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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年教科新版選修四化學(xué)下冊(cè)階段測(cè)試試卷411考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、根據(jù)表中鍵能(kJ/mol)數(shù)據(jù)不能得出的結(jié)論是。
。共價(jià)鍵鍵能H-H436H-F565H-S339H-Se314A.H2(g)→2H(g)-436kJB.H(g)+F(g)→HF(g)+565kJC.HF的熱穩(wěn)定性大于H2SD.H2S的沸點(diǎn)比H2Se的沸點(diǎn)高2、用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0
按照相同的物質(zhì)的量投料;測(cè)的CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是。
A.平衡常數(shù):K(a)>K(c)K(b)=K(d)B.正反應(yīng)速率:v(a)>v(c)v(b)>v(d)C.平均摩爾質(zhì)量:M(a)<M(c)M(b)>M(d)D.平衡時(shí)a點(diǎn)一定有n(CO):n(H2)=1:23、強(qiáng)酸制弱酸非常重要的一種離子反應(yīng),已知:。Ka1Ka2H2SO3H2CO3
下列離子反應(yīng)不正確的有()個(gè)。
A.0個(gè)B.1個(gè)C.2個(gè)D.3個(gè)4、pC類似于pH,是指極稀溶液中溶質(zhì)濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。常溫下向H2CO3溶液中逐滴滴加NaOH溶液;測(cè)得溶液的pC與pH關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.在同一溶液中,H2CO3、HCO3–、CO32–不能大量共存B.H2CO3二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka2的數(shù)量級(jí)等于10–11C.當(dāng)pH=7時(shí),溶液中>3D.向H2CO3溶液滴加NaOH溶液至溶液呈中性的過(guò)程中,逐漸變小5、常溫下,將NH3通入50mLNH4Cl溶液中至pH=10;再向其中滴加1mol/L鹽酸。溶液的pH隨加入鹽酸體積的變化如下圖所示。
下列說(shuō)法不正確的是A.a點(diǎn)溶液中,c(OH-)=l×l0-4mol/LB.b點(diǎn)溶液中,c(NH4+)>c(Cl-)C.c點(diǎn)時(shí),加入的n(HCI)小于通入的n(NH3)D.a→b,水的電離程度減小評(píng)卷人得分二、填空題(共6題,共12分)6、多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)硅粉與HCl在300℃時(shí)反應(yīng)生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____。
(2)將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法;對(duì)應(yīng)的反應(yīng)依次為:
①SiCl4(g)+H2(g)?SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)?3SiHCl3(g)ΔH3
反應(yīng)③的ΔH3=______(用ΔH1,ΔH2表示)。7、依據(jù)敘述;寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中,每有4NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),放出450kJ的熱量。其熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。
(2)已知拆開(kāi)1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、395kJ、940kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
(3)鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,已知由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti,涉及的步驟為:
已知:①C(s)+O2(g)CO2(g);ΔH=-395.5kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g);ΔH=-560kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=―80kJ/mol
則TiO2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。8、火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)過(guò)氧化氫。當(dāng)把0.4mol液態(tài)肼和0.8molH2O2混合反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵?,放?57.7kJ的熱量(相當(dāng)于25℃、101kPa下測(cè)得的熱量)。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_。又已知:H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ/mol。則16g液態(tài)肼與過(guò)氧化氫反應(yīng)生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是__kJ。9、依據(jù)敘述;寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(液態(tài))燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____________。
(2)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中,每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),放出650kJ的熱量。其熱化學(xué)方程式為_(kāi)_____________。10、污染性氣體NO2與CO在一定條件下發(fā)生的反應(yīng)為2NO2(g)+4CO(g)?4CO2(g)+N2(g),310K下,向1L的恒溫恒容密閉容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)NO2的濃度為0.05mol/L。
