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…………○…………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年北师大新版选择性必修1化学上册月考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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共6题,共12分)1、由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知:溶液A为1L1mol/LAgNO3溶液;溶液B为1L4mol/LAgNO3溶液)
A.电池放电过程中Ag(1)为正极,电极反应为Ag++e-=AgB.a电极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,b电极上发生的是还原反应C.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得80g氢氧化钠2、下列说法不能用勒夏特列原理解释的是A.打开可乐瓶,有大量泡沫冲出B.棕红色NO2气体加压后最终颜色变浅C.氨水应密闭保存,放置低温处D.由H2(g)、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系加压后颜色变深。3、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,铅蓄电池放电时发生如下反应:负极Pb+=PbSO4+2e-,正极PbO2+4H+++2e-=PbSO4+2H2O。今若制得Cl20.025mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是A.0.025molB.0.050molC.0.10molD.0.20mol4、下列有关电解质溶液的说法不正确的是()A.向0.1mol·L-1CH3COONa溶液中加入少量水,溶液中减小B.将FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分不同C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中=1D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变5、某温度时,悬浊液中存在:沉淀溶解平衡;其平衡曲线如图所示。下列说法错误的是。
A.加入可以使溶液由c点变到a点B.加入少量水,平衡右移,浓度不变C.b点对应溶液中没有沉淀生成D.c点对应的等于a点对应的6、不同温度下,反应的平衡常数如表所示。下列说法正确的是()。温度/0100200300400平衡常数/66713
A.该反应的B.压缩体积能提高CO的转化率C.理论上,高温的条件可提高该反应原料气的转化率D.时,向密闭容器中投入和平衡时CO转化率为50%,则该反应温度在之间评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)7、将CH4设计成燃料电池;其利用率更高,装置示意如图(A;B为多孔性碳棒)持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。则下列说法错误的是()
A.通入CH4的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极B.0<V≤22.4L电池总反应的化学方程式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2OC.22.4L<V≤44.8L时,负极电极反应为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+D.V=33.6L时,溶液中只存在阴离子8、研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示;两电极区间用允许阳离子通过的半透膜隔开。下列说法错误的是。
A.电池正极区电极反应式为HCOO--2e-+2OH-=HCO+H2OB.储液池甲中发生的反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2OC.放电时,1molHCOOH转化为KHCO3时,消耗11.2L的氧气D.该系统总反应的离子方程式为2HCOOH+O2+2OH-=2HCO+2H2O9、以CH3CH=CH2、NH3、O2为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的化学方程式如下所示:
反应I.2C3H6(g)+2NH3(g)+3O2(g)2C3H3N(g)+6H2O(g);
反应II.C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)。
反应相同时间,丙烯腈产率与反应温度的关系如图a所示,丙烯腈和丙烯醛的平衡产率与的关系如图b所示。下列说法不正确的是(丙烯腈的选择性=×100%)
A.其他条件不变,增大压强有利于提高丙烯腈平衡产率B.图a中X点所示条件下,延长反应时间能提高丙烯腈产率C.图a中Y点所示条件下,改用对丙烯腈选择性更好的催化剂能提高丙烯腈产率D.由图b中Z点可知,该温度下反应II的平衡常数为10、已知X(g)和Y(g)可以相互转化:现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中;反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法正确的是。
A.若混合气体的密度不变,则说明反应已达化学平衡状态B.a、b、c、d四个点表示的反应体系中,表示化学反应处于平衡状态的只有b点C.25~30min内用X表示的平均化学反应速率是D.反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是升高体系温度11、对于反应在密闭容器中进行,下列条件能加快该反应的反应速率的是()A.缩小体积使压强增大B.体积不变,充入使压强增大C.体积不变,充入He使压强增大D.压强不变,充入He使体积增大12、某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产晶体的工艺流程如下:
下列说法正确的是A.滤渣为Fe(OH)3B.焙烧过程中每消耗1molCuS则消耗1.5molO2C.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,证明该气体具有漂白性D.将获得的CuCl2·2H2O晶体直接加热分解可制得CuCl2固体13、常温时,在H2CO3溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液中H2CO3、HCO3-和CO32-的物种分布分数(X)=与pH的关系如图所示:
下列说法不正确的是()A.反应H2CO3H++的lgK=-6.4B.pH=8的溶液中:c(Na+)>c()C.NaHCO3溶液中滴入少量盐酸至溶液显中性:c(Na+)=2c()+c()D.向pH=6.4的溶液中滴加NaOH溶液至pH=8,主要发生的离子反应:+OH−=+H2O14、一定温度下,硫酸盐(代表)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:向10mL0.01mol/L溶液中滴入1滴(约0.05mL)0.01mol/L溶液出现白色浑浊,而滴入1滴(约0.05mL)0.01mol/L溶液无浑浊出现。下列说法中错误的是。
A.欲使c点对应溶液移向a点,可加浓溶液B.BaSO4和SrSO4两沉淀可以相互转化C.向等浓度的BaCl2溶液和SrCl2溶液中滴入Na2SO4溶液,先生成溶液SrSO4沉淀D.的平衡常数为评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)15、铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护;烧杯内液体均为饱和食盐水。
(1)在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是_____(填装置序号),该装置中正极反应式为_________。
(2)为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述__________(填装置序号)装置原理进行防护。
(3)通信用磷酸铁锂电池有体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色环保等众多优点。磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池,放电时,正极反应式为M1-xFexPO4+e-+Li+=LiM1-xFexPO4;其原理如图所示。
①放电时,电流由_________电极经负载流向__________电极;负极反应式为______________。
