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文档简介
1、2019年高考化学一模试卷一选择题(共7小题,满分42分,每小题6分)1(6分)化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法正确的是()A“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化B用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,有杀菌消毒作用,但与氯气不同的是不产生有机氯对人体造成危害C面粉中禁止添加CaO2、过氧化苯甲酰等增白剂,CaO2属于碱性氧化物,也属于离子化合物,其阴阳离子个数比为1:1D氢氧燃料电池是一种能量转换率较高、符合绿色化学理念的新型动力能源,能量转化率可达到100%2(6分)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()A1L0.1molL1NH4Cl溶
2、液中,NH4+的数目为0.1NAB23g钠在空气中完全燃烧生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子数为NAC将含1molFeCl3的饱和溶液制成胶体,其中含Fe(OH)3胶体粒子数一定为NAD标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA3(6分)苯乙烯是一种重要的有机化工原料,其结构简式如图,它一般不可能具有的性质是()A易溶于水,不易溶于有机溶剂B在空气中燃烧产生黑烟C能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色D能发生加成反应,在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成4(6分)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法
3、”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下:下列叙述错误的是()A实验时先点燃装置的酒精灯,过一段时间后再打开装置中分液漏斗的旋塞B装置的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉,作用是吸收多余的NH3C向步骤I所得滤液中通入氨气,加人细小的食盐颗粒并降温可析出NH4ClD用装置加热碳酸氢钠可实现步骤的转化,所得CO2可循环使用5(6分)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Y是同周期主族元素中原子半径最大的,W原子最外层电子数是电子层数的2倍,工业上电解熔融Z2X3制备单质Z下列说法正确的是()A气态氢化物的稳定性:XWB简单离子的半径大小:YZXC含Z元素的盐,其水溶液可能显酸性,也可能显碱
4、性DX与Y形成的所有化合物中均只含一种化学键6(6分)镁一空气电池是一种能被水激活的一次性储备电池,原理如图所示。下列说法错误的是()A放电时,外电路电子由镁电极流向多孔碳材料电极B放电时,正极的电极反应式为O2+4e+2H2O4OHC理论上,外电路中流过2mol电子时,负极质量增加58gD电池反应产物Mg(OH)2经过灼烧与还原可制成镁锭循环利用7(6分)常温下,用 0.1000 molL1 NaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 molL1某一元酸HA溶液,滴定曲线如图。下列说法正确的是()AHA是强电解质B点所示溶液中:c(A)c(Na+)c(H+)c(OH)C点所示溶液中:c(N
5、a+)c(HA)+c(A)D水的电离程度随着NaOH溶液的滴入,不断增大二实验题(共3小题,满分43分)8(15分)某化学兴趣小组利用下图装置探究验证黄铜矿(主要成分CuFeS2)在空气中的氧化产物并测定CuFeS2的纯度(杂质为SiO2)。实验步骤:组装好仪器,检查装置的气密性良好。加入药品,打开弹簧夹,从左口不断鼓入空气。点燃B处的酒精喷灯,高温灼烧石英管中黄铜矿的样品。请回答下列问题。(1)仪器A中的试剂是 ,其作用为 。(2)为检验灼烧氧化黄铜矿产生的气体,则C、D中的试剂可选择 (多选)。aNa2S溶液、NaOH溶液bBaCl2溶液、NaOH溶液c品红溶液、NaOH溶液dKMnO4溶
6、液、NaOH溶液(3)查阅资料:样品经煅烧后得到的固体可能为泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)。Cu2O与稀H2SO4的反应为:Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O探究:为验证熔渣的成分,取分离出的熔渣少许于试管中,加入适量的稀硫酸溶解,取两份所得液。完成下表中横线上的内容。试样加入试剂及操作实验现象得出结论第一份滴入几滴K3Fe(CN)6溶液 含FeO第二份滴入几滴 溶液溶液变为血红色含Fe2O3探究:设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O? 。(4)为测定CuFeS2的纯度,称取a g的黄铜矿样品充分燃烧后,甲、乙两组同学设计如下两个不同的实验方案(以下纯度结果均用
