陕西省西安市第一中学2018届高三上学期第五次考试
理综 化学试题
1.本试卷共300分,考试时间150分钟
2.可能用到的相对的原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 Al:27 S:32 Cl:35.5 Ca:40 Mn:55 Fe:56 Cu:64 Ag:108 I:127 Ba:137
1. 2011年为国际化学年,主题为“化学—我们的生活,我们的未来”下列说法正确的是
A. 制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的晶体硅都是新型无机非金属材料
B. 金刚砂的成分是Al2O3,可用作砂纸、砂轮的磨料
C. 石油化工生产广泛使用过渡元素做催化剂并加入少量稀土元素改善催化剂的性能
D. 福尔马林(甲醛溶液)可用于浸泡生肉及海产品以防腐保鲜
【答案】C
【解析】A、用于光缆通信的材料为二氧化硅,而不是硅,故A错误;B、金刚砂的主要成分为SiC,故B错误;C、过渡元素常用作催化剂,并加入少量稀土元素改善催化剂的性能,故C正确;D、甲醛有毒不能用于食品的防腐保鲜,故D错误。故选C。
2. 实验室欲配制一种仅含四种离子(不考虑来源于水电离的离子)的溶液且溶液中四种离子的浓度均为0.5mol/L,能达到此目的的是
A. Mg2+、Al3+、SO42-、Cl- B. Mg2+、K+、SO42-、NO3-
C. ClO-、I-、K+、Na+ D. H+、K+、Cl-、CO32-
【答案】B
3. 门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第四周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律,下列有关X性质的描述中错误的是
A. X单质不易与水反应 B. XO2可被碳或氢还原为X
C. XCl4的沸点比SiCl4的高 D. XH4的稳定性比SiH4的高
【答案】D
【解析】A.X和Si的性质相似,和水不反应,故A正确;B.X位于周期表第四周期,非金属性比Si弱,XO2可被碳或氢还原为X,故B正确;C.XCl4的沸点比SiCl4的结构相似,形成分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,XCl4相对分子质量大,所以XCl4的沸点比SiCl4的高,故C正确;D.X位于周期表第四周期,非金属性比Si弱,则XH4的稳定性比SiH4的低,故D错误;故选D。
4. 通过不同的水处理方法可以得到不同质量标准的水,以满足人民生产、生活的用水需要。下列处理方法不正确的是
A. 用ClO2、O3代替氯气进行自来水消毒
B. 用高铁酸钠(Na2FeO4)处理水中的微生物和细菌
C. 用Na2SO4·10H2O等处理含有Mg2+、Ca2+的硬水
D. 用Na2S处理工业废水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
【答案】C
【解析】A. ClO2、O3具有强氧化性,可用ClO2、O3代替氯气进行自来水消毒,A正确;B. 高铁酸钠具有强氧化性,可用于处理水中的微生物和细菌,生成的氢氧化铁胶体还有净化水质的作用,B正确;C. 处理含有Mg2+、Ca2+硬水的常用方法是离子交换法、蒸馏法等,C错误;D. 除去工业废水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子可用Na2S处理,使之生成难溶性硫化物沉淀而除去,D正确。故答案选C。
5. 下列说法中正确的是
A. Na2S2、 NaClO 中所含化学键类型完全相同
B. 只有活泼金属元素与活泼非金属元素之间才能形成离子键
C. 等物质的量的 CN-和 N2 含有的共用电子对数相等
D. 氯气与 NaOH 反应的过程中,同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成
【答案】C
【解析】A.Na2S2含离子键和S-S非极性键,NaClO中含离子键和Cl-O极性键,则化学键不完全相同,A错误;B.铵盐中含离子键,均为非金属元素,离子键的形成中可能不含金属元素,B错误;C.等物质的量的CN-和N2含有的共用电子对数相等,均是三对,C正确;D.氯气与NaOH反应生成NaClO、NaCl、H2O
,产物中不存在非极性键,则离子键、极性键和非极性键的断裂,但没有非极性键的形成,D错误;答案选C。
点睛:本题考查化学键的有关判断,把握化学键的形成及判断的一般规律为解答本题关键,侧重分析与应用能力的考查,注意常见物质中的化学键及结合实例分析解答。
6. 下列实验中,对应的现象以及解释或结论都正确,且两者具有因果关系的是
选项
实验
现象
结论或解释
A
向黄色的Fe(NO)3溶
液中滴加氢碘酸
溶液变为紫红色
氧化性:Fe3+>I2
B
将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧
铝箔熔化但不滴落下来
铝箔表面有致密Al2O3薄膜,A12O3且熔点高于Al
C
向新收集的酸雨中滴加硝酸钡溶液
产生白色沉淀
酸雨中一定含有SO42-
D
