北京市延庆区2020届高三化学统测试题（Word版附解析）

延庆区高三模拟考试试卷 化学 本试卷共 9 页，100 分。考试时长 90 分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试 卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 I 127 第一部分 本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题 目要求的一项。 1.延庆区的三张名片：长城、世园会、冬奥会中所使用的材料属于无机非金属材料的是 A. 京张高铁的复兴号火车“龙凤呈祥”内装使用材料 FRP B. 中国馆屋顶 ETFE 保温内膜 C. 八达岭长城城砖 D. 2022 年冬奥会高山滑雪服 【答案】C【解析】 【详解】A. FRP 属于纤维增强复合材料，不属于无机非金属材料，A 项错误； B. ETFE 保温内膜属于乙烯-四氟乙烯共聚物，不属于无机非金属材料，B 项错误； C. 长城城砖属于无机非金属材料，C 项正确； D. 高山滑雪服内层有一层单向芯吸效应的化纤材料，外层是棉制品，不属于无机非金属材料， D 项错误； 答案选 C。 2.下列化学用语或图示表达正确的是 A. 乙烯的比例模型： B. 质子数为 53，中子数为 78 的碘原子： I C. 氯离子的结构示意图： D. CO2 的电子式： 【答案】A 【解析】 【详解】A. C 原子比 H 原子大，黑色球表示 C 原子，且乙烯为平面结构，则乙烯的比例模型 为 ，A 项正确； B. 质子数为 53，中子数为 78，则质量数=53+78=131，碘原子为： I，B 项错误； C. 氯离子含有 17+1=18 个电子，结构示意图为 ，C 项错误； D. 二氧化碳为共价化合物，分子中存在碳氧双键，二氧化碳正确的电子式为： ，D 项错误； 答案选 A。 3.化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是 A. 维生素 C 具有还原性，应密封保存 B. 用 Na2S 处理工业废水中的 Cu2+、Hg2+等重金属离子 C. 75%的酒精能使蛋白质变性，可用于医用消毒 D. 酸性洁厕灵与碱性“84 消毒液”共用，可提高清洁效果 【答案】D 【解析】 78 53 131 53【详解】A. 维生素 C 具有还原性，易被氧化剂氧化，应密封保存，A 项正确； B. 重金属的硫化物的溶解度非常小，工业上常使用硫化物沉淀法处理废水中的重金属离子，B 项正确； C. 病毒的主要成分有蛋白质，75%的酒精能使蛋白质变性，可用于医用消毒，C 项正确； D. 洁厕灵(有效成分为 HCl)与 84 消毒液(有效成分为 NaClO)混合使用发生氧化还原反应生成 氯气，容易引起中毒，不能混用，D 项错误； 答案选 D。 4.能正确表示下列反应的离子反应方程式的是 A. 向 NaHSO4 溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至溶液呈中性：H++SO42-＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2O B. Cl2 溶于过量 NaOH 溶液中：Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O C. 醋酸除水垢 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ D. 向稀 HNO3 中滴加 Na2SO3 溶液：SO32-＋2H＋=SO2↑＋H2O 【答案】B 【解析】 【详解】A. 向 NaHSO4 溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至溶液呈中性，正确离子方程式为：2H++SO42- ＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O，A 项错误； B. Cl2 溶于过量 NaOH 溶液中生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O，B 项正确； C. 醋酸为弱酸，离子方程式中不拆， C 项错误； D. 稀 HNO3 具有强氧化性，能将 Na2SO3 氧化为 Na2SO4，D 项错误； 答案选 B。 【点睛】本题易错点 D，离子方程式正确判断时，要注意物质的性质，有强氧化剂时，会与还 原剂发生氧化还原反应。 5.下列关于轮船嵌有锌块实施保护的判断不合理的是 A. 嵌入锌块后的负极反应：Fe﹣2e- = Fe2+ B. 可用镁合金块代替锌块进行保护 C. 腐蚀的正极反应：2H2O + O2 + 4e- = 4OH- D. 该方法采用 是牺牲阳极的阴极保护法 【答案】A 【解析】 的【详解】A. 嵌入锌块做负极，负极反应为 Zn-2e-=Zn2+，A 项错误； B. 上述方法为牺牲阳极的阴极保护法，即牺牲做负极的锌块保护做正极的轮船，故可以用镁 合金来代替锌块，B 项正确； C. 