(1)反應(yīng)從開(kāi)始到5min時(shí),CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=________,NO2的平衡轉(zhuǎn)化率a=________,310K時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。
(2)在350K下,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),平衡后NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為30%,則該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<“或“=”)0。11、由于Fe(OH)2極易被氧化,所以實(shí)驗(yàn)室很難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀,應(yīng)用如圖電解實(shí)驗(yàn)可以制得白色的純凈的Fe(OH)2沉淀。兩電極材料分別為石墨和鐵。
(1)a電極材料應(yīng)為_(kāi)___,電極反應(yīng)式為_(kāi)______。
(2)電解液C可以是__________。
A.純凈水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液。
(3)d為苯,其作用是______,在加入苯之前對(duì)C應(yīng)作何簡(jiǎn)單處理_______
(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀,可采取的措施是________。
A.改用稀硫酸作電解液。
B.適當(dāng)增大電源的電壓。
C.適當(dāng)減小兩電極間距離。
D.適當(dāng)降低電解液的溫度評(píng)卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)12、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評(píng)卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共30分)13、隨著我國(guó)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(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實(shí)驗(yàn)測(cè)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(qiáng)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(shí),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(jì)算式;對(duì)于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點(diǎn)為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時(shí)平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_(kāi)______(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(duì)總能量(括號(hào)里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過(guò)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_(kāi)______。
②相對(duì)總能量_______eV(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)14、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語(yǔ)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(kāi)始時(shí)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“=”)。15、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(diǎn)③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點(diǎn)①和點(diǎn)②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點(diǎn)②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。評(píng)卷人得分五、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共2分)16、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五種短周期元素;其原子序數(shù)依次增大。
①W的氫化物與W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物之間兩兩反應(yīng)均可生成鹽和水。
③常溫下,Q的最高價(jià)氣態(tài)氧化物與化合物X2O2發(fā)生反應(yīng)生成鹽乙。
請(qǐng)回答下列各題:
(1)甲的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M為金屬元素,方程式未配平)由上述信息可推測(cè)Z在周期表中位置為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的難溶半導(dǎo)體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時(shí)生成NO。寫出此反應(yīng)的離子方秳式_____________________________。評(píng)卷人得分六、工業(yè)流程題(共4題,共36分)17、礦產(chǎn)資源是重要的自然資源;不可再生,回收;再生是保護(hù)金屬礦產(chǎn)資源的有效途徑。
Ⅰ.稀土是隱形戰(zhàn)機(jī);超導(dǎo)、核工業(yè)等高精尖領(lǐng)域必備的原料。鈧(Sc)是稀土金屬之一;如圖是從鈦尾礦回收、制備Sc的工藝流程。
已知:xNH4Cl?yScF3?zH2O是ScF3與氯化物形成的復(fù)鹽沉淀;在強(qiáng)酸中部分溶解?!懊撍@”是復(fù)鹽沉淀的熱分解過(guò)程。據(jù)此回答:
(1)鈧原子的外圍電子排布式為_(kāi)_____。
(2)在空氣中焙燒Sc2(C2O4)3只生成一種碳氧化物的化學(xué)方程式為_(kāi)_____。
(3)如圖是含Sc元素的離子與F-濃度和pH的關(guān)系。用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,控制在3.5<______范圍內(nèi)。
