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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年人教版(2024)選修四化學(xué)下冊(cè)月考試卷279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6題,共12分)1、工業(yè)上冶煉鈦的有關(guān)反應(yīng)如下所示:
①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH2
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH3
④TiCl4(s)+2Mg(s)2MgCl2(s)+Ti(s)ΔH4
⑤TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔH5
下列有關(guān)推斷正確的是()A.2ΔH1=ΔH2B.ΔH1<0,ΔH2>0C.ΔH5=ΔH3+2ΔH1-ΔH2D.2ΔH1-ΔH2>02、用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染;例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=﹣1160kJ?mol﹣1。
已知NO、NO2混合氣體的密度是相同條件下氫氣密度的17倍,16g甲烷和該混合氣完全反應(yīng)生成N2、CO2、H2O(g)放出1042.8kJ的熱量,則ΔH1是()A.﹣867kJ?mol﹣1B.﹣574kJ?mol﹣1C.﹣691.2kJ?mol﹣1D.﹣925.6kJ?mol﹣13、在不同溫度下按照相同物質(zhì)的量投料發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H<0;測(cè)得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,有關(guān)說(shuō)法正確的是。
A.反應(yīng)溫度:T1>T2>T3B.正反應(yīng)速率:v正(d)=v正(b)C.混合氣體密度:ρ(a)>ρ(b)D.混合氣體平均摩爾質(zhì)量:M(b)<M(c)4、常溫下,向10mL1mol/LNH2OH溶液中加水進(jìn)行稀釋,所得曲線如圖所示V表示溶液的體積下列說(shuō)法____的是
A.的電離平衡常數(shù)Kb的數(shù)量級(jí)為B.用的鹽酸滴定10ml1mol/LNH2OH溶液至消耗鹽酸體積小于10mLC.當(dāng)溶液稀釋至?xí)r,溶液中由水電離出的D.溶液中離子濃度大小關(guān)系:5、20℃時(shí),在NaOH混合溶液中,含碳示素微粒的分布分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()
A.①表示的分布曲線,③表示的分布曲線B.20℃時(shí),的二級(jí)電離平衡常數(shù)C.Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中D.的溶液中:6、室溫下將0.1mol·L-1的燒堿溶液不斷滴加到10.00mL相同濃度的HA溶液中,溶液中-lgc水(H+)與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示[注:c水(H+)為溶液中水電離的(H+)],下列說(shuō)法不正確的是。
A.0.1mol·L-1HA溶液pH=3B.b點(diǎn)溶液中存在:c(H+)+c(HA)=c(OH-)C.a、b、c三點(diǎn)溶液中,a點(diǎn)溶液導(dǎo)電性最強(qiáng)D.a、c兩點(diǎn)溶液中均存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-)評(píng)卷人得分二、填空題(共5題,共10分)7、恒溫、恒壓下,在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(g)+B(g)?C(g)
(1)若開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB,達(dá)到平衡后,生成amolC,這時(shí)A的物質(zhì)的量為_(kāi)____mol。
(2)若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB,達(dá)到平衡后,生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)____mol。
(3)若開(kāi)始時(shí)放入xmolA、2molB和1molC,達(dá)到平衡后,A和C的物質(zhì)的量分別為ymol和3amol,則x=_____,y=_____。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_____。8、將4molN2O4放入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),平衡體系中N2O4的體積分?jǐn)?shù)(Φ)隨溫度的變化如圖所示:
(1)D點(diǎn)v(正)____v(逆)(填“>;<或=”)。
(2)A、B、C三點(diǎn)中平衡常數(shù)K的值最大的是____點(diǎn)。T2時(shí)N2O4的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)___;若平衡時(shí)間為5s,則此時(shí)間內(nèi)的N2O4平均反應(yīng)速率為_(kāi)___。
(3)若其條件不變,在T3原平衡基礎(chǔ)上,再加入一定量NO2,達(dá)到新平衡時(shí),與原平衡相比,NO2的體積分?jǐn)?shù)____(填“增大、不變或減小”)。9、化學(xué)上把外加少量酸、堿,而pH基本不變的溶液,稱為緩沖溶液?,F(xiàn)有25℃時(shí),濃度均為0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的緩沖溶液,pH=4.76,已知:Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb為鹽的水解常數(shù)。回答下列問(wèn)題:
(1)寫出CH3COONa水解的離子方程式______。
(2)該緩沖溶液中除水分子外,所有粒子濃度由大到小的順序______。
(3)25℃時(shí),Ka(CH3COOH)______Kb(CH3COO-)(填“>”;“<”或“=”)。
(4)人體血液存在H2CO3(CO2)與NaHCO3的緩沖體系,能有效除掉人體正常代謝產(chǎn)生的酸、堿,保持pH的穩(wěn)定,有關(guān)機(jī)理說(shuō)法正確的是______(填寫選項(xiàng)字母)。
a.代謝產(chǎn)生的H+被HCO3-結(jié)合形成H2CO3
b.血液中的緩沖體系可抵抗大量酸;堿的影響。
c.代謝產(chǎn)生的堿被H2CO3中和轉(zhuǎn)化為HCO3-10、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(diǎn)溶液中離子濃度由大至小的關(guān)系是:________________________________________________。
(2)a點(diǎn)溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=______________;b點(diǎn)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(hào))
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11、完成下列問(wèn)題。
(1)已知常溫下,在NaHSO3溶液中c(H2SO3)<c(),且H2SO3的電離平衡常數(shù)為K1=1.5×10-2,K2=1.1×10-7;氨水的電離平衡常數(shù)為K=1.8×10-5.則等物質(zhì)的量濃度的下列五種溶液:①NH3·H2O②(NH4)2SO3③KHSO3④K2SO3⑤H2SO3,其中水的電離程度由大到小排列順序?yàn)開(kāi)______(填序號(hào))。
(2)已知H2CO3的電離常數(shù)K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11。下列微??梢源罅抗泊娴氖莀______(填字母)。
a.b.c.d.H2SO3、
(3)CuSO4·5H2O的含量(含雜質(zhì)Fe3+)通常利用“間接碘量法”測(cè)定。已知Cu2+與F-不反應(yīng),而Fe3+與F-反應(yīng)生成FeF氧化性I2>FeFI2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。步驟如下:
①稱取1.250g產(chǎn)品配成100mL溶液。
②取其中25.00mL溶液;加入足量的NaF溶液后,滴加KI溶液至不再產(chǎn)生沉淀。
