉淀的转化，化学方程式为：3Mg(OH)2 + 2FeCl3= 2Fe(OH)3+ 3MgCl2，D 项正确； 答案选 C。 5.(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物、氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的 流程如图所示。下列判断不合理的是 A. Al、Ga 均处于ⅢA 族 B. 酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3 C. Ga(OH)3 可与 NaOH 反应生成 NaGaO2 D. Ga2O3 可与盐酸反应生成 GaCl3 【答案】B 【解析】 【详解】A．镓(Ga)与铝同主族，均处于ⅢA 族，A 项正确； B．化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在 NaAlO2 和 NaGaO2 的混合液中通入 CO2，只有 Al(OH)3 沉淀，而没有 Ga(OH)3 沉淀，可能是镓酸酸性强于碳酸，酸性 Al(OH)3＜Ga(OH)3，B 项错误； C．Ga(OH)3 属于两性氢氧化物，与 Al(OH)3 的性质相似，能与 NaOH 溶液生成 NaGaO2，C 项正 确； D．Ga2O3 是两性氧化物，可与盐酸反应生成 GaCl3，D 项正确； 答案选 B。6.下列实验方案中，能达到相应实验目的的是 A. 方案①用于分离 I2 和 NH4Cl 固体 B. 方案用于比较 CuSO4 和 MnO2 的催化活性 C. 方案③用于测定中和热 D. 方案④用于比较醋酸和硼酸的酸性强弱 【答案】D 【解析】 【详解】A. 加热时碘升华，而氯化铵易分解，且分解生成物氨气和氯化氢在温度较低的地方 又化合生成氯化铵，达不到实验目的，A 项错误； B. 本实验中，只有催化剂不同，其他的物质及其对应的物理量均相同，符合“单一变量”原 则，本实验过氧化氢的质量分数要一致，B 项错误； C. 图②中和热的测定，缺少环形玻璃搅拌棒，C 项错误； D. 本实验中，醋酸可以和 NaHCO3 反应产生气泡，硼酸不行，可以说明酸性：醋酸＞碳酸＞硼 酸，D 项正确； 答案选 D。 7.下列实验中所有可能失败的是 ①为检验 RX 是碘代烷，将 RX 与 NaOH 水溶液混合加热后加 AgNO3 溶液 ②为检验 Fe(NO3)2 样品是否变质取少量样品溶于稀硫酸，滴入 KSCN 溶液，溶液变红色，证明 样品已变质 ③用锌和稀硝酸反应制取氢气用排水法收集氢气 ④实验室制备硝基苯，加人试剂的顺序为：先加入浓硝酸，再滴加苯，最后滴加浓硫酸 ⑤用苯和溴水在 FeBr3 催化下可制得溴苯A. ①②③④⑤ B. ①④ C. ②③④ D. ③⑤ 【答案】A 【解析】 【详解】①检验卤代烃水解产物，应先中和碱，在硝酸酸化的条件下再加硝酸银检验碘离子， ①实验失败； ②NO3-在酸性条件下具有强氧化性，会将 Fe2+氧化成 Fe3+，干扰实验的进行，②实验失败； ③稀硝酸具有强氧化性，锌和稀硝酸反应生成 NO 而不是氢气，应该用稀硫酸或稀盐酸制取氢 气，③实验失败； ④因为浓硫酸稀释时会放出大量的热，所以实验室制备硝基苯加入试剂的顺序为：先加入浓 硝酸，再滴加浓硫酸，最后滴加苯，④实验失败； ⑤苯只和液溴在铁粉或 FeBr3 催化下发生溴代反应生成溴苯，而与溴水只是分层，不发生化学 反应，⑤实验失败； 综上所述，①②③④⑤符合题意，A 项正确； 答案选 A。 【点睛】要注意教材实验，理解教材实验的原理，体会教材实验的细节，把握教材实验的精 髓；本题所列举实验操作是经常涉及到的考点，应联系做过的实验逐个分析，如检验卤素离 子，应在酸性条件下进行；NO3-在酸性条件下具有强氧化性等是学生的易错点，也是常考点， 应多加注意。 8.将足量的 SO2 通 BaCl2 溶液中无明显现象，当加入（或通入）某试剂（或气体）X 后，有沉 淀生成。此试剂（或气体）X 可能是 ①NaOH 溶液②NaNO3 溶液③K2SO4 溶液④新制氯水⑤H2S⑥CO2 A. ①② B. ①②③④⑤ C. ②③⑤⑥ D. ④⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【分析】 SO2 是酸性氧化物，同时还具有较弱的氧化性、较强的还原性、漂白性等，因而能与多种物质 发生反应，通常复分解反应中能由较强酸生成较弱酸，因亚硫酸的酸性比盐酸弱，故 SO2 通入 BaCl2 溶液不反应，加入某种物质后生成白色沉淀，结合二氧化硫的性质分析作答。 