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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人教A版選修4化學(xué)上冊階段測試試卷392考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、溫度相同,向甲、乙兩體積相同的密閉容器中各通入2molSO2和1molO2合成SO3氣體,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率大于乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率,下列判斷正確是()A.甲保持壓強(qiáng)不變,乙保持體積不變B.甲保持體積不變,乙保持壓強(qiáng)不變;C.甲加入了催化劑,乙沒有加催化劑D.甲沒加入催化劑,乙加入了催化劑;2、下列條件變化會使H2O的電離平衡向電離方向移動,且pH<7的是A.將純水加熱到100℃B.向水中加少量HClC.向水中加少量NaOHD.向水中加少量Na2CO33、25℃時,NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5mol·L-1,將0.5mol(NH4)2SO4溶于水中,向所得溶液中滴加aL氨水后溶液呈中性,據(jù)此判斷下列說法中不正確的是()A.滴加氨水的過程中,水的電離平衡將正向移動B.滴加aL氨水后的溶液中,n(NH4+)=200n(NH3·H2O)=1molC.所滴加氨水的濃度為mol·L-1D.滴加aL氨水后的溶液中各離子濃度大小為c(NH4+)=2c(SO42-)>c(H+)=c(OH-)4、25°C時,向50mL濃度均為1.0mol/L的醋酸和醋酸鈉混合溶液中,緩慢滴加1.0mol/L的NaOH溶液,所得溶液的pH變化情況如圖所示(已知:25°C時,Ka(CH3COOH)=1.8×10—5)。下列敘述錯誤的是。
A.V(NaOH)≤50mL時,隨V(NaOH)增大,溶液中離子總濃度增大B.b點溶液中,c(Na+)>c(CH3COOH)C.a點溶液中,c(H+)約為1.8×10-5mol/LD.從a到c的過程中,溶液中不變5、下列實驗過程可以達(dá)到實驗?zāi)康牡氖恰?/p>
。編號。
實驗?zāi)康摹?/p>
實驗過程。
A
探究濃度對反應(yīng)速率的影響。
分別向2支盛有等體積、等濃度的FeCl3和CuCl2溶液的試管中同時加入2mL5%H2O2溶液。
B
制備無水AlCl3
蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液。
C
探究溫度對化學(xué)平衡的影響。
將盛有NO2和N2O4平衡混合氣體(常溫下)的玻璃球浸于熱水中;觀察顏色的變化。
D
比較金屬的活潑性。
向兩只盛有稀硫酸的燒杯中分別投入銅絲和銀絲。
A.AB.BC.CD.D評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)6、煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫;脫硝;回答下列問題:
(1)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10?3mol·L?1。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。離子SO42?SO32?NO3?NO2?Cl?c/(mol·L?1)8.35×10?46.87×10?61.5×10?41.2×10?53.4×10?3
①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式____________。
②由實驗結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是_____________。
(2)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中,SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
②反應(yīng)ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為________________。
(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2;也能得到較好的煙氣脫硫效果。
①從化學(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是______________。
②已知下列反應(yīng):
SO2(g)+2OH?(aq)=SO32?(aq)+H2O(l)ΔH1
ClO?(aq)+SO32?(aq)=SO42?(aq)+Cl?(aq)ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42?(aq)ΔH3
則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO?(aq)+2OH?(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl?(aq)的ΔH=_______。7、在25℃;101kPa下;依據(jù)事實寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)1g乙醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱29.7kJ。則表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____;
(2)已知拆開1molH﹣H鍵,1molN﹣H鍵,1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為________________;若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23克NO2需要吸收16.95kJ熱量。則其熱化學(xué)方程式為:_____;已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃,AX5的熔點為167℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5,放出熱量123.8kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:__________8、氮是地球上含量豐富的一種元素;氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn);生活中有著重要作用。
(1)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是K=_________。已知平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表:。T/℃400300平衡常數(shù)KK1K2
①試判斷K1_________K2(填寫“>”“=”或“<”)。
②下列各項能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變。
d.混合氣體的密度保持不變。
③合成氨在農(nóng)業(yè)和國防中有很重要的意義,在實際工業(yè)生產(chǎn)中,常采用下列措施,其中可以用勒夏特列原理解釋的是_________(填字母)。
a.采用較高溫度(400~500℃)b.將生成的氨液化并及時從體系中分離出來。
c.用鐵觸媒加快化學(xué)反應(yīng)速率d.采用較高壓強(qiáng)(20~50MPa)