(4)如圖是“脫水除銨”過(guò)程中固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系,其中在380℃到400℃會(huì)有白煙冒出,保溫至無(wú)煙氣產(chǎn)生,即得到ScF3,由圖像中數(shù)據(jù)可得x:z=______。
(5)傳統(tǒng)制備ScF3的方法是先得到ScF3?6H2O沉淀,再高溫脫水得ScF3,但通常含有ScOF雜質(zhì),原因是______(用化學(xué)方程式表示)。流程中將復(fù)鹽沉淀后“脫水除銨”制得純度很高的ScF3,其原因是______。
Ⅱ.鎳廣泛用于各種軍工制造業(yè),中國(guó)鎳有一部分來(lái)自再生鎳。某化學(xué)興趣小組欲模擬化工生產(chǎn)工藝,回收某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑(主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì))中的鎳并制備硫酸鎳(NiSO4?7H2O)。
已知:①鎳在稀酸中可緩慢溶解;耐強(qiáng)堿。
②溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:。金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開(kāi)始沉淀時(shí)(c=0.01mol·L?1)的pH7.23.72.27.5完全沉淀時(shí)(c=1.0×10-5mol·L?1)的pH8.74.73.29.0
該興趣小組設(shè)計(jì)了如下模擬實(shí)驗(yàn)方案:取一定量廢鎳催化劑粉末于燒杯中,在不斷攪拌下加入NaOH溶液(堿浸),充分反應(yīng)并過(guò)濾,取濾出物于燒杯中,加入____,充分?jǐn)嚢?,過(guò)濾,____;過(guò)濾,洗滌,干燥,得到硫酸鎳晶體。請(qǐng)回答:
(1)“堿浸”中NaOH除了溶解廢鎳催化劑外,另一個(gè)作用是______。
(2)請(qǐng)將a、b處實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整a__________,b___________。(必須使用的試劑:稀硫酸,NaOH溶液,H2O2溶液)18、我國(guó)電池的年市場(chǎng)消費(fèi)量約為80億只,其中70%是鋅錳干電池,利用廢舊鋅錳干電池制備硫酸鋅晶體(ZnSO4·7H2O)和純MnO2的工藝如下圖所示:
已知:
①鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe;炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2;碳粉等;還含有少量的Cu、Ag、Fe等。
②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)除去炭包中碳粉的操作為_(kāi)____________。
A.酸浸B.過(guò)濾C.焙炒D.焙燒。
(2)粗MnO2轉(zhuǎn)化為MnSO4時(shí),主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________。
(3)焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________。
(4)制備硫酸鋅晶體流程中,用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH的目的是______________________________,若溶解時(shí)不加H2O2帶來(lái)的后果是____________________。
(5)“草酸鈉-高錳酸鉀返滴法”可測(cè)定MnO2的純度:取agMnO2樣品于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量),最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗V2mL標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液。
①M(fèi)nO2參與反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________。
②該樣品中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________________(假定雜質(zhì)不參與反應(yīng),列出表達(dá)式即可)。19、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)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(jì)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(yáng)極”),其上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)______________________。離子交換膜N是____(填“陰”“陽(yáng)”)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(shí),消耗Fe2+的物質(zhì)的量_____(填“相同”“不相同”“無(wú)法判斷”)。20、鉛精礦可用于冶煉金屬鉛,其主要成分為PbS。
I.火法煉鉛將鉛精礦在空氣中焙燒,生成PbO和SO2。
(1)用鉛精礦火法煉鉛的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________。
(2)火法煉鉛的廢氣中含低濃度SO2,可將廢氣通入過(guò)量氨水中進(jìn)行處理,反應(yīng)的離子方程式為:____。
II.濕法煉鉛在制備金屬鉛的同時(shí);還可制得硫磺,相對(duì)于火法煉鉛更為環(huán)保。濕法煉鉛的工藝流程如下:
已知:①不同溫度下PbCl2的溶解度如下表所示。溫度/℃20406080100溶解度/g1.001.421.942.883.20
②PbCl2為能溶于水的弱電解質(zhì),在Cl—濃度較大的溶液中,存在平衡:PbCl2(aq)+2Cl—(aq)PbCl42—(aq)
(3)浸取液中FeCl3的作用是_________。
(4)結(jié)合信息判斷,操作a為_(kāi)________,以利于PbCl2的析出。
(5)將溶液3和濾液2分別置于如圖所示電解裝置的兩個(gè)極室中,可制取金屬鉛并使浸取液中的FeCl3再生。
①溶液3應(yīng)置于______(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)中。
②簡(jiǎn)述濾液2電解后再生為FeCl3的可能原理:______。
③若鉛精礦的質(zhì)量為ag,鉛浸出率為b,當(dāng)電解池中通過(guò)cmol電子時(shí),金屬鉛全部析出,鉛精礦中PbS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為_(kāi)_____。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、D【分析】【分析】
【詳解】
A.從表中可以看出;破壞1molH-H鍵,需要吸收436kJ能量,A不合題意;
