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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年蘇人新版選擇性必修1化學(xué)下冊(cè)階段測(cè)試試卷含答案考試試卷考試范圍: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7題,共14分)1、一種新型燃料電池以二氧化硫和空氣為原料;工作原理如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是。
A.電路中每通過(guò)1mol電子,有1molH+從a電極遷移到b電極B.該電池實(shí)現(xiàn)了制備硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合C.該電池工作時(shí),b極附近pH逐漸降低D.相同條件下,放電過(guò)程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶12、在100℃時(shí),容積為5L的真空密閉容器中加入一定量的N2O4,容器內(nèi)N2O4和NO2的物質(zhì)的量變化如下表所示:
。時(shí)間/s
0
2
10
30
60
90
n(N2O4)/mol
0.3
0.25
0.15
0.125
b
0.12
n(NO2)/mol
0
0.1
a
0.35
0.36
0.36
下列說(shuō)法正確的是A.10s時(shí),以NO2濃度變化表示的該反應(yīng)速率為0.006mol?L?-1?s-1B.該溫度下反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=0.216C.35s時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.6倍D.其它條件不變,90s后向容器中再加入0.3molNO2建立新平衡時(shí),與原平衡時(shí)比較,氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大3、室溫下,向20.00mL0.1000mol·L-1的某一元堿MOH溶液中滴加未知濃度的稀硫酸,混合溶液的溫度、酸度AG[AG=lg]隨加入稀硫酸體積的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是。
A.室溫下MOH的電離常數(shù)Kb=1.010-5B.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(M+)+c(MOH)=8c(SO)C.當(dāng)AG=0時(shí),溶液中存在c(SO)>c(M+)>c(H+)=c(OH-)D.b、c、d三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中,水的電離程度的大小關(guān)系是c>b>d4、一定溫度下,體系中,c(Ag+)和c(Cl-)的關(guān)系如圖所示;下列說(shuō)法正確的是。
A.a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp:a點(diǎn)>b點(diǎn)>c點(diǎn)B.AgCl在c點(diǎn)的溶解度比b點(diǎn)的大C.AgCl溶于水形成的飽和溶液中,D.b點(diǎn)的溶液中加入固體,沿曲線向c點(diǎn)方向變化5、蓋斯定律認(rèn)為能量總是守恒的:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程一步完成或分步完成;整個(gè)過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的。
已知:
若使23g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量為A.Q2-Q3-3Q1kJB.0.5Q2-0.5Q3-1.5Q1kJC.D.6、一定溫度下,恒容密閉容器中發(fā)生N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng);反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。對(duì)兩種平衡狀態(tài)下各物理量的比較錯(cuò)誤的是。
A.平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)的c(H2)一定小B.平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)的c(NH3)一定大C.平衡常數(shù)K一樣大D.平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)的v(正)一定大7、下圖是能量示意圖;由此判斷熱化學(xué)方程式正確的是。
A.B.C.D.評(píng)卷人得分二、填空題(共8題,共16分)8、將苯蒸氣在催化劑作用下與足量氫氣發(fā)生加成反應(yīng),生成氣態(tài)環(huán)己烷,放出的熱量。
(1)寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。___________
(2)碳碳雙鍵與加成時(shí)放熱;而且放出的熱量與碳碳雙鍵的數(shù)目大致成正比。
根據(jù)上述事實(shí),結(jié)合①中的有關(guān)數(shù)據(jù),說(shuō)說(shuō)你對(duì)苯環(huán)的認(rèn)識(shí)。___________9、鈷;鎳與鐵是同族元素;它們的單質(zhì)及化合物的性質(zhì)有很多相似之處。
(1)為了比較Fe;Co、Cu三種金屬的活動(dòng)性;某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。丙裝置中X、Y均為石墨電極。反應(yīng)一段時(shí)間后,可觀察到甲裝置中Co電極附近產(chǎn)生氣泡,丙裝置中X極附近溶液變紅。
①甲池Fe電極反應(yīng)式為_(kāi)________。由現(xiàn)象可知三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是__________(填元素符號(hào))。
②寫出丙裝置中反應(yīng)的離子方程式____________________。
(2)Na2FeO4具有廣泛用途,可通過(guò)電解法制取得到,工作原理圖丁所示。通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42?,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。
①Fe電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。
②電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因是_______________。
③當(dāng)陰極產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體時(shí),通過(guò)陰離子交換膜的離子有_______mol。10、在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng):其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如表所示:。70080083010001200K0.60.91.01.72.6
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)某溫度下,在2L的密閉容器中,加入和充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的平衡濃度為試判斷此時(shí)的反應(yīng)溫度為_(kāi)______℃。
(2)若在(1)所處的溫度下,在1L的密閉容器中,加入和則充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),的物質(zhì)的量_______。
A.等于1molB.大于1molC.大于0.5mol,小于1molD.無(wú)法確定11、請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(Ⅰ)已知化學(xué)反應(yīng)N2+3H2=2NH3的能量變化如圖所示;
(1)1molN和3molH生成1molNH3(g)是___________能量的過(guò)程(填“吸收”或“釋放”)。
(2)N2(g)+H2(g)=NH3(g);△H=___________;
(3)N2(g)和H2(g)生成NH3(1)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________