由于海水呈弱碱性，铁发生吸氧腐蚀，故正极反应为 2H2O+O2+4e-=4OH-，C 项正确； D. 此保护方法是构成了原电池，牺牲了锌块保护轮船，故为牺牲阳极的阴极保护法，D 项正 确； 答案选 A。 6.下表中各组物质之间不能通过一步反应实现如图转化的是 甲 乙 丙 A CH2=CH2 CH3CH2Cl CH3CH2OH B NH3 NO HNO3 C AlCl3 Al(OH)3 Al2O3 D Cl2 HCl CuCl2 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A. 乙烯与 HCl 加成得到一氯乙烷，一氯乙烷消去得到乙烯与 HCl，一氯乙烷与水发 生取代得到乙醇，乙醇消去得到乙烯与水，符合转化，A 项正确； B. HNO3 显酸性，NH3 显碱性，由硝酸不能直接转化为氨气，不能实现转化，B 项错误； C. AlCl3 与氨水反应得到 Al(OH)3，Al(OH)3 与盐酸反应得到 AlCl3 与水，Al(OH)3 加热分解得 到 Al2O3，Al2O3 与盐酸反应得到 AlCl3 与水，符合转化，C 项正确； D. 氯气与氢气反应得到 HCl，浓 HCl 与高锰酸钾反应得到氯气，HCl 与 CuO 反应得到 CuCl2 和水，CuCl2 电解得到 Cu 与氯气，符合转化，D 项正确；答案选 B。 7.向某恒容密闭容器中加入 1.6 mol • L-1 NO2 后，会发生如下反应：2NO2(g)⇌N2O4(g) △H =-56.9kJ•mol-1。其中 N2O4 的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法不正确的是 A. 升高温度，60s 后容器中混合气体颜色加深 B. 0-60s 内，NO2 的转化率为 75% C. 0-60s 内，v(NO2)=0.02mol• L-1• s-1 D. a、b 两时刻生成 NO2 的速率 v(a)>v(b) 【答案】D 【解析】 【详解】A. 放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二氧化氮的量增加，颜色变深，A 项正确； B. 设容器体积为 V，0-60s 内，生成 N2O4 的物质的量为 0.6Vmol，则消耗的 NO2 的物质的量 为 1.2Vmol，NO2 的转化率为 =75%，B 项正确； C. 根据图中信息可知，从反应开始到刚达到平衡时间段内 =0.01 mol⋅L−1⋅s−1，则 v(NO2)=2 v(N2O4)=2×0.01 mol⋅L−1⋅s−1=0.02mol⋅L−1⋅s−1 ，C 项正确； D. 随着反应的进行，消耗的 NO2 的浓度越来越小，生成 NO2 的速率即逆反应速率越来越大， 因此 a、b 两时刻生成 NO2 的速率：v(a) c(OH-)> c(HCO3-) > c(H+) C. 加热 NaHCO3 溶液，pH 增大，一定是 HCO3- 水解程度增大的结果 D. 滴加饱和 CaCl2 溶液发生了反应：Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑ 【答案】D 【解析】 【详解】A. 根据电荷守恒可知，NaHCO3 溶液中， c(H+) + c(Na+) = c(HCO3-) + 2c(CO32-) + c(OH-)，A 项错误； B. 常温下 2 mL 1 mol·L-1 NaHCO3 溶液，pH 约为 8，溶液显碱性，溶液中 HCO3-水解程度大于 其电离程度，c(Na+)> c(HCO3-) > c(OH-) > c(H+)，B 项错误； C. 加热 NaHCO3 溶液，可能分解为碳酸钠，碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠，pH 会增大，C 项错误； D. 向碳酸氢钠溶液中滴加几滴饱和 CaCl2 溶液，有白色沉淀生成为碳酸钙沉淀，促进了碳酸 氢根离子的电离，离子方程式为：Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3↓ + H2O + CO2↑，D 项正确； 答案选 D。 11.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料 (C3H8O)。下列说法正确的是A. 该装置工作时，H+从 a 极区向 b 极区迁移 B. 该装置将化学能转化为光能和电能 C. a 电极的反应式为 3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O D. 每生成 3 mol O2，有 88 g CO2 被还原 【答案】D 【解析】 【详解】A. a 与电源负极相连，所以 a 是阴极，而电解池中氢离子向阴极移动，所以 H+从阳 极 b 极区向阴极 a 极区迁移，A 项错误； B. 该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所以该装置将光能和电能转化为化学能，B 项错误； C. a 与电源负极相连，所以 a 是阴极，发生还原反应，电极反应式为： 3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O，C 项错误； D. 