2020-2020学年河北省涿鹿县涿鹿中学高一下学期第一次月考化学试题

　安徽省六安市毛坦厂中学 0 2020 届高三下学期假期作业（ 2.24）

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　说明：前三题为必做题，第 4 题和第 5 题为选做题 1．绿矾（FeSO 4 ·7H 2 O）可作还原剂、着色剂、制药等，在不同温度下易分解得各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知 SO 3 是一种无色晶体，熔点 16.8℃，沸点 44.8℃，氧化性及脱水性较浓硫酸强，能漂白某些有机染料，如品红等。回答下列问题：

　（1）甲组同学按照上图所示的装置，通过实验检验绿矾的分解产物。装置 B 中可观察到的现象是________________________________________，甲组由此得出绿矾的分解产物中含有SO 2 。装置 C 的作用是______________________________________。

　（2）乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨，认为需要补做实验。乙对甲组同学做完实验的 B 装置的试管加热，发现褪色的品红溶液未恢复红色，则可证明绿矾分解的产物中___________。（填字母）

　A．不含 SO 2

　B．可能含 SO 2

　 C．一定含有 SO 3

　（3）丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有 O 2 放出，为此，丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解气态产物的装置：

　①丙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为______________________。

　②能证明绿矾分解产物中有 O 2 的实验操作及现象是_______________________。

　（4）为证明绿矾分解产物中含有三价铁，选用的实验仪器有试管、胶头滴管、_____________；选用的试剂为_____________。

　2．硝酸铈铵『(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 』广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：

　 (1)已知(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 CeO 2 ·8OH + 8_____↑；CeO 2 ·8OH CeO 2 + 4H 2 O↑+2O 2 ↑。

　在空气中加热(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 ，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________________________________________________________。

　(2)步骤Ⅰ中，将 Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O 配成溶液，保持 pH 到 4~5，缓慢加入 H 2 O 2 溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液 pH，得到 Ce(OH) 4 沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。

　(3)298K 时，K sp 『Ce(OH) 4 』＝1×10 —29 。Ce(OH) 4 的溶度积表达式为 K sp ＝___________。

　为了使溶液中 Ce 4＋ 沉淀完全，即残留在溶液中的 c(Ce 4+ )小于 1×10 —5 mol·L － 1 ，需调节 pH 为______以上。

　(4)为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：

　① (NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 在硝酸中的溶解度随温度升高而增大； ② _____________________________________________； ③ _____________________________________________。

　3．C、N、S 的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

　(1)CO 2 的重整用 CO 2 和 H 2 为原料可得到 CH 4 燃料。

　已知: ①CH 4

　(g)+CO 2 (g)=2CO(g)+2H 2 (g) △H 1 =+247kJ/mol ②CH 4

　(g)+H 2 O(g)=CO(g)+3H 2 (g)△H 2 =+205kJ/mol 写出 CO 2 重整的热化学方程式：_______________________________________________。

　(2) “亚碳酸盐法”吸收烟中的 SO 2

　①将烟气通入 1.0mol/L 的 Na 2 SO 3 溶液，若此过程中溶液体积不变，则溶液的 pH 不断___________(填“减小”“不变” 或“增大)。当溶液 pH 约为 6 时，吸收 SO 2 的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中 c(SO 3 2- ) =0.2mol/L，则溶液中 c(HSO 3 - ) =___________。

　②室温条件下，将烟气通入(NH 4 ) 2 SO 3 溶液中，测得溶液 pH 与各组分物质的量分数的变化关系如图: b 点时溶液 pH=7，则 n(NH 4 + )：n(HSO 3 — )= ______________。

　(3)催化氧化法去除 NO。一定条件下，用 NH 3 消除 NO 污染，其反应原理4NH 3 +6NO 5N 2 +6H 2 O。不同温度条件下，n(NH 3 ):n(NO)的物质的量之比分别为 4:1、3:1、1:3 时，得到 NO 脱除率曲线如图所示：

　①曲线 a 中，NO 的起始浓度为 6×10 -4 mg·m -3 ，从 A 点到 B 点经过 0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为___________mg·m -3 ·s -1 。

　②曲线 b 对应 NH 3 与 NO 的物质的量之比是_____。

　(4)间接电化学法除 NO。其原理如图所示：写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)___ __________________________。吸收池中除去 NO 的原理__________________________(用离子方程式表示)。

　4．现有 A、B、C、D、E、F 原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．B 元素含有 3 个能级，且每个能级所含的电子数相同；D 的原子核外有 8 个运动状态不同的电子；E 元素与 F 元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差 3，且 E 元素的基态原子有 4 个未成对电子．请回答下列问题：

　⑴请写出：D 基态原子的价层电子排图：____________；F 基态原子的外围电子排布式：__________________． ⑵下列说法错误的是______． A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO 2 > CO 2

　B．电负性顺序：B < C < D C．N 2 与 CO 为等电子体，结构相似 D．稳定性：H 2 O > H 2 S，水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键 ⑶F 离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点，向 F 的硫酸盐溶液中通入过量的 C 与 A 形成的气体 X 可生成(F(X) 4 ) 2+ ，该离子的结构式为______

