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沖刺2023年高考化學(xué)真題重組卷05
遼寧專用(解析版)
(本卷滿分100分,考試時間75分鐘)
注意事項:
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Zn 65 Pb 207
一、選擇題:本題共15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求.
1.【2022年湖南卷】化學(xué)促進了科技進步和社會發(fā)展,下列敘述中沒有涉及化學(xué)變化的是
A.《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載的“石膽能化鐵為銅”
B.利用“侯氏聯(lián)合制堿法”制備純堿
C.科學(xué)家成功將轉(zhuǎn)化為淀粉或葡萄糖
D.北京冬奧會場館使用跨臨界直冷制冰
【答案】D
【解析】
A.“石膽能化鐵為銅”指的是鐵可以與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅,發(fā)生了化學(xué)變化,A不符合題意;
B.工業(yè)上利用“侯氏聯(lián)合制堿法”制備純堿,二氧化碳、氨氣、氯化鈉和水發(fā)生反應(yīng)生成的碳酸氫鈉晶體經(jīng)加熱后分解生成碳酸鈉即純堿,發(fā)生了化學(xué)變化,B不符合題意;
C.CO2轉(zhuǎn)化為淀粉或葡萄糖,有新物質(zhì)生成,發(fā)生了化學(xué)變化,C不符合題意;
D.使用CO2跨臨界直冷制冰,將水直接轉(zhuǎn)化為冰,沒有新物質(zhì)生成,只發(fā)生了物理變化,沒有涉及化學(xué)變化,D符合題意;綜上所述,本題選D。
2.【2022年1月浙江卷】下列表示不正確的是
A.乙炔的結(jié)構(gòu)簡式HC≡CH B.KOH的電子式
C.乙烷的球棍模型: D.氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
【答案】C
【解析】
A.乙炔中碳碳之間為三鍵,故結(jié)構(gòu)簡式HC≡CH,選項A正確;
B.KOH為離子化合物,故電子式為,選項B正確;
C.為乙烷的比例模型,不是球棍模型,選項C錯誤;
D.氯離子的核電荷數(shù)是17,電子數(shù)為18,氯離子的結(jié)構(gòu)示意圖為,選項D正確;故答案是C。
3.【2022年全國甲卷】為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A.25℃,下,氫氣中質(zhì)子的數(shù)目為
B.溶液中,的數(shù)目為
C.苯甲酸完全燃燒,生成的數(shù)目為
D.電解熔融,陰極增重,外電路中通過電子的數(shù)目為
【答案】C
【解析】
A.25℃、101kPa不是標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能用標(biāo)況下的氣體摩爾體積計算氫氣的物質(zhì)的量,故A錯誤;
B.Al3+在溶液中會發(fā)生水解生成Al(OH)3,因此2.0L 1.0 mol/L的AlCl3溶液中Al3+數(shù)目小于2.0NA,故B錯誤;
C.苯甲酸燃燒的化學(xué)方程式為,1mol苯甲酸燃燒生成7molCO2,則0.2mol苯甲酸完全燃燒生成1.4molCO2,數(shù)目為1.4NA,故C正確;
D.電解熔融CuCl2時,陽極反應(yīng)為,陰極反應(yīng)為,陰極增加的重量為Cu的質(zhì)量,6.4gCu的物質(zhì)的量為0.1mol,根據(jù)陰極反應(yīng)可知,外電路中通過電子的物質(zhì)的量為0.2mol,數(shù)目為0.2NA,故D錯誤;答案選C。
4.【2022年湖南卷】聚乳酸是一種新型的生物可降解高分子材料,其合成路線如下:
下列說法錯誤的是
A.
