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文档简介
绝密★启用前
2025年普通高等学校招生全国统一考试
化学试题
注意事项:
L答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,
用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试
卷上无效。
3.考试结束后,监考员将试卷、答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:HlC12N14016C135.5Ca40Mn55
一、单项选绿题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只
有一项是最符合题目耍求的。
1.材料是科技发展的基础。下列属于金属材料的是
A.制造电极的石墨烯B.制造减震弹簧的高碳钢
C.制造防弹装甲的高强度芳纶纤维D.制造耐温度剧变仪器的高硼玻璃
【答案】B
【解析】
【分析】金属材料的定义是由金属元素或以金属元素为主构成的具畲金属特性的材料,包括纯金属及具合
金。
【详解】A.石墨烯为碳元素形成的•种单质,属于非金属材料,A不选;
B.高碳钢是铁基合金,属于典型的金属材料,B选:
C.芳纶纤维为有机高分子合成材料,C不选;
D.玻璃为硅酸盐制品,属于无机非金属材料,D不选;
答案选B。
2.下列与物质性质相关的说法正询的是
A.油脂产生“哈喇”味,因其发生了水解反应B.淀粉难溶于水,说明其结构中不含亲水基团
C.硝酸银溶液存于棕色瓶中,因其受光照易分解D.某溶液焰色试验呈黄色,说明其溶质是氯化钠
【答案】C
【解析】
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【详解】A.油脂产生“哈喇”味是因氧化反应导致,而非水解反应,A错误;
B.淀粉虽难溶于水,但其结构中含有羟基(-0H)等亲水基团,难溶性与分子结构复杂有关,B错误;
C.硝酸银见光易分解为银、二氧化氮和氧气,需避光保存于棕色瓶中,C正确;
D.焰色试验呈黄色仅说明溶液含钠离子,溶质可能是氯化钠或其他钠盐(如硝酸钠)、还可能是NaOH等,
D错误;
故答案为:Co
3.下列化学用语或图示正确的是
A.中子数为21的钾核素KB.CaC2的电子式:Ca2+[:C::C:]2-
...3d,.,
C.基态F/+价层电子的轨道表示式:川t川t川D.PCh分子的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子数为21的钾核素::;K,故A错误;
B.CaC2为离子化合物,电子式:Ca2+[:C::C:]2^故B正确;
3d
C.基态Fe3+价层电子排布式:3d5,轨道表示式为||j]|什故c错误;
53x1
D.P3分子的价层电子对数为3+—^=4,球棍模型为三角锥形,故D错误;
2
答案选B。
4.中医药学是中国传统文化的瑰宝。a■山道年是一种蒿类植物卷取物,有驱虫功能,其结构如图所示。下
列关于该分子的说法错误的是
A.分子式为C15HlB.手性碳原子数目为4
C.sp2杂化的碳原子数目为6D.不能与NaOH溶液发生反应
【答案】D
【解析】
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CH3
【详解】A.根据a■山道年的结构简式o可知,其分子式为C15H1KO3,A正确;
B.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,由结构简式可知,分子中含有如图所示的4个手性
碳原子(用♦表示):0,B正确;
O
C.默基、碳碳双键、酯基上的C均为sp2杂化,该分子中sp2杂化的碳原子数目为6,C正确:
D.分子中含有酯基,能与NaOH溶液发生反应,D错误;
故选D。
5.下列实验装置使用正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
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【答案】C
【解析】
【详解】A.浓CuCL溶液稀释时,[CvC。广转化为[C〃(H2O)4产的配位平衡发生移动,A正确;
B.ZnCL溶液中通入H2s生成硫化锌沉淀,所给离子方程式正面,B正确;
c.H2SO3与S?.在酸性条件下发生归中反应生成S单质,离子方程式为
2s2-+H,SOa+4H+=3SJ+3H,O,C错误:
D.C?。:-在酸性条件下转化为。々0,,符合铝酸根与重格酸根的平衡,D正确;
故选C。
8.中原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数