③用0.1000mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定;平行滴定3次。
步驟②中,若不加足量的NaF溶液,最終的測(cè)量值將_______(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。滴加KI溶液,有白色碘化物沉淀生成,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______;若Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均用量為10.00mL,則膽礬產(chǎn)品純度為_(kāi)______%。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、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共2分)13、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)卷人得分五、工業(yè)流程題(共4題,共36分)14、過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)廣泛用于化工、造紙、紡織、食品等行業(yè),一種以芒硝(Na2SO4·10H2O)、H2O2等為原料制備過(guò)碳酸鈉的工藝流程如下:
已知2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在,pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在。
回答下列問(wèn)題:
(1)Na2CrO4中Cr元素的化合價(jià)為_(kāi)__
(2)Ksp(CaCrO4)___(填“>”或“<”)Ksp(CaSO4)。
(3)流程中循環(huán)物質(zhì)X為_(kāi)__(填化學(xué)式)。
(4)步驟II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________
(5)步驟I一III是為了制得純堿,從環(huán)境保護(hù)的角度看,可能的不足之處是___
(6)步驟V合成時(shí),加入95%的乙醇的目的是___
(7)測(cè)定產(chǎn)品活性氧的實(shí)驗(yàn)步驟如下:準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品,用硫酸溶解后,用cmol·L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。
①滴定到終點(diǎn)時(shí),溶液呈___(填“無(wú)色”或“淺紅色”)。
②過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比。該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的產(chǎn)品中活性氧為_(kāi)__(列出計(jì)算表達(dá)式)。15、實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4?2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3)為原料制取(NH4)2SO4晶體和輕質(zhì)CaCO3;其實(shí)驗(yàn)流程如下:
已知:①金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍(pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解)。金屬離子Al3+Fe3+Fe2+Ca2+開(kāi)始沉淀時(shí)pH3.42.77.611.3完全沉淀時(shí)pH4.73.79.6/
②已知常溫下,Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9
回答下列問(wèn)題:
(1)廢渣粉末“浸取”時(shí),主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)需向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是______________________。
(2)廢渣粉末“浸取”時(shí),反應(yīng)溫度需控制在60~70℃,合適的加熱方式為_(kāi)________。若溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是_______________________。
(3)濾渣1成分是_______________(填化學(xué)式)。
(4)加適量H2O2的作用是________________________________(用離子方程式表示)?!罢{(diào)pH值”除鐵和鋁時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為_(kāi)________________。16、某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、石墨和鋁箔等,該電池充電時(shí)負(fù)極(陰極)反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6,鋰電池充放電過(guò)程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化?,F(xiàn)利用以下工藝回收正極材料中的某些金屬資源。
回答下列問(wèn)題:
(1)放電時(shí)電池總反應(yīng)方程式_______________;該工藝首先將廢舊電池“放電處理”的目的除安全外還有_______________。
(2)寫出“正極堿浸”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______________。
(3)分離操作1是_______________;“酸浸”步驟發(fā)生的氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式是_______________。
(4)“酸浸”時(shí)若用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺點(diǎn)是_______________。
(5)“沉鈷”過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有_______________。17、近年來(lái)隨著新能源汽車等行業(yè)的不斷發(fā)展,產(chǎn)生了大量的廢舊三元鋰電池,從廢舊鋰電池中回收鈷、鋰、鎳、錳等金屬是新能源汽車發(fā)展道路上必須解決的問(wèn)題。一種對(duì)正極材料[LiNi(1-x-y)CoxMnyO2]各金屬進(jìn)行回收處理的工藝如圖所示:
已知:金屬離子的浸出率計(jì)算公式為式中η為金屬的浸出率,為百分?jǐn)?shù);C為金屬離子的質(zhì)量濃度,單位為g·mL-1;V為濾液體積;單位為mL;m為鎳鈷錳酸鋰粉末中各金屬的理論質(zhì)量,單位為g。
(1)“放電處理”能提高金屬鋰的回收率,原因是______。
(2)LiCoO2(難溶于水)參與“浸出還原”反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____。
(3)“共沉淀”過(guò)濾后需洗滌濾渣便于進(jìn)一步回收利用,洗滌的操作過(guò)程為_(kāi)_____。
(4)浸出實(shí)驗(yàn)首先在三頸燒瓶中加入適量的H2SO4和H2O2,后將準(zhǔn)確稱量5.000gLiNi(1-x-y)CoxMnyO2粉料(其中鈷元素含量為18.00%)倒入,反應(yīng)后將其過(guò)濾后定容得溶液的體積為50.00mL,采用電感耦合等離子體光譜儀測(cè)定浸出濾液中Co2+為的濃度為17.64mg·mL-1,則Co2+的浸出率為_(kāi)_____。
(5)已知:[Co(H2O)6]2+呈粉紅色,[CoCl4]2-呈藍(lán)色。將CoCl2溶于水,加入濃鹽酸后,溶液由粉紅色變?yōu)樗{(lán)色,存在平衡:[Co(H2O)6]2++4C1-?[CoC14]2-+6H2O
①等物質(zhì)的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ鍵數(shù)之比為_(kāi)_____。
②將溶液加水稀釋后,藍(lán)色溶液又變?yōu)榉奂t色溶液,請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋原因______。評(píng)卷人得分六、原理綜合題(共3題,共6分)18、Ⅰ.催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)需采用催化工藝。