取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸
产生无色气体
Na2O2没有变质
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】A. 向黄色的Fe(NO)3溶液中滴加氢碘酸,+3价铁离子可以把碘离子氧化为碘得到碘水,但溶液不是紫红色的,A不正确; B. 铝表面有一层致密的氧化膜,氧化铝的熔点远远高于铝,所以内部熔化的铝不会滴落,B正确; C. 酸雨呈酸性,在酸性条件下,硝酸根可以表现强氧化性把酸雨中的亚硫酸氧化为硫酸,所以向新收集的酸雨中滴加硝酸钡溶液产生白色沉淀,并不能说明一定有硫酸根, C不正确; D. 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸产生无色气体,有可能是过氧化钠变质后生成的碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体,所以无法据此判断其是否变质,D不正确。本题选B。
7. 一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO42-
)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO12.0g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1﹕1,则V可能为
A. 9.0L B. 13.5L
C. 15.7L D. 16.8L
【答案】A
【解析】若混合物全是CuS,其物质的量为12/80=0.15 mol,电子转移数0.15 mol×(6+2)=1.2 mol。两者体积相等,设NO x mol,NO2x mol,3x+x=1.2,计算的x=0.3。气体体积V=0.6 mol×22.4 L·mol-1=13.44 L;若混合物全是Cu2S,其物质的量为0.075 mol,转移电子数0.075 mol×10=0.75 mol,设NO x mol,NO2x mol,3x+x=0.75,计算得x=0.187 5,气体体积V=0.375 mol×22.4 L·mol-1=8.4 L,因此8.4 L<V<13.44 L。
8. 下图是中学化学常见物质的转化关系(某些反应条件及部分产物已略去),A、G为日常生活中的常见金属。B、C、E、I、J为气体,其中C为黄绿色气体,M为红褐色胶体。
(1)已知A为第26号元素,请写出A元素在周期表中的位置__________。
(2)D与G反应的化学方程式____________________。实验室引发该反应的操作___________。
(3)反应③离子方程式__________________________。
(4)H→I的化学方程式_______________。
(5)现将一试管J气体倒立于水槽中一段时间后,水面上升但不充满;若使水充满整个试管,应向试管中通入一定量__________(填气体的化学式),此时试管中溶液的浓度为________mol/L(气体体积按标准状况计算)(保留两位有效数字)。
【答案】 (1). 第四周期 第VIII族 (2). 8Al+ 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe (3). 在铝热剂表面放一层氯酸钾,插一根镁条,点燃镁条 (4). 3Fe + 8H+ + 2NO3— = 3Fe2+ + 2NO↑+ 4H2O (5). (6). O2 (7). 0.045
【解析】A为26号元素,则A为Fe;C为黄绿色气体,则C为Cl2;M为红褐色胶体,则M
为Fe(OH)3;A(Fe)与C(Cl2)点燃得到F,则F为FeCl3;A(Fe)与H2O(g)反应生成D和E,A(Fe)与气体B反应也得到D,则D为Fe3O4,E为H2,B为O2;E(H2)+N2→H,则H为NH3;H+B→I,I+B→J,J+H2O→K,则J为NO2;I为NO;K为HNO3;过量的A(Fe)和K(HNO3)反应生成硝酸亚铁、NO、水,则L为Fe(NO3)2;N+A(Fe)→L,则N为Fe(NO3)3;D+G→A,即Fe3O4+G→Fe,又G为常见金属,则G为Al。
(1)A为Fe,原子序数是26,在周期表中的位置为:第四周期 第ⅤⅢ族;
(2)“D+G→A”即“Fe3O4+Al→Fe”,反应的化学方程式:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;该反应为铝热反应,实验室中引发铝热反应的操作方法是:在铝热剂表面放一层氯酸钾,插一根镁条,点燃镁条。
(3)反应③为过量的Fe与稀硝酸反应,离子方程式:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O;
(4)“H→I”为NH3与O2反应生成NO和H2O,反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
(5)将一试管气体J(NO2)倒立于水槽中,若使水充满整个试管,则应向试管中通入一定量氧气,发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3。设原试管中NO2体积为VL,n(HNO3)=n(NO2)=;c(HNO3)===0.045mol/L。故答案为:O2;0.045mol/L。