(Ⅱ)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得;但可通過(guò)間接的方法測(cè)定?,F(xiàn)根據(jù)下列3個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)==2Fe(s)+3CO2(g)△H=―24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)==2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=―47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:___________12、電化學(xué)原理在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。
I.Na2FeO4是制造高鐵電池的重要原料,同時(shí)也是一種新型的高效凈水劑,在工業(yè)上通常利用如圖裝置生產(chǎn)Na2FeO4
(1)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____
(2)陰極產(chǎn)生的氣體為_(kāi)_____
(3)右側(cè)的離子交換膜為_(kāi)____(填“陰”或“陽(yáng)”)離子交換膜,陰極區(qū)a%___________b%(填“>”“=”或“<”)
II.如圖是一種用電解原理來(lái)制備H2O2,并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。
(4)Ir-Ru惰性電極吸附O2生成H2O2,其電極反應(yīng)式為_(kāi)__________。
(5)理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子,最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計(jì))的質(zhì)量是___________g。13、研究弱電解質(zhì)的電離;有重要的實(shí)際意義。
Ⅰ.有機(jī)酸醋酸。
(1)保持溫度不變,向醋酸溶液中通入一定量的氨氣,下列量將變小的是___________。A.c(CH3COO-)B.c(H+)C.c(OH-)D.CH3COOH電離平衡常數(shù)(2)將0.1mol?L?1CH3COOH溶液加水稀釋,c(CH3COO-)/c(CH3COOH)的比值將___________(填“變大”;“不變”或“變小”)。
Ⅱ.對(duì)比弱酸酸性相對(duì)強(qiáng)弱。
(3)某些弱酸在25℃時(shí)的電離常數(shù)如下:?;瘜W(xué)式CH3COOHHSCNHCNHClOH2CO3電離常數(shù)
①下列反應(yīng)可以發(fā)生的是___________(填字母)。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
②將20mL1mol?L?1CH3COOH溶液和20mL1mol?L?1HSCN溶液分別與20mL1mol?L?1NaHCO3溶液混合,畫出產(chǎn)生的CO2氣體體積(V)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系圖,并注明對(duì)應(yīng)酸的化學(xué)式___________。
14、常溫下,濃度均為0.5mol·L-1的四種溶液:①NH4NO3溶液②鹽酸③氨水④NaCl溶液。
(1)上述溶液中,可發(fā)生水解的是_______(填序號(hào))。
(2)①溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)______
(3)若將②和③的溶液混合后恰好呈中性,則混合前②的體積_______③的體積(填“大于”、“小于”或“等于”)。15、化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化與人類的生活實(shí)際密切相關(guān);在生產(chǎn);生活中有重要的應(yīng)用,同時(shí)也是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。
(1)熔融狀態(tài)下,鈉的單質(zhì)和氯化亞鐵能組成可充電電池,工作原理示如圖所示,反應(yīng)原理為2Na+FeCl2Fe+2NaCl,該電池放電時(shí),正極反應(yīng)式為_(kāi)__________;充電時(shí),___________(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為_(kāi)__________。
(2)某同學(xué)用銅片;石墨作電極電解一定濃度的硫酸銅溶液;工作原理如圖所示,一段時(shí)間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98g氫氧化銅粉末恰好完全溶解,經(jīng)測(cè)定所得溶液與電解前完全相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①Y電極材料是___________,發(fā)生___________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
②電解過(guò)程中X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是___________。
③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打,充分反應(yīng)后產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是___________。評(píng)卷人得分三、判斷題(共5題,共10分)16、SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。__________________A.正確B.錯(cuò)誤17、C(石墨,s)=C(金剛石,s)ΔH>0,說(shuō)明石墨比金剛石穩(wěn)定。____A.正確B.錯(cuò)誤18、ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行。__________________A.正確B.錯(cuò)誤19、Na2CO3溶液加水稀釋,促進(jìn)水的電離,溶液的堿性增強(qiáng)。(_______)A.正確B.錯(cuò)誤20、ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行。__________________A.正確B.錯(cuò)誤評(píng)卷人得分四、工業(yè)流程題(共3題,共9分)21、稀有金屬銦(In)與Al同主族;主要用于生產(chǎn)液晶顯示器和平板屏幕。一種以煉Zn后的置換渣為原料回收銦的工藝流程如圖:
已知:常溫下Ksp[In(OH)3]=1.3×10-37。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)為提高置換渣浸出時(shí)的速率可以采取的措施是___(任答一條)。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ的名稱分別為_(kāi)__、__(填選項(xiàng))。
A.過(guò)濾B.蒸餾C.干餾D.分液。
(3)D2EHPA(以H2A2表示)萃取時(shí)原理:In3++3H2A2(InA3?3HA)+3H+。
浸出液在不同pH下萃取的結(jié)果如圖甲,請(qǐng)用化學(xué)平衡原理解釋In3+萃取率隨pH增大而增大的原因___。
(4)常溫下,在0.1mol?L-1的InCl3溶液中存在平衡體系:In3+(aq)+3H2O(l)In(OH)3(aq)+3H+(aq),則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(5)得到海綿銦時(shí)主要發(fā)生的離子方程式為_(kāi)__。
(6)圖乙是模擬精煉銦的裝置圖,請(qǐng)寫出方框中a相應(yīng)的物質(zhì)為_(kāi)__。22、用Zn(主要含有Fe、Al、Pb雜質(zhì))和硫酸來(lái)制取H2,利用制氫廢液制備硫酸鋅晶體(ZnSO4·7H2O)、Al2O3和Fe2O3;流程如下:
已知Al3+、Fe3+、Zn2+的氫氧化物完全沉淀的pH分別為5.2、4.1和8.5,ZnSO4·7H2O晶體易溶于水;易風(fēng)化?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)調(diào)節(jié)pH=2的目的是______________________,調(diào)節(jié)pH=2,可加入________________(填化學(xué)式)。
(2)寫出生成沉淀3的化學(xué)方程式:_____________________________________。
(3)加熱濃縮ZnSO4溶液出現(xiàn)極薄晶膜時(shí),要停止加熱的主要原因是_______________________________。
