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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年鲁科五四新版选修4化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、在一定温度下的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡状态时缩小容器容积,下列叙述不正确的是A.该反应的平衡常数不变B.平衡向正反应方向移动C.SO2的浓度增大D.正反应速率增大,逆反应速率减小2、臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g);反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()
。A
B
C
D
升高温度;正反应方向平衡常数减小。
0~3s内,反应速率为:v(NO2)=0.2mol·L-1·s-1
t1时仅加入催化剂;平衡正向移动。
达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
A.AB.BC.CD.D3、下列说法中,正确的是()A.凡是放热反应都是自发反应B.凡是熵增大的反应都是自发反应C.过程的自发性不仅能用于判断过程的方向,还能确定过程是否一定能发生D.要判断反应进行的方向,必须综合考虑体系的焓变和熵变4、高氯酸;硫酸、硝酸和盐酸都是强酸;其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
。酸。
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
Ka
1.6×10-5
6.3×10-9
1.6×10-9
4.2×10-10
下列说法不正确的是()A.在冰醋酸中这四种酸都是弱酸B.在冰醋酸中可能发生:HClO4+NaHSO4=NaClO4+H2SO4C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO4=2H++SO42-D.酸性:HCl>HNO35、常温下,分别向NaA溶液和MCl溶液中加入盐酸和NaOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度变化关系如下图所示.下列说法不正确的是。
A.曲线L1表示与pH的变化关系B.Ka(HA)=1×10-5.5C.a点时两溶液中水的电离程度相同D.0.10mol/LMA溶液中存在:c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)6、室温下,等体积等pH的CH3COONa与NaOH两种溶液,下列说法正确的是A.两溶液中水的电离程度、导电性均相等B.两溶液中阳离子浓度相等C.与等物质的量浓度的盐酸恰好完全反应时,CH3COONa耗酸的体积更多D.稀释相同倍数后,CH3COONa溶液的pH更小7、工业上可以用向溶液中通入制备水溶液中随pH的分布如图所示。下列说法不正确的是。
A.向溶液中通入HCl气体,使溶液一定存在如下关系:B.在亚硫酸氢钠溶液中:C.用制溶液时,应边通气体边测溶液pH,当pH约为4时,停止通D.向溶液中通入氨气至溶液呈中性时,一定存在如下关系:8、已知HA的酸性弱于HB的酸性。25℃时,用NaOH固体分别改变物质的量浓度均为0.1mol•L-1的HA溶液和HB溶液的pH(溶液的体积变化忽略不计),溶液中A-、B-的物质的量浓度的负对数与溶液的pH的变化情况如图所示。下列说法正确的是()
A.曲线Ⅰ表示溶液的pH与-lgc(A-)的变化关系B.=1000C.溶液中水的电离程度:M>ND.N点对应的溶液中c(Na+)<Q点对应的溶液中c(Na+)9、常温下,已知电离常数Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。下列说法正确的是A.NH4HC2O4溶液中,c(NH4+)=c(HC2O4-)B.用H2C2O4溶液中和氨水至中性时,溶液中c(NH4+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)C.(NH4)2C2O4溶液呈酸性,属于酸式盐D.等物质的量浓度的氨水和H2C2O4溶液等体积混合,所得溶液呈碱性。评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)10、在密闭容器中进行反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1
反应②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H2=bkJ·mol-1
反应③2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3
(1)△H3=_____________________________(用含a、b的代数式表示)。
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=_________________________,已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0,在此温度下2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始量均为2.0mol,达到平衡时CO2的转化率为_____________________________,CO的平衡浓度为_____________________________。
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则a_____0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,其他条件不变时,可以采取的措施有_____________________________(填序号)。
A.缩小反应器体积B.再通入CO2C.升高温度D.使用合适的催化剂。