与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法正确的是
Y
n
w
n
Y
A.原子半径:Z>Y>XB.电负性:Z>Y>W
C.简单氢化物的沸点:Y<WD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】B
【解析】
【分析】原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W,X的核外电子数与电子层数相同,X可以形
成一条共价键,故X为H:Y可以形成两条共价键,则为VIA族,Y、W同族,故Y为O,W为S;Z的
价电子数等于X与Y的价电子数之和(1+6=7),Z为VIIA族,且原子序数小于S,故Z为F,据此分析;
【详解】A.H是原子半径最小的元素,同周期元素由左至右原子半径减小,故原子半径:0>F>H,A错
误;
B.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,电负性:F>0>S,B正确;
C.比。分子之间可以形成氢键使沸点升高,而H2s无分子间氢键,简单氢化物的沸点:Y>W,C错误;
D.Y是O,同周期元素由左至右第•电离能呈增大趋势,但HA、VA族元素的第•电离能比相邻元素高,
故第一电离能,N>O、F>0,D错误;
故选B。
9.聚合物Z可用于制造用途广泛的工程塑料,其合成反应如下:
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ONa+xNaCI
下列说法正确的是
A.X能与CO2水溶液反应,不能与FcCh水溶液反应
B.Y中所有原子共平面
C.x的值为2n-1,该反应不属于缩聚反应
D.若反应体系中有少量水,则酚钠盐水解,影响聚合度
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaO_0—C-Q^ONa为酚钠盐,酸性:碳酸〉酚羟基,利用强酸制弱酸,故X能与CO2
尿
水溶液反应;苯酚与FeCh的显色反应实质是苯酚基与F*形成紫色配合物,因x中含有
o一〈~~:一c—<~~>~O->故能与FeCL水溶液发生显色反应,A错误:
必
o
B.QTQ-S-Q^C1中S中心原子价层电子对数4+乂;*=4,采用sp3杂化,所有原
O
子不可能共平面,B错误;
C.缩聚反应是指一种或多种单体相互缩合生成高分子和小分子的反应,x的值为2n-l,该反应属于缩聚
反应,C错误;
D.若反应体系中有少量水,则酚钠盐水解生成酚类和氢氧化钠,消耗缩聚用的酚氧负离子,导致有效单体
浓度下降,抑制缩聚反应,影响聚合度,D正确;
故选Do
10.根据下列操作及现象,得出结论错误的是
选
操作及现象结论
项
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分别测定0.1Omol•1/的HCOONa和CH3COONa溶液的结合H+的能力:
A
pH,HCOONa溶液的pH更小HCOCF>CH3coeF
向NaBr和Nai均为0.1Omol•的混合溶液中加入CC14,再逐
B还原性:r>Br-
滴加入氯水并振荡,CC1层先出现紫红色
分别向含等物质的量的BaCzOcCaCzOq悬浊液中,加入等体积溶度积常数:
C
BaCO>CaCO
2moi•1/乙酸,加热,仅BaCQq完全溶解2424
分别向O.lOmoLLT的三氯乙酸和乙酸溶液中加入等量镁条,三氯
D酸性:三氯乙酸〉乙酸
乙酸溶液中产生气泡的速率更快
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCOONa溶液的pH更小,说明HCOOH的酸性强于CH3coOH,醋酸根水解程度更大,因此
HCOCT的碱性弱于CH3coeT,结合H,的能力更弱,A错误;
B.CCL层先出现紫红色,说明I优先被CL氧化,表明I的还原性强于B「,B正确;
C.BaC2O4完全溶解而CaCzCh未溶,说明BaCzO’的溶度积更大,更易与弱酸反应溶解,C正确;
D.三氯乙酸溶液中产生气泡的速率更快,说明溶液中c(H+)更大,可证明酸性:三氯乙酸〉乙酸,D正确;
故选Ao
II.帆催化剂对H2O2氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热
反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为VC)2++H2O2tVO;+・0H+H+
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为E正<E逆
C.VO;在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是H?
