考生注意:
1.本試卷滿分100分,考試時間75分鐘。
2.答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將答題卡上項目填寫清楚。
3.考生作答時,請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑;非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效。
4.可能用到的相對原子質(zhì)量:H1 O16 Na23 S32 Cu64
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(xué)與生產(chǎn)生活、科技環(huán)境密切相關(guān)。下列敘述錯誤的是
A. 棉、麻、毛、絲均屬于天然纖維
B. 可利用蔗糖的焦糖化反應(yīng)為食物增色
C. 我國“祝融號”火星探測器用的碳化硅鋁基復(fù)合材料,其增強體為
D. 黏土高溫燒結(jié)制陶瓷過程中沒有形成新的化學(xué)鍵
【答案】D
【解析】
【詳解】A.棉、麻、毛主要成分為纖維素,絲主要成分為蛋白質(zhì),棉、麻、毛、絲均屬于天然纖維,A正確;
B.炒菜時,可利用蔗糖的焦糖化反應(yīng)為食物增色,B正確;
C.復(fù)合材料是由基體和增強體構(gòu)成,既然鋁為基體,則增強體為,C正確;
D.陶瓷燒結(jié)的過程中發(fā)生了化學(xué)變化,形成了新的化學(xué)鍵,D錯誤;
答案選D。
2. 我國傳統(tǒng)文化博大精深,其中有很多涉及到化學(xué)知識。以下說法正確的是
A. “火樹銀花合,星橋鐵鎖開”描述的璀璨奪目的煙花是其元素的化學(xué)性質(zhì)
B. 《本草綱目拾遺》中提到,“強水,性最猛烈,能蝕五金”中的“強水”指鹽酸
C. 《天工開物》中記載“火法”冶煉鋅:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也”(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,泥罐中摻有煤炭)。其冶煉的方程式為
D. 《新修本草》中“絳礬,本來綠色,新出窟未見風者,正如琉璃、燒之赤色”,其呈赤色的物質(zhì)為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.璀璨奪目的煙花是金屬元素的焰色反應(yīng),焰色反應(yīng)為元素的物理性質(zhì),A錯誤;
B.鹽酸不能溶解金、銀等金屬,“強水”不是鹽酸,B錯誤;
C.“火法”冶煉鋅是將碳酸鋅在高溫下用碳還原為單質(zhì)鋅,高溫下碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳,反應(yīng)方程式為:,C正確;
D.為黑色,呈赤色的物質(zhì)為,D錯誤;
故答案為:C。
3. 下列離子方程式與所給事實不相符是
A. 漂白液(主要成分是)在空氣中漂白殺菌的原理:
B. 除去工業(yè)廢水中:
C. 碘化亞鐵溶液與等物質(zhì)的量反應(yīng):
D. 溶液與少量稀溶液的反應(yīng):
【答案】C
【解析】
【詳解】A.漂白液(主要成分是)在空氣中漂白殺菌是因為與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成次氯酸,次氯酸能漂白殺菌,離子方程式為:,A正確;
B.除去工業(yè)廢水中的原理是將轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀,離子方程式為:,B正確;
C.因還原性:,即優(yōu)先將I?氧化成I2,故碘化亞鐵溶液與等物質(zhì)的量反應(yīng)時只有I?與的反應(yīng),則反應(yīng)的離子方程式為:,C錯誤;
D.溶液與少量稀溶液的反應(yīng),定不足量系數(shù)為1,則反應(yīng)的離子方程式為:,D正確;
故選C。
4. 下列各組離子在水溶液中因為發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是
A. 、、、B. 、、、
C. 、、、D. 、、、
【答案】A
【解析】
【詳解】A.酸性條件下I-與發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能大量共存,A項符合題意;
B.Pb2+與反應(yīng)生成PbSO4沉淀、不能大量共存,但該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),B項不符合題意;
C.CN-與Fe3+會形成配離子[Fe(CN)6]3-、不能大量共存,但該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),C項不符合題意;
D.CH3COO-、Mg2+、會發(fā)生水解反應(yīng),但達不到劇烈雙水解的程度,因此能大量共存,D項不符合題意;