B.形成1molH-F鍵;能夠放出565kJ的能量,B不合題意;
C.H-F鍵的鍵能為565kJ/mol,H-S鍵的鍵能為339kJ/mol,所以HF的熱穩(wěn)定性大于H2S;C不合題意;
D.H2S和H2Se在固態(tài)時(shí)都屬于分子晶體,晶體的沸點(diǎn)高低與化學(xué)鍵無(wú)關(guān),所以從表中數(shù)據(jù)不能判斷H2S與H2Se的沸點(diǎn)關(guān)系;D符合題意;
故選D。2、A【分析】【詳解】
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是個(gè)氣體體積減小的放熱反應(yīng)?;瘜W(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)。即化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。這時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低。由圖可看出:T3>T2>T1。所以Ka>Kb>Kc化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),而與壓強(qiáng)等無(wú)關(guān)。所以K(b)=K(d);故A正確;
B.升高溫度,不論是正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率都加快。故正反應(yīng)速率:v(c)>v(a);在相同溫度下,增大壓強(qiáng)反應(yīng)混合物的濃度增大,反應(yīng)速率加快,由于壓強(qiáng)b>d,v(b)>v(d);故B錯(cuò)誤;
C.在相同壓強(qiáng)下,溫度升高,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。,由于反應(yīng)前后質(zhì)量不變,但氣體的物質(zhì)的量增多故。平均摩爾質(zhì)量:M(c)<M(a)在相同溫度下,增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體體積減下的方向,即正反應(yīng)方向移動(dòng),M(b)>M(d);故C錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)時(shí)CO、H2是按照1:2反應(yīng)的,所以平衡時(shí)a點(diǎn)可能有n(CO):n(H2)=1:2;也可能不是,故D錯(cuò)誤;
答案選A。3、B【分析】【詳解】
根據(jù)K大小得出酸強(qiáng)弱順序?yàn)镠2SO3>H2CO3>HSO3->HCO3-。由于H2SO3>H2CO3>HSO3-,因此SO2+CO32?+H2O=HSO3-+HCO3-,由于H2CO3>HSO3->HCO3-,因此HSO3-+CO32?=SO32?+HCO3-,兩個(gè)方程式相加得到SO2+2CO32?+H2O=SO32?+2HCO3-,故第一個(gè)、第二個(gè)正確;由于H2CO3>HSO3-,因此SO2+CO32?+H2O=HSO3-+HCO3-,由于H2SO3>H2CO3,因此SO2+HCO3-=HSO3-+CO2,兩個(gè)方程式相加2SO2+CO32?+H2O=2HSO3-+CO2,故第三個(gè)正確;2HSO3-+CO32?=CO2+H2O+2SO32?違背了H2CO3>HSO3-;故第四個(gè)錯(cuò)誤,故B正確。
綜上所述;答案為B。
【點(diǎn)睛】
根據(jù)電離常數(shù)大小得出酸的強(qiáng)弱,再根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理書寫方程式。4、D【分析】【詳解】
A.H2CO3存在于酸性較強(qiáng)的溶液中,CO32-存在于堿性較強(qiáng)的溶液中,所以在同一溶液中,H2CO3、HCO3–、CO32–不能大量共存;A項(xiàng)正確;
B.結(jié)合H2CO3的二級(jí)電離Ka2=由圖像可知,當(dāng)c(HCO3-)=c(CO32-),Ka2等于此時(shí)溶液中的c(H+),由圖像知pH在10~11之間,故H2CO3二級(jí)電離平衡常數(shù)Ka2的數(shù)量級(jí)等于10–11;B項(xiàng)正確;
C.當(dāng)pH=7時(shí),根據(jù)電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),可知c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-),由圖像可知,當(dāng)pH=7時(shí),溶液中c(CO32-)<c(HCO3-),所以c(Na+)>3c(CO32-),即>3;C項(xiàng)正確;
D.H2CO3一級(jí)電離平衡常數(shù)表達(dá)式Ka1=向H2CO3溶液滴加NaOH溶液至溶液呈中性的過(guò)程中,c(HCO3-)增大,Ka1不變,所以減小,即逐漸變大;D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選D。5、D【分析】【分析】
【詳解】
A.a點(diǎn)溶液PH=10,c(H+)=1×10-10mol/Lc(OH-)==l×l0-4mol/L;A項(xiàng)正確;
B.b點(diǎn)溶液呈堿性,根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)可知c(H+)-)則有c(NH4+)>c(Cl-);B項(xiàng)正確;
C.由圖可知c點(diǎn)對(duì)應(yīng)PH值大于8,c點(diǎn)溶液還是呈堿性,說(shuō)明加入的n(HCl)小于通入的n(NH3);C項(xiàng)正確;
D.a→b;堿性變?nèi)?,水電電離受到的抑制逐漸變?nèi)?,所以水的電離程度增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選D。二、填空題(共6題,共12分)6、略
【分析】【詳解】
(1)參加反應(yīng)的物質(zhì)是固態(tài)的Si、氣態(tài)的HCl,生成的是氣態(tài)的SiHCl3和氫氣,反應(yīng)條件是300℃,配平后發(fā)現(xiàn)SiHCl3的化學(xué)計(jì)量數(shù)恰好是1mol,由此可直接寫出該條件下的熱化學(xué)方程式:Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(g)+H2(g)?H=-225kJ·mol-1,故答案為:Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(g)+H2(g)?H=-225kJ·mol-1;
