湖北省咸宁市嘉鱼县第一中学2019-2020学年高二化学下学期期末考试试题.doc

湖北省咸宁市嘉鱼县第一中学2019-2020学年高二化学下学期期末考试试题

湖北省咸宁市嘉鱼县第一中学2019-2020学年高二化学下学期期末考试试题

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湖北省咸宁市嘉鱼县第一中学2019-2020学年高二化学下学期期末考试试题（含解析）
可能用到的相对原子质量：H1 Li7 Na23 Cl35.5 O16 P31 F19
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1.化学与生活密切相关，下列说法正确的是( )
A. 医用酒精和84消毒液(NaClO溶液)混合使用能增强它们的消毒效果
B. 酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生水解反应生成乙醇
C. 疫情期间可以多吃富含纤维素的食物，它们在人体内都可以通过水解反应提供能量
D. 混凝法、中和法和沉淀法是常用的工业污水处理方法
【答案】D
【解析】
【详解】A.酒精有还原性，而NaClO有氧化性，两者可以发生反应，因此，医用酒精和84消毒液(NaClO溶液)混合使用会减弱它们的消毒效果，A说法不正确；
B. 酿酒过程中葡萄糖在酒化酶的作用下发生分解反应生成乙醇和二氧化碳，该反应不是水解反应，B说法不正确；
C.纤维素在人体内不能发生水解反应，人体不能消化纤维素，故其不能给人体提供能量，C说法不正确；
D. 混凝法可以除去水中的悬浮颗粒，中和法可以除去水中的酸或碱，沉淀法可以除去水中的重金属离子，故其是常用的工业污水处理方法，D说法正确。
本题选D。
2. 下列说法正确的是（　　）。
A. 自然界中的所有原子都处于基态
B. 同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C. 无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量
D. 激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A．自然界中的原子有的处于基态，有的处于激发态，A选项错误；
B、C．同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量，若原子种类不同，则不一定如此，所以B选项正确，C选项错误；
D．激发态原子的能量较高，容易跃迁到能量较低的状态或基态，能量降低。激发态原子若要失去电子，仍必须再吸收能量，失去电子难易程度需根据原子的具体情况而定，有的激发态原子易失去电子，有的激发态原子难失去电子，故D错误。
故选B。
3.以富含纤维素的农作物为原料，合成 PEF 树脂的路线如下：

下列说法不正确的是
A. 葡萄糖、果糖均属于多羟基化合物
B. 5-HMF→FDCA 发生氧化反应
C. 单体 a 为乙醇
D. PEF 树脂可降解以减少对环境的危害
【答案】C
【解析】
【详解】A.从结构上看，葡萄糖是五羟基醛，果糖是五羟基酮，均属于多羟基化合物，故A正确；
B.转化为的反应是醇羟基和醛基氧化为羧基的反应，故B正确；
C.由PEF的结构简式 可知，与HOCH2CH2OH发生縮聚反应生成PEF，单体 a 为乙二醇，故C错误；
D. 由PEF的结构简式可知，PEF 树脂中含有酯基，一定条件下能发生水解反应而降解，从而减少白色污染对环境的危害，故D正确；
故选C。
【点睛】一定条件下，与HOCH2CH2OH发生縮聚反应生成，单体 a 为乙二醇是解答关键。
4.下列数据是对应物质的熔点，有关的判断正确的是( )
Na2O
Na
AlF3
AlCl3
Al2O3
BCl3
CO2
SiO2
920℃
97.8℃
1291℃
190℃
2073℃
-107℃
-57℃
1723℃

