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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年外研版拓展型课程化学上册阶段测试试卷451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5题,共10分)1、气体A、B分别为0.6mol和0.5mol,在0.4L密闭容器中发生反应:3A+BaC+2D,经5min后,此时气体C为0.2mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下面的结论正确的是A.此时,反应混合物总物质的量为1molB.B的转化率20%C.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)D.a值为32、自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是。
A.工业合成氨属于人工固氮B.雷电作用下与发生化学反应C.含氮无机物与含氮有机物不能相互转化D.在氮的循环过程中涉及氧化还原反应3、下列实验设计合理的是()
。
A.可除去水中溶解的食盐。
B.探究呼出气体与空气中二氧化碳的含量不同。
C.探究分子不断运动。
D.用木炭测定空气中氧气含量。
A.AB.BC.CD.D4、下列溶液中各微粒浓度关系正确的是A.室温下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c()C.同温下,两种盐溶液的浓度相同且pH(NaX)>pH(NaY),则c(X−)+c(OH−)>c(Y−)+c(OH−)D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值减小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)5、80℃时,NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,下列说法不正确的是。起始浓度甲乙丙c(NO2)(mol/L)0.100.200.20c(SO2)/(mol/L)0.100.100.20A.容器甲中的反应在前2min的平均反应速率v(SO2)=0.025mol/(L·min)B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的△H>0D.容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,达到平衡时c(NO)与原平衡相同评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)6、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水7、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。8、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。9、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
10、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)评卷人得分三、工业流程题(共9题,共18分)11、铟(In)是一种稀散金属,常与其他金属矿石伴生,回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO,还含少量PbO、FeS、等)中的金属铟的工艺流程如下:
已知:室温下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。金属离子开始沉淀pH(离子浓度为时)1.363完全沉淀pH2.784.3
回答下列问题:
(1)In为49号元素,常以+3价形式存在于化合物中,基态In原子的价电子排布式为_______。
(2)“中性浸出”的过程为:先加入稀硫酸和适量氧化剂氧化酸浸氧化锌烟尘;反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①与稀反应的化学方程式为_______。
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为该反应的离子方程式为_______。
③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为_______。
④“中浸渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(3)萃取时,发生反应代表有机萃取剂。
①反萃取时,宜选用的试剂X为_______。
②实验室进行萃取和反萃取时,均需要使用的玻璃仪器有_______。
(4)“置换”后的滤液可返回_______(填“滤液1”或“滤液2”)中利用。
(5)“置换”时锌粉的利用率为99.5%,若想获得6.9kg海绵铟,需要使用锌粉_______kg(保留两位小数)。12、工业上用铝土矿(主要成分为氧化铝;含少量氧化铁)制取铝的过程如图所示:
请回答:
(1)试剂1为_______(填化学式),①~④转化中属于氧化还原反应的是_______(填序号);
(2)沉淀B的化学式为_______,写出该物质发生铝热反应的化学方程式_______;(3)电解F,当转移0.6mol电子时,可制得铝_______g;
(4)沉淀D是药物“胃舒平”的主要成分,可用于治疗胃酸(稀盐酸)过多,写出该反应的离子方程式_______;
(5)②中发生反应的离子方程式为_______。13、某兴趣小组设计了利用MnO(含少量铁的氧化物和不溶性杂质)制备二氧化锰的两种方案流程如下:
已知:
①MnO+H2NCOONH4→+2H2OMnCO3↓+2NH3·H2O
②MnO易被空气中氧化;难溶于水;受热易分解;其他硝酸盐相对难分解。
请回答:
(1)方案一中铁元素以_______(填化学式)被除去。