(1)新的研究表明,可以將CO2轉(zhuǎn)化為炭黑進(jìn)行回收利用,反應(yīng)原理如圖所示。
整個(gè)過(guò)程中Fe3O4的作用是________________________________。
(2)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。按n(N2)∶n(H2)=1∶3向反應(yīng)容器中投料,在不同溫度下分別達(dá)平衡時(shí),混合氣中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示:
①下列說(shuō)法正確的是__________。(填字母)
a.曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高
b.加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高H2的轉(zhuǎn)化率
c.圖中Q、M、N點(diǎn)的平衡常數(shù):K(N)>K(Q)=K(M)
②M點(diǎn)對(duì)應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率是__________。
③2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程,示意圖如下:
和分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面,b和c的含義分別是____________和______________。
(3)有機(jī)反應(yīng)中也常用到催化劑。某反應(yīng)原理可以用下圖表示,寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。
Ⅱ.過(guò)二硫酸鉀(K2S2O8)在科研與工業(yè)上有重要用途。
(4)某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理燃煤鍋爐煙氣,提高了煙氣處理效率,處理液還可以用作城市植被綠化的肥料。一定條件下,NO去除率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。80℃時(shí),若NO初始濃度為450mg·m-3,tmin達(dá)到最大去除率,NO去除的平均反應(yīng)速率:v(NO)=__________mol·L-1·Min-1(列代數(shù)式,不必計(jì)算結(jié)果)
(5)過(guò)二硫酸鉀可通過(guò)“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得,電解裝置示意圖如圖所示。
常溫下,電解液中含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。
在陽(yáng)極放電的離子主要是HSO4,陽(yáng)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為_(kāi)__________,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________。19、為了緩解溫空效應(yīng),科學(xué)家提出了多種回收和利用CO2的方案。
(1)方案1:利用FeO吸收CO2獲得H2
ⅰ.6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)ΔH1=-76.0kJ/mol
ⅱ.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH2=+113.4kJ/mol
請(qǐng)寫出由FeO制備H2的熱化學(xué)方程式_________________。
方案2:利用CO2制備CH4
300℃時(shí),向2L恒容密閉容器中充入2molCO2和8molH2發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH4,混合氣體中CH4的濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。
(2)①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到恰好達(dá)到平衡時(shí),H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________________。
②300℃時(shí),反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________。
③300℃時(shí),如果該容器中有1.6molCO2、2.0molH2、5.6molCH4、4.0molH2O(g)。則v正____________v逆(填“>”“<”或“=")
(3)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(填序號(hào))_______________。
A.容器內(nèi)密度不變;說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變;說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
C.300℃時(shí),向平衡后的容器中再充入2molCO2和8molH2,重新達(dá)到平衡時(shí)CH4的濃度等于1.6mo/L
D.每斷開(kāi)2molC=O鍵的同時(shí)斷開(kāi)4molC-H鍵;說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。
E.達(dá)到平衡后;分離出水蒸氣,既能加快反應(yīng)速率又能使平衡正方向移動(dòng)。
(4)已知200℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8(L/mol)2。則ΔH4________0(填“>”“<”或“=”)。
方案3:利用“Na-CO2”電池將CO2變廢為寶。我國(guó)科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C。放電時(shí)該電池“吸入”CO2;其工作原理如圖所示:(假設(shè)開(kāi)始時(shí)兩極的質(zhì)量相等)
(5)①放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________。
②若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mole-時(shí),兩極的質(zhì)量差為_(kāi)____g。20、氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的重要原因。人們研究了諸多有關(guān)氮氧化物的性質(zhì);請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)K1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)K2
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)K3
K1、K2、K3依次為三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù),則K3=______(用K1、K2表示)
(2)在恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO和NO,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g);測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:
①則該反應(yīng)的△H________0(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡分壓強(qiáng)p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)kp,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式kp=________,如果p1=1.65MPa,求a點(diǎn)的平衡常數(shù)kp=_________(MPa)?1(結(jié)果保留3位有效數(shù)字;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③為探究速率與濃度的關(guān)系,該實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),粗略繪制了2條速率—濃度關(guān)系曲線:v正~c(NO)和v逆~c(CO2)