【答案】D
【解析】
【分析】结合反应机理图可知V02+和H2O2反应生成VO;、OH、H+,步骤①反应为
VO"+H,O、fVO:+・OH+H\OH和苯生成和VO;、H+反应生成
H0、VCP+和水,据此解答。
【详解】A.结合反应机理图可知VO?*和H?。?反应生成VO;、・OH、H+,步骤①反应为
2++
VO+H2O2->VOJ4-OH+H,故A正确;
B.步骤③为放热反应,△14=£正-£逆<:0,即正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B正确;
C.V0;在催化循环中V的化合济由+5降低到+3,所以起氧化作用,故C正确;
D.根据分析,步骤③生成的物质Z是H?0,故D错误;
答案选D。
12.CaC()3的四方晶胞(晶胞参数a=0=Y=9O。,省略CO:中的氧,只标出C*)和CaO的立方晶胞如图
所示,N,\为阿伏加德罗常数的值。
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0.96apm
下列说法错误的是
A.CaCC)3晶胞中1位C4+的分数坐标为[0,0,1
B.CaCO,晶胞中2位和3位Ca'的核间距为J痂叩m
C.©2。晶胞和©2€:03晶胞中原子数之比是4:15
D.CaO晶体密度小于CaC()3晶体密度
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示,CaCO,晶胞中1位c4+位于晶胞的棱角,其分数坐标为(0,0,2),故A正确;
4
B.2位Ca?+坐标为(a,a,1.7a),3位Ca”坐标为(0,0,3.4a),核间距:d=J5^apm,B正确;
C.CaO晶胞中原子个数为:8x1+1x6+12x1+1=8,CaC(,晶胞中原子个数为:
824
4x』+8x』+4+(8xL+4)x4=30(省略CO)中的轧只标出C”,所以一起计算COf的原子),CaO
484
晶胞和CaCOj晶胞中原子数之比是4:15,C正确;
NM4x56g/mo/253.2/3
D.晶体密度计算公式为:,CaO晶体密度为:P=-----i----7Tg'cm
NXO.96axlO-,ocm)3N.xa3xl0-3°6
A/1
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6x1OOg/mol176
CaCC>3晶体密度为:P=g/cn<CaO晶
NA.xaxlOl0cmxaxlOl0cmx3.4axlOl0cmAN.xa3x1030
体密度大于CaC。?晶体密度,D错误;
故答案选D。
13.一种主要成分为Ca3(POj和KAlSiQ,的高钾磷矿,通过如下流程可制得重要的化工产品白磷(P」)、
K2cO3、A12O3o其中,电炉殿烧发生的反应为:
,、煨烧
2Ca3(PO4),+2KAlSi?Os+10C6CaSiO,+2KA1O2+P4T+lOCOT.
浸渣滤液
下列说法错误的是
A.“电炉煨烧”必须隔绝空气B.浸渣的主要成分是CaSiC)3
C.“炉气水洗”使P4溶于水而与CO分离D.“中和沉淀”需要控制溶液的pH
【答案】C
【解析】
【分析】主要成分为Ca3(POj和KAlSi?。8的高钾磷矿,与焦炭经电炉燧烧生成CaSKVKAQ、P4
气体、CO气体,炉气水洗,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,尾气为不溶于水的CO,燃烧生成CO2,用
于中和沉淀;炉渣经水浸,浸渣主要成分为不溶于水的CaSiO5,度液中通入CO2,生成K2cO3、A1(OH)3,
过滤A1(OH)3经燃烧得AUO3;滤液主要成分为K2c。3,据此分析;
【详解】A.“电炉燃烧〃时生成P4,P,可与氧气反应,故必须隔绝空气,A正确;
B.根据分析可知,浸渣的主要成分是CaSiOs,B正确;
C.“炉气水洗”因R、co均不溶于水,磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷,使p4与co分离,C错误:
D.“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸,不会溶解生成的Al(OH)3(只溶于强酸强碱中),但需要控
制溶液的pH,防止牛成KHCO),D正确:
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故选c。
14.最近,我国科学工作者制备了一种Ni-CuO电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于还原