②该电池工作时Li+移向___________电极;充电时石墨电极接电源的______________极。16、向2L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B,发生反应A(s)+2B(g)D(g)+E(g)ΔH=QkJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表:。时间(min)物质的量(mol)01020304050B2.001.361.001.001.201.20D00.320.500.500.600.60E00.320.500.500.600.60
(1)T℃时,该反应的平衡常数K=____________________________。
(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,据表中数据判断改变的条件可能是_____(填编号)。
a.通入一定量的Bb.加入一定量的固体Ac.适当缩小容器的体积。
d.升高反应体系温度e.同时加入0.2molB;0.1molD、0.1molE
(3)对于该反应,用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的____________(填序号)。
(4)容器的体积和温度T1℃不变,向该容器中加入1.60molB、0.20molD、0.20molE和nmolA,达到平衡后,与表格中20分钟时各物质的浓度完全相同,投入固体A的物质的量n的取值范围是______。
(5)若该密闭容器绝热,实验测得B的转化率随温度变化的示意图如图所示。由图可知,Q________0(填“大于”或“小于”),c点v正________v逆(填“大于”;“小于”或“等于”)。
17、我国十分重视保护空气不被污染;奔向蓝天白云,空气清新的目标正在路上。硫;氮、碳的大多数氧化物都是空气污染物。完成下列填空:
I.(1)碳原子的最外层电子排布式为___。氮原子核外能量最高的那些电子之间相互比较,它们不相同的运动状态为___。硫元素的非金属性比碳元素强,能证明该结论的是(选填编号)___。
A.它们的气态氢化物的稳定性。
B.它们在元素周期表中的位置。
C.它们相互之间形成的化合物中元素的化合价。
D.它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
Ⅱ.已知NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g);在一定容积的密闭容器中进行该反应。
(2)在一定条件下,容器中压强不发生变化时,___(填“能”或“不能”)说明该反应已经达到化学平衡状态,理由是:___。
在一定温度下,若从反应体系中分离出SO3,则在平衡移动过程中(选填编号)___。
A.K值减小B.逆反应速率先减小后增大。
C.K值增大D.正反应速率减小先慢后快。
Ⅲ.化学家研究利用催化技术进行如下反应:2NO2+4CON2+4CO2+Q(Q>0)
(3)写出该反应体系中属于非极性分子且共用电子对数较少的物质的电子式___。按该反应正向进行讨论,反应中氧化性:___>___。
若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L,则用NO2来表示反应在此2min内的平均速率为___。
(4)已知压强P2>P1,试在图上作出该反应在P2条件下的变化曲线___。
该反应对净化空气很有作用。请说出该反应必须要选择一个适宜的温度进行的原因是:___。18、(1)近年来;随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
直接氧化法可按下列催化过程进行:
则的_________
(2)环戊二烯()是重要的有机化工原料;广泛用于农药;橡胶、塑料等生产。
已知:(g)=(g)+H2(g)∆H1=100.3kJ·mol-1①
②
对于反应:(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③,∆H3=_________kJ·mol-1
(3)氢能源是最具应用前景的能源之一;高纯氢的制备是目前的研究热点,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为和其物质的量之比为甲烷和水蒸气反应的方程式是________。
②已知反应器中还存在如下反应:
i.
ii.
iii.......
iii为积炭反应,利用和计算时,还需要利用_______反应的19、(1甲醛是一种重要的化工产品;可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
①甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是___________填“吸热”或“放热”反应。
②过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?___________,原因是___________。
(2)在101kPa下,1g甲醇燃烧生成和液态水时放热则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:___________。
(3)△H1___________△H2(填“>”;“﹤”或“=”)
(4)已知拆开键、键、键分别需要的能量是则与反应生成的热化学方程式为:___________
(5)白磷与氧可发生如下反应:已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为如下。化学键键能abcde
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的___________;
(6)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂反应生成和水蒸气。
已知:①
②
写出肼和反应的热化学方程式___________。20、电解质的水溶液中存在电离平衡;请根据所学知识回答下列问题:
(1)醋酸是常见的弱酸。
①常温下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是___________(填序号)。
a.c(H+)b.c.c(H+)∙c(OH-)
d.e.
②请设计一个简单的实验验证醋酸与碳酸的酸性强弱___________
(2)常温下,H2C2O4和的电离平衡常数如下:。化学式H2C2O4电离平衡常数
①根据以上信息可知,Na2SO4溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性。
②少量Na2C2O4溶液与过量NaHSO4溶液反应的离子方程式为___________。
③室温下,pH=1的H2SO4溶液中,___________。
(3)室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________点,在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________。
评卷人得分四、判断题(共2题,共16分)21、Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4)。(_______)A.正确B.错误22、0.1mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)。(_______)A.正确B.错误评卷人得分五、工业流程题(共4题,共28分)23、钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、CaO和SiO2等杂质)来制备;其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)已知FeTiO3与盐酸反应后有TiOCl生成,写出该反应的离子方程式______。
(2)流程中的“氧化剂”最好选用什么试剂?为什么______?
(3)写出由FePO4制备LiFePO4的化学反应方程式______。
(4)用双氧水和氨水溶解TiO2固体时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降,为什么______?
(5)过氧化钛酸锂Li2Ti5O15为一种配合物,请分析说明其中的过氧键(O-O)数目有多少_____个。
(6)“浸出”步骤中;温度对铁;钛的浸出效果如下图所示:
总结温度的影响规律:温度对铁和钛浸出效果的影响相似。请另写出两条规律_____。
(7)25°C下,已知FePO4、Ca3(PO4)2与Mg3(PO4)2的标准溶度积常数K(简称为溶度积常数,简写为Ksp)分别为9.9×10-29、2.0×10-33、9.9×10-25,H3PO4的三级标准电离常数K(简称为电离常数,简写为Kai)依次为7.1×10-3、6.3×10-8、4.2×10-13.若第二次过滤后所得滤液中Fe2+、Ca2+与Mg2+浓度分别为1.0、0.02、0.01mol/L。试问,加入氧化剂和磷酸后(假设此时溶液中H+与H3PO4浓度均为1.0mol/L),是否有Ca3(PO4)2与Mg3(PO4)2沉淀生成_____?
