參照機密級管理*啟用前
陜西省 2025 年高考綜合改革適應性演練
化學
注意事項:
1.答卷前,考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡上。
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題目的答案標號涂黑,如需改動,
用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號。 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.考試結束后,將本試卷和答題卡一并交回。
可能用到的相對原子質量: H1 C12 N14 O16 Si28
一、選擇題: 本題共 14 小題,每小題 3 分,共 42 分 。在每小題給出的四個選項中, 只有一
項是符合題目要求的。
1. 化學學科在創(chuàng)新中不斷前進 ,下列說法錯誤的是
A. 伏打研制了第一個化學電源 ,該裝置實現(xiàn)了電能到化學能的轉化
B. 鮑林提出了甲烷的正四面體結構
C. 侯德榜改進了索爾維制堿法 ,侯氏制堿法經濟環(huán)保
D. 神舟十九號載人飛船使用了國產耐燒蝕樹脂,該樹脂為高分子材料 【答案】AB
【解析】
【詳解】A .伏打研制了第一個化學電源,該裝置實現(xiàn)了化學能到電能的轉化,A 錯誤;
B .范霍夫提出了甲烷的正四面體結構 ,而鮑林提出的雜化軌道理論很好地解釋了甲烷的正四面體結構 ,B 錯誤;
C .侯德榜改進了索爾維制堿法,侯氏制堿法完美的彌補了索爾維制堿法的不足 ,不僅提高了食鹽利用率, 減少了對環(huán)境的污染,還縮短了生產流程、 降低了純堿的成本,故侯氏制堿更經濟環(huán)保 ,C 正確;
D .樹脂屬于合成有機高分子材料 ,D 正確; 答案選 AB。
2. 下列化學用語表示正確的是
A. 氯化氫的電子式:
百師聯(lián)盟
B. CO2 和SO2 的 VSEPR 模型均為:
C. 基態(tài) Cr 原子價層電子的軌道表示式:
D. 中子數為 20 的氯原子的核素符號: Cl
【答案】D 【解析】
, A 錯誤;
【詳解】A .氯化氫是共價化合物 ,其電子式為:
B .二氧化碳的價層電子對是 2 ,沒有孤電子對,則其 VSEPR 模型是直線型 ,B 錯誤;
C .Cr 是 24 號元素,價電子排布式為 3d54s1 ,價電子的軌道表示式為: ,C
錯誤;
D . 中子數為 20 的氯原子的質量數為 37 ,可表示為: Cl ,D 正確;
故選 D。
3. 規(guī)范操作是實驗安全的保障 ,下列做法錯誤的是
A. 不能用手直接接觸試劑 , 以免危害健康和污染試劑 B. 使用濃硝酸等揮發(fā)性試劑時在通風櫥中操作
C 金屬鈉著火,迅速用濕抹布覆蓋滅火
.
D. 點燃可燃性氣體前 , 需要驗純 【答案】C
【解析】
【詳解】A .固體試劑一般用鑷子或藥匙取用 ,液體藥品一般用滴管取用,不能用手直接接觸試劑 , 以免危 害健康和污染試劑 ,A 正確;
B . 易揮發(fā)有毒試劑的取用一般在通風櫥中操作 ,B 正確;
C .金屬鈉著火不能用濕抹布覆蓋滅火,因為鈉遇水會發(fā)生劇烈反應 ,產生氫氣并可能導致爆炸 ,正確的做 法是使用干燥的細沙覆蓋撲滅,C 錯誤;
D .可燃性氣體在點燃或加熱之前都要驗純 , 以免發(fā)生爆炸,D 正確; 答案選 C。
4. 下列物質在一定條件下的轉化關系如圖所示 。E 、G 、Q 、R 均為氣體 ,其中R 為紅棕色。 下列說法正確
百師聯(lián)盟 的是
A. E 、G 、Q 、R 、T 所含同種元素化合價依次升高
B. E 的水溶液能導電,所以E 是電解質
C. Q 和 E 可用排水法收集
D. 銅與不同濃度的 T 溶液反應均可生成 Q 【答案】A
【解析】