(2)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn):②-①=③,根據(jù)蓋斯定律可得:?H3=?H2-?H1,故答案為:?H2-?H1?!窘馕觥縎i(s)+3HCl(g)=SiHCl3(g)+H2(g)?H=-225kJ·mol-1?H2-?H17、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)乙炔分子中碳元素的化合價(jià)是-1價(jià),反應(yīng)后變?yōu)椋?價(jià),失去5個(gè)電子,即1mol乙炔失去10mol電子,則每有4NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),消耗乙炔的物質(zhì)的量是0.4mol,所以每消耗1mol乙炔放出的熱量是因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1125kJ/mol。
(2)反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量,和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,則根據(jù)鍵能可知,每生成2mol氨氣的反應(yīng)熱△H=436kJ/mol×3+940kJ/mol-2×3×395kJ/mol=-122kJ/mol,即反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-122kJ/mol。
(3)根據(jù)蓋斯定律可知,③+②-①×2,即得到反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g);所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=―80kJ/mol-560kJ/mol+395.5kJ/mol×2=+151kJ/mol。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式的書寫以及反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算?!窘馕觥浚?3分)
(1)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1125kJ/mol(4分)
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-122kJ/mol(4分)
(3)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)ΔH=+151kJ/mol(5分)8、略
【分析】【詳解】
0.4mol液態(tài)肼和0.8mol過(guò)氧化氫混合反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?,放出的熱量?57.7kJ,那么1mol液態(tài)肼發(fā)生相同的反應(yīng)放出熱量為所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:由可知,1mol液態(tài)肼與2mol液態(tài)過(guò)氧化氫混合反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:那么16g液態(tài)肼即0.5mol,發(fā)生上述反應(yīng)放出的熱量為:【解析】N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-644.25kJ·mol-1410.1259、略
【分析】【詳解】
(1)1g甲醇(液態(tài))燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ,則16g,即1mol甲醇釋放22.68kJ/g×16g/mol=725.76kJ/mol,則甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-725.76kJ/mol;
(2)已知每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),放出650kJ的熱量,1molC2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí),轉(zhuǎn)移10mol電子,釋放1300kJ的熱量,則熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)?H=-1300kJ/mol?!窘馕觥緾H3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)?H=-725.76kJ/molC2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)?H=-1300kJ/mol10、略
【分析】【分析】
(1)反應(yīng)速率
(2)和310K時(shí)NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向確定反應(yīng)的焓變。
【詳解】
(1)污染性氣體NO2與CO在一定條件下發(fā)生的反應(yīng)為2NO2(g)+4CO(g)?4CO2(g)+N2(g),310K下,向1L的恒溫恒容密閉容器中充人0.1molNO2和0.2molCO;5min后反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)2的濃度為0.05mol/L,結(jié)合三行計(jì)算列式:
反應(yīng)從開(kāi)始到5min時(shí),CO的平均反應(yīng)速率NO2的平衡轉(zhuǎn)化率310K時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)故答案為:0.02mol/(L?min);50%;10;
(2)310K時(shí),平衡后NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在350K下,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),平衡后NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為30%,二氧化氮物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,故答案為:<。【解析】①.0.02mol/(L?min)②.50%③.10④.<11、略
【分析】【詳解】
(1)制純凈的Fe(OH)2沉淀,則Fe為陽(yáng)極,失去電子,b與電源正極相連,則b為陽(yáng)極,故石墨為陰極,得到電子,a與電源負(fù)極相連,故發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故答案為:石墨;2H2O+2e-=2OH-+H2↑;
(2)純水導(dǎo)電性太差,影響物質(zhì)的制備,而NaCl、NaOH溶液中氫離子放電,可生成Fe(OH)2沉淀,電解液為CuCl2溶液,發(fā)生Fe+CuCl2=Cu+CuCl2,則電解液b可選擇BC;故答案為:BC;
(3)苯的密度水的??;不溶于水,可隔絕空氣,防止氫氧化亞鐵被氧化,為防止氫氧化亞鐵被氧化,并在實(shí)驗(yàn)加入苯之前,對(duì)d溶液進(jìn)行加熱煮沸的目的是排出溶液中的氧氣,故答案為:隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化;加熱煮沸;