(4)在密闭容器中,对于反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2和O2起始时分别为20mol和10mol;达平衡时,SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应,在相同的温度下,欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,则起始时SO3的物质的量为_____________,其转化率为____________。11、可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g);根据图回答:
(1)压强p1_________p2(填“>”或“<”);
(2)a+b__________c+d(填“>”或“<”);
(3)温度t1℃_________t2℃(填“>”或“<”);
(4)正反应为_________反应。(填吸热或放热)12、在密闭容器中进行反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1
反应②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H2=bkJ·mol-1
反应③2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3
(1)△H3=_____________________________(用含a、b的代数式表示)。
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=_________________________,已知500℃时反应①的平衡常数K=1.0,在此温度下2L密闭容器中进行反应①,Fe和CO2的起始量均为2.0mol,达到平衡时CO2的转化率为_____________________________,CO的平衡浓度为_____________________________。
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO2浓度的两倍,则a_____0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加,其他条件不变时,可以采取的措施有_____________________________(填序号)。
A.缩小反应器体积B.再通入CO2C.升高温度D.使用合适的催化剂。
(4)在密闭容器中,对于反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2和O2起始时分别为20mol和10mol;达平衡时,SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应,在相同的温度下,欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,则起始时SO3的物质的量为_____________,其转化率为____________。13、(1)CuSO4的水溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,常温时的pH_____(填“>”或“=”或“<”),实验室在配制CuSO4的溶液时,常将CuSO4固体先溶于________中;然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以_____(填“促进”;“抑制”)其水解。
(2)泡沫灭火器中的主要成分是_______和_______溶液,反应的离子方程式为________。14、(1)在①NH4Cl②NaCl③CH3COONa三种盐溶液中;常温下呈酸性的是_____(填序号,下同),呈中性的是_____,呈碱性的是_____。
(2)氯化铁水解的离子方程式为______,配制氯化铁溶液时滴加少量盐酸的作用是____。评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)15、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、工业流程题(共3题,共18分)16、草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下。
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Co(OH)2Fe(OH)2Mn(OH)2完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8
(1)CoC2O4·2H2O中C的化合价是____________________________。
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式:______________。
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是____________________________。
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀,沉淀除Al(OH)3外,还有的成分是______________(填化学式),试用离子方程式和必要的文字简述其原理:____________________________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图,萃取剂的作用是______________;其使用的适宜pH范围是______________。
A.2.0〜2.5
B.3.0〜3.5
C.4.0〜4.5
(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=______________。
