潜江2025学年度第二学期期末教学质量检测高一化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时，部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：

(1)还原铁粉的制备：向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉，同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe，需NaBH4的物质的量为______mol。

(2)还原铁粉除镍：向废水中加入还原铁粉，可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。

①取五份废水样品各100mL，加酸或碱调节其初始pH不等，再加入等量且过量的铁粉，充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小，残留的镍含量较高，原因是______；pH>6.6时，残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。

②取100mL废水样品，向其中加入适量铁粉，测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示，Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素，总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内，溶液pH约为6.4，该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。

③另取100mL pH约为5.8的废水样品，加入FeCl3溶液，废水中镍含量也有明显降低，原因是______。

3、一定条件下，在容积恒为2.0L的容器中，Fe和CO2发生如下反应： CO2（g） + Fe（s） FeO（s） + CO（g），若起始时向容器中加入1mol CO2，5.0 min后，容器内气体的相对平均分子量为32，则这段时间内ν（CO2）=_____________。

①下列说法不正确的是_______

a 当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡

b 混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡

c 平衡后移除二氧化碳时，正反应速率一直减小直至建立新的平衡

d 平衡后缩小容器的体积，正逆反应速率不变，平衡不移动

②待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向_________移动（选填“正向”、 “逆向”、或“不”），二氧化碳的转化率________（填“增大”，“减小”或“不变”），CO的物质的量____（选填“增大”，“减小”或“不变”）。

4、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4，且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答：

已知：M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。

(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式：___________。

(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)

5、【化学—选修2：化学与技术】

三氧化二镍（Ni2O3）是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4·2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。

请回答下列问题：

（1）操作Ⅰ为   。

（2）①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ；

②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0，其目的为 ；

（3）草酸镍（NiC2O4·2H2O）在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧，可制得Ni2O3，同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。

（4）工业上还可用电解法制取Ni2O3，用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5，加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-，再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为   。

（5）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时，NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。

6、四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息用化学用语回答下列问题:

（1）Z元素在周期表中的位置为______________________。

（2）W、X、Y、Z元素所对应离子半径由大到小的顺序为____________________；

（3）Y元素和W元素形成的化合物YW一种新型无机材料，可与烧碱溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，写出有关的化学方程式____________________；

（4）①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是____________________ （填序号）；

a.最高价氧化物的水化物碱性强弱

b.相应硫酸盐水溶液的PH

c.单质与水反应的难易程度

d.单质与酸反应时失去的电子数

②由X、Y、氧三种元素所组成的化合物，能与盐酸以1:4反应生成两种常见盐和水，写出该化合物的化学式____________________；

（5）W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合，混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。

（6）常温下，23gX单质在空气中燃烧，再恢复到常温，放出aKJ能量，写出X单质有关燃烧热的热化学方程式___________________________________________________。

7、已知：E是石油裂解气的主要成份，分子式为C2H4，D是一种具有香味的物质，各物质间的转化如图所示（有的反应条件和产物已略去）．

请回答下列问题：

（1）化合物B的结构简式为  

（2）反应①的反应类型  

（3）写出反应②的化学方程式   ．

8、氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料，室温下能缓慢水解。可由铝粉在氮气氛围中1700℃合成，产物为白色到灰蓝色粉末。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：

(一)制备AlN

(1)按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→__________________→i(填仪器接口字母编号)。

(2)实验时，以空气为原料制备AlN。装置A中还原铁粉的作用为________________，装置B中试剂X为_____________________。

(二)测定产品纯度

取m g的产品，用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

已知：AlN + NaOH + H2O ＝ NaAlO2 + NH3↑

(3)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_________________________________，加入实验药品。接下来的实验操作是关闭______________________________并打开______________，再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭，至不再产生气体。再______________，通入氮气一段时间，测定装置III反应前后的质量变化为n g。

(4)实验结束后，计算产品中AlN的纯度为___________﹪(用含m、n的代数式表示)。

(5)上述实验的设计仍然存在缺陷，你认为可能的缺陷及会导致的测定结果____________(用 “偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。

9、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ.脱硝：

已知：H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g)   ΔH＝+133kJ·mol-1

H2O(g)＝H2O(l)         ΔH＝-44kJ·mol-1

催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为：____________。

Ⅱ.脱碳：

(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)

①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)

a.混合气体的平均式量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变

c.CO2和H2的转化率相等   d.混合气体的密度保持不变

e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂

③CO2的浓度随时间（0～t2）变化如下图所示，在t2时将容器容积缩小一倍，t3时达到平衡，t4时降低温度，t5时达到平衡，请画出t2～t6 CO2浓度随时间的变化。_____________

⑵改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同（T1℃、2L密闭容器）。反应过程中部分数据见下表：

①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：平衡常数K(I)______ K(II)（填“﹥”“﹤”或“＝”下同）；平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。

②对反应Ⅰ，前10min内的平均反应速率v(CH3OH)＝_______ 。在其他条件不变的情况下，若30min时只改变温度T2℃，此时H2的物质的量为3.2mol，则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g)，则平衡_____移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

⑶利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸，反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,

装置如图所示：

①电极2的电极反应式是____________；

②在标准状况下，当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”______g。

10、一水硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4SO4·H2O]常用作杀虫剂，媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。常温下该物质可溶于水，难溶于乙醇，在空气中不稳定，受热时易发生分解。某化学兴趣小组以Cu粉、3mol·L-1的硫酸、浓氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol·L-1稀盐酸、0.500 mol·L-1 的NaOH溶液来制备一水硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。