(2)下列说法正确的是_______。A.步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了防止被氧化B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在水中先通氨气至饱和,再通至饱和C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用D.方案二与方案一相比,方案二相对比较环保(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多进行了以下操作。请选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:将带有沉淀的滤纸折卷→_______。
a.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置1朝向摆放;
b.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置2朝向摆放;
c.加热时;不断转动坩埚使滤纸完全灰化;
d.先加热装置3中a处,再加热b处;
e.先加热装置3中b处;再加热a处;
f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化。
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%,不能过大或者过小的理由是_______。
(5)由碳酸锰在空气中灼烧获得的结构比较疏松,步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品。写出其中发生的离子反应方程式_______。14、将少量氯水加入到NaI溶液中”的学生实验产生了大量含碘废液。某研究小组用该含碘废液制备NaI固体,实验流程如下:
已知:反应②2I−+2Cu2++SO32−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+
回答下列问题:
(1)产生含碘废液的离子方程式为____________________________________。
(2)①中I2与Na2SO3溶液反应的离子方程为_________________________________。
(3)③中CuI发生了_____(填“氧化”或“还原”)反应,当有95.5gCuI参与反应,电子转移的数目为_______________,若还原产物只有NO2,写出该反应的化学方程式______________。
(4)化合物B中含两种元素,铁元素与另一种元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为____________。
(5)反应⑤中生成黑色固体和无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,黑色固体的俗称为磁性氧化铁,则⑤的化学方程式为_____________________________________________。15、我国青海查尔汗盐湖蕴藏丰富的盐业资源。经分析知道,该湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。利用盐湖水可得到某些物质。其主要工业流程如下:
请根据上述流程;回答下列问题:
(1)利用湖水得到晶体(A)的方法是_________结晶法(填“降温”或“蒸发”)。
(2)操作Ⅰ的名称为___________,此操作适用于分离__________________。
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据的物理量是__________。
a.摩尔质量b.溶解度c.溶解性d.熔沸点。
(4)检验钾肥中是否含有Na+的实验方法是___________,若含有Na+,能观察到的现象是___________。若需得到高纯度的钾肥,可以采用的提纯方法为_________。
(5)水氯镁石的化学式可表示为MgCl2·xH2O;若通过实验确定x,其实验步骤设计为:
①先称坩埚质量、再称_________________质量;
②高温充分灼烧;
③____________;
④再称量;
⑤____________操作。根据实验数据计算χ时;所需的化学方程式为:
MgCl2·xH2O________+________+_________。16、央视网2019年6月17日报道;针对近年来青蒿素在全球部分地区出现的“抗药性”难题,我国著名药学家;诺贝尔生理学或医学奖获得者屠呦呦及其团队,经过多年攻坚,提出应对“青蒿素抗药性”难题的切实可行治疗方案。从青蒿(粉末)中提取青蒿素的方法以萃取原理为基础,主要有乙醚浸提法和汽油浸提法。青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为156~157℃,沸点为389.9℃,热稳定性差,汽油浸提法的主要工艺流程如下图所示。
注:汽油的沸点为40~200℃。回答下列问题:
(1)超声提取的原理是在强大的超声波作用下,使青蒿细胞乳化、击碎、扩散,超声波提取的优点是___________;时间短、温度低等。
(2)操作1的名称为________,如图所示为操作Ⅱ的实验装置图(部分夹持装置已略),图中A、B、C、D错误的是_______(填标号)。
(3)已知青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而升高,则操作Ⅲ为____________;过滤、洗涤、干燥。
(4)通过控制其他实验条件不变,来研究原料粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示,采用的最佳原料粒度、提取时间和提取温度分别为________。
(5)将青蒿素加入滴有酚酞的NaOH溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与_________(填标号)具有相似的性质。
A乙醇B乙酸甲酯C乙醛D果糖。
(6)已知青蒿素的分子式为C15H22O5(相对分子质量为282),将28.2g青蒿素样品在燃烧管中充分燃烧,将燃烧后的产物依次通过盛有足量P2O5和碱石灰的干燥管,盛有碱石灰干燥管增重的质量为______g。17、已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1的主要操作是___,需用到的玻璃仪器除烧杯外还有___。
(2)固体混合物是____(填化学式)
(3)步骤3中发生反应的化学方程式为___。