电池总的方程式为：6CO2+8H2O 2C3H8O+9O2，即生成 9mol 的氧气，阴极有 6mol 的 二氧化碳被还原，也就是 3mol 的氧气，阴极有 2mol 的二氧化碳被还原，所以被还原的二氧 化碳为 88g，D 项正确； 答案选 D。 12.金属铊(81Tl)有重要用途，可用来制造光电管、光学玻璃等。铊与铯(55Cs)同周期，下列说法 不正确的是 A. 原子半径：Cs>Tl B. 碱性：CsOH>Tl(OH)3 C. 与水反应的剧烈程度：Tl> Cs D. Tl 是第六周期第ⅢA 元素 【答案】C 【解析】 【详解】铯(55Cs)位于第六周期第ⅠA 族，铊与铯(55Cs)同周期，可知铊(81Tl)位于第六周期第 ⅢA 族，金属性：Cs>Tl。 A. 元素在同一周期，序数越小，半径越大，则原子半径：Cs>Tl，A 项正确； B. 金属性：Cs>Tl，则碱性：CsOH>Tl(OH)3，B 项正确； C. 金属性：Cs>Tl，则与水反应的剧烈程度：Cs>Tl ，C 项错误； D. Tl 是第六周期第ⅢA 元素，D 项正确； 答案选 C。 通电【点睛】本题重点，知道元素在元素周期表中的位置，根据原子结构示意图的书写规律，每 一层最多排布 2n2 个电子，最外层最多排布 8 个(除第一层外)，次外层最多排布 18 个，得出铊 与铯的原子结构示意图，即可知道位置。 13.海洋是一个资源宝库，海水资源的开发和利用是现代和未来永恒的主题。下面是海水利用 的流程图： 下列有关说法不正确的是 A. 过程中制得 NaHCO3 是先往精盐溶液中通入 CO2，再通入 NH3 B. 氯碱工业在阳极产生了使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝 气体 C. 反应②加热 MgCl2·6H2O 应在 HCl 气流保护下制备无水 MgCl2 D. 反应⑤中，用 Na2CO3 水溶液吸收 Br2 后，用 70—80%硫酸富集 Br2 【答案】A 【解析】 【详解】A. 先通入氨气可增大二氧化碳的溶解度，则通入气体的顺序不合理，A 项错误； B. 氯碱工业在阳极上氯离子放电生成氯气，使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，B 项正确； C. 加热促进镁离子水解，且生成盐酸易挥发，应在 HCl 气流中蒸发制备，C 项正确； D. 用纯碱吸收溴，主要反应是 3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，生成的 NaBr、NaBrO3 与硫酸反应，得到 Br2，达到富集目的，D 项正确； 答案选 A。 14.探究 Na2O2 与水的反应，实验如图： 的已知：H2O2⇌H++HO2-；HO2-⇌H++O22- 下列分析不正确的是 A. ①、④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应 B. ①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在 H2O2 C. ③和④不能说明溶解性：BaO2>BaSO4 D. ⑤中说明 H2O2 具有还原性 【答案】B 【解析】 【详解】A.①中 反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分 解生成水和氧气，发生的反应为复分解反应与氧化还原反应，④中过氧化钡再与稀硫酸反应 生成过氧化氢与硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成了氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原 反应和复分解反应。A 项正确； B. ①中过氧化钠与水反应生成氧气，不能说明存在 H2O2，B 项错误； C. ④中 BaO2 与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明 溶解性：BaO2>BaSO4，C 项正确； D. ⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，做还原剂，说明 H2O2 具有还原性，D 项正确； 答案选 B。 第二部分 本部分共 5 题，共 58 分 15.氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景，采用天然气制备氢气的流程如下。 请回答下列问题： Ⅰ.蒸汽转化：在催化剂的作用下，水蒸气将 CH4 氧化，结合图表信息回答问题。 (1)该过程的热化学方程式是__________。 的(2)平衡混合物中 CO 的体积分数与压强的关系如图所示，判断 T1 和 T2 的大小关系： T1_______T2(填“>”“ (3). 根据热化学方程式 可知， 升高温度，平衡正向移动， CO 的体积分数增大；再对应图像，压强一定时，则 T1>T2 (4). 0.75 (5). (6). (7). 