答案選A。
5. 用下列裝置進行實驗,能達到實驗?zāi)康牡氖?br>A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.氫氧化鈣與氯化銨加熱時會反應(yīng)生成氨氣,此實驗不能達到除雜目的,故A錯誤;
B.利用該裝置驗證犧牲陽極法,即驗證是否被腐蝕,F(xiàn)e若失去電子會生成Fe2+,不應(yīng)該使用溶液,可以使用鐵氰化鉀溶液檢驗Fe2+,故B錯誤;
C.鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,針筒可測量生成氫氣的體積,故C正確;
D.的水溶液會被氧化成,從而生成沉淀,故D錯誤;
故選C。
6. 根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì),通過化學(xué)變化可以實現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。結(jié)合下列幾組轉(zhuǎn)化關(guān)系圖:
下列說法正確的是
A. 圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系適用于所有的短周期金屬元素
B. 圖2是鈉及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化圖,所以金屬和暴露在空氣中最終都會轉(zhuǎn)化為
C. 鐵是高中階段最重要的變價金屬,圖3所示的所有轉(zhuǎn)化過程都有化合價的變化,都是氧化還原反應(yīng)
D. 圖4是工業(yè)制硫酸的原理示意圖,燃燒時通入足量的空氣將硫黃直接轉(zhuǎn)化成,可以減少反應(yīng)步驟,提高轉(zhuǎn)化率
【答案】B
【解析】
【詳解】A.短周期中和與氧氣反應(yīng)生成的和不能與水反應(yīng),故圖1所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系不適用于所有的短周期金屬元素,A項錯誤;
B.根據(jù)圖示可知,金屬暴露在空氣中的轉(zhuǎn)化過程為,暴露在空氣中的轉(zhuǎn)化過程為,最終都會轉(zhuǎn)化為,B項正確;
C.圖3中,和相互轉(zhuǎn)化過程中鐵元素都是價,沒有化合價的變化,C項錯誤;
D.圖4中與燃燒只能生成,不能直接生成,D項錯誤;
答案選B。
7. 硫及其化合物部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 標準狀況下中原子總數(shù)為
B. 反應(yīng)①每消耗,斷裂的氫硫鍵數(shù)目為
C. 反應(yīng)②每生成氧化產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
D. 的溶液中,的數(shù)目為
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 標準狀況下不是氣體,無法用氣體的摩爾體積計算物質(zhì)的量,A項錯誤;
B.反應(yīng)①為,每消耗即,則消耗硫化氫為,氫硫鍵數(shù)目為,B項正確;
C.反應(yīng)②為,為氧化產(chǎn)物,S元素由0價升高到+4價,每生成轉(zhuǎn)移電子數(shù)為,C項錯誤;
D.會發(fā)生水解,的溶液中,的數(shù)目小于,D項錯誤;
故選B
8. 為了達到實驗?zāi)康?,下列實驗中的實驗儀器與試劑選擇均正確的
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【詳解】A.配制氯化鈉溶液,根據(jù)實驗步驟,需要的儀器主要有容量瓶、燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、托盤天平,試劑為氯化鈉固體、蒸餾水,故A正確;
B.測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱,儀器缺少溫度計和玻璃攪拌器,故B錯誤;
C.測定溶液的物質(zhì)的量濃度,缺少堿式滴定管和指示劑,故C錯誤;
D.提純方法可以用:①加入過量溶液;②過濾;③向濾液中通氣體;④過濾得;⑤加適量鹽酸得溶液,儀器、藥品均不正確,故D錯誤;
選A。
9. 某學(xué)習(xí)小組欲用下圖所示的裝置證明和的酸性強弱,已知。下列有關(guān)說法錯誤的是
A. 裝置C中發(fā)生的反應(yīng)是:
B. 通過本實驗不能得出非金屬性強弱順序:
C. 將氣體直接通入溶液中,如果產(chǎn)生白色沉淀,可以證明酸性:
D. 裝置D顏色變淺但不褪色,且E中產(chǎn)生白色沉淀可證明酸性強于
【答案】C
【解析】
【分析】和之間可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),因此不能通過直接反應(yīng)證明它們之間的酸性強弱,本實驗原理是通過設(shè)計實驗證明酸性強于,而酸性強于,從而間接證明酸性強于。