(7)用m1kg水钴矿(含Co2O360%)制备CoC2O4·2H2O,最终得到产品m2kg,产率(实际产量/理论产量×100%)为____________________________。(已知:M(Co2O3)=166,M(CoC2O4·2H2O)=183,仅需列出数字计算式)。17、2020年12月,嫦娥五号“探月”任务正在进行当中,本次任务将实现中国首次月球无人采样返回,助力深化月球成因和演化历史等科学探究,时隔n年,人类再一次成功取得月球样本,中国成为人类第三个获取月球样本的国家。电源是航天器在广袤太空中持续运行的重要支撑,嫦娥五号采用的是钴酸锂电源,以钴酸锂为正极材料所制备的锂离子电池,具有重量轻,比能量高,工作电压高,放电平衡、寿命长等特点。从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2)中;回收钴;锂的操作流程如图所示:
回答下列问题。
(1)“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝,该反应的离子方程式为_______;
(2)LiCoO2中Co的化合价为_______,“酸浸”时主要反应的离子方程式为_______;若将硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代,也可以达到“酸浸”的目的,但会产生_______(填化学式)污染环境。
(3)“沉钴”后溶液中c(CO2+)=_______。(已知:Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15)
(4)根据下图判断:“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括_______、_______、洗涤、干燥等步骤。证明Li2CO3固体已洗涤干净的实验方法_______。
18、已知:相关物质的溶度积常数见下表:。物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp2.2×10-202.6×10-391.7×10-71.3×10-12
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯:
(1)最适合作氧化剂X的是_________(填字母),加入X的目的是______________。
A.K2Cr2O7B.NaClOC.H2O2D.KMnO4
加入的物质Y是____________(填化学式),调至溶液pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=__________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。(I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)
①可选用___________作滴定指示剂。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为_______________。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共2分)19、某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)A点表示Ag2SO4是_____(填“过饱和”“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)该温度下Ag2SO4的溶度积常数Ksp=_____。(列式带入数据并计算出结果)
(3)现将足量的Ag2SO4固体分别加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸馏水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
则Ag2SO4的溶解程度由大到小的顺序为_____(填字母)。
(4)向Ag2SO4悬浊液中加入足量Na2CrO4固体,可观察到有砖红色沉淀生成(Ag2CrO4为砖红色),写出沉淀转化的离子方程式:_____。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【详解】
A.化学平衡常数只与温度有关;该反应体系的温度不变,化学平衡常数不变,故A正确;
B.缩小容器容积;体系的压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以平衡向正反应方向移动,故B正确;
C.缩小容器容积;所有气体的浓度均增大,故C正确;
D.达到平衡状态时缩小容器容积;压强增大,正;逆反应速率均增大,只是增大幅度不一样,故D错误;
故选D。2、B【分析】【详解】
A.达到平衡后;升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,故A错误;
B.0~3s内,反应速率为v(NO2)==0.2mol•L-1•s-1;故B正确;
C.催化剂同等程度增大正逆反应速率;不影响平衡移动,故C错误;
D.x为c(O2)时;增大浓度,平衡逆向移动,转化率减小,与图象不符,故D错误;
故答案为B。3、D【分析】【分析】
【详解】
当△G=△H-T△S<0时;反应能进行,则有△H;T、△S三者共同决定反应能否自发进行;
A.放热反应有利于反应的自发进行;但是不一定所有的放热反应都是自发反应,故A错误;
B.熵增大的反应有利于反应的自发进行;但是熵增加的反应不一定都是自发反应,故B错误;
C.过程的自发性仅能用于判断过程的方向;不能确定过程是否一定能发生,故C错误。
D.化学反应能否自发进行的判据是:△H-T△S<0;必须综合考虑体系的焓变和熵变,故D正确;
故答案为D。4、C【分析】【详解】
A.根据电离平衡常数知;在醋酸中这几种酸都不完全电离,都是弱酸,选项A正确;
B.在醋酸中,高氯酸的电离平衡常数最大,所以高氯酸的酸性最强,反应HClO4+NaHSO4=NaClO4+H2SO4能进行;选项B正确;
C.在冰醋酸中硫酸存在电离平衡,所以其电离方程式为H2SO4⇌H++HSO4-;选项C错误;
D.Ka(HCl)>Ka(HNO3),故酸性:HCl>HNO3;选项D正确;
答案选C。5、C【分析】【详解】
A.MCl溶液中加入NaOH溶液,溶液的pH逐渐增大,M+离子逐渐减小,MOH的浓度逐渐增大,则lg的值逐渐减小,则曲线L1表示lg与pH的变化关系;故A正确;
B.曲线L2表示lg与pH的变化关系,lg=0时,=1,此时pH=5.5,c(H+)=1×10-5.5mol/L,则Ka(HA)==c(H+)=1×10-5.5;故B正确;