(4)
某同學(xué)用如圖所示的裝置抽濾。
①有關(guān)抽濾的說(shuō)法正確的是________(填字母)。
A.抽濾的目的主要是得到較干燥的沉淀。
B.濾紙的直徑應(yīng)略小于漏斗內(nèi)徑;又能蓋住全部小孔。
C.圖中有一處出錯(cuò)。
D.抽濾結(jié)束;從吸濾瓶的支管口倒出濾液。
②抽濾,洗滌沉淀的具體操作是____________________________________________________。
(5)為得到干燥的ZnSO4·7H2O產(chǎn)品,選擇干燥方法是________(填字母)。
A.加熱烘干。
B.用濃H2SO4干燥。
C.用酒精洗干。
D.在空氣中自然干燥23、某工業(yè)廢料的主要成分有MnCO3、MnO2、Fe3O4、Al2O3、SiO2等;現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收混合物中的金屬化合物(部分條件未給出):
已知:常溫下,部分陽(yáng)離子沉淀時(shí)溶液的開(kāi)始沉淀3.92.26.98.6沉淀完全4.73.28.310.6
回答下列問(wèn)題:
(1)“混合研磨”的目的為_(kāi)_____;“濾渣1”的主要成分為_(kāi)_____(填化學(xué)式)。
(2)“酸溶”時(shí)綠礬發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____。
(3)常溫下,______;“氧化、調(diào)pH1”時(shí)若不加H2O2,可能造成的后果為_(kāi)_____。
(4)“調(diào)pH2”的范圍為_(kāi)_____。
(5)“沉錳”時(shí)的離子方程式為_(kāi)_____。
(6)上述流程中回收的金屬化合物有______(填化學(xué)式)。評(píng)卷人得分五、有機(jī)推斷題(共4題,共32分)24、碘番酸是一種口服造影劑;用于膽部X-射線檢查。其合成路線如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可發(fā)生銀鏡反應(yīng);A分子含有的官能團(tuán)是___________。
(2)B無(wú)支鏈;B的名稱為_(kāi)__________。B的一種同分異構(gòu)體,其核磁共振氫譜只有一組峰,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。
(3)E為芳香族化合物;E→F的化學(xué)方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯環(huán)上不相鄰的碳原子上。碘番酸的相對(duì)分了質(zhì)量為571;J的相對(duì)分了質(zhì)量為193。碘番酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。
(6)口服造影劑中碘番酸含量可用滴定分析法測(cè)定;步驟如下。
第一步2稱取amg口服造影劑,加入Zn粉、NaOH溶液,加熱回流,將碘番酸中的碘完全轉(zhuǎn)化為I-;冷卻;洗滌、過(guò)濾,收集濾液。
第二步:調(diào)節(jié)濾液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至終點(diǎn),消耗AgNO3溶液的體積為cmL。已知口服造影劑中不含其它含碘物質(zhì)。計(jì)算口服造影劑中碘番酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________。:25、X;Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素;X與Y位于不同周期,X與W位于同一主族;原子最外層電子數(shù)之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的電子式為_(kāi)____________。
(2)一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2Q和X2Z為原料設(shè)計(jì)的,這兩種化合物相遇會(huì)反應(yīng)生成W2QZ3和氣體X2,利用氣體X2組成原電池提供能量。
①寫出W2Q和X2Z反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,向兩極分別通入氣體X2和Z2可形成原電池,其中通入氣體X2的一極是_______(填“正極”或“負(fù)極”)。
③若外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移,則理論上需要W2Q的質(zhì)量為_(kāi)________。26、已知A;B、C、E的焰色反應(yīng)均為黃色;其中B常作食品的膨化劑,A與C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶質(zhì)也只含有一種,并有無(wú)色、無(wú)味的氣體D放出。X為一種黑色固體單質(zhì),X也有多種同素異形體,其氧化物之一參與大氣循環(huán),為溫室氣體,G為冶煉鐵的原料,G溶于鹽酸中得到兩種鹽。A~H之間有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分物質(zhì)未寫出):
(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式:A______________;F______________。
(2)物質(zhì)C的電子式為_(kāi)_____________。
(3)寫出G與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:____________________________。
(4)已知D→G轉(zhuǎn)化過(guò)程中,轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)釋放出akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(5)科學(xué)家用物質(zhì)X的一種同素異形體為電極,在酸性介質(zhì)中用N2、H2為原料,采用電解原理制得NH3,寫出電解池陰極的電極反應(yīng)方程式:____________________。27、甲;乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì);轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫滅火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②濃度均為0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的電離程度較大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_________。
②當(dāng)n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2時(shí),丙的化學(xué)式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲轉(zhuǎn)化為乙的離子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
寫出TiO2和Cl2反應(yīng)生成TiCl4和O2的熱化學(xué)方程式:_________。
③常溫下,將amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等體積混合生成丙,溶液呈中性,則丙的電離平衡常數(shù)Ka=___________(用含a的代數(shù)式表示)。評(píng)卷人得分六、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共9分)28、為解決汽車尾氣達(dá)標(biāo)排放;催化劑及其載體的選擇和改良是關(guān)鍵。目前我國(guó)研制的稀土催化劑具有很好的催化轉(zhuǎn)化效果,催化過(guò)程圖如下。
圖片
(1)Zr原子序數(shù)為40,價(jià)電子排布為:4d25s2,它在周期表中的位置為_(kāi)__________,屬于___________區(qū)。
(2)CO、NO均能夠與血紅蛋白(Hb)中Fe2+形成穩(wěn)定的配合物使血紅蛋白失去攜氧能力;因而具有毒性。
已知:CO進(jìn)入血液后有如下平衡:CO+HbO2O2+HbCO
①基態(tài)Fe2+中未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)__________。
②C、N、O三種元素,第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________,簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________。