(8)若采用钛酸锂和磷酸亚铁锂作电极组成电池,充电时发生反应为:Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0<x<1),请写出该电池放电时的阳极反应方程式_____。24、硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)硼与浓的氢氧化钠溶液在加热条件下有类似硅的反应,反应后硼元素以BO形式存在于溶液中,写出硼与浓的氢氧化钠溶液反应的化学方程式:_______。
(2)Na2B4O7易溶于水,较易发生水解:B4O+7H2O⇌4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。则滤渣I中除CaSO4外还有_______、_______(填化学式)。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(4)工艺流程中“调pH”应不低于_______。(已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33;当溶液中离子浓度小于等于1×10-6mol·L-1时认为该离子沉淀完全)。“煮沸”的目的是_______。
(5)该工艺流程中包含多次过滤操作,实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为_______。
(6)我国科学家研发出以惰性电极材料电解NaBO2的碱性溶液制备NaBH4的方法。阴极产生NaBH4则阳极的电极反应式为。_______。25、以金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)为原料回收镍钴生产NiSO4·7H2O和CoCl2·6H2O的工艺如图:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:。金属离子Co3+Co2+Fe3+Fe2+Ni2+开始沉淀的pH0.37.21.56.36.9沉淀完全的pH1.19.22.88.38.9
②常温下,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7。
回答下列问题:
(1)将废料研磨成粉的作用是___。
(2)理论上“除铁”需控制pH的范围为___,“滤渣2”中除Fe(OH)3外,还有少量黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12],写出Fe3+生成黄钠铁矾的离子方程式:___。
(3)写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式:___。“镍钴分离”后溶液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1,若“滤液2”中c(CO)=10-5mol·L-1,则沉镍率=___[沉镍率=]。
(4)“转化”时产生的气体为___。
(5)碱性镍氢电池是国产比亚迪汽车车载电池之一,其电池反应为:NiOOH+MHNi(OH)2+M。放电时,负极反应式为___。26、铟(In)作为种稀有贵金属在很多高新领域有广泛应用,随着铟的应用越来越广泛,人类对铟的需求量日益增加,有效富集回收铟的技术也越来越受到重视。回收处理含铟废渣[In的质量分数为9.8%,同时含有FeCl3、SiO2、SnO、Tl(OH)3杂质]是提高铟回收率的主要途径之一。
提示:①溶液中一些金属离子水解生成氢氧化物沉淀时的pH如表:。金属离子Fe3+In3+Fe2+开始沉淀pH2.02.97.15沉淀完全pH3.25.08.15
②“浸渣1”的主要成分为SnO、Tl(OH)3、SiO2、Fe(OH)3、In(OH)3。
(1)"操作III”的名称为__。
(2)"浸出渣a"的主要成分为__(填化学式)。
(3)加入铁粉净化的最佳工艺控制溶液中硫酸含量为68.6g·L-1,则此时硫酸的物质的量浓度为__mol·L-1,还原渣”的主要成分为Tl和Sn,写出反应生成Tl的离子方程式:__。
(4)加入试剂X调节pH的范围为__至__,可选择的试剂X为__(填标号)。
A.Fe2O3B.FeCO3C.稀硫酸D.稀硝酸。
(5)“沉渣"中加入稀硫酸发生反应的化学方程式为__。
(6)通过加入铝置换出的海绵铟中铟的质量分数达列96.04%。通过以上途径回收铟的总损耗率约为2%,回收效率非常高。某企业每月可产生此种含铟废渣1600kg,利用上述技术手段,理论上可获得海绵铟的质量为__kg。评卷人得分六、元素或物质推断题(共4题,共32分)27、A;B、C、D均为中学化学中常见的物质;它们之间的转化关系如下图(部分产物已略去):
试回答:
(1)若D是具有氧化性的单质,则属于主族的金属A为___________(填元素符号)
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字和离子方程式表示)___________;D在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,写出腐蚀时原电池正极的电极反应式______________。
(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B。请写出B转化为C的所有可能的离子方程式______________________。28、已知在下图转化关系(某些转化关系中的产物已略去)中都是中学化学常见的物质;物质A;D、G是单质,磁性黑色物质C是某金属矿物的主要成份,E是一种非氧化性酸,F是混合物,H是极易溶于水的碱性气体。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A________、C__________、I__________
(2)写出反应①的化学方程式:________________________________;写出生成混合物F的离子方程式:__________________________
(3)在一定温度;压强和有催化剂存在的条件下将lmolG和2,5molD放入500mL密闭容器中。经过20min达到平衡;平衡后H的浓度为2mol/L;
①则用G表示20min内的平均反应速率为:____该温度下此反应的平衡常数K=______,D的转化率为__________
②如果保持温度不变,再向容器中同时充入1.5molG和1molH,D的转化率将______(填“升高”、“不变”或“降低”),再次平衡后H的体积分数为___________。29、短周期主族元素X;Y、Z、W的原子序数依次递增;X、Y、Z三种元素的原子序数之和为25,且Z和X的原子序数之和比Y的原子序数的2倍还多1,X原子核外有2个电子层,最外层电子数是核外电子数的2/3;W在所在周期中原子半径最小。回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置是________________
