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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年浙教版選修4化學(xué)下冊階段測試試卷964考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共8題,共16分)1、已知反應(yīng)X(g)+3Y(g)?2Z(g)消耗1molX放出akJ的熱量。一定條件下,將1molX和3molY通入2L的恒容密閉容器中,反應(yīng)10min達(dá)到平衡,測得Y的物質(zhì)的量為2.4mol。下列說法正確的是A.10min內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為0.03mol?Lˉ1?sˉ1B.第10min時,X的反應(yīng)速率為0.01mol?Lˉ1?minˉ1C.10min內(nèi),消耗0.2molX,生成0.4molZD.10min內(nèi),X和Y反應(yīng)放出的熱量為akJ2、在密閉容器中將CO和水蒸氣的混合物加熱到800℃時,有下列平衡:CO+H2OCO2+H2,且K=1。若用2molCO和10molH2O相互混合并加熱到800℃,則CO的轉(zhuǎn)化率為()A.16.7%B.50%C.66.7%D.83.3%3、已知反應(yīng):A(s)+3B(g)2C(g)ΔH<0;在體積為10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)的過程如圖所示:
下列說法正確的是()A.前4min,用A表示反應(yīng)速率為υ(A)=0.005mol/(L·min)B.X曲線表示B的物質(zhì)的量隨時間變化的關(guān)系C.第t1min時說明反應(yīng)達(dá)到了平衡D.第10min時,可能采取了降溫4、體積相同、相同的溶液、溶液和溶液,與溶液中和時三者消耗的物質(zhì)的量()A.相同B.中和的多C.中和的多D.中和的多5、某溫度下,等體積;PH相同的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,溶液中的隨溶液體積變化的曲線如圖所示。據(jù)圖判斷下列說法正確的是。
A.b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度B.b點溶液的導(dǎo)電性比c點溶液的導(dǎo)電性弱C.取等體積的a點、b點對應(yīng)的溶液,消耗的NaOH的量相同D.曲線Ⅰ表示的是鹽酸的變化曲線6、已知:pKa=-lgKa,25℃時,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常溫下,用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示。下列說法不正確的是。
A.C點所得溶液中:c(Na+)>3c()B.D點所得溶液中水解平衡常數(shù)Kh1=10-6.81C.A點所得溶液中:V0等于10mLD.B點所得溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-)7、下列比較項與依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)事實不對應(yīng)的是。
。
比較項。
依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)事實。
A
比較Cl和S的非金屬性。
Na2S+2HCl=2NaCl+H2S↑
B
比較Fe2+和Br-的還原性。
6FeBr2+3Cl2(少量)=2FeCl3+4FeBr3
C
比較碳酸和苯酚的酸性。
C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3
D
比較氯化銀和碘化銀的溶解度。
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
A.AB.BC.CD.D8、已知25°C時,二元酸H2X的電離平衡常數(shù)K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5。此溫度下用AgNO3溶液分別滴定濃度均為0.01mol·L-1的KY和K2X溶液,所得的沉淀(AgY和Ag2X)溶解平衡圖像如圖所示。下列敘述正確的是。
A.25°C時,KHX的溶液pH>7B.反應(yīng)Ag2X+2Y-?2AgY+X2-的平衡常數(shù)為103.29C.a點既可以表示AgY的不飽和溶液也可以表示Ag2X的過飽和溶液D.向c(Y-)=c(X2-)=0.01mol·L-1的混合液中滴入AgNO3溶液時,先生成AgY沉淀評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)9、1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量;1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。
(1)寫出氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式__________
(2)若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出熱量為__890kJ(填“>”、“<”、“=”)10、對可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)達(dá)到平衡時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足以下關(guān)系:=K(為一常數(shù)),K稱為化學(xué)平衡常數(shù),其反應(yīng)的K值只與溫度有關(guān)。現(xiàn)有反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH=-QkJ·mol-1。在850℃時;K=1。
(1)若升高溫度到950℃時,達(dá)到平衡時K_______1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)850℃時,若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,則:①當(dāng)x=5.0時,上述平衡向_______(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。
②若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是_______。
(3)在850℃時,若設(shè)x=5.0和x=6.0,其他物質(zhì)的投料不變,當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,測得H2的體積分?jǐn)?shù)分別為a%、b%,則a_______b(填“大于”“小于”或“等于”)。11、在某一容積為2L的密閉容器內(nèi),加入0.8molH2和0.6molI2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I2(g)?2HI(g)ΔH<0。反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化情況如圖:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為______,若升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)K______(填“增大”;“減小”或“不變”)。
(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,平均速率v(HI)=_____mol·L-1·min-1,轉(zhuǎn)化率α(H2)=_____。
(3)HI的體積分?jǐn)?shù)φ(HI)隨時間變化如圖中曲線Ⅱ所示。若改變反應(yīng)條件,在甲條件下φ(HI)的變化如圖中曲線Ⅰ所示,在乙條件下φ(HI)的變化如圖中曲線Ⅲ所示。則甲條件可能是_____(填入下列條件的序號,下同),乙條件可能是______。
①恒容條件下;升高溫度。
②恒容條件下;降低溫度。
③恒溫條件下;縮小反應(yīng)容器體積。
④恒溫條件下;擴(kuò)大反應(yīng)容器體積。
⑤恒溫恒容條件下,加入適當(dāng)催化劑12、分25℃時,向10mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1NaOH溶液;溶液的pH與NaOH溶液體積關(guān)系如右圖所示:
(1)用電離方程式表示P點pH<7的原因是________。
(2)M、Q兩點中,水的電離程度較大的是________點。
(3)下列關(guān)系中,正確的是________。
a.M點c(Na+)>c(NH4+)
b.N點c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-)