阴极放电发生反应： 产生的 OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应： ，实现了 K2CO3 溶液的再生 【解析】 【分析】 Ⅰ.(1)由图可知，反应为吸热反应，△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol，据此书写热化学 4 2 2CH (g) H O(g) CO(g) 3H (g) ΔH 204kJ / mol+ + = + 4 2 2CH (g) H O(g) CO(g) 3H (g) ΔH 204kJ / mol+ + = + 2 3 2 2 3CO H O CO 2HCO− −+ + = 2 22H O 4e O 4H− +− = +↑ 2 22H O 2e H 2OH− −+ = ↑ + 2 3 3 2OH HCO CO H O− − −+ = +方程式； (2)根据压强和温度对化学平衡的影响分析； (3)由三段式分析，计算该条件下反应的平衡常数； Ⅲ. 由图可知，吸收池中二氧化碳与碳酸钾溶液的反应得到碳酸氢钾，据此书写离子方程式。 【详解】Ⅰ.(1) 由图可知，1mol 甲烷、1mol 水蒸气生成 1molCO 和 3mol 氢气吸收热量 (2582−2378)kJ=204kJ，故热化学方程式为： ，故答案为： ； (2)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，所以相同压强下，温度越高，CO 的体积分 数越大，故 T1>T2，故答案为：>；根据热化学方程式 可知，升高温度，平衡正向移动， CO 的体积分数增大，再对应图像，压强一定时，则 T1>T2； (3) 一定温度下，在 1L 恒容的密闭容器中充入 1molCH4 和 1mol 的水蒸气充分反应达平衡后， 测得反应前后容器中气体的物质的量之比是 3:4，设消耗甲烷物质的量 x，据此计算： ，x= mol，则平衡时各物质的浓度分别为：c(CH4)=c(H2O)= mol/L，c(CO)= mol/L，c(H2)=1mol/L，则该反应的平衡常数 K= =0.75，故答案为：0.75； Ⅲ.(4)由图可知，吸收池中氢气并未反应，二氧化碳被吸收进入惰性电极电解池,即吸收池中为 二氧化碳与碳酸钾溶液的反应，离子方程式为：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-，故答案为： CO32-+CO2+H2O=2HCO3-； (5)HCO3−存在电离平衡：HCO3−⇌H++CO32−，阴极 H+放电浓度减小平衡右移，CO32-再生，阴 极反应：2H2O＋2e－=H2↑＋OH-，阳极反应： ； HCO3-+OH-═CO32-+H2O，使碳酸钾溶液得以再生，故答案为： ； 4 2 2CH (g) H O(g) CO(g) 3H (g) Δ 204kJ / molH+ + = + 4 2 2CH (g) H O(g) CO(g) 3H (g) Δ 204kJ / molH+ + = + 4 2 2CH (g) H O(g) CO(g) 3H (g) Δ 204kJ / molH+ + = + ( ) ( ) ( ) ( )4 2 2CH g + H O g CO g +3H g (mol) 1 1 0 0 (mol) x x x 3x (mol) 1-x 1-x x 3x  起始 转化 平衡 2+2x 4=2 3 1 3 2 3 1 3 31 13 2 2 3 3 × × 2 22H O 4e O 4H− +− = +↑ 2 22H O 4e O 4H− +− = +↑阴极放电发生反应： 产生的 OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应： ，实现了 K2CO3 溶液的再生。 16.法华林是一种治疗心脑血管疾病的药物，属于香豆素类衍生物，其合成路径如下： 已知：①法华林的结构简式： ② + ③ + (1)A 的结构简式是___________。 (2)C 分子中含氧官能团是___________。 (3)写出 D 与银氨溶液反应的化学方程式___________。 (4)E 的结构简式是___________。 (5)水杨酸分子中苯环上有两种含氧官能团，1mol 水杨酸与足量 NaHCO3 完全反应生成 1molCO2。写出水杨酸反应生成 F 的化学方程式___________。 (6)K 分子中含有两个酯基，K 结构简式是___________。 (7)M 与 N 互为同分异构体，N 的结构简式是____________。 (8)已知：最简单的香豆素结构式 。以乙酸甲酯、甲醛和苯酚为主要原料，一种合成 香豆素的路线如下(其他药品自选)： 写出甲→乙反应的化学方程式 ___________；丙的结构简式是_________。 2 22H O 2e H 2OH− −+ = ↑ + 2 3 3 2OH HCO CO H O− − −+ = + 碱→ 2- H O→ + ①碱 ②H →【答案】 (1). (2). 羟基 (3). +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O (4). (5). +CH3OH +H2O (6). (7). (8). 