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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年粤人版选择性必修1化学下册月考试卷884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7题,共14分)1、少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢,为了加快此反应速率而不改变H2的量;可以使用如下方法中的。
①由铁粉换铁块②加NaNO3固体③将0.01mol·L-1的稀盐酸换成98%的硫酸溶液④加CH3COONa固体⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用100mL0.1mol·L-1盐酸A.③⑤B.①③C.⑥⑦D.⑦⑧2、实验室模拟制备亚硝酰硫酸(NOSO4H)的反应装置如图所示;下列关于实验操作或叙述错误的是。
已知:①亚硝酰硫酸为棱形结晶;溶于硫酸,遇水易分解。
②反应原理为:SO2+HNO3=SO3+HNO2、SO3+HNO2=NOSO4HA.浓硝酸与浓硫酸混合时,是将浓硫酸慢慢滴加到浓硝酸中,边加边搅拌B.装置B和D中的浓硫酸的作用是防止水蒸气进入C导致亚硝酰硫酸分解C.冷水的温度控制在20℃左右,太低反应速率太慢;太高硝酸易分解、SO2逸出D.实验时用浓硫酸代替70%的H2SO4产生SO2速率更快3、某兴趣小组为研究Deacon法制氯气的原理:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH,在恒容容器中,按不同的进料浓度比[c(HCl)∶c(O2)]进行实验;得出HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是。
A.该反应为吸热反应B.若氧气的量不变,通过增加HCl的量改变进料浓度比,则曲线I对应的进料浓度比最大C.Deacon法使用氯化铜作催化剂,主要是为了提高HCl的平衡转化率D.已知曲线Ⅰ表示进料浓度比为1∶1,若HCl的起始浓度为c0,则平衡常数K(400℃)的计算表达式为4、运动员在剧烈运动后产生的乳酸会使肌肉麻痹疼痛,故常用液氮降温减少炎症和乳酸。已知乳酸(表示为HL,L-为乳酸根)是一元弱酸。25℃时,下列有关叙述不正确的是A.0.1mol/LHL溶液的pH>1B.0.1mol/LHL溶液加水稀释时,溶液中水电离出的c(H+)增大C.0.1mol/LNaL溶液中:D.在HL和NaL组成的缓冲溶液中:5、下列方案设计、现象和结论都正确的是。目的方案设计现象和结论A探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分取少量固体粉末,加入蒸馏水若无气体生成,则固体粉末为若有气体生成,则固体粉末为B鉴别苏打和小苏打在两支试管中分别取少量苏打和小苏打(各约1g),向两只试管分别滴入几滴水,用温度计插入其中测量温度测量温度较高的是含苏打的试管C探究(白色)和(红棕色)的大小向浓度均为的和的混合溶液中逐滴滴加溶液,观察实验现象若先产生白色沉淀,则的比的小D探究不同浓度的溶液水解程度是否相同(已知和电离常数相同)常温下,用计分别测定等体积溶液和溶液的均为7,则同温下,不同浓度的溶液中水的电离程度相同
A.AB.BC.CD.D6、H2R是一种二元弱酸,常温下某水体中c(H2R)由于空气中的某种成分的存在而保持不变,又知该水体-lgc(X)(X为H2R、HR-、R2-、M2+)与pH的关系如图所示、Ksp(MR)=3.0×10-9;下列说法错误的是。
A.Ka1(H2R)=1×10-6.3B.0.1mol·L-1的KHR的溶液:c(K+)>c(HR-)>c(R2-)>c(OH-)C.曲线④表示水体中c(M2+)随着pH的变化情况D.当pH=10.3时,水体中c(M2+)等于3.0×10-7.9mol·L-17、氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)能自发进行,该反应的△H<0B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+4e-+2H2O==4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2,转移电子的数目为6.02×1023D.同温同压下,2H2(g)+O2(g)==2H2O(g),在燃料电池和点燃条件下的△H不同评卷人得分二、填空题(共9题,共18分)8、乙醇是重要的有机化工原料;可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:___。
(2)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:___,理由是:___。
②气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:___、___。9、下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图;乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M;N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)M电极的材料是_______,其电极名称是_______,N的电极反应式为_______,乙池的总反应是_______,通入甲烷的铂电极的电极反应式为_______。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气_______L(标准状况下),若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池溶液的的浓度为_______。
(3)二氧化氯()为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取的新工艺(如下图)。
①用石墨做电极,电解饱和食盐水制取阳极产生的电极反应式:_______。
②当阴极产生标准状况下112mL气体时,通过阳离子交换膜离子的物质的量为_______mol。10、SiCl4在室温下为无色液体,易挥发,有强烈的刺激性。把SiCl4先转化为SiHCl3,再经氢气还原生成高纯硅。一定条件下,在20L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)⇌SiHCl3(g),△H=QkJ•mol-1,2min后达到平衡,H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.2mol/L。
(1)从反应开始到平衡,v(SiCl4)=_______
(2)该反应的平衡常数表达式为K=_______,温度升高,K值增大,则Q__0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),当反应再次达到平衡时,与原平衡相比较,H2的体积分数将____(填“增大”;“减小”或“不变”)。
(4)原容器中,通入H2的体积(标准状况下)为_________
(5)平衡后,将容器的体积缩为10L,再次达到平衡时,H2的物质的量浓度范围为__________
(6)图中x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中H2的体积分数,a、b表示不同的压强,则压强a____b(填“>”、“<”或“=”)。
11、回答下列化学平衡相关问题:
(1)工业制硫酸的核心反应是:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)∆H<0
①在1L密闭容器中充入1molSO2(g)和2molO2(g),在一定条件下达到平衡,测得SO3为0.8mol。计算该条件下,反应的平衡常数K=___________。SO2转化为SO3的转化率=___________。
②下列措施中有利于提高SO2的转化率的是___________(填字母)。
A.加入催化剂B.通入氧气C.移出氧气D.增大压强E.减小压强。
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ•mol-1,ΔS=+133.7J•(K•mol)-1
①该反应在___________能自发(填“高温”;“低温”、“任何温度”、“一定不”)。
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母)。
A.c(CO)=c(H2)
B.1molH-H键断裂的同时生成2molH-O键。
C.容器中的压强不变。
D.v正(CO)=v逆(H2O)
(3)汽车尾气含NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:
N2(g)+O2(g)2NO(g)∆H>0,已知该反应在2404℃时,平衡常数K=6.4×10-3.请回答:
①该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应___________(填“处于化学平衡状态”;“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
②将N2、O2混合气体充入恒温恒容密闭容器中,发生上述反应,下列正确的是___________(填字母)。
A.B.C.12、(1)氢气是一种高效而无污染的理想能源。1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50km/h行驶了40km。为有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价氢气。下列可供开发又较经济的制氢气的方法是_______。
A.电解水B.锌和稀硫酸反应C.光解海水。
(2)已知1g氢气燃烧生成液态水放出143kJ的热量;请回答下列问题:
①写出该反应的热化学方程式_______。
②反应物断键需要吸收的能量_______(填“>”“<”或“=”)生成物生成新键放出的能量。
③若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的能量_______(填“>”“<”或“=”)2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量。
④某航天器上使用了一种新型装置;其构造如图所示:
a、b两个电极均由多孔的碳块组成。它是将_______能转化为_______能的装置。a极上的电极反应式为_______,b极上的电极反应式为_______,SO向_______(填a或b)极移动。13、硒和铬元素都是人体必需的微量元素;请回答下列问题:
(1).硒与氧为同主族元素,硒的原子结构示意图为_______。
(2).由硒在周期表中的位置分析判断下列说法不正确的是_______(填标号)。A.沸点:H2Se>H2S>H2OB.热稳性:PH3>H2S>H2SeC.还原性:H2Se>HBr>HFD.原子半径:Ge>Se>Cl
(3).人体内产生的活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,化学家尝试用及其他富硒物质清除人体内的活性氧,此时Na2SeO3表现出_______性。
(4).+6价铬的化合物毒性较大,用甲醇酸性燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有)的原理示意图如下图所示。
①M极的电极反应式为_______,N极附近的pH_______(填“变大”或“变小”或“不变”)
②写出电解池中转化为Cr3+的离子方程式_______。14、已知25℃时,醋酸、氢硫酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:(单位省略)。醋酸氢硫酸氢氰酸Ka=1.8×10-5Ka1=9.1×10-8Ka2=1.1×10-12Ka=4.9×10-10
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.CH3COOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)___________。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液①NaCN溶液、②Na2S溶液、③CH3COONa溶液,pH由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,阴离子总浓度由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(CN-),下列关系正确的是_______。
a.c(H+)-)b.c(H+)+c(HCN)=c(OH-)+c(CN-)c.c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,反应的离子方程式为___________________。15、工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、CaO、MgO等)制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如下:
已知:部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)的柱状图如图。
(1)向“浸出液”中加入CaCO3,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制pH使Fe3+、Al3+完全沉淀,则pH的范围为___________。(保留到小数点后一位。已知:完全沉淀后离子浓度低于1×10-5mol·L-1)
(2)常温下,已知Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,若将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3分别投入水中均得到其相应的悬浊液,所得溶液中金属阳离子的浓度分别为_______mol·L-1、______mol·L-1。16、(一)已知2A2(g)+B2(g)2C3(g);△H=-akJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃时充分反应达平衡时放出热量bkJ。
(1)比较a___b(填“>;=、<”)
(2)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__________。
A.及时分离出C3气体B.适当升高温度。
C.增大B2的浓度D.选择高效的催化剂。
(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图。根据下图判断,在t1和t4时刻改变的外界条件分别是_______________和_____________。
(二)在一容积为2L的密闭容器中,加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如右图所示;请回答下列问题:
(1)根据上图,该反应达到平衡时H2的转化率等于__________。
(2)第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,达新平衡后NH3的物质的量浓度不可能为_________。(填序号)。
a0.20mol·L-1b0.12mol·L-1c0.10mol·L-1d0.08mol·L-1
(3)若在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,在第8分钟达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25mol·L-1),请在上图中画出第5分钟到9分钟NH3浓度的变化曲线。____________评卷人得分三、判断题(共5题,共10分)17、反应条件(点燃或加热)对热效应有影响,所以热化学方程式必须注明反应条件。____A.正确B.错误18、1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热。_____19、新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)。(_______)A.正确B.错误20、任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(______________)A.正确B.错误21、SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,该反应不能自发进行。__________________A.正确B.错误评卷人得分四、工业流程题(共4题,共16分)22、钴酸锂电池的正极材料含有钴酸锂(LiCoO2);铝箔及少量铁等;其通过如下图流程可回收铝、钴、锂。请回答下列问题:
(1)中Co的化合价为_______。
(2)钴酸锂电池放电总反应为:则其负极的电极反应式为_______。
(3)“酸浸”时Co;Li元素的浸出率随温度的变化如图所示:
“酸浸”的适宜温度约为_______℃[所填数据限整数],若酸浸主要反应的化学方程式为:则上述反应过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。
(4)“调pH除杂”的目的是使沉淀完全[即],则常温下应控制_______[保留到小数点后1位,另外已知常温时的为]。
(5)沉锂的离子反应方程式为_______。
(6)准确称取4.575g的样品,在空气中加热分解获取金属氧化物,固体样品的剩余质量随温度的变化如下图所示(已知385℃及以上残留固体均为金属氧化物),请写出B处物质与浓盐酸反应的化学方程式_______。
23、纳米氧化锌是一种多功能性新型无机材料,化工上可以利用废弃的锌镍电池废料(主要含:Zn、Ni和少量的Fe、Al)制备纳米氧化锌,其生产流程如图所示:
已知:Ksp[Zn(OH)2]=1.6×10-16;Ksp[Ni(OH)2]=2.8×10-15;Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39;Ksp[Al(OH)3=4.6×10-33
回答下列问题:
(1)H2SO4属于高沸点的酸,不仅是因为H2SO4分子属于极性分子,另外一个主要原是___________。
(2)为检验“氧化”操作后的溶液中是否含有Fe2+,某同学取适量待检溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液该方法是否合理:___________(填“是”或“否”),理由是___________(以离子方程式表示)。
(3)“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率,另外一个主要目的是___________取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0L水中室温下充分溶解,其中沉淀物中若含有5.6gFe(OH)3最终所得溶液中c(Fe3+)=___________mol/L。
(4)假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为1:80,若在50mL的水溶液样品中用10mL萃取剂P2O4萃取,则萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的___________倍。
(5)化工生产中,分离Zn2+离子用萃取法而不通过调节溶液pH形成沉淀的方法,原因是___________。
(6)“沉锌”过程中若NH4HCO3用量过大,易生成碱式碳酸锌[2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O]沉淀,该反应的离子方程式为___________。24、某废旧锂离子电池的正极材料成分为和下图为从其中回收钴;镍的工艺流程。
回答下列问题:
(1)中的元素为价,和个数比为则元素化合价为_______。
(2)“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为_______。
(3)“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为_______。
(4)“碳化水浸”过程中反应为:该反应的标准吉布斯自由能和标准生成焓随温度变化如图。该过程需要控制在_______(填“a”、“b”或c)进行,其原因是_______。
a.b.c.
(5)常温下,为寻找“碳化水浸”的最佳将固体加入水中,通入使固体逐步溶解,当固体恰好完全溶解时,则溶液中的为_______(保留两位有效数字;忽略体积变化)。
已知:
(6)“萃取”的原理是(M表金属离子,代表萃取剂,则反萃取时加入的试剂为_______。25、随着锂离子电池在多个领域被广泛应用,废旧锂离子电池的产生量也在逐年增加。一种利用废旧锂离子电池硫酸浸出液(含和)回收铝;铁和铜的工艺如下:
室温时,溶液中几种金属阳离子的[M为金属阳离子]与溶液的的关系如图所示。
(1)是一种锂电池三元正极材料,其中和的化合价相同,均为___________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是___________。
(3)加入调节时,需将溶液调至不低于___________。“含氟废水”中含有一定量的写出“洗涤”过程中发生反应的化学方程式:___________。
(4)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________。“氧化”过程中若使用双氧水作氧化剂,用量会较大程度地超过理论用量,其可能原因是___________。
(5)本工艺中两次调节后,均需将溶液升温至90℃,其原因是___________。
(6)利用净化液进一步合成锂电池正极材料,需要测定净化液中的和含量。其中的测定过程如下:取净化液,加入混合溶液调节为9,加入指示剂后用的标准溶液滴定至终点(离子方程式为),消耗标准溶液净化液中的浓度为___________(用含a,b的式子表示)评卷人得分五、元素或物质推断题(共3题,共27分)26、下列六种短周期元素(用字母x等表示)。最高正价或最低负价与原子序数关系如图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)f在周期表中的位置是______。已知x为非金属元素,由x、e、g三种元素组成的离子化合物的电子式:______。