【详解】①当加入 NaOH 溶液时，SO2 与 NaOH 反应可生成 Na2SO3，与 BaCl2 溶液不反应生成BaSO3 沉淀，①项正确； ②当加入 NaNO3 溶液时，SO2 溶于水显酸性，NO3-在酸性条件下具有强氧化性，混合溶液中会生 成 BaSO4 沉淀，②项正确； ③当加入 K2SO4 溶液会引入 SO42-，与 Ba2+会形成 BaSO4 沉淀，③项正确； ④新制氯水可将 SO2 氧化为 SO42－，进而生成 BaSO4 沉淀，④项正确； ⑤H2S 能与 SO2 反应生成不溶性的 S 单质，⑤项正确； ⑥CO2 不能与 SO2、BaCl2 溶液发生反应，⑥项错误； 综上所述，①②③④⑤符合题意，B 项正确； 答案选 B。 9.下列说法不正确的是 A. 纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同 B. 加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏 C. CO2 溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 D. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏 【答案】C 【解析】 【详解】A.烧碱和纯碱均属于离子化合物，熔化时须克服离子键，A 项正确； B.加热蒸发氯化钾水溶液，液态水变为气态水，水分子之间的分子间作用力被破坏，B 项正确； C.CO2 溶于水发生反应：CO2+H2O⇌H2CO3，这里有化学键的断裂和生成，C 项错误； D.石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石 只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏， D 项正确。 故答案选 C。 10.NO、NO2、O2 按照一定比例通入水中能被完全吸收，无剩余气体。若 NO、NO2、O2 的气体体 积分别为 x、y、z，则 x：y：z 之不可能为 A. 2：6：3 B. 1：1：1 C. 6：2：5 D. 3：6：4 【答案】D 【解析】【分析】 根 据 反 应 后 无 剩 余 气 体 ， 即 全 部 生 成 了 硝 酸 ， 根 据 反 应 中 电 子 得 失 守 恒 ： n(NO)×3+n(NO2)=n(O2)×4 来判断即可。 【详解】根据上述分析可知： A. NO、NO2、O2 的气体体积比为 2：6：3，物质的量的比为 2：6：3，此时 2×3+6×1=12=3×4，A 项正确； B.NO、NO2、O2 的气体体积比为 1：1：1，物质的量的比为 1：1：1，此时 1×3+1×1=1×4，B 项正确； C. NO、NO2、O2 的气体体积比为 6：2：5，物质的量的比为 6：2：5，此时 6×3+2×1=5×4， C 项正确； D.NO、NO2、O2 的气体体积比为 3：6：4，物质的量的比为 3：6：4，此时 3×3+6×1≠4×4， D 项错误； 答案选 D。 【点睛】根据氧化还原反应的规律利用电子转移数相同是解题的突破口。 11.前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家 Gignere 巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和 H2O2 形成化合物 H2NCONH2·H2O2，不但使 H2O2 稳定下来，而且其结构也没有发生改变，得到了可供 行射实验的单晶体。已知 H2O2 的结构式为 H-O-O-H 下列说法不正确的是 A. H2NCONH2 与 H2O2 是通过氢键结合的 B. H2O2 分子中只含共价键，不含离子键 C. H2NCONH2·H2O2 属于离子化合物 D. H2O2 既有氧化性又有还原性 【答案】C 【解析】 【详解】A．尿素(H2NCONH2)和 H2O2 形成化合物 H2NCONH2•H2O2，不但使 H2O2 稳定下来而且结构 也没有发生改变，这说明两者是通过氢键连接的，A 项正确； B．根据 H2O2 的结构式为 H-O-O-H 可知 H2O2 的结构中只有单键，即只含共价键，不含离子键， B 项正确； C．除了铵盐外，由非金属元素形成的化合物绝大多数为共价化合物，故 H2NCONH2•H2O2 为共价 化合物，C 项错误；D．H2O2 的氧元素的化合价为-1 价，处于氧元素的中间价态，所以 H2O2 既有氧化性又有还原性，D 项正确； 答案选 C。 12.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n 能用作净水剂(絮凝剂)可由绿矾（FeSO4·7H2O）和 KClCO3 在水溶 液中反应得到。下列说法不正确 是 A. KClO3 作氧化剂，每生成 1mol [Fe(OH)SO4]n，消耗 mol KClO3 B. 