江西吉安市高中化学必修一第一章《物质及其变化》经典习题(含答案)

一、选择题
1．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3+3C1O -+4OH -=2RO n-
4+3Cl -+5H 2O 。

则RO n-4中n 的数值是 A ．1
B ．2
C ．3
D ．4
2．硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一，广泛应用于工业各个方面。

硫酸的生产工艺几经改进，目前工业上主要采用接触法制备硫酸。

接触室中发生如下反应：2SO 2 + O 2
催化剂Δ2SO 3。

该反应是氧化还原反应，下列说法正确的是
A ．SO 2是氧化剂
B ．O 2发生氧化反应
C ．O 2失去电子
D ．SO 3既是氧化产物又是还原产物
3．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A ．0.1mol·
L -1KI 溶液：Na +、K +、ClO -、OH - B ．0.1mol·
L -1Fe 2(SO 4)3溶液：Cu 2+、+
4NH 、-3NO 、2-
4SO C ．lmol·
L -1HCl 溶液：Ba 2+、K +、2-3CO 、-
3NO D ．0.1mol·
L -1NaOH 溶液：Mg 2+、Na +、2-4SO 、-
3HCO 4．下列离子反应方程式正确的是
A ．将NaOH 溶液和3NaHCO 溶液充分混合：OH -+-3HCO =2-
3CO +H 2O B ．过量的2SO 通入NaOH 溶液这中：SO 2+2OH -=2-
3SO +H 2O C ．2Cl 通入水中：Cl 2+H 2O ⇌2H ++Cl -+ClO -
D ．向23Na CO 溶液中滴加少量稀盐酸：2H ++2-
3CO =CO 2↑+H 2O
5．已知常温下可用：Co 2O 3制备Cl 2，反应前后存在六种微粒：Co 2O 3、H 2O 、Cl 2、H +、Cl -和Co 2+。

下列叙述不正确的是( ) A ．氧化产物为Cl 2
B ．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C ．若有1molCl 2生成，则反应前HCl 的物质的量为6mol
D ．当该反应生成4.48LCl 2时，反应中有0.2mol 电子转移
6．火星大气中含有95%的二氧化碳。

某课题组研制出“Na ﹣CO 2”电池，其工作原理为：3CO 2+4Na=2Na 2CO 3+C 。

下列分析错误的是( ) A ．CO 2部分发生还原反应 B ．1molNa 完全反应失去1mole ﹣ C ．氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶4 D ．该研究可能为火星探测提供一种潜在能源系统 7．在无色、碱性溶液中能大量共存的一组离子是 A ．Ca 2+、Na +、SO 2-4、HCO -
3 B ．K +、Fe 2+、SO 2-4、MnO 4-
C ．Ba 2+、K +、Cl -、Cu 2+
D ．Na +、Ba 2+、Cl -、NO -
3
8．下列说法正确的是
A．在氧化还原反应中，氧化剂经化学变化变成还原剂
B．在氧化还原反应中，氧化剂被氧化，还原剂被还原
C．在氧化还原反应中，一定有电子的转移
D．在化学反应中，还原剂能把其他物质氧化
9．取某固体样品，进行如下实验：
(1)取一定量的样品，加足量的水充分溶解，形成无色溶液；
(2)取少量溶液，加入BaCl2溶液，过滤得到滤液和滤渣；
(3)取少量滤液，加AgNO3和HNO3溶液。

有白色沉淀产生；
(4)取少量滤渣，加入稀盐酸，滤渣全部溶解；
(5)再取少量溶液，做焰色反应实验，颜色为黄色。

根据上述实验现象，下列说法正确的是
A．该混合物一定是 K2CO3和NaCl B．该混合物可能是Na2CO3和KNO3 C．该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3D．该混合物一定是Na2CO3和NaCl 10．从矿物学资料查得一定条件下自然界存在如下反应
14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。