(2)上述元素简单离子半径最大的是(用化学式表示,下同):___;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:_____。
(3)已知1mole的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__________。
(4)x和d组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____(填化学式),此化合物可将碱性工业废水中的CN-氧化,生成碳酸盐和氨气,相应的离子方程式为__________。27、已知A~N分别代表一种物质;它们之间的转化关系如图所示(部分反应的反应条件和生成物已略去)。A;B、C分别是由短周期元素组成的单质,A是金属,D是无色液体。F是一种离子化含物,其阴阳离子的个数比为1:3,且能与水反应得到两种碱。反应①是实验室检验某离予的方法,反应②是工业、生产N的重要反应。请回答下列问题:
(1)B元素在元素周期表中的位置是__________,F的电子式是_____________。
(2)写出反应①的离子方程式:___________;
(3)Cu与足量的N的浓溶液反应得到的产物主要是M不是L,其原因是__________(请用上图所示关系中反应的化学方程式回答)。
(4)选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将M转变为无毒的物质,这是目前国外进行尾气治理遍采用的一种方法。亚铬酸铜(Adkin偿化剂)是极好的M催化还原的催化剂,是铜和铬的复合氧化物,成分不固定,如:aCuO·bCr2O3等,统称为亚铬酸铜。其中:CuNH4(OH)CrO4在295℃分解生成复合的氧化物(催化剂)、氮气及水,写出该反应的化学方程式:______________________。
(5)已知一定温度(>100℃)下,反应②的平衡常数为1。将0.8molK和1.1molB放入容积为1L的封闭容器中,发生反应②,一段时间后L的浓度为0.4mol/L,此时反应v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。当反应到达平衡后,保持温度不变,再加入一定物质的量的B,重新达到平衡,则L的平衡浓度__________(填“增大”、“不变”或“减小”),B的转化率_________。(填“升高”、“不变”或“降低”),L的体积分数___________(填“增大”、“不变”、“减小”或“无法确定”)。28、电解NaCl溶液可得到NaOH、Cl2和H2;它们是重要的化工原料。有关反应关系如下图所示:(部分反应条件和物质省略)
回答下列问题:
(1)Cl2与NaOH溶液反应可以制取“84”消毒液;发生反应的方程式为_________________。
(2)B溶液→A溶液所发生反应的离子方程式为_______________。
(3)A溶液能刻蚀铜印刷线路板;试写出该反应的离子方程式_____________,该反应的还原剂是____________________。
(4)若检验A溶液中的阳离子,所用的试剂是_________________,现象是_______________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【分析】
【详解】
①由铁粉换铁块,反应速率减慢,故错误;②加NaNO3固体与酸形成硝酸,不产生氢气,故错误;③将0.01mol·L-1的稀盐酸换成98%的硫酸溶液,发生钝化现象,故错误;④加CH3COONa固体,生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,铁置换出铜,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用100mL0.1mol·L-1盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;故选D。2、D【分析】【分析】
利用亚硫酸钠固体和硫酸反应制备二氧化硫气体;为防止亚硝酰硫酸遇水分解,故在干燥的条件下制备亚硝酰硫酸,最后尾气吸收过量二氧化硫,防止污染空气。
【详解】
A.浓硝酸与浓硫酸混合时;如果将浓硝酸注入浓硫酸中,容易发生液滴四溅,故浓硝酸与浓硫酸混合时,是将浓硫酸慢慢滴加到浓硝酸中,并且边加边搅拌,搅拌的目的是及时散热,防止局部过热,A正确;
B.亚硝酰硫酸遇水易分解,装置B中的浓硫酸的作用是干燥SO2气体;防止水蒸气进入装置C中,装置D中的浓硫酸的作用是防止装置E中的水蒸气进入装置C中,B正确;
C.为了保证反应速率不能太慢,同时又要防止温度过高硝酸分解、SO2逸出;故冷水的温度控制在20℃左右,C正确;
D.98%的浓硫酸的很难电离出H+,如果用98%的浓硫酸代替70%的H2SO4产生SO2速率更慢;D错误;
故选D。3、D【分析】【分析】
【详解】
A.依据图中曲线趋势得出;随着温度升高,HCl的转化率下降,说明平衡向逆反应方向移动,则说明该反应是放热反应,△H<0,故A错误;
B.对于多种物质参加的可逆反应;只增加HCl的量,HCl的平衡转化率减小,所以曲线I对应的进料浓度比最小,故B错误;
C.催化剂不能改变平衡转化率;故C错误;
D.已知曲线Ⅰ表示进料浓度比为1∶1;400KHCl平衡转化率为84%,则。
K=故D正确;
故选D。4、D【分析】【分析】
【详解】
A.HL是一元弱酸,不完全电离,0.1mol/LHL溶液的氢离子小于0.1mol/L,pH>1;A正确;
B.加水稀释,虽然电离平衡正向移动,但由于稀释程度大于电离程度,所以c(H+)减小,从而降低对水的电离的抑制程度,使水电离出的c(H+)增大;B正确;
C.NaL溶液中L-发生水解反应,结合水中的氢离子,造成氢氧根大于氢离子浓度,所以C正确;
D.选项中没有交代HL和NaL组成的缓冲溶液中HL和NaL的浓度关系;无法得出物料守恒的关系,D错误;
故选:D。5、B【分析】【详解】
A.钠燃烧生成的过氧化钠和钠与水反应时都会有气体生成;故有气体生成时固体不一定为过氧化钠,A错误;
B.碳酸钠溶于少量水放热;温度略微会高一些,碳酸氢钠溶于水温度变化不明显,B正确;
C.Ag2CrO4和AgCl组成类型不同,不能根据沉淀先后顺序判断的Ksp的大小,实际上是Ag2CrO4的Ksp比AgCl的小;C错误;
D.CH3COONH4溶液中醋酸根和铵根相互促进水解,但由于醋酸和一水合氨的电离常数相同,故溶液为中性,但浓度越小,水解程度越大,则不同浓度的CH3COONH4溶液中水的电离程度不相同;D错误;
故选B。6、B【分析】【分析】
由“c(H2R)保持不变”知①表示c(H2R),随着pH的增大,c(HR-)和c(R2-)增大,-lgc(HR-)和-1gc(R2-)减小,在pH较小时存在-lgc(HR-)<-lgc(R2-),说明曲线②表示HR-,③表示R2-;据此分析解答。
【详解】
A.由H2RH++HR-知,Ka1(H2R)=又a点时c(HR-)=c(H2R),pH=6.3,故Ka1(H2R)=c(H+)=1×10-6.3,同理可求出Ka2(H2R)=1×10-10.3;故A正确;
B.由于Kh(HR-)====1×10-7.7>Ka2(H2R),故KHR溶液中HR-水解能力强于HR-电离能力,溶液中c(R2-)-);故B错误;
C.pH越大c(R2-)则越大,则水体中c(M2+)越小,-1gc(M2+)越大,故④表示-lgc(M2+)随着pH变化的情况;故C正确;
D.pH=10.3时,c(R2-)=10-1.1mol/L,此时MR达到了溶解平衡状态,则c(M2+)=mol/L=3.0×10-7.9mol/L;故D正确;
答案选B。7、A【分析】【详解】
A.反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)的ΔS<0,能自发进行,则△H-TΔS<0,所以该反应的△H<0;A正确;