7、含相应字母的代数式表示)。甲方案:若C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收完气体后向C中加入过量的BaCl2溶液振荡且静置,经过滤后处理得到固体为w g,则CuFeS2的纯度为 。写出C试管中吸收气体时的总反应的离子方程式 。乙方案:从上述煅烧产物中分离出泡铜,使其完全溶于稀硝酸并配成250mL的溶液,取出25.00mL该溶液用c molL1的标准液EDTA(用H2Y2表示)滴定至终点(滴定荆不与杂质反应),消耗EDTA标准液V mL,则CuFeS2的纯度为 。(滴定时的反应为:Cu2+H2Y2CuY2+2H+)9(14分)FePO4是一种难溶于水的白色固体,可用金属防腐剂,也可用
8、于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4实验室利用FeSO47H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如图:回答下列问题:(1)“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是 。(2)洗涤FePO4沉淀的操作是 ;若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是 。(3)“反应1”时总反应的离子方程式是 。(4)“反应2”时总反应的化学方程式是:2LiOH+6H2C2O4 +2FePO42LiFePO4 +7CO2 +5X+7H2O,其中X的化学式为 ;每生成1molLiFePO4,该反应转移 mole。(5)LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境
9、友好,该电池的总反应式是:LiFePO4 +C6 Li1xFePO4 +LixC6,其放电时工作原理如图所示。则:充电时,a极的电极反应式为 ;放电时,b极的电极反应式为 。10(14分)大气中PM2.5、NOx、SO2、CO的含量是衡量空气质量优劣的重要指标,对其研究和综合治理具有重要意义。(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样,测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:离子K+Na+NH4+SO42NO3Cl浓度/molL1410661062105410531052105根据表中数据计算PM2.5试样的pH 。(2)利用I2O5可消除CO污染,其反应为:I2O5(s
10、)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。在不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体的体积分数 (CO2)随时间t的变化曲线如图所示。曲线00.5min内的平均反应速率v(CO) 。b点时,CO的转化率为 。b点和d点的化学平衡常数:Kb Kd(填“”、“”或“”)。(3)用O3处理含SO2、NOx混合气后,用NaClO2的碱性溶液吸收残余气体,可减少氮、硫化物的污染。室温下进入反应器的n(NO)、n(SO2)保持不变,改变加入的n(O3),反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化如图。上述主
11、要反应如下:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g).2NO(g)+O2(g)2NO2(g)SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)当n(O3):n(NO)1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是 。用NaClO2的碱性溶液吸收SO2并将其转化为无污染的硫酸盐,该反应的离子方程式为: 。若用Ca(ClO)2替代NaClO2,则脱硫效果更好。请从平衡移动分析,Ca(ClO)2相比NaClO2具有的优点是 。三解答题(共1小题,满分15分,每小题15分)11(15分)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态Ti原子的价电子轨