B.聚乳酸分子中含有兩種官能團
C.乳酸與足量的反應(yīng)生成
D.兩分子乳酸反應(yīng)能夠生成含六元環(huán)的分子
【答案】B
【解析】
A.根據(jù)氧原子數(shù)目守恒可得:3n=2n+1+m,則m=n-1,A正確;
B.聚乳酸分子中含有三種官能團,分別是羥基、羧基、酯基,B錯誤;
C.1個乳酸分子中含有1個羥基和1個羧基,則1mol乳酸和足量的Na反應(yīng)生成1mol H2,C正確;
D.1個乳酸分子中含有1個羥基和1個羧基,則兩分子乳酸可以縮合產(chǎn)生含六元環(huán)的分子(),D正確;故選B。
5.【2020天津卷】下列實驗儀器或裝置的選擇正確的是
配制50.00mL 0.1000mol.L-1
Na2CO3溶液
除去Cl2中的HCl
蒸餾用冷凝管
盛裝Na2SiO3溶液的試劑瓶
A
B
C
D
【答案】B
【解析】
A.配制50.00mL0.1000mol.L-1Na2CO3溶液需要用容量瓶,不能使用量筒配置溶液,錯誤;
B.除去氯氣中的氯化氫氣體使用飽和氯化鈉溶液,可以吸收氯化氫氣體,根據(jù)氯氣在水中的反應(yīng):Cl2+H2O?H++Cl-+HClO,飽和氯化鈉溶液中的氯離子使氯氣溶于水的平衡逆向移動,降低氯氣在水中的溶解度,洗氣瓶長進短出,利于除雜,正確;
C.蒸餾要使用直形冷凝管,接水口下口進上口出,球形冷凝管一般作反應(yīng)裝置,錯誤;
D.硅酸鈉溶液呈堿性,硅酸鈉溶液是一種礦物膠,能將玻璃塞與試劑瓶的瓶口粘在一起,盛裝Na2SiO3溶液的試劑瓶不能使用玻璃塞,應(yīng)使用橡膠塞,錯誤。答案選B。
6.【2022年山東卷】、的半衰期很短,自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應(yīng)如下:;。下列說法正確的是
A.X的中子數(shù)為2
B.X、Y互為同位素
C.、可用作示蹤原子研究化學(xué)反應(yīng)歷程
D.自然界不存在、分子是因其化學(xué)鍵不穩(wěn)定
【答案】B
【解析】
根據(jù)質(zhì)量守恒可知,X微粒為,Y微粒為,據(jù)此分析解題。
A. 由分析可知,X微粒為,根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)可知,該微粒的中子數(shù)為4,A錯誤;
B. 由分析可知,X微粒為,Y微粒為,二者具有相同的質(zhì)子數(shù)而不同的中子數(shù)的原子,故互為同位素,B正確;
C.由題干信息可知,與的半衰期很短,故不適宜用作示蹤原子研究化學(xué)反應(yīng)歷程,C錯誤;
D.自然界中不存在與并不是其化學(xué)鍵不穩(wěn)定,而是由于與的半衰期很短,很容易發(fā)生核變化,轉(zhuǎn)化為氣體其他原子,O=O的鍵能與形成該鍵的核素?zé)o關(guān),D錯誤;故答案為:B。
7.【2018年全國卷】我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池。將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是( )
A.放電時,ClO4-向負(fù)極移動
B.充電時釋放CO2,放電時吸收CO2
C.放電時,正極反應(yīng)為:3CO2+4e-=2CO32-+C
D.充電時,正極反應(yīng)為:Na++e-=Na
【答案】D
【解析】
原電池中負(fù)極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,充電可以看作是放電的逆反應(yīng),據(jù)此解答。
A.放電時是原電池,陰離子ClO4-向負(fù)極移動,A正確;
B.電池的總反應(yīng)為3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充電時釋放CO2,放電時吸收CO2,B正確;
C.放電時是原電池,正極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳,反應(yīng)為:3CO2+4e?=2CO32-+C,C正確;
D.充電時是電解,正極與電源的正極相連,作陽極,發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),反應(yīng)為2CO32-+C-4e?=3CO2,D錯誤。答案選D。
8.【2018年北京卷】一種芳綸纖維的拉伸強度比鋼絲還高,廣泛用作防護材料。其結(jié)構(gòu)片段如下圖
下列關(guān)于該高分子的說法正確的是
A.完全水解產(chǎn)物的單個分子中,苯環(huán)上的氫原子具有不同的化學(xué)環(huán)境
B.完全水解產(chǎn)物的單個分子中,含有官能團―COOH或―NH2
C.氫鍵對該高分子的性能沒有影響
D.結(jié)構(gòu)簡式為:
【答案】B
【解析】
A、芳綸纖維的結(jié)構(gòu)片段中含肽鍵,完全水解產(chǎn)物的單個分子為、,、中苯環(huán)都只有1種化學(xué)環(huán)境的氫原子,A錯誤;
B、芳綸纖維的結(jié)構(gòu)片段中含肽鍵,完全水解產(chǎn)物的單個分子為、,含有的官能團為-COOH或-NH2,B正確;
C、氫鍵對該分子的性能有影響,如影響沸點等,C錯誤;
D、芳綸纖維的結(jié)構(gòu)片段中含肽鍵,采用切割法分析其單體為、,該高分子化合物由、通過縮聚反應(yīng)形成,其結(jié)構(gòu)簡式為,D錯誤;答案選B。