2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O (9). 【解析】 【分析】 A 生成 B 是在光照条件下进行，发生的是取代反应，在根据 A 的分子式知道 A 是甲苯，B 是 ， 与氢氧化钠发生取代反应，则 C 是 ，根据反应条件知道 D 是 ，根据信息反应②的特点，醛与酮反应时醛基会转变为碳碳双键，故 E 中有碳 碳双键，则 E 是 。 【详解】(1)A 的名称为甲苯，结构简式是 ，故答案为： ； (2)C 分子的结构简式为 ，含氧官能团是羟基，故答案为：羟基； (3)D 是 ，与银氨溶液反应的化学方程式为： +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O，故答案为： +2Ag(NH3)2OH Δ→  浓硫酸 Δ Cu/Ag Δ → Δ→ Δ→+2Ag↓+3NH3+H2O； (4)由分析可知，E 的结构简式是 ，故答案为： ； (5)水杨酸分子中苯环上有两种含氧官能团，1mol 水杨酸与足量 NaHCO3 完全反应生成 1molCO2，说明存在羧基，同时含有羟基，故水杨酸的结构简式为 ，与 CH3OH 发生酯化反应，化学方程式为： +CH3OH +H2O，故答案为： +CH3OH +H2O； (6)由(5)可知，F 为 ， 与乙酸酐反应生成 K，K 分子中含有两 个酯基，则 K 结构简式是 ，故答案为： ； (7)M 与 N 互为同分异构体，N 与 E 生成 ，可知 N 的结构简式是 ，故答案为; ; (8)由流程图可知，乙酸甲酯、甲醛在碱性条件下反生羟醛缩合生成甲，故甲为 HOCH2CH2COOCH3，根据信息②③提示，要实现乙到丙过程，乙要有醛基，则甲到乙，实质 是 HOCH2CH2COOCH3 变为 OHCH2COOCH3，反应方程式为：2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O；OHCH2COOCH3 与 反应，再脱水得到丙，则  浓硫酸 Δ  浓硫酸 Δ Cu/Ag Δ →丙为： ，故答案为：2HOCH2CH2COOCH3+O2 2OHCH2COOCH3+2H2O； 。 【点睛】重点考查有机流程的理解和有机物结构推断、官能团、有机反应类型、简单有机物 制备流程的设计、有机方程式书写等知识，考查考生对有机流程图的分析能力、对已知信息 的理解能力和对有机化学基础知识的综合应用能力。有机物的考查主要是围绕官能团的性质 进行，这些官能团的性质以及它们之间的转化要掌握好，这是解决有机化学题的基础。官能 团是决定有机物化学性质的原子或原子团，有机反应绝大多数都是围绕官能团展开，而高中 教材中的反应原理也只是有机反应的一部分，所以有机综合题中经常会出现已知来告知部分 没有学习过的有机反应原理，认识这些反应原理时可以从最简单的断键及变换的方法进行， 而不必过多追究。 17.ClO2 是一种优良的消毒剂，熔点为-59.5℃，沸点为 11.0℃，浓度过高时易发生分解引起爆 炸，实验室在 50℃时制备 ClO2。 实验Ⅰ：制取并收集 ClO2，装置如图所示： (1)写出用上述装置制取 ClO2 的化学反应方程式_____________。 (2)装置 A 中持续通入 N2 的目的是___________。装置 B 应添加__________(填“冰水浴”、“沸 水浴”或“50℃的热水浴”)装置。 实验Ⅱ：测定装置 A 中 ClO2 的质量，设计装置如图： Cu/Ag Δ →过程如下： ①在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用 100mL 水溶解后，再加 3mL 硫酸溶液； ②按照右图组装好仪器；在玻璃液封管中加入①中溶液，浸没导管口； ③将生成的 ClO2 由导管通入锥形瓶的溶液中，充分吸收后，把玻璃液封管中的水封溶液倒入 锥形瓶中，洗涤玻璃液封管 2—3 次，都倒入锥形瓶，再向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液； ④用 c mol·L−1 Na2S2O3 标准液滴定锥形瓶中的液体，共用去 V mL Na2S2O3 溶液(已知： I2+2S2O32-=2I−+S4O62-)。 (3)装置中玻璃液封管的作用是_____________。 (4)滴定终点的现象是___________________。 (5)测得通入 ClO2 的质量 m(ClO2)=_______g(用整理过的含 c、V 的代数式表示)。 【答案】 (1). (2). 降低 ClO2 的浓度，防止 ClO2 的浓度过高而发生分解，引起爆炸 (3). 冰水浴 (4). 防止 ClO2 逸出， 使 ClO2 全部反应，准确测定 ClO2 的质量 (5). 溶液由蓝色变为无色，并且在 30s 内颜色不 发生变化 (6). 