12、道表示式为 。(2)已知电离能:I2(Ti)1310kJ/mol,I2(K)3051kJ/mol。I2(Ti)I2(K),其原因为 。(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结如图所示:铁的配位数为 ,碳原子的杂化类型 。该配合物中存在的化学键有 (填字母标号)。a离子健 b配位键 c金属健 d共价键 e氢键(4)钛与卤素形成的化合物熔沸点如下表所示:TiCl4TiBr4TiI4熔点/24.138.3155沸点/136.5233.5377分析 TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是 。(5)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的
13、离子,结构如图所示,该阳离子化学式为 。阴离子的空间构型为 。(6)已知TiN晶体的晶胞结构如下图所示,若该晶胞的密度g/cm3,阿伏加德罗常数值为NA则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为 pm(用含、NA的代数式表示)四解答题(共1小题)12研究者设计利用芳香族化合物的特殊性质合成某药物,其合成路线如下(部分反应试剂和条件已省略):已知:回答下列问题:(1)B的名称是 。(2)反应和所属的反应类型分别为 、 。(3)反应所需的条件为 ,E分子中官能团的名称为 。(4)反应的化学方程式为 。(5)芳香族化合物X是C的同分异构体,X只含一种官能团且1mol X与足量NaHCO3溶液发生反应生成2
14、molCO2,则X的结构有 种。其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为 、 。2019年高考化学一模试卷参考答案与试题解析一选择题(共7小题,满分42分,每小题6分)1(6分)化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法正确的是()A“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化B用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,有杀菌消毒作用,但与氯气不同的是不产生有机氯对人体造成危害C面粉中禁止添加CaO2、过氧化苯甲酰等增白剂,CaO2属于碱性氧化物,也属于离子化合物,其阴阳离子个数比为1:1D氢氧燃料电池是一种能量转换率较高、符合绿色化学理念的新型动
15、力能源,能量转化率可达到100%【解答】解:A对青蒿素的提取为萃取,为物理变化,故A错误;BK2FeO4具有强氧化性,且还原产物为铁离子,可水解生成具有吸附性的胶体,则用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,有杀菌消毒作用,但与氯气不同的是不产生有机氯对人体造成危害,故B正确;CCaO2属于过氧化物,含离子键,属于离子化合物,其阴阳离子个数比为1:1,故C错误;D能量能量转化率不能达到100%,因伴随热能出现,故D错误;故选:B。2(6分)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是()A1L0.1molL1NH4Cl溶液中,NH4+的数目为0.1NAB23g钠在空气中完全燃烧生成Na2O和N
16、a2O2的混合物,转移电子数为NAC将含1molFeCl3的饱和溶液制成胶体,其中含Fe(OH)3胶体粒子数一定为NAD标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA【解答】解:A、铵根离子是弱碱阳离子,在溶液中会水解,故此溶液中铵根离子的个数小于0.1NA个,故A错误;B、23g钠的物质的量为1mol,而钠反应后变为+1价,故1mol钠反应后转移NA个电子,和产物无关,故B正确;C、一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体,故所形成的氢氧化铁胶粒小于NA个,故C错误;D、标况下四氯化碳为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故D错误。故选:B。3(6分)苯乙烯是一种重要的
17、有机化工原料,其结构简式如图,它一般不可能具有的性质是()A易溶于水,不易溶于有机溶剂B在空气中燃烧产生黑烟C能使溴的四氯化碳溶液褪色,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色D能发生加成反应,在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成【解答】解:A芳香烃都难溶于水,易溶于有机溶剂,故A错误;B含有苯环,碳的含量较高,在空气中燃烧产生黑烟,故B正确;C含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,可被酸性高锰酸钾氧化,故C正确;D含有碳碳双键,能发生加成反应,在一定条件下可与4倍物质的量的氢气加成,故D正确。故选:A。4(6分)“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的