【詳解】A.裝置A用于制備二氧化硫,裝置B用于出去二氧化硫中的HCl,裝置C中過量的二氧化硫和碳酸氫鈉反應(yīng),裝置D除去二氧化硫,裝置E中二氧化碳和漂白粉反應(yīng),故裝置C中二氧化硫和碳酸氫鈉反應(yīng)生成的是和,故A正確;
B.通過本實驗?zāi)茏C明酸性大于,由于亞硫酸、次氯酸都不是最高價含氧酸,所以不能得出非金屬性順序:,故B正確;
C.直接通入溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成的白色沉淀是,所以不能通過強酸制弱酸證明酸性強于,故C錯誤;
D.D中顏色變淺但不褪色說明已經(jīng)除盡,中生成的白色沉淀是后,說明二氧化碳和次氯酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和次氯酸,能證明的酸性強于,故D正確;
選C。
10. X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的前20號主族元素,其中僅X、Y在同一周期,它們形成的一種物質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖所示,所有原子均形成了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列推斷正確的是
A. X的氧化物一定是酸性氧化物B. Y的簡單氫化物是一種常見的弱電解質(zhì)
C. W性質(zhì)活潑,常溫下可以保存在中D. X、Y、W可以形成離子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的前20號主族元素,W原子序數(shù)最大,且能失去一個電子形成W+,則W為K元素;X可形成四個共價鍵,Y可形成三個共價鍵,且X、Y在同一周期,結(jié)合原子序數(shù)大小,判斷X為C元素,Y為N元素;Z可形成兩個共價鍵,判斷為第VIA族元素,結(jié)合原子序數(shù)大小,Z為S元素。
【詳解】A.X的氧化物可能是或,CO不能與堿反應(yīng)生成鹽和水,CO不是酸性氧化物,A錯誤;
B.Y為N元素,在熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電,是非電解質(zhì),不是電解質(zhì),B錯誤;
C.W為K元素,K的密度小于,故不能用其保存,C錯誤;
D.X、Y、W可以形成,K+和CN-存在離子鍵,是離子化合物,D正確;
故選D。
11. 鎂及其化合物是用途很廣的金屬材料,可通過以下步驟從海水中提取鎂。下列說法正確的是
A. 試劑①一般選用石灰乳,該步反應(yīng)的離子方程式為:
B. 溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到無水
C. 工業(yè)上通過電解熔融制,故也可以通過電解熔融制
D. 鎂合金密度較小,硬度和強度都較大,可用于制作火箭、導(dǎo)彈和飛機的部件
【答案】D
【解析】
【分析】從海水中提取鎂的流程為:將石灰乳加到濃縮過的海水中,將轉(zhuǎn)化為沉淀,過濾后再用鹽酸將沉淀溶解生成溶液,蒸發(fā)結(jié)晶得晶體,再將晶體在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得無水,最后電解熔融的無水,生成單質(zhì),據(jù)此分析回答。
【詳解】A.試劑①一般選用石灰乳,石灰乳不能拆開,保留為化學(xué)式,正確的離子方程式為:,A錯誤;
B.溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到的為晶體,為了防止晶體加熱過程發(fā)生水解,一般將晶體在氯化氫氣流中加熱失去結(jié)晶水得無水,B錯誤;
C.是共價化合物,熔融時不導(dǎo)電,不能通過電解熔融氯化鋁的方法制取鋁,應(yīng)采用冰晶石降低氧化鋁的熔點,然后電解熔融氧化鋁制取鋁,C錯誤;
D.鎂合金的主要特點包括密度較小、硬度和強度較高等,具有優(yōu)異的物理和機械性能,廣泛用于航空航天、汽車、電子等多個領(lǐng)域,可用于制作火箭、導(dǎo)彈和飛機的部件,D正確;
故答案為:D。
12. 根據(jù)下圖回答,下列說法錯誤的是
A. 燃料電池中正極反應(yīng)為
B. 此裝置用于粗銅精煉時,硫酸銅溶液的濃度不變
C. 硫酸銅溶液中向b極移動
D. 若用該裝置進行粗銅的精煉,當通入氫氣時,理論上可得到精銅
【答案】B
【解析】
【分析】燃料電池中,通入氫氣的電極為負極、通入氧氣的電極為正極,則b是陰極、a是陽極。
【詳解】A.燃料電池中,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為,故A正確;
B.此裝置用于粗銅精煉時陽極溶解的金屬有銅、鋅、鐵等,陰極析出的只有銅,所以電解質(zhì)溶液中銅離子濃度減小,故B錯誤;
