
可能用到的相對原子質(zhì)量:H1 C12 N14 O16 Fe56 S32 Cl35.5 Cu64 C59
一、單項選擇題:共20題,每題3分,共60分。每題只有一個選項符合題意。
1. 化學(xué)與生活、科技密切相關(guān)。下列說法正確的是
A. 食品包裝袋中常有硅膠、生石灰、還原鐵粉等,其作用都是防止食品氧化變質(zhì)
B. 穩(wěn)定且有非凡的比表面積的鋁硅酸鹽沸石(ZEO-1)屬于金屬材料
C. 螺旋碳納米管TEM與石墨烯互為同素異形體
D. 清華大學(xué)打造的世界首款異構(gòu)融合類腦芯片——天機芯的主要材料與光導(dǎo)纖維的相同
【答案】C
【解析】
【詳解】A.硅膠、生石灰只能吸收水分,無法除去氧氣,不能防止食品氧化變質(zhì),故A錯誤;
B.鋁硅酸鹽沸石為無機非金屬材料,故B錯誤;
C.碳納米管與石墨烯為碳元素的不同單質(zhì),互為同素異形體,故C正確;
D.制作電腦芯片的材料為硅單質(zhì),光導(dǎo)纖維的材料為二氧化硅,故D錯誤;
故選:C。
2. 下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是
A. 氟原子的結(jié)構(gòu)示意圖:B. 二氧化碳的電子式:
C. 電子轉(zhuǎn)移表示方法:D. 次氯酸的結(jié)構(gòu)式:H-Cl-O
【答案】C
【解析】
【詳解】A.氟離子的結(jié)構(gòu)示意圖: ,A錯誤;
B.二氧化碳的電子式:,B錯誤;
C.電子轉(zhuǎn)移表示方法: ,C正確;
D.次氯酸的結(jié)構(gòu)式:H-O-Cl ,D錯誤;
故答案選C。
3. 下列物質(zhì)屬于共價化合物的是
A. NH3B. NH4ClC. Cl2D. KOH
【答案】A
【解析】
【詳解】A.氨分子中只含N-H共價鍵,屬于共價化合物,A選項正確;
B.氯化銨中含N-H共價鍵、銨根離子和氯離子的離子鍵,屬于離子化合物,B選項錯誤;
C.Cl2是單質(zhì),C選項錯誤;
D.KOH是鉀離子和氫氧根離子通過離子鍵形成的離子化合物,D選項錯誤;
答案選A。
4. 下列氮及其化合物的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A. 具有強氧化性,可作火箭燃料推進劑
B. 極易溶于水,可用作制冷劑
C. 不溶于水,可用作保護氣
D. 易揮發(fā),可用來制備硝酸鹽
【答案】A
【解析】
【詳解】A.二氧化氮具有強氧化性,可與還原劑肼反應(yīng)放出大量的熱,可作火箭燃料推進劑,故A正確;
B.氨氣極易液化,液氨揮發(fā)時會吸收大量的熱,常用作制冷劑,故B錯誤;
C.氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不支持燃燒和呼吸,常用作保護氣,故C錯誤;
D.硝酸是一元強酸,能與金屬氧化物和氫氧化物反應(yīng),常用來制備硝酸鹽,故D錯誤;
故選A。
5. 用如圖所示裝置制備氨氣并驗證氨氣的還原性,其中不能達到實驗?zāi)康牡氖?br>A. 用裝置甲生成氨氣B. 用裝置乙干燥氨氣
C. 用裝置丙驗證氨氣的還原性D. 用裝置丁和戊分別收集氨氣和氮氣
【答案】D
【解析】
【詳解】A.反應(yīng)可用于制備氨氣,A正確;
B.NH3是堿性氣體,可用堿石灰進行干燥,B正確;
C.裝置丙發(fā)生發(fā)應(yīng),可驗證氨氣的還原性,C正確;
D.氨氣的密度比空氣小,收集時應(yīng)從短管進長管出,D錯誤;
故選D。
6. 下列有關(guān)說法不正確的是
A. 在容器中充入4 ml 和5 ml ,一定條件下充分反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后,電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為20 ml
B. 在恒容容器內(nèi),反應(yīng)達到平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變
C. 斷裂3 ml 鍵的同時,斷裂2 ml 鍵,說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
D. 當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.和反應(yīng)生成NO和水,反應(yīng)方程式為,消耗4ml轉(zhuǎn)移20ml電子,A正確;
B.通入Ar,壓強增大,但在恒容容器內(nèi)體積不變,反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度不變,v(正)和v(逆)都不變,B正確;