c.Q點c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Na+)13、按要求填空。
(1)水存在如下平衡:H2OH++OH-,保持溫度不變向水中加入NaHSO4固體,水的電離平衡向___(填“左”或“右”)移動,所得溶液顯__性,Kw__(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)常溫下,0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH為9,則由水電離出的c(H+)=___。
(3)若取pH、體積均相等的NaOH溶液和氨水分別加水稀釋m倍、n倍后pH仍相等,則m___n(填“>”“<”或“=”)。
(4)已知HA和HB均為弱酸,且酸性HA>HB,則等濃度的NaA和NaB溶液中,PH大小關(guān)系為NaA___NaB(填“>”“<”或“=”)。14、常溫下,向1LpH=10的NaOH溶液中持續(xù)通入CO2。通入CO2的體積(V)與溶液中水電離產(chǎn)生的OH-離子濃度(c)的關(guān)系如圖所示。
(1)c點溶液中離子濃度由大至小的關(guān)系是:________________________________________________。
(2)a點溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=______________;b點溶液中c(H+)________1×10-7mol/L(填寫“等于”;“大于”或“小于”)。
(3)能使0.1mol/L乙酸溶液的電離程度以及pH都增大的是___。(選填序號)
a.加水稀釋b.加入少量乙酸鈉固體c.通氯化氫d.加入少量苛性鈉固體15、某同學(xué)設(shè)計一個燃料電池(如圖所示);目的是探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理,其中乙裝置中X為陽離子交換膜。
根據(jù)要求回答相關(guān)問題:
(1)通入氫氣的電極為____(填“正極”或“負(fù)極”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________________________。
(2)石墨電極為____(填“陽極”或“陰極”),反應(yīng)一段時間后,在乙裝置中滴入酚酞溶液,____(填“鐵極”或“石墨極”)區(qū)的溶液先變紅。
(3)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),丙裝置中反應(yīng)一段時間,硫酸銅溶液濃度將____(填“增大”“減小”或“不變”)。精銅電極上的電極反應(yīng)式為______________________________________。
(4)寫出上述例題中乙池電解的總反應(yīng)方程式:_________________________。
(5)若上述例題甲池中消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣11.2L,則丙池中理論上應(yīng)析出銅的質(zhì)量為____。16、I.(1)鋼鐵容易生銹的主要原因是鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì),在潮濕的空氣中容易形成原電池,發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在酸性環(huán)境下,其正極反應(yīng)式為_____________;在酸性很弱或中性條件下,其發(fā)生___________________(填“析氫腐蝕”或“吸氧腐蝕”)。
(2)利用如圖裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,開關(guān)K置于N處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為____________________;若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,________(填“能”或“不能”)達(dá)到防止鐵腐蝕目的。
II.如圖所示,其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O;完成下列問題:
(1)甲池燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為___________________。
(2)乙池中石墨電極為___________極,發(fā)生_____________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)寫出乙池中電解總反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________________。
(3)甲池中消耗224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2,此時丙池中理論上最多產(chǎn)生________g沉淀,此時乙池中溶液的體積為400mL,該溶液的pH=____________。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)17、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共6分)18、隨著我國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定,含碳化合物的綜合利用備受關(guān)注。CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實驗測得反應(yīng)Ⅰ的(為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))。若平衡后升高溫度,則_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是_______(填字母)。
A.增大壓強B.升高溫度C.增大H2與CO2的投料比D.改用更高效的催化劑。
②恒溫(200℃)恒壓條件下,將1molCO2和1molH2充入某密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為a,CH3OH的物質(zhì)的量為bmol,則此溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx=_______[寫出含有a、b的計算式;對于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)Ⅲ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目;微粒的相對總能量(括號里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
①反應(yīng)歷程中,生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為_______。
②相對總能量_______eV(計算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)19、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語解釋其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等體積、等pH的溶液①和④分別與足量的②反應(yīng),消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①_______④(填“>”、“<”或“=”)。20、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。
(已知:CH3COOH、HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)圖__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線;判斷的理由是__。
(2)點③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點①和點②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。評卷人得分五、工業(yè)流程題(共3題,共6分)21、用一種硫化礦(含45%SiO2、20.4%Al2O3、30%FeS和少量GeS2等)制取盆景肥料NH4Fe(SO4)2及鋁硅合金材料的工藝流程如下:
(1)“礦石”粉碎的目的是_____________________。
(2)“混合氣體”經(jīng)過水吸收和空氣氧化能再次利用。
①“焙燒”時,GeS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
②“混合氣體”的主要成分是_______________(填化學(xué)式).