18、工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下:下列叙述错误的是()A实验时先点燃装置的酒精灯,过一段时间后再打开装置中分液漏斗的旋塞B装置的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉,作用是吸收多余的NH3C向步骤I所得滤液中通入氨气,加人细小的食盐颗粒并降温可析出NH4ClD用装置加热碳酸氢钠可实现步骤的转化,所得CO2可循环使用【解答】解:A氯化钠、水、氨气和二氧化碳反应生成碳酸氢钠、氯化铵,反应方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl,由于氨气在水中溶解度较大,所以先通氨气,再通入二氧化碳,故A正确;B氨气是污染性气体不能排放到空气中,装置的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉,作用
19、是吸收多余的NH3,故B正确;C通入氨气的作用是增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度,故C正确;D用装置加热碳酸氢钠,分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可实现步骤的转化,但生成的二氧化碳不能被收集循环使用,烧杯加热未垫石棉网,故D错误;故选:D。5(6分)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Y是同周期主族元素中原子半径最大的,W原子最外层电子数是电子层数的2倍,工业上电解熔融Z2X3制备单质Z下列说法正确的是()A气态氢化物的稳定性:XWB简单离子的半径大小:YZXC含Z元素的盐,其水溶液可能显酸性,也可能显碱性DX与Y形成的
20、所有化合物中均只含一种化学键【解答】解:A元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性XW,则氢化物的稳定性XW,故A错误;BX、Y、Z离子的电子层结构相同,电子层结构相同的离子,离子半径随着原子序数增大而减小,所以简单离子的半径:XYZ,故C错误;C含有Z元素的盐,即含有Al元素的盐,偏铝酸钠溶液呈碱性、氯化铝或硫酸铝等溶液呈酸性,故C正确;DX和Y形成的化合物过氧化钠中含有离子键和共价键,两种化学键,故D错误;故选:C。6(6分)镁一空气电池是一种能被水激活的一次性储备电池,原理如图所示。下列说法错误的是()A放电时,外电路电子由镁电极流向多孔碳材料电极B放电时,正极的电极反应式为O
21、2+4e+2H2O4OHC理论上,外电路中流过2mol电子时,负极质量增加58gD电池反应产物Mg(OH)2经过灼烧与还原可制成镁锭循环利用【解答】解:A、放电时电子由负极流向正极,即放电时外电路电子由镁电极流向多孔碳材料电极,故A正确;B、正极氧气发生还原反应生成氢氧根离子,所以正极的电极反应式为O2+4e+2H2O4OH,故B正确;C、理论上,外电路中流过2mol电子时,生成1mol的镁离子,结合2mol的氢氧根离子,所以负极质量增加34g,故C错误;D、氢氧化镁受热分解产生氧化镁,氧化镁还原成单质镁循环利用,故D正确;故选:C。7(6分)常温下,用 0.1000 molL1 NaOH溶液
22、滴定 20.00mL0.1000 molL1某一元酸HA溶液,滴定曲线如图。下列说法正确的是()AHA是强电解质B点所示溶液中:c(A)c(Na+)c(H+)c(OH)C点所示溶液中:c(Na+)c(HA)+c(A)D水的电离程度随着NaOH溶液的滴入,不断增大【解答】解:A未加NaOH溶液时,溶液的pH接近4,大于1,说明HA中c(H+)c(HA),则HA部分电离,为弱电解质,故A错误;B点溶液中溶质为等物质的量浓度的NaA、HA,混合溶液呈酸性,则HA电离程度大于NaA水解程度,溶液中存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(A)c(Na+),但是HA电离程度较小,则存在c(A)c(Na+)c(H+
23、)c(OH),故B正确;C点溶液呈中性,则c(H+)c(OH),根据电荷守恒得c(Na+)c(A),所以c(Na+)c(HA)+c(A),故C错误;D酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,所以加入NaOH过程中,水电离程度先增大后减小,故D错误;故选:B。二实验题(共3小题,满分43分)8(15分)某化学兴趣小组利用下图装置探究验证黄铜矿(主要成分CuFeS2)在空气中的氧化产物并测定CuFeS2的纯度(杂质为SiO2)。实验步骤:组装好仪器,检查装置的气密性良好。加入药品,打开弹簧夹,从左口不断鼓入空气。点燃B处的酒精喷灯,高温灼烧石英管中黄铜矿的样品。请回答下列问题。(1)仪器A中的