C.由,斷裂3ml 鍵即消耗1mlNH3,指正反應(yīng)方向,同時斷裂2ml 鍵即消耗1mlH2O,指逆反應(yīng)方向,但二者比值為1:1,不等于物質(zhì)的系數(shù)之比,則正逆反應(yīng)速率不相等,說明該反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),C錯誤;
D.密閉容器中混合氣體的總質(zhì)量不變,該反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不相同,則混合氣體的總物質(zhì)的量發(fā)生變化,當(dāng)平均摩爾質(zhì)量不變,說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確;
答案選C。
7. 四種短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的二倍;X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的;Y是地殼中含量最多的金屬元素;X與Z形成的離子化合物的水溶液呈中性。下列敘述中,不正確的是
A. W的非金屬性小于Z的非金屬性
B. 將X單質(zhì)投入到CuSO4溶液中,生成紫紅色固體
C. 工業(yè)上用電解熔融Y的氧化物的方法冶煉金屬Y
D. Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物為強酸
【答案】B
【解析】
【分析】四種短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的二倍,則W為C元素;X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的,則X為Na元素;Y是地殼中含量最多的金屬元素,則Y為Al元素;X與Z形成的離子化合物的水溶液呈中性,則Z為Cl元素;
【詳解】A.C和Cl的最高價氧化物的水化物分別為碳酸(弱酸),高氯酸(強酸),故Cl的非金屬性強,A正確;
B.Na投入到CuSO4溶液中,會先跟水反應(yīng),B錯誤;
C.工業(yè)上熔融電解氧化鋁制備鋁單質(zhì),C正確;
D.Cl的最高價氧化物對應(yīng)水化物為高氯酸是強酸,D正確。
8. 一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,對該反應(yīng)的推斷合理的是
A. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4D?6A+2C
B. 反應(yīng)進行到1 s時,v(A)=v(C)
C. 反應(yīng)從開始到6 s的時間內(nèi),B的平均反應(yīng)速率為0.05 ml·L-1·s-1
D. 反應(yīng)進行到6 s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A.從圖象分析,達到平衡時B、C物質(zhì)質(zhì)量分別較少0.6ml、0.8ml,A、D物質(zhì)增加1.2 ml、0.4ml,各物質(zhì)物質(zhì)的量變量比值是B:C:A:D=3:4:6:2,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4C ?6A+2D ,A錯誤;
B.反應(yīng)進行到1 s時,v(A)= ,v(C)=,不相等,B錯誤;
C.反應(yīng)從開始到6 s的時間內(nèi),B的平均反應(yīng)速率為,C正確;
D.反應(yīng)進行到6 s時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),各物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等,同向反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,D錯誤;
故選C。
9. 浩瀚的海洋是一個巨大的寶庫,從海水中除了可以提取食鹽外,還可以從海水提取食鹽后的母液(也稱苦鹵水,含、等)中提取溴、鎂等。工業(yè)上一種利用苦鹵水制備無水氯化鎂的工藝流程如下:
下列說法不正確的是
A. 物質(zhì)X常選用生石灰
B. 工業(yè)上常用電解溶液制備金屬鎂
C. “氯化”過程中發(fā)生的反應(yīng)為
D. “煅燒”后的產(chǎn)物中加稀鹽酸,再利用結(jié)晶法可獲得
【答案】B
【解析】
【詳解】A.苦鹵水中加入物質(zhì)X的目的是將溶液中的鎂離子轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,故物質(zhì)X溶于水后應(yīng)該顯堿性,生石灰價格便宜且溶于水顯堿性,故物質(zhì)常選用生石灰,選項A正確;
B.因鈉鎂鋁為活潑金屬,故選用電解法進行冶煉,制備鎂可選用電解熔融MgCl2的方法,而不是電解MgCl2溶液,選項B不正確;