C.a点溶液的pH>7,对于曲线L2,由于A-离子水解导致溶液呈碱性,促进了水的电离,而对于曲线L1,MCl溶液呈酸性,a点时呈碱性,说明MOH的电离程度大于M+离子水解程度;抑制了水的电离,所以两溶液中水的电离程度不同,故C错误;
D.曲线L1中,lg=0时,=1,Kb(MOH)=c(OH-)>1×10-5>1×10-5.5,根据Kh=可知,电离平衡常数越大,对应离子的水解程度越小,则水解程度A->M+,则MA溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+)、c(M+)>c(A-),溶液中离子浓度大小为:c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);故D正确。
故选C。6、C【分析】【分析】
由于CH3COONa为强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,但水解是微弱的,因此等体积等pH的CH3COONa与NaOH两种溶液,c(CH3COONa)>c(NaOH);据此分析解答。
【详解】
由于CH3COONa为强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,但水解是微弱的,因此等体积等pH的CH3COONa与NaOH两种溶液,c(CH3COONa)>c(NaOH);
A.CH3COONa为强碱弱酸盐,水解促进水的电离,NaOH为强碱,抑制水的电离,由分析知,c(CH3COONa)远大于c(NaOH),因此CH3COONa溶液的导电性大于NaOH溶液的导电性;故A错误;
B.由分析知,等pH的CH3COONa与NaOH两种溶液,c(CH3COONa)远大于c(NaOH),则CH3COONa溶液中阳离子浓度大于NaOH溶液中阳离子浓度;故B错误;
C.由分析知,等体积等pH的CH3COONa与NaOH两种溶液,c(CH3COONa)>c(NaOH),所以与等物质的量浓度的盐酸恰好完全反应时,CH3COONa耗酸的体积更多;故C正确;
D.稀释促进CH3COONa的水解,生成更多的氢氧根离子,因此CH3COONa的pH减小程度更小,则稀释相同倍数后,CH3COONa溶液的pH更大;故D错误;
答案选C。7、D【分析】【详解】
A.向溶液中通入HCl气体,发生反应为:+HCl=NaCl+H2SO3,根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),由图像可知当溶液c(HSO3-)=c(H2SO3),所以成立;故A正确;
B.根据盐类水解规律,在亚硫酸氢钠溶液中:不水解的离子浓度大于水解离子浓度,又因为HSO3-的电离程度大于水解程度,所以个离子间大小的关系为:故B正确;
C.由图像可知当pH约为4时,c(HSO3-)最大,如果继续通入c(HSO3-)将减小,不利于的合成;故C正确;
D.向溶液中通入氨气至溶液呈中性时,溶液中存在电荷守恒,即:c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(HSO3-)+c(OH-)+2c(SO32-),溶液呈中性c(H+)=c(OH-),所以(Na+)+c(NH4+)=c(HSO3-)+2c(SO32-);故D错误;
答案:D。8、D【分析】【详解】
A.HA的酸性弱于HB的酸性,则Ka(HA)<Ka(HB),加入NaOH变为中性时,HA加入的NaOH固体量少,c(Na+)离子浓度小,c(A−)离子浓度小,则−lgc(A−)大,因此曲线II表示pH与−1gc(A−)的关系;故A错误;
B.对于HA,取点(10,2),则c(H+)=10−10molL−1,c(A−)=10−2molL−1,则同理对于HB,取点(8,2),则c(H+)=10−8molL−1,c(B−)=10−2molL−1,则所以Ka(HB):Ka(HA)=10−9:10−11=100;故B错误;
C.M点和N点溶液中c(A−)=c(B−),M点是酸电离占主要显酸性,是抑制水的电离溶液,N点是盐水解占主要显碱性,所以水的电离程度M<N;故C错误;
D.对于N点溶液,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(B−),对于Q点溶液,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(A−),N点和Q点溶液pH相同,则两溶液中c(H+)和c(OH−)分别相等,但c(B−)−),则N点对应的溶液中c(Na+)+);故D正确。
综上所述,答案为D。9、B【分析】【分析】
由上述题干可知,=5.6×10-10,=1.6×10-10,=1.7×10-13;根据相关常数的关系分析解答。
【详解】
A.NH4HC2O4溶液中,与Ka2(H2C2O4)不相等,因此溶液中与不相等;故A错误;
B.用H2C2O4溶液中和氨水至中性时,溶液中电荷守恒为:溶液呈中性,因此故B正确;
C.(NH4)2C2O4不能电离出氢离子;因此属于正盐,故C错误;
D.等物质的量浓度的氨水和H2C2O4溶液等体积混合后溶质为NH4HC2O4,大于故溶液呈酸性,故D错误;
故答案为:B。
【点睛】
正盐:在酸跟碱完全中和生成的盐中,不会有酸中的氢离子,也不会有碱中的氢氧根离子,只有金属阳离子和酸根离子的盐;酸式盐:可电离出氢离子的盐,通常是酸中的氢离子部分被中和的产物,如碳酸氢钠、硫酸氢钾等,酸式盐溶液可呈酸性,也可呈碱性,其酸碱性取决于该酸式根给出或接受电子的倾向强弱。二、填空题(共5题,共10分)10、略
【分析】【详解】
(1)由盖斯定律2×①+②得到,2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3=(2a+b)kJ·mol-1
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=c(CO)/c(CO2),设转化的CO2的物质的量为xmol,则平衡时CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为(2-x)mol,K=c(CO)/c(CO2)==1.0,x=1mol,CO2的转化率=×%=50%,c(CO)==0.5mol/L;
