山东省济宁市2017-2018学年度高三上学期期末考试
化学试题
1. 化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中正确的是
A. “绿水青山就是金山银山”,矿物燃料的脱硫脱硝,可以减少SO2、NO2 的排放
B. 2017 年11月5 日,发射北斗三号全球导航卫星计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅
C. 为防止月饼等富脂食品因被氧化而变质,常在包装袋中放入生石灰或硅胶
D. 2M +N=2P+2Q,2P+M=Q(M、N 为原料,Q为期望产品),不符合绿色化学的理念
【答案】A
【解析】SO2、NOx是污染性气体,大力实施矿物燃料的脱硫脱硝技术以减少SO2、NO2的排放符合绿色化学的理念,故A正确;计算机的芯片材料是高纯度晶体硅,故B错误;生石灰或硅胶是干燥剂,不能防止氧化变质,故C错误;2M +N=2P+2Q,2P+M=Q的总反应是3M +N=3Q,原料完全转化为期望产品,符合绿色化学的理念,故D错误。
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 四氯化碳分子的球棍模型: B. 氢硫酸的电离:H2S2H++S2-
C. 氯化铵的电子式: D. 含78 个中子的碘原子:
【答案】D
【解析】氯原子的半径大于碳原子,故A错误;氢硫酸的电离:H2SH++HS-,故B错误;溴化铵的电子式: ,故C错误; 含78个中子的碘原子,质量数是131,原子符号是,故D正确。
3. 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 浓硫酸具有脱水性,可用于干燥气体
B. FeCl3溶液水解呈酸性,可用作铜制线路板的蚀刻剂
C. 铜比铝活动性弱,可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
D. ClO2 具有强氧化性,可用于消毒杀菌
【答案】D
【解析】浓硫酸具有吸水性,可用于干燥气体,故A错误;FeCl3用作铜制线路板的蚀刻剂是
FeCl3具有氧化性,故B错误;铜与浓硝酸能反应,所以不能用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸,故C错误;ClO2 具有强氧化性,可用于自来水的消毒杀菌,故D正确。
4. 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,5.6L.Cl2 与足量NaOH 反应转移的电子数为0.25NA
B. 室温下,1LpH=13 的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C. 氢氧燃料电池正极消耗22.4L( 标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D. 5NH4NO32HNO3 +4N2↑+9H2O 反应中,生成56gN2 时,转移的电子数目为3.75NA
【答案】A
【解析】Cl2 与足量NaOH 反应生成氯化钠和次氯酸钠,1mol氯气转移1mol电子,所以标准状况下,5.6LCl2 与足量NaOH反应转移的电子数为0.25NA,故A正确;室温下, pH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子的浓度是 ,1LpH=13 的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为NA,故B错误;氢氧燃料电池正极是氧气得电子,1mol氧气得4mol电子,所以消耗22.4L( 标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为4NA,故C错误;根据方程式5NH4NO32HNO3 +4N2↑+9H2O,生成4molN2 转移15mol电子,所以生成56gN2 时,转移的电子数目为7.5NA,故D错误。
5. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. Fe2+、Fe3+共存时,检验Fe2+:Fe3+ +3SCN- =Fe(SCN)3↓
B. 向次氯酸钙溶液通入过量CO2 :Ca2+ +2C1O- +H2O +CO2=CaCO3↓+2HClO
C. 除去MgO中少量的Al2O3 杂质:Al2O3 +6H+=2Al3+ +3H2O
D. Fe 与稀硝酸反应,当n(Fe): n(HNO3)= 1:2 时:3Fe +2NO3-+8H+=3Fe2++2NO ↑+4H2O
【答案】D
【解析】Fe2+、Fe3+共存时,检验Fe2+要用高锰酸钾溶液,故A错误;向次氯酸钙溶液通入过量CO2生成次氯酸和碳酸氢钙 : C1O- +H2O +CO2=HCO3-+HClO,故B错误;用氢氧化钠溶液除去MgO中少量的Al2O3 杂质:Al2O3 +2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-,故C错误;Fe 与稀硝酸反应,当n(Fe): n(HNO3)= 1:2 时,铁过量生成Fe2+,所以反应的离子方程式是3Fe +2NO3-+8H+=3Fe2++2NO ↑+4H2O,故D正确。
6. 下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是
图1 图2 图3 图4
A. 用图1装置制取氯气
B. 用图2所示装置可除去纯碱中的小苏打
C. 用图3所示装置可分离乙醇和饱和碳酸钠溶液
D. 用图4装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
【答案】B
【解析】浓盐酸与二氧化锰在常温下不反应,故A错误;碳酸氢钠加热分解为碳酸钠、水、二氧化碳,故B正确;乙醇易溶于饱和碳酸钠溶液,不能用分液法分离乙醇和饱和碳酸钠溶液液,故C错误;用图4装置制备Fe(OH)2 ,铁应该连接电源正极,故D错误。
点睛:浓盐酸与二氧化锰需要加热才能生成氯气,浓盐酸与高锰酸钾在常温下就能反应生成氯气,所以图1装置可用于浓盐酸与高锰酸钾反应制取氯气。
7. 下列说法不正确的是