(2)對反應(yīng)在溫度分別為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示,下列說法正確的是_________。
a.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>C
b.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B
c.A、C兩點N2O4的轉(zhuǎn)化率:A
d.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法9、在體積為1L的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:。T/℃70080085010001200K0.60.91.01.72.6
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________,升高溫度,化學(xué)平衡向__________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動。
(2)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。
A.c(CO2)=c(CO)B.K不變。
C.容器中的壓強(qiáng)不變D.v正(H2)=v正(CO2)E.c(H2)保持不變。
(3)若某溫度下,平衡濃度符合下列關(guān)系:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此時的溫度為_____;在此溫度下,若向該容器中投入1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,則此時反應(yīng)朝______方向進(jìn)行(填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”)。10、弱酸HA的電離常數(shù)25℃時,有關(guān)弱酸的電離常數(shù)如下:。弱酸化學(xué)式HCOOH②CH3COOHC6H5OH④H2A電離常數(shù)1.810-41.810-51.310-10K1=4.310-7,K2=5.610-11⑴四種酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是________________(用序號填空)。⑵向0.1mol/LCH3COOH溶液中滴加NaOH至溶液中時,此時溶液的pH=________。⑶當(dāng)H2A與NaOH溶液1:1混合溶液顯________性(選填“酸、中、堿”)。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)11、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、原理綜合題(共3題,共6分)12、煤化工中常需研究不同溫度下的平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題。已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下,試回答下列問題:。溫度/℃4005008301000平衡常數(shù)K10910.6
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________。該反應(yīng)的正反應(yīng)是______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
(2)某溫度下,上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,恒容、升高溫度,原化學(xué)平衡向______反應(yīng)方向移動(填“正”或“逆”),容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)________(填“增大”;“減小”或“不變”)。
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_____
a.容器中壓強(qiáng)不變b.混合氣體中c(CO)不變。
c.v正(H2)=v逆(H2O)d.c(CO2)=c(CO)
(4)830℃,在恒容反應(yīng)器中發(fā)生如表中的反應(yīng),按表中的物質(zhì)的量投入反應(yīng)混合物,其中向正反應(yīng)方向進(jìn)行的有__________(選填A(yù)、B、C、D)。n(CO)n(H2O)n(H2)n(CO2)A1523B2211C3300D0.521113、在恒壓、將一定量的NO和O2混合,一定的條件下,反應(yīng)相同時間,測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
(1).由圖可知,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH___0(填>,<;=)。
(2).圖中___點(填x;y,z)在該溫度下達(dá)到了平衡狀態(tài)。
(3).圖中y點所示條件下,增加O2的濃度___提高NO轉(zhuǎn)化率(填能或不能)。
(4).380℃下,c起始(O2)=c起始(NO)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)K___2000(填>,<;=)。
(5).圖中x點,其v正___v逆的(填>,<;=)。
(6).y點所對應(yīng)的溫度下,NO的平衡轉(zhuǎn)化率對應(yīng)的點是___(填a,b,c)。14、為消除燃煤煙氣中含有的SO2、NOx;研究者提出了若干煙氣“脫硫”;“脫硝”的方法。
(1)向燃煤中加入適量石灰石,高溫時將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4的化學(xué)方程式是______。
(2)選擇性催化還原法(SCR)“脫硝”。在催化劑的作用下,選取還原劑將煙氣中的NO進(jìn)行無害化處理。NH3還原NO的化學(xué)方程式是______。
(3)以NaClO溶液作為吸收劑進(jìn)行一體化“脫硫”、“脫硝”??刂迫芤旱膒H=5.5,將煙氣中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為SO42?、NO3?;均為放熱反應(yīng)。
①在如圖中畫出“放熱反應(yīng)”的反應(yīng)過程中的能量變化示意圖。
②NaClO溶液吸收煙氣中SO2的離子方程式是______。
③一定時間內(nèi),溫度對硫、硝脫除率的影響曲線如圖,SO2的脫除率高于NO,可能的原因是______(寫出1種即可)。
④煙氣中SO2和NO的體積比為4∶1,50℃時的脫除率見圖2,則此吸收液中煙氣轉(zhuǎn)化生成的NO3?和Cl?的物質(zhì)的量之比為______。評卷人得分五、工業(yè)流程題(共4題,共24分)15、氯化鐵是常見的水處理劑;利用廢鐵屑可制備無水氯化鐵。實驗室制備裝置和工業(yè)制備流程圖如圖:
已知:(1)無水FeCl3的熔點為555K;沸點為588K。
(2)廢鐵屑中的雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)。
(3)不同溫度下六水合氯化鐵在水中的溶解度如下:。溫度/℃02080100溶解度(g/100gH2O)74.491.8525.8535.7
實驗室制備操作步驟如下:
I.打開彈簧夾K1,關(guān)閉活塞K2;并打開活塞a,緩慢滴加鹽酸;
II.當(dāng)裝置A中不產(chǎn)生氣泡時,關(guān)閉彈簧夾K1,打開活塞K2;當(dāng)A中溶液完全進(jìn)入燒杯后關(guān)閉活塞a;