則:與曲線v正~c(NO)相對(duì)應(yīng)的是圖中曲線________(填“甲”或“乙”)。當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度,反應(yīng)一段時(shí)間后,重新達(dá)到平衡,v正和v逆相應(yīng)的平衡點(diǎn)分別為_(kāi)_____(填字母)。
(3)利用電化學(xué)原理,將NO2、O2和熔融的KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來(lái)處理含Cr2O72?的廢水,如圖所示;電解過(guò)程中溶液發(fā)生反應(yīng):Cr2O72?+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①甲電池工作時(shí),Y是氣體,可循環(huán)使用。則石墨I(xiàn)附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。乙池中的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。
②工作時(shí),在相同條件下,甲池內(nèi)消耗的O2和NO2的體積_____。
(4)已知H3PO4為三元酸,Ka1=7.0×10?3mol·L?1,Ka2=6.2×10?8mol·L?1,Ka3=4.5×10?13mol·L?1。則Na2HPO4水溶液呈________(填“酸”、“中”、“堿”)性,用Ka與Kh的相對(duì)大小,說(shuō)明判斷理由________________。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【詳解】
A、①×2-②得2C(s)+O2(g)==2CO(g)ΔH=2ΔH1-ΔH2,已知碳燃燒生成CO是放熱反應(yīng),即2ΔH1-ΔH2<0,得2ΔH1<ΔH2;所以A;D錯(cuò)誤;
B、碳燃燒生成CO2和CO燃燒生成CO2都是放熱反應(yīng),所以ΔH1<0,ΔH2<0;則B錯(cuò)誤;
C、由①×2+③-②即得反應(yīng)⑤,所以ΔH5=ΔH3+2ΔH1-ΔH2;因此C正確。
正確答案為C。2、B【分析】【詳解】
NO、NO2混合氣體的密度是相同條件下氫氣密度的17倍,則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量=17×2=34,設(shè)NO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x,則NO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1-x,30x+46(1-x)=34,解得x=0.75,則混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量之比為:0.75:0.25=3:1,16g甲烷的物質(zhì)的量為n==1mol。①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=﹣1160kJ?mol﹣1,根據(jù)蓋斯定律知,①+②得:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=×(△H1-1160kJ?mol﹣1)。NO和NO2的物質(zhì)的量之比為3:1,根據(jù)方程式知,當(dāng)NO和NO2完全轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈺r(shí),分別和NO、NO2反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量之比=∶=3∶2,則有0.6mol甲烷和NO反應(yīng)、0.4mol的甲烷和NO2反應(yīng),16g甲烷和該混合氣完全反應(yīng)生成N2、CO2、H2O(g)放出1042.8kJ的熱量,則0.6mol×1160kJ/mol+0.5(-△H1+1160kJ?mol﹣1)×0.4mol=1042.8kJ,解得△H1=-574kJ/mol;故選B。
【點(diǎn)睛】
本題考查混合物的計(jì)算,根據(jù)NO、NO2混合氣體的密度是相同條件下氫氣密度的17倍,計(jì)算出NO、NO2的物質(zhì)的量之比是解題的關(guān)鍵。本題的難點(diǎn)是確定與一氧化氮和二氧化氮反應(yīng)的甲烷的物質(zhì)的量。3、C【分析】【詳解】
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,轉(zhuǎn)化率越低,則溫度:T3>T2>T1;故A錯(cuò)誤;
B.b、d溫度相同,壓強(qiáng)不同,壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越快,則正反應(yīng)速率:ν(b)>ν(d);故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)前后均為氣體,混合氣體總質(zhì)量不變,相同壓強(qiáng)下,溫度越高,體積越大,密度越小:ρ(a)>ρ(b);故C正確;
D.質(zhì)量不變,CO的轉(zhuǎn)化率越大,平衡后氣體的物質(zhì)的量越小,則M越大,則平均摩爾質(zhì)量:M(b)>M(c);故D錯(cuò)誤;
故選C。4、C【分析】【詳解】
A.依題意的溶液的則所以電離平衡常數(shù)故A正確;
B.用1mol/L的鹽酸滴定10mL1mol/LNH2OH溶液,若二者恰好完全反應(yīng)需要鹽酸的體積為10mL,得到的是強(qiáng)酸弱堿鹽,溶液顯酸性,若消耗鹽酸體積應(yīng)該小于10mL,故B正確;
C.當(dāng)溶液稀釋至?xí)r,溶液說(shuō)明由于是一元弱堿,溶液中由水電離出的故C錯(cuò)誤;
D.是強(qiáng)酸弱堿鹽,由于水解溶液顯酸性,所以溶液中離子濃度大小關(guān)系:故D正確;
故選C。5、B【分析】【詳解】
A.①②相比較,pH增大,含量都減小,但pH約為3時(shí)②基本為0,所以②表示H2C2O4的分布曲線,①表示HC2O4-的分布曲線,③表示C2O42-的分布曲線,故A錯(cuò)誤;
B.P點(diǎn)c(HC2O4-)=c(C2O42-),該溫度下H2C2O4的電離平衡常數(shù)Ka2==c(H+)=1×10-4.2mol?L-1,故B正確;
C.Q點(diǎn)呈酸性,則lgc(H+)>lgc(OH-),故C錯(cuò)誤;
D.0.100mol?L-1的NaHC2O4溶液中存在物料守恒,c(Na+)=c(C2O42-)+c(H2C2O4)+c(HC2O4-),電荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(C2O42-)+c(OH-)+c(HC2O4-),解得c(OH-)+c(C2O42-)═c(H+)+c(H2C2O4),故D錯(cuò)誤。
故選:B。6、C【分析】【分析】
【詳解】
A.0.1mol?L?1HA溶液c水(H+)=1×10?11mol?L?1,c(OH-)=1×10?11mol?L?1,則c(H+)=1×10?3mol?L?1;因此pH=3,故A正確;
B.b點(diǎn)溶液中溶質(zhì)為NaA,根據(jù)質(zhì)子守恒得到:c(H+)+c(HA)=c(OH-);故B正確;
C.a、b、c三點(diǎn)溶液中,a點(diǎn)為NaA和HA混合溶液,b點(diǎn)為NaA;c點(diǎn)為NaA和NaOH混合溶液,因此c點(diǎn)離子濃度最大,溶液導(dǎo)電性最強(qiáng),故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)電荷守恒a、c兩點(diǎn)溶液中均存在:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-);故D正確。
綜上所述,答案為C。二、填空題(共5題,共10分)7、略
【分析】【分析】
(1)由方程式可知;生成C的物質(zhì)的量=參加反應(yīng)A的物質(zhì)的量,平衡時(shí)A的物質(zhì)的量=A的起始物質(zhì)的量-參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量;
(2)恒溫恒壓下;若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB,與(1)中A;B的物質(zhì)的量之比均為1:1,則為等效平衡,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同;
(3)若開(kāi)始時(shí)放入xmolA;2molB和1molC,完全轉(zhuǎn)化到左邊滿足3molA和3molB,與(1)中A;B的物質(zhì)的量之比均為1:1,則為等效平衡,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同,可以得到3amolC,平衡時(shí)A、B的物質(zhì)的量分別為(1)中A、B的3倍,結(jié)合a<1判斷;