A. 只要含有阴离子的晶体就一定是离子晶体
B. 在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构
C. 同族元素的氧化物不可能形成不同类型的晶体
D. 金属晶体的熔点一定比分子晶体的高
【答案】A
【解析】
【详解】A.含有阴离子的晶体，一定含有阳离子，阴阳离子之间可以形成离子键，故该晶体一定是离子晶体，A正确；
B. 在共价化合物分子中各原子不一定都形成8电子结构，如HCl分子中的H原子只能形成2电子结构，B不正确；
C. 同族元素的氧化物有可能形成不同类型的晶体，如表中二氧化碳能形成分子晶体，而二氧化硅能形成原子晶体，C不正确；
D. 金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高，如汞在常温下是液体，而碘在常温下是固体，再如，表中钠形成金属晶体，其熔点比氯化铝形成的分子晶体低，D不正确。
本题选A。
5.W、X、Y、Z为原子序数依次减小的短周期主族元素，已知W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数；由四种元素形成某化合物的结构如图所示。下列叙述不正确的是( )

A. 简单氢化物的稳定性：X＞Y B. 简单离子半径：X＞W
C. Y的最高价氧化物对应水化物为弱酸 D. 该化合物中各元素均满足8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
分析】
根据该化合物的结构可知W元素可以形成+2价阳离子，应为第IIA族元素，其原子序数最大，原子序数比其小的主族元素至少有3种，所以W应为第三周期元素，为Mg元素；X可以形成2个共价键，应为第ⅥA族元素，所以X为O元素，Z可以形成1个共价键，原子序数小于O，则Z为H元素，所以Y元素最外层电子数为6-1-2=3，所以Y为B元素。
【详解】A．Y为B元素，X为O元素，非金属性B＜O，所以简单氢化物的稳定性B＜O，故A正确；
B．O2-和Mg2+电子层结构相同，但O2-核电荷数更小，半径更大，故B正确；
C．B元素的最高价氧化物对应水化物为H3BO3，为弱酸，故C正确；
D．H元素最外层不满足8电子稳定结构，故D错误；
答案选D。
6.报道称某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如图。则这种合金的化学式为

A. LaNi3 B. LaNi4
C. LaNi5 D. LaNi6
【答案】C
【解析】
【详解】根据晶胞结构图并依据均摊法可知可知，晶胞中镧（La）原子数目为12×+2×=3，镍（Ni）的原子数目为12×+6×+6=15，所以该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La，答案选C。
【点睛】在六棱柱中，位于顶点上的原子被6个晶胞共用，每个晶胞占该原子的，位于面上的原子被两个晶胞共用，每个晶胞占该原子的，侧棱上的原子被三个晶胞共用，每个晶胞占该原子的，上下面的棱上的原子被4个晶胞共用，每个晶胞占该原子的，晶胞内部的属于该晶胞，不与其他晶胞共用。
7.在2.0 L的容器中，加入2.0 mol PCl5，[ PCl5(g)⇌PCl3(g) + Cl2(g) ]在一定条件下达到平衡后，Cl2为0.3 mol，在恒温恒容，若此时移走1.0 mol PCl5，再次达到平衡时PCl3的物质的量浓度是( )
A. 0.075 mol/L B. 0.15 mol/L
C. 小于0.5 mol/L D. 大于0.075 mol/L ，小于0.5 mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】在2.0 L的容器中，加入2.0 mol PCl5，[ PCl5(g)⇌PCl3(g) + Cl2(g) ]在一定条件下达到平衡后，Cl2为0.3 mol，则PCl3(g)的平衡量为0.3mol，其浓度为0.15mol/L。在恒温恒容，若此时移走1.0 mol PCl5，相当于将原平衡体系的体积增大为4.0L，若平衡不发生移动PCl3(g)的浓度变为原来的一半，即0.075mol/L，但是减小压强平衡向正反应方向移动，则再次达到平衡时PCl3的物质的量浓度大于0.075mol/L，但是PCl5(g)不可能完全转化为PCl3(g)，故PCl3(g)的浓度小于0.5 mol/L，故本题答案为D。
8.向10 mL 0.2 mol/L的KIO3溶液中逐渐加入NaHSO3粉末，生成的I2的物质的量随所加NaHSO3的物质的量变化如图所示，下列说法不正确的是( )