生成聚合硫酸铁后水溶液的 pH 增大 C. 聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水 D. 在相同条件下，Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强 【答案】A 【解析】 【 详 解 】 A ． KClO3 作 氧 化 剂 氧 化 FeSO4 生 成 [Fe(OH)SO4]n 的 化 学 方 程 式 为 6nFeSO4+nKClO3+3nH2O=6[Fe(OH)SO4]n+nKCl ， 所 以 每 生 成 1mol [Fe(OH)SO4]n 消 耗 mol KClO3，A 项错误； B：Fe2(SO4)3 是强酸弱盐，水溶液显酸性，聚合硫酸铁又称为碱式硫酸铁，生成聚合硫酸铁后， 水溶液的酸性减弱 pH 增大，B 项正确； C．聚合硫酸铁中的铁为+3 价，能用作净水剂，则聚硫酸铁能水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化 铁胶体能吸附水中的悬浮物而净水，C 项正确； D．Fe3+弱碱阳离子，水解也是分步进行，只是通常规定 Fe3+的水解一步到位，所以 Fe3+的水 解第一步程度最大，即 Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强，D 项正确； 答案选 A。 13.白色固体混合物 A 中含有 KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4 中的几种在常温常压条件下 进行如图实验 下列推断不正确的是 的 6 n n 6A. 无色溶液 B 的 pH 7 B. 白色固体 F 的主要成分是 H2SiO3 C. 混合物 A 中一定有 Na2SiO3、CuSO4 和 Na2CO3 D. 在无色溶液 B 中加 HNO3 溶液酸化，无沉淀生成再滴加 AgNO3 溶液，若有白色沉淀生成，说 明混合物 A 中有 KCl 【答案】D 【解析】 【分析】 由实验可知，混合物加水得到无色溶液 B、固体 C，且固体 C 不能完全溶解于硝酸中；白色固 体 F 为 H2SiO3，无色气体 D 为 CO2，蓝色溶液含 Cu2+：则 A 中一定含 Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4 无色溶液中一定含 Na2SO4 且 B 可能含 Na2CO3 或 Na2SiO3，实验不能确定是否含 KCl、CaCO3 以此 来解答。 【详解】A.溶液 B 中一定 Na2SO4，且 B 可能含 Na2CO3 或 Na2SiO3，则无色溶液 B 的 pH⩾7，A 项 正确； B. H2SiO3 不溶于 HNO3，则 F 的主要成分是 H2SiO3，B 项正确； C. A 中一定含 Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4，不能确定是否含 KCl、CaCO3，C 项正确； D. 无色溶液 B 中一定 Na2SO4，加 HNO3 酸化无沉淀，可排除 Na2CO3、Na2SiO3，再滴加 AgNO3， 若有白色沉淀生成，白色沉淀可能为 AgCl 或 Ag2SO4，不能说明 A 含 KCl，D 项错误； 答案选 D。 14.交联聚合物 P 的结构片段如图所示。下列说法不正确的是（图中 表示链延长） A. 聚合物 P 中有酯基，能水解 ≥B. 聚合物 P 的合成反应为缩聚反应 C. 聚合物 P 的原料之一丙三醇可由油脂水解获得 D. 邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物 P 的交联结构 【答案】D 【解析】 【分析】 将 X 为 、Y 为 带入到交联聚合物 P 的结构中可知， 聚合物 P 是由邻苯二甲酸和丙三醇通过缩聚反应制备的，据此解题； 【详解】A.根据 X 为 、Y 为 可知，X 与 Y 直接相 连构成了酯基，酯基能在酸性或碱性条件下水解，故 A 不符合题意； B.聚合物 P 是由邻苯二甲酸和丙三醇通过缩聚反应制备的,故 B 不符合题意； C.油脂为脂肪酸甘油酯，其在碱性条件下水解可生成脂肪酸盐和甘油即丙三醇，故 C，不符合 题意； D.乙二醇的结构简式为 HO-CH2CH2-OH,与邻苯二甲酸在聚合过程中只能形成链状结构，故 D 符 合题意； 综上所述，本题应选 D。 【点睛】本题侧重考查有机物的结构和性质，涉及高聚物单体以及性质的判断，注意把握官 能团的性质，缩聚反应的判断，题目有利于培养学生的分析能力，难度不大。 15.化合物 Y 具有抗菌、消炎作用，可由化合物 X 制得。下列有关化合物 X、Y 的说法不正确的是 A. 1mol X 最多能与 2mol NaOH 反应 B. Y 与乙酸发生酯化反应可得到 X C. X、Y 均能与酸性 KMnO4 溶液反应 D. 