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是C02浓度的两倍;对于反应①,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应进行,故a>0;
A.该反应前后气体的物质的量不变;缩小反应器体积,压强增大,平衡不移动,A不符合;
B.通入CO2;浓度增大,速率加快,平衡向正反应移动,CO的物质的量增大,B符合;
C.该反应正反应是吸热反应;升高温度,速率加快,平衡向正反应移动,CO的物质的量增大,C符合;
D.使用合适的催化剂;加快反应速率,平衡不移动,D不符合。
(4)在相同的温度下,欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,说明两平衡是等效平衡,按化学计量转化到一边,对应成分的物质的量相同,根据方程式可知,20molSO2和10molO2完全转化,可得SO3的物质的量为20mol,故从SO3开始反应,达到相同平衡状态,需要SO3物质的量为20mol;SO2的转化率为80%,其转化的物质的量为20mol×80%=16mol,所以从SO3开始反应,达到相同平衡状态,SO3物质的量为16mol,转化的SO3物质的量为(20-16)mol=4mol,其SO3转化率为=20%。【解析】①.(2a+b)kJ·mol-1②.K=c(CO)/c(CO2)③.50%④.0.5mol/L⑤.>⑥.BC⑦.20mol⑧.20%11、略
【分析】【分析】
根据“先拐先平”判断:p2>p1,t1>t2。p2>p1,增大压强,A的转化率减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动;t1>t2;温度升高,A的百分含量减小,说明平衡正向移动,△H>0。
【详解】
(1)由图像可知时p2先达到平衡,说明p2压强较大,反应速率较大,则压强p1比p2小,故答案为:p1<p2;
(2)增大压强,A的转化率减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,则(a+b)比(c+d)小,故答案为:a+b<c+d;
(3)由图象可知t1℃时先达到平衡,温度较高,则温度t1℃比t2℃高,故答案为:t1℃>t2℃;
(4)温度升高,A的百分含量减小,说明平衡正向移动,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,故答案为:吸热。【解析】①.p1<p2②.(a+b)<(c+d)③.t1℃>t2℃④.吸热12、略
【分析】【详解】
(1)由盖斯定律2×①+②得到,2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)△H3=(2a+b)kJ·mol-1
(2)反应①的化学平衡常数表达式K=c(CO)/c(CO2),设转化的CO2的物质的量为xmol,则平衡时CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为(2-x)mol,K=c(CO)/c(CO2)==1.0,x=1mol,CO2的转化率=×%=50%,c(CO)==0.5mol/L;
(3)将上述平衡体系升温至700℃,再次达到平衡时体系中CO的浓度是C02浓度的两倍;对于反应①,说明升高温度平衡向正反应移动,升高温度平衡向吸热反应进行,故a>0;
A.该反应前后气体的物质的量不变;缩小反应器体积,压强增大,平衡不移动,A不符合;
B.通入CO2;浓度增大,速率加快,平衡向正反应移动,CO的物质的量增大,B符合;
C.该反应正反应是吸热反应;升高温度,速率加快,平衡向正反应移动,CO的物质的量增大,C符合;
D.使用合适的催化剂;加快反应速率,平衡不移动,D不符合。
(4)在相同的温度下,欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同,说明两平衡是等效平衡,按化学计量转化到一边,对应成分的物质的量相同,根据方程式可知,20molSO2和10molO2完全转化,可得SO3的物质的量为20mol,故从SO3开始反应,达到相同平衡状态,需要SO3物质的量为20mol;SO2的转化率为80%,其转化的物质的量为20mol×80%=16mol,所以从SO3开始反应,达到相同平衡状态,SO3物质的量为16mol,转化的SO3物质的量为(20-16)mol=4mol,其SO3转化率为=20%。【解析】①.(2a+b)kJ·mol-1②.K=c(CO)/c(CO2)③.50%④.0.5mol/L⑤.>⑥.BC⑦.20mol⑧.20%13、略
【分析】【分析】
(1)CuSO4是强酸弱碱盐;结合铜离子水解的方程式分析解答;
(2)HCO3-和Al3+均可发生水解,相互促进,产生气体CO2和沉淀Al(OH)3;据此分析解答。
【详解】
(1)CuSO4是强酸弱碱盐,铜离子水解方程式为Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+,水解后溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性,常温下pH<7;为了防止CuSO4水解,所以配制CuSO4溶液时将CuSO4先溶于较浓的硫酸中;抑制其水解,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,故答案为:酸;<;硫酸;抑制;
(2)沫灭火器中的主要成分是Al2(SO4)3和NaHCO3溶液,HCO3-和Al3+均可发生水解,且相互促进,产生气体CO2和沉淀Al(OH)3,离子方程式为Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案为:Al2(SO4)3;NaHCO3溶液;Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。
【点睛】
本题的易错点为(2),要注意铝离子和碳酸氢根离子易发生双水解而不能共存。【解析】酸<硫酸抑制Al2(SO4)3NaHCO3溶液Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑14、略
【分析】【分析】
根据盐溶液中存在的水解平衡和影响水解平衡的因素分析。
【详解】