③FeS焙燒產(chǎn)生的Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。Al2O3也能發(fā)生類似反應(yīng).這兩種氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖,上述流程中最適宜的“焙燒”溫度為_____________________。
(3)GeCl4的佛點低,可在酸性條件下利用蒸餾的方法進(jìn)行分離,酸性條件的目的是_________。
(4)用電解氧化法可以增強合金AlxSiy的防腐蝕能力,電解后在合金表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜(主要成分為Al2O3),電解質(zhì)溶液為H2SO4-H2C2O4混合溶液,陽極的電極反應(yīng)式為______________________。
(5)假設(shè)流程中SiO2損失了20%,Al2O3損失了25%,當(dāng)投入1t硫化礦,加入了54kg純鋁時,鋁硅合金中x:y=______________。22、磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池的電極材料。某化工廠以鐵紅、鋰輝石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的鹽);碳粉等原料來生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰。其主要工藝流程如圖:
已知:2LiAl(SiO3)2+H2SO4(濃)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓。溫度/℃20406080溶解度(Li2CO3)/g1.331.171.010.85溶解度(Li2SO4)/g34.232.831.930.7
(1)從濾渣Ⅰ中可分離出Al2O3,如圖所示。請寫出生成沉淀的離子方程式___。
(2)濾渣Ⅱ的主要成分是:___(填化學(xué)式)。
(3)向濾液Ⅱ中加入飽和Na2CO3溶液,過濾后,用“熱水洗滌”的原因是___。
(4)寫出在高溫下生成磷酸亞鐵鋰的化學(xué)方程式:___。
(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。試寫出該電池放電時的正極反應(yīng):___。若用該電池電解飽和食鹽水(電解池電極均為惰性電極),當(dāng)電解池兩極共有4480mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)產(chǎn)生時,該電池消耗鋰的質(zhì)量為___。23、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強氧化性漂白劑,廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè).它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下:
(1)Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是___________,氣體a的名稱是___________
(2)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是___________
(3)A的化學(xué)式是___________
(4)Ⅲ中電極X是___________,(填“陰極”“陽極”),其上發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________________。離子交換膜N是____(填“陰”“陽”)離子交換膜。
(5)ClO2是一種高效水處理劑,可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O,該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是_______。
(6)NaClO2變質(zhì)可轉(zhuǎn)化為NaClO3和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣配成溶液,分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時,消耗Fe2+的物質(zhì)的量_____(填“相同”“不相同”“無法判斷”)。參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、C【分析】【詳解】
A.10min內(nèi),Y由3mol變?yōu)?.4mol,Y的平均反應(yīng)速率==0.06mol?Lˉ1?sˉ1;A錯誤;
B.10min內(nèi)Y的變化量為0.6mol,X的變化量為0.2mol,10min內(nèi),X的反應(yīng)速率==0.01mol?Lˉ1?minˉ1;為平均反應(yīng)速率,不能計算10min時的速率,B錯誤;
C.10min內(nèi);消耗0.2molX,變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,所以生成0.4molZ,C正確;
D.由反應(yīng)可知;1molX和3molY完全反應(yīng)放出熱量為akJ,則10min內(nèi),0.2molX和0.6molY反應(yīng)放出的熱量為0.2a,D錯誤。
答案選C。2、D【分析】【詳解】
在密閉容器中將CO和水蒸氣的混合物加熱到800℃時;達(dá)到平衡狀態(tài),可假設(shè)容器體積為1L,并設(shè)消耗一氧化碳物質(zhì)的量為x:
平衡常數(shù)K==1;
x=mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率
故選D。3、D【分析】【詳解】
A;A是固體;濃度視為常數(shù),故A錯誤;
B;B是反應(yīng)物;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,B的物質(zhì)的量減小,X曲線不表示B的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化,故B錯誤;
C、t1時刻以后物質(zhì)的量改變;說明反應(yīng)沒有達(dá)到平衡,故C錯誤;
D;第10min時;生成物的物質(zhì)的量增大,反應(yīng)物物質(zhì)的量減小,說明平衡向正反應(yīng)方向移動,此反應(yīng)正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng),可能是降溫造成的,故D正確;