24、试剂是碱石灰,其作用为吸收通入空气中的CO2和水蒸气。(2)为检验灼烧氧化黄铜矿产生的气体,则C、D中的试剂可选择acd(多选)。aNa2S溶液、NaOH溶液bBaCl2溶液、NaOH溶液c品红溶液、NaOH溶液dKMnO4溶液、NaOH溶液(3)查阅资料:样品经煅烧后得到的固体可能为泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)。Cu2O与稀H2SO4的反应为:Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O探究:为验证熔渣的成分,取分离出的熔渣少许于试管中,加入适量的稀硫酸溶解,取两份所得液。完成下表中横线上的内容。试样加入试剂及操作实验现象得出结论第一份滴入几滴K3Fe(CN)6溶液生成
25、蓝色沉淀含FeO第二份滴入几滴KSCN(或硫氰化钾)溶液溶液变为血红色含Fe2O3探究:设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O?取少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有。(4)为测定CuFeS2的纯度,称取a g的黄铜矿样品充分燃烧后,甲、乙两组同学设计如下两个不同的实验方案(以下纯度结果均用含相应字母的代数式表示)。甲方案:若C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收完气体后向C中加入过量的BaCl2溶液振荡且静置,经过滤后处理得到固体为w g,则CuFeS2的纯度为100%。写出C试管中吸收气体时的总反应的离子方程式SO2+H2O2+2OHS
26、O42+2H2O。乙方案:从上述煅烧产物中分离出泡铜,使其完全溶于稀硝酸并配成250mL的溶液,取出25.00mL该溶液用c molL1的标准液EDTA(用H2Y2表示)滴定至终点(滴定荆不与杂质反应),消耗EDTA标准液V mL,则CuFeS2的纯度为100%。(滴定时的反应为:Cu2+H2Y2CuY2+2H+)【解答】解:(1)探究验证黄铜矿(主要成分CuFeS2)在空气中的氧化产物并测定CuFeS2的纯度(杂质为SiO2),通入的空气需要除去二氧化碳和水蒸气,干燥管中是碱石灰,仪器A中的试剂是碱石灰,其作用为:吸收通入空气中的CO2和水蒸气,故答案为:碱石灰;吸收通入空气中的CO2和水蒸
27、气;(2)进入B装置加热反应生成的气体通过C中的试剂检验生成的二氧化硫,最后装置D是吸收剩余的二氧化硫气体,aNa2S溶液通入二氧化硫生成硫单质,溶液变浑浊,剩余二氧化硫被NaOH溶液吸收,故a正确;bBaCl2溶液和二氧化硫气体不反应,不能检验二氧化硫的存在,故b错误;c品红溶液通入二氧化硫会褪色、剩余二氧化硫可以被NaOH溶液吸收,故c正确;dKMnO4溶液通入二氧化硫发生氧化还原反应,溶液褪色,可以检验二氧化硫的存在,剩余二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收,故d正确;故答案为:acd;(3)探究:取分离出的熔渣少许于试管中,加入适量的稀硫酸溶解,分为两份,第一份:加入几滴K3Fe(CN)6溶液,
28、生成蓝色沉淀,说明含FeO,另一份滴入几滴 KSCN(或硫氰化钾)溶液,溶液变为血红色,说明含Fe2O3,故答案为:试样加入试剂及操作实验现象得出结论第一份蓝色沉淀第二份 KSCN(或硫氰化钾)探究:Cu2O与稀H2SO4的反应为:Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O,反应生成红色固体和蓝色溶液,验证泡铜中是否含有Cu2O的实验方案:取少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有,故答案为:取少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有;(4)甲方案:若C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收完气体后向C中加
29、入过量的BaCl2溶液振荡且静置,经过滤后处理得到固体为w g,为硫酸钡沉淀的质量,硫元素守恒计算得到CuFeS2的纯度100%100%,C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收二氧化硫反应生成硫酸钠和水,反应的离子方程式:SO2 +H2O2 +2OHSO42+2H2O,故答案为:100%;SO2 +H2O2 +2OHSO42+2H2O;乙方案:从上述煅烧产物中分离出泡铜,使其完全溶于稀硝酸并配成250mL的溶液,取出25.00mL该溶液用c molL1的标准液EDTA(用H2Y2表示)滴定至终点(滴定荆不与杂质反应),消耗EDTA标准液V mL,Cu2+H2Y2CuY2+2H+,n