C.電解池中陽離子向陰極移動,故向b極移動,故C正確;
D.電解精煉銅時,粗銅作陽極、純銅作陰極,所以a為粗銅,b為純銅,當通入氫氣時,轉(zhuǎn)移電子,則根據(jù),可得到精銅,故D正確;
故選B。
13. 汽車劇烈碰撞時,安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)。對于該反應(yīng),下列敘述中正確的是
A. 中含有離子鍵和共價鍵
B. 氧化劑和還原劑是同一物質(zhì)
C. 反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子,則產(chǎn)生氣體(標準狀況)
D. 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物原子個數(shù)之比為
【答案】A
【解析】
【詳解】A.是離子化合物,存在離子鍵,中存在共價鍵,A正確;
B.硝酸鉀中N元素化合價降低,硝酸鉀是氧化劑;疊氮化鈉中N元素化合價升高,疊氮化鈉是還原劑,B錯誤;
C.反應(yīng)過程中若轉(zhuǎn)移電子,則參加反應(yīng)的疊氮酸鈉的物質(zhì)的量為,生成氮氣的物質(zhì)的量為,則產(chǎn)生氣體(標準狀況),C錯誤;
D.疊氮化鈉中N元素化合價升高,被氧化,硝酸鉀中N元素化合價降低,被還原,故被氧化的氮原子與被還原的氮原子數(shù)之比為,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物原子個數(shù)之比為,D錯誤;
故選A。
14. 在的密閉容器中,放入鎳粉并充入一定量的氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng):,已知該反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表:
下列說法錯誤的是
A. 上述生成的反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B. 其他條件不變時,增大壓強,的平衡轉(zhuǎn)化率增大
C. 在80℃時,測得某時刻,、濃度均為,則此時
D. 加入催化劑,反應(yīng)速率加快,平衡常數(shù)增大
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由表格數(shù)據(jù)可知,升高溫度,平衡常數(shù)減小,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A正確;
B.該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,一氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故B正確;
C.80℃時,四羰基合鎳、一氧化碳濃度均為0.5ml/L,反應(yīng)的濃度熵,說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,說明正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率,故C正確;
D.加入催化劑可以降低反應(yīng)的活化能,反應(yīng)速率加快,但化學(xué)平衡不移動,平衡常數(shù)不變,故D錯誤;
故選D。
二、非選擇題:本題共4小題,共58分。
15. 非金屬元素氯()能形成的物質(zhì)種類很多,單質(zhì)及化合物的用途很廣泛。
(1)是一種重要的化工原料,液氯儲存區(qū)貼有的說明卡如下(部分):
①從下列選項中選出說明卡中危險性欄橫線上缺少的一個標識圖標___________。
A. B. C. D.
②寫出“泄漏處理”中溶液的作用___________。
③將通入適量溶液中,產(chǎn)物中可能有、、。當溶液中時,則反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為___________。
④工業(yè)常用電解飽和食鹽水的方法制氯氣,寫出電解時陰極產(chǎn)生的氣體為___________,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式___________。
(2)高鐵酸鉀是一種高效多功能水處理劑,工業(yè)上常采用氧化法生產(chǎn),反應(yīng)原理為:
①在堿性條件下,利用濃溶液氧化硝酸鐵,制得,該反應(yīng)的離子方程式為___________。
②然后在低溫條件下,向高鐵酸鈉溶液中加入至飽和,可析出高鐵酸鉀,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。
③電解法制備高鐵酸鉀操作簡便,成功率高,其原理如圖所示,電解過程中,寫出生成高鐵酸根()的電極反應(yīng)式___________。
【答案】(1) ①. C ②. 將氯氣還原為 ③. ④. 氫氣(或) ⑤.