点睛:(5)问,氮氧化物溶于水所得溶液浓度的计算,可从物质的量浓度定义出发,c=n(硝酸)/V(溶液),其中n(硝酸)=n(NO2),溶液体积等于试管中溶解的气体的体积。
9. 重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:
注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9(>9溶解)
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2 B.HNO3 C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________;已知钠离子交换树脂的原理:Mn++nNaR―→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________。
A.Fe3+ B.Al3+ C.Ca2+ D.Mg2+
(3)还原过程中,每消耗0.8 mol Cr2O转移4.8 mol e-,该反应离子方程式为______________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O的废水:该法用Fe作电极电解含Cr2O的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3溶液。
(1)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极?_____(填“能”或“不能”),理由是___________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O转化为Cr3+的离子方程式为_____________________。
(3)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32,溶液的pH应为_____________________时才能使c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1。
【答案】 (1). A (2). AB (3). CD (4). 3S2O+4Cr2O+26H+===6SO+8Cr3++13H2O (5). 不能 (6). 因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O还原到低价态 (7). Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O (8). 5
【解析】本题分析:本题主要考查铁的化合物的性质。
(1)B.带来;C.带来Cl-;D.带来Mn2+,为了防止带来杂质,氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是A。
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是AB;已知钠离子交换树脂的原理:Mn++nNaR—→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是CD。
(3) 由已知条件可得Cr2O72-~6e-,所以Cr2O72-转化为Cr3+,同时S2O32-转化为SO42-,该反应离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+==6SO42-+8Cr3++13H2O。
Ⅱ、(4)电解时不能用Cu电极来代替Fe电极,理由是因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态。
(5)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
(6)Ksp=1×10-32= c(Cr3+) c3(OH-)=10-5 ×c3(OH-),c(OH-)= 10-9mol·L-1,c(H+)= 10-5mol·L
-1,pH=5。
10. 保护环境是全球关注的问题,某环保部门处理含CN-电镀废水的方法如图(CN-和CNO-中N的化合价均为-3价):
某学习小组依据上述方法,用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。
操作步骤:
ⅰ.先关闭装置甲的开关,再将含CN-废水与过量NaClO溶液混合,取200 mL混合液[其中c(CN-)为0.200 mol·L-1]加入装置甲中,塞上橡皮塞。
ⅱ.待装置甲中充分反应后,打开开关,使溶液全部流入装置乙中,关闭开关。
ⅲ.测定干燥管Ⅰ增加的质量。
(1)写出装置乙中反应的离子方程式:___________________________。
(2)装置丙中的试剂是________,装置丁的作用是________________。