【分析】 由圖可知 ,E 、G 、Q 、R 、T 均為含氮化合物,故 E 為 NH3 、G 為 N2 、Q 為 NO ,R 為 NO2 ,T 為HNO3;
【詳解】A . 由分析可知:E 、G 、Q 、R 、T 所含同種元素化合價依次升高,A 符合題意;
B .E 為 NH3 , NH3 是非電解質,B 不符合題意;
C .E 為 NH3 , NH3 極易溶于水,不能排水集氣 ,C 不符合題意;
D .銅和濃硝酸反應的還原產物是二氧化氮 ,銅和稀硝酸反應的還原產物是一氧化氮 ,D 不符合題意; 故選A;
5. 一定溫度下,恒容密閉容器中,物質 Z 發(fā)生反應 Z(g) ≈ X(g) +2Y(g) ΔH > 0 ,一段時間后開始計時, 測得各物質的濃度隨時間變化如圖所示。 下列說法正確的是
A. 曲線Ⅰ代表物質 X , 曲線Ⅲ代表物質 Z
B. 圖中 t1 時刻的正反應速率大于 t 2 時刻
C. 若升高溫度,正反應速率加快,逆反應速率減慢
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D. 0 ~ 40 min ,用物質 Y 表示的平均反應速率為 0.3mml . L—1 . min—1
【答案】B 【解析】
【分析】結合反應方程式以及圖中物質的濃度變化 ,減少的為反應物 ,增加的為生成物 ,生成物的濃度增 加量之比等于化學計量數之比,可知曲線Ⅲ代表反應物 Z , 曲線Ⅰ代表物質 Y ,曲線Ⅱ代表物質 X ,據此分析 解答。
【詳解】A . 曲線Ⅰ代表物質 Y , 曲線Ⅲ代表反應物 Z ,故 A 錯誤;
B . t1 時刻反應物的濃度大于 t 2 時刻 ,濃度越大反應速率越快,則 t1 時刻的正反應速率大于 t 2 時刻 ,故 B 正確;
C .升高溫度,正反應速率加快,逆反應速率也加快 ,故 C 錯誤;
D .0 ~ 40 min ,用物質 Z 表示的平均反應速率為 = 0.3mml . L—1 . min—1 ,根據
速率之比等于化學計量數之比可知物質 Y 表示的平均反應速率為 v(Y)=2v(Z)=0.6mml . L—1 . min—1 ,故 D 錯誤;
故選:B。
6. 物質結構決定性質。 下列物質性質差異與結構因素沒有關聯(lián)的是
A. A B. B C. C D. D
【答案】B 【解析】
【詳解】A . BF3 是平面三角形 , PCl3 是三角錐型,極性和分子空間構型有關聯(lián) ,故 A 不符合題意;
選項
性質差異
結構因素
A
極性: BF3 < PCl3
分子空間構型
B
酸性: 二氯乙酸 S8
晶體類型
D
識別 K+ 的能力: 18-冠-6>12-冠-4
冠醚空腔直徑
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B . 由于 F 的電負性比 Cl 大, 吸引電子的能力更強,三氟乙酸羧基中的O-H 鍵的極性更大 ,更易電離出 H+ ,酸性更強,酸性和分子間氫鍵沒有關聯(lián) ,故 B 符合題意;
C . NaCl 是離子晶體, S8 是分子晶體,離子晶體一般來說比分子及個體熔點高,熔點和晶體類型有關聯(lián), 故 C 不符合題意;
D .18-冠-6 空腔的直徑與 K+ 的直徑相當,12-冠-4 空腔的直徑小于 K+ 的直徑,所以識別 K+ 的能力與冠醚空 腔直徑有關聯(lián) ,故 D 不符合題意;
答案選 B。
7. 已知在強堿溶液中K2MnO4 可被Cl2 氧化為KMnO4 。某實驗小組使用K2MnO4 和MnO2 的固體混合 物,按照下圖步驟依次操作 ,制備KMnO4 固體。 各步驟中裝置和原理不能達到相應實驗目的的是
A. A B. B C. C D. D
【答案】D 【解析】
【詳解】A . K2MnO4 溶于 KOH 溶液中形成K2MnO4 堿性溶液 ,而 MnO2 不溶于水 ,可用過濾分離出溶 液中的 MnO2 ,A 選項正確;