(2)X的原子结构示意图是___________。
(3)用电子式表示Z2Y的形成过程:____________________。
(4)在Z2XY3溶液中加入足量MgCl2溶液,过滤沉淀,取滤液,再滴加CaCl2溶液,溶液仍然出现白色沉淀,说明Z2XY3与MgCl2的反应存在___________,该反应的离子方程式为__________。
(5)以X的简单氢化物、Y的单质为两电极原料,Z2Y溶于水形成的溶液为电解质溶液,可制备燃料电池。该燃料电池的负极反应为___________________。30、Ⅰ.由三种短周期元素组成的化合物A;常温下为无色晶体,易分解;易爆炸,水溶液中相对稳定,是二元含氧酸,一定条件下可用作还原剂。A的制备可以由化合物X经过如下步骤实现:
已知:A的相对分子质量为62,在氧气中灼烧可得红棕色气体M和H2O;二者物质的量之比为2:1;钠汞齐是单质钠溶于单质汞形成混合物,是一种强还原剂;X是一种常见的食品防腐剂和肉类发色剂,俗称“工业盐”;B;E含有相同的阴离子。
(1)X的化学式:___________,A的结构式:___________(A中所有原子都满足稀有气体原子的电子层结构;且具有对称性)。
(2)B的水溶液显碱性,用离子方程式表示其原因:___________
(3)C是氯碱工业产物之一,写出由X生成B的化学方程式:___________
Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO,已知Cl为-1价)是A的“近亲”的衍生物,各原子均满足8电子结构,常用于合成洗涤剂、触媒及用作中间体,实验室常用Cl2与NO制备ClNO。
请回答下列问题:
(1)实验室制备NO可用装置X装置或Y装置,与Y装置相比,使用X装置的优点为___________
(2)亚硝酰氯与水易发生水解反应,该反应的离子方程式为___________参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【分析】
由题意可知左边装置为浓差电池,右边装置为电解装置:电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,因此a电极附近应该产生硫酸,则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电,因此a极为阳极,b极为阴极;Ag(1)为负极,Ag(2)为正极。
【详解】
A.浓差电池放电时,两个电极区的硝酸银溶液的浓度差会逐渐减小,当两个电极区硝酸银溶液的浓度完全相等时,放电停止。电池放电过程中,Ag(2)电极上发生使Ag+浓度降低的还原反应Ag++e-=Ag,Ag(1)电极发生使Ag+浓度升高的氧化反应Ag-e-=Ag+;Ag(2)电极为正极,Ag(1)电极为负极,A项错误;
B.电解池中a、b电极依次为电解池的阳极和阴极,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,水电离的氢离子在阴极(b电极)得电子发生还原反应;B项正确;
C.电解过程中,两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中,Na+通过阳离子交换膜d进入阴极(b极)区,SO通过阴离子交换膜c进入阳极(a极)区;因此c;d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C项错误;
D.电池从开始工作到停止放电,正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L,负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L,正极反应可还原Ag+的物质的量为1L(4mol/L-2.5mol/L)=1.5mol,电路中转移1.5mol电子,电解池的阴极反应生成1.5molOH-;即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠,其质量为60g,D项错误;
故选B。2、D【分析】【详解】
A.可乐中存在二氧化碳的溶解平衡;打开可乐瓶,溶解平衡向气体体积增大的方向移动,二氧化碳气体逸出导致有大量泡沫冲出,该说法能用勒夏特列原理解释,故A不符合题意;
B.二氧化氮气体中存在如下平衡2NO2N2O4;增大压强,二氧化氮浓度增大,混合气体颜色变深,平衡向体积减小的正反应方向移动,混合气体颜色又变浅,该说法能用勒夏特列原理解释,故B不符合题意;
C.氨水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3•H2O;该反应是放热反应,降低温度,平衡向生成一水合氨的方向进行,能减少氨气挥发逸出,则氨水应密闭保存,放置低温处能用勒夏特列原理解释,故C不符合题意;
D.氢气与碘蒸汽反应生成碘化氢的反应为气体体积不变的可逆反应;增大压强,碘蒸汽浓度增大,混合气体颜色变深,但平衡不移动,该说法不能用勒夏特列原理解释,故D符合题意;
故选D。3、B【分析】【详解】
根据电子转移守恒,结合负极:Pb+=PbSO4+2e-,可知生成0.025mol氯气时,参加反应Pb的物质的量n(Pb)==0.025mol,由正极、负极电极反应式可知,电池总反应为:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,故消耗硫酸至少为0.025mol×2=0.05mol;答案为B。4、B【分析】【详解】
A、向0.1mol•L-1CH3COONa溶液加入少量水,水解程度增大,n(H+)减小,n(CH3COOH)增大,减小;选项A正确;
B、将FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液分别加热;蒸干、灼烧;由于HCl易挥发,则加热氯化铁溶液最终得到的是氧化铁,而加热硫酸铁溶液最终得到的是硫酸铁,所得固体成分不同,选项B错误;
C、向盐酸中加入氨水至中性,溶液中电荷守恒为c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),显中性,即c(OH-)=c(H+),所以c(Cl-)=c(NH4+),=1;选项C正确;
D、AgCl、AgBr的饱和溶液中存在AgCl(s)+Br-⇌AgBr(s)+Cl-,该反应的平衡常数K=向溶液中加入少量AgNO3;K不变,选项D正确。
答案选B。5、C【分析】【详解】
A.加入AgNO3固体;银离子浓度增大,氯离子浓度减小,可以使溶液由c点变到a点,故A正确;
B.加入少量水,平衡右移,但溶液还是饱和溶液,所以Cl-浓度不变;故B正确;
C.b点在曲线的上方,银离子和氯离子浓度的乘积大于Ksp(),所以b对应溶液中有沉淀生成;故C错误;
D.温度不变;Ksp不变,ac点是相同温度下的溶解沉淀平衡,Ksp相同,故D正确;
故答案:C。6、B【分析】【详解】