污水中的N0:为NH3,其工作原理如图所示。研究证明,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获
得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化表面的NO;逐步还原为NH3。
0
金Ni
属I01I
铝离
[A1(OH)4]-CuO
子
交
换
电解质膜
NO;污水
卜列说法错误的是
A.放电时,负极区游离的OFT数目保持不变
B.放电时、还原l.OmolNO;为NIH3,理论上需要8.0mol氢原子
C.充电时,OH一从阴极区穿过离子交换膜进入阳极区
D,充电时,电池总反应为4[A1(OH)J-=4A1+6H2O+4OH-+3O2T
【答案】A
【解析】
【分析】放电时.,负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根,Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4「,
正极水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的NO;逐步还原
为NH?,正极区发生反应为N()3+8e-+6H2O=NH3+9OH.(注意此反应不是电极反应),充电时,金属铝
为阴极,Ni-CuO电极为阳极,据此解答。
【详解】A.放电时,负极铝失去电子和氢氧根离子结合生成四羟基合铝酸根:
Al-3e-+4OH=[Al(OH)4]",当转移3moi电子时,消耗4〃加。”一,同时正极区会有3〃/。〃一通过
离子交换膜进行补充,O/T净消耗Imol,故负极区游离mjOH-数目会减少,故A错误;
B.氢原子将吸附在电催化剂表面的NOJ;逐步还原为NH3J,还原l.OmolNOJ;为NH3,由化合价变化可知,
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得到8moi电子,所以理论上需要8.0mol氢原子,故B正确;
C.充电时,阴离子向阳极移动,所以充电时,0H从阴极区穿过0H离子交换膜进入阳极区,故C正确;
D.充电时,电池阴极反应式为4[Al(OH)J-+12e-=4Al+16OH,阳极反应式为
12OH--12e-=3O?T+6H2。,总反应为4[A1(OH)/-=4A1-6H2O+4OH-+3C)2故D正确;
答案选Ao
15.H2A是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
1-|
(i)0.10molL_的H2A溶液中,各物种的lg|^c/(molL)]与pH的关系;
(ii)含MA(s)的0.lOmol•L"Na2A溶液中,lg[c(M2+)/(mol工7)]与pH的关系。
-
(
L
o
L
s
p
m
下列说法正确的是
A.曲线④表示lg[c(M")/(mol-LT)]与pH的关系
B.(i)中pH=2.00时,JA)二]0T46
C(H2A)
C.pKsp(MA)=5.60
D.(ii)中增加MA(s),平衡后溶液中H,A、HA,A?-浓度之和增大
【答案】B
【解析】
【分析】H2A是一种二元酸,随着pH增大,c(H?A)逐渐减个,c(HA-)先增大后减小,c(A?-)逐渐增
大;含MA(s)的O.lOmoLLTNa2A溶液中,随着pH增大,A'+HQUHA+OH逆移,c(A")逐渐增
大.导致MA(*)=M2+(aq)+A2-(aq)逆移,c(M")逐渐减小.仰由干平衡移动的程度不大,因此c(M")
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变化不大;据此可得曲线①表示lg[c(A2-)/(mol-LT)]与pH的关系,曲线②表示
与pH的关系,曲线③表示lg[c(M2-)/(mol•1/)]与pH的关系,曲线④表示
1g以也人)/仙01.17)]与pH的关系;
【详解】A.根据分析,曲线④表示lg[c(H2A)/(mol-L-9]与pH的关系,A错误;
B.由曲线可得,
c(H*)xc(HA)c(H")xc(A2)1(H)XC(A-)_(]0-2.73)2
^.(HA)X^(HA)==10-5"
222C(HA)-*--HA)⑴中
2C(H2A)
…。时,薪=黯与皿
B正确;
24301
C.Ksp(MA)=c(M2+)xc(A"),由图可知,pH=2.73时,,c(M+)=10-mol-L-,
2+2430
则Ksp(MA)=C(M)XC(A-)=1O-X10249=10-6.79,因此pK£MA)=6.79,C错误:
D.(ii)中增加MA(s),MA(s)UM2+(aq)+A*aq)平衡不移动,c(A")不变,则c(H?A)、c(HA-)均
不变,因此平衡后溶液中H?A、HA,A?一浓度之和不变,D错误;
故选B
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.双水杨醛缩乙二胺(H?L,Mr=268)的钵配合物(MnLCl、)常用作有机氧化反应的催化剂。某化学课外
小组制备了该配合物并确定其组成。
I.MnLCl,配合物的制备
+Mn(CH3COO)2.4H2O
实验装置如图所示(省略夹持和加热等装置)。将反应物用乙醇溶解,在空气中,65〜70C反应30分钟。反
应结束后,经冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥,获得产物。
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II.MnLCL配合物中x的测定
1
①移取20.00mL3.5mgmL的MnLClx溶液置「锥形瓶中,加入10.00mL0.03000mol•L的维生素
C(C6H8。6)溶液充分混合,放置3〜4分钟。
②往上述锥形瓶中加入5滴1%的淀粉溶液,立即用0.01OOOmoLL」的匕标准溶液滴定至终点。平行测定
三次,消耗标准溶液的平均体积为20.20mL。
上述测定过程所涉及的反应如下:
,口+
2MnLJ+XC6HSO6=2MnL+XC6H6O6+2XHC1I?+QHR=C6H2HI
回答下列问题:
(1)制备过程中,仪器A的名称是,最适宜的加热方式为(填标号)。
A.酒精灯B.水浴C.油浴
(2)制备过程中,空气的作用是o
(3)步骤①中,”10.00mL维生素C溶液”应用(填标号)量取。
a.烧杯b.最筒c.移液管
(4)步骤①中,加入维生素C溶液后,“放置3〜4分钟”,时间不宜过长的原因是。
(5)步骤②中,U标准溶液应置于(填“酸式”或“碱式”)滴定管;滴定接近终点时,加入半滴L
标注溶液的操作过程是。
(6)若滴定时过量,将引起测定结果(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(7)根据实验数据,MnLCl,中x=(保留整数)。
【答案】(1)①.球形冷凝管②.B
<2)将Mn"氧化
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(3)c(4)防止时间过长维生素C被氧化,影响后续测定结果
(5)①.酸式②.微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液悬在滴定管口,形成半滴,月锥形瓶内壁
将其沾落,再以洗瓶用少量蒸储水冲洗锥形瓶壁将12的标准溶液冲入
(6)偏小(7)1
【解析】
【分析】在本题中,第一步制备MnLCl,时,将反应物溶于乙醇,根据图中仪器可以看出,实验过程中使
用了球形冷凝管,因为制备过程中在65~70℃反应30分钟,根据反应温度可以知道,65〜7()℃的反应
温度应该采取水浴加热的方式进行加热;从反应方程式可以看出,镭元素的价态从Mn(CH3coObSH/)
中的+2价到MnLCL有明显的升高(根据H?L推断L为-2价,MnLC1则要高于原本的+2价),可知空气
的作用是将Mn?+氧化;在测定过程中,量取10.00mL维生素C溶液,因为体积精确到小数点后两位,所
以应该使用移液管量取;因为维生素C具有较强的还原性,放置时间过长会被氧化,所以放置3~4分钟,
避免影响后续的测定结果;测定时,12的标准溶液具有一定的氧化性,所以应该置于•酸式滴足管,需要注
意的是,最后接近滴定终点时,要半滴滴定,加入半滴的操作应该是微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液
悬在滴定管口,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再以洗瓶用少量蒸偏水冲洗锥形瓶壁将L的标准溶液
冲入:因为c标XV标="仆丫;则,滴定过量时,消耗的标准溶液体积偏大,计算得出的与L的标准溶液反应
的维生素C(C6H3>6)也会变多,导致计算出的与维生素C反应的MnLCl、变少,最终测定的结果就会偏
小。
【小问1详解】
根据图中仪器可以看出,实验过程中使用了球形冷凝管,所以A的名称是球形冷凝管;在65〜7()℃中反应
最适宜的加热方式为水浴加热,选B。
【小问2详解】
2+
从Mn(CH.COO)2-4H2O到MnLClx中钵元素的价态升高,所以空气的作用是将Mn氧化.