III.將燒杯中溶液經(jīng)過一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶體。
請回答:
(1)燒杯中足量的H2O2溶液的作用是__。
(2)從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的操作步驟是加入__后__;過濾、洗滌、干燥。
(3)試寫出吸收塔中反應(yīng)的離子方程式:___。
(4)捕集器溫度超過673K時,存在相對分子質(zhì)量為325的鐵的氯化物,該物質(zhì)的分子式(相對原子質(zhì)量:Cl-35.5、Fe-56)為__。
(5)FeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通??捎玫饬糠y定:稱取mg無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入幾滴淀粉溶液,并用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:I2+2=2I-+)。
①滴定終點的現(xiàn)象是__;
②樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__。16、實驗室用含鈷廢料(主要成分為Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制備草酸鈷晶體(CoC2O4?2H2O)的流程如圖。已知:①草酸鈷晶體難溶于水②RH為機(jī)有物(難電離)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)濾渣I的主要成分是__(填化學(xué)式),寫出一種能提高酸浸速率的措施___。
(2)操作①用到的玻璃儀器有____。
(3)加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH。若要將浸出液中Fe3+和Al3+完全沉淀,則浸出液的pH范圍應(yīng)控制在____(已知:溶液中離子濃度小于1×10-5mol/L,則認(rèn)為離子完全沉淀;Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分別為1×10-15,1×10-38,1×10-32;Kw=1×10?14)。
(4)加入有機(jī)萃取劑的目的是___。
(5)“反萃取”原理是用反萃取劑使被萃取物從有機(jī)相返回水相的過程。向操作①后溶有NiR2的有機(jī)層中加入硫酸溶液,可重新得到RH,寫出該步驟反應(yīng)的離子方程式___。
(6)300℃時,在空氣中煅燒CoC2O4?2H2O晶體可制得Co3O4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。17、軟錳礦是一種常見的錳礦物,其主要成分是MnO2,還含有Al2O3,F(xiàn)e2O3,SiO2雜質(zhì)。高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性;在實驗室中和工業(yè)上常用作氧化劑。以軟錳礦為原料先制得錳酸鉀,再使其在酸性條件下歧化而制得高錳酸鉀的工藝流程如圖所示。
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:。金屬離子Al3+Fe3+Fe2+Mn2+開始沉淀時(c=0.01mol/L)的pH3.72.27.58.6完全沉淀時(c=1.0×10-5mol/L)的pH4.73.29.010.1
回答下列問題:
(1)“還原”中加稀硫酸的兩個作用分別是__________________、___________。
(2)“濾渣2”的成分是____________。利用上表格數(shù)據(jù),計算Mn(OH)2的Ksp=______(列出計算式)。
(3)“熔融”時生成錳酸鉀的化學(xué)方程式為__________________。
(4)“歧化”時氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____________________。
(5)操作1為蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,減壓過濾,“減壓過濾”(裝置如圖所示)的目的是_____。
(6)由錳酸鉀制備高錳酸鉀除了有歧化法;還有電解法:以錳酸鉀為電解液,鎳板為陽極,鐵板為陰極。
①寫出生成高錳酸鉀的電極反應(yīng)式:___________。
②由電解法制備高錳酸鉀時可循環(huán)利用的物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。18、已知:①工業(yè)上用硫酸與β-鋰輝礦(LiAlSi2O6和少量鈣鎂雜質(zhì))反應(yīng),生成Li2SO4、MgSO4等;最終制備金屬鋰。
②某些物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示。
。T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
用硫酸與β-鋰輝礦生產(chǎn)金屬鋰的工業(yè)流程如下:
請回答:
(1)β-鋰輝礦經(jīng)初步處理后從溶液中分離出鋁硅化合物沉淀的操作是_____。
(2)沉淀x的主要成份的化學(xué)式是______。
(3)流程中使用了不同濃度的Na2CO3溶液,從物質(zhì)溶解度大小的角度解釋其濃度不同的原因是_______。
(4)由Li2CO3與鹽酸反應(yīng)得到LiCl溶液的離子方程式是_______。
(5)工業(yè)上,將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下:
a.將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液;LiOH溶液作陰極液,兩者用離子選擇透過膜隔開,用惰性電極電解。
b.電解后向LiOH溶液中加入過量NH4HCO3溶液,過濾、烘干得高純Li2CO3。
①a中,陽極的電極反應(yīng)式是_____。
②b中,生成Li2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。評卷人得分六、計算題(共4題,共32分)19、化學(xué)反應(yīng)中放出的熱能(焓變,△H)與反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小關(guān)系。已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ/mol,斷裂1molH-H鍵吸收的能量為436KJ,斷裂1molCl-Cl鍵吸收的能量為247kJ,則形成1molH-Cl鍵放出的能量為______kJ。20、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中;發(fā)生反應(yīng):3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW,若測知以Z濃度的變化來表示平均速率為0.01mol/(L·min),則。
(1)上述反應(yīng)Z氣體的計量系數(shù)n的值是______;
(2)上述反應(yīng)在5min末時,已用去的Y占原來物質(zhì)的質(zhì)分?jǐn)?shù)是__________。21、由含碘廢水制取碘酸鉀的一種工藝如下:
“制KI(aq)”時,該溫度下水的離子積為Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。為避免0.9mol·L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成膠狀物吸附I-,起始加入K2CO3必須保持溶液的pH不大于______。22、在廢水處理領(lǐng)域中,H2S或Na2S能使某些金屬離子生成極難溶的硫化物而除去。已知:25℃H2S電離常數(shù)分別為Ka1=1.3×10—7,Ka2=7.0×10—15,某溶液含0.02mol/LMn2+、0.1mol/LH2S,向該溶液中通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。當(dāng)溶液的pH=5時,Mn2+開始沉淀為MnS;則:
(1)HS—的電離常數(shù)表達(dá)式為______________;
(2)Na2S溶液中的微粒有_____________種;
(3)NaHS溶液的pH_____________7(填“>”、“=”或“<”),理由是__________________;
(4)當(dāng)溶液的pH=5時,c(S2—)∶c(H2S)=______________;
(5)MnS的溶度積為_____________;
(6)當(dāng)Mn2+完全沉淀時,溶液中c(S2—)=____________mol/L。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、A【分析】【分析】
【詳解】
A.該反應(yīng)為為體積減小的反應(yīng),同體積恒容條件下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器中的氣體分子數(shù)會減少,壓強(qiáng)會降低,容器體積減小,相當(dāng)于給容器不斷加壓,會使平衡向分子數(shù)減少的方向移動,即正向移動,而恒容條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡后就不在再移動,所以甲保持壓強(qiáng)不變,乙保持體積不變,達(dá)到平衡后,甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率大于乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率;A項正確;
B.理由同A選項;B項錯誤;
C.催化劑僅改變反應(yīng)速率;不影響轉(zhuǎn)化率,C項錯誤;
D.催化劑僅改變反應(yīng)速率;不影響轉(zhuǎn)化率,D項錯誤;
故選A。2、A【分析】【詳解】
A.常溫下水的pH=7,將純水加熱到100°C,水的電離平衡正向進(jìn)行,氫離子濃度和氫氧根離子濃度同時增大,水的pH<7,故A符合題意;
B.向水中加少量HCl,氫離子濃度增大,抑制水的電離,平衡左移,溶液pH<7,故B不符合題意;
C.向水中加少量NaOH,氫氧根離子濃度增大,抑制水的電離,平衡左移,溶液pH>7,故C不符合題意;
D.向水中加少量Na2CO3,碳酸根離子水解顯堿性,促進(jìn)水的電離右移溶液pH>7,故D不符合題意;
故選A。3、A【分析】【詳解】
A.銨根離子水解促進(jìn)水的電離;硝酸銨溶液中銨根離子水解顯酸性,溶液中加入氨水是弱堿溶液,抑制水的電離,水的電離平衡向左移動,故A錯誤;
B.將0.5mol(NH4)2SO4溶于水,向該溶液滴加aL氨水后溶液呈中性,c(H+)=c(OH?)=10?7mol·L?1,根據(jù)電荷守恒,c(NH4+)=2c(SO42-),設(shè)混合后溶液體積為1L,c(NH4+)=2c(SO42-)=1mol/L,則n(NH4+)=1mol;根據(jù)一水合氨電離平衡得到:NH3?H2O?NH4++OH-,NH3?H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5mol?L-1,則平衡常數(shù)K===2×10-5mol?L-1,計算得到c(NH3?H2O)=mol/L,n(NH3?H2O)=mol,滴加aL氨水后的溶液中,n(NH4+)=200n(NH3?H2O)=1mol;故B正確;
C.設(shè)所加氨水的濃度為zmol·L?1,根據(jù)物料守恒,滴加aL氨水后溶液中n(NH3·H2O)+n(NH4+)=1mol+zmol·L?1×aL,聯(lián)立n(NH4+)=200n(NH3·H2O)=1mol,計算得到z=故C正確;
D.溶液中存在電荷守恒,c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),得到c(NH4+)=2c(SO42-),c(H+)=c(OH-),得到c(NH4+)=2c(SO42-)>c(H+)=c(OH-);故D正確;
故選A。
【點睛】
本題的難點為B,要注意根據(jù)電離平衡常數(shù)計算判斷,同時要注意滴加氨水后的溶液體積不是aL。4、A【分析】【詳解】
A.V(NaOH)≤50mL時,在溶液中,根據(jù)電荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),考慮離子總濃度,只要考慮陽離子的濃度的變化即可,開始混合溶液中c(Na+)=1mol·L-1,加入NaOH溶液中c(Na+)=1mol·L-1,因此滴加過程中,c(Na+)不變。滴加NaOH溶液,中和了溶液中的醋酸,酸性減弱,c(H+)減??;陽離子總濃度減小,因此溶液中離子總濃度減小,A錯誤,符合題意;
B.CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,則CH3COO-的水解平衡常數(shù)Kh=可知,開始的混合溶液中,CH3COOH的電離程度大于CH3COO-的水解程度,使得c(CH3COO-)>C(CH3COOH),根據(jù)物料守恒,2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),結(jié)合兩式可知c(Na+)>c(CH3COOH),現(xiàn)加入NaOH溶液,NaOH會與CH3COOH反應(yīng),c(CH3COOH)的濃度減小,而c(Na+)不變,有c(Na+)>c(CH3COOH);B正確,不選;
C.CH3COOH的電離平衡常數(shù)不管是CH3COOH的電離還是CH3COO-的水解都是微弱的,因此可以近似地認(rèn)為c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=1mol·L-1,帶入數(shù)據(jù),可得c(H+)約為1.8×10-5mol/L;C正確,不選;
D.溫度不變,Ka、Kw均不變;因此此式子的值不變,D正確,不選;
答案選A。5、C【分析】【詳解】
A.分別向2支盛有等體積、等濃度的FeCl3和CuCl2溶液的試管中同時加入2mL5%H2O2溶液;探究的是催化劑對反應(yīng)速率的影響,A不正確;
B.蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液,最終生成Al2O3;B不正確;
C.將盛有NO2和N2O4平衡混合氣體(常溫下)的玻璃球浸于熱水中;是通過混合氣的顏色變化比較不同溫度下平衡移動的情況,C正確;
D.銅絲和銀絲與稀硫酸都不反應(yīng);不能用來比較金屬的活潑性,D不正確。
故選C。二、填空題(共5題,共10分)6、略
【分析】【分析】
(1)①亞氯酸鈉具有氧化性,會將NO氧化成NO3-,且NaClO2溶液呈堿性,據(jù)此分析作答;
②由實驗結(jié)果可知,在相同時間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率.原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是二氧化硫的還原性強(qiáng),易被氧化;
(2)①由圖分析可知,根據(jù)反應(yīng)3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;NO的平衡分壓的負(fù)對數(shù)隨溫度的升高而減小,則說明溫度越高,NO的平衡分壓越大,NO的含量越高,故升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減?。?/p>