(4)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩、___;过滤、洗涤、干燥。
(5)火法制得的粗铜中常混有少量氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜溶于稀硫酸溶液变蓝。试写出该反应的离子方程式___。18、某同学在实验室以α-呋喃甲醛()为原料制备α-呋喃甲醇()和α-呋喃甲酸();过程如下:
相关物质性质如下表:。物质α-呋喃甲醛α-呋喃甲醇α-呋喃甲酸乙醚常温性状无色或浅黄色液体无色透明液体白色针状固体无色透明液体熔、沸点/℃-36.5
161.7-31
171131
230-232-116.3
34.6相对分子量969811274溶解性微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯溶于水、可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿水溶性:36g/L(20℃)微溶于水
回答下列问题:
(1)步骤①所用装置(夹持仪器已省略)如图,盛放NaOH溶液的仪器名称为_____________。
(2)步骤②中操作I是_____________,步骤③中操作II是_____________,操作II前需要向乙醚混合液中加入无水MgSO4,其目的是_________________________________________。
(3)向水层中加入浓盐酸,反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)步骤④操作III包括_____________;过滤、洗涤、干燥。
(5)本实验呋喃甲酸的产率为_____________%(保留三位有效数字),进一步提纯α-呋喃甲酸,若重结晶时加入过多的蒸馏水,则会导致α-呋喃甲酸的产率_____________(填“偏低”“偏高”或“不影响”)。19、碘酸钾可用作食用盐的加碘剂,为无色或白色颗粒或粉末状结晶,加热至560℃开始分解,是一种较强的氧化剂,水溶液呈中性,溶解度在0℃时为4.74g,100℃时为32.3g。下图是利用过氧化氢氧化法制备碘酸钾的工业流程:
(1)步骤①需控制温度在70℃左右,不能太高,可能的原因是_______;不能太低,原因是________________________
(2)写出步骤②中主要反应的离子方程式:__________
(3)步骤⑤用冰水冷却至0℃,过滤出碘酸钾晶体,再用适量冰水洗涤2~3次。用冰水洗涤的优点是_____________
(4)产品纯度测定:取产品9.0g,加适量水溶解并配成250mL溶液。取出25.00mL该溶液并用稀硫酸酸化,加入过量的KI溶液,使碘酸钾反应完全,最后加入指示剂,用物质的量浓度为1.00mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗25.00mL该滴定液时恰好达到滴定终点。已知
①实验中可用_______作指示剂。
②产品的纯度为_____%(精确到小数点后两位)。求得的纯度比实际值偏大,可能的原因是________________________。评卷人得分四、原理综合题(共3题,共15分)20、近年来;全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。
相关反应有:
Ⅰ.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1
Ⅱ.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)∆H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1;
H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
请回答:
(1)反应Ⅱ的∆H2=___________kJ·mol−1。
(2)下列说法正确的是___________
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大。
B.选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性。
C.反应Ⅱ能自发,则∆S<0
D.恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率。
(3)在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应Ⅰ中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,请计算556℃反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp;如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯。请说明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图所示。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,原因是_____。
21、某校课外活动小组为了探讨铜与硝酸的反应设计了如下实验。
(1)甲同学欲探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO;设计装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是含有一半空气的注射器。
请回答有关问题:
①装置A中进行反应时打开止水夹K,当装置C中_________时,关闭止水夹K,试分析这样操作的目的是________,A中反应的离子方程式为______________。
②在完成①中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是__________________,B中反应的离子方程式为____________________。
③为进一步证明产物是NO,将注射器F中的空气推入E中,看到的现象是_________________。
④装置G的作用是_____________________。
(2)同学们发现铜与稀;浓硝酸反应所得溶液的颜色不同;并记录如下:
。将1g细铜丝放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的试管中加热。
铜丝表面有无色气体逸出;溶液变为天蓝色。
将1g细铜丝放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的试管中。
产生大量红棕色气体;溶液变为绿色,绿色由深到浅,未见到蓝色。
有同学认为是铜与浓硝酸反应的溶液中溶解了生成的气体,也有同学认为是溶液中剩余硝酸浓度较大所致,同学们分别设计了以下4个实验来判断该看法是否正确,以下方案中可行的是(选填序号字母)____________。
a.向上述绿色溶液中通入氮气;观察颜色变化。
b.加水稀释上述绿色溶液;观察颜色变化。
c.向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化22、研究金属与硝酸的反应;实验如下。
。实验(20℃)
现象。
Ⅰ.过量铜粉、2mL0.5mol/LHNO3
无色气体(遇空气变红棕色);溶液变为蓝色。
Ⅱ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3
6mL无色气体(经检测为H2);溶液几乎无色。
(1)Ⅰ中产生的无色气体是________。
(2)研究Ⅱ中的氧化剂。
①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确;其实验证据是________。
②乙同学通过分析,推测出NO3-也能被还原,依据是________,进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+;其实验操作是________。
③补全Ⅱ中NO3-被还原为NH4+的过程:NO3-+________e-+____=NH4++____H2O____
(3)研究影响产生H2的因素。
。实验。
现象。
Ⅲ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3;40℃
3.4mL气体(经检测为H2);溶液略带黄色。
Ⅳ.过量铁粉、2mL0.5mol/LHNO3;60℃
2.6mL气体(经检测为H2);黄色溶液。
Ⅴ.过量铁粉、2mL3mol/LHNO3;20℃
无色气体(遇空气变红棕色);深棕色溶液。
资料:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
④对比Ⅱ;Ⅲ、Ⅳ;温度不同时收集到氢气的体积不同,原因是________。
⑤Ⅴ中无色气体是混合气体;则一定含有遇空气变红棕色的气体和________。
(4)根据实验,金属与硝酸反应时,影响硝酸的还原产物不同的因素有________。评卷人得分五、结构与性质(共3题,共21分)23、铬是由法国化学家沃克兰于1798年在巴黎发现。目前铬被广泛应用于冶金;化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。
(1)铬元素基态原子的价电子排布式为___________。
(2)金属铬的第二电离能和锰的第二电离能分别为1590.6kJ/mol、1509.0kJ/mol,的原因是___________。
(3)雷氏盐(Reineckesalt)的化学式为是一种易溶于水和乙醇的暗红色固体。
①雷氏盐中存在的化学键有___________(填序号)。
A.键B.键C.氢键D.配位键E.金属键。
②配体中C采取的杂化方式为___________,可用于形成配位键的原子有___________。
③的价层电子对数为___________,空间构型是___________,写出一种与互为等电子体的分子___________。
④乙醇能与水以任意比例互溶的原因是___________,___________。
(4)硒化铬的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为anm和bnm,则硒化铬的密度为___________(列出表达式即可)。
24、硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素;可以形成众多的化合物。回答下列问题:
(1)基态硼原子的电子排布式为_______,占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(2)氨硼烷是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其主要原因是_______。
②分子中存在配位键,提供孤电子对的原子是_______(填元素符号);与互为等电子体的分子_______(任写一种满足条件的分子式)。
③氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______。
A.和B.LiH和HCNC.和D.和
(3)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作实际上它的结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环,应该写成其结构如图1所示,它的阴离子可形成链状结构,阴离子中B原子的杂化轨道类型为_______,该晶体中不存在的作用力是_______(填字母)。
A.离子键B.共价键C.氢键D.金属键。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂;其晶胞结构如图2所示:
①的配位数是_______。
②已知硼氢化钠晶体的密度为代表阿伏伽德罗常数的值,则与之间的最近距离为_______nm(用含的代数式表示)。
③若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,得到晶体的化学式为_______。25、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。评卷人得分六、元素或物质推断题(共4题,共20分)26、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
27、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
28、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。29、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【详解】