B.實驗室利用二氧化錳和濃鹽酸加熱條件下反應生成氯氣,再利用飽和食鹽水除去氯氣中混有的 HCl 雜質, B 選項正確;
A.分離固體混合 物
B.制取 Cl2
C.氧化 K2MnO4
D.得到 KMnO4 固 體
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C .在強堿溶液中K2MnO4 可被Cl2 氧化為KMnO4 , 因此將氯氣通入到K2MnO4 堿性溶液中可制備得到 KMnO4 ,此外氯氣有毒,用 NaOH 溶液進行尾氣處理 ,C 選項正確;
D . KMnO4 受熱易分解,應該用蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶的方式得到KMnO4 固體 ,D 選項錯誤; 故選 D。
8. 一種新型微孔材料由 X 、Y 、Z 三種短周期元素組成。X 、Y 的質子數之和等于 Z 的質子數 ,X 與 Y 同周 期,X 的第一電離能比同周期相鄰兩原子小 ,基態(tài) Y 原子 s 能級上的電子總數與 p 能級上的電子總數相等。 下列說法正確的是
A. 原子半徑: Z > Y > X B. X 的最高價氧化物對應的水化物是一種強酸
C. Y 的氫化物既具有氧化性又具有還原性 D. Z 的氯化物屬于離子化合物
【答案】C 【解析】
【分析】X 、Y 、Z 三種短周期元素,X 與 Y 同周期 ,Y 原子核外 s 能級上的電子總數與 p 能級上的電子總 數相等,則 Y 可能為 1s22s22p4 或 1s22s22p63s2,為氧或鎂,X、Y 的質子數之和等于 Z 的質子數,則 Y 為氧, X 的第一電離能比同周期相鄰兩原子小 ,X 為硼 ,那么Z 為鋁;
【詳解】A .電子層數越多半徑越大 ,電子層數相同時,核電荷數越大,半徑越??;原子半徑: Al > B > O , A 錯誤;
B .X的最高價氧化物對應的水化物為硼酸,是一種弱酸,B 錯誤;
C .Y 的氫化物中過氧化氫或水,其中氫化合價能降低、 氧化合價能升高,則既具有氧化性又具有還原性, C 正確;
D .Z 的氯化物為氯化鋁 ,屬于共價化合物 ,D 錯誤; 故選 C。
9. 下列名組離子在水溶液中可以大量共存的是
A. S2 O- 、H+ 、I- 、Na + B. CO- 、 Cl- 、 ClO- 、K+
C. NH 、Br- 、 Cu2+ 、Ag+ D. K+ 、Fe3+、Cu (NH3 )4 7」2+ 、SO-
【答案】B 【解析】
【詳解】A . S2 O- 、H+ 反應生成硫單質和二氧化硫 ,不能大量共存,A 錯誤;
B . CO- 、 Cl- 、 ClO- 、K+ 互不反應 ,可以大量共存,B 正確;
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C . Br- 、Ag+ 會生成溴化銀沉淀 ,不能大量共存,C 錯誤;
D . Fe3+ 在 大量存在的溶液中會生成氫氧化鐵沉淀,不能大量共存 ,D 錯誤;
故選 B。
10. 某團隊合成了一種鐵摻雜二氧化鈦的新型催化劑,用于轉化H2S 為單質 S,提出的催化歷程示意圖如下。 NA 是阿伏加德羅常數的值。 下列說法正確的是
A. O2 使 Fe2+ 轉化成 Fe3+ ,恢復催化劑活性
B. 過程①和④均發(fā)生了非極性鍵的斷裂
C. 過程②和③均發(fā)生了氧化還原反應
D. 理論上,每轉化34gH2S ,轉移的電子數目為 NA
【答案】A 【解析】
【詳解】A .根據圖示③④兩步歷程 ,可知O2 使 Fe2+ 轉化成 Fe3+ ,恢復催化劑活性 ,A 正確;
B .過程①中沒有發(fā)生非極性鍵的斷裂 ,過程④中發(fā)生了 O=O 非極性鍵的斷裂,B 錯誤;
C .過程②中鐵元素化合價發(fā)生變化 ,發(fā)生氧化還原反應 ,過程③中元素化合價沒有變化 ,沒有發(fā)生氧化還 原反應,C 錯誤;
催化劑