A.由表中数据分析可知,该反应的平衡常数随着温度的升高而减小,故该反应的A项错误;
B.压缩体积;平衡右移,CO的转化率增大,B项正确;
C.该反应正向为气体体积减小的放热反应;理论上温度越低;压强越高,原料气的转化率越高,C项错误;
D.初始时由化学方程式可知,若平衡时CO转化率为50%,则平衡时该温度下平衡常数所以该反应温度在之间;D项错误;
答案选B。二、多选题(共8题,共16分)7、CD【分析】【详解】
A.燃料电池中;通入燃料的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,故A正确;
B.当0<V≤22.4L时,0<n(CH4)≤1mol,二氧化碳不足量,则二者反应生成碳酸钾,电池反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O;故B正确;
C.当22.4L<V≤44.8L时,1<n(CH4)≤2mol,在氢氧化钾碱性条件下生成KHCO3和K2CO3溶液,所以负极反应生成CO和HCO故C错误;
D.当V=33.6L时,n(CH4)=1.5mol,溶液中溶液中存在阴离子CO和HCO同时肯定存在阳离子K+;故D错误;
答案选CD。8、AC【分析】【分析】
HCOOH燃料电池中,HCOOH发生失去电子的反应生成HCO所在电极为负极,电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-=HCO+2H2O,正极O2得电子生成H2O,即HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能,总反应为2HCOOH+2OH-+O2=2HCO+2H2O,原电池工作时K+通过半透膜移向正极。
【详解】
A.右侧电池正极区电极反应式为:e-+Fe3+=Fe2+;故A错误;
B.储液池甲中发生的反应为亚铁离子被氧化:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;故B正确;
C.放电时,1molHCOOH转化为KHCO3时,消耗0.5molO2;在标准状况下体积为11.2L,故C错误;
D.负极电极反应式为:HCOOH-2e-+3OH-=HCO-+2H2O,正极电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,该系统总反应的离子方程式为2HCOOH+O2+2OH-=2HCO+2H2O;故D正确;
故选AC。9、AD【分析】【分析】
【详解】
A.2C3H6+2NH3+3O22C3H3N(g)+6H2O(g)是气体体积增大的反应;故增大压强平衡逆向移动,丙烯腈平衡产率降低,故A错误;
B.由图可知;X点丙烯腈的产率未达到最大值,所以在X点的条件下,延长反应时间能提高丙烯腈的产率,故B正确;
C.Y点丙烯腈的产率达到最大值;改用对丙烯腈选择性更好的催化剂,可以增加丙烯腈的产率,减少副产物的量,故C正确;
D.×100%,从图b中可以看出丙烯醛的平衡产率是0.2,但题目没有告诉丙烯的起始量以及转化率是多少,无法计算反应后丙烯以及丙烯醛的浓度,所以平衡表达式中四个物质的浓度均为未知量;故D错误;
故选AD。10、BC【分析】【详解】
A.全气体且恒容体系,混合气体的密度始终不变,故密度不能作为反应是否达到平衡状态的标志,A错误;
B.根据图像可知只有b点表示的反应体系中,各物质的浓度不再发生变化,所以只有b点表示反应处于平衡状态,B正确;
C.25~30min内X的浓度变化量是所以用X表示化学反应的平均速率是C正确;
D.由图可知,反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是X物质的浓度增大,D错误;
故选BC。11、AB【分析】【分析】
压强对反应速率的影响;本质上是物质浓度对反应速率的影响。
【详解】
A.缩小反应体系的体积;总压强增大,各物质的浓度均增大,故反应速率加快,A符合题意;
B.体积不变,充入反应物浓度增大,反应速率加快,B符合题意;
C.体积不变;充入He,总压强虽增大,但体系中各物质浓度均没有改变,故反应速率不变,C不合题意;
D.压强不变;充入He,导致反应体系的体积增大,各物质的浓度均减小,故反应速率减慢,D不合题意;
故选AB。12、AB【分析】【分析】
【详解】
A.铁的化合物与盐酸反应生成氯化铁;调节pH,铁离子发生水解生成氢氧化铁沉淀,则滤渣中主要含氢氧化铁,A正确;
B.焙烧过程中发生反应:每消耗1molCuS则消耗1.5molO2;B正确;
C.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色;证明该气体具有还原性,C错误;
D.将获得的CuCl2·2H2O晶体直接加热,会发生水解得到Cu(OH)2,Cu(OH)2受热分解得到CuO固体,无法得到CuCl2固体;D错误;
答案选AB。13、CD【分析】【分析】
由图可知,在H2CO3溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液中H2CO3含量逐渐减小;、含量逐渐增多,第二步反应逐渐变成
【详解】
A.pH=6.4时,c()=c(H2CO3),反应H2CO3⇌H++的lgc(H+)=-6.4;故A正确;
B.pH=8时,溶液中溶质有Na2CO3、NaHCO3,发生水解和电离,钠离子不水解和电离,所以存在c(Na+)>c();故B正确;
C.中性溶液中c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(C1-)+c()+2c()+c(OH-),则有c(Na+)=c(C1-)+c()+2c();故C错误;
D.pH=6.4的溶液中含有等物质的量的NaHCO3和H2CO3,pH=8的溶液中主要含NaHCO3,该反应过程中主要是碳酸和NaOH的反应,所以主要发生的离子反应为H2CO3+OH-═+H2O;故D错误。
答案选CD。
【点睛】
明确物质成分及其性质、物质之间的转化关系、电离平衡常数计算方法是解本题关键,注意电荷守恒的灵活运用。14、AC【分析】由题意可知Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c()<×0.01mol/L=5×10−7,Ksp(SrSO4)=c(Sr2+)·c()>×0.01mol/L=5×10−7,可判断a点所在直线(实线)表示SrSO4沉淀溶解平衡曲线,b、c点所在直线表示BaSO4沉淀溶解平衡曲线。
【详解】
A.欲使c点SrSO4溶液(不饱和溶液)移向a点(饱和溶液),需使c(Sr2+)、c()都增大且保持相等,则需加入SrSO4固体;故A错误;
B.利用数据可得Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c()=1.0×10-5×1.0×10-5=1×10-10,Ksp(SrSO4)=c(Sr2+)·c()=1.0×10-1.6×1.0×10-1.6=1×10−3.2,则Ksp(BaSO4)<Ksp(SrSO4),在一定条件下,SrSO4可以转化BaSO4,在c(Sr2+)足够大的环境下,BaSO4也可以转化SrSO4;故B正确;