(4)由(3)分析可知;若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,等效為開(kāi)始加入6molA和6molB,與(1)中平衡為等效平衡,平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同,則平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與(1)中相同。
【詳解】
解:(1)根據(jù)方程式知;生成amolC消耗amolA,則平衡時(shí)A的物質(zhì)的量為(1﹣a)mol;
故答案為:1﹣a;
(2)恒溫恒壓下;若開(kāi)始時(shí)放入3molA;3molB,與(1)中各物質(zhì)濃度分別相等,則(1)(2)中轉(zhuǎn)化率相等,則生成的C是(1)中3倍,為3amol;
故答案為:3a;
(3)若開(kāi)始時(shí)放入xmolA;2molB和1molC;達(dá)到平衡后,A和C的物質(zhì)的量分別為ymol和3amol,則(3)中加入的C完全轉(zhuǎn)化為A、B時(shí)與(2)中相同,則x+1=3,x=2,達(dá)到平衡后A的物質(zhì)的量與(2)中相同,為3(1﹣a)mol;
故答案為:2;3(1﹣a);
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,與(1)相比,為(1)的6倍,則平衡時(shí)n(C)=6amol,混合氣體總物質(zhì)的量=(6+6﹣6c)mol,則C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)
故答案為:
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、等效平衡問(wèn)題,充分利用各步的隱含條件,依據(jù)等效平衡的特征分析是本題的關(guān)鍵,注意恒溫恒容容器和恒溫恒壓容器的不同?!窘馕觥竣?1﹣a②.3a③.2④.3(1﹣a)⑤.a/(2-a)8、略
【分析】【詳解】
(1)T1溫度下,D點(diǎn)到平衡點(diǎn)A,N2O4的體積分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)逆向進(jìn)行,所以v(正)<v(逆);
(2)根據(jù)圖示,升高溫度平衡體系中N2O4的體積分?jǐn)?shù)減??;平衡正向移動(dòng),升高溫度,平衡常數(shù)增大,A;B、C點(diǎn)中平衡常數(shù)K的值最大的是C點(diǎn);
x=0.5,T2時(shí)N2O4的平衡轉(zhuǎn)化率為若平衡時(shí)間為5s,則此時(shí)間內(nèi)的N2O4平均反應(yīng)速率為0.1mol·L-1·s-1;
(3)若其條件不變,在T3原平衡基礎(chǔ)上,再加入一定量NO2,相當(dāng)于加壓,平衡逆向移動(dòng),NO2的體積分?jǐn)?shù)減小?!窘馕觥竣?<②.C③.25%④.0.1mol·L—1·s—1⑤.減小9、略
【分析】【分析】
(1)CH3COONa水解生成醋酸和NaOH;
(2)可以根據(jù)CH3COOH和CH3COONa的緩沖溶液;pH=4.76,呈酸性,結(jié)合電荷守恒分析解答;
(3)濃度均為0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的緩沖溶液,pH=4.76,說(shuō)明醋酸電離程度大于醋酸鈉水解程度,也可以計(jì)算出Kb再判斷;
(4)H2CO3(CO2)與NaHCO3的緩沖體系中H2CO3(CO2)能中和人體代謝產(chǎn)生的少量堿,同時(shí)NaHCO3又可吸收人體代謝產(chǎn)生的少量H+;有效除掉人體正常代謝產(chǎn)生的酸或堿,保持pH的穩(wěn)定,據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)CH3COONa水解生成醋酸和NaOH,離子方程式為CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-,故答案為:CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-;
(2)0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的緩沖溶液,pH=4.76,呈酸性,即c(H+)>c(OH-),以醋酸的電離為主,電荷守恒為c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以溶液中離子濃度由大到小的順序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故答案為:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
(3)濃度均為0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的緩沖溶液呈酸性,說(shuō)明CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度,即Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO-),實(shí)際上Kb===×10-9;故答案為:>;
(4)a.人體血液中存在H2CO3?H++HCO3-平衡,人體代謝產(chǎn)生的H+與HCO3-結(jié)合形成H2CO3,隨血液帶到肺部分解生成二氧化碳和水,故a正確;b.血液中的緩沖體系可抵抗少量酸或堿的影響,不能抵抗大量酸或堿的影響,否則緩沖溶液失去作用、出現(xiàn)酸或堿中毒,故b錯(cuò)誤;c.代謝產(chǎn)生的堿性物質(zhì)進(jìn)入血液時(shí),立即被H2CO3中和成HCO3-,經(jīng)過(guò)腎臟調(diào)節(jié)排除體外,同時(shí)H+又可由H2CO3電離補(bǔ)充,維持血液pH的穩(wěn)定,故c正確;故答案為:ac。【解析】①.CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-②.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)③.>④.ac10、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(diǎn),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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(dòng),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(dòng),電離程度減小;
c.通氯化氫;溶液中氫離子濃度增大,電離平衡逆向移動(dòng),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(dòng),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?!窘馕觥竣?c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3—)>c(H+)②.1×10-10mol/L③.小于④.ad11、略
【分析】【分析】
根據(jù)電離常數(shù)K值大小和鹽類水解大小判斷水電離程度的相對(duì)大??;根據(jù)K值和強(qiáng)酸制弱酸原理判斷離子共存;根據(jù)氧化還原滴定計(jì)算產(chǎn)品純度;據(jù)此解答。
(1)
酸或堿抑制水電離,弱離子促進(jìn)水電離,在NaHSO3溶液中c(H2SO3)<c(),說(shuō)明電離程度大于水解程度,①屬于堿、⑤屬于酸,所以二者都抑制水電離,由于H2SO3的電離平衡常數(shù)為K1=1.5×10-2,K2=1.1×10-7,氨水的電離平衡常數(shù)為K=1.8×10-5,H2SO3的電離平衡常數(shù)K1>氨水的電離平衡常數(shù)K,則H2SO3抑制水電離要大一些,水電離程度①>⑤;③中電離程度大于水解程度;所以抑制水電離;②④促進(jìn)水電離但②中陰陽(yáng)離子相互促進(jìn)水解,所以水解程度②>④>③>①>⑤;答案為②④③①⑤。
(2)
已知Ka越大酸性越強(qiáng),酸性較強(qiáng)的能與酸性較弱的酸根離子反應(yīng),由H2SO3的電離平衡常數(shù)為K1=1.5×10-2,K2=1.1×10-7;H2CO3的電離常數(shù)K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11,則酸性H2SO3>H2CO3>>根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,得。
a.由于的酸性大于的酸性,二者能反應(yīng),即+=+不能大量共存;故a不符合題意;
b.由于的酸性小于H2CO3的酸性,二者不反應(yīng),能大量共存,故b符合題意;
c.由于的酸性小于的酸性;二者不反應(yīng),能大量共存,故c符合題意;