1.35×10-2cV 【解析】 【分析】 Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3 与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成 ClO2 和硫酸钠等物质； (2)二氧化氯(ClO2)沸点为 11℃，NaClO3 与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2 浓度过高时易发生分解引起爆炸，ClO2 的沸点低，用冰水可以使 ClO2 冷凝为液体； Ⅱ. (3)用水再次吸收残余的二氧化氯气体，并使锥形瓶内外压强相等，准确测量； (4)溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终点； (5)根据氧化还原反应分析，有关系式 2ClO2～5I2～10Na2S2O3 计算 n(ClO2)，再根据 m=nM 计 算 m(ClO2)。 【详解】Ⅰ.(1)根据题给信息可知：NaClO3 与亚硫酸钠在酸性条件下反应生成 ClO2 和硫酸钠 等物质，则化学反应方程式为： ， 故答案为： ； (2)二氧化氯(ClO2)沸点为 11℃，NaClO3 与亚硫酸钠在酸性条件下生成二氧化氯等物质， ClO2 3 2 3 2 4 2 2 4 2 50℃ 2NaCl O+Na SO+HSO( 浓 ) 2Cl O+2Na SO +HO 3 2 3 2 4 2 2 4 2 50℃ 2NaCl O+Na SO+HSO( 浓 ) 2Cl O+2Na SO +HO 3 2 3 2 4 2 2 4 2 50℃ 2NaCl O+Na SO+HSO( 浓 ) 2Cl O+2Na SO +HO浓度过高时易发生分解引起爆炸，通入氮气，及时排出；ClO2 的沸点低，用冰水可以使 ClO2 冷凝为液体，故答案为：降低 ClO2 的浓度，防止 ClO2 的浓度过高而发生分解，引起爆炸；冰 水浴； Ⅱ. (3)装置中玻璃液封管的作用是，防止 ClO2 逸出，使 ClO2 全部反应，准确测定 ClO2 的质量， 故答案为：防止 ClO2 逸出，使 ClO2 全部反应，准确测定 ClO2 的质量； (4)当滴入(最后)一滴标准液时，溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不褪色，说明滴定至终 点，故答案为：溶液由蓝色变为无色，并且在 30s 内颜色不发生变化； (5)VmLNa2S2O3 溶液含有 Na2S2O3 物质的量 n(Na2S2O3)=V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol．则：根 据关系式： ，所以 n(ClO2)= n(Na2S2O3)= ×c•V•10-3 mol， 所以 m(ClO2)=n(ClO2) •M= ×c•V•10-3 mol×67.5g/mol=1.35cV×10-2g，故答案为：1.35cV×10-2。 【点睛】本题以氯及其化合物的性质为线索，考查了物质含量的探究性实验，涉及化学实验 基本操作、滴定终点的判断方法、氧化还原反应在滴定中的应用，把握习题中的信息及知识 迁移应用为解答的关键。 18.辉铜矿(主要成分 Cu2S)作为铜矿中铜含量最高的矿物之一，可用来提炼铜和制备含铜化合 物。 Ⅰ.湿法炼铜用 Fe2(SO4)3 溶液作为浸取剂提取 Cu2+： (1)反应过程中有黄色固体生成，写出反应的离子方程式______________________。 (2)控制温度为 85℃、浸取剂的 pH = 1，取相同质量的辉铜矿粉末分别进行如下实验： 实验 试剂及操作 3 小时后 Cu2+浸出率(%) 一 加入 10mL 0.25mol·L-1Fe2(SO4)3 溶液和 5 mL 水 81.90 二 加入 10 mL0.25mol·L-1Fe2(SO4)3 溶液和 5mL 0.1mol·L-1H2O2 92.50 回答：H2O2 使 Cu2+浸出率提高的原因可能是__________。 (3)实验二在 85℃后，随温度升高，测得 3 小时后 Cu2+浸出率随温度变化的曲线如图。Cu2+浸 2 2 2 2 3 3 2 5 10 2 10 ( ) 10−⋅ ⋅   2 Cl O I Na S O n Cl O c V mol 1 5 1 5 1 5出率下降的原因_________________。 (4)上述湿法炼铜在将铜浸出的同时，也会将铁杂质带进溶液，向浸出液中通入过量的 O2 并加 入适量的 CuO，有利于铁杂质的除去，用离子方程式表示 O2 的作用_________。解释加入 CuO 的原因是_____。 Ⅱ.某课题组利用碳氨液((NH4)2CO3、NH3·H2O)从辉铜矿中直接浸取铜。 其反应机理如下： ①Cu2S(s)⇌2Cu+(aq) +S2-(aq) (快反应) ②4Cu++O2+2H2O⇌4Cu2++4OH- (慢反应) ③Cu2++4NH3·H2O⇌Cu(NH3)42++4H2O(快反应) (5)提高铜的浸出率的关键因素是 ________。 (6)在浸出装置中再加入适量的(NH4)2S2O8，铜的浸出率有明显升高，结合平衡移动原理说明可 能的原因是__________。 【答案】 (1). (2). H2O2 把生成 Fe2+又氧化为 Fe3+，c(Fe3+)的浓度增大，反应速率加快 (3). 温度升高， H2O2 发生了分解 (4). 