30、(Cu2+)cV103mol0.01cVmol,铜元素守恒得到CuFeS2的纯度100%100%,故答案为:100%。9(14分)FePO4是一种难溶于水的白色固体,可用金属防腐剂,也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4实验室利用FeSO47H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如图:回答下列问题:(1)“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是防止后续反应中消耗NaOH,浪费原料。(2)洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作23次;若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是Fe(OH)3。(
31、3)“反应1”时总反应的离子方程式是2Fe2+ClO+2H3PO4+4OH2FePO4+Cl+5H2O。(4)“反应2”时总反应的化学方程式是:2LiOH+6H2C2O4 +2FePO42LiFePO4 +7CO2 +5X+7H2O,其中X的化学式为CO;每生成1molLiFePO4,该反应转移3.5mole。(5)LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好,该电池的总反应式是:LiFePO4 +C6 Li1xFePO4 +LixC6,其放电时工作原理如图所示。则:充电时,a极的电极反应式为C6+xLi+xeLixC6;放电时,b极的电极反应式为Li1xFePO4+xLi+xeLiFePO4
32、。【解答】解:绿矾溶于磷酸中,然后加入NaClO、NaOH得到FePO4沉淀,发生的反应为2Fe2+ClO+2H3PO4 +4OH2FePO4+Cl+5H2O,过滤洗涤得到FePO4,然后向FePO4中加入草酸、LiOH发生反应2而得到LiFePO4,反应2为2LiOH+6H2C2O4 +2FePO42LiFePO4 +7CO2 +5CO+7H2O,(1)H3PO4过多能和后面的NaOH反应,防止后续反应中消耗NaOH,浪费原料,故“溶解”时H3PO4不宜过量太多,故答案为:防止后续反应中消耗NaOH,浪费原料;(2)洗涤FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作
33、23次,故答案为:向漏斗中加入蒸馏水刚好浸没沉淀,待水流尽,重复操作23次;若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,铁离子能和NaOH反应生成红褐色氢氧化铁,所以若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色,则“FePO4”最可能混有的杂质是Fe(OH)3;故答案为:Fe(OH)3;(3)“反应1”时亚铁离子被次氯酸钠氧化,碱性条件下铁离子与磷酸根离子反应产生磷酸铁沉淀,总反应的离子方程式是2Fe2+ClO+2H3PO4 +4OH2FePO4+Cl+5H2O,故答案为:2Fe2+ClO+2H3PO4 +4OH2FePO4+Cl+5H2O;(4)根据质量守恒可知,反应2LiOH+6H2C2O4 +
34、2FePO42LiFePO4 +7CO2 +5X+7H2O右边还少了5个C、5个O,X的计量数为5,则X的化学式为CO;反应中碳元素由+3价降为+2价、铁元素由+3价降为+2价;碳元素由+3价升为+4价,根据氧化还原反应原理,每生成2molLiFePO4,则生成7mol CO2,转移7mole,故每生成1molLiFePO4,该反应转移3.5mole;故答案为:CO;3.5;(5)原电池中阳离子向正极移动,锂离子向电极b移动,则电极b为正极,充电时b电极为阳极,阴极a极上C6得电子产生LixC6,电极反应式为C6 +xLi+xeLixC6;放电时,正极b极上Li1xFePO4得电子产生LiFe
35、PO4,电极反应式为Li1xFePO4 +xLi+xeLiFePO4,故答案为:C6 +xLi+xeLixC6;Li1xFePO4 +xLi+xeLiFePO4。10(14分)大气中PM2.5、NOx、SO2、CO的含量是衡量空气质量优劣的重要指标,对其研究和综合治理具有重要意义。(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样,测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:离子K+Na+NH4+SO42NO3Cl浓度/molL1410661062105410531052105根据表中数据计算PM2.5试样的pH4。(2)利用I2O5可消除CO污染,其反应为:I2O5(s)+5CO(
36、g)5CO2(g)+I2(s)。在不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体的体积分数 (CO2)随时间t的变化曲线如图所示。曲线00.5min内的平均反应速率v(CO)0.6molL1min1。b点时,CO的转化率为80%。b点和d点的化学平衡常数:KbKd(填“”、“”或“”)。(3)用O3处理含SO2、NOx混合气后,用NaClO2的碱性溶液吸收残余气体,可减少氮、硫化物的污染。室温下进入反应器的n(NO)、n(SO2)保持不变,改变加入的n(O3),反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化