　( 用元素符号表示 ) ． ⑷某化合物与 F(I)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式有______．

　⑸B 单质的一种同素异形体的晶胞如图所示，则一个晶胞中所含 B 原子数为____________．

　⑹D 与 F 形成离子个数比为 1：1 的化合物，晶胞与 NaCl 类似，设 D 离子的半径为 a pm，F 离子的半径 b pm，求该晶胞的空间利用率____________． 5．化合物 I 具有贝类足丝蛋白的功能，可广泛用于表面化学、生物医学、海洋工程、日化用品等领域。其合成路线如下：

　 回答下列问题：

　(1)I 中含氧官能团的名称为___________________。

　(2)由 B 生成 C 的化学方程式为_______________________________。

　(3)由 E 和 F 反应生成 D 的反应类型为_____________，由 G 和 H 反应生成 I 的反应类型为__________________。

　(4)仅以 D 为单体合成高分子化合物的化学方程式为_________________________________。

　(5)X 是 I 的同分异构体，能发生银镜反应，能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO 2 ，其核磁共振氢谱显示有 4 种不同化学环境的氢，峰面积比为 6：2：1：1。写出两种符合要求的 X 的结构简式_________________。

　(6)参照本题信息，试写出以 1-丁烯为原料制取 的合成路线流程图（无机原料任选）__________。

　合成路线流程图示例如下：

　——★ 参*考*答*案 ★—— 1． 『分析』 本题考查实验方案设计的评价、离子的检验等知识。绿矾（FeSO 4 ·7H 2 O）可作还原剂、着色剂、制药等，在不同温度下易分解得各种铁的氧化物和硫的氧化物，硫的氧化物有二氧化硫、三氧化硫，铁的氧化物有氧化铁、氧化亚铁和四氧化三铁，根据题给信息结合氧化还原反应的理论分析。

　『详解』 （1）甲组得出绿矾的分解产物中含有二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，所有装置 B 中观察到的现象是品红溶液褪色；二氧化硫有毒，因此装置 C 的作用是吸收尾气，防止 SO 2 (SO 3 )等气体扩散到空气中污染环境。

　（2）二氧化硫能使品红溶液褪色，受热恢复原来颜色，现在实验中不能恢复原来的颜色以及根据题意三氧化硫能漂白有机染料，因此可推出一定含有三氧化硫，可能含有二氧化硫，答案选 BC。

　（3）①首先加热绿矾，气态产物可能是三氧化硫、二氧化硫、水蒸气和氧气，因此先验证水蒸气，因此连接 F 装置，三氧化硫熔点较低，冰水中以固体形式存在，因此 F 装置后连接 G，二氧化硫能使品红溶液褪色，因此 G 装置后连接 B，需要吸收二氧化硫，B 装置后连接 D 装置，最后连接 H 装置，因此顺序是 AFGBDH。

　②氧气能使带火星的木条复燃，因此具体操作是：把 H 中的导管移出水面，撤走酒精灯，用姆指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气。

　（4）验证 Fe 3＋ 需要用 KSCN 溶液，需要把固体溶解成溶液，因此需要的试剂是盐酸和 KSCN，取用固体需要药匙，则缺少的仪器是药匙。

　2． 『详解』 (1)根据原子个数守恒、质量守恒可知，(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6CeO 2 ·8OH + 8NO↑；由于在此过程中有 O 2 产生，常温下，NO 与 O 2 反应生成红棕色的 NO 2 气体； (2)在配制过程中 Ce 由+3 价升高到+4 价，作还原剂，H 2 O 2 中 O 由-1 价降低到-2 价，作氧化剂，因 H 2 O 2 中含有 2 个-1 价的 O，根据得失电子守恒，故氧化剂与还原剂物质的量之比为 1:2；

　(3)沉淀 Ce(OH) 4 存在的平衡为 Ce(OH) 4 (s) Ce 4+ (aq)+4OH — (aq)，故 K sp 『Ce(OH) 4 』=c(Ce 4+ )•『c(OH — )』 4 ；c(OH — )=  291 4 —64454( )1 10= =1 101 10gK Ce OHc Ce，298K 时，Kw=1×10 —14 ，c(H + )=1×10 —8 ，即 pH=8； (4)根据图像中曲线的走势可知，其它条件相同时，(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 随 c(HNO 3 )减小而增大；根据图像中硝酸的浓度变化结合(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 的曲线，可知 c(HNO 3 )越小，温度对(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 的溶解度的影响越大或 c(HNO 3 )越大，温度对(NH 4 ) 2 Ce(NO 3 ) 6 的溶解度的影响越小。