C.根据B项分析,Ksp(BaSO4)<Ksp(SrSO4),向等浓度的BaCl2溶液和SrCl2溶液中滴入Na2SO4溶液,则先生成溶液BaSO4沉淀;故C错误;
D.的平衡常数K===106.8;故D正确;
答案选AC。三、填空题(共6题,共12分)15、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)作原电池正极或作电解池阴极的电极被保护,①装置为原电池铁为负极被腐蚀;②装置为原电池锌做负极被腐蚀,铁做正极被保护;③装置为电解池,铁做阴极被保护,所以三组装置中铁电极腐蚀最快的是①;该装置中发生铁的吸氧腐蚀,所以正极的反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)装置②;③中铁电极均被保护;所以可以采用②、③装置原理进行防护;
(3)①根据放电时的正极反应式可知磷酸铁锂电极为正极,石墨电极为负极,电流由正极经负载流向负极,即从磷酸铁锂点电极流向石墨电极,负极的反应式为LiC6-e-=Li++6C;
②该电池工作时为原电池,原电池中阳离子流向正极,所以锂离子流向磷酸铁锂电极;放电时石墨电极发生氧化反应,则充电时石墨电极发生还原反应为阴极,与电源的负极相接。【解析】①②③磷酸铁锂石墨LiC6-e-=Li++6C磷酸铁锂负16、略
【分析】【详解】
(1)向2L密闭容器发生可逆反应,20分钟内达到平衡状态,A(s)+2B(g)D(g)+E(g)ΔH=QkJ·mol-1
起始量1mol/L00
变化量0.50.250.25
平衡量:0.50.250.25
T℃时,该反应的平衡常数K=c(E)×c(D)/c2(B)=0.25×0.25/0.52=0.25;正确答案:0.25。
(2)30min后,n(B)增加,n(D)、n(E)均增加,说明平衡右移,通入一定量的B可以实现,a正确;改变固体A的量对平衡移动无影响,其它物质的物质的量不发生变化,b错误;适当缩小容器的体积;增大压强,平衡不移动,各物质的量不变,c错误;升高反应体系温度,平衡移动,但是反应物和生成物不能同时增加,d错误;同时加入0.2molB;0.1molD、0.1molE,平衡不移动,各物质的量均增加,e正确;正确选项:ae。
(3)横坐标为时间;纵坐标为浓度的变化量和时间的比值,对于B来说,是物质的量的减小,对于D(g)或E(g)来说,是物质的量的增加,且比值大约为2:1,只有④符合题意,正确选项④。
(4)按题中所建立的平衡,B物质的变化量为0.6mol,根据方程式,A的变化量为0.3mol,为顺利达到此平衡,A的量大于0.3mol,正确答案:>0.3。
(5)B的转化率随着时间变化先增大后减小,说明该反应为放热反应,Q<0,c点为平衡点,v正=v逆,正确答案:小于;等于。【解析】①.0.25②.ae③.④④.>0.3⑤.小于⑥.等于17、略
【分析】【详解】
(1)碳为6号元素,碳原子的最外层电子排布式为2s22p2。氮为7号元素,氮原子核外能量最高的电子排布为2p3,排在相互垂直的的三个轨道上,它们的电子云的伸展方向不相同;A.非金属性越强,气态氢化物越稳定,但H2S的稳定性不如甲烷稳定,不能说明硫元素的非金属性比碳元素强,故A不选;B.不能简单的根据它们在元素周期表中的位置判断非金属性的强弱,故B不选;C.S和C相互之间形成的化合物为CS2,其中C显正价,S显负价,说明硫元素的非金属性比碳元素强,故C选;D.硫酸的酸性比碳酸强,能够说明硫元素的非金属性比碳元素强,故D选;故选CD;故答案为:2s22p2;电子云的伸展方向;CD;
(2)NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)为气体物质的量不变的反应,在一定容积的密闭容器中,容器中气体的压强为恒量,压强不发生变化,不能说明该反应已经达到化学平衡状态;在一定温度下,若从反应体系中分离出SO3,SO3浓度减小,A.温度不变,K值不变,故A错误;B.SO3浓度减小,逆反应速率减小,平衡正向移动,随后又逐渐增大,故B正确;C.温度不变,K值不变,故C错误;D.SO3浓度减小;平衡正向移动,正反应速率逐渐减小,开始时反应物浓度大,反应速率快,随后,反应物浓度逐渐减小,反应速率减小,因此正反应速率逐渐减小先快后慢,故D错误;故选B;故答案为:不能;该反应中,气体反应物与气体生成物的物质的量相等,一定条件下,不管反应是否达到平衡,气体总物质的量不变,压强也不变。所以压强不变,不可说明反应已达到平衡;B;
(3)2NO2+4CON2+4CO2,该反应体系中属于非极性分子的是N2和CO2,N2含有3个共用电子对,CO2含有4个共用电子对,共用电子对数较少的是氮气,电子式为氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应中氧化剂为NO2,氧化产物为CO2,因此氧化性:NO2>CO2;由于2NO2+4CON2+4CO2反应后气体的浓度变化量为1,若该反应中气体的总浓度在2min内减少了0.2mol/L,说明2min内NO2的浓度减小了0.4mol/L,v===0.2mol/(L•min),故答案为:NO2;CO2;0.2mol/(L•min);
(4)2NO2+4CON2+4CO2是一个气体的物质的量减小的反应,增大压强,平衡正向移动,氮气的浓度增大,压强越大,反应速率越快,建立平衡需要的时间越短,压强P2>P1,在P2条件下的变化曲线为该反应是一个放热反应,温度过低,催化剂活性可能小,化学反应速率可能太小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小,因此该反应必须要选择一个适宜的温度进行,故答案为:若温度过低;催化剂活性可能小,化学反应速率可能太小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小。
【点睛】
本题的易错点为(1),元素非金属性强弱的判断方法很多,但要注意一些特例的排除,如本题中不能通过硫化氢和甲烷的稳定性判断非金属性的强弱。【解析】2s22p2电子云的伸展方向C、D不能该反应中,气体反应物与气体生成物的物质的量相等,一定条件下,不管反应是否达到平衡,气体总物质的量不变,压强也不变。所以压强不变,不可说明反应已达到平衡BNO2CO20.2mol/(L•min)若温度过低,催化剂活性可能小,化学反应速率可能太小,若温度过高,使化学反应平衡向逆方向移动,反应物转化率小18、略
【分析】【详解】
(1)已知:
①
②
③
根据盖斯定律,(①+②+③)×2得
(2)已知:
①(g)=(g)+H2(g)∆H1=100.3kJ·mol-1
②
根据盖斯定律,由反应①+反应②得反应③,则
(3)①根据与反应生成的物质的量之比为结合原子守恒可得反应的化学方程式为
②已知:
i.
ii.
iii.......