9.【2020年山東卷】以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2,F(xiàn)e2O3和A12O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下:
已知浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2,F(xiàn)e(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是
A.浸出鎂的反應(yīng)為
B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進行
C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl
D.分離Mg2+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物Ksp的不同
【答案】B
【解析】
菱鎂礦煅燒后得到輕燒粉,MgCO3轉(zhuǎn)化為MgO,加入氯化銨溶液浸取,浸出的廢渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同時產(chǎn)生氨氣,則此時浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅燒得到高純鎂砂。
A.高溫煅燒后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以與銨根水解產(chǎn)生的氫離子反應(yīng),促進銨根的水解,所以得到氯化鎂、氨氣和水,化學(xué)方程式為MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,正確;
B.一水合氨受熱易分解,沉鎂時在較高溫度下進行會造成一水合氨大量分解,揮發(fā)出氨氣,降低利用率,錯誤;
C.浸出過程產(chǎn)生的氨氣可以回收制備氨水,沉鎂時氯化鎂與氨水反應(yīng)生成的氯化銨又可以利用到浸出過程中,正確;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp遠小于Mg(OH)2的Ksp,所以當(dāng)pH達到一定值時Fe3+、Al3+產(chǎn)生沉淀,而Mg2+不沉淀,從而將其分離,正確;故答案為B。
10.【2020年全國卷】據(jù)文獻報道:Fe(CO)5催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機理如下圖所示。下列敘述錯誤的是
A.OH-參與了該催化循環(huán) B.該反應(yīng)可產(chǎn)生清潔燃料H2
C.該反應(yīng)可消耗溫室氣體CO2 D.該催化循環(huán)中Fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化
【答案】C
【解析】
題干中明確指出,鐵配合物Fe(CO)5充當(dāng)催化劑的作用。機理圖中,凡是出現(xiàn)在歷程中,進去的箭頭表示反應(yīng)物,出來的箭頭表示生成物,既有進去又有出來的箭頭表示為催化劑或反應(yīng)條件,其余可以看成為中間物種。由題干中提供的反應(yīng)機理圖可知,鐵配合物Fe(CO)5在整個反應(yīng)歷程中成鍵數(shù)目,配體種類等均發(fā)生了變化;并且也可以觀察出,反應(yīng)過程中所需的反應(yīng)物除CO外還需要H2O,最終產(chǎn)物是CO2和H2,同時參與反應(yīng)的還有OH-,故OH-也可以看成是另一個催化劑或反應(yīng)條件。
A.從反應(yīng)機理圖中可知,OH-有進入的箭頭也有出去的箭頭,說明OH-參與了該催化循環(huán),故A項正確;
B.從反應(yīng)機理圖中可知,該反應(yīng)的反應(yīng)物為CO和H2O,產(chǎn)物為H2和CO2,F(xiàn)e(CO)5作為整個反應(yīng)的催化劑,而OH-僅僅在個別步驟中輔助催化劑完成反應(yīng),說明該反應(yīng)方程式為,故有清潔燃料H2生成,故 B項正確;
C.由B項分析可知,該反應(yīng)不是消耗溫室氣體CO2,反而是生成了溫室氣體CO2,故 C項不正確;
D.從反應(yīng)機理圖中可知,F(xiàn)e的成鍵數(shù)目和成鍵微粒在該循環(huán)過程中均發(fā)生了變化,故 D項正確;答案選C。
11.【2022年江蘇卷】乙醇-水催化重整可獲得。其主要反應(yīng)為
,
,
在、時,若僅考慮上述反應(yīng),平衡時和CO的選擇性及的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。
CO的選擇性,下列說法正確的是
A.圖中曲線①表示平衡時產(chǎn)率隨溫度的變化
B.升高溫度,平衡時CO的選擇性增大
C.一定溫度下,增大可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率
D.一定溫度下,加入或選用高效催化劑,均能提高平衡時產(chǎn)率
【答案】D
【解析】