D.根據圖示,該催化歷程的總反應為 2H2 S+O2 = 2S+2H2 O ,可知 H2 S ~ 2e- ,理論上,每轉化34gH2S 即1mlH2 S ,轉移的電子數目為2NA ,D 錯誤;
故選 A。
11. 科研人員在高溫高壓條件下合成了類金剛石結構的硼碳氮化合物,其晶胞結構如圖所示,立方晶胞參數
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為apm 。 NA 是阿伏加德羅常數的值。 下列說法錯誤的是
A. 該化合物為共價晶體,硬度大
B. 晶體中與 B 原子距離最近且相等的 B 原子數為 4
C. 晶胞中 C — C 鍵與 C — N 鍵的數目比為 2 :1
D. 晶體的密度g . cm—3
【答案】C 【解析】
【分析】由圖可知,按均攤法,N 原子數目為 = 2 ,B 原子數目為 2,C 原子數目為+ 2 = 4 ,
則 N 、B 、 C 原子數目之比為 1:1:2 ,化學式為 BC2N;
【詳解】A .該晶體具有類金剛石結構,金剛石是由碳原子通過共價鍵形成的共價晶體 ,具有硬度大、熔沸 點高等性質,則該化合物為共價晶體 ,硬度大 ,A 正確;
B .如圖所示:將晶胞平移, 以 b 點的 B 為坐標原點: ,則 B 原子距離最近且相
等的 1 個 B 原子 a 位于面心 ,其余兩個面心為 C 原子 ,根據晶胞結構可知,若面心上全部都是 B ,B 原子
距離最近且相等的 B 原子數為3× 8 + = 12,但面心上的 B 只占了 ,因此 B 原子距離最近且相等的 B 原子
數為 4 ,B 正確;
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C . 如圖所示:
以 m 點的C 原子為研究對象,其形成 2 條 C — C 鍵,兩條 C — N
鍵,則二者數目比為1:1 ,C 不正確;
D . 晶胞的密度=晶體的密度g. cm—3 ,D 正確;
答案選 C。
12. 化合物 M 是一種新型抗生素關鍵中間體的類似物,其合成路線如下(略去部分試劑和反應條件) 。已知化 合物 K 虛線圈內所有原子共平面。 下列說法錯誤的是
A. Q 的化學名稱為 2-甲基-1-丙醇 B. 在酸性條件下 ,M 可水解生成 CO2
C. K 中氮原子的雜化方式為 sp2 D. 形成 M 時,氮原子與 L 中碳原子 a 成鍵
【答案】D 【解析】
【詳解】A .Q 為飽和一元醇 ,命名時 ,從靠近羥基碳原子的一端開始編號 , 即羥基碳原子的位次為“1”, 則其化學名稱為 2-甲基-1-丙醇 ,A 正確;
B.M 分子中,左側環(huán)上存在酯基和酰胺基,在酸性條件下兩種官能團都發(fā)生水解反應,M 可水解生成 H2CO3, H2CO3 分解生成 CO2 和水 ,B 正確;
C .題中信息顯示,化合物 K 虛線圈內所有原子共平面,則 N 原子的最外層孤電子對未參與雜化,N 原子 的雜化方式為 sp2 ,C 正確;
D .對照L 和 M 的結構可以看出,形成 M 時,L 分子中 18O 與 b 碳原子之間的共價鍵斷裂,則氮原子與 L 中碳原子 b 成鍵 ,D 錯誤;
故選 D。
13. 為了從海水中提取鋰,某團隊設計了圖示的電解池 。保持電源正負極不變 ,每運行一段時間后 ,將電極
1 與 4 取下互換 , 電極 2 與 3 取下互換 ,實現(xiàn)鋰的富集。 下列說法正確的是
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A. 電路中電子的流向隨著電極互換而改變
B. 電極 2 上發(fā)生的反應為: Ag - e- = Ag+
C. 理論上, 電極 1 與電極 4 的質量之和保持不變
D. 理論上, 電路通過1ml 電子時,有 0.5mlLi+ 富集在右側電解液中
【答案】C 【解析】