A. A点对应的I2的物质的量为1.0×10-3 mol
B. oa : ab = 4 : 1
C. 当溶液中的n(I2) = 5×10-4 mol时，加入NaHSO3的物质的量可能为2.5×10-3 mol或5.5×10-3 mol
D. 由ab段反应可知，氧化性I2 >
【答案】B
【解析】
【分析】
加入NaHSO3的物质的量在0→a，发生的反应为：2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+H2O+3H+，加入NaHSO3的物质的量在a→b，发生的反应为：I2+HSO3-+H2O=I-+SO42-+3H+。
【详解】A．A点时，10mL0.2mol·L-1的KIO3溶液中的KIO3恰好完全被亚硫酸氢钠还原为I2，由原子守恒可知，n(I2)=n(KIO3)=×0.2×10×10-3=1.0×10-3mol，选项A正确；
B．2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+H2O+3H+，由离子方程式可知，0a消耗的亚硫酸氢钠的物质的量为：2.5×0.2×10×10-3=5.0×10-3mol；加入NaHSO3的物质的量在a→b，发生的反应为：I2+HSO3-+H2O=I-+SO42-+3H+，故ab消耗的亚硫酸氢钠的物质的量恰好与1.0×10-3molI2完全反应，所以ab消耗的亚硫酸氢钠的物质的量1.0×10-3mol，0a：ab=(5.0×10-3mol)：(1.0×10-3mol)=5：1，选项B错误；
C．当溶液中的n(I2)=5×10-4mol时，n(I2)=5×10-4mol<1.0×10-3mol，故有两种情况，一种情况是在0→a，向10mL0.2mol·L-1的KIO3溶液中逐渐加入NaHSO3粉末，刚好生成n(I2)=5×10-4mol，由2IO3-+5HSO3-=5SO42-+I2+H2O+3H+反应方程式可知，此时消耗亚硫酸氢钠的物质的量为：5×5×10-4mol=2.5×10-3mol；另一种情况是当10mL0.2mol·L-1的KIO3溶液中的KIO3恰好完全被亚硫酸氢钠还原为I2，有一部分的I2被亚硫酸氢钠还原为I-，消耗的亚硫酸氢钠的物质的量为5.0×10-3mol+5×10-4mol=5.5×10-3mol，选项C正确；
D．ab段发生的反应为I2+HSO3-+H2O=I-+SO42-+3H+，氧化性I2>HSO3-，选项D正确；
答案选B。
9.下列有关实验操作、现象及结论都正确是
选项
实验操作
现象
结论
A
在某溶液中加入少量新制氯水，再滴几滴KSCN溶液
溶液变红
溶液中一定含有Fe2+
B
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化但不滴落
熔点：氧化铝>铝
C
取1mL蔗糖溶液，加入5滴稀硫酸，水浴加热一段时间后，再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液，加热至沸腾
无砖红色沉淀产生
蔗糖未水解
D
向1mL 0.1mol/L AgNO3溶液中加入几滴0.1mol/L NaCl溶液后，再向其中滴加几滴0.1mol/L KI溶液
先产生白色沉淀，后产生黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)

A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．若原溶液中有Fe3+，现象相同，所以该实验无法确定是否含有Fe2+，可以先加KSCN溶液，不显红色，滴加少量新制氯水后溶液变红，则可说明有Fe2+，故A错误；
B．铝箔在空气中被氧化为氧化铝，加热时，表面的氧化铝的熔点比铝的熔点高，包住了里边熔化的铝，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落，故B正确；
C．蔗糖水解后检验葡萄糖，应在碱性条件下，该操作中没有加碱至碱性，不能检验葡萄糖，故C错误；
D．硝酸银过量，均为沉淀的生成，并不存在沉淀的转化，无法比较二者的溶度积，故D错误；
故答案为B。
10.下列粒子中与构型相同且中心原子的杂化方式也相同的是( )
A. HCHO B. SO2 C. H2O D. NH3
【答案】A
【解析】
【分析】
的中心原子采用sp2杂化方式，其空间构型为平面三角形。
【详解】A. HCHO的中心原子的价层电子对数目为3，采用sp2杂化，其空间构型为平面三角形，A符合题意；
B. SO2的中心原子的价层电子对数目为3，有一个孤电子对，采用sp2杂化，其空间构型为V形，B不符合题意；
C. H2O的中心原子的价层电子对数目为4，有2个孤电子对，采用sp3杂化，其空间构型为V形，C不符合题意；
D. NH3的中心原子的价层电子对数目为4，有1个孤电子对，采用sp3杂化，其空间构型为三角锥形，D不符合题意。
本题选A。
二、选择题：每小题只有一个或两个选项符合题意
11.利用下图所示的有机物X可生产S－诱抗素Y。下列说法正确的是( )