③在CO、NO結(jié)構(gòu)中,C、N、O原子均含有孤電子對(duì),與Fe2+配位時(shí),配位原子均不是O原子,理由是:___________。
④高壓氧艙可用于治療CO中毒,結(jié)合平衡移動(dòng)原理解釋其原因:___________。
(4)為節(jié)省貴金屬并降低成本;常用某些復(fù)合型物質(zhì)作催化劑。一種復(fù)合型物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。
①該復(fù)合型物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)__________。
②每個(gè)Ti原子周圍距離最近的O原子的個(gè)數(shù)為_(kāi)__________。
③已知,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為ρg/cm3。其晶胞為立方體結(jié)構(gòu),則晶胞的邊長(zhǎng)為_(kāi)__________cm。29、探究化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度具有十分重要的意義。某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中;發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有_________(任答兩種);
(2)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響;該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。
。實(shí)驗(yàn)。
混合溶液。
A
B
C
D
E
F
4mol/LH2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
飽和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1=______,V6=_________,V9=__________;
②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí),生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因__________________。30、鈷的氧化物常用于制取催化劑和顏科等。以鈷礦[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)3,還含SiO2及少量A12O3、Fe2O3、CuO及MnO2等]為原料可制取鈷的氧化物。
(1)一種鈷氧化物晶胞如圖1所示,該氧化物中鈷離子基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)______。
(2)利用鈷礦制取鈷的氧化物的主要步驟如下:
①浸取:用鹽酸和Na2SO3溶液浸取鈷礦,浸取液中含有Al3+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Cl-、等離子。寫出Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。
②除雜:向浸取液中先加入足量NaClO,氧化Fe2+,再加入NaOH調(diào)節(jié)pH除去A13+、Fe3+、Cu2+。有關(guān)沉淀數(shù)據(jù)如表(“完全沉淀時(shí)金屬離子濃度≤10×10-5mol/L)。沉淀Al(OH)3Fe(OH)3Co(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2恰好完全沉淀時(shí)pH5.22.89.46.710.1
若浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,則須調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是_______(加入NaClO3和NaOH時(shí);溶液的體積變化忽略)。
③萃取、反萃取:向除雜后的溶液中,加入某有機(jī)酸萃取劑(HA)2,發(fā)生反應(yīng):Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:當(dāng)溶液pH處于4.5~6.5范圍內(nèi),Co2+萃取率隨溶液pH的增大而增大(如圖2所示),其原因是_______。向萃取所得有機(jī)相中加入H2SO4,反萃取得到水相。該工藝中設(shè)計(jì)萃取、反萃取的目的是_______。
④沉鈷、熱分解:向反萃取后得到的水相中加入(NH4)2C2O4溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥,得到CoC2O4·2H2O晶體。圖為二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)在空氣中受熱的質(zhì)量變化曲線;曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。
通過(guò)計(jì)算確定C點(diǎn)剩余固體的化學(xué)成分為_(kāi)______(填化學(xué)式)。試寫出B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)與O2在225~300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【分析】
通入SO2為電池負(fù)極,即a為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸,反應(yīng)式為:SO2+2H2O-2e-═SO42-+4H+,通入空氣的為正極,即b為正極,反應(yīng)式為:O2+4H++4e-═2H2O,裝置的總反應(yīng)為:2SO2+2H2O+O2═2SO42-+4H+。
【詳解】
A.a為負(fù)極,b為正極,由正極反應(yīng)式O2+4H++4e-═2H2O可判斷,電路中每通過(guò)1mol電子,有1molH+從a電極遷移到b電極;故A正確;
B.SO2是污染性氣體,電池負(fù)極的SO2氣體發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸;既減少了環(huán)境污染,又將其轉(zhuǎn)換為電能;充分利用,故B正確;
C.b為正極,反應(yīng)式為:O2+4H++4e-═2H2O,b極附近pH逐漸升高;故C錯(cuò)誤;
D.由總反應(yīng)式:2SO2+2H2O+O2═2SO42-+4H+可知,相同條件下,放電過(guò)程中消耗的SO2和O2的體積比為2∶1;故D正確。
答案選C。
【點(diǎn)睛】
本題考查了原電池原理的應(yīng)用,明確電解質(zhì)溶液酸堿性、電極的判斷以及電極方程式的書寫方法是解本題關(guān)鍵。2、D【分析】【詳解】
A.10s內(nèi),以NO2濃度變化表示的該反應(yīng)平均速率為0.006mol·L-1·s-1,10s時(shí)為瞬時(shí)速率,小于0.006mol·L-1·s-1;故A錯(cuò)誤;
B.由表格數(shù)據(jù)可知,60s時(shí)各組分濃度不再變化,反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí),N2O4為0.12mol,NO2為0.36mol,容積為5L,該溫度下反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K==4.63;故B錯(cuò)誤;
C.35s時(shí)若反應(yīng)體系達(dá)到平衡狀態(tài),根據(jù)氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比,則=1.6;但根據(jù)題中表格數(shù)據(jù),35s時(shí)容器可能不一定平衡,壓強(qiáng)不一定是反應(yīng)前的1.6倍,故C錯(cuò)誤;
D.其它條件不變,90s后向容器中再加入0.3molNO2,因?yàn)槿萜黧w積不變,充入NO2或N2O4越多,N2O4的體積分?jǐn)?shù)越大;建立新平衡時(shí),與原平衡時(shí)比較,氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,故D正確;
故答案選D。3、C【分析】【詳解】
A.由圖可知,MOH溶液中,AG=lg=-8,則=10-8(1),根據(jù)室溫下:Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-14mol/L(2),聯(lián)合(1)、(2)可以求出:c(OH-)=1×10-3mol/L可以求出Kb=≈=10-5;A正確;