(1)①NH4Cl为强酸弱碱盐,NH4+水解使溶液呈酸性,②NaCl为强酸强碱盐,溶液呈中性,③CH3COONa为强碱弱酸盐,CH3COO-水解使溶液呈碱性;
(2)氯化铁为强酸弱碱盐,水解呈酸性,水解离子方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;配制溶液时应防止水解生成沉淀而使溶液变浑浊,则应加入盐酸。
【点睛】【解析】①②③Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+抑制氯化铁的水解三、判断题(共1题,共2分)15、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、工业流程题(共3题,共18分)16、略
【分析】【分析】
用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4•2H2O,水钴矿中加入盐酸,可得CoCl3、FeCl3、AlCl3、MnCl2、MgCl2、CaCl2,信息①中浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,则加入的Na2SO3将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+;工艺流程最终得到草酸钴,加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF溶液除去钙、镁,过滤后,向滤液中加入萃取剂,将锰离子萃取,萃取后的余液中主要含有CoCl2,加入草酸铵溶液得到草酸钴,最后再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤得到CoC2O4·2H2O;据此解答。
【详解】
(1)CoC2O4·2H2O中Co为+2价;O为-2价,根据各元素正;负化合价代数和为0,计算得元素C的化合价是+3价;
(2)加入的Na2SO3主要Co3+还原为Co2+,发生反应的离子方程式为:Co2O3+4H++SO32-═2Co2++SO42-+2H2O;
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是加入NaClO3发生可以将溶液中Fe2+氧化,进而调节pH除去Fe3+;
(4)加Na2CO3调节溶液pH=5.2,能使Fe3+、Al3+离子转化成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,原因是:因Fe3+和Al3+水溶液中存在水解平衡Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,加入碳酸钠后CO32-与H+结合生成难电离的HCO3-;使水解平衡右移而产生沉淀;
(5)根据流程图可知,过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MnCl2,此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子,加入萃取剂目的是除去Mn2+,则选取的萃取剂不与水互溶,不与水、Co2+反应,相同条件下杂质离子在萃取剂中溶解度大而Co2+在萃取剂中溶解度小;由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液pH在3.0~3.5之间,可使Mn2+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀;故B正确,故答案为B。
(6)当加入过量NaF后,所得滤液====0.7;
(7)m1kg水钴矿中含Co2O3的物质的量为则CoC2O4·2H2O的理论产量为×2×183g/mol,则产率为×100%=×100%。【解析】+3SO32-+Co2O3+4H+=2Co2++SO42-+2H2O将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+Fe(OH)3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入的碳酸钠(或CO32-)与H+反应,c(H+)降低,从而促进水解平衡向右移动除去溶液中的Mn2+B0.7×100%17、略
【分析】【详解】
(1)根据题中信息可知,正极材料主要由Al、LiCoO2构成,LiCoO2不能够和NaOH溶液发生反应,因此“碱浸”过程中产生的气体为Al和NaOH溶液反应生成的H2,“过滤”所得滤液中的主要成分为NaAlO2,其和盐酸反应能够得到Al(OH)3,反应的离子方程式为:AlO+H++H2O=Al(OH)3↓,故答案为:AlO+H++H2O=Al(OH)3↓。
(2)LiCoO2中锂元素化合价为+1,氧元素为-2,所以Co的化合价为+3;“酸浸”时的反应物为LiCoO2、硫酸和Na2S2O3,根据“沉钴”的产物为Co(OH)2可判断,反应后Co元素的化合价从+3降低为+2,根据氧化还原反应规律以及工艺中最后可得到Na2SO4·10H2O的副产品,可知S元素的化合价升高,因此Na2S2O3是反应的还原剂,由上述分析可知“酸浸”时主要反应的离子方程式为8LiCoO2+22H++S2O=8Li++8Co2++2SO+11H2O;若将硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代,可知该情况下盐酸为还原剂,其和LiCoO2发生氧化还原反应会生成污染环境的Cl2;故答案为:+3;8LiCoO2+22H++S2O=8Li++8Co2++2SO+11H2O;Cl2;
(3)“沉钴”产物为Co(OH)2,为了不引入别的杂质,同时达到沉淀Co2+的目的,应该加入NaOH溶液或NaOH固体,由流程图可知,当溶液的pH=9.5时,Co2+会完全沉淀,此时溶液中c(OH-)=mol/L=10-4.5mol/L,由Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15可知“沉钴”后溶液中c(Co2+)==1.09×10-6mol/L,故答案为:1.09×10-6mol/L。
(4)分析溶解度曲线可知Li2CO3微溶,其溶解度随温度的升
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