②化學(xué)平衡常數(shù)是指各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值;根據(jù)平衡常數(shù)的定義列出具體表達(dá)式;
(3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,由于生成的硫酸鈣微溶,降低硫酸根離子濃度,促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行;
②根據(jù)蓋斯定律計算。
【詳解】
(1)①亞氯酸鈉具有氧化性,且NaClO2溶液呈堿性,則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式為:3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;正反應(yīng)是體積減小的;則增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率提高;
故答案為3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;提高;
②由實驗結(jié)果可知,在相同時間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同;還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高;
故答案為大于;NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高;
(2)①由圖分析可知,根據(jù)反應(yīng)3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;NO的平衡分壓的負(fù)對數(shù)隨溫度的升高而減小,則說明溫度越高,NO的平衡分壓越大,NO的含量越高,故升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小,故答案為減小;
②反應(yīng)ClO2?+2SO32-===2SO42-+Cl?的平衡常數(shù)K表達(dá)式為:K=;
故答案為K=
(3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,生成硫酸鈣沉淀,降低硫酸根離子濃度,促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,所以Ca(ClO)2效果好;
故答案為形成CaSO4沉淀,降低硫酸根離子濃度,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動,SO2轉(zhuǎn)化率提高;
②SO2(g)+2OH?(aq)=SO32?(aq)+H2O(l)ΔH1
ClO?(aq)+SO32?(aq)=SO42?(aq)+Cl?(aq)ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42?(aq)ΔH3
則根據(jù)蓋斯定律可知①+②?③即得到反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO?(aq)+2OH?(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl?(aq),則△H1+△H2-△H3;
故答案為△H1+△H2-△H3?!窘馕觥?OH-+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+2H2O大于NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高減小K=形成CaSO4沉淀,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動,SO2轉(zhuǎn)化率提高△H1+△H2-△H37、略
【分析】【分析】
熱化學(xué)方程式書寫;注意ΔH與反應(yīng)物用量成正比例關(guān)系。
【詳解】
(1)1mol乙醇的質(zhì)量為46g,所以乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=(-29.7×56)kJ?mol﹣1=﹣1366.2kJ?mol﹣1;
(2)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=(N≡N+3H-H)﹣6N-H=﹣92kJ?mol﹣1;每生成23克NO2,即0.5mol,需要吸收16.95kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ?mol﹣1;結(jié)合信息可知常溫下AX3為液態(tài),AX5為固態(tài),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ?mol﹣1。
【點睛】
燃燒熱的熱化學(xué)方程式可燃物的系數(shù)為1;利用鍵能計算焓變,應(yīng)該用反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能。【解析】C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=﹣1366.2kJ?mol﹣1N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=﹣92kJ?mol﹣1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ?mol﹣1AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ?mol﹣18、略
【分析】【詳解】
(1)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式可知,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式是
①根據(jù)降低溫度平衡放熱方向移動以及平衡正向移動平衡常數(shù)增大,所以K12;
②a.平衡時反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變,但容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比不一定為為1:3:2;所以不能作為平衡的標(biāo)志,故a錯誤;
b.平衡時不同物質(zhì)表示速率之比等于系數(shù)之比說明到達(dá)平衡,即3v(N2)正=v(H2)逆說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故b錯誤;
c.反應(yīng)前后氣體體積減小;若壓強(qiáng)不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故c正確;
d.反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變;容器的體積不變,所以密度不變,所以混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志,故d錯誤;
答案選c;
③a.加熱到500℃合成氨是放熱反應(yīng);升溫會使平衡逆向移動,降低轉(zhuǎn)化率,升溫的目的是為了保證催化劑的催化活性,加快化學(xué)反應(yīng)速率,不能用勒夏特列原理解釋,故a錯誤;
b.將生成的氨液化并及時從體系中分離出來,將氨及時液化分離,利于化學(xué)平衡正向移動,有利于氨的合成,故b正確;
c.用鐵作催化劑加快化學(xué)反應(yīng)速率;催化劑不能使平衡移動,使用催化劑是為了加快化學(xué)反應(yīng)速率,用勒夏特列原理無法解釋,故c錯誤;