根據(jù)已知反應(yīng)①,反應(yīng)②,且反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大,故溫度升高的時候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些,即CO2選擇性增大,同時CO的選擇性減小,根據(jù)CO的選擇性的定義可知③代表CO2的選擇性,①代表CO的選擇性,②代表H2的產(chǎn)率,以此解題。
A.由分析可知②代表H2的產(chǎn)率,A錯誤;
B.由分析可知升高溫度,平衡時CO的選擇性減小,B錯誤;
C.兩種物質(zhì)參加反應(yīng)增大一種物質(zhì)的濃度,會降低該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯誤;
D.加入與水反應(yīng)放熱,對反應(yīng)①影響較大,可以增大產(chǎn)率,或者選用對反應(yīng)①影響較大的高效催化劑,也可以增大產(chǎn)率,D正確;故選D。
12.【2022年湖北卷】某立方鹵化物可用于制作光電材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是
A.的配位數(shù)為6 B.與距離最近的是
C.該物質(zhì)的化學(xué)式為 D.若換為,則晶胞棱長將改變
【答案】B
【解析】
A.配位數(shù)為與其距離最近且等距離的F-的個數(shù),如圖所示,位于體心,F(xiàn)-位于面心,所以配位數(shù)為6,A正確;
B.與的最近距離為棱長的,與的最近距離為棱長的,所以與距離最近的是,B錯誤;
C.位于頂點,所以個數(shù)==1,F(xiàn)-位于面心,F(xiàn)-個數(shù)==3,位于體心,所以個數(shù)=1,綜上,該物質(zhì)的化學(xué)式為,C正確;
D.與半徑不同,替換后晶胞棱長將改變,D正確;故選B。
13.【2022年全國乙卷】由實驗操作和現(xiàn)象,可得出相應(yīng)正確結(jié)論的是
實驗操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
向NaBr溶液中滴加過量氯水,再加入淀粉KI溶液
先變橙色,后變藍色
氧化性:
B
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加熱,加入新制的懸濁液
無磚紅色沉淀
蔗糖未發(fā)生水解
C
石蠟油加強熱,將產(chǎn)生的氣體通入的溶液
溶液紅棕色變無色
氣體中含有不飽和烴
D
加熱試管中的聚氯乙烯薄膜碎片
試管口潤濕的藍色石蕊試紙變紅
氯乙烯加聚是可逆反應(yīng)
【答案】C
【解析】
A.向NaBr溶液中滴加過量氯水,溴離子被氧化為溴單質(zhì),但氯水過量,再加入淀粉KI溶液,過量的氯水可以將碘離子氧化為碘單質(zhì),無法證明溴單質(zhì)的氧化性強于碘單質(zhì),A錯誤;
B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加熱后,應(yīng)加入氫氧化鈉溶液使體系呈堿性,若不加氫氧化鈉,未反應(yīng)的稀硫酸會和新制氫氧化銅反應(yīng),則不會產(chǎn)生磚紅色沉淀,不能說明蔗糖沒有發(fā)生水解,B錯誤;
C.石蠟油加強熱,產(chǎn)生的氣體能使溴的四氯化碳溶液褪色,說明氣體中含有不飽和烴,與溴發(fā)生加成反應(yīng)使溴的四氯化碳溶液褪色,C正確;
D.聚氯乙烯加強熱產(chǎn)生能使?jié)駶櫵{色濕潤試紙變紅的氣體,說明產(chǎn)生了氯化氫,不能說明氯乙烯加聚是可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)是指在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進行,同時又能向逆反應(yīng)的方向進行的反應(yīng),而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加強熱分解條件不同,D錯誤;答案選C。
14.【2022年6月浙江卷】通過電解廢舊鋰電池中的可獲得難溶性的和,電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒,但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計)。下列說法不正確的是
A.電極A為陰極,發(fā)生還原反應(yīng)
B.電極B的電極發(fā)應(yīng):
C.電解一段時間后溶液中濃度保持不變
D.電解結(jié)束,可通過調(diào)節(jié)除去,再加入溶液以獲得
【答案】C
【解析】
A.由電解示意圖可知,電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2,錳元素化合價升高,失電子,則電極B為陽極,電極A為陰極,得電子,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;
B.由電解示意圖可知,電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2,電極反應(yīng)式為:2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,B正確;
C.電極A為陰極, LiMn2O4得電子,電極反應(yīng)式為:2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O,依據(jù)得失電子守恒,電解池總反應(yīng)為:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,反應(yīng)生成了Mn2+,Mn2+濃度增大,C錯誤;