答案選D。4、C【分析】【分析】
【詳解】
體積相同、pH相同的H2SO4溶液、HCl溶液和CH3COOH溶液,最終電離出的n(H+):硫酸=鹽酸<醋酸,與NaOH溶液中和時,三者消耗NaOH的物質(zhì)的量與最終電離出的n(H+)成正比;所以消耗NaOH的物質(zhì)的量:硫酸=鹽酸<醋酸,故選C。
【點睛】
明確溶液中酸能夠電離出的氫離子的總量是解題的關(guān)鍵。本題的易錯點為A,要注意醋酸為弱酸,而硫酸和鹽酸為強酸,pH相同時,等體積的溶液中含有的氫離子總量不同。5、D【分析】【分析】
A.a、b兩點相比,氫離子濃度a>b;據(jù)此判斷;
B.溶液的導(dǎo)電性和離子的濃度有關(guān);離子濃度越大導(dǎo)電性越強;
C.a為醋酸,b為鹽酸;氫離子濃度不同;
D.等體積、PH相同的鹽酸和醋酸溶液c(H+)相同,加水稀釋后鹽酸中c(H+)變化大于醋酸溶液中c(H+);由此分析。
【詳解】
A.a、b兩點相比,氫離子濃度a>b,氫離子濃度相同的鹽酸和醋酸相比醋酸的濃度大于鹽酸,b點酸的總濃度小于a點酸的總濃度;A項錯誤;
B.溶液的導(dǎo)電性和離子的濃度有關(guān),離子濃度越大導(dǎo)電性越強,故b點溶液的導(dǎo)電性比c點溶液的導(dǎo)電性強;B項錯誤;
C.a為醋酸,b為鹽酸,氫離子濃度不同,取等體積的a、b兩點對應(yīng)的溶液;消耗氫氧化鈉溶液的量不同,C項錯誤;
D.等體積、PH相同的鹽酸和醋酸溶液c(H+)相同,加水稀釋后鹽酸中c(H+)變化大于醋酸溶液中c(H+);故曲線I鹽酸,曲線II是醋酸;
答案選D。6、C【分析】【分析】
滴定過程中依次發(fā)生:H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O、NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O;兩種溶液濃度相同,所以當(dāng)?shù)渭?0mLNaOH溶液時溶液中的溶質(zhì)為NaHSO3,當(dāng)?shù)渭?0mLNaOH溶液時,溶液中的溶質(zhì)為Na2SO3。
【詳解】
A.C點pH=7.19=pKa2,Ka2=所以C點=1,即c()=c(),溶液中存在電荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),此時溶液顯堿性,所以c(H+)<c(OH-),則c(Na+)>2c()+c(),也就是c(Na+)>3c();故A正確;
B.D點所得溶液溶質(zhì)為Na2SO3,的水解平衡常數(shù)Kh1==10-6.81;故B正確;
C.A點pH=1.85=pKa1,Ka1=所以該點溶液中c()=c(H2SO3),當(dāng)加入10mLNaOH溶液時,溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的H2SO3和NaHSO3,NaHSO3為強電解質(zhì),而的電離程度小于H2SO3,且H2SO3電離產(chǎn)生所以此時溶液中c()>c(H2SO3),故V0不等于10mL;故C錯誤;
D.B點所得溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-);故D正確;
故答案為C。7、A【分析】【分析】
【詳解】
A.比較Cl和S的非金屬性;要用最高價氧化物對應(yīng)的含氧酸的酸性去比較,故A選;
B.還原性,F(xiàn)e2+>Br-;氯氣只與亞鐵離子反應(yīng),故B正確;
C.酸性H2CO3>C6H5OH>HCO3―,C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3;故C正確;
D.溶解度:AgCl>AgI;AgCl轉(zhuǎn)化為AgI,故D正確;
故選A。8、D【分析】【分析】
分析題中溶解平衡圖像可知,縱坐標(biāo)為Ag+濃度的負(fù)對數(shù),則縱坐標(biāo)的值越大,Ag+的濃度越小,橫坐標(biāo)為Y-或X2-的濃度的對數(shù)值,則橫坐標(biāo)越大,Y-或X2-的濃度越大。由圖可知:當(dāng)時,Ksp(AgY)=同理,可得Ksp(Ag2X)=據(jù)此進(jìn)行分析。
【詳解】
A、由HX-+H2OH2X+OH-,可知,其水解常數(shù)Kh=<K2;說明KHX以電離為主,則25°C時,KHX的溶液pH<7,A項錯誤;
B、由分析可知,反應(yīng)Ag2X+2Y-2AgY+X2-的平衡常數(shù)為K=B項錯誤;
C、由圖可知,a點時的Q(AgY)>Ksp(AgY),則a點表示AgY的過飽和溶液。同理,a點時的Q(Ag2X)<Ksp(Ag2X),則a點表示Ag2X的不飽和溶液。C項錯誤;
D、當(dāng)c(Y-)=c(X2-)=0.01mol·L-1時,若生成AgY沉淀,則c(Ag+)=若生成Ag2X沉淀,則c(Ag+)=10-2.91mol·L-1>10-7.75mol·L-1。由此可知,向c(Y-)=c(X2-)=0.01mol·L-1的混合液中滴入AgNO3溶液時;先生成AgY沉淀,D項正確;
答案選D。
【點睛】
本題考查了沉淀的溶解平衡以及Qc和Ksp的相關(guān)計算,應(yīng)注意的是混合溶液中沉淀生成的先后順序,即所需離子濃度越小的越先沉淀。二、填空題(共8題,共16分)9、略
【分析】【分析】
相同物質(zhì)的量條件下;水蒸氣含有的熱量比液態(tài)水多,反應(yīng)熱=生成物的能量-反應(yīng)物的能量。
【詳解】
(1)根據(jù)題目,1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量,即0.5mol氫氣完全燃燒釋放143kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-143kJ×4=-572kJ/mol;
(2)若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,生成物的能量增大,反應(yīng)熱增大,反應(yīng)熱為負(fù)值,放出熱量為<890kJ?!窘馕觥?H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ/mol<10、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)從題給信息知:正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移動,CO2和H2的濃度將減少,而CO和H2O(g)的濃度將增大;故K值減少;