　3． 『分析』 （1）已知：①CH 4

　(g)+CO 2 (g)=2CO(g)+2H 2 (g) △H 1 =+247k/mol， ②CH 4 (g)+H 2 O(g)=CO(g)+3H 2 (g) △H 2 =+205k/mol， 根据盖斯定律，①-②×2 得：CO 2 (g)+4H 2 (g)=CH 4 (g)+2H 2 O(g)，据此计算△H； （2）①二氧化硫通入亚硫酸钠溶液生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠显酸性，据此分析；根据反应方程式的量的关系计算可得； ②先判断溶质，写出电荷守恒式，在利用 pH=7 时，c(H + )=c(OH - )找出其他离子的等量关系，结合图示进行等量删减或替换，最后得出结果； （3）①曲线 a 中，NO 的起始浓度为 6×10 -4 mg•m -3 ，根据图象得到 A、B 处的 NO 脱除率，可得两处的 NO 的浓度，再计算脱除速率； ②NH 3 与 NO 的物质的量的比值越大，NO 的脱除率越大，据此分析； （4）阴极得到电子发生还原反应，结合酸性环境书写；阴极产物吸收 NO。

　『详解』 （1）已知：①CH 4 (g)+CO 2 (g)=2CO(g)+2H 2 (g) △H 1 =+247k/mol， ②CH 4 (g)+H 2 O(g)=CO(g)+3H 2 (g) △H 2 =+205k/mol， 根据盖斯定律，由①−②×2 得反应：CO 2 (g)+4H 2 (g)=CH 4 (g)+2H 2 O(g) △H=△H 1 −2△H 2 =−163kJ/mo1， 故答案为：CO 2 (g)+4H 2 (g)=CH 4 (g)+2H 2 O(g) △H=−163kJ/mo1； （2）①将烟气通入 1.0mol/L 的 Na 2 SO 3 溶液，二氧化硫与亚硫酸钠和水反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠以电离为主，显酸性，故溶液 pH 不断减小；向亚硫酸钠溶液中通入二氧化硫生成亚硫酸氢钠，反应方程式 SO 2 +Na 2 SO 3 +2H 2 O=2NaHSO 3 ，溶液中反应的亚硫酸根离子和生成亚硫酸氢根离子的物质的量比为 1：2，即溶液中参加反应的亚硫酸根为(1.0−0.2)mol/L，则生成 c(-3HSO )=2×(1.0−0.2)mol/L=1.6mol/L，

　故答案为：减小；1.6mol/L； ②b 点时溶液 pH=7，此时溶液中的溶质是(NH 4 ) 2 SO 3 和 NH 4 HSO 3 ，根据电荷守恒：c(+4NH )+c(H + )=c(OH − )+c(-3HSO )+2c(2-3SO )，因 pH=7，故 c(H + )=c(OH − )，则c(+4NH )=c(-3HSO )+2c(2-3SO )，由图可读出 b 点时，c(-3HSO )=c(2-3SO )，则 c(+4NH )=3 c(-3HSO )，因在同一体系，n(+4NH )：n(-3HSO )=3：1， 故答案为：3：1； （3）①曲线 a 中，NO 的起始浓度为 6×10 −4 mg⋅m −3 ，A 点的脱除率为 55%，B 点的脱除率为 75%，从 A 点到 B 点经过 0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为6×10 −4 mg⋅m −3 ×(0.75−0.55)÷0.8s=1.5×10 −4 mg⋅m −3⋅s−1 ， 故答案为：1.5×10 −4 ； ②NH 3 与 NO 的物质的量的比值越大，NO 的脱除率越大，则物质的量之比分别为 4：1，3：1，1：3 时，对应的曲线为 a，b，c，即曲线 b 对应的物质的量之比是 3：1， 故答案为：3：1； （4）阴极得到电子发生还原反应，根据图可知是-3HSO 在酸性条件下发生还原反应，生成2-2 4S O ，其电极反应式为- 2-3 2 4 22HSO +2e +2H =S O 2H O  ；根据图示，吸收池中2-2 4S O 和NO 是反应物，N 2 和-3HSO 是生成物，则吸收池中除去 NO 的原理是：2- -2 4 2 2 32NO+2S O 2H O N 4HSO    ， 故答案为：- 2-3 2 4 22HSO +2e +2H =S O 2H O  ；2- -2 4 2 2 32NO+2S O 2H O N 4HSO    。

　『点睛』 陌生电极反应式的书写步骤：①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②然后根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③然后检查电极反应式的守恒关系（电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等）。

　4． 『分析』 A、B、C、D、E、F 原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期．B元素含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，原子核外电子排布为1s 2 2s 2 2p 2 ，则 B 为 C 元素；D 的原子核外有 8 个运动状态不同的电子，则 D 为 O 元素；C 原子序数介于碳、氧之间，则 C 为 N 元素；E 元素与 F 元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数

　相差 3，应处于Ⅷ族及相邻的族，E 元素的基态原子有 4 个未成对电子，外围电子排布为3d 6 4s 2 ，则 E 为 Fe，故 F 为 Cu，⑶中 C 与 A 形成的气体 X，则 A 为 H 元素，X 为 NH 3 。

　『详解』 ⑴D 为 O 元素，基态原子的价层电子排布图：

　；F 为 Cu 元素，基态原子的外围电子排布式为：3d 1...