D.電解池總反應(yīng)為:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,電解結(jié)束后,可通過調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去,然后再加入碳酸鈉溶液,從而獲得碳酸鋰,D正確;答案選C。
15.【2022年湖北卷】下圖是亞砷酸和酒石酸混合體系中部分物種的圖(濃度:總為,總T為)。下列說法錯誤的是
A.的為
B.的酸性比的強
C.時,的濃度比的高
D.時,溶液中濃度最高的物種為
【答案】D
【解析】
由圖分析,左側(cè)縱坐標(biāo)濃度的數(shù)量級為10-3mol/L,右坐標(biāo)濃度的數(shù)量級為10-6mol/L,橫坐標(biāo)為pH,隨著pH的增大,先變大,然后再減小,同時變大,兩者濃度均為右坐標(biāo),說明變化的程度很小,當(dāng)pH=4.6時,=,Ka=10-4.6。pH繼續(xù)增大,則減小,同時增大,當(dāng)pH=9.1時,=,,二者用左坐標(biāo)表示,濃度比較大,說明變化的幅度比較大,但混合溶液中存在著酒石酸,電離常數(shù)遠大于亞砷酸,且總T濃度也大于總As。
A.,,當(dāng)pH=9.1時,=,,為,A正確;
B.,當(dāng)pH=4.6時,=,Ka=10-4.6,而由A選項計算得H3AsO3的,即Ka > Ka1,所以的酸性比的強,B正確;
C.由圖可知的濃度為左坐標(biāo),濃度的數(shù)量級為10-3mol/L,的濃度為右坐標(biāo),濃度的數(shù)量級為10-6mol/L,所以時,的濃度比的高,C正確;
D.由可知條件,酒石酸,的為,即酒石酸的第一部電離常數(shù)遠大于亞砷酸的第一步電離常數(shù),所以酒石酸的酸性遠強于,另外總As的濃度也小于總T的濃度,所以當(dāng)時,溶液中濃度最高的物種不是,D錯誤;故選D。
二、非選擇題:本題共4小題,共55分。
16.(14分)【2020年新課標(biāo)Ⅰ卷】釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。
該工藝條件下,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
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
開始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列問題:
(1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成,同時還有___________離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是___________。
(5)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn),生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________。
(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是___________。
【答案】
(1)加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進氧化完全)
(2)Fe2+ VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O
(3)Mn2+ Fe3+、Al3+
(4)Fe(OH)3
(5)NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O
(6)利用同離子效應(yīng),促進NH4VO3盡可能析出完全
【解析】黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4,用30%H2SO4和MnO2“酸浸氧化”時VO+和VO2+被氧化成,F(xiàn)e3O4與硫酸反應(yīng)生成的Fe2+被氧化成Fe3+,SiO2此過程中不反應(yīng),濾液①中含有、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、;濾液①中加入NaOH調(diào)節(jié)pH=3.0~3.1,釩水解并沉淀為V2O5·xH2O,根據(jù)表中提供的溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH,此過程中Fe3+部分轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,部分Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,濾液②中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、,濾餅②中含V2O5·xH2O、Fe(OH)3、Al(OH)3,濾餅②中加入NaOH使pH>13,V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解,Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAlO2,則濾渣③的主要成分為Fe(OH)3;濾液③中含釩酸鹽、偏鋁酸鈉,加入HCl調(diào)pH=8.5,NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而除去;最后向濾液④中加入NH4Cl“沉釩”得到NH4VO3。