(2)將1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2代入式中,得x=3.0mol<5.0mol,平衡向逆反應(yīng)方向移動。若要使上述反應(yīng)開始時向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是:x<3.0mol。
(3)其他物質(zhì)的投料不變,增加H2的量,平衡向逆反應(yīng)方向移動,但H2的轉(zhuǎn)化率將減少。
考點:化學(xué)平衡【解析】①.小于②.逆反應(yīng)③.x<3.0④.小于11、略
【分析】【分析】
本題考查化學(xué)平衡已到的影響因素及計算;圖像分析注意拐點,先拐先平,說明其反應(yīng)速率快,熱化學(xué)中影響反應(yīng)速率的因素有:濃度;溫度、壓強、催化劑依次分析。圖像中HI的體積分?jǐn)?shù)φ(HI)最終值一樣,說明沒有發(fā)生平衡的移動,只是速率的影響。
【詳解】
(1)H2(g)+I2(g)?2HI(g)ΔH<0,應(yīng)的平衡常數(shù)K=反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行;
故答案為:K=減??;
(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),由圖象可知達(dá)到平衡時生成0.5mol/L的HI,反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時需要時間3min,平均速率v(HI)=0.5mol/L3min=0.167mol/(L?min),由圖象可知達(dá)到平衡時生成0.5molHI,則消耗0.25molH2,H2(g)的轉(zhuǎn)化率為0.25mol0.4mol×100%=62.5%;
故答案為:0.167;62.5%;
(3)曲線(Ⅰ)與曲線(Ⅱ)相比;到達(dá)平衡時間縮短,反應(yīng)速率加快,平衡時HI體積發(fā)生不變,平衡不移動,可能使用催化劑,由于反應(yīng)前后氣體體積不變,也可能是增大壓強,故選:③⑤;曲線(Ⅲ)與曲線(Ⅱ)相比,到達(dá)平衡時更長,反應(yīng)速率減慢,平衡時HI體積發(fā)生不變,平衡不移動,由于反應(yīng)前后氣體體積不變,應(yīng)是減小壓強,故選④;
故答案為:③⑤;④;
【點睛】
反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度的變化量,在計算時注意轉(zhuǎn)換關(guān)系最后一問根據(jù)圖像分析可得,只改變反應(yīng)速率,不使平衡移動?!窘馕觥縆=減小0.16762.5%③⑤④12、略
【分析】【分析】
【詳解】
試題分析:(1)NH4HSO4溶液中存在NH4HSO4=NH4++H++SO42-,因此P點pH<7,故答案為NH4HSO4=NH4++H++SO42-;
(2)M點,溶質(zhì)為硫酸鈉和(NH4)2SO4的混合物,(NH4)2SO4水解;促進(jìn)水的電離,Q點溶質(zhì)為一水合氨;硫酸鈉,一水合氨的電離抑制水的電離,水的電離程度較大的是M點,故答案為M;
(3)a.M點溶質(zhì)為硫酸鈉和(NH4)2SO4的混合物,銨根離子水解,c(Na+)>c(NH4+),正確;b.N點溶液呈中性,根據(jù)電荷守恒,c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-),正確;c.Q點溶質(zhì)為等物質(zhì)的量一水合氨、硫酸鈉,根據(jù)物料守恒,2c(NH4+)+2c(NH3·H2O)=c(Na+),錯誤;故選ab。
考點:考查了弱電解質(zhì)的電離平衡的影響因素、溶液的酸堿性與pH的相關(guān)知識?!窘馕觥縉H4HSO4=NH4++H++SO42-或HSO4-=H++SO42-Mab13、略
【分析】【分析】
(1)硫酸氫鈉溶液中完全電離,電離方程式NaHSO4=Na++H++SO42-分析;
(2)能水解的鹽溶液促進(jìn)了水的電離,堿溶液中的氫離子是水電離的,CH3COONa溶液中的氫氧根離子是水電離的;
(3)稀釋會促進(jìn)若電解質(zhì)的電離;
(4)酸性越弱;酸根離子對應(yīng)的鈉鹽水解能力越強,pH越大。
【詳解】
(1)硫酸氫鈉存電離方程式為:NaHSO4=Na++H++SO42-,電離出H+;使溶液顯酸性,抑制水的電離,水的電離平衡向左移動,但溫度不變,水的離子積常數(shù)不變;
故答案為:左;酸;不變;
(2)能水解的鹽溶液促進(jìn)了水的電離,堿溶液中的氫離子是水電離的,CH3COONa溶液中的氫氧根離子是水電離的,所以c(OH-)==1×10-5mol·L-1;水電離出氫離子與氫氧根離子的濃度相等;
故答案為:1×10-5mol·L-1;
(3)稀釋會促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離;故若取pH;體積均相等的NaOH和氨水分別加水稀釋m倍、n稀釋后pH仍相等,則氨水稀釋倍數(shù)大;
故答案為:<;
(4)已知HA和HB均為弱酸,且酸性HA>HB,酸性越弱,酸根離子對應(yīng)的鈉鹽水解能力越強,pH越大,則等濃度的NaA和NaB溶液中,PH大小關(guān)系為NaA
故答案為:<?!窘馕觥竣?左②.酸③.不變④.1×10-5⑤.<⑥.<14、略
【分析】【分析】
二氧化碳通入氫氧化鈉,溶液在ab段為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液,抑制水的電離,bc段;氫氧化鈉不斷被消耗;到達(dá)c點,溶液為碳酸鈉溶液,cd段碳酸鈉溶液不斷轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻c溶液。
【詳解】
(1)c點為碳酸鈉溶液,溶液顯堿性,離子濃度由大至小的關(guān)系是:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3—)>c(H+);
(2)a點為氫氧化鈉溶液,由水電離產(chǎn)生的c(H+)=溶液中的c(H+)=10-pH=1×10-10mol/L;b點為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合液,溶液顯堿性,c(H+)小于1×10-7mol/L;
(3)a.加水稀釋;平衡正向移動,電離程度增大,pH值增大;
b.加入少量乙酸鈉固體;溶液中醋酸根濃度增大,電離平衡逆向移動,電離程度減?。?/p>
c.通氯化氫;溶液中氫離子濃度增大,電離平衡逆向移動,pH減小;
d.加入少量苛性鈉固體;溶液中氫離子濃度減小,電離平衡正向移動,pH增大。
綜上所述,能使0.1mol/L乙酸溶液的電離程度以及pH都增大的是AD。【解析】①.c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3—)>c(H+)②.1×10-10mol/L③.小于④.ad15、略