A.在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则反应产生D物质的物质的量为n(D)=0.1mol/(L·min)×5min×0.4L=0.2mol,根据物质反应转化关系可知:每反应产生2molD,同时会消耗3molA和1molB,则反应产生0.2mol的D,消耗A是0.3mol,消耗B是0.1mol,因此5min后,反应混合物总物质的量n(总)=(0.6-0.3)mol+(0.5-0.1)mol+0.2mol+0.2mol=1.1mol;A错误;
B.根据选项A分析可知在5min内消耗B的物质的量是0.1mol,则B的转化率为:×100%=20%;B正确;
C.根据选项A分析可知在5min内消耗A的物质的量是0.3mol,则用A表示的平均反应速率v(A)==0.15mol/(L•min);C错误;
D.由以上分析可知:在5min内产生C;D的物质的量相等;则C、D的化学计量数相等,故a=2,D错误;
故合理选项是B。2、C【分析】【详解】
A.氮气与氢气反应生成氨气属于人工固氮;A正确;
B.闪电时,N2转化为NO;属于化学反应,B正确;
C.氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化;铵盐属于无机物,蛋白质属于有机物,含氮无机物和含氮有机物可相互转化,故C错误;
D.氮气与氧气反应生成一氧化氮;一氧化氮与氧气生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,均属于氧化还原,D正确;
故答案为:C。3、C【分析】【详解】
A.食盐可溶于水;不能用过滤法除去水中溶解的食盐,故A错误;
B.呼出的气体中除含有少量的氧气外;还含有二氧化碳;水蒸气等混合气体,燃烧的木条伸入呼出的气体中,木条熄灭,不能证明一定是二氧化碳浓度升高,故B错误;
C.氨水易挥发;氨气由Y形管右侧运动到左侧,左侧溶液碱性增强,酚酞变红,故C正确;
D.木炭燃烧消耗氧气;生成二氧化碳;气体体积不变,烧杯中的水不能进入左侧集气瓶,所以不能用木炭测定空气中氧气含量,故D错误;
故答案选C。4、B【分析】【详解】
A.室温下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,说明的电离作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A错误;
B.根据物料守恒可得c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c();B正确;
C.两种盐溶液中都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),两种溶液的pH(NaX)>pH(NaY),说明溶液中c(H+):前者小于后者,由于两种溶液中离子浓度都是阳离子浓度的二倍,两种盐溶液浓度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,则离子总浓度就越小,故c(X−)+c(OH−)<c(Y−)+c(OH−);C错误;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不变;仍等于两种盐的溶度积常数的比,D错误;
故合理选项是B。5、B【分析】【详解】
A.容器甲中起始时c(NO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%则反应的NO2浓度为0.050mol/L,则反应消耗SO2的浓度也是0.050mol/L,故反应在前2min的平均速率v(SO2)==0.025mol/(L·min);A正确;
B.反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)为气体体积不变的反应;压强不影响平衡,则容器甲和丙互为等效平衡,平衡时反应物转化率相等,由于丙中各组分浓度为甲的2倍,则容器丙中的反应速率比A大,B错误;
C.对于容器甲,反应开始时c(NO2)=c(SO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,则反应的c(NO2)=0.050mol/L,根据物质反应转化关系可知,此时c(SO2)=0.10mol/L=0.050mol/L=0.050mol/L,c(NO)=c(SO3)=0.050mol/L,该反应的化学平衡常数K=温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56>1,则升高温度化学平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故该反应的△H>0;C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,与其它外界条件无关。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1:1关系,反应产生的SO3(g)、NO(g)也是1:1关系,所以容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,平衡时,与原来的乙相同,则达到平衡时c(NO)与原平衡就相同;D正确;
故合理选项是B。二、填空题(共5题,共10分)6、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-107、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)48、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.29、略
【分析】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)10、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大三、工业流程题(共9题,共18分)11、略
【分析】【分析】
氧化锌烟尘中性浸出,过滤分离得到滤液1,滤液1为ZnSO4,中性渣主要含加入硫酸酸浸,过滤得到滤液2和酸浸渣,酸浸渣为滤液2中主要含有In3+、Fe3+;加入P204+260号溶剂由萃取,再加入酸反萃取后,加入Zn置换得到海绵铟。