B.c點(diǎn)時(shí),溫度最高,說(shuō)明此時(shí)硫酸恰好與MOH反應(yīng),根據(jù)方程式H2SO4+2MOH=M2SO4+2H2O1mol2molC(H2SO4)mol·L-1×20mL×10-30.1mol·L-1×20mL×10-3可以求出C(H2SO4)=0.05mol·L-1a點(diǎn)時(shí)消耗硫酸5mL,消耗硫酸為0.05mol·L-1×5mL×10-3,MOH開(kāi)始為:0.1mol·L-1×20mL×10-3(有兩種存在形式:c(M+)和c(MOH)),根據(jù)物料守恒可知:【c(M+)+c(MOH)】:c(SO)=(0.1mol·L-1×20mL×10-3):(0.05mol·L-1×5mL×10-3)=8,所以c(M+)+c(MOH)=8c(SO),B正確;
C.當(dāng)AG=lglg=0時(shí),則=1,即c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒:2c(SO)+c(OH-)=c(M+)+C(H+),則有2c(SO)=c(M+),所以洛液中有:c(M+)>c(SO)>c(H+)=c(OH-);C錯(cuò)誤;
D.c點(diǎn)為酸堿恰好反應(yīng)的點(diǎn),生成了強(qiáng)酸弱堿鹽,促進(jìn)了水解,從c點(diǎn)以后,硫酸過(guò)量,酸抑制水的電離,硫酸屬于強(qiáng)酸,對(duì)水的電離平衡抑制程度較大,因此水的電離程度:c>b>d;D正確;
故選C。4、C【分析】【詳解】
A.溫度一定,Ksp大小不變,曲線上a、b;c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp相等;故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。
B.c(Cl-)或c(Ag+)越大,抑制AgCl的溶解程度越大,使其溶解度降低越大,c點(diǎn)時(shí)c(Cl-)大,所以c點(diǎn)的溶解度比b點(diǎn)的??;故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。
C.AgCl溶于水形成的飽和溶液中有AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq),所以c(Ag+)=c(Cl-);故C選項(xiàng)正確。
D.b點(diǎn)的溶液中加入AgNO3固體,則c(Ag+)變大,由于Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),所以溶液中c(Cl-)相應(yīng)減??;即沿曲線向a點(diǎn)方向變化,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
故正確答案:C5、D【分析】【詳解】
根據(jù)題干已知反應(yīng)①②③根據(jù)蓋斯定律可知:可由反應(yīng)③-②+3①,故=-+3=-()+3()=-故23g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量為故答案為:D。6、A【分析】【詳解】
A.若通入氫氣,平衡向著正向移動(dòng),但平衡時(shí)c(H2)增大;故A錯(cuò)誤;
B.由于平衡向著正向移動(dòng),且逆反應(yīng)速率逐漸增大,則平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)的c(NH3)一定大;故B正確;
C.平衡常數(shù)與溫度有關(guān);溫度不變,則兩個(gè)平衡狀態(tài)下的平衡常數(shù)K不變,故C正確;
D.根據(jù)圖象可知,平衡狀態(tài)Ⅱ時(shí)的v(正);V(逆)都一定增大;故D正確;
故選A。
【點(diǎn)睛】
根據(jù)圖象可知,在平衡狀態(tài)Ⅰ的基礎(chǔ)上改變條件的瞬間,逆反應(yīng)速率不變、正反應(yīng)速率增大,平衡向著正向移動(dòng),說(shuō)明是增大了反應(yīng)物濃度,可以通入N2或H2,也可以是N2和H2的混合物,據(jù)此進(jìn)行解答。7、C【分析】【分析】
穩(wěn)定物質(zhì)解離成原子或離子時(shí)吸收能量;由原子或離子形成新物質(zhì)時(shí)釋放能量。
【詳解】
A.由原子形成分子,應(yīng)釋放能量,熱化學(xué)方程式應(yīng)為A錯(cuò)誤;
B.由原子團(tuán)拆解成原子,應(yīng)吸收能量,熱化學(xué)方程式應(yīng)為B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)題目圖中表示,所具有的能量大于所具有的能量,所以由生成放出能量,釋放能量的大小為故該選項(xiàng)熱化學(xué)方程式正確,C正確;
D.由原子形成分子,應(yīng)釋放能量,由形成釋放的能量大小為所以熱化學(xué)方程式應(yīng)為D錯(cuò)誤;
綜上,本題選C。二、填空題(共8題,共16分)8、略
【分析】【詳解】
(1)7.8g苯的物質(zhì)的量為0.1mol,和足量氫氣加成的時(shí)候放出的熱量,則1mol苯足量氫氣加成的時(shí)候放出的熱量,其對(duì)應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(g)+3H2(g)(g)
(2)對(duì)比苯環(huán)和以及結(jié)構(gòu)上區(qū)別,苯環(huán)中不飽和度較大,但是和氫氣加成的時(shí)候放出的熱量并沒(méi)有成倍增大,說(shuō)明苯環(huán)能量較低,結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。【解析】(1)(g)+3H2(g)(g)
(2)苯環(huán)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定9、略
【分析】【分析】
⑴①甲裝置中Co電極附近產(chǎn)生氣泡,說(shuō)明Co為正極,F(xiàn)e為負(fù)極,其電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,金屬活動(dòng)性為Fe>Co,丙裝置中X極附近溶液變紅,說(shuō)明X處有大量氫氧根,此處氫離子消耗,X為陰極,Co為負(fù)極,Cu為正極,因此三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是Fe>Co>Cu。
②丙裝置為電解食鹽水,其反應(yīng)的離子方程式2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
⑵①Fe在陽(yáng)極反應(yīng)生成高鐵酸根,其電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42?+4H2O。
②電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,根據(jù)已知信息Na2FeO4易被H2還原。
③當(dāng)陰極產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體即0.005mol氫氣。H2~2OH-
1mol2mol
0.005molxmol
1mol:0.005mol=2mol:xmol
解得x=0.01mol,即有0.01mol氫氧根離子生成,要使溶液呈電中性,則需要0.01molOH-通過(guò)陰離子交換膜。
【詳解】
⑴①甲裝置中Co電極附近產(chǎn)生氣泡,說(shuō)明Co為正極,F(xiàn)e為負(fù)極,其電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,金屬活動(dòng)性為Fe>Co,丙裝置中X極附近溶液變紅,說(shuō)明X處有大量氫氧根,此處氫離子消耗,X為陰極,Co為負(fù)極,Cu為正極,因此三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是Fe>Co>Cu,故答案為:Fe-2e-=Fe2+;Fe>Co>Cu。
②丙裝置為電解食鹽水,其反應(yīng)的離子方程式2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案為:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑。
⑵①Fe在陽(yáng)極反應(yīng)生成高鐵酸根,其電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeO42?+4H2O,故答案為:Fe-6e-+8OH-=FeO42?+4H2O。
②電解過(guò)程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,陰極是水電離的H+放電產(chǎn)生H2,根據(jù)已知信息Na2FeO4易被H2還原,故答案為:陰極產(chǎn)生H2,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低。