【分析】【分析】
(1)裝置甲為氫氧燃料電池;通入氫氣的電極為負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式氫氣發(fā)生氧化的方程式;
(2)在乙裝置中;鐵電極與電源的負(fù)極相連,據(jù)此判斷石墨電極為陽極,反應(yīng)一段時間后,在乙裝置中滴入酚酞溶液,溶液先變紅的是生成氫氧根離子的一極;
(3)丙裝置是電解精煉銅;按該反應(yīng)原理判斷硫酸銅溶液濃度變化并書寫精銅電極上的電極反應(yīng)式;
(4)上述乙池即為電解飽和食鹽水裝置;據(jù)此寫電解的總反應(yīng)方程式;
(5)按電子數(shù)守恒;找出甲池中氫氣和丙池中銅的關(guān)系式,結(jié)合數(shù)據(jù)計算質(zhì)量;
【詳解】
(1)裝置甲為氫氧燃料電池,通入氫氣的電極為負(fù)極,氫氣在負(fù)極被氧化,在堿性環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)生成水,其反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O;
(2)在乙裝置中,鐵電極與電源的負(fù)極相連作陰極,則石墨電極為陽極,該裝置反應(yīng)為電解飽和食鹽水,陽極為氯離子被氧化,陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2+2OH-;故反應(yīng)一段時間后,滴入酚酞溶液后鐵電極負(fù)極溶液先變紅;
(3)丙裝置是電解精煉銅,粗銅作陽極,陽極上粗銅中比銅活潑的雜質(zhì)如鋅、銅會被氧化,硫酸銅溶液中銅離子得到電子被還原,陰極得到電子數(shù)和陽極上失去電子數(shù)相同,故析出的銅比溶解的銅少,則銅離子濃度減?。痪~作陰極,則其電極反應(yīng)式Cu2++2e-=Cu;
(4)上述乙池即為電解飽和食鹽水裝置,則電解的總反應(yīng)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
(5)按電子數(shù)守恒;找出甲池中氫氣和丙池中銅的關(guān)系式為。
則m=32g?!窘馕觥控?fù)極H2-2e-+2OH-=2H2O陽極鐵極減小Cu2++2e-=Cu2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑32g16、略
【分析】【分析】
I.(1)根據(jù)金屬電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕進(jìn)行分析;
(2)從金屬防護(hù)的方法上進(jìn)行分析;
II.從原電池工作原理和電解原理的角度進(jìn)行分析和解答;
【詳解】
I.(1)金屬電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和吸氫腐蝕,如果電解質(zhì)為酸性,則發(fā)生析氫腐蝕,根據(jù)原電池工作原理,正極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑;如果電解質(zhì)為中性或極弱的酸性,則發(fā)生吸氧腐蝕,根據(jù)原電池的工作原理,正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-;
故答案為2H++2e-=H2↑;吸氧腐蝕;
(2)X為碳棒;開關(guān)K置于N處,該裝置則有外加電源,裝置屬于電解質(zhì),根據(jù)電解池的工作原理,鐵電極作陰極,鐵不參與反應(yīng),被保護(hù),這叫外加電流陰極保護(hù)法;若X為鋅棒,開關(guān)K置于M處,該裝置為原電池裝置,鋅比鐵活潑,鋅為負(fù)極,鐵為正極,鐵被保護(hù),該方法叫犧牲陽極的陰極保護(hù)法;
故答案為:外加電流陰極保護(hù)法;能;
II.(1)甲池為電池,通燃料一極為負(fù)極,即通CH3OH一極為負(fù)極,通氧氣或空氣的一極為正極,電解質(zhì)為KOH溶液,因此負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
故答案為CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池中石墨連接甲池通氧氣一極,即乙池中石墨為陽極,乙池中Ag作陰極,根據(jù)電解原理,陽極上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),陽極反應(yīng)式為2H2O+4e-=O2↑+4H+,陰極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu,因此總電極反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
故答案為:陽;氧化;2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)丙池總反應(yīng)式為MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑,電路為串聯(lián)電路,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量相同,建立的關(guān)系式是為解得n1=0.02mol,即生成Mg(OH)2質(zhì)量為0.02mol×58g·mol-1=1.16g,n2=0.04mol,乙池中c(H+)==0.1mol·L-1;即pH=1;
故答案為1.16g;1。
【點睛】
電池的電極反應(yīng)式書寫是本題的難點,電池是兩個半反應(yīng),一般先判斷出氧化劑、還原產(chǎn)物,還原劑、氧化產(chǎn)物,根據(jù)化合價的變化,標(biāo)出得失電子,根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性,判斷出H2O、H+、OH-誰參與反應(yīng),最后根據(jù)電荷守恒和原子守恒,配平其他。【解析】2H++2e=H2↑吸氧腐蝕外加電源(流)的陰極保護(hù)法能CH3OH-6e+8OH=CO32-+6H2O陽氧化2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO41.161三、判斷題(共1題,共2分)17、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共6分)18、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反應(yīng)Ⅰ屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時升溫,平衡正向移動,K增大,則減??;