C.根據(jù)流程反應(yīng)物是MgO、C和Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng),又因高溫條件下碳元素轉(zhuǎn)化為一氧化碳,生成物質(zhì)為MgCl2和CO,據(jù)電子守恒配平方程式,選項C正確;
D.煅燒后產(chǎn)物中主要為MgO,MgO中加入稀鹽酸后得到MgCl2溶液,再利用結(jié)晶法可獲得,選項D正確;
答案選B。
10. 下列說法正確的是
A. 500℃、30MPa下,將和置于密閉容器中充分反應(yīng)生成放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:
B. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱,則和反應(yīng)的反應(yīng)熱
C. 在101kPa時,完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為:
D. 充分燃燒一定量的丁烷氣體生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為QkJ。完全吸收它生成的生成正鹽,需5ml/L的NaOH溶液100ml,則丁烷的燃燒熱為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.氨氣和氫氣反應(yīng)為可逆反應(yīng),故和置于密閉容器中完全反應(yīng)生成放熱大于38.6kJ,選項A錯誤;
B.中和熱是在稀溶液中,強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 ml液態(tài)水時所釋放的熱量;和反應(yīng)生成水還生成硫酸鋇沉淀,故反應(yīng)放出熱量不是,選項B錯誤;
C.在101kPa時,為1ml,完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為: ,選項C錯誤;
D.充分燃燒一定量的丁烷氣體生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為QkJ,完全吸收它生成的生成正鹽,需5ml/L的NaOH溶液100ml(氫氧化鈉為0.5ml),,則生成二氧化碳0.25ml,根據(jù)碳元素守恒可知,消耗丁烷0.0625ml;燃燒熱是在101 kPa時,1 ml物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量;則丁烷的燃燒熱為,選項D正確;
故選D。
11. 在給定的條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【詳解】A.硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫,二氧化硫和氯化鋇不反應(yīng),轉(zhuǎn)化不能均一步實現(xiàn),A不符合題意;
B.FeS2在氧氣中煅燒生成二氧化硫,而不是三氧化硫,轉(zhuǎn)化不能均一步實現(xiàn),B不符合題意;
C.氮氣和氧氣放電生成NO ,NO和氧氣、水生成硝酸,轉(zhuǎn)化能一步實現(xiàn),C符合題意;
D.二氧化硅不溶于水,也不與水反應(yīng),所以不能實現(xiàn),D不符合題意;
故選C。
12. 常溫下,取鋁土礦(含有Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2等物質(zhì))用硫酸浸出后的溶液,分別向其中加入指定物質(zhì),反應(yīng)后的溶液中主要存在的一組離子正確的是
A. 加入過量NaOH溶液:Na+、AlO、OH-、SO
B. 加入過量氨水:NH、Al3+、OH-、SO
C. 通入過量Cl2:Fe2+、H+、ClO-、SO
D. 加入過量H2SO4溶液:Fe2+、Na+、NO、SO
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.加入過量NaOH溶液后,鋁離子轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根,鐵離子和亞鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀,溶液中主要存在離子為Na+、AlO、OH-、SO,故A項正確;
B.加入過量氨水后,Al3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,溶液中Al3+不能大量存在,故B項錯誤;
C.通入過量Cl2后,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,故C項錯誤;
D.加入過量H2SO4溶液,H+與NO混合后有強氧化性,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,故D項錯誤。