室温下 X、Y 分别与足量 Br2 加成的产物分子中的手性碳原子数目相等 【答案】A 【解析】 【详解】A. X 分子中，1mol 羧基消耗 1mol NaOH，1mol 由酚羟基形成的酯基消耗 2mol NaOH， 所以 1mol X 最多能与 3mol NaOH 反应，A 项错误； B. 比较 X 与 Y 的结构可知，Y 与乙酸发生酯化反应可得到 X，B 项正确； C. X 和 Y 分子中都含有碳碳双键，均能与酸性高锰酸钾溶液反应，C 项正确； D.X 和 Y 分子中碳碳双键的位置相同，分别与足量 Br2 加成后产物的结构相似，所以具有相同 数目的手性碳原子，都有 3 个，D 项正确； 答案选 A。 16.离子交换法净化水过程如图所示。下列说法错误的是 A. 水中的 NO3-、SO42-、Cl-通过阴离子树脂后被除去 B. 经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变 C. 通过净化处理后，水的导电性降低 D. 阴离子树脂填充段存在反应 H++OH-=H2O 【答案】B 【解析】【分析】 离子交换树脂净化水的原理是：当含有 Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子及 SO42-、Cl-、NO3-等阴离子 的原水通过阳离子交换树脂时，水中的阳离子被树脂所吸附，而树脂上可交换的阳离子 H+则 被交换到水中；随后水再通过阴离子交换树脂时，水中的阴离子也为树脂所吸附，树脂上可 交换的阴离子 OH-也被交换到水中，同时与水中的 H+离子结合成水，据此分析作答。 【详解】A．阴离子交换树脂吸收阴离子，所以经过阴离子交换树脂后，溶液中的 NO3-、SO42-、 Cl-被树脂吸收而除去，A 项正确； B．经过阳离子交换树脂后，溶液中阳离子所带总电荷不变，但 水中部分阳离子由带 2 个单 位正电荷变为带 1 个单位正电荷，导致阳离子总数增加，B 项错误； C．溶液导电性与离子浓度成正比通过净化处理后溶液中阴阳离子被除去，导致溶液中离子浓 度减小，溶液导电性降低，C 项正确； D. 通过阳离子交换膜后得到的溶液中含有 H+，经过阴离子交换膜后生成水，说明经过阴离子 交换膜时发生中和反应，所以阴离子树脂填充段存在反应 H++OH-=H2O，D 项正确； 答案选 B。 二、非选择题(本题有 5 个小题，除标注外每空 2 分，共 52 分) 17.有关 FeSO4 的转化关系如图所示(无关物质已略去) 已知：①X 由两种化合物组成将 X 通入红溶液溶液褪色通人 BaCl2 溶液生白色沉淀 ②Y 是红棕色的化合物。 （1）气体 X 的成分是______(填化学式) （2）反应 I 的反应类型属于_____(填字母代号) a．化合反应 b．复分解反应 c．氧化还原反应 d．分解反应 e. 置换反应 （3）溶液 2 中金属离子的检验方法是________ （4）反应的化学方程式是______________ 【答案】 (1). SO2、SO3 (2). cd (3). 取少量溶液于试管中，加入几滴 KSCN 溶液， 溶液变红色证明原溶液中有 Fe3+存在 (4). 是 4 2 3 2 32FeSO Fe O +SO +SO↑ ↑高温【解析】 【分析】 ①硫酸亚铁受热分解，生成气体 X；X 通入品红溶液，使溶液褪色的是 SO2；通入 BaCl2 溶液， 产生白色沉淀是 SO3，硫酸亚铁受热分解方程式为： ； ②Y 红棕色的化合物是 Fe2O3，据此分析作答。 【详解】（1）根据上述分析，气体 X 成分是 SO2、SO3； （2）反应 I 即属于氧化还原反应又属于分解反应，cd 正确； （3）溶液 2 中金属阳离子是由 Fe2O3 溶于稀硫酸得到，方程式为： Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O，检验溶液 2 中金属阳离子，实际就是检验溶液中的 Fe3+，Fe3+ 与 KSCN 溶液作用变为血红色，利用这一性质检验，具体操作为：取少量溶液 2 于试管中，滴 加几滴 KSCN 溶液，溶液变为血红，则证明原溶液中含有 Fe3+； （4）根据上述分析可知，上述发生的反应方程式为： 。 18.实验室以工业废渣(主要含 CaSO4·2H2O，还含少量 SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶体，其实验流程如图所示。 请回答下列问题： （1）将氨水和 NH4HCO3 溶液混合，可制得(NH4)2CO3 溶液，其离子方程式为_____；浸取废渣时， 向(NH4)2CO3 溶液中加人适量浓氨水的目的是________。 （2）废渣浸取在如图所示的装置中进行控制反应温度在 0～70℃，搅拌，反应 3 小时，温度 过高将会导致 CaSO4 的转换率下降，其原因是________；保持温度反应时间、反应物和溶剂的 量不变，实验中提高 CaSO4 转化率的操作有________。 