A. 反应MgO(s) +C(s)=Mg( s) +CO(g) 在室温下不能自发进行,则该反应的△H>0
B. 原电池输出电能的能力取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力
C. 0.1mol.L CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中值减小
D. 锅炉中沉积的CaSO4 可用饱和Na2CO3 溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去
【答案】C
【解析】△S>0,而该反应室温下不能自发进行, ,说明反应吸热,故A正确;原电池输出电能的能力与组成原电池的反应物的氧化还原能力和装置设计的合理性等因素有关,发生氧化还原反应的能力越强,输电能力越强,故B正确;0.1mol.L CH3COOH 溶液加水稀释后,醋酸电离平衡正向移动,所以溶液中值增大,故C错误;难溶物CaSO4可以生成更难溶的碳酸钙沉淀,再用盐酸酸溶解碳酸钙,故D正确。
8. 短周期元素X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是
A. 离子半径的大小顺序为:r(W2- )>r(Q- )>r(Y2- )>r(Z3+ )
B. 元素W 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Q 的强
C. 元素X 的氢化物与Q 的氢化物化合的产物中既含共价键又含离子键
D. X、Z、Z、Q 四种元素的最高价氧化物对应水化物均能与强碱反应
【答案】B
【解析】试题分析:电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,离子半径的大小顺序为:r(W2-)>r(Q-)>r(Y2-)>r(Z3+),故A正确;同周期从左到右元素非金属性增强,最高价氧化物对应水化物的酸性增强,元素Q的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强,故B错误;元素X的氢化物是氨气、Q的氢化物是氯化氢,化合的产物是氯化铵,既含共价键又含离子键,故C正确;X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应水化物分别是硝酸、氢氧化铝、硫酸、高氯酸均能与强碱反应,故D正确。
考点:本题考查元素周期表、元素周期律。
9. 对下列有机化学的认识中,错误的是
A. 反应 属于取代反应
B. 淀粉和纤维素属于多糖,在人体内水解转化为葡萄糖,为人类提供能量
C. 分枝酸结构简式如图,可与乙醇、乙酸反应,也可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 取蔗糖水解液少许,先滴加过量的NaOH溶液,再滴入新制的氢氧化铜悬浊液,加热,有红色沉淀生成,证明其水解产物具有还原性
【答案】B
【解析】+Br2+HBr,溴原子代替苯环上的氢原子,所以属于取代反应,
故A正确;纤维素在人体内不能水解,故B错误;分枝酸含有羧基、羟基,可与乙醇、乙酸发生酯化反应;分枝酸含有碳碳双键可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;取蔗糖水解液少许,先滴加过量的NaOH 溶液中和硫酸,再滴入新制的氢氧化铜悬独液,加热,有红色氧化亚铜沉淀生成,说明水解产物中含有葡萄糖,故D正确。
10. A、B、C三种常见物质中均含有同一种元素,它们之间有如图所示的转化关系(部分反应物质已略去)。下列说法不正确的是
A. 若A是一种两性氧化物,则B的水溶液可呈酸性,C的水溶液可呈碱性
B. 若A为一种金属单质时,则反应①、②、③均可为化合反应,反应④可为置换反应
C. 若A、B、C是三种不同类别的固态物质,则B可以是工业上制取A、C的原料
D. 若A、B均是可燃性物质,完全燃烧都生成气体C,常温下A溶液pH<7,则将C通入A溶液中,pH值先减小后增大
【答案】D
【解析】若A是一种两性氧化物,A是氧化铝,则B是氯化铝、C是偏铝酸钠,氯化铝溶液呈酸性,故A错误;若A单质铁,B是氯化铁、C是氯化亚铁,则反应①是铁与氯气反应生成氯化铁、反应②是氯化铁和铁反应生成氯化亚铁、反应③是氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,反应④是铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故B正确; 若A是Na、B是NaCl、C是NaOH,工业上电解熔融的氯化钠制取金属钠,电解氯化钠溶液制取氢氧化钠,故C正确。若A、B均是可燃性物质,完全燃烧都生成气体C、常温下A 溶液pH次氯酸;(3)①根据二氧化硫可以使品红褪色,B中试剂是品红溶液;②装置A 中Na2S 、Na2CO3、SO2发生反应生成Na2S2O3、CO2;
③根据IO3- +5I-+6H+=3I2+3H2O,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,可得关系式IO3- ~~6S2O32-,根据关系式计算。
解析:(1)装置A 中亚硫酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化硫、水,反应方程式是CaSO3+2H+=Ca2+ +SO2↑+H2O;(2)二氧化硫通入次氯酸钙溶液发生了氧化还原反应不能证明强酸制备弱酸的原理;根据强酸制取弱酸,探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱,需要把二氧化硫中含有的杂质氯化氢除去,再把二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中制取二氧化碳,通过品红溶液验证无二氧化硫,最后把二氧化碳通入漂白粉溶液中生成碳酸钙沉淀,从而证明酸性亚硫酸>碳酸>次氯酸,所以正确的连接顺序是:A→C→B→E→D→F,现象是装置D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀;(3)①根据二氧化硫可以使品红褪色,B中试剂是品红溶液;