綜上所述,本題正確答案為A。
13. 甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/ml
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ/ml
下列說法正確的是
A. CH3OH的燃燒熱為192.9 kJ/ml
B. 反應(yīng)①中的能量變化如圖所示
C. CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量
D. 根據(jù)②推知反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH >-192.9 kJ/ml
【答案】D
【解析】
【詳解】A.燃燒熱是指物質(zhì)與氧氣進行完全燃燒反應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量,反應(yīng)②是生成氫氣而不是液態(tài)的水,故CH3OH的燃燒熱不是192.9 kJ/ml,A錯誤;
B.反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),而該能量變化圖是放熱反應(yīng),B錯誤;
C.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程可以是通過①反應(yīng),也可以是②反應(yīng)。①反應(yīng)是吸熱反應(yīng),②反應(yīng)是放熱反應(yīng),C錯誤;
D. 1mlCH3OH(l)能量低于1mlCH3OH(g),根據(jù)②可推知反應(yīng)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH >-192.9 kJ/ml,D正確;
答案選D。
14. O2在一定條件下能有效去除煙氣中的SO2、NO,其可能的反應(yīng)機理如下圖所示,下列說法不正確的是(HO?表示羥基自由基,?表示未成對電子)
A. O2轉(zhuǎn)化為時失去電子
B. HO?中氧元素的化合價為-1
C. 凈化器內(nèi)SO2被還原
D. 凈化器內(nèi)NO發(fā)生的反應(yīng)為3HO? + NO = HNO3 + H2O
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)電荷守恒可知,O2轉(zhuǎn)化為發(fā)生的反應(yīng)為O2-e-=,A正確;
B.?表示未成對電子,所以HO?不帶電荷,因H的化合價為+1價,所以氧元素的化合價為-1,B正確;
C.羥基自由基具有氧化性,根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化前后化合價的變化情況可知,SO2的化合價升高,S元素被氧化,最終被HO?氧化為H2SO4,C錯誤;
D.凈化器內(nèi)NO被HO?氧化為HNO3,發(fā)生的反應(yīng)為3HO? + NO = HNO3 + H2O,D正確;
故選C。
15. 廢舊中的金和回收的部分流程如下:
已知:。下列說法正確的是
A. “酸溶”時用濃硝酸產(chǎn)生NOx的量比稀硝酸的少
B. “過濾”所得濾液中的陽離子只含有Cu2+和
C. 用濃鹽酸和也可以溶解金
D. 用過量粉將完全還原為,參加反應(yīng)的為
【答案】C
【解析】
【分析】硝酸與金不反應(yīng),與銀和銅反應(yīng),酸溶后過濾得到金,濾液中含金屬離子銅離子和銀離子,經(jīng)過溶金分離后得到氯金酸溶液,鋅粉還原得到金。
【詳解】A.濃硝酸被還原產(chǎn)生NO2,產(chǎn)生1mlNO2得1ml電子,稀硝酸被還原產(chǎn)生NO,產(chǎn)生1mlNO得3ml電子,金屬的量相同,“酸溶”時用濃硝酸產(chǎn)生NOx的量比稀硝酸的多,A錯誤;
B.“過濾”所得濾液中的陽離子含有H+、Cu2+和,B錯誤;
C.濃鹽酸和在溶液中電離產(chǎn)生氫離子和硝酸根離子,相當(dāng)于有硝酸,也可以溶解金,C正確;
D.,氫離子也會與鋅反應(yīng),參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子物質(zhì)的量為4ml,消耗鋅的物質(zhì)的量為2ml,D錯誤;
故選C。
16. 下列實驗裝置和操作能達到實驗?zāi)康牡氖?
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.制備Fe(OH)3膠體時應(yīng)該向沸騰的蒸餾水中滴加幾滴飽和FeCl3溶液,直至液體呈紅褐色停止加熱,A錯誤;
B.植物油能夠防止空氣中的氧氣進入FeSO4溶液中,將膠頭滴管伸入到FeSO4溶液中,二者發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀,由于沒有空氣,因此制取得到的Fe(OH)2沉淀不會氧化變質(zhì),B正確;