【小问3详解】
量取10.00mL维生素C溶液,因为体枳精确到小数点后两位,所以应该使用移液管量取,选c。
【小问4详解】
维生素C具有较强的还原性,放置时间过长会被氧化,所以放置3〜4分钟,避免影响后续的测定结果。
【小问5详解】
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【2的标准溶液具有一定的氧化性,所以应该置于酸式滴定管;需要注意的是,最后接近滴定终点时,要半
滴滴定避免滴定过量导致结果有误差,加入半滴的操作应该是微微转动酸式滴定管的活塞,使溶液悬在滴
定管口,形成半滴,用锥形瓶内壁将其沾落,再以洗瓶用少量蒸微水冲洗锥形瓶壁将L的标准溶液冲入
【小问6详解】
因为C标XV标=c*]XV测,滴定过量时,消耗的标准溶液体积偏大,因为维生素C的总量是一定的,就会导
致计算得出的与12的标准溶液反应的维生素C(C6Hg。6)变多,从而与维生素C反应的MnLCL变少,最
终测定的结果就会偏小。
【小问7详解】
根据双水杨醛缩乙二胺(H?L,M,=268)和相对原子质量可以计算得出
M(MnLCIs)=55+(268-2)+35.5x=321+35.5x,移取的MnLCl,质量为
2000mLx3.5mg-mLl=70mg,雄生素C的物质的量为
0.01Lx0.03000mol/L=0.0003mol=0.3mmol,I2消耗的维生素C的物质的量为
0.01mol/Lx0.0202L=0.000202mol=0.202mmol,所以与MnLClx反应的维生素C的物质的量为
0.3mmol-0.202mmol=0.098mmol»根据反应的化学计量关系(2molMnLClx与xmol维生素C反应)
70
进行计算:2.32113、5X,保留整数解得xxl。
70.098
17.为了节约资源,减少重金属对环境的污染,一研究小组对某有色金属冶炼厂的高氯烟道灰[主要含有
CuClpZnCl2>CuO、ZnO、PbO、Fe2O3>SiO?等)进行研究,设计如下工艺流程。实现了铜和锌的
分离回收。
Na2cO3溶液稀H2sO4Zn2(OH)2CO3Zn粉
滤液①滤渣①滤渣②CuClCu滤液②
回答下列问题:
(1)铜元素位于元素周期表第周期、第族。
(2)“碱浸脱氯”使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀。其中,铜盐发生反应的化学方程式为
(3)滤清①中,除SiO2外,牛要还有o
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(4)“中和除杂”步骤,调控溶液pH=3.5左右,发生反应的离子方程式为o
(5)“深度脱氯”时,C「的存在使锌粉还原产生的Cu与Cu*反应,生成能被空气氧化的CuCl沉淀,
使C「被脱除。欲脱除l.OmolCT,理论上需要锌粉mol.
(6)CuCl可以通过(填标号)将其溶解,并返回到步骤中。
a.盐酸酸化、双氧水氧化b.硫酸酸化、KMn()4氧化
C.硝酸酸化和氧化d.硫酸酸化、双氧水氧化
(7)“电解分离”采用无隔膜电解槽,以石墨为阳极,铜为阴极。
①“电解分离”时,阴极产生大量气泡,说明铜、锌分离已完成,其理由是o
②“电解分离”前,需要脱氯的原因有。
【答案】(1)①.四②.IB
(2)2CuCl2+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO34<+4NaCl+CO2T
3+2+
(3)PbSO4(4)4Fe+3Zn2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)31+6Zn+3CO2T
(5)0.5(6)①.a②.碱浸脱氯
(7)①.阴极产生大量气泡说明溶液中已无CM+,铜、锌已分离完成②.Q-在阳极被氧化生成CL
污染环境,且影响铜、锌分离效果
【解析】
【分析】烟道灰先通过“碱浸脱氯”,使可溶性铜盐、锌盐转化为碱式碳酸盐沉淀,即把CuCb和ZnCL转
化为碱式碳酸盐沉淀,再用稀硫酸进行酸浸,除去PbO和SiCh。“中和除杂”通过调节pH值使Fe3-转化为
氢氧化铁沉淀而除去。“深度脱氯”时,发生的反应为Cu+Cd++2C「=2CuCI,
Zn+Cu2+=Zn2++Cu,可通过比例关系计算出需要锌粉的量。CuCl要溶解并返回到前面的流程中,就
不能引入新的杂质离子。“电解分离”时离子的放电顺序CM+在H-之前,ZM+在H+之后,产生大量气泡时,
说明H-开始放电,即CM+己经全部反应完,铜、锌分离已完成。
【小问1详解】
铜是29号元素,其核外电子排布为[Ar]3diO4sT根据元素周期表的结构,电子层数等于周期数,铜有4个
电子层,所以位于第四周期;其价电子构型为3小。4$1,属于第IB族。
故答案为:四;IB。
【小问2详解】
“减浸脱氯”时,碳酸钠与氯化铜反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2co3]、氯化钠和二氧化碳,化学方程式为
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2CUC12+2Na2co3+H2O=Cu2(OH)2CO31+4NaCl+C02to
故答案为:2CuCl,+2Na,CO,+H,O=Cu,(OH),CO,J+4NaCl+CO,T
【小问3详解】
烟道灰中的PbO与稀H2sCh反应生成PbSCh沉淀,SiOz不与稀H2sCh反应,所以滤渣①中除SiCh外,还有
PbSO4o
故答案为:PbSO4<.