下列说法正确的是
A．CuSO4是还原剂
B．1 mol FeS2发生反应时有2 mol电子转移
C．产物中的一部分 SO24 是氧化产物
D．FeS2只作还原剂
二、填空题
11．已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，
(1)1mol N 和3mol H 生成1mol NH3(g)是_________能量的过程(填“吸收”或“释放”)。

(2)1
2
N2(g)+
3
2
H2(g)=NH3(g) △H =_________；
12．(一)用50mL 0.50mol•L﹣1的盐酸与50mL 0.55mol•L﹣1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题．
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是__．
(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铜质搅拌棒代替？__(填“能”或“不能”)，其原因是__．
(3)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式：__．
(二)如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。

试回答下列问题：
(4)实验中观察到的现象是________________。

(5)产生上述现象的原因是___________________。

(6)写出有关反应的离子方程式________________。

(7)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。

13．氮是地球上含量丰富的一种元素，其单质及化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

(1)如图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 1 mol CO2(g)和 1 mol NO(g)过程中能量变化示意图。

①该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。

②请写出反应的热化学方程式__________。

③若在该反应体系中加入催化剂对反应热_______(填“有”或“没有”)影响。

(2)已知，可逆反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH= −56.9 kJ/mol。

在乙烧杯中投入一定量的CaO固体，此烧杯中NO2球的红棕色变深。

根据现象，补全CaO与H2O反应过程的能量
变化示意图_______。

14．2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）ΔH反应过程的能量变化如图所示，已知1 mol SO2（g）被氧化为1mol SO3（g）的ΔH＝－98kJ/mol。

回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示：_____、______。

E的大小对该反应的反应热有无影响？
_______。

该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点_____（填“升高” “降低”），理由是________。

（2）图中ΔH＝________kJ/mol。

（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自己被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化生成V2O5。

写出该催化循环机理的两步化学方程式：
___________，________。

（4）已知单质硫的燃烧热为296kJ/mol，计算由S（s）生成3mol SO3（g）的总反应的ΔH=________kJ/mol。

15．CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。

在25℃、101kPa下，已知该反应消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是________________。

16．（1）常温下，0.5mol 甲醇(CH3OH)在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量363.3kJ。

写出该反应的热化学方程式_____________。

（2）请设计一个燃料电池：电解质溶液为强碱溶液，Pt 作电极，在电极上分别通入CO和氧气。

通入 CO的电极应为_______极(填“正”或“负”)，该电极上发生的电极反应式为
___________。

17．已知下列热化学方程式：
①H2(g)+1
2
O2(g)=H2O(l)；△H=﹣285kJ/mol
②H2O(g)=H2(g)+1
2
O2(g)；△H=+241.8kJ/mol
③C(s)+1
2
O2(g)=CO(g)；△H=﹣110.4kJ/mol
④C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H=﹣393.5kJ/mol
回答下列各问：
(1)上述反应中属于放热反应的是_________．(用序号填写)
(2)C的燃烧热为________________________．
(3)燃烧10g H2生成液态水，放出的热量为_______________．
(4)CO的燃烧热的热化学方程式为_______________________．
18．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。

当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。

已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出256.652kJ的热量。

（1）反应的热化学方程式为___。

（2）已知H2O(l)＝H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1，则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是____kJ。

（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是___。

（4）发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。

已知：N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为___。

19．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其部分化合物是人类生产生活的主要能源物质。

请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH=+88.6 kJ·mol－1，则M、N相比，较稳定的是__________。

(2)CH3OH+O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) ΔH=－a kJ·mol－1，则a________(填“>”“<”或“=”)238.6。

（已知甲醇的燃烧热为-1
）
238.6 kJ mol
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________。

(4)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，
4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s) ===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH= －1 176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_____________。

20．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。

现根据下列的3个热化学反应方程式：
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.8kJ／mol
Fe2O3（s）+CO（g）=Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-15.73kJ／mol
Fe3O4（s）+CO（g）==3FeO（s）+CO2（g）△H=+640.4kJ／mol
试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：_____。