C.NH3極易溶于水,應(yīng)該將導(dǎo)氣管稍微露出橡膠塞,且應(yīng)該先通入NH3,然后向NH3、NaCl飽和溶液中通入CO2氣體以增大CO2氣體的溶解度來制取NaHCO3,C錯誤;
D.HCl與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體,又會引入新的雜質(zhì)離子,D錯誤;
故合理選項是B。
17. 室溫下,下列實驗探究方案能達到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【詳解】A.將一塊鋁片放入濃硫酸中,片刻后取出,用蒸餾水沖洗后浸入硫酸銅溶液,鋁片表面沒有紅色物質(zhì)附著說明常溫下,鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化生成氧化層薄膜阻礙了鋁與硫酸銅溶液的反應(yīng),故A正確;
B.酸性條件下,硝酸根離子也能與將亞鐵離子氧化為鐵離子,則將稀硫酸酸化的過氧化氫溶液滴入硝酸亞鐵溶液中,溶液變黃色不能說明過氧化氫的氧化性強于銅離子,故B錯誤;
C.將二氧化硫氣體通入硅酸鈉溶液中產(chǎn)生白色沉淀只能說明亞硫酸的酸性強于硅酸,亞硫酸不是硫元素最高價氧化物對應(yīng)水化物,不能說明硫元素的氧化性強于硅元素,故C錯誤;
D.亞硫酸的酸性強于碳酸,二氧化硫與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成的二氧化碳會干擾二氧化碳的檢驗,所以澄清石灰水變混濁不能說明濃硫酸和灼熱木炭反應(yīng)生成二氧化硫和二氧化碳?xì)怏w,故D錯誤;
故選A。
18. 以某銅渣(含少量Ag)為原料制備硫酸銅的實驗步驟為:向題圖所示裝置中加入銅渣,分批加入稀和稀混合溶液,滴加的間隔鼓入氧氣。反應(yīng)結(jié)束后,向溶液中加入少量NaCl后過濾,從濾液中分離得到硫酸銅。下列敘述不正確的是
A. 與直接用稀硝酸溶解銅渣相比,加入稀硫酸及鼓入氧氣均可節(jié)約硝酸用量
B. 將含硫酸銅的濾液蒸干、灼燒得
C. 加入氯化鈉可除去溶液中少量的
D. 當(dāng)觀察到鼓入不再出現(xiàn)紅棕色,表明反應(yīng)停止
【答案】B
【解析】
【分析】銅渣和混合酸反應(yīng)溶解,得到以硫酸銅為主的混合溶液,為了充分利用稀硝酸,在反應(yīng)過程中不時的通入氧氣,使生成的NO氣體轉(zhuǎn)化為硝酸,減小硝酸的消耗。由于雜質(zhì)也能被硝酸溶解氧化,為了能把反應(yīng)后溶液中的Ag+完全除去,在反應(yīng)后的溶液中,加入少量,使硫酸銀轉(zhuǎn)化為更難溶的氯化銀沉淀,然后過濾,濾液即溶液。
【詳解】A.直接用稀硝酸溶解銅渣時硝酸的還原產(chǎn)物為NO、不能被利用,而加入稀硫酸及鼓入氧氣均可節(jié)約硝酸用量,A正確;
B. 硫酸銅晶體含結(jié)晶水、應(yīng)用冷卻結(jié)晶法獲得,將含硫酸銅的濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,可得,D錯誤;
C. 氯化銀難溶于氫離子,加入氯化鈉可除去溶液中少量的,C正確;
D. 當(dāng)觀察到鼓入不再出現(xiàn)紅棕色(NO2氣體),表明NO已不再產(chǎn)生、反應(yīng)停止,D正確;
答案選B。
19. 實驗室用FeSO4、(NH4)2SO4制備硫酸亞鐵銨晶體[(NH4) m Fe(SO4) n·xH2O],(NH4) m Fe(SO4) n·xH2O和硫代乙酰胺溶液反應(yīng)制取納米硫化亞鐵(FeS),反應(yīng)流程如下:
下列有關(guān)說法不正確的是
A. 配制硫酸亞鐵溶液時需加入一定量的鐵粉,目的是防止Fe2+被氧化
B. n、m的等量關(guān)系式是2n-m = 2
C. “反應(yīng)1”條件下,硫酸亞鐵銨晶體的溶解度大于FeSO4與 (NH4)2SO4的
D. “反應(yīng)2”需在一定pH條件下進行,酸性過強或堿性過強均不利于FeS的生成
【答案】C
【解析】
【詳解】A.硫酸亞鐵溶液被空氣氧化,所以配制硫酸亞鐵溶液時需加入一定量的還原性鐵粉,從而防止Fe2+被氧化,A正確;
B.硫酸亞鐵銨晶體的分子式為(NH4) m Fe(SO4) n·xH2O,根據(jù)化合物的化合價代數(shù)和為0可知,,變換關(guān)系式得出n、m的等量關(guān)系式是2n-m = 2,B正確;
C.反應(yīng)1是用FeSO4、(NH4)2SO4制備硫酸亞鐵銨晶體的過程,所以溶解度:(NH4)2SO4>硫酸亞鐵銨晶體,C錯誤;
D.“反應(yīng)2”是 (NH4) m Fe(SO4) n·xH2O和硫代乙酰胺溶液反應(yīng)制備FeS的過程,若酸性過強,則會有硫化氫氣體溢出,降低了FeS的產(chǎn)率,同時也污染環(huán)境,若堿性過強,可鐵元素會以沉淀形式損失,D正確;
故選C。