(1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是:升高溫度,加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進氧化完全);
(2)“酸浸氧化”中,釩礦粉中的Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水,MnO2具有氧化性,F(xiàn)e2+具有還原性,則VO+和VO2+被氧化成的同時還有Fe2+被氧化,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;VO+轉(zhuǎn)化為時,釩元素的化合價由+3價升至+5價,1molVO+失去2mol電子,MnO2被還原為Mn2+,Mn元素的化合價由+4價降至+2價,1molMnO2得到2mol電子,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式為VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O;
(3)根據(jù)分析,“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5·xH2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、Al3+;
(4)根據(jù)分析,濾渣③的主要成分是Fe(OH)3;
(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成,是NaAlO2與HCl反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。
(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是:增大NH4+離子濃度,利用同離子效應(yīng),促進NH4VO3盡可能析出完全。
17.(13分)【2022年山東卷】利用丁內(nèi)酯(BL)制備1,4-丁二醇(BD),反應(yīng)過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反應(yīng),涉及反應(yīng)如下:
已知:①反應(yīng)Ⅰ為快速平衡,可認(rèn)為不受慢反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的影響;
②因反應(yīng)Ⅰ在高壓氛圍下進行,故壓強近似等于總壓?;卮鹣铝袉栴}:
(1)以或BD為初始原料,在、的高壓氛圍下,分別在恒壓容器中進行反應(yīng)。達平衡時,以BL為原料,體系向環(huán)境放熱;以BD為原料,體系從環(huán)境吸熱。忽略副反應(yīng)熱效應(yīng),反應(yīng)Ⅰ焓變_______。
(2)初始條件同上。表示某物種i的物質(zhì)的量與除外其它各物種總物質(zhì)的量之比,和隨時間t變化關(guān)系如圖甲所示。實驗測得,則圖中表示變化的曲線是_______;反應(yīng)Ⅰ平衡常數(shù)_______(保留兩位有效數(shù)字)。以BL為原料時,時刻_______,BD產(chǎn)率=_______(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)為達平衡時與的比值。、、三種條件下,以為初始原料,在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應(yīng),隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示。因反應(yīng)在高壓氛圍下進行,可忽略壓強對反應(yīng)速率的影響。曲線A.B.c中,最大的是_______(填代號);與曲線b相比,曲線c達到所需時間更長,原因是_______。
【答案】
(1)-200(X+Y)
(2)a或c???? 8.3×10-8???? 0.08???? 39%
(3)c???? 由于b和c代表的溫度相同,而壓強對反應(yīng)速率的影響可忽略,壓強增大反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動,增大,故=1.0所需時間更長
【解析】
(1)依題意,結(jié)合已知信息,可推定在同溫同壓下,以同物質(zhì)的量的BL或BD為初始原料,達到平衡時的狀態(tài)相同,兩個平衡完全等效。則以5.0×10-3mol的BL為原料,達到平衡時放出XkJ熱量與同物質(zhì)的量的BD為原料達到平衡時吸收YkJ熱量的能量二者能量差值為(X+Y)kJ,則1mol時二者能量差值為200(X+Y)kJ,反應(yīng)I為放熱反應(yīng),因此焓變=-200(X+Y)kJ·mol-1。
(2)實驗測定X
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