(3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管Ⅰ增重1.408 g。则CN-被处理的百分率为________。
(4)你认为用此装置进行实验,与(3)对比,CN-被处理的百分率将_____________(填“偏高”、“偏低”、“无法确定”或“无影响”),简述你的理由:___________。
Ⅱ.防治空气污染,燃煤脱硫很重要。目前,科学家对Fe3+溶液脱硫技术的研究已取得新成果。
(5)某学习小组为了探究“SO2与Fe3+反应的产物”,将过量的SO2通入FeCl3溶液中后,各取10 mL反应液分别加入编号为A、B、C的试管中,并设计以下3种实验方案:
方案①:A中加入少量KMnO4溶液,溶液紫红色褪去。
方案②:B中加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:C中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述实验方案中不合理的是________________。
【答案】 (1). 2CNO-+6ClO-+8H+===N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O (2). 浓硫酸
(3). 吸收混合气中的Cl2 (4). 80.0% (5). 偏高 (6). 部分Cl2在装置丁中没有被吸收而在干燥管Ⅰ中被吸收或偏低 部分CO2残留在装置内没有在干燥管Ⅰ中被吸收 或无法确定 部分Cl2在干燥管Ⅰ中被吸收,部分CO2没有在干燥管Ⅰ中被吸收 (7). 方案①
【解析】试题分析:本题以含CN-废水的处理为载体,考查与气体有关的定量测定实验,实验方案的评价。
(2)根据实验装置图以及步骤iii测定干燥管I增加的质量知,实验原理为:通过测量干燥管I中吸收CO2的质量,计算CN-的处理百分率。从装置乙导出的气体中含CO2、N2、Cl2和H2O(g),由于Cl2、H2O(g)也能被碱石灰吸收,所以要先将Cl2和H2O(g)除去,则装置丙中试剂是浓硫酸,吸收H2O(g);装置丁中铜网的作用吸收混合气中的Cl2;干燥管I中的碱石灰吸收反应生成的CO2;干燥管II中的碱石灰吸收外界空气中的CO2和H2O(g),防外界空气中的CO2和H2O(g)被干燥管I中的碱石灰吸收引起实验误差。
(3)若干燥管Ⅰ增重1.408 g,则反应生成n(CO2)==0.032mol,根据C守恒,被处理的n(CN-)=0.032mol,CN-被处理的百分率为100%=80.0%。
(4)该空为开放性答案。若部分Cl2在装置丁中没有被吸收而在干燥管Ⅰ中被吸收,则测定的CO2质量偏高,CN-被处理的百分率偏高。若反应生成的部分CO2残留在装置内没有在干燥管Ⅰ中被完全吸收,则测定的CO2质量偏低,CN-被处理的百分率偏低。若部分Cl2在干燥管Ⅰ中被吸收,部分CO2残留在装置内没有在干燥管Ⅰ中被吸收,CN-被处理的百分率无法确定偏高还是偏低。
(5)方案①:过量的SO2、Fe2+都能使酸性KMnO4溶液褪色,所以酸性KMnO4溶液褪色不能证明生成了Fe2+,不合理。
方案②:加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入新制的氯水,溶液变红,说明反应液中存在Fe2+,说明SO2将Fe3+还原成Fe2+,合理。
方案③:加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明反应液中含SO42-,说明SO2被Fe3+氧化成SO42-,合理。
上述方案中不合理的是方案①。
11. 【化学选修3:物质结构与性质】(1)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2 ,Q基态原子的外围电子(价电子)排布式为____________,
T2+的未成对电子数是______________;
(2)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示:
①在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有________;配位键存在于________原子之间(填子的数字标号);m=________(填数字)。
②硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有______ (填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键
(3)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______;该晶体中,原子之间的作用力是__________;上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2结构相似,该晶体储 氢后的化学式应为__________ 。
【答案】 (1). 3d64s2 (2). 2 (3). sp2、sp3 (4). 4,5(或5,4) (5). 2 (6). ADE (7). 3:1 (8). 金属键 (9). H8AuCu3