A. X可以发生氧化、取代、酯化、加聚、缩聚反应，并能与盐酸反应生成有机盐
B. Y既可以与FeCl3溶液发生显色反应，又可使酸性KMnO4溶液褪色
C. 1 mol X与足量NaOH溶液反应，最多消耗4 mol NaOH
D. X结构中有1个手性碳原子
【答案】AD
【解析】
【详解】A. X分子中有羰基、碳碳双键、羧基、羟基、酰胺键、酯基、酚羟基和氨基，类比含有这些官能团的有机物的性质 ，可知其能发生氧化、取代、酯化、加聚、缩聚反应，并能与盐酸反应生成有机盐，A说法正确；
B. Y分子中没有酚羟基，故其不能与FeCl3溶液发生显色反应，B说法不正确；
C. X分子中含有能与氢氧化钠反应的官能团为羧基、酰胺基、酯基和酚羟基，但是酯基属于酚酯基，因此，1 mol X与足量NaOH溶液反应，最多消耗5 mol NaOH，C说法不正确；
D. X结构中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子，D说法正确；
本题选AD
【点睛】酯基属于酚酯基的有机物水解后，可以生成酚羟基，因此1mol这样的酯可以消耗2mol NaOH。
12.下列关于有机化合物的说法正确的是( )
A. BrCH2CHBrCH2Br的名称为三溴丙烷
B. 甘氨酸和丙氨酸混合物脱水成肽，最多可生成4种二肽
C. 萘环()上的一个H 原子被—C4H9 取代后的产物共有32种
D. C3H6 和C4H8 不一定是同系物
【答案】BD
【解析】
【详解】A．BrCH2CHBrCH2Br名称为1，2，3-三溴丙烷，A说法错误；
B．甘氨酸：NH2-CH2-COOH，丙氨酸：NH2-CH(CH3)-COOH，甘氨酸和丙氨酸混合物脱水成肽，可生成NH2-CH2-CONH-CH2-COOH、NH2-CH2-CONH-CH(CH3)-COOH、NH2-CH(CH3)-CONH-CH2-COOH、NH2-CH(CH3)-CONH-CH(CH3)-COOH，合计4种二肽，B说法正确；
C．萘环()为对称结构，其上的一个H原子有2种位置，-C4H9有4种同分异构体，被-C4H9取代后的产物共有2×4=8种，C说法错误；
D．C3H6和C4H8可能是环烷烃，也能为烯烃，不一定是同系物，D说法正确；
答案选BD。
13.2019年第七届世界军运会在武汉举办，8月至10月在全国全军范围内组织火炬传递活动。火炬的燃料是丙烷，已知每克丙烷燃烧放出的热量为50.45 kJ。下列说法正确的是( )
A. 每22 g丙烷中有5NA个化学键
B. 丙烷的二氯代物有4种
C. 33.6 L丙烷中含有12NA个氢原子
D. 丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O (g) △H= -2219.8 kJ·mol-1
【答案】AB
【解析】
【详解】A. 丙烷的分子式为C3H8，每个丙烷分子中有10个共价键，其相对分子质量为44，22 g丙烷的物质的量为0.5mol，则每22 g丙烷中有5NA个化学键，A说法正确；
B. 丙烷的二氯代物有1，1-二氯丙烷、2，2-二氯丙烷、1，2-二氯丙烷和1，3-二氯丙烷，共4种，B说法正确；
C. 没有指明温度和压强，无法确定33.6 L丙烷的物质的量，也无法确定其中含有的氢原子数目，C说法不正确；
D. 每克丙烷燃烧放出的热量为50.45 kJ，若生成的水为液态，则1mol丙烷完全燃烧放出的热量为2219.8 kJ，则表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O (l) △H= -2219.8 kJ·mol-1，D说法不正确。
本题选AB。
【点睛】表示燃烧热的热化学方程式中，生成物必须是稳定状态的，如水是液态的。
14.25℃时，向0.1L0.1mol·L－1CH3COOH溶液中逐渐加入NaOH固体，恢复至原温度后溶液中离子浓度关系如下图所示(忽略溶液体积变化)。下列有关叙述正确的是

