知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应，将9.6克铜粉分为三等份，进行了如下一些实验，请完成有关计算．
（1）取其中一份与100mL一定浓度的硝酸反应，待固体完全溶解，产生的一氧化氮和二氧化氮混合气体在标准状况下的体积为0.896L．然后将剩余溶液稀释至1000mL，测得pH=0．请计算：生成的混合气体中一氧化氮的体积分数为、反应前硝酸的物质的量浓度是．
（2）再取另一份铜粉投入100mLpH=0的硫酸和硝酸混合液中，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448mL（标准状况）．求反应前混合溶液中所含硫酸的物质的量是多少？（写出计算过程）
（3）用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NOx污染的一种方法．
原理为：2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O
取最后一份铜粉溶于a mol/L过量的硝酸溶液30.0ml中，假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮．待反应结束后，将所剩溶液加水稀释至1000m L，测得c（NO₃^-）=0.200mol/L．若反应所生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收，试讨论a的取值范围．

难度：中等

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2．大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NO_x必须脱除（即脱硝）后才能排放，脱硝的方法有多种．
完成下列填空：
Ⅰ直接脱硝
（1）NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气．在10L密闭容器中，NO经直接脱硝反应时，其物质的量变化如图1所示．则0～5min内氧气的平均反应速率为    mol/（L•min）．

Ⅱ臭氧脱硝
（2）O₃氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO₃，此时O₃与NO的物质的量之比为    ．
Ⅲ氨气脱硝
（3）实验室制取纯净的氨气，除了氯化铵外，还需要    、    （填写试剂名称）．不使用碳酸铵的原因是    （用化学方程式表示）．
（4）吸收氨气时，常使用防倒吸装置，图2装置不能达到此目的是    ．

NH₃脱除烟气中NO的原理如图3：

（5）该脱硝原理中，NO最终转化为    （填化学式）和H₂O．当消耗1mol NH₃和0.25mol O₂时，除去的NO在标准状况下的体积为    L．

难度：中等

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3．氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，下面是氮的氧化物的几种不同情况下的转化．

（1）已知：2SO₂（g）+O₂ （g）⇌2SO₃ （g）△H=-196.6kJ•mol^-1
2NO（g）+O₂ （g）⇌2NO₂ （g）△H=-113.0kJ•mol^-1则SO₂气体与NO₂气体反应生成SO₃气体和NO气体的反应为    （填“放热”或“吸热”）反应．
（2）向绝热恒容密闭容器中通入SO₂和NO₂，一定条件下使反应SO₂（g）+NO₂（g）⇌SO₃（g）+NO（g）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图1所示．
①反应在c点    （填“达到”或“未到”）平衡状态．
②开始时，在该容器中加入：
Ⅰ：1molSO₂（g）和1molNO₂（g）；II：1molSO₃（g）和1mol NO（g），则达化学平衡时，该反应的平衡常数Ⅰ    Ⅱ（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物时发生下列反应：
2NaOH+NO+NO₂=2NaNO₂+H₂O
2NaOH+2NO₂=NaNO₂+NaNO₂+H₂O
将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到如图2所示的电解槽中进行电解，A室产生了N₂．
①电极Ⅰ是    极，B室产生的气体是    ．
②A室NO₂^-发生的电极反应是    ；
（4）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．现有NO、NO₂的混合气6L，可用同温同压下7L的NH₃恰好使其完全转化为N₂，则原混合气体中NO和NO₂的物质的量之比为    ．

难度：中等

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4．（1）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染．某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比（空气与燃油气的质量比）条件下对汽车尾气的催化效果．在一定条件下，测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如图1所示．
空燃比约为    时，催化剂对汽车尾气的催化效果最好．（填a、b、c、d）

（2）工业上也常用NaOH溶液吸收法处理NO_x，已知：
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O （Ⅰ）
2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O （Ⅱ）
现有2240mL（标准状况）NO和NO₂的混合气体溶于200mL NaOH溶液中，恰好完全反应，并无气体放出，则NaOH溶液物质的量浓度是    ．
（3）NO直接催化分解（生成N₂与O₂）也是一种脱硝途径．在不同条件下，NO的分解产物不同．在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图2所示．写出Y和Z的化学式：    ．