20. 500℃,HCl在催化劑M的作用下被O2氧化依次有如圖(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反應(yīng)組成,計算機模擬單個分子在催化劑表面的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是
A. 反應(yīng)Ⅱ的活化能為1.45 eV
B. 反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)速率最慢
C. 總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH=-1.98 eV?ml-1
D. HOOCl(g)比HCl(g)和O2(g)穩(wěn)定
【答案】B
【解析】
【詳解】A.反應(yīng)Ⅱ的活化能為,A錯誤;
B.反應(yīng)Ⅰ的能壘最高,所以反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)速率最慢,B正確;
C.圖像給出的是單個分子參與反應(yīng)時的能量變化,總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為,C錯誤;
D.由反應(yīng)Ⅰ可知的總能量比和的總能量高,能量越高,物質(zhì)越不穩(wěn)定,D錯誤;
故選B。
二、非選擇題:共3題,共40分
21. 草酸鈷可用于指示劑和催化劑。其中草酸鈷的制備可用水鈷礦(主要成分為,含少量、、MnO、MgO、CaO、等)制取工藝流程如圖所示:
已知:①浸出液含有的陽離子主要有、、、、、、等;
②酸性條件下,不會氧化,轉(zhuǎn)化為;
③部分陽離子的氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表。
(1)回答下列問題:浸出過程中加入的主要目的______,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。
(2)向浸出液中加入發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。
(3)向濾液I中加入NaF溶液得到的沉淀的主要成分是______(寫化學(xué)式)。
(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖1所示,萃取劑的作用是除錳離子,其使用的適宜pH范圍是______(填字母代號)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(5)( g/ml)熱分解質(zhì)量變化過程如圖2所示。其中600℃以前是隔絕空氣加熱,600℃以后是在空氣中加熱。A、B、C均為純凈物,C點所示產(chǎn)物的化學(xué)式是______。
【答案】(1) ①. Fe3+和C3+還原 ②. C2O3+SO+4H+=2C2++SO+2H2O
(2)ClO+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O
(3)CaF2、MgF2
(4)B (5)C2O3
【解析】
【分析】在鹽酸和Na2SO3作用下將水鈷礦中的離子浸出,得到含有H+、C2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、A13+等離子的浸出液,NaC1O3加入浸出液中,將Fe2+氧化為Fe3+,加Na2CO3調(diào)pH至5.2,目的是使Fe3+和A13+沉淀完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和A1(OH)3沉淀,過濾后得到濾液I中含有的金屬陽離子為C2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+等,向濾液I中加入NaF溶液,將Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為CaF2、MgF2沉淀,再加萃取劑將錳元素從溶液中分離,經(jīng)分液操作,對分離后的水層溶液加入(NH4)2C2O4溶液制得CC2O4?2H2O。
【小問1詳解】
具有還原性,能還原氧化性離子鐵離子和鈷離子,所以浸出過程中加入的主要目的Fe3+和C3+還原,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為C2O3+SO+4H+=2C2++SO+2H2O,答案:Fe3+和C3+還原;C2O3+SO+4H+=2C2++SO+2H2O;
【小問2詳解】
NaC1O3具有強氧化性,加入浸出液中,將Fe2+氧化為Fe3+,離子方程式ClO+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,答案:ClO+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;