③當(dāng)陰極產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體即0.005mol氫氣。H2~2OH-
1mol2mol
0.005molxmol
1mol:0.005mol=2mol:xmol
解得x=0.01mol,即有0.01mol氫氧根離子生成,要使溶液呈電中性,則需要0.01molOH-通過(guò)陰離子交換膜,故答案為:0.01?!窘馕觥竣?Fe-2e-=Fe2+②.Fe>Co>Cu③.2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑④.Fe-6e-+8OH?=FeO42?+4H2O⑤.陰極產(chǎn)生H2,防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低⑥.0.0110、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)平衡時(shí)則化學(xué)平衡常數(shù)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知此時(shí)反應(yīng)溫度是830℃。
(2)反應(yīng)在830℃時(shí)平衡常數(shù)為1.0,設(shè)平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量濃度為則解得故平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為即氫氣的物質(zhì)的量大于1mol,選項(xiàng)B正確?!窘馕觥?30B11、略
【分析】【分析】
化學(xué)鍵斷裂吸熱;而化學(xué)鍵形成放熱,再結(jié)合蓋斯定律解題。
【詳解】
(Ⅰ)(1)由圖可以看出,1molN和3molH的總能量大于1molNH3(g)的能量,則生成NH3(g)的過(guò)程為釋放能量的過(guò)程;
(2)由圖可以看出,molN2(g)和H2(g)化學(xué)鍵完全斷開(kāi)生成1molN和3molH需要吸收akJ熱量,而1molN和3molH形成1molNH3(g)需要放出能量為bkJ,則N2(g)+H2(g)=NH3(g)△H=(a-b)kJ/mol;
(3)由(2)可知N2(g)+H2(g)=NH3(g)△H=(a-b)kJ/mol,而1mol的NH3(g)轉(zhuǎn)化為1mol的NH3(l)放出的熱量為ckJ,所以有N2(g)+H2(g)=NH3(l)△H=(a-b-c)kJ/mol,即N2(g)和H2(g)生成NH3(1)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(1);△H=2(a-b-c)kJ?mol-1;
(Ⅱ)FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和CO2的化學(xué)方程式為FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g);且①Fe2O3(s)+3CO(g)==2Fe(s)+3CO2(g)△H=―24.8kJ/mol,②3Fe2O3(s)+CO(g)==2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=―47.2kJ/mol,③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.5kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,(①×3-②-③×2)÷6可得FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)則△H==-218kJ/mol,即CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218kJ/mol。
【點(diǎn)睛】
應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的基本方法是參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式),結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般2~3個(gè))進(jìn)行合理“變形”,如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個(gè)數(shù),然后將它們相加、減,得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式,求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系?!窘馕觥酷尫?a-b)kJ/molN2(g)+3H2(g)=2NH3(1)△H=2(a-b-c)kJ?mol-1FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H=-218kJ/mol12、略
【分析】(1)
根據(jù)圖示,Cu電極為陰極,F(xiàn)e電極為陽(yáng)極。陽(yáng)極上Fe失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=+4H2O;
(2)
H+的放電能力大于Na+,Cu電極上水電離產(chǎn)生的H+得電子產(chǎn)生氫氣,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,答案為H2;
(3)
根據(jù)陽(yáng)極電極反應(yīng)式Fe-6e-+8OH-=+4H2O,OH-參與反應(yīng),OH-移向右側(cè),即右側(cè)的離子交換膜為陰離子交換膜;根據(jù)陰極反應(yīng)式2H2O+2e-=H2↑+2OH-,陰極上產(chǎn)生OH-,即Na+通過(guò)交換膜移向左側(cè),生成NaOH,氫氧化鈉濃度增大,即a%<b%;
(4)
利用電解法制H2O2,在該電解池中,Ir-Ru惰性電極有吸附O2作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),O2+2H++2e-═H2O2,故答案為:O2+2H++2e-═H2O2;
(5)
4NH3+3O22N2+6H2O中,氨氣中的氮元素從-3價(jià)變?yōu)榈獨(dú)庵械?價(jià),4mol氨氣轉(zhuǎn)移12mol電子,所以轉(zhuǎn)移3mol電子,最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計(jì))的物質(zhì)的量是1mol,質(zhì)量為1mol【解析】(1)Fe-6e-+8OH-=+4H2O
(2)H2
(3)陰<
(4)O2+2H++2e-═H2O2
(5)1713、略
【分析】(1)
A.向醋酸溶液中通入一定量的氨氣,氨氣消耗醋酸電離出的氫離子,氫離子濃度降低,平衡正向移動(dòng),c(CH3COO-)增大,故A不符合題意;B.根據(jù)A選項(xiàng)分析得到c(H+)變小,故B符合題意;C.溶液中氫離子濃度降低,則c(OH-)增大,故C不符合題意;D.CH3COOH電離平衡常數(shù)與溫度有關(guān);溫度不變,平衡常數(shù)不變,故D不符合題意;綜上所述,答案為:B。
(2)
將0.1mol?L?1CH3COOH溶液加水稀釋,氫離子濃度減小,因此的比值將變大;故答案為:變大。
(3)
①根據(jù)電離平衡常數(shù)得到酸的強(qiáng)弱順序?yàn)镠SCN>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>A.假設(shè)CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa能發(fā)生,則得到酸強(qiáng)弱順序:CH3COOH>與題知信息符合,則能發(fā)生,故A符合題意;B.假設(shè)CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN能發(fā)生,則得到酸強(qiáng)弱順序:CH3COOH>HCN,與題知信息符合,則能發(fā)生,故B符合題意;C.假設(shè)CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO能發(fā)生,則得到酸強(qiáng)弱順序:>HClO,與題知信息不符合,則不能發(fā)生,故C不符合題意;D.假設(shè)NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑能發(fā)生,則得到酸強(qiáng)弱順序:HCN>H2CO3;與題知信息不符合,則不能發(fā)生,故D不符合題意;綜上所述,答案為:AB。