难度：中等

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5．氮、磷、砷及其化合物在生产、生活中有重要的用途．
（1）雌黄（As₂S₃）和雄黄（As₄S₄）都是自然界中常见的砷化物，一定条件下，雌黄和雄黄的转化关系如图l所示．
①反应I的离子方程式为    ．
②反应Ⅱ中，若1mol As₄S₄参加反应时，转移12mol e^-，则物质a为    （填化学式）．

（2）常温下，含磷微粒在水溶液中的分布分数（平衡时某微粒的浓度占各微粒浓度之和的分数）与pH的关系如图2所示．
①向Na₂HPO₄溶液中加入足量CaCl₂溶液，所得溶液显酸性，原因是    （用离子方程式表示）．
②pH=7的磷酸盐溶液可作为缓冲溶液．该溶液中磷元素的存在形态主要为    ．配制此溶液时，需要H₃PO₄和NaOH的物质的量之比为    ．
③已知氢氧化铝胶粒带正电荷，可吸附阴离子．pH在2～4之间，用铝盐处理含磷废水时，随溶液pH增大，吸附效果增强，结合图2解释可能的原因    ．
（3）氨水可以与很多金属离子形成配合物．已知某温度下：
Cu⁺（aq）+2NH₃•H₂O（aq）⇌Cu（NH₃）₂⁺（aq）+2H₂O（1）K=8.0×10¹⁰
①CuI（s）+2NH₃•H₂O（aq）⇌Cu（NH₃）₂⁺（aq）+I^-（aq）+2H₂O（1）K=    ．[已知Ksp（CuI）=2.0×10^-12]
②溶解19.1g CuI（s），至少需要5mol•L^-1氨水的体积约为    mL．

难度：较难

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6．铋的化合物常用于医学，铋也常与铅、锡、镉、锑、铟等组成一系列低熔合金，可作防火装置、电器保险丝、锅炉和空压机气缸的安全塞等．请回答下列问题：
（1）铋是氮的同族元素，比氮多4个电子层，铋在元素周期表中的位置为第    周期第    族，铋酸的酸性比磷酸的酸性    （填“强”或“弱”）．
（2）已知铋价态为+3价时较稳定，铋酸钠（NaBiO₃难电离）在酸性条件下可以将Mn²⁺氧化成MnO₄^-，反应的离子方程式为    ，若有0.1mol氧化产物生成，则转移    mol电子．
（3）实验室能否用盐酸酸化铋酸钠溶液    （填“能”或“不能”），若不能请说明理由    （若能，此问题不用作答）．
（4）BiCl₃易水解生成BiOCl白色沉淀，则BiCl₃溶液的pH是    7（填“小于”“大于”或“等于”）；请写出BiCl₃水解的化学方程式    ．
（5）医药上把BiOCl叫做次氯酸铋，你同意此名称吗？    ，说出你的理由：    ．
（6）实验室如何配制BiCl₃溶液？    ．

难度：中等

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7． NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
（1）NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl
（2）NaOCN与NaClO反应，生成Na₂CO₃、CO₂、NaCl和N₂
已知HCN（K_i=6.3×10^-10）有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同．
完成下列填空：
（1）第一次氧化时，溶液的pH应调节为    （选填“酸性”、“碱性”或“中性”）；原因是    ．
（2）写出第二次氧化时发生反应的离子方程式．
（3）处理100m³含NaCN 10.3mg/L的废水，实际至少需NaClO    g（实际用量应为理论值的4倍），才能使NaCN含量低于0.5mg/L，达到排放标准．
（4）（CN）₂与Cl₂的化学性质相似．（CN）₂与NaOH溶液反应生成    、    和H₂O．
（5）上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是    ；H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为    ．
（6）HCN是直线型分子，HCN是    分子（选填“极性”或“非极性”）．HClO的电子式为    ．