②装置A 中Na2S 、Na2CO3、SO2发生反应生成Na2S2O3、CO2,反应方程式是2Na2S + Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2;
③根据IO3- +5I-+6H+=3I2+3H2O,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,可得关系式IO3- ~~6S2O32-;设c(Na2S2O3)=cmol/L
c(Na2S2O3)= 3000a/107V
18. 研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。请回答下列问题:
(1)常温下,物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液①NH4NO3 ②CH3COONa ③(NH4)2SO4 ④Na2CO3,pH从大到小排列顺序为_________________(填序号)。
(2)常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如下图所示。
则当v(NaOH)=20 mL时,溶液中离子浓度大小关系:________,水的电离程度比纯水________(填“大”、“小”或“相等”)。
(3)含有Cr2O72-的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3mol·L-1的Cr2O72-。为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①该废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O)和H+,发生反应的离子方程式为________________________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1,则残留的Cr3+的浓度为___________。(已知:Ksp[Fe(OH)3)]=4.0×10-38, Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)
(4)利用“Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na-CO2”电池,以钠箔
和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图所示:
①放电时,正极的电极反应式为_____________________________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2 mol e- 时,两极的质量差为______g。
【答案】 (1). ④>②>①>③ (2). c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-) (3). 小 (4). Cr2O72-+6Fe2+ +14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O (5). 3.0×10-6mol·L-1 (6). 3CO2+4Na++4e-===2Na2CO3+C (7). 15.8
【解析】试题分析:(1)①NH4NO3、③(NH4)2SO4中铵根离子水解溶液呈酸性,(NH4)2SO4中铵根离子的浓度大于NH4NO3,所以(NH4)2SO4的酸性强;②CH3COONa、④Na2CO3都是强碱弱酸盐,溶液显碱性,碳酸根离子水解大于 醋酸根离子,所以碱性Na2CO3大于CH3COONa;(2)向20 mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20 mL 0.2 mol/LNaOH溶液,恰好生成NaHA,根据图示此时H2A小于A2-,说明HA-电离大于水解,所以溶液呈酸性;HA-电离出的氢离子抑制水电离;(3)①Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应,生成Cr3+ 、Fe3+ ;②根据 计算Cr3+的浓度;(4)4Na + 3CO2Na2CO3+C,碳元素化合价降低,所以是二氧化碳在正极发生还原反应生成碳;②根据图示,碳酸钠、碳都在正极生成。
解析:(1)①NH4NO3、③(NH4)2SO4铵根离子水解溶液呈酸性,(NH4)2SO4中铵根离子的浓度大于NH4NO3,所以(NH4)2SO4的酸性强;②CH3COONa、④Na2CO3都是强碱弱酸盐,溶液显碱性,碳酸根离子水解大于 醋酸根离子,所以碱性Na2CO3大于CH3COONa,所以pH 从大到小排列顺序为④>②>①>③;(2)向20 mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20 mL
0.2 mol/LNaOH溶液,恰好生成NaHA,此时H2A小于A2-,说明HA-电离大于水解,所以溶液呈酸性,所以溶液中离子浓度大小关系c(Na+)>c(HA-)>c(H+) >c(A2-)>c(OH-);HA-电离出的氢离子抑制水电离水的电离程度比纯水小;(3)①Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应,生成Cr3+ 、Fe3+ ,反应离子方程式是Cr2O72- +6Fe2++14H+=2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O;②根据 ,c(Cr3+)= 3.0×10-6mol/L;(4)4Na + 3CO2Na2CO3+C,碳元素化合价降低,所以是二氧化碳在正极发生还原反应生成碳,电极反应是3CO2 +4Na++4e-=2Na2CO3 +C;②根据3CO2 +4Na++4e-=2Na2CO3 +C,转移0.2mol电子,生成0.1mol Na2CO3和0.05mol C,质量是11.2g,负极消耗钠0.2mol ,消耗钠4.6g,所以两极质量差是15.8g 。
19. 碳、及其化合物在生产中有重要应用。