②將20mL1mol?L?1CH3COOH溶液和20mL1mol?L?1HSCN溶液分別與20mL1mol?L?1NaHCO3溶液混合,由于酸強(qiáng)弱順序:HSCN>CH3COOH,HSCN與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體快,反應(yīng)完消耗的時(shí)間短,因此它們產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w體積(V)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系圖為故答案為:【解析】(1)B
(2)變大。
(3)AB14、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)含弱酸的酸根或弱堿的陽(yáng)離子的鹽可以發(fā)生水解,所以只有NH4NO3可以發(fā)生水解;
(2)NH4NO3溶液中,NO3-離子濃度最大,NH4+因?yàn)樗鉂舛嚷孕∮贜O3-,水解顯酸性,所以故離子濃度由大到小的順序?yàn)椋?/p>
(3)②鹽酸和③氨水恰好反應(yīng)時(shí)生成NH4Cl,水解顯酸性,若反應(yīng)后呈中性,則氨水過(guò)量,故混合前鹽酸的體積小,混合前②的體積小于③的體積?!窘馕觥竣?①②.③.小于15、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)該電池的電解質(zhì)為熔融的β-Al2O3,熔融的鈉電極作負(fù)極,鈉發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);熔融的FeCl2電極作正極,F(xiàn)e2+發(fā)生得電子還原反應(yīng);充電時(shí),電池負(fù)極接電源負(fù)極,電池正極接電源正極;
(2)①由加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液復(fù)原;可知陽(yáng)極為石墨,陰極為銅片,根據(jù)外電路電子移動(dòng)方向可以判斷,Y電極是陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),Y電極材料是石墨;
②相當(dāng)于惰性電極電解硫酸銅溶液,硫酸銅消耗完后又電解的水,故陰極首先發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,Cu2+消耗盡后又發(fā)生反應(yīng)2H++2e-=H2↑;
③根據(jù)電子守恒和銅元素的守恒,溶液中生成的n(H+)=2n(Cu2+)=2×=0.02mol,與足量NaHCO3反應(yīng)可產(chǎn)生0.02molCO2,其體積為【解析】Fe2++2e-===Fe鈉β—Al2O3石墨氧化Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-0.448L或448mL三、判斷題(共5題,共10分)16、B【分析】【分析】
【詳解】
SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,若可以自發(fā),高溫下可以自發(fā),故錯(cuò)誤。17、A【分析】【分析】
【詳解】
根據(jù)C(石墨,s)=C(金剛石,s)ΔH>0可知,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石為吸熱反應(yīng),因此石墨的能量比金剛石低,能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定,故石墨比金剛石穩(wěn)定,該說(shuō)法正確。18、B【分析】【詳解】
根據(jù)吉布斯自由能判斷,ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,錯(cuò)誤。19、B【分析】【詳解】
稀釋使鹽水解程度增大,但溶液總體積增加得更多。鹽的濃度降低、水解產(chǎn)生的氫氧根濃度也降低,堿性減弱。所以答案是:錯(cuò)誤。20、B【分析】【詳解】
根據(jù)吉布斯自由能判斷,ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時(shí)能自發(fā)進(jìn)行,錯(cuò)誤。四、工業(yè)流程題(共3題,共9分)21、略
【分析】【分析】
置換渣中加入鹽酸,Zn和In與鹽酸反應(yīng)進(jìn)入溶液中,過(guò)濾所得濾液中含有ZnCl2、InCl3和HCl,加入D2EHPA(以H2A2表示)萃取In3+;分液得到有機(jī)相,然后加入鹽酸反萃取,再加入鋅置換出In,最后堿熔壓鑄并電解得到粗銦,據(jù)此解答。
【詳解】
(1)依據(jù)外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響可知為提高置換渣浸出時(shí)的速率可以采取的措施是增大鹽酸濃度(適當(dāng)加熱或?qū)⒅脫Q渣粉碎等)。
(2)根據(jù)以上分析可知操作Ⅰ;Ⅱ的名稱分別為過(guò)濾和分液;答案選AD。
(3)由于In3+在溶液中存在平衡:In3++3H2A2(InA3?3HA)+3H+,所以pH增大,c(H+)減小或c(OH-)增大,平衡右移,In3+萃取率提高。
(4)常溫下,In3+(aq)+3H2O(l)In(OH)3(aq)+3H+(aq)化學(xué)平衡常數(shù)K=≈7.7×10-6。
(5)得到海綿銦時(shí)主要發(fā)生的是置換反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2In3++3Zn=2In+3Zn2+。
(6)圖乙是模擬精煉銦的裝置圖,左側(cè)電極和電源的負(fù)極相連,作陰極,溶液中In3+放電,因此方框中a相應(yīng)的物質(zhì)為精銦?!窘馕觥吭龃篼}酸濃度(適當(dāng)加熱或?qū)⒅脫Q渣粉碎等)ADIn3+在溶液中存在平衡:In3++3H2A2(InA3?3HA)+3H+,pH增大,c(H+)減小或c(OH-)增大,平衡右移,In3+萃取率提高7.7×10-62In3++3Zn=2In+3Zn2+精銦22、略
【分析】【詳解】
(1)調(diào)節(jié)pH=5.2時(shí),沉淀的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3,濾液中含有ZnSO4,調(diào)節(jié)濾液pH=2可以抑制ZnSO4水解,防止生成Zn(OH)2,同時(shí)為了避免引入雜質(zhì),應(yīng)當(dāng)使用H2SO4;(2)沉淀Al(OH)3、Fe(OH)3在NaOH作用下生成NaAlO2,F(xiàn)e(OH)3不參加反應(yīng),過(guò)濾后濾液中含有NaAlO2、NaOH,加入NaHCO3后,反應(yīng)生成的沉淀是Al(OH)3,化學(xué)方程式:NaHCO3+NaAlO2+H2O===Al(OH)3↓+Na2CO3;(3)由于ZnSO4·7H2O晶體易風(fēng)化,加熱濃縮ZnSO4溶液時(shí),結(jié)晶得到的晶體容易分解失去結(jié)晶水;(4)①抽濾屬于過(guò)濾,但抽濾速度比較快,而且過(guò)濾較徹底,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;為了防止濾紙邊緣不能與抽濾漏斗側(cè)壁完全貼合,所以抽濾的濾紙要略小于漏斗內(nèi)徑,但是必須蓋住所有小孔,選項(xiàng)B正確;原裝置圖中安全瓶連接吸濾瓶的導(dǎo)管不能伸入安全瓶中太長(zhǎng),布氏漏斗下端斜口應(yīng)對(duì)抽氣嘴,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,濾液從吸濾瓶上口倒出,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選B;②洗滌沉淀時(shí),先調(diào)小吸濾氣壓差,再在抽濾漏斗中加入水浸沒(méi)沉淀物;(5)ZnSO4·7H2O晶體易風(fēng)化,加熱烘干會(huì)導(dǎo)致晶體失去結(jié)晶水,A錯(cuò)誤;濃硫酸具有強(qiáng)烈的吸水性,用濃硫酸干燥也會(huì)使晶體失去結(jié)晶水,B錯(cuò)誤;酒精能夠溶解水,但不會(huì)導(dǎo)致晶體失去結(jié)晶水,洗滌后酒精低溫下就很容易揮發(fā),C正確;空氣中自然干燥也會(huì)風(fēng)化,D錯(cuò)誤。答案選C。【解析】①.抑制Zn2+水解,Zn2++2H2OZn(OH)2+2H+②.H2SO4③.NaHCO3+NaAlO2+H2O===Al(OH)3↓+Na2CO3④.防止失去結(jié)晶水⑤.B⑥.先關(guān)小水龍頭,加入洗滌劑浸滿沉淀物,使洗滌劑緩慢通過(guò)沉淀物⑦.C23、略
【分析】將工業(yè)廢料混合研磨后與稀硫酸、FeSO4混合發(fā)生反應(yīng),F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,MnO2被還原產(chǎn)生Mn2+,MnCO3、Fe3O4、Al2O3與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸錳進(jìn)入溶液中,而酸性氧化物SiO2不能反應(yīng)進(jìn)入濾渣1中,過(guò)濾后向?yàn)V液1中加入H2O2可以將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾后,向?yàn)V液2中再加入氨水,使溶液中的Al3+形成Al(OH)3沉淀,而Mn2+留在溶液中,再向其中加入NH4HCO3溶液,沉錳,反應(yīng)產(chǎn)生MnCO3沉淀。