d.采用較高壓強(qiáng)(20Mpa?50MPa);合成氨是氣體體積減小的反應(yīng),加壓至20~50MPa,有利于化學(xué)平衡正向移動,有利于氨的合成,故d正確;
答案選bd;
(3)a..A、C兩點都在等溫線上,壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越快,所以速率:C>A;故a錯誤;
b.B和C的體積分?jǐn)?shù)相等,所以B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量相等,故b錯誤;
c.A、C兩點都在等溫線上,C點壓強(qiáng)更高,壓強(qiáng)增大,平衡向氣體體積減少的方向移動,即逆反應(yīng)方向移動,N2O4的轉(zhuǎn)化率降低,所以兩點N2O4的轉(zhuǎn)化率:A>C;故c錯誤;
d.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2的體積分?jǐn)?shù)增大;所以由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法,故d正確;
答案選d?!窘馕觥?lt;cbdd9、略
【分析】【詳解】
平衡常數(shù)K==根據(jù)題中給出的表格可知,溫度升高,K值增大,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動;達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是各反應(yīng)物的物質(zhì)的量、濃度、壓強(qiáng)等不再隨時間的變化而變化,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率;當(dāng)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)時,=1,該溫度為850℃;該溫度下,向該容器中投入1molCO2、1.2molH2、0.75molCO、1.5molH2O,數(shù)值帶入==0.94<1;因而反應(yīng)正向移動。
【點睛】
化學(xué)平衡及平衡常數(shù)的基本計算。
點評:本題主要考查化學(xué)平衡的相關(guān)內(nèi)容,屬于簡單題,出題幾率較大,應(yīng)引起重視?!窘馕觥空磻?yīng)E850℃正反應(yīng)10、略
【分析】【分析】
根據(jù)弱酸的電離常數(shù)大小比較酸性強(qiáng)弱;根據(jù)電離常數(shù)計算pH,根據(jù)平衡常數(shù)及水解原理判斷溶液酸堿性。
【詳解】
(1)根據(jù)電離平衡常數(shù)大小分析,電離常數(shù)越大,其酸性越強(qiáng),酸性由強(qiáng)到弱的順序為:故答案為:①>②>④>③;
(2)根據(jù)醋酸的電離常數(shù),結(jié)合得pH=5,故答案為:5;
(3)當(dāng)與溶液1:1混合時,溶質(zhì)為根據(jù)的電離常數(shù)可知,的水解程度大于電離程度,所以溶液顯堿性,故答案為:堿。【解析】①>②>④>③5堿三、判斷題(共1題,共2分)11、×【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;【解析】錯四、原理綜合題(共3題,共6分)12、略
【分析】【詳解】
(1)?反應(yīng)的平衡常數(shù)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以知道,溫度升高平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),正確答案:放熱。
(2)反應(yīng)是放熱反應(yīng);溫度升高,反應(yīng)速率增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)前后氣體體積不變,等容容器中壓強(qiáng)之比等于溫度之比,所以壓強(qiáng)增大,正確答案:逆;增大;增大。
(3)反應(yīng)前后氣體體積不變,壓強(qiáng)始終不會變化,所以壓強(qiáng)不變,無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),a錯誤;濃度不變,反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),b正確;正、逆反應(yīng)速率相等,各組分濃度不變,達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài),c正確;濃度相等時,不能判斷各組分濃度是否不變,無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),故d錯誤;正確選項bc。
(4)根據(jù)時,平衡常數(shù)計算:
根據(jù)濃度商反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,A錯誤;根據(jù)濃度商反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,B正確;只有反應(yīng)物,反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,C正確;根據(jù)濃度商達(dá)到平衡狀態(tài);平衡不移動,D錯誤;正確答案:BC。
點睛:如果一個可逆反應(yīng)中,同時加入反應(yīng)物和生成物,要用濃度商與該溫度下的平衡常數(shù)進(jìn)行比較,如果濃度商大于平衡常數(shù),反應(yīng)逆反應(yīng)方向移動;如果濃度商小于平衡常數(shù),反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動;如果濃度商等于平衡常數(shù),平衡不移動?!窘馕觥竣?②.放熱③.逆④.增大⑤.bc⑥.BC13、略
【分析】【分析】
【小問1】
由題圖知,隨著溫度升高,NO的平衡轉(zhuǎn)化率減小,即溫度升高,反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡逆向移動,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0;故答案為:<;【小問2】
由圖可知;曲線x;y點時反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),z點時已達(dá)到平衡狀態(tài),故答案為:z;【小問3】
y點時反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài),增加O2的濃度;反應(yīng)正向移動,NO的轉(zhuǎn)化率會提高,故答案為:能;【小問4】
設(shè)NO轉(zhuǎn)化量為xmol/L;依題意可列三段式:
NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,即解得x=則平衡常數(shù)K===2667>2000,故答案為:>;【小問5】
x點時反應(yīng)尚未達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,v正>v逆,故答案為:>;【小問6】
y點時反應(yīng)尚未達(dá)平衡狀態(tài),而且溫度降低,轉(zhuǎn)化率增大,所以Y點對應(yīng)的溫度下,平衡時轉(zhuǎn)化率高于最高點的轉(zhuǎn)化率,故答案為:c?!窘馕觥俊拘☆}1】<
【小題2】z
【小題3】能。
【小題4】>
【小題5】>
【小題6】c14、略
【分析】【詳解】