根据盖斯定律,由或可知,求时,还需要热化学方程式为或【解析】-116+89.3或19、略
【分析】【详解】
(1)①通过图象可以看出;反应物的总能量比生成物的总能量低,故为吸热反应;
②一个化学反应的热效应仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关;与反应的途径无关,仅取决于反应物和生成物的总能量的大小,过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是相同的;故答案为:吸热;相同;反应热仅与反应的始态和终态有关,与反应途径无关;
(2)在101kPa下,1g甲醇燃烧生成和液态水时放热32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为:故答案为:
(3)1mol完全燃烧生成液态水放出的热量多,故故答案为:<;
(4)=反应物的键能总和生成物的键能总和与反应生成的热化学方程式为:故答案为:
(5)反应热=6+5-4-12=故答案为:
(6)已知:①
②根据盖斯定律,可得:肼和的反应:反应的热化学方程式为:故答案:【解析】吸热相同反应热仅与反应的始态和终态有关,与反应途径无关20、略
【分析】【详解】
(1)①常温下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,醋酸的电离程度增大,溶液的体积增大,但溶液体积增大对c(H+)、c(CH3COO-)的影响大于电离程度增大的影响,所以c(H+)、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)减小,c(OH-)增大。
a.由分析可知,CH3COOH溶液在加水稀释过程中,c(H+)不断减小;a符合题意;
b.CH3COOH溶液在加水稀释过程中,c(CH3COO-)不断减小,则增大,b不符合题意;
c.c(H+)∙c(OH-)=KW,温度不变时,KW不变;c不符合题意;
d.CH3COOH溶液在加水稀释过程中,c(H+)不断减小,c(OH-)增大,所以增大;d不符合题意;
e.Ka只受温度变化的影响,所以不变;e不符合题意;
故选a。
②验证醋酸与碳酸的酸性强弱时;可利用强酸制弱酸的原理,则实验方案为:向盛有碳酸氢钠溶液的试管中滴加醋酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。答案为:a;向盛有碳酸氢钠溶液的试管中滴加醋酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊;
(2)①根据以上信息可知,在水溶液中发生部分电离,则能发生水解,Na2SO4溶液呈碱性。
②由于Ka1(H2C2O4)>Ka(NaHSO4)>Ka2(H2C2O4),所以少量Na2C2O4溶液与过量NaHSO4溶液反应的离子方程式为:+=+
③室温下,pH=1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.1mol/L,Ka()==1.2×10-2,=0.12:1。答案为:碱;+=+0.12:1;
(3)在a点,NH4HSO4溶液与NaOH溶液的体积相同,刚好发生反应,生成NaNH4SO4等,此时发生水解,溶液呈酸性;在b点,溶液呈中性,此时溶液中只有少部分转化为NH3∙H2O;在c点,溶液中有二分之一的与OH-发生反应生成NH3∙H2O,此时NH3∙H2O发生电离,溶液呈碱性;在d点,与OH-完全反应生成NH3∙H2O,此时NH3∙H2O发生电离,溶液呈碱性,由此可知,图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是a点。a点时,反应后溶液中,c(Na+)=c()=c(),加入NaOH与少量反应至b点,在b点,溶液呈中性,所以溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)。答案为:a;c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)。
【点睛】
分析b点溶液中离子浓度的大小关系时,可以a点作参照。【解析】(1)a向盛有碳酸氢钠溶液的试管中滴加醋酸;将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
(2)碱+=+0.12:1
(3)ac(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)四、判断题(共2题,共16分)21、A【分析】【分析】
【详解】
草酸钠溶液中存在电荷守恒又存在物料守恒:合并即得c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4):则答案是:正确。22、B【分析】【分析】
【详解】
0.1mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4,NaHA水溶液呈酸性,则HA-水解程度小于电离程度、溶液中A2-离子浓度大于H2A浓度,故答案为:错误。五、工业流程题(共4题,共28分)23、略
【分析】【分析】
【详解】
(5)Li2Ti5O15中,Li为+1价、Ti为+4价。设有x个过氧键,则2价O为(152x)个,从而有21+54=2x+2(152x),解得x=4,即Li2Ti5O15中有4个过氧键【解析】FeTiO3+4H++4Cl=Fe2++TiOCl+2H2OH2O2溶液。因为它不会引入杂质且使用方便2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2+H2O温度过高时,反应物氨水(或双氧水)受热易分解4①温度升高,浸出速率加快;②70C以下,铁、钛的浸出率均随时间增加而呈线性增加,80C以上不是线性增加由H3PO4(aq)3H+(aq)+PO(aq)得K=Ka1Ka2Ka3=1.91022,可知体系中PO浓度为1.91022mol/L,对于Ca2+与Mg2+,有[c(Ca2+)/c]3[c(PO)/c]2=2.91049,其中c=1mol/L,[c(Mg2+)/c]3[c(PO)/c]2=3.61050.以上[c(Ca2+)/c]3[c(PO)/c]2和[c(Mg2+)/c]3[c(PO)/c]2的值均远小于其Ksp,因此不会生成Ca3(PO4)2与Mg3(PO4)2沉淀Li1xFePO4+xLi++xe=LiFePO424、略
【分析】【分析】
硼镁泥主要成份是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,加入硫酸,Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应,由于SiO2不与硫酸反应,CaSO4是微溶的,硼酸在常温下溶解度较小,所以过滤后,滤渣I为SiO2、CaSO4和H3BO3,次氯酸钠具有强氧化性,加入的NaClO可把亚铁离子氧化成铁离子,加MgO调节pH,溶液pH升高,Fe3+生成氢氧化铁沉淀,Al3+生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣II含有Fe(OH)3、Al(OH)3;滤液中含镁离子;硫酸根离子,蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体;据此解答。
【详解】
(1)硼与浓的氢氧化钠溶液在加热条件下有类似硅的反应,反应后硼元素以BO形式存在于溶液中,则B与浓NaOH在加热条件下发生反应,生成NaBO2和H2,化学方程式为2B+2NaOH(浓)+2H2O2NaBO2+3H2↑;
(2)由上述分析可知,滤渣I中除CaSO4外还有SiO2、H3BO3;
(3)氧化过程中NaClO可把亚铁离子氧化成铁离子,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;
(4)由上述分析可知,调pH主要是产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,Ksp[Fe(OH)3]sp[Al(OH)3],所以当Al3+完全沉淀时Fe3+也肯定已经完全沉淀,此时c(OH-)==1×10-9mol/L,则c(H+)=1×10-5mol/L,即pH=5,所以当pH不低于5时,Fe3+、Al3+沉淀完全;煮沸可以加快溶液中Fe3+、Al3+形成沉淀,且即便形成胶体也会发生聚沉,从而避免形成Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体;