B.氢氧燃料电池的负极,应为H2失电子;B不正确;
C.常温常压下,11.2LH2的物质的量小于0.5mol,则转移电子的数目小于6.02×1023;C不正确;
D.同温同压下,不管是在什么条件下发生反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g),△H都不发生变化,所以在燃料电池和点燃条件下的△H相同;D不正确;
故选A。二、填空题(共9题,共18分)8、略
【分析】【分析】
(1)气相直接水合法原子的利用率为100%;
(2)①相同温度下,乙烯的转化率w4>w3>w2>w1;由方程式可知正向为气体体积缩小的反应,根据压强对平衡移动的影响进行分析;
②若要进一步提高乙烯的转化率;除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度。
【详解】
(1)乙烯气相直接水合反应与间接水合法相比;气相直接水合法原子的利用率为100%,污染小,腐蚀性小;
(2)①相同温度下,乙烯的转化率w4>w3>w2>w1,增大压强平衡正向移动,乙烯的转化率增大,因此P1234;
②若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度,如将产物乙醇液化转移去、增大水蒸气的浓度,或者增加n(H2O)与n(C2H4)的比值。
【点睛】
表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。【解析】①.污染小,腐蚀性小等②.P1234③.反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯转化率提高④.将产物乙醇液化转移去⑤.增加n(H2O):n(C2H4)的比9、略
【分析】【分析】
碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,乙池为电解池,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,N连接原电池的正极,应为电解池的阳极,则应为石墨材料,M为电解池的阴极,为铁电极,电解硝酸银溶液时,阴极反应式为Ag++e-=Ag,阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;结合电子的转移的物质的量的判断进行计算。
(1)
碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极,负极上甲烷失电子发生氧化反应,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,乙池为电解池,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,N连接原电池的正极,应为电解池的阳极,则应为石墨材料,N为阳极,电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O,M为阴极,电极材料是Fe,电极反应式为Ag++e-=Ag,则乙池的总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3,故答案为:铁;阴极;4OH--4e-=O2↑+2H2O;4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3;CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O;
(2)
n(Ag)==0.04mol,根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.04mol,甲池中通入氧气的一极为正极,反应式为2O2+8H++8e-=4H2O,则消耗n(O2)=×0.04mol=0.01mol,V(O2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L;乙池中某一电极析出金属银4.32g时;同时产生氢离子的物质的量是0.04mol,则其浓度是0.1mol/L,故答案为:0.224;0.1mol/L;
(3)
①电解过程中,Na+向右移动,因此左侧为电解池阳极,右侧为电解池阴极,因此阳极上是Cl-失去电子生成ClO2,电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+;
②阴极电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,当阴极产生标准状况下112mL气体时,气体的物质的量为=0.005mol,则转移电子为0.005mol×2=0.01mol,通过阳离子交换膜离子为Na+,因此所转移Na+的物质的量为0.01mol。【解析】(1)铁阴极4OH--4e-=O2↑+2H2O4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3CH4-8e-+10OH-=CO+7H2O
(2)0.2240.1mol/L
(3)Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+0.0110、略
【分析】【分析】
(1)利用三段分析法,根据平衡时H2与SiHCl3物质的量浓度,求出的起始H2物质的量以及2分钟时转化的物质的量,在根据v(H2)=计算出氢气的反应速率,最后根据反应速率之比等于系数之比求出v(SiCl4);
(2)根据反应的平衡常数等于生成物各物质的浓度的幂次方之积比反应物各物质的浓度的幂次方之积;注意纯固体或者纯液体不列出;温度升高,K值增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应方向即为吸热方向;
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),等效于先将容器扩大一倍,在压缩增大压强平衡向着体积减小的方向移动即正方向移动,故H2的体积分数将减小;
(4)根据(1)三段分析法进行计算;
(5)平衡后;将容器的体积缩为10L,相当于增大压强平衡要向正方向移动进行判断;
(6)由图像曲线的变化特点可知;采用“定一仪二”法讨论。
【详解】
(1)由方程式可知3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
起始量(mol)n0
变化量(mol)2x4x
平衡量(mol)n-2x4x
4x=0.2mol/L×20L=4mol,x=1mol;n-2x=0.1mol/L×20L=2mol,n=4mol,则v(H2)===0.05mol•L-1•min-1,根据反应速率之比等于系数之比可得v(SiCl4)=v(H2)=0.075mol•L-1•min-1;
(2)根据反应的平衡常数等于生成物各物质的浓度的幂次方之积比反应物各物质的浓度的幂次方之积,K=温度升高;K值增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应方向即为吸热方向,所以Q>0;
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),等效于先将容器扩大一倍,在压缩相当于增大压强平衡向着体积减小的方向移动即正方向移动,故H2的体积分数将减小;故答案:减小;
(4)根据(1)三段分析法计算得,通入H2的体积(标准状况下)为4mol×22.4mol/L=89.6L;