(1)向燃煤中加入適量石灰石,高溫時石灰石、氧氣和SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4的化學(xué)方程式是2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;(2)NH3還原NO生成氮氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式是4NH3+6NO5N2+6H2O;(3)①“放熱反應(yīng)”的反應(yīng)過程中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,故能量變化示意圖如下:②NaClO溶液吸收煙氣中SO2,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸鈉和鹽酸,反應(yīng)的離子方程式是SO2+ClO?+H2O==SO42?+Cl?+2H+;③一定時間內(nèi),溫度對硫、硝脫除率的影響曲線如圖,SO2的脫除率高于NO,可能的原因是SO2在水中的溶解度大于NO、SO2在溶液中的還原性強(qiáng)于NO、SO2與NaClO溶液的反應(yīng)速率大于NO;④煙氣中SO2和NO的體積比為4∶1,50℃時的脫除率見圖2分別為100%和80%,根據(jù)反應(yīng)SO2+ClO?+H2O==SO42?+Cl?+2H+、3ClO?+2NO+H2O=2NO3?+3Cl?+2H+,則此吸收液中煙氣轉(zhuǎn)化生成的NO3?和Cl?的物質(zhì)的量之比為【解析】2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO24NH3+6NO5N2+6H2O
SO2+ClO?+H2O==SO42?+Cl?+2H+
SO2在水中的溶解度大于NOSO2在溶液中的還原性強(qiáng)于NOSO2與NaClO溶液的反應(yīng)速率大于NO
2∶13五、工業(yè)流程題(共4題,共24分)15、略
【分析】【分析】
根據(jù)實驗裝置和操作步驟可知,實驗室制備無水FeCl3,是利用鐵與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3?6H2O晶體,再脫結(jié)晶水制得無水FeCl3;工業(yè)上用鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵;多余的氯氣用吸收劑吸收轉(zhuǎn)化為氯化鐵溶液,經(jīng)分離;提純得到氯化鐵。
【詳解】
(1)燒杯中足量的H2O2溶液的作用是將廢鐵屑與稀鹽酸反應(yīng)生成的亞鐵離子全部氧化為鐵離子;答案:將亞鐵離子全部氧化為鐵離子;
(2)從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體時;為抑制鐵離子的水解,要在氯化氫氣氛里進(jìn)行加熱,所以實驗的操作步驟是加入鹽酸后蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,答案:鹽酸;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(3)進(jìn)入吸收塔的尾氣是沒有反應(yīng)完的氯氣,在吸收塔中氯氣被吸收劑吸收,反應(yīng)后生成FeCl3溶液,所以吸收劑應(yīng)是FeCl2,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,答案:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
(4)捕集器收集的是氣態(tài)FeCl3,F(xiàn)eCl3的相對分子質(zhì)量是162.5,由相對分子質(zhì)量為325(162.5×2=325)的鐵的氯化物可以推出:當(dāng)溫度超過673K時,2分子氣態(tài)FeCl3可以聚合生成雙聚體Fe2Cl6,答案:Fe2Cl6;
(5)①稱取mg無水氯化鐵樣品,溶于稀鹽酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍過量的KI溶液,充分反應(yīng)后,滴入幾滴淀粉溶液,并用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定滴定實驗時,當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3溶液,錐形瓶內(nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色,說明達(dá)到滴定終點,答案:滴入最后一滴Na2S2O3溶液;錐形瓶內(nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色;
②由反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2、I2+2=2I-+可得關(guān)系式:
解得n(Fe3+)=cV×10-3mol,則m克樣品中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=答案:【解析】將亞鐵離子全部氧化為鐵離子鹽酸蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe2Cl6滴入最后一滴Na2S2O3溶液,錐形瓶內(nèi)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且半分鐘內(nèi)不變色16、略
【分析】【分析】
用含鈷廢料(主要成分為Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制備草酸鈷晶體(CoC2O4?2H2O):粉碎后用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應(yīng),過濾得到濾液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3及過量的硫酸,濾渣Ⅰ為SiO2,濾液中加入過氧化氫和CoO,將Fe2+氧化為Fe3+,同時調(diào)節(jié)pH,使鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去,所以濾渣Ⅱ為氫氧化鐵、氫氧化鋁,向濾液中加入RH,Ni2+溶于有機(jī)層,為分液,向水層加入(NH4)2C2O4;得到草酸鈷晶體,以此來解答。
【詳解】
(1)用含鈷廢料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應(yīng),濾渣Ⅰ為SiO2;提高硫酸的濃度;提高反應(yīng)的溫度、攪拌能提高酸浸速率;
(2)通過操作①得到水層和有機(jī)層;則操作①為分液,分液需要的儀器有:分液漏斗;燒杯;
(3)加入氧化鈷的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH。若要將浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀,Al(OH)3的Ksp為1×10?32,則c(OH?)==10?9mol/L,c(H+)==10-5mol/L,Ni2+不能沉淀,Ni(OH)2的Ksp為1×10?15,開始沉淀的c(OH?)=≈10?5mol/L,c(H+)==10-9mol/L;則調(diào)節(jié)溶液5<pH<9;
(4)根據(jù)分析,加入有機(jī)萃取劑的目的是溶解NiR2;使之與水層分離;
(5)“反萃取”原理是用反萃取劑使被萃取物從有機(jī)相返回水相的過程。向操作①后溶有NiR2的有機(jī)層中加入硫酸溶液,可重新得到RH,反應(yīng)的離子方程式NiR2+2H+=2RH+Ni2+;