(4)短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀,適當(dāng)增大電源電壓、適當(dāng)縮小兩電極間距離可增大反應(yīng)的速率,而改用稀硫酸不能生成沉淀,降低溫度反應(yīng)速率減慢,故答案為:BC?!窘馕觥渴?H2O+2e-=2OH-+H2↑BC隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化加熱煮沸BC三、判斷題(共1題,共2分)12、×【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(cuò);【解析】錯(cuò)四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共30分)13、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(shí)升溫,平衡正向移動(dòng),K增大,則減小;
(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(dòng),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(dòng),反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯(cuò)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(cuò)誤;
故選AC;
②200℃時(shí)是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時(shí)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(shí)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(shí)則平衡時(shí)
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?zèng)Q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(guò)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(gè)分子和1個(gè)分子的相對(duì)總能量與1個(gè)分子和3個(gè)分子的相對(duì)總能量之差(單位為eV),且將起點(diǎn)的相對(duì)總能量設(shè)定為0,所以作如下?lián)Q算即可方便求得相對(duì)總能量【解析】(1)+41.0減小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5114、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(kāi)始時(shí)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(shí),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(kāi)始時(shí)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(shí),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(diǎn)睛】
等體積、等pH的強(qiáng)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(qiáng)酸大。與堿反應(yīng)時(shí),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(qiáng)酸要大得多。解題時(shí),我們一定要注意,與金屬或堿反應(yīng)時(shí),只要金屬或堿足量,不管是強(qiáng)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(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。【解析】NaHSO4=Na++H++SO42-13><15、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(diǎn)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(qiáng),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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)水的電離受到抑制,點(diǎn)③所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,此時(shí)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(diǎn)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?yàn)棰堍邰冢?/p>
【點(diǎn)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(yùn)用?!窘馕觥縜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c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)=④③②五、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共2分)16、略
【分析】【分析】
根據(jù)題干可知Q;W、X、Y、Z分別為C、N、O、Na、Cl五種元素。
(1)甲為硝酸銨,其水溶液呈酸性,主要是銨根水解顯酸性,其離子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反應(yīng)為二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,其化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根據(jù)方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推測(cè)Z為Cl,在周期表中位置為第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的難溶半導(dǎo)體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時(shí)生成NO。此反應(yīng)的離子方程式為16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O。
【詳解】
(1)甲為硝酸銨,其水溶液呈酸性,主要是銨根水解顯酸性,其離子方程式表示其原因NH4++H2ONH3·H2O+H+,故答案為:NH4++H2ONH3·H2O+H+。