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (5). 由于浸取剂的 pH = 1，加入适量的 CuO，不引入其它杂质 离子，消耗 H+有利于控制溶液 pH，使 Fe3+形成 Fe(OH)3 沉淀 (6). 提高慢反应的速率，即 提高 Cu+的氧化速率 (7). S2O82-的氧化性比 O2 强，使慢反应的速率加快，促使 Cu2S 沉淀溶 解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8 电离产生 NH4+，NH4+与慢反应产生的 OH-结合，c(OH-)的 浓度降低，有利于慢反应及 Cu2S 沉淀溶解平衡正向移动 3 2 2 2Cu S 4Fe 2Cu S 4Fe+ + ++ = + ↓ +【解析】 【分析】 Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成，说明 Cu2S 与 Fe2(SO4)3 反应产生了硫单质，据此写离子方 程式； (2) H2O2 具有氧化性； (3)温度高，H2O2 易分解； (4) O2 的可以将亚铁离子氧化；加入 CuO 的不引入其它杂质离子，消耗 H+有利于控制溶液 pH，使 Fe3+形成 Fe(OH)3 沉淀； Ⅱ.(5)根据反应机理，提高铜的浸出率的关键在慢反应； (6)根据(NH4)2S2O8 的性质分析作答。 【详解】Ⅰ.(1)反应过程中有黄色固体生成，说明 Cu2S 与 Fe2(SO4)3 反应产生了硫单质，则离 子方程式为 ，故答案为： ； (2) 浸出过程中铁离子变为亚铁离子，H2O2 具有氧化性，可以再使亚铁离子氧化为铁离子，加 快反应速率，故答案为：H2O2 把生成 Fe2+又氧化为 Fe3+，c(Fe3+)的浓度增大，反应速率加快； (3)H2O2 受热易分解，故答案为：温度升高， H2O2 发生了分解； (4) O2 可以将亚铁离子氧化，离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；加入 CuO 的不引入 其它杂质离子，消耗 H+有利于控制溶液 pH，使 Fe3+形成 Fe(OH)3 沉淀，故答案为： 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；由于浸取剂的 pH = 1，加入适量的 CuO，不引入其它杂质离子， 消耗 H+有利于控制溶液 pH，使 Fe3+形成 Fe(OH)3 沉淀； Ⅱ.(5)根据反应机理，反应有快慢之分，提高铜的浸出率的关键在慢反应，故答案为：提高慢 反应的速率，即提高 Cu+的氧化速率； (6)(NH4)2S2O8 电离为 S2O82-和 NH4+，S2O82-的氧化性比 O2 强，使慢反应的速率加快，促使 Cu2S 沉淀溶解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8 电离产生 NH4+，NH4+与慢反应产生的 OH-结合，c(OH-) 的浓度降低，有利于慢反应及 Cu2S 沉淀溶解平衡正向移动，故答案为：S2O82-的氧化性比 O2 强，使慢反应的速率加快，促使 Cu2S 沉淀溶解平衡正向移动，同时(NH4)2S2O8 电离产生 NH4+，NH4+与慢反应产生的 OH-结合，c(OH-)的浓度降低，有利于慢反应及 Cu2S 沉淀溶解平 衡正向移动。 【点睛】本题难点(6)，分析(NH4)2S2O8 的作用，要从反应机理出发，将物质电离成离子，分 3 2 2 2Cu S 4Fe 2Cu S 4Fe+ + ++ = + ↓ + 3 2 2 2Cu S 4Fe 2Cu S 4Fe+ + ++ = + ↓ +别看存在什么样的作用，可以快速解题。 19.硝酸铁具有较强的氧化性，易溶于水，乙醇等，微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光 剂。 (1)制备硝酸铁 取 100mL 8mol· L-1 硝酸于 a 中，取 5.6g 铁屑于 b 中，水浴保持反应温度不超过 70℃。 ①b 中硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体。写出 b 中发生反 应的离子方程式：_______。 ②若用实验制得的硝酸铁溶液，获取硝酸铁晶体，应进行的操作是：将溶液小心加热浓缩、 _________、___________，用浓硝酸洗涤、干燥。 (2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液，溶液呈黄色，进行实验如下： 实验一：硝酸铁溶液与银反应： i.测 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液 pH 约等于 1.6 。 ii.将 5mL 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液加到有银镜的试管中，约 1min 银镜完全溶解。使银镜溶解的 反应原理有两个反应： a. Fe3+使银镜溶解 b. NO3-使银镜溶解 ①证明 Fe3+使银镜溶解，应辅助进行的实验操作是_________。 ②用 5mL __________溶液，加到有银镜的试管中，约 1.2min 银镜完全溶解。证明 NO3-使银镜 溶解。 ③为进一步研究溶解过程，用 5mLpH 约等于 1.6 的 0.05mol·L-1 硫酸铁溶液，加到有银镜的试 管中，约 10min 银镜完全溶解。 实验二：硝酸铁溶液与二氧化硫反应，用如图所示装置进行实验：i.缓慢通入 SO2，溶液液面上方出现红棕色气体，溶液仍呈黄色。 ii.继续持续通入 SO2，溶液逐渐变为深棕色。 已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色) ④步骤 i 反应开始时，以 NO3-氧化 SO2 为主，理由是：_________。 ⑤步骤 ii 后期反应的离子方程式是__________。 (3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是__________。 【答案】 (1). Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O (2). 降温结晶 (3). 过滤 (4). 取反应后的溶液，加几滴铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀 (5). 0.1mol·L-1 硝酸钠和 0.2mol·L-1 硝酸的混合溶液或者 pH 约等于 1.6 的 0.3mol·L-1 硝酸钠和硝酸的混合溶液 (6). 实验二的 步骤 i 中未观察到溶液变为深棕色，说明没有 Fe2+生成 (7). 2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+ (8). 在 pH 约等于 1.6 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液中， Fe3+、NO3-都有氧化性，其中 以 NO3-氧化性为主。 【解析】 【分析】 (1)①硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体，生成了硝酸铁、 二氧化氮和水，据此写离子方程式； ②根据溶液提取晶体的操作回答； (2) ①如果 Fe3+使银镜溶解，则铁的化合价降低变为 Fe2+，证明 Fe2+的存在即可； ②证明 NO3-使银镜溶解，采用控制变量法操作； ④溶液液面上方出现红棕色气体，溶液仍呈黄色； ⑤根据继续持续通入 SO2，溶液逐渐变为深棕色，已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)，有 Fe2+ 的生成； (3)总结实验一和实验二可知答案。 【详解】(1)①硝酸与铁屑混合后，铁屑溶解，溶液变黄色，液面上方有红棕色气体，生成了 硝酸铁、二氧化氮和水，离子方程式为：Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O，故答案为：Fe + 3NO3- + 6H+＝Fe3+ + 3NO2↑ + 3H2O； ②由硝酸铁溶液，获取硝酸铁晶体，应进行的操作是：将溶液小心加热浓缩、降温结晶、过 滤、用浓硝酸洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；过滤； (2) ①如果 Fe3+使银镜溶解，则铁的化合价降低变为 Fe2+，证明 Fe2+的存用铁氰化钾溶液，有 蓝色沉淀即可，故答案为：取反应后的溶液，加几滴铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀； ②证明 NO3-使银镜溶解，采用控制变量法操作，即加入的为 0.1mol·L-1 硝酸钠和 0.2mol·L-1 硝 酸的混合溶液或者 pH 约等于 1.6 的 0.3mol·L-1 硝酸钠和硝酸的混合溶液，故答案为： 0.1mol·L-1 硝酸钠和 0.2mol·L-1 硝酸的混合溶液或者 pH 约等于 1.6 的 0.3mol·L-1 硝酸钠和硝酸 的混合溶液； ④实验二的步骤 i 中未观察到溶液变为深棕色，说明没有 Fe2+生成，故答案为：实验二的步骤 i 中未观察到溶液变为深棕色，说明没有 Fe2+生成； ⑤根据继续持续通入 SO2，溶液逐渐变为深棕色，已知：Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)，有 Fe2+ 的生成，离子方程式为：2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+，故答案为：2Fe3+ + SO2 + 2H2O ＝ 2Fe2+ + SO42- + 4H+； (3)总结实验一和实验二可知，在 pH 约等于 1.6 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液中， Fe3+、NO3-都有氧 化性，其中以 NO3-氧化性为主，故答案为：在 pH 约等于 1.6 0.1mol·L-1 硝酸铁溶液中， Fe3+、 NO3-都有氧化性，其中以 NO3-氧化性为主。