【小問3詳解】
向濾液I中加入NaF溶液,將Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為CaF2、MgF2沉淀,所以得到的沉淀的主要成分是CaF2、MgF2,答案:CaF2、MgF2;
【小問4詳解】
由圖可知,調(diào)節(jié)pH在3.0~3.5之間,可使Mn2+萃取較完全,并盡可能減少C2+損失,故答案選B;
【小問5詳解】
18.30gCC2O4?2H2O的物質(zhì)的量為18.30g183g/ml=0.1ml,600℃以后是在空氣中加熱,則 點對應(yīng)的產(chǎn)物為鈷的氧化物,質(zhì)量為8.30g,而0.1ml鈷的質(zhì)量為5.90g,則該氧化物中氧元素質(zhì)量為8.30g-5.90g=2.40g,O原子物質(zhì)的量為0.15ml,C原子與O原子的物質(zhì)的量之比為2:3,故C點所示產(chǎn)物的化學(xué)式是C2O3,故答案為:C2O3。
22. 草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)可作為制備電池正極材料磷酸鐵鋰的原料。以FeSO4溶液制備電池級草酸亞鐵晶體的實驗流程如圖:
(1)“沉淀”步驟得到的混合體系不宜在空氣中久置,其原因是___。
(2)“轉(zhuǎn)化”在右圖所示的裝置中進行。導(dǎo)管A的作用是___。
(3)檢驗“洗滌”完全的實驗操作是__。
(4)以廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、Al2O3、SiO2等)為原料制備實驗所需的FeSO4溶液,請補充實驗方案:向廢渣中分批加入稀硫酸,邊加邊攪拌,當(dāng)固體不再溶解時,過濾;___。[實驗中須使用的試劑:稀硫酸、鐵粉、NaOH溶液、KSCN溶液、蒸餾水]
(5)測定草酸亞鐵樣品純度的方法如下:準(zhǔn)確稱取0.2500g樣品,加入適量水、濃H2SO4、磷酸,用0.04500ml·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(草酸亞鐵轉(zhuǎn)化為Fe3+和CO2),消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液18.00mL。計算樣品中FeC2O4·2H2O的純度___(寫出計算過程)。
【答案】(1)Fe(OH)2在空氣中易被O2氧化為Fe(OH)3,導(dǎo)致草酸亞鐵產(chǎn)率降低
(2)平衡壓強,使H2C2O4溶液順利滴入三頸燒瓶中
(3)取最后一次洗滌濾液少許于試管中,先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則已洗滌完全
(4)在攪拌下向濾液中滴加NaOH溶液,沉淀先增加后減少,當(dāng)沉淀不再減少時,過濾;用蒸餾水洗滌濾渣2~3次后,在攪拌下向濾渣中加入稀硫酸至濾渣完全溶解;在攪拌下向所得溶液中分批加入鐵粉,直至向取出的少量溶液中滴加KSCN溶液不再出現(xiàn)紅色,過濾
(5)97.20%
【解析】
【分析】FeSO4溶液中加入氨水生成氫氧化亞鐵沉淀,向混合體系中加入草酸,氫氧化亞鐵沉淀轉(zhuǎn)化為草酸亞鐵晶體,過濾、洗滌、烘干得FeC2O4·2H2O。
【小問1詳解】
“沉淀”步驟中FeSO4溶液中加入氨水生成氫氧化亞鐵沉淀,F(xiàn)e(OH)2在空氣中易被O2氧化為Fe(OH)3,導(dǎo)致草酸亞鐵產(chǎn)率降低,所以混合體系不宜在空氣中久置;
【小問2詳解】
根據(jù)圖示,盛裝草酸的儀器是恒壓分液漏斗,導(dǎo)管A的作用是平衡壓強,使H2C2O4溶液順利滴入三頸燒瓶中;
【小問3詳解】
草酸亞鐵晶體表面可能有硫酸根離子,通過檢驗洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷“洗滌”是否完全,檢驗“洗滌”完全的實驗操作是:取最后一次洗滌濾液少許于試管中,先滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則已洗滌完全;
【小問4詳解】
向廢渣中分批加入稀硫酸,邊加邊攪拌,當(dāng)固體不再溶解時,過濾除去SiO2;在攪拌下向濾液中滴加NaOH溶液,沉淀先增加后減少,當(dāng)沉淀不再減少時,過濾,得氫氧化鐵沉淀;用蒸餾水洗滌濾渣2~3次后,在攪拌下向濾渣中加入稀硫酸至濾渣完全溶解;在攪拌下向所得溶液中分批加入鐵粉,把硫酸鐵還原為硫酸亞鐵,直至向取出的少量溶液中滴加KSCN溶液不再出現(xiàn)紅色,過濾,可得FeSO4溶液;
【小問5詳解】
草酸亞鐵被酸性高錳酸鉀氧化為Fe3+和CO2,根據(jù)得失電子守恒,得關(guān)系式,反應(yīng)消耗0.04500ml·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液18.00mL,則草酸亞鐵的物質(zhì)的量為,F(xiàn)eC2O4·2H2O的純度為。