(5)平衡后,将容器的体积缩为10L,如果平衡不移动H2的物质的量浓度变成原来的2倍即×2=0.2mol/L,但是体积压缩相当于增大压强平衡要向正方向移动进行,H2的物质的量浓度还要减小,但根据勒夏特列原理,再减小也会比原来的大;故答案为0.1mol•L-1<c(H2)<0.2mol•L-1;
(6)由图像曲线的变化特点可知,采用“定一仪二”法讨论,定温度相同,增大压强,平衡向正反应的方向移动,H2的体积分数减小,则说明a>b。【解析】0.075mol/(L·min)>减小89.6L0.1mol/L2)<0.2mol/L>11、略
【分析】【详解】
(1)①在1L密闭容器中充入1molSO2(g)和2molO2(g),在一定条件下达到平衡,测得SO3为0.8mol,则平衡时三者的物质的量分别为:SO2(g)0.2mol、O2(g)1.6mol、SO3为0.8mol,容器体积为1L,则反应的平衡常数K==10;SO2转化为SO3的转化率==80%。
②A.加入催化剂,可改变反应速率,但不能提高SO2的转化率;A不符合题意;
B.通入氧气,平衡正向移动,SO2的转化率提高;B符合题意;
C.移出氧气,平衡逆向移动,SO2的转化率降低;C不符合题意;
D.增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率提高;D符合题意;
E.减小压强,平衡逆向移动,SO2的转化率降低;E不符合题意;
故选BD。答案为:10;80%;BD;
(2)①该反应的ΔS>0,△H>0,依据自发反应ΔG=△H-TΔS<0;该反应在高温能自发。
②A.不管反应是否达到平衡,都存在c(CO)=c(H2);所以反应不一定达平衡状态,A不符合题意;
B.1molH-H键断裂的同时生成2molH-O键;反应进行的方向相同,反应不一定达平衡状态,B不符合题意;
C.反应前后气体的分子数不等;达平衡前压强在不断改变,容器中压强不变时,反应达平衡状态,C符合题意;
D.v正(CO)=v逆(H2O)时;正;逆反应速率相等,反应达平衡状态,D符合题意;
故选CD。答案为:高温;CD;
(3)①该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时浓度商Q==9×10-4<6.4×10-3.;则反应向正反应方向进行。
②A.因为正反应吸热,所以升高温度平衡正向移动,K值增大;A正确;
B.催化剂只能改变反应到达平衡的时间,不能使平衡发生移动,不能使平衡时c(NO)增大;B不正确;
C.温度升高;达平衡的时间缩短,平衡正向移动,氮气的转化率增大,C正确;
故选AC。答案为:向正反应方向进行;AC。【解析】1080%BD高温CD向正反应方向进行AC12、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)A.电解水制氢气需要消耗大量电能;不经济,A不符题意;
B.锌和稀硫酸反应制取氢气消耗大量锌和硫酸;不经济,B不符题意;
C.地球上海水丰富;太阳光也丰富,光解海水制氢气可行且经济,C符合题意;
答案选C;
(2)①1g氢气燃烧生成液态水放出143kJ的热量,则4g(2mol)氢气燃烧生成液态水放出143kJ×4=572kJ的热量,因此该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1;
②反应放热,则反应物断键需要吸收的能量<生成物生成新键放出的能量;
③水蒸气转化为液态水放出热量,则若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气放出的能量<2mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量;
④由图可知,该装置应为氢氧燃料电池,它是将化学能转化为电能的装置;a电极H元素化合价升高,则a电极为负极,结合电解质溶液显中性可知a电极反应式为2H2-4e-=4H+;b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;阴离子移向负极,则SO向a极移动。【解析】C2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1<<化学电2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-a13、略
【分析】【分析】
【小问1】
硒是34号元素,原子核外电子排布是2、8、18、6,所以硒的原子结构示意图为【小问2】
A.水分子间含氢键,使物质分子之间吸引力增强,其沸点最高,且H2S、H2Se中相对分子质量大的沸点高,则沸点高低顺序为:H2O>H2Se>H2S;A错误;
B.元素的非金属性越强,则气态氢化物的热稳定性越强,元素的非金属性:S>P>Se,故热稳定性顺序为:H2S>PH3>H2Se;B错误;
C.元素的非金属性越强,则对应阴离子的还原性越弱,由于非金属性:F>Br>Se,故氢化物的还原性:H2Se>HBr>HF;C正确;
D.原子核外电子层数越多;微粒半径越大,而Se有四个电子层,Cl有三个电子层,故半径:Se>Cl;而Ge和Se均有四个电子层,当原子核外电子层数相同时,核电荷数越多,原子半径越小,故Ge>Se,因此原子半径大小关系为:Ge>Se>Cl,D正确;
故合理选项是AB;【小问3】
“活性氧”的氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3),能消除人体内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂;表现还原性;【小问4】
①M电极通入燃料CH3OH,N电极通入O2,则M为负极,N为正极。负极上甲醇失去电子发生氧化反应,生成二氧化碳与氢离子,负极电极反应式为:CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑;正极上氧气获得电子发生还原反应,与通过质子交换膜的H+结合为水,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,N电极附近c(H+)降低;导致N极附近的pH变大;
②电解池溶液里转化为Cr3+,化合价降低共6价,左侧Fe电极与原电池的正极连接,所以左侧Fe电极为阳极,阳极上Fe失去电子生成Fe2+,酸性条件下Fe2+将还原为Cr3+,Fe2+被氧化为Fe3+,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。【解析】【小题1】
【小题2】AB
【小题3】还原。
【小题4】①.CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑②.变大③.+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O14、略
【分析】【分析】
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液;电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,需使用酸的起始浓度。
(2)25℃时;等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa;③NaCl溶液中;从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正确;
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正确。
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应;由此可得出反应的离子方程式。
【详解】