(6)300℃時,在空氣中煅燒CoC2O4?2H2O晶體可制得Co3O4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CoC2O4?2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O。
【點睛】
本題難度不大,易錯點為(3)中把握Ni2+不能沉淀,其他的雜質(zhì)離子完全沉淀,溶液的pH值要控制在其他雜質(zhì)離子全部沉淀和Ni2+開始出現(xiàn)沉淀之間?!窘馕觥縎iO2提高硫酸的濃度或提高反應(yīng)的溫度或攪拌等分液漏斗、燒杯5<pH<9溶解NiR2,使之與水層分離NiR2+2H+=2RH+Ni2+3CoC2O4?2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O17、略
【分析】【分析】
軟錳礦主要成分是MnO2,還含有Al2O3、Fe2O3、SiO2雜質(zhì),用硫酸溶解,加入二氧化硫還原,過濾出難溶的SiO2;得含有硫酸亞鐵;硫酸鋁、硫酸錳的溶液,所得溶液中加入二氧化錳把亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)pH除去鐵、鋁,再加入高錳酸鉀溶液,把硫酸錳氧化為二氧化錳,二氧化錳、氫氧化鉀在熔融條件下和氧氣反應(yīng)生成錳酸鉀,錳酸鉀在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成高錳酸鉀和二氧化錳。
【詳解】
(1)軟錳礦中主要成分是二氧化錳,還含有Al2O3、Fe2O3,二氧化錳是強(qiáng)氧化劑,在酸性溶液中具有較強(qiáng)的氧化性,而SO2在水溶液中具有較強(qiáng)的還原性,所以硫酸的作用是溶解Al2O3和Fe2O3、增強(qiáng)MnO2的氧化性。
(2)含有硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸錳的溶液中加入二氧化錳把亞鐵離子氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)pH除去鐵、鋁,“濾渣2”的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;Mn2+完全沉淀時(c=1.0×10-5mol/L)的pH為10.1,Mn(OH)2的Ksp=10?5×(1010.1?14)2;
(3)“熔融”時二氧化錳、氫氧化鉀、氧氣反應(yīng)生成錳酸鉀,反應(yīng)方程式是2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O;
(4)由流程圖可知錳酸鉀歧化為高錳酸鉀和二氧化錳;錳酸鉀既是氧化劑也是還原劑,根據(jù)得失電子守恒,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶1,因此氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。
(5)減壓過濾即抽濾;加快過濾速度;
(6)①電解制備KMnO4,MnO在陽極失電子生成MnO電極反應(yīng)式是MnO?e?=MnO
②電解時陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e?=H2↑+2OH?;產(chǎn)物之一為KOH可以用于錳酸鉀的制備。
【點睛】
本題以軟錳礦為原料(主要成分是MnO2,還含有Al2O3,F(xiàn)e2O3,SiO2雜質(zhì))制備高錳酸鉀為載體,明確各步驟的反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵,掌握氧化還原反應(yīng)規(guī)律,熟悉混合物分離方法?!窘馕觥咳芙釧l2O3和Fe2O3增強(qiáng)MnO2的氧化性Fe(OH)3、Al(OH)30.01×(108.6?14)2或10?5×(1010.1?14)22MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O1∶2加快過濾速度MnO?e?=MnOKOH18、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)難溶物和液體不溶;用過濾的方法進(jìn)行分離;
(2)根據(jù)MgSO4能與氫氧化鈣反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀;氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀;
(3)根據(jù)CaCO3的溶解度比Li2CO3??;
(4)鹽酸與Li2CO3反應(yīng)生成氯化鋰;水和二氧化碳;
(5)①Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液;陽極液中氯離子失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此書寫陽極反應(yīng)式。
②陰極區(qū)由水電離出氫離子放電剩余氫氧根離子;鋰離子向陰極移動,LiOH溶液的濃度增大,碳酸氫銨與LiOH反應(yīng)生成碳酸鋰;水和氨氣。
【詳解】
(1)鋁硅化合物沉淀和液體不溶;用過濾的方法進(jìn)行分離,故答案為:過濾;
(2)MgSO4能與氫氧化鈣反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀;氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,所以沉淀x的主要成份的化學(xué)式是CaCO3和Mg(OH)2,故答案為:CaCO3和Mg(OH)2;
(3)CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的濃度比沉淀Ca2+所用的濃度大,故答案為:CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的濃度比沉淀Ca2+所用的濃度大;
(4)鹽酸與Li2CO3反應(yīng)的離子方程式Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑,故答案為:Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑;
(4)①Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液,陽極液中氯離子失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),所以陽極反應(yīng)為:2Cl--2e-=Cl2↑,故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑;
②陰極區(qū)由水電離出氫離子放電剩余氫氧根離子,鋰離子向陰極移動,導(dǎo)致LiOH溶液的濃度增大;電解后向LiOH溶液中加入過量NH4HCO3溶液,氫氧化鋰與碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鋰的方程式為:2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑,故答案為:2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑;【解析】過濾CaCO3和Mg(OH)2CaCO3的溶解度比Li2CO3小,所以用Na2CO3溶液沉淀Li+所用的濃度比沉淀Ca2+所用的濃度大Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2↑2Cl--2e-=Cl2↑2LiOH+NH4HCO3=Li2CO3+2H2O+NH3↑六、計算題(共4題,共32分)19、略
【
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