(1)设反应 ① Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g) ⊿H = Q1 平衡常数为K1
② Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g) ⊿H = Q2 平衡常数为K2
不同温度下,K1、K2的值如下表
T/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1173
2.15
1.67
现有反应 ③ H2(g) + CO2(g)CO(g) + H2O(g) ⊿H = Q3,结合上表数据,根据反应①、②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=_____________,反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ⊿H T2>T1 (4). m1>m2>m3 (5). C2H5OH (6). 0.250
【解析】试题分析:(1)根据盖斯定律计算Q3;K1= ,K2=;K3= ,分别计算973K、1173K时K3的平衡常数,根据平衡常数变化判断吸放热;(2)①正反应放热,温度越高CO2 的平衡转化率越小;增大n(H2),平衡正向移动,CO2 的平衡转化率越大;②升高温度平衡逆向移动,CO2、H2含量增大、C2H5OH 、H2O减小,乙醇的含量是水蒸气的 倍;根据K= 计算;
解析:(1)①Fe(s) + CO2(g)FeO(s) +CO(g) △H=Q1;
点睛:平衡常数只与温度有关,对于吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大;对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小;可以根据升高温度平衡常数的变化判断反应热。
20. 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)能溶于水,难溶于乙醇,该配合物对光敏感,光照下即发生分解。可用如下流程来制备。根据题意完成下列各题:
(1)溶解时加稀硫酸的作用是__________________________
(2)向溶解液加入一定量的草酸后,加热煮沸,形成黄色沉淀,过滤,洗涤。
①如右图是过滤装置图请指出图中两处明显错误,一处是_____________________,另一处是漏斗的下尖端没有紧靠接受的烧杯。
②如何确定沉淀已经洗涤干净____________________________________。
(3)氧化过程中除不断搅拌外,维持温度在40℃左右,原因是___________________________。
(4)写出氧化生成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的离子方程式__________________________________。
(5)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体光照下即可分解生成两种草酸盐、CO2等。写出该分解反应的化学方程式______________________。
【答案】 (1). 抑制Fe2+的水解 (2). 未使用玻璃棒引流 (3). 取最后的洗涤液,向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,不产生白色沉淀,则已洗涤干净 (4). 温度太低反应速率慢,温度高过氧化氢会分解 (5). 2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3C2O42-=2[Fe(C2O4)3]3-+6H2O (6). 2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O3K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O
【解析】试题分析:(1)硫酸亚铁易水解呈酸性,加入硫酸可以防止水解;(2)①过滤需要用玻璃棒引流;②晶体洗涤干净后,洗涤液中不含SO42-,可以根据洗涤液中是否含有SO42-判断是否洗涤干净;(3)温度太低反应速率慢,温度高过氧化氢会分解;(4)氧化过程FeC2O4·2H2O、H2O2、H2C2O4 、K2C2O4生成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾;(5)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体光照下即可分解生成CO2,根据氧化还原反应规律,生成的草酸盐是K2C2O4、FeC2O4;
解析:(1)硫酸亚铁易水解呈酸性,加入硫酸抑制Fe2+的水解;(2)①过滤需要用玻璃棒引流,所以明显错误是未使用玻璃棒引流;②确定沉淀已经洗涤干净的方法是:取最后的洗涤液,向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,不产生白色沉淀,则已洗涤干净;(3)温度太低反应速率慢,温度高过氧化氢会分解,所以维持温度在40℃左右;(4)氧化过程FeC2O4·2H2O、H2O2、H2C2O4 、K2C2O4生成三草酸合铁(Ⅲ)酸钾,反应方程式是2FeC2O4·2H2O+ H2O2+H2C2O4 +3C2O42-=2[ Fe(C2O4)3 ]3- +6H2O;(5)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体光照下即可分解生成CO2,根据氧化还原反应规律,生成的草酸盐是K2C2O4、FeC2O4,该分解反应的化学方程式是2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O3K2C2O4+2FeC2O4+2CO2↑+6H2O;
点睛:根据氧化还原的升降规律,有元素化合价升高,必定有元素化合价降低,升高和降低的量一定相等;如K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解出CO2,碳元素化合价升高,必定有元素化合价降低,所以判断铁元素化合价变为+2价,生成FeC2O4。