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,酸的起始浓度越大,消耗碱的体积越大。醋酸的Ka=1.8×10-5,氢硫酸的Ka1=9.1×10-8,氢氰酸的Ka=4.9×10-10,则消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c。答案为:b>a>c;
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。三种酸的酸性:醋酸>氢硫酸>氢氰酸,pH由大到小的顺序为②>①>③。答案为:②>①>③;
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。CN-+H2OHCN+OH-,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Cl-不发生水解,此时三份溶液中的阴离子总浓度相等。在三份溶液中,H2OH++OH-,水解后的溶液中,c(OH-)越大,水的电离程度越小,最终溶液中阴离子的总浓度越小,故阴离子总浓度由大到小的顺序为③>②>①。答案为:③>②>①;
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN与0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)-)。
a.由以上分析可知,c(H+)-);a正确;
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)-c(CN-)=2[c(OH-)-c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L;c正确。
答案为:ac;
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式为CN-+H2S=HS-+HCN。答案为:CN-+H2S=HS-+HCN。
【点睛】
等体积等浓度的NaCN、CH3COONa两溶液中,尽管酸根离子的水解程度不同,但水解达平衡时,酸根离子与酸根水解生成的OH-浓度和相等,所以两份溶液中离子浓度的差异仅为水电离生成H+和OH-,c(H+)、c(OH-)的差异。因为温度相同,所以水的离子积常数相同,溶液的碱性越强,c(H+)越小,最终溶液中的阴离子浓度和越小。【解析】①.b>a>c②.②>①>③③.③>②>①④.ac⑤.CN-+H2S=HS-+HCN15、略
【分析】【详解】
(1)根据柱状图分析可知,Al(OH)3的Ksp大于Fe(OH)3的,那么使Al3+完全沉淀的pH大于使Fe3+完全沉淀的pH,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,c(OH-)=mol·L-1≈1×10-9.3mol·L-1,c(H+)=1×10-4.7mol·L-1,pH=4.7,即应pH>4.7。
(2)将足量的Mg(OH)2和Fe(OH)3分别投入水中均得到其相应的悬浊液,即为饱和溶液,溶液中离子浓度满足沉淀溶解平衡方程式中化学计量数关系,所以Mg(OH)2悬浊液中c(Mg2+)=c(OH-)=2c(Mg2+),则c(Mg2+)==mol·L-1=2×10-4mol·L-1;Fe(OH)3中c(Fe3+)=c(OH-)=3c(Fe3+),则c(Fe3+)=mol·L-1=1×10-10mol·L-1。【解析】(1)pH>4.7
(2)2×10-41×10-1016、略
【分析】【详解】
(一)(1)热化学方程式表达的意义为:当2molA2和1molB2完全反应时,放出热量为akJ,而加入2molA2和1molB2达到平衡时,没有完全反应,即释放的热量小于完全反应释放的热量,即a>b;故答案为>;
(2)A、及时分离出C3气体,平衡正向移动,但反应速率减小,故错误;B、适当升高温度反应速率增大但平衡逆向移动,故错误;C、增大B2的浓度;平衡正向移动且反应速率增大,故正确;D;选择高效的催化剂,反应速率增大但平衡不移动,故错误;故选C;
(3)由2A2(g)+B2(g)2C3(g);△H=-akJ/mol(a>0),可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,则由图可知,t1正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为升高温度;t4时正逆反应速率均减小;且逆反应速率大于正反应速率,改变条件应为降低压强,故答案为升高温度;降低压强;
(二)(1)△c(NH3)=0.1mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,所以△c(H2)=△c(NH3)=×0.1mol/L=0.15mol/L,故参加反应的氢气的物质的量为0.15mol/L×2L=0.3mol,所以氢气的转化率为×100%=50%;故答案为50%;
(2)该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,则NH3的物质的量浓度不可能为0.2mol/L,温度改变平衡一定发生移动,则NH3的物质的量浓度不可能为0.1mol/L;故答案为a;c;
(3)第5分钟末将容器的体积缩小一半后,瞬间氨气浓度为0.20mol/L,压强增大,平衡正向移动,氨气的浓度增大,在第8分钟末达到新的平衡时NH3的浓度约为0.25mol•L-1,第5分钟末到平衡时NH3浓度的变化曲线图像为:故答案为【解析】>C升高温度降低压强50%a、c三、判断题(共5题,共10分)17、B【分析】【分析】
【详解】
热化学方程式主要是强调这个反应的反应热是多少,而不是强调这个反应在什么条件下能发生,根据盖斯定律,只要反应物和生成物一致,不管在什么条件下发生反应热都是一样的,因此不需要注明反应条件,该说法错误。18、×【分析】【分析】
【详解】
硫酸与Ba(OH)2完全反应除了生成水还生成了沉淀,故错误。【解析】错19、B【分析】【详解】
遵循电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),错误。20、A【分析】【分析】
【详解】
在任何溶液中都存在水的电离平衡:H2OH++OH-。若溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;若c(H+)=c(OH-),溶液显中性;若c(H+)<c(OH-),溶液显碱性,这与溶液所处的外界温度无关,故在任何温度下,都利用H+和OH-浓度的相对大小来判断溶液的酸碱性,这句话是正确的。21、B【分析】【分析】
【详解】
SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,若可以自发,高温下可以自发,故错误。四、工业流程题(共4题,共16分)22、略
【分析】【分析】
钴酸锂电池的正极材料含有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑、铝箔及少量铁,将废旧锂电池放电之后拆解,加入NaOH溶液进行碱浸,回收铝,再进行硫酸酸浸,被H2O2氧化得到Fe3+、Co2+、Li+,再调节pH除去Fe3+,最后经过一系列转化生成CoC2O4•2H2O和Li2CO3,(6)由图可知,CoC2O4•2H2O的质量为4.575g,其物质的量==0.025mol;Co元素质量为0.025mol×59g/mol=1.475g,B点钴氧化物质量为2.008g,氧化物中氧元素质量为2.008g-1.475g=0.533g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.025mol:
≈3:4,故B的Co氧化物为Co3O4,由(3)中信息可知+3价的Co具有氧化性,能够氧化H2O2,故更能氧化浓盐酸中的Cl-,则该氧化物与浓盐酸反应的化学方程式为:Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O;据此分析解题。
(1)
根据各元素化合价的代数和为0,Li元素的化合价为+1,O元素的化合价为-2,求出LiCoO2中Co元素的化合价为+3;故答案为:+3;
(2)
钴酸锂电池放电总反应为:负极发生氧化反应,则其负极的电极反应式为LixCy-xe-=Cy+xLi+,故答案为:LixCy-xe-=Cy+xLi+;
(3)
根据图示,80℃时Co、Li元素的浸出率最大,所以“酸浸”的适宜温度为80℃,若酸浸主要反应的化学方程式为:2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,反应中LiCoO2是氧化剂,H2O2为还原剂;则上述反应过程中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为2:1,故答案为:80℃;2:1;
(4)
已知常温时的为“调pH除杂”的目的是使沉淀完全[即],则c(OH-)≥=10-11.3mol/L,则c(H+)≤mol/L,常温下应控制2.7;故答案为:2.7;
(5)
由题干流程图可知,沉锂即Li2SO4和Na2CO3反应生成Li2CO3和Na2SO4,故反应的离子反应方程式为2Li++=Li2CO3↓,故答案为:2Li++=Li2CO3↓;
(6)
由图可知,CoC2O4•2H2O的质量为4.575g,其物质的量==0.025mol;Co元素质量为0.025mol×59g/mol=1.475g,B点钴氧化物质量为2.008g,氧化物中氧元素质量为2.008g-1.475g=0.533g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.025mol:
≈3:4,故B的Co氧化物为Co3O4,由(3)中信息可知+3价的Co具有氧化性,能够氧化H2O2,故更能氧化浓盐酸中的Cl-,则该氧化物与浓盐酸反应的化学方程式为:Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为:Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O。【解析】(1)+3
(2)LixCy-xe-=Cy+xLi+
(3)80℃2:1
(4)2.7
(5)2Li++=Li2CO3↓
(6)Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O23、略
【分析】【分析】
化工上可以利用废弃的锌镍电池废料(主要含Zn、Ni和少量的Fe、Al)制备纳米氧化锌,含锌废料用H2SO4酸浸,Zn、Ni、Fe、Al转化为Zn2+、Ni2+、Fe2+、Al3+存在于溶液中,加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,再向溶液中加入ZnO调节pH使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,过滤后向滤液中加入P2O4将Zn2+萃取出来,Ni2+存在于水相中,再向P2O4加入有机相反萃取得到含Zn2+的溶液;加入碳铵沉锌,再经过滤渣煅烧得到纳米氧化锌。
【详解】
(1)H2SO4分子之间存在氢键;沸点较高。
(2)入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+后,溶液中残留有H2O2,H2O2具有还原性也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色生成O2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故用滴加酸性高锰酸钾溶液检验溶液中是否含有Fe2+不合理。
(3)“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率,另外一个主要目的是防止胶体生成,易沉淀分离;取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0L水中室温下充分溶解,其中沉淀物中若含有5.6gFe(OH)3最终所得溶液是Fe(OH)3的饱和溶液,此时由因为c(Fe3+)=c(OH-),则则c(Fe3+)=
(4)假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为1:80,50mL的水溶液样品,设浓度为c,用10mL萃取剂萃取,萃取后溶液中残留的样品浓度为b,萃取剂中的浓度为则有萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的0.059或倍。
(5)Zn(OH)2与Ni(OH)2的Ksp接近,难以通过调节pH分离Ni2+、Zn2+。
(6)“沉锌”过程中若NH4HCO3用量过大,易生成碱式碳酸锌[2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O]沉淀,离子方程式为:3Zn2++6+H2O=2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O↓+5CO2↑。【解析】(1)H2SO4分子之间存在氢键。
(2)否2+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(3)防止胶体生成,易沉淀分离1×10-10
(4)0.059或
(5)Zn(OH)2与Ni(OH)2的Ksp接近,难以通过调节pH分离Ni2+、Zn2+
(6)3Zn2++6+H2O=2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O↓+5CO2↑24、略
【分析】【详解】
(1)中的元素为价,和个数比为根据化合价代数和为0,可知1+0.3×2+0.2×3+0.2×3+x×0.3+(-2)×2=0,求得x=4,元素化合价为+4;答案:+4;
(2)Al溶于NaOH生成NaAlO2,所得滤液中主要成分是NaAlO2,答案:NaAlO2;
(3)“还原焙烧”过程C做还原剂,将还原,由题中信息可知产物为Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2,所以发生反应的化学方程式10+6C5Ni+2Co+3MnO+CO2↑+5Li2CO3;
(4)反应自发进行需由图中信息可知,高于60℃,反应非自发进行,答案:a;高于60℃,反应非自发进行;
(5)根据求得为0.5mol,当固体恰好完全溶解时,生成LiHCO31mol,则c(Li+)=1mol/L,Ksp(Li2CO3)=解得mol/L,因为解得根据解得答案:2.1×10-9;
(6)根据“萃取”原理反萃取时加入稀H2SO4,增大H+浓度,使反应向左进行。答案:稀H2SO4。【解析】(1)+4
(2)NaAlO2
(3)10+6C5Ni+2Co+3MnO+CO2↑+5Li2CO3
(4)a高于60℃,反应非自发进行。
(5)2.1×10-9
(6)稀H2SO425、略
【分析】【分析】
一种利用废旧锂离子电池硫酸浸出液(含和)回收铝、铁和铜的工艺如下:硫酸浸出液加入Mn粉,先将还原为再将铜还原,二次还原后,过滤,得滤渣Ⅰ主要成分为和末反应的滤液Ⅰ含和加入NiCO3,调节pH不低于5,确保铝离子沉淀完全,过滤得滤渣Ⅱ,主要成分为Al(OH)3,加入含NaF的废水,发生得Na3AlF6,滤液Ⅱ含有加入硫酸酸化
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