d.H2SO3、由于H2SO3的酸性大于H2CO3的酸性,二者能反應(yīng),即H2SO3+=+CO2+H2O;不能大量共存,故d不符合題意;
答案為bc。
(3)
步驟②中,若不加足量的NaF溶液,有Fe3+存在,F(xiàn)e3+也與碘化鉀反應(yīng)生成碘單質(zhì),即整個(gè)過(guò)程生成的碘單質(zhì)增大,Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大,測(cè)定結(jié)果偏大;消耗硫酸銅溶液與碘化鉀溶液反應(yīng)生成白色沉淀(碘化亞銅)并析出碘,離子方程式為2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;反應(yīng)關(guān)系式為2CuSO4·5H2O~2Cu2+~I(xiàn)2~2則反應(yīng)的Na2S2O3的物質(zhì)的量為n(Na2SO3)=0.1000mol·L-1×10×10-3L=1×10-3mol,試樣中CuSO4·5H2O的物質(zhì)的量n(CuSO4·5H2O)=1×10-3mol×=4×10-3mol,試樣中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=80.00%;答案為偏大;2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;80.00%。【解析】(1)②④③①⑤
(2)bc
(3)偏大2Cu2++4I-=2CuI↓+I280.00三、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、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共2分)13、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五、工業(yè)流程題(共4題,共36分)14、略
【分析】【分析】
以芒硝(Na2SO4?10H2O)、H2O2等為原料制備過(guò)碳酸鈉,芒硝加入水、氧化鈣反應(yīng)得到鉻酸鈣,和硫酸鈉反應(yīng)得到硫酸鈣和鉻酸鈉,溶液中通入二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和重鉻酸鈉,過(guò)濾得到碳酸氫鈉煅燒分解生成碳酸鈉,加入水精制得到碳酸鈉溶液,加入硅酸鈉穩(wěn)定劑、30%的過(guò)氧化氫、加入95%的乙醇和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)得到過(guò)碳酸鈉晶體,抽濾乙醇洗滌干燥得到過(guò)碳酸鈉,
(1)Na2CrO4中鈉元素化合價(jià)+1價(jià),氧元素-2價(jià),化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Cr元素的化合價(jià);
(2)分析過(guò)程可知Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4,說(shuō)明反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行;
(3)已知2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在,pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在,酸溶液中平衡正向進(jìn)行;
(4)步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳通入鉻酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉晶體;
(5)六價(jià)鉻有毒,易造成環(huán)境污染;
(6)步驟V合成時(shí),飽和碳酸鈉溶液中,加入硅酸鈉、30%的過(guò)氧化氫、95%的乙醇得到過(guò)碳酸鈉晶體;
(7)①滴定終點(diǎn)是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液,溶液無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn);
②過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比;據(jù)此寫出實(shí)驗(yàn)測(cè)得的產(chǎn)品中活性氧。
【詳解】
(1)Na2CrO4中鈉元素化合價(jià)+1價(jià),氧元素-2價(jià),化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Cr元素的化合價(jià)為+6價(jià),
故答案為+6;
(2)分析過(guò)程可知Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4,說(shuō)明反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行,證明Ksp(CaCrO4)>Ksp(CaSO4),
故答案為>;
(3)已知2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在,pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在,酸溶液中平衡正向進(jìn)行,流程中循環(huán)物質(zhì)X為:Na2Cr2O4,
故答案為Na2Cr2O4;
(4)步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳通入鉻酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉晶體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na2CrO4+2CO2+H2O?Na2Cr2O7+2NaHCO3↓,
故答案為2Na2CrO4+2CO2+H2O?Na2Cr2O7+2NaHCO3↓;
(5)步驟Ⅰ-Ⅲ是為了制得純堿,從環(huán)境保護(hù)的角度看:六價(jià)鉻有毒,易造成環(huán)境污染,
故答案為六價(jià)鉻有毒,易造成環(huán)境污染;
(6)步驟V合成時(shí),加入95%的乙醇的目的是:減小過(guò)碳酸鈉的溶解度,提高產(chǎn)率,
故答案為減小過(guò)碳酸鈉的溶解度,提高產(chǎn)率;
(7)①滴定終點(diǎn)是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液,溶液無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變,證明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn),
故答案為淺紅色;
②準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品,用硫酸溶解后,用cmol?L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,反應(yīng)為:5H2O2+3H2SO4+2KMnO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑,n(H2O2)=mol=2.5×10-3cVmol,2H2O2=2H2O+O2↑,分解生成氧氣質(zhì)量=2.5×10-3cVmol×32g/mol×=0.04cVg,過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比=×100%=
故答案為【解析】+6>Na2Cr2O7六價(jià)鉻有毒,易造成環(huán)境污染減小過(guò)碳酸鈉的溶解度,提高產(chǎn)率淺紅色15、略
【分析】【分析】
工業(yè)廢渣(主要含CaSO4?2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3),加入碳酸銨溶液浸取,根據(jù)溶度積的數(shù)值可知,可將CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,濾液中主要含有硫酸銨,濾渣含有CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO,將濾渣加入稀鹽酸,CaCO3、Al2O3、Fe2O3、FeO分別轉(zhuǎn)化為CaCl2,AlCl3、FeCl3、FeCl2,SiO2與稀鹽酸不反應(yīng)作為濾渣1析出、向?yàn)V液中加入過(guò)氧化氫將FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3,加氫氧化鈣溶液并調(diào)節(jié)pH值可除去AlCl3、FeCl3,將它們轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和氫氧化鐵,CaCl2可以加入碳酸銨溶液制取輕質(zhì)CaCO3;再將含有硫酸銨的溶液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶可制得硫酸銨晶體,由此分析。