37、如图。上述主要反应如下:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g).2NO(g)+O2(g)2NO2(g)SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)当n(O3):n(NO)1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物。用NaClO2的碱性溶液吸收SO2并将其转化为无污染的硫酸盐,该反应的离子方程式为:ClO2+2SO2+4OHCl+2SO42+2H2O。若用Ca(ClO)2替代NaClO2,则脱硫效果更好。请从平衡移动分析,Ca(ClO)2相比NaClO2具有的优点是Ca2+与SO42结合生成难溶的CaSO4有利于反应的进行。【解答】解:解:(1)溶液
38、中电荷守恒:c(K+)+c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)2c(SO42)+c(NO3)+c(Cl),即4106+6106+2105+c(H+)24105+3105+2105,得c(H+)1104molL1,pH值为4,故答案为:4;(2)0到0.5min时:反应三段式为5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)起始量/mol 2 0转化量/mol x xa点量/mol 2x x根据a点时CO2的体积分数(CO2)0.30,得x0.6mol则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)0.6molL1min1,故答案为:0.6molL1min1;反应三段式5CO(g)+I2O5(
39、s)5CO2(g)+I2(s)起始量/mol 2 0转化量/mol y yb点量/mol 2y y根据a点时CO2的体积分数(CO2)0.80,得y1.6mol,CO的转化率80%,故答案为80%;b点比d点时生成物CO2体积分数大,说明进行的程度大,则化学平衡常数:KbKd,故答案为:;(3)当n(O3):n(NO)1时,臭氧过量,臭氧具有强氧化性,能将反应后NO2氧化为更高价氮氧化物,导致二氧化氮减少,故答案为:O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物;NaClO2的碱性溶液吸收SO2生成硫酸钠和氯化钠,反应的离子方程式为:ClO2+2SO2+4OHCl+2SO42+2H2O;Ca(ClO)2可
40、用于脱硫,且脱硫效果比 NaClO 更好,是因为生成的硫酸钙微溶,促进反应正向进行,即Ca2+与SO42结合生成难溶的CaSO4有利于反应的进行,故答案为:Ca2+与SO42结合生成难溶的CaSO4有利于反应的进行;故答案为:ClO2+2SO2+4OHCl+2SO42+2H2O;Ca2+与SO42结合生成难溶的CaSO4有利于反应的进行;三解答题(共1小题,满分15分,每小题15分)11(15分)钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为。(2)已知电离能:I2(Ti)1310kJ/mol,I2(K)3051k
41、J/mol。I2(Ti)I2(K),其原因为K+失去的是全充满的3p6电子,Ti+失去的是4s1电子。(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合,其结如图所示:铁的配位数为6,碳原子的杂化类型sp3、sp2。该配合物中存在的化学键有bd(填字母标号)。a离子健 b配位键 c金属健 d共价键 e氢键(4)钛与卤素形成的化合物熔沸点如下表所示:TiCl4TiBr4TiI4熔点/24.138.3155沸点/136.5233.5377分析 TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定变化规律的原因是三者都是分子晶体,组成和结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔沸点升高。(5)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,结构如图所示,该阳离子化学式为TiO2+或(TiO)n2n+。阴离子的空间构型为正四面体。(6)已知TiN晶体的晶胞结构如下图所示,若该晶胞的密度g/cm3,阿伏加德罗常数值为NA则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为1010pm(用含、NA的代数式表示)【解答】解:(1)Ti原子中3d、4s能级上电子为其价电子,其价电子排布图为,故答案为:;(2)轨道中电子处于
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