A. 25℃，CH3COOH的Ka数量级为10－4
B. B点：加入的NaOH的物质的量为0.005mol
C. A点：c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(CH3COOH)－c(H＋)>0.1mol·L－1
D. A到C的过程中不考虑温度变化：增大
【答案】D
【解析】
【分析】
Ka=，纵坐标可以改换为=lgKa-lgc(H+)=lgKa+pH，根据图像回答问题。
【详解】A. 25℃，根据A点坐标可知，当pH=2.85时，lgKa+pH =-1.85，即Ka=10-4.7，CH3COOH的Ka数量级为10－5，A错误；
B. B点时，醋酸和醋酸根浓度相等，原CH3COOH溶液0.1L0.1mol·L－1，即B点时n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=0.01mol，根据电荷守恒可知，c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，n(Na+)= n(CH3COO-)+n(OH-)- n(H+)=0.005+n(OH-)- n(H+)，环境pH＜7，加入的NaOH的物质的量小于0.005mol，B错误；
C. A点时，根据物料守恒可知，c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1mol/L，pH＜7，溶液显酸性，即c(CH3COO－)＋c(OH－)＋c(CH3COOH)－c(H＋)＜0.1mol·L－1，C错误；
D. 根据醋酸根的水解方程可知，醋酸根水解常数Kb=，A到C的过程中不考虑温度变化，水解常数不变，加入的氢氧化钠固体增大，钠离子浓度不断增大， 增大，D正确。
答案为D。
15.2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究有突出贡献的科学家。一种“大气固碳”的锂离子电池工作原理如图所示，该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3被氧化，释放出CO2和O2。下列说法不正确的是

A. 该电池应选用无水电解质
B. 该电池放电时的正极反应为4Li＋＋3CO2＋4e－＝C＋2Li2CO3
C. 充电时若电极A质量增加14g，则聚合物电解质膜上通过电子2mol
D. 该电池放电、充电各一次且都转移4mole−时，理论上能固定1molCO2
【答案】C
【解析】
【分析】
放电时，A极上Li失电子，则A为负极，B为正极，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3；充电时，充电时选用合适催化剂，只有Li2CO3发生氧化反应，释放出CO2和O2据此分析。
【详解】A．Li能与水反应，因此选用无水电解质，故A正确；
B．放电时，正极上CO2得电子生成C和Li2CO3，则电极反应式为4Li＋＋3CO2＋4e－＝C＋2Li2CO3，故B正确；
C．充电时若电极A质量增加14g，Li的物质的量为=2mol，发生的电极反应式为Li++e-=Li，外电路转移电子2mol，但聚合物电解质膜上通过Li+的物质的量为2mol，故C错误；
D．电池每放、充电各一次转移4mol电子就有1mol二氧化碳还原生成碳，即理论上能固定1molCO2，故D正确；
故答案为C。
三、非选择题
16.六氟磷酸钠(NaPF6)极易溶于水，可溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，可作高能钠电池的电解质。工业上以氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]、NaCl为主要原料，制备六氟磷酸钠的工艺流程如下：