【詳解】
(1)已知常溫下,Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9,廢渣粉末碳酸銨溶液時(shí),溶度積小的溶液易轉(zhuǎn)化為溶度積更小的溶液,實(shí)現(xiàn)硫酸鈣向碳酸鈣的轉(zhuǎn)化,主要反應(yīng)的離子方程式為CaSO4(s)+(aq)?CaCO3(s)+(aq);實(shí)驗(yàn)時(shí)需向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是增加溶液中的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化;
(2)廢渣粉末“浸取”時(shí),反應(yīng)溫度需控制在60~70℃,合適的加熱方式為水浴加熱,若溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解;
(3)根據(jù)分析,SiO2與稀鹽酸不反應(yīng),作為濾渣1析出,濾渣1的成分是SiO2;。
(4)H2O2具有氧化性,加適量過(guò)氧化氫將FeCl2轉(zhuǎn)化為FeCl3,過(guò)氧化氫的還原產(chǎn)物為水不引入新的雜質(zhì),離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;“調(diào)pH值”除鐵和鋁時(shí),pH≥4.7時(shí),鐵離子和鋁離子已經(jīng)完全沉淀,根據(jù)題意,pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解;需要應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為4.7≤pH<8.5。
【點(diǎn)睛】
根據(jù)溶度積的大小,Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9,可以判斷硫酸鈣可以轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,符合沉淀的轉(zhuǎn)化,為易錯(cuò)點(diǎn)?!窘馕觥緾aSO4(s)+(aq)?CaCO3(s)+(aq)增加溶液中的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化水浴加熱溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解SiO22Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O4.7≤pH<8.516、略
【分析】【分析】
廢舊鋰離子電池放電拆解處理后;正極用氫氧化鈉溶液,堿溶過(guò)濾得到的濾液,調(diào)節(jié)溶液pH,過(guò)濾得到氫氧化鋁沉淀;濾渣加入硫酸,過(guò)氧化氫調(diào)節(jié)溶液pH過(guò)濾,得到的濾液中加入萃取劑萃取分液得到的水層為硫酸鋰,有機(jī)層通過(guò)反萃取得到的水層為硫酸鈷溶液,加入碳酸氫銨溶液,沉淀鈷離子,得到碳酸鈷固體,據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)該電池充電時(shí)負(fù)極(陰極)反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6,說(shuō)明放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6-xe-=6C+xLi+,充放電過(guò)程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,則放電過(guò)程中,Li1-xCoO2和LixC6發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成LiCoO2和C,反應(yīng)方程式為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C,該工藝首先將廢舊電池“放電處理”的目的除安全外,通過(guò)放電,將Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中,提高鋰的回收率,故答案為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C;Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中;提高鋰的回收率;
(2)正極中含有鋁,鋁易溶于強(qiáng)堿溶液生成AlO2-,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)分離操作1是用有機(jī)溶劑萃取分離出硫酸鋰溶液,因此操作1是萃取、分液;酸浸時(shí)反應(yīng)物有硫酸、過(guò)氧化氫以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反應(yīng)方程式為:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,故答案為:萃取、分液;2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;
(4)由題中信息知LiCoO2具有強(qiáng)氧化性,加入鹽酸有污染性氣體氯氣生成,污染環(huán)境,因此不能用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液;故答案為:有氯氣生成,污染較大;
(5)“沉鈷”過(guò)程中硫酸鈷和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鈷沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為:產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體和沉淀,故答案為:產(chǎn)生氣體和沉淀。
【點(diǎn)睛】
本題的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)為(4),要注意題中“鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)”,結(jié)合“充電時(shí)陰極反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6”,說(shuō)明LiCoO2具有強(qiáng)氧化性,可能將鹽酸氧化生成氯氣。【解析】①.Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C②.Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中,提高鋰的回收率③.2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑④.萃取、分液⑤.2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O⑥.有氯氣生成,污染較大⑦.產(chǎn)生(無(wú)色無(wú)味的)氣體、產(chǎn)生沉淀(或溶液變渾濁)17、略
【分析】【分析】
經(jīng)過(guò)放電處理后,負(fù)極Li放電形成Li+,最終轉(zhuǎn)移到正極材料中,可提高Li元素的回收率,經(jīng)過(guò)浸出還原,正極材料中相關(guān)元素轉(zhuǎn)化為Ni2+、Co2+、Mn2+、Li+,加入NaOH調(diào)節(jié)pH至11,可將Ni2+、Co2+、Mn2+轉(zhuǎn)化為沉淀除去,最終在濾液中加入Na2CO3得到Li2CO3產(chǎn)品。
【詳解】
(1)放電時(shí),負(fù)極Li放電形成Li+;從負(fù)極材料中脫出,經(jīng)電解質(zhì)溶液向正極移動(dòng)并參與正極反應(yīng)進(jìn)入正極材料中,所以放電能提高Li回收率;
(2)由圖示知,LiCoO2浸出還原后生成Li+、Co2+,Co元素化合價(jià)由+3價(jià)被還原為+2價(jià),故此時(shí)H2O2作還原劑,反應(yīng)后生成O2,初步確定反應(yīng)為:LiCoO2+H2O2→Li++Co2++O2↑,根據(jù)得失電子守恒配平得:2LiCoO2+H2O2→2Li++2Co2++1O2↑,根據(jù)流程知可在左邊添加6個(gè)H+配平電荷守恒,右邊添加H2O配平元素守恒,配平后方程式為:2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++O2↑+4H2O;
(3)洗滌沉淀具體操作為:沿玻璃棒向過(guò)濾器中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀;待水自然流下后,重復(fù)操作2~3次;