【解析】(1)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q、T都属于第Ⅷ族元素,原子序数T比Q多2,可以确定Q为Fe元素, T为Ni元素;Fe元素是26号元素,Fe原子价态排布式为3d64s2; Ni2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23d8,3d
能级有2个单电子,即未成对电子数为2。
故答案为:3d64s2;2;
(2)①1,3,5,6代表氧原子;2,4代表B原子;2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;B一般形成3个键,4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,配位键存在于4号与5号之间。②观察模型,可知Xm-是(H4B4O9) m-,依据化合价H为+1,B为+3,O为-2,可得m=2。
故答案为:sp2、sp3;4,5(或5,4);2;
②Na+与Xm-形成离子键,结晶水分子之间存在氢键和范德华力,故答案为:ADE;
(3)元素金(Au)处于周期表的第六周期,与Cu同族,则最外层电子数为1,价电子排布式为5d106s1;在晶胞中Cu原子处于面心,N(Cu)=6×=3,Au原子处于顶点位置,N(Au) =8×=1,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3∶1。该晶体为金属晶体,原子间的作用力为金属键;CaF2的结构如图,将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似,Cu原子处于面心,所以晶胞中Cu原子个数为3,Au原子处于顶点位置,所以晶胞中由Au原子个数为1,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,则H原子应位于晶胞内部,含8个H原子,所以化学式为H8AuCu3。
故答案为:3:1;金属键;H8AuCu3。
12. 【化学选修5:有机化学基础】某芳香烃A分子式为C8H10,它的主要用途是在石油化学工业中生产苯乙烯。某烃类衍生物X,分子式为C15H14O3,能使FeCl3溶液显紫色。J分子内有两个互为对位的取 代基。在一定条件下各物质间有如下的转化关系:(无机物略去)
(1)A物质的名称为:_________
。写出核磁共振氢谱图中只有2个特征峰的A的同分异构体的结构简式_________________________。
(2)写出X的结构简式_________;J中所含的含氧官能团的名称为_________。
(3)E与H反应的化学方程式是________________;该反应类型是__________。
(4)B、C的混合物在NaOH乙醇溶液中加热可以生成同一种有机物I,以I为单体合成的高分子化合物的结构简式是___________________________。
(5)已知H有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有__________种。
①苯环上的一卤代物有2种;②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀。
写出其中的一种结构_______________________。
【答案】 (1). 乙苯 (2). (3). (4). 羧基、羟基 (5). (6). 酯化(取代) (7). (8). 4 (9).
【解析】A的分子式为C8H10,属于苯的同系物;A与Cl2在光照条件下发生一氯取代,生成两种不同物质B和C,说明A为;B→D→F→H,最终产物H能与NaHCO3溶液反应,说明H具有羧基,可推测B为,B发生水解反应生成D:;D发生氧化反应生成F为;F进一步氧化生成H为;所以C为,C发生水解反应生成E:;X
分子式为C15H14O3,能使FeCl3溶液显紫色,说明结构中含有酚羟基;X(C15H14O3)水解生成K和E(),则X为酯,且X中含有1个酯基和1个酚羟基。K酸化得到J,J含有羧基;所以有J+E→X+H2O,根据原子守恒,可得J的分子式为C7H6O3,且J中有酚羟基;又J分子内有两个互为对位的取代基,则J为;故K为;X为。
(1)由上述分析可知,A的结构简式为,名称为:乙苯;核磁共振氢谱图中只有2个特征峰的A的同分异构体的结构简式为;
故答案为:乙苯;;
(2)根据上述分析,X为;J为,则J中所含的含氧官能团名称为:羟基;羧基;
(3)E与H反应的化学方程式是:,属于酯化反应(或取代反应);
(4)B为,C为,二者的混合物在NaOH乙醇溶液中加热,发生消去反应,可以生成同一种有机物I,则I为;以I为单体合成的高分子化合物的结构简式是;
(5)H()的同分异构体中,要求苯环上的一卤代物有2种,则苯环上含有2种位置的氢原子;能与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀,则应含有醛基或甲酸酯基;可推断H的同分异构中苯环上含有2个取代基,且处于对位位置;侧链可以两种组合:①−OH、−CH2CHO;②−CH2OH、−CHO;③−OCH3、−OCH;④−CH3、−OCHO
。所以符合条件的H的同分异构体共有4种,其结构简式分别为:
。