的 4 2 3 2 32FeSO Fe O +SO +SO↑ ↑高温 4 2 3 2 32FeSO Fe O +SO +SO↑ ↑高温 （3）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质 CaCO3 所需的 CaCl2 溶液。设计以水洗后的滤渣 为原料，制取 CaCl2 溶液的实验方案：在搅拌下向足量的稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到 气泡后，过滤，向滤液中分批加入少量的氢氧化钙，用 pH 试纸测量溶液的 pH，当 pH 介于 5～ 8.5 时，过滤[已知 pH=5 时 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀完全 pH=8.5 时 Al(OH)3 开始溶解。实验中 必须使用的试剂：盐酸和 Ca(OH)2____________________________________________ 【答案】 (1). HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O (2). 增大溶液中 CO32-的浓度，促进 CaSO4 的转化 (3). 温度过高碳酸铵分解 (4). 加快搅拌速率 (5). 在搅拌下向足量稀盐 酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量 Ca(OH)2，用 pH 试纸测得溶液 pH，当 pH 介于 5~8.5 时，过滤 【解析】 【分析】 工业废渣(主要含 CaSO4•2H2O，还含少量 SiO2、Al2O3、Fe2O3)，加入碳酸铵溶液浸取，可将 CaSO4 转化为 CaCO3，滤渣含有 CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3，可用于制取轻质 CaCO3，滤液中主要含有 硫酸铵，可制备(NH4)2SO4 晶体，以此解答该题。 （1）氨水与 NH4HCO3 反应生成(NH4)2CO3；加入氨水抑制(NH4)2CO3 的水解； （2）温度过高，(NH4)2CO3 分解，使 CaSO4 转化率下降；保持温度、反应时间、反应物和溶剂 的量不变，提高 CaSO4 转化率即提高反应速率，结合反应的特点从影响反应速率的因素分析； （3）根据工业废渣中的成分知，浸取、过滤后所得滤渣中含 CaCO3、SiO2、Al2O3 和 Fe2O3；若 以水洗后的滤渣为原料制取 CaCl2 溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将 CaCO3 完全转 化为 CaCl2，同时 Al2O3、Fe2O3 转化成 AlCl3、FeCl3，过滤除去 SiO2，结合题给已知，再利用 Ca(OH)2 调节 pH 除去 Al3+和 Fe3+。 【详解】（1）NH4HCO3 属于酸式盐，与氨水反应生成(NH4)2CO3，反应的化学方程式为 NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O，离子方程式为 HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O；浸取废渣时， 加入的(NH4)2CO3 属于弱酸弱碱盐，溶液中存在水解平衡：CO32-+NH4++H2O HCO3-+NH3·H2O， 加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动，溶液中 CO32-的浓度增大，反应 CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)正向移动，促进 CaSO4 的转化； （2）由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，(NH4)2CO3 分解，从而使 CaSO4 转 化率下降；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化)，保持温度、 反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高 CaSO4 转化率即提高反应速率，结合外界条件对化学 反应速率的影响，实验过程中提高 CaSO4 转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积，加 快反应速率，提高浸取率)； （3）工业废渣主要含 CaSO4·2H2O，还含有少量 SiO2、Al2O3 