三、解答题
21．电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr(VI)是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去，查阅资料可知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下表：
阳离子Fe3+Fe2+Cr3+
开始沉淀的 pH 1.97.0 4.3
沉淀完全的 pH 3.29.0 5.6
I．腐蚀电池法
(1)向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原 Cr(VI)。

下列关于铁屑的说法中正确的是______________(填字母序号)。

a．作原电池的正极 b．在反应中作还原剂 c．铁屑生成 Fe3+可以进一步还原2-
Cr O
27 II．电解还原法
向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。

装置如下图所示。

(2)B极连接电源的___________极；
(3)电解开始时，B 极上主要发生的电极反应为2H++2e-= H2↑，此外还有少量2-
Cr O在B极
27
上直接放电，该反应的电极反应式为_______________。

(4)①酸性环境可以促使2-4
CrO到2-
Cr O的转化，写出对应的离子方程式：
27
__________________；
②写出酸性环境中 Fe2+还原2-
Cr O的离子方程式_______________________。

27
22．CoC2O4是制备金属钴的原料。

利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、
Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下：
(1)“550℃煅烧”的目的是__________。

(2)“浸出液”的主要成分是________________。

(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为__________。

(4)“净化除杂1”过程中，需在40～50℃加入H2O2溶液，其目的是____________(用离子方
程式表示)；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，“滤渣I”的主要成分是
___________。

(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中
c(Ca2+)=1.0×l0−5mol/L，则滤液中c(Mg2+)为____________[已知K sp(MgF2)=7.35×10−11、
K sp(CaF2)=1.05×10−10]
23．某工厂需要利用纯净的 NaCl 来制备 NaOH、氯气等工业产品。

现有一种工业盐，主要成分是 NaCl、Na2SO4、NH4HCO3，以该工业盐为原料设计精制NaCl 的流程如下：
已知：NH4HCO3 60℃
NH3↑+H2O+CO2↑。

(1)操作①为_____；操作③为_________。

(2)试剂 1、试剂 2 分别为_________、____________(填化学式)；试剂均需过量的目的是________。

(3)经过操作②所得的滤渣是____________(填化学式)。

(4)调节溶液的 pH 时，通常使 pH 小于 7，其目的是_____________(用化学方程式表示)。

24．黄血盐[亚铁氰化钾，K4Fe(CN)6] 目前广泛用作食品添加剂(抗结剂)，我国卫生部规定食盐中黄血盐的最大使用量为10mg/kg。

一种制备黄血盐的工艺如下：
回答下列问题：
(1)步骤I反应的化学方程式为______。

(2)步骤IV过滤所得的废液中含量较多的溶质为______(填化学式)。

(3)步骤V是将难溶的K2CaFe(CN)6与X反应脱钙生成K4Fe(CN)6，所用的试剂X是
_____。

(填名称)
(4)工艺中用到剧毒的HCN溶液，含CN-的废水必须处理后才能排放。

①25°C时Ka(HCN)=6.25×10-10；计算25℃时0.01mol•L-1的HCN溶液的
pH=____(lg2.5=0.4)。

②处理含CN-废水的方法：第一步控制pH>10，用NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN；第二步控制pH为7.5〜8.5，用NaClO溶液完全氧化OCN生成N2和两种盐(其中一种为酸式盐)。

第一步控制强碱性的主要目的是_______，第二步反应的离子方程式为______。

25．某铬盐厂净化含Cr(VI)废水并提取Cr2O3的一种工艺流程如下图所示。

已知：K sp [Cr(OH)3]=6.3×
10-31 K sp [Fe(OH)3]=2.6×10-39 K sp [Fe(OH)2]=4.9×10-17 （1）步聚I 中，发生的反应为：2H ++2CrO 42-⇌Cr 2O 72-+H 2O ，B 中含铬元素的离子有___（填离子符号）．
（2）产品中除Cr 2O 3外还含有的主要杂质是_______。