已知：HF的熔点为－83 ℃，沸点为19.5 ℃。回答下列问题：
(1)氟磷灰石粉碎的目的是_______________。
(2)HF液化时产生的二聚物(HF)2能发生微弱的电离，与NaCl反应生成NaHF2，请写出该二聚物的电离方程式：________。
(3)为避免废水NaH2PO4的污染，常在其中加入石灰，将磷元素全部转化成磷酸钙，进行回收利用。已知常温下Ksp[Ca3(PO4)2]＝1.96×10-29，当处理后的废水c(Ca2+)＝1.0×10-5 mol/L时，则溶液中c()＝___________mol/L。
(4)操作③油浴加热目的是________。
(5)反应①中除生成白磷(P4)外，还产生SiF4和一种还原性气体，写出该反应的化学方程式：______。
(6)六氟磷酸钠粗品的提纯：将六氟磷酸钠粗品(杂质主要是微量铁盐)溶于一定量乙醇中，加入适量5%的NaOH甲醇溶液，使溶液保持碱性，离心将不溶杂质除去。通过______(填操作方法)将溶剂回收，减压条件下结晶，得到NaPF6·H2O，干燥得到无水盐。
【答案】 (1). 增大反应物的接触面积，加快反应速率 (2). (HF)2⇌H++ 或 2HF⇌H++ (3). 1.4×10-7 (4). 除去残留的氟化氢 (5). 4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑ (6). 蒸馏
【解析】
【分析】
由流程可知，氟磷灰石经粉碎后与浓硫酸反应可以生成HF气体，气体以液化后与NaCl混合搅拌、溶解得到混合液；氟磷灰石与焦炭和石英砂在高温下反应可以得到白磷，白磷与氯气在点燃的条件下反应得到固体B，B为五氯化磷；B与混合液反应可以生成HCl，反应后的混合液在油浴中加热可以得到六氟磷酸钠粗品；粗品经提纯得到精品。
【详解】(1)固体反应物的颗粒越小，其反应的接触面积越大，化学反应速率越快。氟磷灰石粉碎的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率。
(2)HF液化时产生的二聚物(HF)2能发生微弱的电离，与NaCl反应生成NaHF2，该二聚物的电离方程式为(HF)2⇌H++ 或 2HF⇌H++。
(3)为避免废水NaH2PO4的污染，常在其中加入石灰，将磷元素全部转化成磷酸钙，进行回收利用。已知常温下Ksp[Ca3(PO4)2]＝1.96×10-29，当处理后的废水c(Ca2+)＝1.0×10-5 mol/L时，则溶液中c()＝mol/L =1.4×10-7mol/L。
(4)HF 极易溶于水，HF在反应中可能是过量的，操作③油浴加热目的是除去残留的氟化氢。
(5)反应①中除生成白磷(P4)外，还产生SiF4和一种还原性气体，该气体是焦炭的氧化产物CO，该反应的化学方程式：4Ca5(PO4)3F+21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑。
(6) 六氟磷酸钠(NaPF6)极易溶于水，可溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。提纯六氟磷酸钠粗品时，为减少产品的损失，且考虑到产品易与溶剂分离，选择沸点较低的醇作溶剂。将六氟磷酸钠粗品(杂质主要是微量铁盐)溶于一定量乙醇中，加入适量5%的NaOH甲醇溶液，使溶液保持碱性，离心将不溶杂质除去。通过蒸馏将溶剂回收，减压条件下结晶，得到NaPF6·H2O，干燥得到无水盐。
【点睛】解题量要注意把握题中的关键信息，如题中说明二聚物(HF)2能发生微弱的电离，HF与NaCl反应生成NaHF2，则可知二聚HF可以电离出，要注意活学活用。
17.新冠疫情期间使用大量的消毒剂，其中二氧化氯(ClO2)与亚氯酸钠(NaClO2)都具有强氧化性。两者作漂白剂时，不伤害织物；作饮用水消毒剂时，不残留异味。某研究性学习小组利用如下装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O，并探究其性质。