和 Fe2O3，加入(NH4)2CO3 溶液浸取， 其中 CaSO4 与(NH4)2CO3 反应生成 CaCO3 和(NH4)2SO4，SiO2、Al2O3 和 Fe2O3 都不反应，过滤后所 得滤渣中含 CaCO3、SiO2、Al2O3 和 Fe2O3；若以水洗后的滤渣为原料制取 CaCl2 溶液，根据题给 试剂，首先要加入足量盐酸将 CaCO3 完全转化为 CaCl2，发生的反应为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，与此同时发生反应 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，SiO2 不反应；经过滤除去 SiO2，得到的滤液中含 CaCl2、AlCl3、 FeCl3，根据“pH=5 时 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀完全，pH=8.5 时 Al(OH)3 开始溶解”，为了将滤 液中 Al3+、Fe3+完全除去，应加入 Ca(OH)2 调节溶液的 pH 介于 5~8.5[加入 Ca(OH)2 的过程中要 边加边测定溶液的 pH，然后过滤即可制得 CaCl2 溶液。 【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质 CaCO3 和(NH4)2SO4 晶体的实验流程为载体，考查溶度 积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能 力等。难点是第(3)问实验方案的设计，设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的成分，然 后结合题给试剂和已知进行分析，作答时要答出关键点，如 pH 介于 5~8.5 等。 19.过碳酸钠(Na2CO4)是一种很好的供氧剂，其与稀盐酸发生反应的化学方程式为 2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠，为测定某过碳酸钠 样品(只含 Na2CO4 和 Na2CO3)的纯度，某化学兴趣小组采用以下方案实施： 按如图组装好实验装置，Q 为一可鼓胀收缩的塑料气袋，取适量样品于其中，打开分液漏斗活 塞，将稀盐酸滴人气袋中至充分反应。 （1）为测定反应生成气体的总体积滴稀盐酸前必须关闭______打开____（均填“K1”、“K2” 或“K3”），导管 A 的作用是________。 （2）当上述反应停止后，使 K1、K3 处于关闭状态，K2 处于打开状态，再缓缓打开 K1。B 中装 的固体试剂是_________，为什么要缓缓打开 K1?________。 （3）实验结束时，装置内的气体同温同压，测得量筒 I 中有 x mL 水，量筒Ⅱ中收集到了 y mL 气体，则样品中过碳酸钠的质量分数是_______（用含有 x、y 的代数式表示）。 【答案】 (1). K1、K2 (2). K3 (3). 平衡分液漏斗内和反应体系内压强，使稀盐酸 顺利滴下，同时消除滴下的稀盐酸体积对气体体积的影响。 (4).碱石灰(其他合理答案均 可) (5). 让生成的 CO2 能充分被 B 中的碱石灰吸收，使量筒内收集到较纯净的 O2 (6). ×100％ 【解析】 【分析】 实验原理为：取一定量的样品，关闭 K1、K2，打开 K3，让样品与适量的稀盐酸反应，气球膨 胀排挤气体到洗气瓶中，通过量筒 I 测量生成气体的总体积；再关闭 K3，打开 K2 和 K1，气体 经 B 中的碱石灰吸收后，II 中收集的气体就是纯净的氧气，再通过量筒 II 测量氧气的体积， 根据两种气体的体积比可以求出样品中过碳酸钠的纯度，据此分析作答。 【详解】（1）为测定反应生成气体的总体积，滴稀盐酸前必须关闭 K1、K2，打开 K3，产生的 气体把广口瓶中的水排入量筒 I 中，即可测定反应生成气体的总体积；导管 A 可平衡分液漏 斗内和反应体系内压强，使稀盐酸顺利滴下，同时消除滴下的稀盐酸体积对气体体积的影响 故； （2）当上述反应停止后，使 K1、K3 处于关闭状态，K2 处于打开状态，再缓缓打开 K1，气球 中的气体会通过 B 进入到 II 中，则 B 中装的固体试剂应能吸收 CO2 ，最好的选择是碱石灰， 缓缓打开 K1 的目的是：让生成的 CO2 能充分被 B 中碱石灰吸收，使量筒内收集到较纯净的 122y 53x-37yO2，减小实验误差； （3）实验结束时，量筒 I 中有 x mL 水，量简 II 中收集到了 y mL 气体，则 O2 的体积为 y mL、CO2 的体积为(x-y)mL，n(O2)：n(CO2)= ，由 2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O、 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O 可知，样品中 ，所以 ，过碳酸钠的质量分数是 ，故答案为： ×100％。 