【详解】
(1)In为第五周期第ⅢA族元素,基态In原子的价电子排布式为故答案为:
(2)①加入稀硫酸浸泡过程中,与稀反应生成和沉淀,反应的化学方程式为故答案为:
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为MnO2被还原为Mn2+,则发生反应的离子方程式为故答案为:
③“中性浸出”时要尽可能使锌元素浸出;铟元素不浸出,根据题图判断,最佳氧化剂用量为1%,故答案为:1%;
④由上述分析可知,“中浸渣”的主要成分为故答案为:
(3)①反萃取过程中,需要加入酸溶液让萃取反应的平衡逆向移动,从流程中看出宜选用稀故答案为:稀
②萃取和反萃取后需要分液;则均需要使用的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗,故答案为:烧杯、分液漏斗;
(4)“置换”后的滤液中含有大量可返回滤液1中利用,故答案为:滤液1;
(5)“置换”过程中发生反应则需要消耗的Zn的质量为故答案为:5.88。【解析】(1)
(2)1%
(3)稀烧杯;分液漏斗。
(4)滤液1
(5)5.8812、略
【分析】铝土矿的主要成分为氧化铝,含少量氧化铁,由流程可知,加入氢氧化钠,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;过滤后得到的沉淀B为Fe2O3;滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠;通入二氧化碳,二氧化碳和四羟基合铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠,过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水,电解氧化铝得到铝和氧气;碳酸氢钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠用来碱浸,以此来解答。
【详解】
(1)由上述分析可知;试剂1为NaOH,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;①~④转化过程中只有④有化合价变化,即④为氧化还原反应,故答案为:NaOH;④;
(2)由上述分析可知沉淀B为Fe2O3,三氧化二铁发生铝热反应的方程式为2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe,故答案为:Fe2O3;2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe;
(3)电解氧化铝的方程式为2Al2O34A1+3O2↑;设得到铝的质量为m;
解得m==5.4g;故答案为:5.4;
(4)D是氢氧化铝,是药物胃舒平的主要成分,可与盐酸反应治疗胃酸过多的离子反应为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
(5)偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,②中离子方程式为CO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO故答案为:CO2+Al(OH)=Al(OH)3↓+HCO【解析】NaOH④Fe2O32Al+Fe2O3Al2O3+2Fe5.4Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OCO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO13、略
【分析】【分析】
方案一利用MnO加入50%硝酸溶液浸取,调节pH、过滤后得到滤液1在真空加热到250℃~300℃,洗涤后得到二氧化锰粗品,多步操作后得到二氧化锰精品;方案二在MnO和水中同时通入CO2和氨气;浸取后得到滤液2,蒸发;过滤得到的滤渣灼烧得到二氧化锰粗品,多步操作得到精品。
【详解】
(1)方案一中通过调节溶液的pH,使铁离子水解产生氢氧化铁沉淀过滤而除去,故铁元素以被除去;
(2)A.受热易分解,其他硝酸盐相对难分解,步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了使氧化生成二氧化锰;选项A错误;
B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在MnO和水中同时通氨气和进行反应;选项B错误;
C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用;选项C正确;
D.方案一有硝酸参与;产生氮的氧化物,故方案二与方案一相比,方案二相对比较环保,选项D正确;
答案选CD;
(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多具体操作为b.将滤纸包放入坩埚后,在泥三角上如装置2朝向摆放;d.先加热装置3中a处,再加热b处;c.加热时,不断转动坩埚使滤纸完全灰化;f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化;答案为bdcf;
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%;因为浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除;
(5)步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品,高锰酸根离子与锰离子发生归中反应生成二氧化锰,发生的离子反应方程式为【解析】(1)
(2)CD
(3)bdcf
(4)浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除。
(5)14、略
【分析】【详解】
根据流程中的反应②发生反应:2I-+2Cu2++SO32-+H2O═2CuI↓+SO42-+2H+;过滤则得到碘化亚铜沉淀,碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘单质中加入铁和水,会得到化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,在向其中加入碳酸氢钠溶液,过滤可以得到碘化钠的溶液,从而制得碘化钠固体.