(2) ①. ②. ③.
【解析】
【小問1詳解】
①A標識表示易燃物質(zhì),B標識表示放射性物質(zhì),C標識表示有毒物質(zhì),D標識表示爆炸性物質(zhì),氯氣是有毒物質(zhì),故選C;
②氯氣具有氧化性,有還原性,故可將氯氣還原為;
③氯氣中Cl的化合價有0價升高到+5價、+1價和降低到-1價,根據(jù)電子得失守恒,,則,,則氧化劑與還原劑之比為;
④電解飽和食鹽水制氯氣,陰極發(fā)生還原反應(yīng),水得到電子生成氫氣,電解總反應(yīng)為;
【小問2詳解】
①在堿性條件下,利用濃溶液氧化硝酸鐵,發(fā)生,制得,離子方程式為:;
②然后在低溫條件下,向高鐵酸鈉溶液中加入至飽和,由于的溶解度小于,故可析出高鐵酸鉀,化學(xué)方程式;
③在堿性溶液中,F(xiàn)e在陽極失去電子生成高鐵酸根(),電極反應(yīng)式。
16. 硫代硫酸鈉()可用作分析試劑,它有較強的還原性,常用于紡織工業(yè)中紙漿漂白后的脫氯劑。某興趣小組設(shè)計了利用和、生成并探究其性質(zhì),其制備裝置圖如圖(加熱和夾持裝置略):
已知:i.、。
ii.硫單質(zhì)在含乙醇的水溶液中析出時,顆粒更小,分布均勻。
(1)乙裝置的作用為___________。
(2)已知脫氯()后的溶液呈強酸性,則其脫氯的離子方程式為:___________。
(3)制備時,丙中通常還會加入少量乙醇目的是___________。
(4)溶液和溶液反應(yīng)生成的白色沉淀不穩(wěn)定,其易發(fā)生復(fù)分解型的水解反應(yīng)。沉淀有明顯的顏色變化:白色黃色棕色黑色。實驗證實該黑色物質(zhì)為。
①由此推測中原子的氧化態(tài)為(可視為價態(tài)):___________。
②發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式:___________。
(5)為檢驗制得產(chǎn)品()的純度。該實驗小組稱取產(chǎn)品配制成硫代硫酸鈉溶液,并用直接碘量法標定該溶液的濃度。發(fā)生的反應(yīng)為。在錐形瓶中加入待測溶液、少量淀粉溶液,再用標準溶液進行滴定。平行滴定三次消耗標準溶液平均體積為。
①滴定終點的標志為:___________。
②則該產(chǎn)品的純度為___________(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1)防止丙中溶液倒吸
(2)
(3)加入乙醇后析出的硫單質(zhì),顆粒更小,分布均勻,增大接觸面積加快反應(yīng)速率
(4) ①. 和 ②.