(5)实验室中过滤后洗涤沉淀的操作为沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水浸没沉淀;静置,待水自然流下,重复2~3次;
(6)阴极产生NaBH4说明BO参与的是阴极的反应,则阳极应是溶液中的氢氧根放电生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O。【解析】①.2B+2NaOH(浓)+2H2O2NaBO2+3H2↑②.SiO2H3BO3③.2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O④.5⑤.使Al3+、Fe3+充分沉淀⑥.防止生成Fe(OH)3和Al(OH)3胶体⑦.沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀,静置,让水自然流下,重复,上述操作2~3次⑧.4OH--4e-=O2↑+2H2O25、略
【分析】【分析】
金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)中加入HNO3、H2SO4的混合液,金属转化为阳离子溶解在溶液中,Ni、Co转化为Ni2+、Co2+,Fe被HNO3氧化为Fe3+,金刚砂(SiC)不与酸反应,滤渣1是SiC;滤液1加NaOH调pH,此时需让Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,但不能使Ni2+、Co2+沉淀,因此pH需控制为2.8~6.9,滤渣2为Fe(OH)3;滤液中再加NaClO将Co2+氧化为Co(OH)3,反应的离子方程式为ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+;再加Na2CO3,将Ni2+转化为NiCO3沉淀,离子方程式为Ni2++=NiCO3NiCO3中加H2SO4,反应生成NiSO4,经蒸发浓缩、冷却结晶,可得NiSO4∙7H2O;钴镍分离后得到的Co(OH)3加浓HCl,可将三价的Co还原为二价,得到CoCl2,经蒸发浓缩、冷却结晶,可得CoCl2∙2H2O。
【详解】
(1)将废料研磨成粉可以增大接触面积;加快反应速率,提高原料利用率;
(2)根据分析,“除铁”需控制pH的范围为2.8~6.9或2.8≤pH<6.9;根据流程可知,黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的形成需要Fe3+、SONa+、OH-,反应的离子方程式为6Fe3++4SO+2Na++12OH-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓;
(3)根据分析,钴镍分离时发生的反应为ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+;c(CO)=10-5mol/L,根据Ksp(NiCO3)=1.0×10-7可知,c(Ni2+)==0.01mol/L,沉镍率===0.99;
(4)根据分析,转化时Co(OH)3将HCl氧化,HCl转化为Cl2;
(5)根据NiOOH+MHNi(OH)2+M可知,MH为吸附了H原子的合金,M和H均为0价,放电时MH中0价的H失电子生成H2O,电极反应为MH-e-+OH-=M+H2O;【解析】增大固液接触面积,加快酸溶速率,提高原料利用率2.8~6.9或2.8≤pH<6.96Fe3++4SO+2Na++12OH-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+99%或0.99Cl2MH-e-+OH-=M+H2O26、略
【分析】【分析】
由流程可知,加水溶解含铟废渣,“浸渣1”的主要成分为SnO、Tl(OH)3、SiO2、Fe(OH)3、In(OH)3;加稀硫酸酸浸,SiO2不溶解,为浸出渣a的主要成分,浸出液中含有Sn2+、Tl3+、Fe3+、In3+等阳离子,加入铁粉,一方面将Fe3+还原为Fe2+,另一方面置换出Sn和Tl单质,加入FeCO3调pH使In3+沉淀而Fe2+不沉淀,过滤后得到的沉渣中主要含有In(OH)3,用稀硫酸溶解,得到In3+;最后加入Al进行置换,得到海绵铟,由此分析解答。
【详解】
(1)操作III要将沉渣和废液分离;用过滤的方法,故答案为:过滤;
(2)由上述分析可知,浸出渣的主要成分为SiO2,故答案为:SiO2;
(3)硫酸溶液中硫酸含量为68.6g·L-1,其物质的量浓度为:=0.7mol/L;加入铁粉可与Tl3+反应置换出Tl,离子方程式为:3Fe+2Tl3+=3Fe2++2Tl;故答案为:0.7;3Fe+2Tl3+=3Fe2++2Tl;
(4)加入X的目的是调pH使In3+沉淀而Fe2+不沉淀,根据表格中In3+和Fe2+沉淀的pH,调节pH的范围为5.0至7.15,根据这个范围,如果选择Fe2O3调节,则会生成氢氧化铁杂质。考虑到不能带入杂质,应选择FeCO3调节pH;故答案为:5.0;7.15;B;
(5)沉渣的主要成分是In(OH)3,加入稀硫酸反应的化学方程式为:2In(OH)3+3H2SO4=In2(SO4)3+6H2O;故答案为:2In(OH)3+3H2SO4=In2(SO4)3+6H2O;
(6)设可得海绵In的质量为x;根据元素守恒可得关系式:
解得x=160kg,故答案为:160。
【点睛】
本题考查工业流程,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答关键,注意元素化合物知识及关系式计算的应用。【解析】①.过滤②.SiO2③.0.7④.3Fe+2Tl3+=3Fe2++2Tl⑤.5.0⑥.7.15⑦.B⑧.2In(OH)3+3H2SO4=In2(SO4)3+6H2O⑨.160六、元素或物质推断题(共4题,共32分)27、略
【分析】【分析】
【详解】
试题分析:(1)D是具有氧化性的单质,A元素属于短周期主族金属元素,根据反应关系可知A为Na,B为Na2O,D为O2,C为Na2O2;(2)若D是金属.说明金属具有变价,A稀溶液具有氧化性,推断为:HNO3→Fe(NO3)3→Fe(NO3)2,D为Fe,因Fe(NO3)2易被氧化而变质,可加入铁防止被氧化生成硝酸铁,离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,铁在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,发生腐蚀时原电池正极是氧气获得电子变为OH-,该的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—;(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B.判断为:Al3+→Al(OH)3→AlO2-;B转化为C的所有可能的离子方程式为生成氢氧化铝沉淀,在酸溶解的离子方程式是Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,或碱中Al(OH)3溶解反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O。
考点:考查无机物的推断、离子方程式的书写、物质的保存方法等知识。【解析】①.Na②.加入少量铁,防止Fe2+被氧化为Fe3+;2Fe3++Fe=3Fe2+③.O2+2H2O+4e—=4OH—④.Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O或Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O28、略
【分析】【分析】
黑色物质C有磁性是某金属矿物的主要成份,则C为Fe3O4,H是极易溶于水的碱性气体,
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