【分析】為從海水中提取鋰 , 電極 1 的電極反應式為:FePO4+e-+Li+=LiFePO4 ,則電極 1 為陰極 ,則電極 2 為陽極, 電極 3 為陰極 , 電極 4 為陽極,在電極 4 上發(fā)生氧化反應:LiFePO4-e-=Li++FePO4 ,實現(xiàn)了鋰的提 取。
【詳解】A .保持電源正負極不變,則電子流向不變 ,故 A 錯誤;
B . 由分析可知 , 電極 2 為陽極,海水中有 Cl- ,則電極 2 的電極反應式為:Ag-e-+Cl-=AgCl ,故 B 錯誤;
C . 由分析可知,通過相同電量 , 電極 1 上附著的 Li+ 的量和電極 4 上失去的 Li+ 的量相等 ,所以理論上, 電 極 1 與電極 4 的質量之和保持不變,故 C 正確;
D .根據電子守恒, 電路中各處的電量相等 ,所以理論上, 電路通過1ml 電子時,有 1mlLi+ 富集在右側
電解液中 ,故 D 錯誤; 故答案為: C。
14. 常溫下, AgIO3 和Pb(IO3 )2 的沉淀溶解平衡曲線如圖所示 ??v坐標中 M 代表 Ag+ 或 Pb2+ ,物質的溶 解度以物質的量濃度表示。 下列說法正確的是
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A. a 點有 AgIO3 沉淀生成 ,無Pb(IO3 )2 沉淀生成
B. 表示Pb(IO3 )2 在純水中溶解度的點在線段 bc 之間
C. 向AgIO3 懸濁液中滴加AgNO3 溶液、 向Pb(IO3 )2 懸濁液中滴加Pb(NO3 )2 溶液 ,分別至 c 點時, AgIO3 和Pb(IO3 )2 的溶解度均為 10-5.09 ml .L-1
D. c (IO3-) = 0. 1ml . L-1 時, AgIO3、Pb(IO3 )2 飽和溶液中 = 10-4.09
【答案】C 【解析】
【分析】 由 Ksp(AgIO3 )=c(Ag+ )c(IO3- ) 和KspL「Pb(IO3 )2 =c(Pb2+ )c2 (IO3- ) 可知 ,本題圖像斜率絕對值 大的線段為KspPb(IO3 )2 即Pb(IO3 )2 的飽和溶液 ,線段 bc 代表的是Ksp「LPb(IO3 )2 即Pb(IO3 )2 的 飽 和 溶 液 , 而 另 外 一 條 線 代 表 的 是 Ksp(AgIO3 ) 即 AgIO3 的 飽 和 溶 液 , 且 由 c 點 坐 標 值 可 知: Ksp(AgIO3 )=10-5.09 × 10-2.21=10-7.30 和ksp Pb (IO3 )2 =10-5.09 × 10-5.09 × 10-2.21=10-12.39 。
【詳解】A .結合圖像和分析,過 a 點作 x 軸垂線 ,a 點的 Qc 大于kspPb(IO3 )2 7」,a 點是Pb(IO3 )2 的過
飽和溶液有沉淀析出 ,a 點的 Qc 小于ksp(AgIO3 ) ,a 點是 AgIO3 的不飽和溶液 ,沒有沉淀析出 ,A 不符 合題意;
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B . Pb(IO3 )2 在純水中溶解度的點為 2c(Pb2+ ) ≈ c(IO3- ) , 即 -lgc(Pb2+ )>-lgc(IO3- ) ,在坐標軸體現(xiàn)應該是一 象限角平分線的左上部 ,B 不符合題意;
C.向AgIO3 懸濁液中滴加AgNO3 溶液、向Pb(IO3 )2 懸濁液中滴加Pb(NO3 )2 溶液,分別至 c 點時,AgIO3 的溶解度為 10-5.09 ml.L-1 , Pb(IO3 )2 的溶解度為 5× 10-6.09 ml.L-1 ,C 不符合題意;
D . c(IO3- )=0. 1ml/L 時, AgIO3、Pb(IO3 )2 飽和溶液中
= 10 -5.09 所以 = 10-4.09 ,D 符合題意;
故選 D。
二、 非選擇題: 本題共 4 小題,共 58 分。