查阅资料：
①ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
②NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称_________。
(2)装置A中发生反应的化学方程式：________。
(3)如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是_______。
(4)若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下，请完成下列操作步骤③的内容。
①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③_________； ④低于60℃干燥，得到成品。
(5)写出装置C反应的离子方程式________。
(6)实验结束后，继续通入一段时间N2的目的是________。
(7)利用题中原理制备出NaClO2·3H2O晶体的试样，可以用“间接碘量法”测定试样(杂质与I-不发生反应)的纯度，过程如下：(已知：I2＋2＝＋2I-)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，再滴加几滴淀粉溶液，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，当出现________(填实验现象)，达到滴定终点，共消耗该标准溶液25.00 mL，经计算该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为______(结果保留3位有效数字)。
【答案】 (1). 分液漏斗 (2). 2NaClO3 + H2SO4 + Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2 ↑ + H2O (3). NaClO3 、 NaCl (4). 用38℃～60℃热水洗涤 (5). 2ClO2+H2O2+2OH-===2+2H2O+O2 (6). 将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率 (7). 溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原 (8). 90.3%
【解析】
【分析】
由题中信息可知，A装置中制备二氧化氯气体，该气体经安全瓶B进入C装置，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，D装置为尾气处理装置。有关纯度的计算可以根据反应的关系式进行。
【详解】(1)由仪器a的构造可知其为分液漏斗。
(2)装置A中NaClO3、H2SO4、Na2SO3发生反应生成ClO2，该反应的化学方程式为2NaClO3+ H2SO4+ Na2SO3=== 2Na2SO4 + 2ClO2↑ + H2O。
(3)由题中信息可知，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，所以如果撤去C装置中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是NaClO3 、 NaCl。
(4) 由题中信息可知，NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出的晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl，因此，若要从装置C反应后的溶液获得无水NaClO2晶体的操作步骤如下：①减压，55℃蒸发结晶； ②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤（除去其中的可溶性杂质）； ④低于60℃干燥，得到成品。
(5)装置C 中，在碱性条件下二氧化氯被双氧水还原为亚氯酸钠，该反应的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-===2+2H2O+O2。
(6)实验结束后，装置内还有残留的ClO2，若不排出，则产品的产率会降低，因此继续通入一段时间N2的目的是：将装置内残留的ClO2全部排出，提高产率。
(7)取样品0.6000 g配制成250 mL溶液，从中取出25.0 mL加入足量KI固体和适量稀硫酸，碘离子被亚氯酸钠氧化为碘，再滴加几滴淀粉溶液作指示剂，溶液变蓝，然后用0.0600 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，反应完成后溶液的蓝色褪去，因此，当出现溶液由蓝色褪为无色，且30秒内不复原，达到滴定终点。若共消耗该标准溶液25.00 mL，由ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O、I2＋2＝＋2I-，可以得到关系式NaClO2·3H2O~2I2~4，则25.0 mL 样品溶液中，n(NaClO2·3H2O)=n(Na2S2O3)=´25.00´10-3L´0.0600 mol/L=0.0000600mol，该试样中NaClO2·3H2O的百分含量为90.3%。
【点睛】关于实验步骤的补充问题，要根据题中信息控制好温度。在进行多步反应的计算时，要根据多个反应的化学方程式找出关系式，不必计算出中间产物的数据，可以直接根据关系式求出目标数据。
18.大气中NOx、SO2等污染物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题，目前采用的方法如下：
I.直接转化法：利用高效催化剂将汽车尾气直接转化为无毒物质。
已知：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H1＝＋180kJ·mol－1
(1)利用固体表面催化工艺将NO分解为N2、O2而消除污染。
用分别表示N2、NO、O2和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是________________________(填字母序号)。