I．CuSO4溶液的制取

①实验室用铜与浓硫酸制备硫酸铜溶液时，往往会产生有污染的SO2气体，随着硫酸浓度变小，反应会停止，使得硫酸利用率比较低。

②实际生产中往往将铜片在空气中加热，使其氧化生成CuO，再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸铜溶液；这一过程缺点是铜片表面加热易被氧化，而包裹在里面的铜得不到氧化。

③所以工业上进行了改进，可以在浸入硫酸中的铜片表面不断通 O2，并加热；也可以在硫酸和铜的混合容器中滴加 H2O2 溶液。

④趁热过滤得蓝色溶液。

(1)某同学在上述实验制备硫酸铜溶液时铜有剩余，该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现，冷却析出的晶体中含有白色粉末，试解释其原因________________。

(2)若按③进行制备，请写出Cu在H2O2 作用下和稀硫酸反应的化学方程式_______________。

(3)H2O2溶液的浓度对铜片的溶解速率有影响。现通过下图将少量30％的H2O2溶液浓缩至40％，在B处应增加一个设备，该设备的作用是____________馏出物是 ______________________。

II．晶体的制备

将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作

(1)硫酸铜溶液含有一定的硫酸，呈酸性，加入适量NH3·H2O调节溶液pH，产生浅蓝色沉淀，已知其成分为 Cu2(OH)2SO4，试写出生成此沉淀的离子反应方程式__________。

(2)继续滴加 NH3·H2O，会转化生成深蓝色溶液，请写出从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体的方法____________。并说明理由____________。

Ⅲ.产品纯度的测定

精确称取 mg 晶体，加适量水溶解，注入图示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量 NaOH 溶液， 通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，并用蒸馏水冲洗导管内壁，用 V1mL 0.500mol·L－1 的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶，用 0.500 mol·L－1 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl(选用 甲基橙作指示剂)，到终点时消耗 V2mLNaOH 溶液。

1.水 2.长玻璃管 3.10%NaOH溶液 4.样品液  5.盐酸标准溶液

(1)玻璃管2的作用________________。

(2)样品中产品纯度的表达式________________。（不用化简）

(3)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是_________________

A.滴定时未用 NaOH 标准溶液润洗滴定管

B.滴定过程中选用酚酞作指示剂

C.读数时，滴定前平视，滴定后俯视

D.取下接收瓶前，未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁

E.由于操作不规范，滴定前无气泡，滴定后滴定管中产生气泡

11、某同学设计实验确定CaC2O4•xH2O的结晶水数目。称取样品9.84g，经热分解测得气体产物中有CO、CO2、H2O，其中H2O的质量为2.16g；残留的固体产物是CaO和CaCO3的混合物，质量为5.34g。计算：

(1)x=____(写出计算过程)。

(2)n(CO)=____mol。

12、我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和，因此CO2的综合利用是研究热点之一。

(1)以CO2为原料可制取甲醇。

已知：

①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1

②CH3OH(l)⇌CH3OH(g) ΔH=+38kJ·mol-1

③H2O(l)⇌H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1

则反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g)的ΔH1=_______kJ·mol-1。

(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下：

I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g) ΔH1

II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O ΔH2=+41kJ·mol-1

一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1：3的CO2和H2发生上述反应，在不同催化剂(catl，cat2)下经相同反应时间，CO2转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择=×100%]随温度变化如图甲所示：

①由图可知，催化效果catl_______cat2(填“＞”“＜”或“=”)。

②在210℃-270℃间，CH3OH的选择性随温度的升高而下降，可能原因为_______。

③某条件下，达到平衡时CO2的转化率为15%，CH3OH的选择性为80%，则H2的平衡转化率为_______；反应II的平衡常数Kp=_______(列出算式即可)。

(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯，过程中发生如下反应：3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)。该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式，如图乙中曲线a所示，已知Arthenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能，假设受温度影响忽略不计，k为速率常数，R和C为常数)，则反应的活化能_______kJ·mol-1。当改变外界条件时，实验数据如图乙中的曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是_______；此经验公式说明对于某个基元反应，当升高相同温度时，其活化能越大，反应速率增大的_______(填“越多”或“越少”)。

13、我国科学家利用Fe2Na3红紫素催化剂实现CO2还原制备CO，利用可见光催化还原CO2，将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等)，这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。

(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示：

已知：H2O(g)=H2O(l) △H=—44kJ•mol-1，CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H=_______kJ•mol-1。

(2)在一定温度下，将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)，测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示：

达到平衡时CO2的转化率为________。

(3)将n(CO2)：n(H2)=1：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。

反应1：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ•mol-1

反应2：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2＜0。

在不同温度、压强下，测得相同时间内CO2的转化率如图，0.1MPa时，CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是________。

(4)在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g)，仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图：

①起始时容器内气体的总压强为8pkPa，若10min时反应到达c点，则0～10min内，v(H2)=________mol•L-1•min-1。

②b点时反应的平衡常数Kp=_______(用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)

(5)我国科学家开发催化剂，以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO，其阴极的电极反应式为________。

(6)我国学者探究了Biln合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图所示(带“*”表示物质处于吸附态)，试从图分析，采用Biln合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：________。