(4)Co2+浸出率=
(5)①[Co(H2O)6]2+中配體H2O與中心Co2+形成配位鍵(屬于σ鍵),故1個(gè)H2O周圍形成3個(gè)σ鍵,所以該配離子中含σ鍵數(shù)目=3×6=18,[CoCl4]2-中配體Cl-與Co2+之間形成配位鍵;故該配離子中含σ鍵數(shù)目=4,所以兩者σ鍵數(shù)目比為9:2;
②加水稀釋,溶液體積增大,[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-濃度都減小,[Co(H2O)6]2+和Cl-的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于[CoCl4]2-的化學(xué)計(jì)量數(shù),則瞬間Qc>K,平衡逆向移動(dòng),使得溶液呈粉紅色?!窘馕觥糠烹姇r(shí),Li+從負(fù)極材料中脫出,經(jīng)電解質(zhì)溶液向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中2LiCoO2+6H++H2O2=2Li++2Co2++O2↑+4H2O沿玻璃棒向過(guò)濾器中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀,待水自然流下后重復(fù)操作2~3次98.00%9∶2加水稀釋,溶液體積增大[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-濃度都減小,[Co(H2O)6]2+和Cl-的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于[CoCl4]2-的化學(xué)計(jì)量數(shù),則瞬間Qc>K,平衡逆向移動(dòng),使得溶液呈粉紅色六、原理綜合題(共3題,共6分)18、略
【分析】【詳解】
Ⅰ.(1)將CO2轉(zhuǎn)化為炭黑進(jìn)行回收利用,根據(jù)反應(yīng)過(guò)程I、II,整個(gè)過(guò)程中Fe3O4的是一個(gè)中間產(chǎn)物;故其作用是中間產(chǎn)物;
(2)①該反應(yīng)為放熱反應(yīng),壓強(qiáng)相同時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),氨氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,故曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高,故a正確;b.加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率但不能影響平衡移動(dòng)不會(huì)提高H2的轉(zhuǎn)化率,故b錯(cuò)誤;c.圖中Q、M溫度相同,K(Q)=K(M),N點(diǎn)比M點(diǎn)溫度高,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故K(N)
②M點(diǎn)時(shí),氨氣的轉(zhuǎn)化率是60%,n(N2)∶n(H2)=1∶3,設(shè)n(N2)=1mol,n(H2)=3mol氣體總質(zhì)量為34g
故平衡時(shí)n(NH3)=1.2molN2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始(mol)130
轉(zhuǎn)化(mol)0.61.81.2
平衡(mol)0.41.21.2
H2的轉(zhuǎn)化率:×100%=60%;
③根據(jù)圖示和分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面,b和c的含義分別是。
N2、H2被吸附在催化劑表面、在催化劑表面,N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂;
(3)由圖示可知:反應(yīng)物為和H2O2,生成物是和H2O,故方程式為:+H2O2+H2O;
(4)NO初始濃度為450mg·m-3,物質(zhì)的量濃度是1.5×10-5mol/L,80℃時(shí),tmin達(dá)到最大去除率為91.6%,NO去除的平均反應(yīng)速率:v(NO)==mol·L-1·min-1;
(5)在陽(yáng)極放電的離子主要是HSO4-,根據(jù)陽(yáng)極區(qū)含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系,電解質(zhì)溶液的pH范圍為0~2,陽(yáng)極失電子,故HSO4-失電子生成S2O42-,故其電極反應(yīng)為:2HSO4--2e-=S2O42-+2H+?!窘馕觥恐虚g產(chǎn)物a60%N2、H2被吸附在催化劑表面在催化劑表面,N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂+H2O2+H2O(或或)0~22HSO4--2e-=S2O42-+2H+19、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)蓋斯定律;將已知的熱化學(xué)方程式進(jìn)行疊加,可得相應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(2)①先計(jì)算甲烷的化學(xué)反應(yīng)速率;然后根據(jù)方程式中甲烷與氫氣的物質(zhì)的量關(guān)系計(jì)算氫氣的反應(yīng)速率;
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義式計(jì)算;
③計(jì)算此時(shí)的濃度商;然后根據(jù)濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)大小判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向;
(3)根據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率;物質(zhì)的濃度不變;物質(zhì)的含量不變等判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài);
(4)根據(jù)升高溫度;化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),通過(guò)比較兩種不同溫度的K的大小判斷反應(yīng)熱;
(5)①放電時(shí)正極發(fā)生還原反應(yīng);結(jié)合電池內(nèi)的物質(zhì)判斷;
②根據(jù)同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計(jì)算。
【詳解】
根據(jù)蓋斯定律,將(i+ii)÷2,整理可得該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)ΔH=+18.7kJ/mol
(2)①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到恰好達(dá)到平衡時(shí),CH4的平均反應(yīng)速率v(CH4)==0.08mol/(L?min);
相同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的平均反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)的比,則v(H2)=4v(CH4)=4×0.08(mol/L?min)=0.32(mol/L?min)
②可逆反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
開(kāi)始(mol/L)1400
反應(yīng)(mol/L)0.803.200.801.60
平衡(mol/L)0.200.800.801.60
則300℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==25((L/mol)2);
③300℃時(shí),如果該容器中有1.6molCO2、2.0molH2、5.6molCH4、4.0molH2O(g),由于反應(yīng)是在2L恒容密閉容器中進(jìn)行,此時(shí)c(CO2)=0.8mol/L、c(H2)=1.0mol/L、c(CH4)=2.8mol/L、c(H2O)=2.0mol/L,濃度商==14<25;說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到平衡,此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,因此正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;
(3)A.由于反應(yīng)混合物都是氣體;容器的容積不
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