（3）若测得清液pH=5,此时Cr 3+的浓度=_____mol/L 。

（4）当清液中Cr 3+的浓度≤1.5mg•L -1时，可认为已达铬的排放标准，上述清液是否符合铬的排放标准_______（填“是”或“否”）
（5）步骤Ⅱ还可以用其他物质代替NaHSO 3作还原剂．
①若用FeSO 4•7H 2O 作还原剂，步骤Ⅲ中参加反应的阳离子一定有___（填离子符号）．
②若用铁屑作还原剂，当铁的投放量相同时，经计算，C 溶液的pH 与c （2-27Cr O ）的对应
关系如下表所示。

有人认为pH=6时，c （2-27Cr O ）变小的原因是2-27Cr O 基本上都已转化为Cr 3+．这种说法是
否正确，为什么？
答：_________________________________________________________________． ③用足量铁屑作还原剂时，为使所得产品中含铁元素杂质的含量尽可能低，需要控制的条件有___．
26．MnSO 4在染料、造纸等领域中应用广泛。

以软锰矿(主要成分为MnO 2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)为原料，制备硫酸锰的流程如图：
(1)请列出两种提高“酸浸”速率的方法：______、______。

(2)闪锌矿的主要作用是______。

(3)写出“除铁”过程中发生的主要反应的离子方程式：______。

(4)“滤渣2”的主要成分包括______、______。

(5)从MnSO 4溶液中得到MnSO 4晶体的操作是______、______。

27．实验室以蛇纹石酸浸出液(主要含3Fe +，还有一定量的3Al +、2Mn +、2Ca +、2Mg
+
等)为原料制备高纯氧化铁，流程如图1：
已知流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH 如表： 氢氧化物 3Fe + 2Fe + 3Al +
开始沉淀的pH 1.1
5.8 3.0
沉淀完全的pH
3.2 8.8
5.0
已知：在该温度下，Ksp （CaF 2）=2.0×10-10 Ksp （MnF 2）=5.0×10-3 Ksp （MgF 2）=7.4×10-11 （1）“还原”时，应选择______(填字母)． A ．Zn 粉B.NaClO 溶液C.Fe 粉
（2）“滤渣”的主要成分除含有少量2MnF 外，还含有______(填化学式)． （3）“沉锰”时，已知：()14
sp K MnS 4.6510.-=⨯为确保沉锰完全[即溶液中
()261c Mn 1.010mol L ]+--<⨯⋅，应保持溶液中()
2c S ->______1mol L -⋅．
（4）“除铝”时，控制溶液pH 的范围为_____________
（5）“氧化”时，常用酸性227K Cr O 溶液检测是否残留未被氧化的金属离子，该反应的离子方程式为__________
（6）“沉铁”时，反应温度为85℃条件下，反应时间和反应终点pH 对铁的沉淀率的影响分别如图2所示，则最佳的工艺条件是______．
28．利用水钴矿(主要成分为Co 2O 3，含少量Fe 2O 3、A12O 3、MnO 、MgO 、CaO 、SiO 2等)可制多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程：
已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等；
②沉淀I中只含有两种沉淀；
③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀 2.77.67.6 4.07.7
完全沉淀 3.79.69.2 5.29.8
(1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子反应方程式为______________。

(2)NaClO3在浸出液中发生的离子反应方程式为__________________。

(3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是_______________；萃取剂层含锰元素，则沉淀II的主要成分为_____________。

(4)操作I包括：将水层加入浓盐酸调整pH为2～3，___________、____________、过滤、洗涤、减压烘干等过程。

(5)粗产品中CoCl2·6H2O含量可通过以下方法测定：称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥后，通过测定沉淀质量来计算CoCl2·6H2O 的质量分数。

若操作I中因减压烘干使CoCl2·6H2O的结晶水减少，则以此方法测得的CoCl2·6H2O质量分数与实际值相比________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(6)将5.49g草酸亚钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表所示：
温度范围/℃固体质量/g
150～210 4.41
290～320 2.41
经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和CO2气体，则290～320℃温度范围，剩余的固体物质化学式为_______。

(已知：CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183 g/mol)。