【点睛】本题为测定物质纯度的实验题，难度很大。解题的关键是明确每个实验步骤的目的、 分析实验装置的作用，并结合混合物计算的方法，明确实验原理。实验步骤是为实验的最终 目标服务的，所以每个步骤都是为了提高实验数据的准确度，以这个作为指导思想即可回答 相关问题。 20.N2O、NO 和 NO2 等氮氧化物是空气污染物含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。 （1）N2O 的处理。N2O 是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使 N2O 分解。NH3 与 O2 在加热和催化剂作用下生成 N2O 的化学方程式为___。 （2）NO 和 NO2 的处理。已除去 N2O 的硝酸尾气可用 NaOH 溶液吸收，主要反应为__。 ①下列措施不能提高尾气中 NO 和 NO2 去除率的有____ (填字母代号) A．采用气、液逆流的方式吸收尾气 B．加快通入尾气的速率 C．吸收尾气过程中定补加适量 NaOH 溶液 ②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到 NaNO2 晶体，该晶体中的主要杂质是____(填化学 式)，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____(填化学式)。 （3）NO 的氧化吸收。用 NaClO 溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中 NO 的去除率。其他条件相 同， NO 的转化率随 NaClO 溶液初始 pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。 y x-y ( ) ( ) ( )2 4 2 3 2 4 n Na CO 2y=n Na CO +n Na CO x-y ( ) ( )2 4 2 3 n Na CO 2y=n Na CO x-3y ( ) 2y 122 122y100%= 100%106 x-3y +2y 122 53x-37y × × ×× 122y 53x-37y①在酸 NaClO 性溶液中，HC1O 氧化 NO 生成 Cl 和 NO3-，其离子方程式为 3HClO+2NO+H2O=3C1-+2NO3-+5H+ ②NaClO 溶液的初始 pH 越小，NO 转化率越高，其原因是_______。 【答案】 (1). 2NH3+2O2 N2O+3H2O (2). NO+NO2+2OH-=2NO2- +H2O、2NO2+2OH-=NO2- +NO3-+H2O (3). B (4). NaNO3 (5). NO (6). 溶液 pH 越小溶液中 HClO 的浓度越 大氧化 NO 的能力越强 【解析】 【分析】 依据氧化还原反应的规律结合元素守恒书写（1）、（2）问中的化学方程式； （2）①从提高反应的转化率着手考虑； ②根据氢氧化钠吸收尾气后的产物分析作答； （3）根据图像分析得出结论。 【详解】（1）NH3 与 O2 在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成 N2O，根据得失电子守恒 和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2 N2O+3H2O； （2）N2O 的硝酸尾气中含 NO2 和 NO，它们与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：NO+NO2+2OH-=2NO2- +H2O、2NO2+2OH-=NO2- +NO3-+H2O； ①A. 采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中 NO 和 NO2 的去除率， A 项错误； B. 加快通入尾气的速率，不能提高尾气中 NO 和 NO2 的去除率，B 项正确； C.