(2)①A.Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),加壓能使平衡正向移動,從而提高的平衡轉(zhuǎn)化率;A正確;
B.反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯誤;
C.增大與的投料比有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率;C正確;
D.催劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;D錯誤;
故選AC;
②200℃時是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時的轉(zhuǎn)化率為a,則消耗剩余的物質(zhì)的量為根據(jù)碳原子守恒,生成CO的物質(zhì)的量為消耗剩余生成此時平衡體系中含有和則反應(yīng)Ⅲ的其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時則平衡時
的物質(zhì)的量分別為0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1.9/3.4=0.56;
(3)①決速步驟指反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的反應(yīng)。反應(yīng)速率快慢由反應(yīng)的活化能決定,活化能越大,反應(yīng)速率越慢。仔細(xì)觀察并估算表中數(shù)據(jù),找到活化能(過渡態(tài)與起始態(tài)能量差)最大的反應(yīng)步驟為
②反應(yīng)Ⅲ的指的是和的總能量與和的總能量之差為49kJ,而反應(yīng)歷程圖中的E表示的是1個分子和1個分子的相對總能量與1個分子和3個分子的相對總能量之差(單位為eV),且將起點的相對總能量設(shè)定為0,所以作如下?lián)Q算即可方便求得相對總能量【解析】(1)+41.0減小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5119、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸;由此可得出開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系。
(4)等體積;等pH的溶液①和④中;醋酸的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸,分別與足量的②反應(yīng)時,鹽酸和醋酸都發(fā)生完全電離,由此可得出二者消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系。
【詳解】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+,其電離方程式為NaHSO4=Na++H++SO42-。答案為:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)=13。答案為:13;
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸,由此可得出開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①>④。答案為:>;
(4)等體積、等pH的溶液①和④中,醋酸的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸,醋酸的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于鹽酸,與足量的②反應(yīng)時,鹽酸和醋酸都發(fā)生完全電離,由此可得出消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①<④。答案為:<。
【點睛】
等體積、等pH的強酸和弱酸溶液,雖然二者的c(H+)相同,但由于弱酸只發(fā)生部分電離,所以弱酸的物質(zhì)的量濃度遠(yuǎn)比強酸大。與堿反應(yīng)時,弱酸不斷發(fā)生電離,只要堿足量,最終弱酸完全電離,所以弱酸消耗堿的物質(zhì)的量比強酸要大得多。解題時,我們一定要注意,與金屬或堿反應(yīng)時,只要金屬或堿足量,不管是強酸還是弱酸,最終都發(fā)生完全電離,若只考慮電離的部分,則會得出錯誤的結(jié)論。【解析】NaHSO4=Na++H++SO42-13><20、略
【分析】【分析】
(1)電離平衡常數(shù)越小酸性越弱;同濃度pH值越大;
(2)b為醋酸;先判斷點③所示溶液中的溶質(zhì)成分,根據(jù)溶液中的電荷守恒分析;
(3)先判斷溶質(zhì)成分;根據(jù)各溶液中的物料守恒分析;
(4)酸的電離抑制水的電離;鹽的水解促進(jìn)水的電離;
【詳解】
(1)根據(jù)題目所給信息可知電離平衡常數(shù)Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),所以同濃度的CH3COOH和HCN,HCN的酸性更強,pH值更大,所以a為HCN,b為CH3COOH;故答案為:a;HCN的電離平衡常數(shù)小,同濃度,其電離出的氫離子濃度小,pH值大;
(2)曲線b代表醋酸,根據(jù)加入氫氧化鈉的量可知點③所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,根據(jù)電荷守恒可知:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),此時溶液呈中性,所以c(OH-)=c(H+),所以c(CH3COO-)=c(Na+),故答案為:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+);
(3)點②所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,且物質(zhì)的量之比為1:1,根據(jù)物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),同理可知點①所示溶液中:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),兩溶液加入氫氧化鈉的量相同,所以鈉離子濃度相同所以c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(HCN)+c(CN-),所以c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH);