(1)将少量氯水加入到NaI溶液中,氯气能将碘单质置换出来,发生的反应为:Cl2+2I—═I2+2Cl—;
(2)碘单质具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,I2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应,即I2+SO32—+H2O═SO42—+2I—+2H+;
(3)碘化亚铜可以被硝酸氧化为碘单质,碘元素的化合价升高,所以CuI被氧化;95.5gCuI的物质的量为0.5mol,每摩尔CuI被氧化为碘单质和铜离子需要失去2mol电子,则95.5gCuI被氧化电子转移的数目为NA,若硝酸还原产物只有NO2,反应的化学方程式为:2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O。
(4)化合物B,是一种含有铁元素和碘元素的化合物,铁元素与碘元素物质的量之比为3:8,则化合物B的化学式为Fe3I8;
(5)向碘化铁的溶液中加入碳酸氢钠溶液则生成黑色固体四氧化三铁和二氧化碳无色气体,发生的反应为:Fe3I8+8NaHCO3═Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O。【解析】①.Cl2+2I−=I2+2Cl−②.I2+SO32−+H2O=SO42−+2I−+2H+③.氧化④.NA⑤.2CuI+8HNO3=2Cu(NO3)2+I2+4NO2+4H2O⑥.Fe3I8⑦.Fe3I8+8NaHCO3=Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O15、略
【分析】【分析】
湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等,氯化钠的溶解度受温度影响不大,通过蒸发结晶得到晶体A,通过过滤得到食盐晶体和溶液B,溶液B中含大量K+、Mg2+及Cl-,氯化钾的溶解度受温度影响较大,通加入冷水冷却结晶,再次过滤得到得到钾肥氯化钾晶体和溶液C,溶液C中含大量Mg2+及Cl-;最后蒸发浓缩;冷却结晶得到水氯镁石。
【详解】
(1)得到的晶体A主要是氯化钠;氯化钠的溶解度受温度影响变化较小,所以得到晶体A的方法是蒸发结晶,故答案为:蒸发;
(2)过滤可以将溶液和固体分离;所以操作Ⅰ的名称为过滤,故答案为:过滤;不溶于液体的固体和液体;
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据是物质的溶解度,故答案为:b;
(4)钠离子用焰色反应进行检验;火焰呈黄色,要得到较高纯度的钾肥,利用钾盐和钠盐在水中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离,这种方法叫重结晶,故答案为:焰色反应;火焰呈黄色;重结晶;
(5)水氯镁石在高温的条件下反应,镁离子水解生成氢氧化镁,且产生的氯化氢不断挥发,使水解彻底,氢氧化镁灼烧后分解得到氧化镁,所以水氯镁石分解生成氧化镁、水和氯化氢,化学方程式为:MgCl2•xH2OMgO+2HCl+(x-1)H2O;结晶水的测定实验步骤为:
①称量:称量坩埚质量;再称坩埚和晶体样品的总质量;
②加热灼烧:使晶体MgCl2•xH2O完全转化为MgO为止;
③冷却:将坩埚放在干燥器里冷却;
④称量:称量坩埚和MgO的总质量;
⑤重复②③④操作,若再次称量的坩埚和MgO的总质量与第一次的差小于0.1g,则实验成功;若大于0.1g,必须再重复②③④操作,也叫做恒重操作,直至两次的差小于0.1g为止,取平均值,故答案为:坩埚和样品;冷却;恒重;MgO;2HCl;(x-1)H2O。【解析】①.蒸发②.过滤③.不溶于液体的固体和液体④.b⑤.焰色反应⑥.火焰呈黄色⑦.
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