(2)利用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NO直接转化成无毒物质N2、CO2。
①已知：C(s)、CO(g)的燃烧热分别为393kJ·mol－1、283kJ·mol－1，写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式________________________。
②为研究上述反应，某学习小组在密闭容器中充入10molCO和10molNO，发生上述①所写反应，实验测得平衡时NO的体积分数随温度、压强的关系如图。

a.某温度下的平衡状态D点，若同时采取缩小容器体积和降低温度，重新达到平衡状态时，可能到达图中A～G点中的________________________点。
b.当压强为10MPa、温度为T时的平衡常数Kp＝________________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；保留3位有效数字)。
II.催化还原法：利用还原剂在催化剂的作用下将氮氧化物转为无毒物质N2、CO2。
(3)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。
某研究小组在2L的恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的固体活性炭，发生反应：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表：

①该反应的正反应为________________________(填“吸热”或“放热”)反应。
②350℃时，反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100molNO，再次达到平衡后，N2的体积分数应为________________________。
A.0.5B.0.25C.介于0.25和0.5之间D.无法确定
III.电解法：利用电解的方法将氨氧化物转化为有用物质，从而达到资源的回收利用。
(4)如图所示的电解装置，可将雾霾中的NO2、SO2转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，回答下列问题：

①阴极的电极反应式为________________________。
②上图中A物质是________________________。
【答案】 (1). C (2). 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1 (3). G (4). 0.474MPa－1 (5). 放热 (6). B (7). NO2＋8H+＋7e－===＋2H2O (8). H2SO4或硫酸
【解析】
【分析】
根据化学反应中键的断裂与形成过程中能量变化形式判断；根据盖斯定律分析判断；根据在密闭容器中充入10molCO和10molNO，发生反应，压强为10MPa、温度为T1下，若反应进行到20min达到平衡状态，NO体积分数为25%，结合三行计算列式计算；结合温度对平衡的影响分析；根据电解原理分析判断，其中电解池的阴极发生还原反应。
【详解】I．(1)化学反应过程中存在键的断裂和键的形成，其中断裂化学键吸热，形成化学键放出能量，在NO分解为N2、O2的过程中，C过程是形成化学键，释放能量，则此时能量状态最低；
(2) ①已知：①N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H1＝＋180kJ·mol－1，C(s)、CO(g)的燃烧热分别为393kJ·mol－1、283kJ·mol－1，则：②C(s)+ O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393kJ·mol－1，③CO(g) + O2(g)＝CO2(g) ΔH3=-283kJ·mol－1，根据盖斯定律可知③×2-①可得2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，此反应的ΔH＝(-283kJ·mol－1)×2-(＋180kJ·mol－1)=－746kJ·mol－1，即NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1；
②a．已知2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1，缩小容器体积，即增大压强，平衡向正反应方向移动，降低温度，平衡正向移动，平衡体系中NO的体积分数降低，重新达到平衡状态时，可能是图中G点；
b．当压强为10MPa、温度为T1平衡时NO的体积分数为25%；

×100%=25%，解得：x=mol，平衡混合气体的总物质的量为20-x=mol；该温度下的平衡常数Kp＝=0.474MPa－1；
II．(3)①由表中数据可知升高温度剩余NO较多，说明升高温度抑制反应向正向移动，则正反应为放热反应；
②350℃时，原平衡体系中N2的体积分数为=25%；对反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)，由于反应前后气体的分子数不变，则增大压强平衡不移动，反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100 mol NO，相当于增大压强，则平衡不移动，混合气中NO的百分含量不变，即仍为25%，故答案为B；
III．(4)①与电源负极相连的极为阴极，NO2在阴极区发生还原反应生成NH4+，则电极反应式为NO2＋8H+＋7e－===＋2H2O；
②SO2在电解池的阳极表面发生氧化反应，电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+，总反应式为
2NO2+10H2O+7SO2=(NH4)2SO4＋6H2SO4，则图中A物质是硫酸。
【点睛】通常应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
19.按要求完成下列问题：
(1)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2 === CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
Co基态原子核外电子排布式为________，元素Mn与O中，第一电离能较大的是_____，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。
回答下列问题：
①氮原子的价电子排布图为_________