(2)③中反應(yīng)為二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,其化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案為:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根據(jù)方程式ZO3n-→Z-;由上述信息可推測(cè)Z為Cl,在周期表中位置為第三周期第ⅦA族,故答案為:第三周期第ⅦA族。
(4)Y形成的難溶半導(dǎo)體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時(shí)生成NO。此反應(yīng)的離子方程式為16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O,故答案為:16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O?!窘馕觥縉H4++H2ONH3·H2O+H+2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2第三周期第ⅦA族16H++3CuAlO2+NO3-=3Cu2++3Al3++NO+8H2O六、工業(yè)流程題(共4題,共36分)17、略
【分析】【分析】
Ⅰ.Sc2(C2O4)3經(jīng)過(guò)焙燒生成Sc2O3,接著Sc2O3溶于濃鹽酸形成Sc3+,并用氨水調(diào)節(jié)pH,使其與F-結(jié)合生成ScF3,并與氨水和鹽酸反應(yīng)生成的NH4Cl結(jié)合形成復(fù)鹽xNH4Cl·yScF3·zH2O,再經(jīng)脫水除銨獲得純度很高的ScF3;最后用Ca還原出Sc單質(zhì)。
【詳解】
Ⅰ(1)Sc為21號(hào)元素,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,外圍電子排布式即價(jià)電子排布式,故此處填3d14s2;
(2)由流程知Sc2(C2O4)3焙燒后生成Sc2O3,C元素生成CO或CO2,由于C元素化合價(jià)改變,故推測(cè)有O2參與反應(yīng),所以C元素被氧化,對(duì)應(yīng)產(chǎn)物為CO2,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平得方程式為:2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(3)由流程知,調(diào)節(jié)pH時(shí)維持Sc以Sc3+形式存在,以便后續(xù)與F-結(jié)合生成ScF3,還需防止Sc3+與OH-結(jié)合;故調(diào)節(jié)pH范圍為:3.5<pH<4.2;
(4)由流程知,xNH4Cl·yScF3·zH2O脫水除銨指脫去結(jié)晶水和NH4Cl,NH4Cl受熱分解成NH3與HCl,之后又反應(yīng)生成NH4Cl,故會(huì)產(chǎn)生白煙現(xiàn)象,所以380~400℃減少NH4Cl質(zhì)量,200~300℃減少H2O質(zhì)量,則n(NH4Cl)=n(H2O)=故此處填1:2;
(5)高溫脫水時(shí),ScF3會(huì)與H2O反應(yīng)生成ScOF,所以會(huì)混有ScOF雜質(zhì),對(duì)應(yīng)方程式為:ScF3+H2O=ScOF+2HF;由于Sc3+水解會(huì)生成雜質(zhì),但脫銨時(shí)NH4Cl分解,生成HCl,抑制Sc3+水解,所以制得的ScF3純度很高;
Ⅱ(1)由于金屬表面殘留油脂;油脂在NaOH溶液中會(huì)發(fā)生水解從而被除去,故NaOH另一個(gè)作用為除去油脂;
(2)由于廢鎳催化劑粉末中混有Al、Fe及其氧化物等雜質(zhì),首先要考慮去除雜質(zhì),第一步堿溶后,Al及其氧化物被NaOH溶解除去,不溶物中主要含有Ni、Fe及其氧化物,加入稀硫酸使其溶解,再加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,之后再調(diào)節(jié)pH除去Fe元素雜質(zhì),最終通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶獲得NiSO4晶體,具體方案補(bǔ)充如下:步驟a.稀硫酸;步驟b.向?yàn)V液中加適量H2O2溶液,充分反應(yīng),再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)3.2<7.2,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶?!窘馕觥?d14s22Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2;4.21:2ScF3+H2O=ScOF+2HF脫銨時(shí)NH4Cl分解,生成HCl,抑制Sc3+水解除去油脂稀硫酸向?yàn)V液中加適量H2O2溶液,充分反應(yīng),再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)3.2<7.2,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶18、略
【分析】【分析】
廢舊電池拆解后,鋅皮中的鋅和鐵在稀硫酸中溶解,鐵和稀硫酸生成Fe2+,被H2O2氧化為Fe3+,再加ZnO調(diào)節(jié)溶液的PH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,得到的硫酸鋅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到ZnSO4·7H2O。炭包中的ZnCl2、NH4Cl、Cu、Ag、Fe等溶于稀硝酸,而MnO2和碳粉不溶,過(guò)濾后把濾渣焙炒,碳粉被空氣中的氧氣氧化為二氧化碳除去,粗MnO2在硫酸和H2O2的共同作用下轉(zhuǎn)化為MnSO4,在MnSO4溶液中加入Na2CO3溶液,得到MnCO3沉淀,再焙燒MnCO3,使之被空氣中的氧氣氧化為純MnO2。
【詳解】
(1)炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,還含有少量的Cu、Ag、Fe等,ZnCl2、NH4Cl、Cu、Ag、Fe等溶于稀硝酸,而MnO2和碳粉不溶;過(guò)濾后把濾渣焙炒,碳粉被空氣中的氧氣氧化為二氧化碳除去,所以除去碳粉可以采用焙炒的方法,焙燒時(shí),炭包內(nèi)部的碳比較難與氧氣反應(yīng)除去,正確答案:C。
(2)粗MnO2在硫酸、H2O2作用下生成MnSO4,即MnO2+H2O2→MnSO4,反應(yīng)過(guò)程中MnO2被還原,則H2O2被氧化生成O2,配平該反應(yīng)為:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。正確答案:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。
(3)上述生成的MnSO4加入Na2CO3后“沉錳”生成MnCO3沉淀,焙燒后生成MnO2,即MnCO3→MnO2,Mn元素被氧化,所以空氣中O2作為氧化劑參加了該反應(yīng),配平該反應(yīng)為:2MnCO3+O22MnO2+2CO2。正確答案::2MnCO3+O22MnO2+2CO2。