定期补充适量的 NaOH 溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中 NO 和 NO2 的去除率，C 项错误； 故答案为：B； ②由反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O 可知，反应后得到 NaNO2 和 NaNO3 混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到 NaNO2 和 NaNO3 晶体，因此得到的 NaNO2 混有 NaNO3；由反 应可知，若 NO 和 NO2 的物质的量之比大于 1：1，NO 不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中 含量较高的氮氧化物是 NO；（3）在相同条件下，ClO-在酸性条件下以 HClO 的形式存在，具有强氧化性，氧化剂的浓度越 大，氧化能力越强，由反应 2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+可知，溶液 pH 越小，溶液中 HClO 浓度越大，氧化 NO 的能力越强。 21.以丙烯为原料合成抗炎药物 D 和机体免疫增强制剂 I 的合成路线如图所示(部分反应条件 和产物已经略去)： 请回答下列问题： （1）由丙烯生成 A 的反应类型为_____； （2）D 中官能团的名称为_________； （3）化合物 G 的化学式为 C5H10O3N2，则其结构简式为________； （4）A→B 反应的化学方程式为__________； （5）A 的同分异构体中属于苯的同系物(不包含)的共有______(不考虑立体异构)种，其中核 磁共振氢谱有四组峰的且苯环上只有一个取代基的结构简式是________； （6）已知： 结合上述流程中的信息，设计由 制备 的合成路线：_________ 【 答 案 】 (1). 加 成 反 应 (2). 羧 基 (3). (4). +HCl (5). 21 (6). (7). 【解析】 【分析】 由丙烯与甲苯发生加成反应生成的 A 为 ，A 再 CH3COCl 发生取代反应生成 B，B 再 与 H2 发生加成生成的 C 为 ；丙烯在过氧化物催化作用下与 HBr 发生加成反 应生成的 E 水解后得到丙醇，因此 E 为 CH3CH2CH2Br；丙酸与氯气发生取代反应生成 CH3CHClCOOH，CH3CHClCOOH 与三氯化磷发生取代反应生成 F。F 和化合物 G 在碱性条件下反应 生成 H，结合生成物 H 的结构特点和 G 的化学式为 C5H10O3N2 可知发生了取代反应，因此 G 的结 构简式为 ；H 中的氯原子被氨基取代生成 I，据此分析作答。 详解】根据上述分析可知， (1)由丙烯生成 的反应类型为加成反应； (2)根据 D 的结构简式及官能团结构可知，D 中所含官能团名称为羧基； (3) 和化合物 G 在碱性条件下反应生成 ，结合生成物的结构特 点和 G 的化学式为 C5H10O3N2，可知发生了取代反应，可知 G 的结构简式为 ； 【(4) 和 CH3COCl 在催化剂 AlCl3 的作用下发生取代反应生成 的化 学方程式为 +HCl； (5) 的同分异构体中属于苯的同系物包括：①只有一个烷基：即是丁烷基，丁基 可以有 4 种，故有 4 种同分异构体；②有两个烷基：分为一个甲基，一个丙基（有两种丙基 形式），分别位于苯环的邻、间、对位，总共有 6 种；当两个都是乙基，分别位于苯环的邻、 间、对位有 3 种，故此种情况总共有 9 种；③有三个烷基，2 个甲基和 1 个乙基，首先 2 个甲 基，有邻、间、对三种情况，甲基相邻时有 2 种，甲基相间时有 3 种，甲基相对时有 1 种， 总共有 6 种同分异构体；④当为四个甲基时 4 个甲基相邻有 1 种，三个甲基相邻有 1 种，两 个甲基相连时有 1 种，总共有 3 种，除去 A 本身总共有 4+9+6+3-1=21 种同分异构体；其中核 磁共振氢谱有四组峰的是 ； (6)结合上述流程中的信息，根据逆推法可知由 制备 的 合成路线为 。 【点睛】根据反应条件推断反应类型：(1)在 NaOH 的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水 解反应或卤代烃的水解反应。(2)在 NaOH 的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。(3)在 浓 H2SO4 存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。(4) 能与溴水或溴的 CCl4 溶液反应，可能为烯烃、炔烃的加成反应。(5)能与 H2 在 Ni 作用下发生 反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。(6)在 O2、Cu(或 Ag)、加热(或 CuO、加热)条件下，发生醇的氧化反应。(7)与 O2 或新制的 Cu(OH)2 悬浊液或银氨溶液反应， 则该物质发生的是—CHO 的氧化反应。(如果连续两次出现 O2，则为醇→醛→羧酸的过程)。(8) 在稀 H2SO4 加热条件下发生酯、低聚糖、多糖等的水解反应。(9)在光照、X2(表示卤素单质)条 件下发生烷基上的取代反应；在 Fe 粉、X2 条件下发生苯环上的取代。