15. 納米BaTiO3 可用于光電催化。 某實驗小組以鈦酸四丁酯[Ti(OBu )4 ,Bu 代表正丁基; 液體]為鈦源, 采用以下方法制備粒徑小于 20nm 的BaTiO3 (反應裝置如圖 ,夾持等裝置略)。
Ba(OH)2 .8H2O + Ti(OBu)4 = BaTiO 3 + 4BuOH+7H2O
Ⅰ . 在三頸燒瓶中加入8.8mmlBa(OH)2 .8H 2O, 20mL 二縮三乙二醇、少量表面活性劑 ,攪拌均勻后 ,采
用合適方式加入8.0mmlTi(OBu)4 和 20mL 氨水。 Ⅱ . 160℃回流反應 3h ,冷卻至室溫 ,得到溶膠。
Ⅲ . 向Ⅱ所得溶膠中加入100mL 蒸餾水,得到納米粒子聚集體,離心分離后,沉淀經洗滌、干燥 ,得
1.4gBaTiO3 粉末。
回答下列問題:
(1)儀器 a 名稱為 ,反應溶劑為 ,加熱方式為 。反應結束時 ,應先停止 (填
“加熱”或“通冷凝水”)。
(2) Ti(OBu )4 水解較快時,難以形成小尺寸的納米BaTiO3 。 下列操作方式能降低Ti(OBu )4 水解速率
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的有 (填標號)。
A .依次緩慢滴加Ti(OBu )4 和氨水
B .依次倒入Ti(OBu )4 和氨水
C . Ti(OBu )4 和氨水混合后緩慢滴加
(3)檢驗步驟Ⅱ所得溶膠屬于膠體的實驗操作與現(xiàn)象為 。
(4)離心分離可將沉淀緊密聚集在離心管底部(如圖所示) 。將離心后的沉淀和清液分開的方法是 。
(5)本實驗的BaTiO3 產率為 (保留 2 位有效數字)。
(6)為了測定BaTiO3 的晶體結構,通常使用的儀器是 。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 二縮三乙二醇 ③. 油浴 ④. 加熱
(2)A (3)用一束強光照射步驟Ⅱ所得溶膠 ,垂直光的方向看到一條光亮的通路
(4)過濾 (5)75%
(6)X-射線衍射儀
【解析】
【分析】在三頸燒瓶中加入8.8mmlBa(OH)2 .8H2O , 20mL 二縮三乙二醇作溶劑 、 少量表面活性劑,
攪拌均勻后 ,采用合適方式加入8.0mmlTi(OBu)4 和 20mL 氨水 ,采用油浴加熱到160℃回流反應 3h ,
冷卻至室溫,得到溶膠。 【小問 1 詳解】
儀器 a 為球形冷凝管 ,起到冷凝、 回流 ,提高原料利用率; 二縮三乙二醇作溶劑,溫度高于 100°C ,常采用 油浴加熱 ,反應結束時 ,應先停止加熱,繼續(xù)通冷凝水讓裝置冷卻,故答案為: 球形冷凝管; 二縮三乙二 醇; 油浴; 加熱;
【小問2 詳解】
Ti(OBu )4 與水反應發(fā)生水解 ,為了防止Ti(OBu )4 較快水解 ,應將氨水加入Ti(OBu )4 中,并緩慢滴加,
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故依次緩慢滴加Ti(OBu )4 和氨水,故答案為:A; 【小問 3 詳解】
檢驗步驟Ⅱ所得溶膠屬于膠體的實驗操作: 用一束強光照射步驟Ⅱ所得溶膠 ,垂直光的方向看到一條光亮的 通路 ,故答案為: 用一束強光照射步驟Ⅱ所得溶膠 ,垂直光的方向看到一條光亮的通路;
【小問4 詳解】
離心分離可將沉淀緊密聚集在離心管底部 ,可采用過濾的方法將離心后的沉淀和清液,故答案為: 過濾; 【小問 5 詳解】
加入8.8mmlBa(OH)2 .8H2O 和8.0mmlTi(OBu)4 發(fā)生反應 , 8.0mmlTi(OBu)4 少量 ,理論上生成
BaTiO3 8.0mml , BaTiO3 產率 為 × 100% ≈ 75% ,故答案為: 75%;
【小問 6 詳解】
通常使用 X-射線衍射儀測定BaTiO3 的晶體結構,故答案為:X-射線衍射儀。