(4)點②所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,且物質(zhì)的量之比為1:1,醋酸的電離程度大于水解程度,此時水的電離受到抑制,點③所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,此時溶液呈中性,溶液中c(OH-)=10-7mol/L,且全部由水電離,酸的電離和鹽的水解相互抵消,水的電離既不受到抑制也不受到促進(jìn),點④所示溶液中溶質(zhì)為CH3COONa;只有鹽的水解促進(jìn)水的電離,所以水的電離程度從大到小排序為④③②;
【點睛】
明確混合溶液中溶質(zhì)成分及其性質(zhì)、溶液酸堿性是解本題關(guān)鍵,注意電荷守恒、物料守恒的靈活運用。【解析】aHCN的電離平衡常數(shù)小,同濃度,其電離出的氫離子濃度小,pH值大c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)=④③②五、工業(yè)流程題(共3題,共6分)21、略
【分析】【分析】
硫化礦(含45%SiO2、20.4%Al2O3、30%FeS和少量GeS2等)粉碎后加入硫酸銨在空氣中焙燒,-2價S被氧化生成SO2,Ge元素轉(zhuǎn)化為GeO2,F(xiàn)eS焙燒產(chǎn)生的Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,控制焙燒溫度,防止Al2O3也發(fā)生類似的反應(yīng);加水后,NH4Fe(SO4)2溶解,經(jīng)系列處理得到NH4Fe(SO4)2;過濾得到濾渣為SiO2、Al2O3和GeO2,加鹽酸溶解,Al2O3和GeO2得到的相應(yīng)的氯化物,二氧化硅不溶解,過濾得到二氧化硅濾渣;蒸餾分離濾液中的GeCl4后再加入氨水調(diào)節(jié)pH得到Al(OH)3沉淀,過濾取Al(OH)3沉淀,與前序濾渣SiO2和焦炭高溫焙燒還原得到Al和Si;再加純鋁攪拌得到合金。
【詳解】
(1)礦石粉碎后可以增大與空氣的接觸面積;使礦石充分灼燒;
(2)①“焙燒”時,GeS2中-2價S被氧化生成SO2,Ge元素轉(zhuǎn)化為GeO2,方程式為GeS2+3O2GeO2+2SO2;
②混合氣體中主要有硫元素被氧化生成的SO2,以及銨鹽分解產(chǎn)生的NH3;
③Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),根據(jù)元素守恒可得方程式為4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑;因流程的目的是要是制備NH4Fe(SO4)2和硅鋁合金,所以要使Fe2O3盡量反應(yīng),而Al2O3不反應(yīng);據(jù)圖可知300℃時大部分氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,只有極少量氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,所以最合適的溫度為300℃;
(3)GeCl4易水解,蒸餾過程中會HCl揮發(fā)造成徹底水解,所以需要在酸性條件下防止GeCl4水解;再進(jìn)行蒸餾;
(4)電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)題意可知Al單質(zhì)被氧化成三氧化二鋁,電解質(zhì)溶液顯酸性,所以電極方程式為2Al-6eˉ+3H2O=Al2O3+6H+;
(5)1t硫化礦中SiO2的質(zhì)量為1000kg×45%=450kg,流程中損失20%,所以被利用的二氧化硅的質(zhì)量為450kg×(1-20%)=360kg,則n(Si)==6000mol;1t硫化礦中SiO2的質(zhì)量為1000kg×20.4%=204kg,流程中損失25%,所以被利用的Al2O3的質(zhì)量為204kg×(1-25%)=153kg,又加入54kg鋁,則n(Al)==5000mol,所以合金AlxSiy中x:y=5:6。
【點睛】
蒸發(fā)易水解的氯化物(如氯化鐵,氯化銅等)的水溶液時要注意,為防止溶質(zhì)徹底水解而得不到目標(biāo)產(chǎn)物,需要在HCl氣流中抑制水解,進(jìn)行蒸發(fā)?!窘馕觥竣?使礦石充分灼燒②.GeS2+3O2GeO2+2SO2③.SO2、NH3④.4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑⑤.300℃⑥.防止GeCl4水解⑦.2Al-6eˉ+3H2O=Al2O3+6H+⑧.5:622、略
【分析】【分析】
鋰輝石中加入濃硫酸,2LiAl(SiO3)2+H2SO4(濃)Li2SO4+Al2O3?4SiO2?H2O↓,Al2O3?4SiO2?H2O沉淀出來,即濾渣I,濾液I中含有Li2SO4、MgSO4、CaSO4,向濾液中加入NaOH、Na2CO3,鎂離子和NaOH反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,鈣離子和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,所以濾渣II為Mg(OH)2、CaCO3,濾液II中含有硫酸鋰,向濾液中加入飽和碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀;鐵紅和磷酸反應(yīng)生成磷酸鐵,C、磷酸鐵和碳酸鋰在高溫下反應(yīng)生成LiFePO4;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)濾渣I的主要成分為Al2O3?4SiO2?H2O,將濾渣Ⅰ溶于酸得到鋁離子,氫氧化鋁不溶于弱堿但能溶于強堿,所以過量的試劑為氨水,向溶液中加入氨水得到Al(OH)3沉淀,灼燒Al(OH)3沉淀得到Al2O3,所以生成沉淀的反應(yīng)為鋁離子與氨水的反應(yīng),反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故答案為:Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(2)濾液I中存在Ca2+、Mg2+離子,經(jīng)過調(diào)解pH值后,Ca2+、Mg2+沉淀分別得到氫氧化鎂和碳酸鈣,所以濾渣Ⅱ的主要成分是Mg(OH)2、CaCO3,故答案為:Mg(OH)2、CaCO3;
(3)向濾液Ⅱ中加入飽和Na2CO3溶液,過濾后,用“熱水洗滌”;根據(jù)表格數(shù)據(jù)可
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