【詳解】
(1)“混合研磨”的目的為增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸出率;“濾渣1”的主要成分為不溶于酸的SiO2。
(2)“酸溶”時(shí)綠礬與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生Mn2+、Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O。
(3)沉淀完全時(shí)的金屬離子濃度相同,由題中已知條件可知?jiǎng)t有“氧化、調(diào)pH1”時(shí)氧化的目的是將過(guò)量的Fe2+氧化成Fe3+,以便沉淀分離,若不加H2O2,可能造成的后果就是所調(diào)pH并不能將Fe2+沉淀;導(dǎo)致鐵元素?zé)o法完全分離,同時(shí)會(huì)使后續(xù)金屬資源混有雜質(zhì)。
(4)“調(diào)pH2”目的是為了沉淀Al3+,同時(shí)不沉淀Mn2+,結(jié)合兩種離子沉淀時(shí)溶液的pH可知:要使兩種元素完全分離,其pH范圍為:4.7<pH2<8.6。
(5)根據(jù)溶液中離子存在狀態(tài)以及產(chǎn)物分析,“沉錳”時(shí)Mn2+與反應(yīng)產(chǎn)生MnCO3、CO2、H2O,反應(yīng)的離子方程式為:Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
(6)根據(jù)流程可知最終回收利用的金屬元素化合物有MnCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3。【解析】增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸出率SiO2MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O10-4.5無(wú)法將鐵元素完全分離4.7<pH2<8.6Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2OMnCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3五、有機(jī)推斷題(共4題,共32分)24、略
【解析】(1)醛基。
(2)正丁酸,
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)25、略
【分析】【分析】
原子最外層電子數(shù)之比N(Y):N(Q)=3:4;因?yàn)槎紴橹髯逶?,最外層電子?shù)小于8,所以Y的最外層為3個(gè)電子,Q的最外層為4個(gè)電子,則Y為硼元素,Q為硅元素,則X為氫元素,W與氫同主族,為鈉元素,Z的原子序數(shù)等于Y;W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和,為氧元素。即元素分別為氫、硼、氧、鈉、硅。
【詳解】
(1)根據(jù)分析,Y為硼元素,位置為第二周期第ⅢA族;QX4為四氫化硅,電子式為
(2)①根據(jù)元素分析,該反應(yīng)方程式為
②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液;向兩極分別通入氣體氫氣和氧氣可形成原電池,其中通入氣體氫氣的一極是負(fù)極,失去電子;
③外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),需要消耗1.5mol氫氣,則根據(jù)方程式分析,需要0.5mol硅化鈉,質(zhì)量為37g?!窘馕觥康诙芷诘冖驛族負(fù)極37g26、略
【分析】【詳解】
(1)A、B、C、E中均有鈉元素,根據(jù)B的用途可猜想出B為NaHCO3,X為C(碳),能與CO2反應(yīng)生成NaHCO3的物質(zhì)可能是Na2CO3或NaOH,但A、B之間能按物質(zhì)的量之比為1∶1反應(yīng),則A是NaOH,E為Na2CO3,能與NaHCO3反應(yīng)放出無(wú)色無(wú)味的氣體,且這種物質(zhì)中含有鈉元素,則C只能為Na2O2,D為O2,結(jié)合題設(shè)條件可知F為Fe,G為Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+與以離子鍵結(jié)合,中O原子與O原子以共價(jià)鍵結(jié)合,其電子式為
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+,F(xiàn)e2+被稀HNO3氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為:3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反應(yīng)為3Fe+2O2Fe3O4,轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)釋放出akJ熱量,則轉(zhuǎn)移8mol電子放出2akJ熱量,則其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=?2akJ/mol。
(5)N2在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3:N2+6H++6e?2NH3?!窘馕觥竣?NaOH②.Fe③.④.3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O⑤.3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=?2akJ/mol⑥.N2+6H++6e?2NH327、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉(碳酸氫鈉),再與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉,①常用作泡沫滅火器的是NaHCO3,故為乙;②濃度相同的碳酸氫鈉溶液和硫酸鈉溶液中,HCO3-水解;故乙溶液中水的電離程度大;
(2)金屬鋁是13號(hào)元素,核外電子排布為2、8、3②n(Al)=n(NaOH)時(shí),生成偏鋁酸鈉,根據(jù)方程式:2NaAlO2+4H2SO4=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O可知,NaAlO2與H2SO4的物質(zhì)的量之比為1:2,符合題意,故丙的化學(xué)式是Al2(SO4)3;
(3)若甲是氯氣,與氫氧化鈉生成氯化鈉和次氯酸鈉,離子方程式為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;用方程式①-②,得TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=-81-(-221)=+140kJ·mol-1;③根據(jù)電荷守恒可得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+2c(SO42-);其中,溶液顯中性即c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-);又根據(jù)物料守恒可得到:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),即c(ClO-)=c(Na+)-2c(SO42-)、c(HClO)=c(Na+)-c(ClO-)=c(Na+)-[c(Na+)-2c(SO42-)]=2c(SO42-);Ka=
=()×10-5;【解析】乙乙Al2(SO4)3Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OTiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ·mol-1()×10-5六、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共9分)28、略
【分析】(1)Zr原子序數(shù)為40,價(jià)電子排布為:4d25s2,電子層數(shù)為5,則Zr位于第5周期,外圍有4個(gè)電子,則位于第ⅣB族,所以它在周期表中的位置為第5周期第ⅣB族,最后填入電子的能級(jí)為d,所以Zr屬于d區(qū)元素。
(2)Fe的電子排布式為[Ar]3d64s2,F(xiàn)e2+的電子排布式為[Ar]3d6,根據(jù)電子排布的泡利原理
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