16. “三廢”的科學治理是環(huán)境保護和資源循環(huán)利用的重要舉措 。某含砷煙塵主要成分為
As2 O3、Pb5 (AsO4 )3 Cl、CuS 和 ZnS等。 一種脫砷并回收As2 O3 、銅和鋅的流程如下:
已知:
①As2 O3 微溶于冷水, 易溶于熱水;
②“氧化酸浸”中,金屬硫化物轉化成硫酸鹽,難溶于熱水的 Pb5(AsO4)3Cl 轉化成 H3AsO4;
③萃取時,將萃取劑 HL 溶于磺化煤油中,所得溶液作為有機相,萃取和反萃取原理為
2HL + M2+ ML2 + 2H+ ,式中 M2+ 為 Cu2+ 或 Zn2+ 。 回答下列問題:
(1)“水浸”時,采用熱水的目的是 。
(2)“氧化酸浸”時,CuS 發(fā)生反應的離子方程式為 ,Pb5(AsO4)3Cl 與硫酸反應的化學方程式為 。
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(3)銅萃取劑 HL ()中的 N 、酚羥基 O 均與 Cu2+配位 ,形
成配合物 CuL2。該配合物中 Cu2+的配位數為 ,HL 分子結構中設計正壬基的作用是 ?!胺摧?br>取銅”后,“富銅液”為 相(填“水”或“有機”)。
(4)“沉砷”時,采用生石灰處理,濾渣主要成分的化學式為 。
(5)“反萃取鋅”時,試劑 X 為 。
【答案】(1)將 As2O3 溶解 ,便于 As2O3 回收
(2) ①. CuS+4H2O2= SO- +Cu2++4H2O ②. Pb5(AsO4)3Cl+5H2SO4=3H3AsO4+5PbSO4+HCl
(3) ①. 4 ②. 使 HL 分子易溶于有機相 ③. 水
(4)Ca3(AsO4)2
(5)H2SO4
【解析】
【分析】含砷煙塵(As2O3 、Pb5(AsO4)3Cl 、CuS 、ZnS)用熱水水浸, 由于 As2O3 易溶于熱水 ,其它幾種物 質都不溶于水 ,過濾后得到 As2O3 的熱溶液 ,蒸發(fā)結晶后得到 As2O3; 剩余固體加 H2SO4 、H2O2 氧化酸浸,
CuS 、ZnS 被氧化,CuS+4H2O2= SO- +Cu2++4H2O 、ZnS+4H2O2= SO- +Zn2++4H2O ,Pb5(AsO4)3Cl 與 H2SO4
反應生成 H3AsO4 ,Pb5(AsO4)3Cl+5H2SO4=3H3AsO4+5PbSO4+HCl ,用銅萃取劑將 Cu2+萃取到有機相中 , 再 加酸溶液將 Cu2+反萃取到水相中 ,得到富銅液,再用鋅萃取劑將 Cu2+萃取到有機相中 ,再加酸溶液將 Zn2+ 反萃取到水相中,得到富鋅液,經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、 過濾洗滌干燥等步驟得到 ZnSO4?7H2O。
【小問 1 詳解】
As2O3 易溶于熱水,用熱水可以將 As2O3 溶解 ,便于 As2O3 回收; 【小問2 詳解】
根據分析 ,“氧化酸浸”時,CuS 發(fā)生反應的離子方程式為 CuS+4H2O2= SO- +Cu2++4H2O;
【小問 3 詳解】
HL 中 N 、酚羥基均能與 Cu2+形成配位鍵,每個 HL 形成 2 配位 ,故 CuL2 中 Cu2+的配位數為4;正壬基為烷 烴基團,極性較小 ,根據相似相溶原理 ,正壬基易溶于有機物,HL 作為萃取劑,與 Cu2+形成配位化合物后 溶于有機相,從而實現(xiàn)萃取的目的; 根據分析 ,反萃取后 Cu2+在水相中 , 因此富銅液為水相;
【小問4 詳解】
“沉砷”時,采用生石灰處理,CaO 、H2O 與 H3AsO4 反應生成 Ca3(AsO4)2 沉淀;
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【小問 5 詳解】
根據 2HL + M2+ ML2 + 2H+ 可知 ,反萃取需要加 H+使平衡逆向移動,最終得到 ZnSO4?7H2O, 因此 X 為 H2SO4。