难度：中等

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8．硫化钠是用于皮革鞣制的重要化学试剂，可用无水芒硝（Na₂SO₄）与炭粉在高温下反应而制得，反应方程式如下：Na₂SO₄+4C→Na₂S+4CO   Na₂SO₄+4CO→Na₂S+4CO₂
（1）现有无水芒硝17.75g，若生成过程中无水芒硝的利用率为80%，则理论上可得到  Na₂S    g，最多生成标况下的CO    L．
（2）若在反应过程中生成的Na₂S 3mol，则消耗的碳单质的物质的量 n的范围是    mol≤n≤    mol，若生成等物质的量CO和CO₂，则消耗的碳的物质的量为    mol．
（3）Na₂S放置在空气中，会被缓慢氧化成Na₂SO₄ 及 Na₂SO₃，现称取已经部分氧化的硫化钠样品78.40g 溶于水中，加入足量盐酸，充分反应后过滤得沉淀19.20g，放出H₂S气体2.24L（标准状况）．请计算：78.40g样品中各氧化产物的物质的量（写出必要的计算过程）．

难度：中等

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9．（2016•山东）元素铬（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（蓝紫色）、Cr（OH）₄^-（绿色）、Cr₂O₇^2-（橙红色）、CrO₄^2-（黄色）等形式存在，Cr（OH）₃为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（1）Cr³⁺与Al³⁺的化学性质相似，在Cr₂（SO₄）₃溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是    ．
（2）CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中可相互转化．室温下，初始浓度为1.0mol•L^-1的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇^2-）随c（H⁺）的变化如图所示．
①用离子方程式表示Na₂CrO₄溶液中的转化反应    ．
②由图可知，溶液酸性增大，CrO₄^2-的平衡转化率    （填“增大“减小”或“不变”）．根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为    ．
③升高温度，溶液中CrO₄^2-的平衡转化率减小，则该反应的△H    （填“大于”“小于”或“等于”）．
（3）在化学分析中采用K₂CrO₄为指示剂，以AgNO₃标准溶液滴定溶液中的Cl^-，利用Ag+与CrO₄^2-生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点．当溶液中Cl^-恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10^-5mol•L^-1）时，溶液中c（Ag+）为    mol•L^-1，此时溶液中c（CrO₄^2-）等于    mol•L^-1．（已知Ag₂ CrO₄、AgCl的K_sp分别为2.0×10^-12和2.0×10^-10）．
（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO₃将废液中的Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，反应的离子方程式为    ．

难度：中等

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10． KMnO₄常用作氧化剂、防腐剂、消毒剂、漂白剂和水处理剂等．
（1）在K₂MnO₄溶液中通入CO₂可制得高锰酸钾，副产物是黑色沉淀M．该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为    ．由锂离子有机高聚物、锂及M构成原电池，电池反应为Li+M=LiM（s），消耗8.7gM时转移0.1mol电子．则该电池正极的电极反应为    ．
（2）实验室用KMnO₄制备O₂和Cl₂．取0.4mol KMnO₄固体加热一段时间后，收集到
amolO₂，在反应后的残留固体中加入足量浓盐酸，加热又收集到bmolCl₂．设锰元素全部
转化成Mn²⁺存在于溶液中，当a+b=0.8mol时，在标准状况下生成Cl₂的体积为    L；
（3）电解K₂MnO₄溶液加以制备KMnO₄．工业上，通常以软锰矿（主要成分是MnO₂）与KOH的混合物在铁坩埚（熔融池）中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K₂MnO₄，化学方程式为    ．用镍片作阳极（镍不参与反应），铁板为阴极，电解K₂MnO₄溶液可制备KMnO₄．上述过程用流程图表示如下：

则D的化学式为    ；阳极的电极反应式为    ；阳离子迁移方向是    ．
（4）高锰酸钾在酸性介质中还原产物为Mn²⁺，废液中c（Mn²⁺）浓度较大时会污染水体．实验室可以用过二硫酸铵[（NH₄）₂S₂O₈]溶液检验废水中Mn²⁺，实验现象是溶液变紫红色（还原产物为SO₄^2-）．过二硫酸可以看成是H₂O₂的衍生物，过二硫酸铵中含有过氧键（-O-O-）．写出检验Mn²⁺的离子方程式    ．如果将这个反应设计成盐桥原电池，盐桥中溶液最好选用    ．（选填：饱和KCl溶液、饱和K₂SO₄溶液或饱和NH₄Cl溶液）

难度：中等

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