(4)鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe,所以加入硫酸溶解并用H2O2氧化后,溶液中主要存在ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4,因此加入的ZnO與H2SO4反應(yīng)使溶液酸性減弱,從而使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀除去。已知Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,由于Zn(OH)2與Fe(OH)2的溶度積相差不大,所以沉淀Fe2+時(shí)Zn2+必然同時(shí)生成沉淀。若溶解時(shí)不加H2O2,溶液中主要存在ZnSO4、FeSO4、H2SO4,因此用ZnO反應(yīng)過(guò)量H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH使Fe2+沉淀時(shí),Zn2+必然同時(shí)生成Zn(OH)2沉淀。正確答案:除去溶液中的Fe3+、Fe2+與Zn2+不能分離(或當(dāng)Fe(OH)2沉淀完全時(shí),Zn(OH)2也沉淀完全)。
(5)純度測(cè)定前半段,MnO2氧化Na2C2O4生成Mn2+和CO2,即MnO2+C2O42-→Mn2++CO2↑,配平該反應(yīng)得MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O。剩余的Na2C2O4被KMnO4氧化生成Mn2+和CO2,即MnO4-+C2O42-→Mn2++CO2↑,配平得2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++5CO2↑+8H2O。則根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒得MnO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為正確答案:MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O、
【點(diǎn)睛】
①根據(jù)題意書寫氧化還原反應(yīng)。首先根據(jù)題目已知列出知道的反應(yīng)物和產(chǎn)物,然后聯(lián)系題意補(bǔ)充氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物中缺少的物質(zhì)(有時(shí)已知中全部給出),第三步進(jìn)行氧化還原過(guò)程中電子得失的配平,再進(jìn)行質(zhì)量守恒和離子反應(yīng)中電荷守恒的配平。以上述Na2C2O4與MnO2反應(yīng)為例,由已知先整理得到MnO2氧化Na2C2O4生成Mn2+和CO2,既MnO2+C2O42-→Mn2++CO2↑,根據(jù)得失電子守恒得到MnO2+C2O42-→Mn2++2CO2↑,由于反應(yīng)前已經(jīng)用硫酸酸化,再根據(jù)離子電荷守恒得到MnO2+C2O42-+4H+→Mn2++2CO2↑,最后根據(jù)質(zhì)量守恒得MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O。②溶度積用于比較難溶電解質(zhì)溶解度時(shí),不同種類型的難溶電解質(zhì)不能夠直接進(jìn)行比較。如本題中的Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3,前兩者的組成為AB2型,第三個(gè)屬于AB3型,通過(guò)各自的溶度積已知(數(shù)量級(jí)都是10-16)可得Zn(OH)2、Fe(OH)2的溶解的相差不大,但是Fe(OH)3不能與它們直接進(jìn)行比較?!窘馕觥緾MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O2MnCO3+O22MnO2+2CO2除去溶液中的Fe3+雜質(zhì)Fe2+與Zn2+不能分離[或當(dāng)Fe(OH)2沉淀完全時(shí),Zn(OH)2也沉淀完全]MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O×100%19、略
【分析】【分析】
ClO2和雙氧水在II中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2和氣體a,該反應(yīng)中Cl元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?3價(jià),則O元素化合價(jià)由-1價(jià)變?yōu)?價(jià),所以生成的氣體a是O2,離子反應(yīng)方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;硫酸鈉溶液通入離子隔膜電解池中,在III中發(fā)生電解,根據(jù)圖知,電極Y生成氫氧化鈉,說(shuō)明電極Y為陰極,陰極上生成氫氣同時(shí)陰極附近生成NaOH,所以生成的氣體b是H2;電極X為陽(yáng)極,陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣,所以a是O2,同時(shí)生成硫酸,所以A溶液是硫酸;酸性條件下,在I中NaClO3、Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2氣體和硫酸鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)根據(jù)上述分析,I中NaClO3、Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2氣體和硫酸鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O,失電子化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑,還原劑是Na2SO3;氣體a是O2,故答案為Na2SO3;氧氣;
(2)堿性條件下,ClO2、H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧氣、ClO2-和水,Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O,故答案為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;
(3)通過(guò)以上分析知,電解硫酸鈉溶液,陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣,同時(shí)生成硫酸,所以A是硫酸,硫酸在陽(yáng)極附近生成,故答案為H2SO4;
(4)根據(jù)上述分析,Ⅲ中電極X陽(yáng)極,陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣,電極反應(yīng)式為2H2O?4e?=O2↑+4H+(或4OH--4e-=
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