17. 1 ,3-丁二烯( C4 H6 ,簡稱丁二烯)是生產橡膠的一種重要原料 ,其制備方法不斷創(chuàng)新。 Ⅰ . 1-丁烯(C4H8 ) 催化脫氫法是工業(yè)生產丁二烯的方法之一。
(1) 25℃時,相關物質的燃燒熱數據如下表:
已知: C4H8 (g) = C4H6 (g) + H2 (g) ΔH = +110kJ .ml -1 ,則 a = 。
(2)將一定量的 1-丁烯在密閉容器中進行上述反應,測得不同溫度下 1-丁烯的平衡轉化率與體系壓強的關 系如圖所示。
①圖中溫度 T 由高到低的順序為 ,判斷依據為 。
②已知C4H8 (g) = C4H6 (g) + H 2(g) 的標準平衡常數 其中
pΘ = 0. 1MPa ,則T2 溫度下,該反應的 kΘ = 。
Ⅱ . 電化學催化還原乙炔法條件溫和 ,安全性高 。在室溫下 ,某團隊以 KOH 溶液為電解液 , 電催化還原乙 炔制備丁二烯。
(3)反應開始時,溶解在電解液中的C2 H2 吸附在催化劑表面,該吸附過程的熵變 ΔS 0(填 “> ” “< ”
或 “= ”) ,生成丁二烯的電極反應式為 。
(4)一定時間內,丁二烯的選擇性和通過電路的總電量隨相對電勢變化如下圖所示。
物質
C4 H8 (g)
C4H6 (g)
H2 (g)
燃燒熱ΔH / (kJ . ml-1 )
a
-2542
-286
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已知: 丁二烯的選擇性 = 生量 × 100% ; 電量Q=nF ,n 表示電路中轉移電子的物質
的量 , F=96500C .ml-1 。
①當相對電勢為 -1.0V時,生成丁二烯的物質的量為 ml (列計算式)。
②當丁二烯選擇性減小時 , 陰極產生的物質還可能有 (填標號)。
A . CO2 B . H2 C . O2 D .C3H4
【答案】(1)-2718
(2) ①. T1 >T2 >T3 ②. 反應為吸熱反應,相同條件下,升高溫度 ,平衡正向移動 , 1-丁烯的平衡
轉化率升高 ③.
(3) ①. < ②. 2C2H2 +2e- +2H2O=CH2 =CHCH=CH2 +2OH-
ml× 70%× ②. BD
【解析】
【小問 1 詳解】
燃燒熱是在 101 kPa 時, 1 ml 純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量; 由表:
③C4H8 (g)+6O2 (g)=4CO2 (g)+4H 2O(l) ΔH=a
由蓋斯定律,③-①-②得反應C4H8 (g) = C4H6 (g) + H2 (g) ΔH=a-ΔH1 -ΔH2 =+110kJ . ml-1 ,則 a=-2718kJ/ml;
【小問2 詳解】
①反應為吸熱反應,相同條件下,升高溫度 ,平衡正向移動, 1-丁烯的平衡轉化率升高 ,則圖中溫度 T 由
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高到低的順序為T1 >T2 >T3;
②由圖 , T2 溫度下,平衡時壓強為 0. 1MPa , 1-丁烯的平衡轉化率為 30% ,假設 1-丁烯投料為 1ml ,則:
C4H8 (g) ≈C4H6 (g)+ H2 (g)
起始(ml) 1 0 0
轉化(ml) 0.3 0.3 0.3
平衡(ml) 0.7 0.3 0.3
總的物質的量為 1.3ml,則 C4 H8 、C4H6 、H2 分壓分別為 0. 1MPa × 、0. 1MPa × 、0. 1MPa × ,
0. 1MPa × 1.3
該反應的
0. 1MPa
【小問 3 詳解】
溶解在電解液中的C2 H2 吸附在催化劑表面 ,該吸附過程為熵減的過程 ,則熵變 ΔS

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