(5) ①. 當?shù)渭幼詈蟀氲螛藴室?,溶液變成藍色,且半分鐘內(nèi)藍色不褪去 ②. 74.4
【解析】
【分析】甲中濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制備二氧化硫,乙裝置防止丙中溶液倒吸,丙中發(fā)生反應(yīng)、制備,最后用氫氧化鈉吸收二氧化硫,防止污染。
【小問1詳解】
易溶于水,在吸收時要防止倒吸,所以乙裝置的作用為防止丙中溶液倒吸;
【小問2詳解】
吸收,被氧化為硫酸根離子,被還原為氯離子,根據(jù)得失電子守恒,反應(yīng)的離子方程式為;
【小問3詳解】
根據(jù)題目中信息:硫單質(zhì)在含乙醇的水溶液中析出時,顆粒更小,分布均勻??芍尤肷倭恳掖寄康氖俏龀龅牧騿钨|(zhì),顆粒更小,分布均勻,增大接觸面積加快反應(yīng)速率。
【小問4詳解】
①根據(jù)水解的的反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng),復(fù)分解反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)。水解反應(yīng)生成中的硫為價,所以另外一個硫原子為價;
②根據(jù)①可得水解生成、硫酸,水解的離子方程式為。
【小問5詳解】
①滴定終點,最后滴入的碘有剩余,碘能使淀粉變藍,所以滴定終點的標志為:當?shù)渭幼詈蟀氲螛藴室?,溶液變成藍色,且半分鐘內(nèi)藍色不褪去;
②根據(jù)反應(yīng),n()=2n(I2), 的純度為。
17. 煤氣化渣屬于大宗固廢,主要成分為、、、及少量等。一種利用“酸浸-堿沉-充鈉”工藝,制備鈉基正極材料和回收的流程如下:
已知:①25℃時,有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)見下表。
②。
回答下列問題:
(1)酸浸時,為了提高浸出率,可采取的措施有___________(寫出一條即可),“濾渣”的主要成分為___________(填化學(xué)式)。
(2)25℃時,“堿沉”控制溶液pH范圍應(yīng)為___________。
(3)“除雜”時需加入的試劑X是___________。
A. 氨水B. 溶液C. D.
(4)“水熱合成”中,作為磷源,“濾液2”的作用是___________,水熱合成的離子方程式為___________。
(5)“煅燒”得到的物質(zhì)也能合成鈉基正極材料,其工藝如下:
①該工藝經(jīng)碳熱還原高溫條件下得到,碳熱還原的化學(xué)方程式為___________。
②焙燒過程每生成,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為___________。
【答案】(1) ①. 攪拌、適當升溫、粉碎煤氣化渣 ②. 、
(2)或或 (3)B
(4) ①. 提供和反應(yīng)所需要的堿性環(huán)境 ②.
(5) ①. ②. 或
【解析】
【分析】煤氣化渣屬于大宗固廢,主要成分為主要成分為、、、及少量等,往煤氣化渣中加入濃硫酸酸浸,二氧化硅不反應(yīng)、不溶解成為濾渣,過濾往得到的濾液中加入氫氧化鈉溶液堿沉,反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和含鎂離子、鋁離子等的濾液1,過濾、煅燒氫氧化鐵得到氧化鐵,往氧化鐵中加入稀硫酸酸化、足量鐵還原后,加NH4H2PO4、濾液2和穩(wěn)定劑反應(yīng)得到NaFePO4,濾液1中加過量的氫氧化鈉溶液除鎂離子,過濾得氫氧化鎂沉淀和含Na[Al(OH)4]、NaOH的濾液,往所得濾液中加Al(OH)3晶種,過濾,濾液2含NaOH,所得固體焙燒得Al2O3。
【小問1詳解】
通過攪拌、粉碎煤氣化渣等措施有利于增大酸浸時的接觸面積,適當升溫能加快反應(yīng)速率。不與硫酸反應(yīng),能與硫酸反應(yīng)生成微溶的,故濾渣的主要成分為、。
【小問2詳解】
堿沉的目的是生成沉淀,不能讓,沉淀。故控制溶液范圍應(yīng)為或或。
【小問3詳解】
除雜是將轉(zhuǎn)化為沉淀出去,轉(zhuǎn)化為,故應(yīng)該加入足量的溶液。
【小問4詳解】
濾液2的主要成分是,做可以提供水熱合成需要的和堿性環(huán)境。根據(jù)元素守恒且足量,離子方程式應(yīng)為。
【小問5詳解】
根據(jù)提示信息,氧化劑為對應(yīng)的產(chǎn)物為,還原劑為,高溫下的氧化產(chǎn)物為,故方程式為。焙燒的方程式為,結(jié)合方程式計算生成,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為。
18. 2023年杭州亞運會主火炬創(chuàng)新使用了綠色能源作為燃料,在全球大型體育賽事上實現(xiàn)了廢碳的再生利用。所以的資源化利用備受關(guān)注,研究資源化綜合利用有重要意義。
已知:反應(yīng)I:
反應(yīng)II:
回答下列問題:
(1)反應(yīng) ___________。
(2)將、置于的密閉容器中,控制適當條件使其發(fā)生反應(yīng):,測得的某種平衡量值()在不同壓強下隨溫度的變化如圖1所示:
①縱坐標可表示___________(填“體積分數(shù)”或“轉(zhuǎn)化率”),為了提高反應(yīng)速率的同時能提高的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有___________(填字母)。
a.使用高效催化劑 b.增大壓強 c.升高溫度 d.增大的濃度
②若,B點表示反應(yīng)從開始進行到時達到平衡狀態(tài),則___________,___________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
③若對D點狀態(tài)的反應(yīng)同時進行升高溫度、減小壓強的操作,重新達到平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中的___________點。
(3)在恒壓密閉容器中投入和,發(fā)生上述反應(yīng)I和II。測得的平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時的選擇性(的選擇性)隨溫度的變化曲線如圖2所示。
℃達到平衡時,理論上生成的物質(zhì)的量為___________,剩余的物質(zhì)的量為___________。
【答案】(1)
(2) ①. 轉(zhuǎn)化率 ②. bd ③. 0.2 ④. 0.25 ⑤. G
(3) ①. ②.
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)蓋斯定律可知,目標反應(yīng)反應(yīng)II反應(yīng)I,即的。
【小問2詳解】
①由上述分析可知,反應(yīng)的,升高溫度,平衡逆向移動,結(jié)合題圖1可知,隨著溫度的升高,的值減小,故表示的平衡轉(zhuǎn)化率。
a.使用高效催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能使平衡發(fā)生移動,即改變不了的街轉(zhuǎn)化率,a不符合題意;
b.增大壓強,平衡正向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率增大,b符合題意;
c.升高溫度,平衡逆向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率減小,c不符合題意;
d.增大的濃度,平衡正向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率增大,d符合題意;
故選bd;
②由題圖1可知,點時的平衡轉(zhuǎn)化率為,可列三段式:
若,點表示反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為,體積為,故,,,故。
③若對D點狀態(tài)的反應(yīng)同時進行升高溫度、減小壓強的操作,平衡均逆向移動,故重新達到平衡狀態(tài)的平衡轉(zhuǎn)化率減小,由題圖1可知,可能是圖中A~G點中的G點。
【小問3詳解】
由題圖2可知,℃達到平衡時,的平衡轉(zhuǎn)化率為,的選擇性為,即一共轉(zhuǎn)化了的,其中有發(fā)生反應(yīng)I,則有發(fā)生反應(yīng)II,故反應(yīng)II理論上消耗的物質(zhì)的量為,故生成的物質(zhì)的量為。反應(yīng)I消耗,反應(yīng)II消耗剩余的物質(zhì)的量為。A.除去氫氧化鈣固體中混有的少量氯化銨固體
B.利用該裝置驗證犧牲陽極法
C.測量生成氫氣的體積
D.制備
選項
實驗?zāi)康?br>主要儀器
試劑
A
配制氯化鈉溶液
容量瓶、燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、托盤天平
氯化鈉固體、蒸餾水
B
測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱
大燒杯、小燒杯、量筒2個、泡沫塑料、硬紙板
鹽酸、溶液
C
測定溶液的物質(zhì)的量濃度
酸式滴定管、錐形瓶、鐵架臺(帶鐵夾)
已知濃度的鹽酸、待測溶液
D
提純混有雜質(zhì)的溶液
燒杯、分液漏斗、膠頭滴管、鐵架臺
待提純的溶液、溶液
溫度/℃
25
80
230
平衡常數(shù)
2
危險性
___________
儲運要求
遠離金屬粉末、氨、烴類、醇類物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測儀
泄漏處理
、溶液吸收
包裝
鋼瓶
離子
開始沉淀時的
8.8
1.5
3.6
6.5
沉淀完全時的
/
3.2
4.7
8.3

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