23. 工廠煙氣(主要污染物、NO)直接排放會造成空氣污染,需處理后才能排放。
(1)①用天然堿生產(chǎn)小蘇打的母液(主要溶質(zhì)為碳酸鈉)吸收煙氣中的相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
kJ·ml
kJ·ml
kJ·ml
反應(yīng)的______kJ·ml
②已知拆開1 ml 鍵,1 ml 鍵,1 ml 鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為______
(2)氧化。
40℃時向一定量溶液中按一定流速持續(xù)通入工廠煙氣,溶液的pH與ORP值(氧化還原電位)隨時間變化如圖所示。
①寫出溶液中NO與反應(yīng)生成和的離子方程式:______。
②煙氣中含有少量,NO的脫除率比不含的煙氣高,可能原因是______。
(3)光催化。主要是利用光催化劑在紫外線作用下產(chǎn)生的高活性自由基()和(代表空位,空位有很強的得電子能力),將煙氣中的、NO等氧化除去。光催化劑粒子表面產(chǎn)生·OH的機理如圖所示(圖中部分產(chǎn)物略去)。已知中電子躍遷的能量 eV。
光催化劑在紫外線作用下產(chǎn)生·OH的過程可描述為______。
【答案】(1) ①. ②. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)-92 kJ/ml
(2) ①. 4NO+3C1O+2H2O=4NO+4H++3Cl- ②. SO2能溶于水,反應(yīng)后使溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增強,NO脫除率升高
(3)催化劑在紫外線的作用下將電子激發(fā)到CB端,而在VB端留下空位,氧氣在CB端得電子生成·O,·O結(jié)合H2O生成H2O2,H2O2在CB端生成·OH;H2O和OH-進入VB端的空位生成·OH
【解析】
【小問1詳解】
① kJ·ml
② kJ·ml
③ kJ·ml
根據(jù)蓋斯定律定律, ,得到,所以;答案:;
②已知拆開1 ml 鍵,1 ml 鍵,1 ml 鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則與反應(yīng)生成的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)946+3436-6391=-92 kJ/ml,答案:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)-92 kJ/ml;
【小問2詳解】
①ClO具有強氧化性,會將NO氧化為NO,ClO被還原為Cl-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式,答案:4NO+3C1O+2H2O=4NO+4H++3Cl-。
②煙氣中含有少量SO2,SO2能溶于水,反應(yīng)產(chǎn)生H2SO3,使反應(yīng)后溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增強,從而導(dǎo)致NO去除率升高,故提高了NO的脫除率。答案:SO2能溶于水,反應(yīng)后使溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增強,NO脫除率升高;
【小問3詳解】
催化劑在紫外線的作用下將電子激發(fā)到CB端,而在VB端留下空位,氧氣在CB端得電子生成·O,·O結(jié)合H2O生成H2O2,H2O2在CB端生成·OH;H2O和OH-進入VB端的空位生成·OH。A.制備Fe(OH)3膠體
B.觀察Fe(OH)2的生成
C.析出NaHCO3
D.除去Cl2中少量HCl
選項
探究方案
探究目的
A
將一塊鋁片放入濃硫酸中,片刻后取出,用蒸餾水沖洗后浸入溶液,觀察鋁片表面的現(xiàn)象
常溫下,鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化
B
將稀硫酸酸化的溶液滴入溶液中,溶液變黃色
氧化性:
C
將氣體通入硅酸鈉溶液中,振蕩,觀察現(xiàn)象
S的非金屬性強于Si
D
將濃硫酸和灼熱木炭反應(yīng)產(chǎn)生的氣體依次通過品紅溶液、飽和溶液、澄清石灰水,觀察現(xiàn)象
濃硫酸和木炭反應(yīng)產(chǎn)生和氣體
沉淀物
開始沉淀
2.7
7.6
4.0
7.6
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
5.2
9.2
9.8
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