【小问4详解】
“中和除杂”步骤,调控溶液pH=3.5左右,此时溶液中的Fe计会水解生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为
3+
Fe+3H2OWe(OH)3J+3H,,加入的Zn2(0H)2c。3与可反应,促进Fe3,的水解平衡正向移动,
Z%(OH)2co3+4H+=2Zn2++3H2O+CO?T,总离子方程式为
3+2+
4Fe+3Zn2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)31+6Zn+3CO2T
3+2+
故答案为:4Fe+3Zn2(OH)2CO3+3H2O=4Fe(OH)3J+6Zn+3CO2T
【小问5详解】
“深度脱氯”时发生的反应为CU+CU2++2C「=2CUC1,从反应可知脱除2moic1-需要1molCU,而Zn
与CM+反应生成Cu的反应为Zn+Cu?*=Z「++Cu,即生成ImolCu需要ImolZn。所以脱除LOmolC匕
根据反应比例关系,理论上需要锌粉0.5mol.
故答案为:0.5。
【小问6详解】
CuCl要溶解并返回到前面的流程中,不能引入新的杂质离子,故应使CuCl转化为CuCb,返回到“碱浸脱
氯”。
a.盐酸酸化和双氧水氧化能使CuCl转化为CuCb,a正确;
b.KMnO4氧化会引入MX、K+等杂质离子,b错误:
c.硝酸酸化和氧化会引入N0-c错误;
d.硫酸酸化、双氧水氧化,将CuCl氧化为CM,,引入SO4'd错误;
故答案为:a;碱浸脱氯。
【小问7详解】
“电解分离”时,阴极发生还原反应,若阴极产生大量气泡,说明溶液中已经没有CM+(因为CM+会先在
阴极得到电子被还原),此时溶液中的H+得到电子生成Hz,产生气泡,所以说明铜、锌分离已完成。“电
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解分离”前,需要脱氯是因为C卜在阳极会被氧化生成C12,污染环境,同时C卜存在会使锌粉还原产生的Cu
与CM+反应生成CuQ沉淀,影响铜、锌的分离效果。
故答案为:①阴极产生大量气泡说明溶液中已无CM+,铜、锌已分离完成;②C1-在阳极被氧化生成CL污
染环境,且影响铜、锌分离效果。
18.乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H?)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进
行:
①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)=HOCH2CHO(1)
②HOCH2cHO⑴+H2(g)=HOCH2CH2OH(1)
已知:AfHm为物质生成烯,反应焰变AH二产物生成熠之和-反应物生成熔之和。相关物质的生成焰如下
表所示。
物质CO(g)HOCH2cH20H(1)
HCHO(g)H2(g)
1
AfHm/kJ-mor-116-1110-455
回答下列问题:
(1)生成乙二醉的总反应③,其热化学方程式为,AS0(填““〈”或反应在
(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)恒压时,合成气中n(H2):n(CO)增大,HOCH.CHO(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原因是
(3)反应中伴随副反应④:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(l)e平衡常数与温度之间满足关系
lnK=—△见+常数,反应②和④的InK与‘的关系如图所示,则AH?AH4,(填“v”或
RTT-------
“=");欲抑制甲醇的生成,应适当(填“升高”或“降低”)反应温度,理由是O
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛初始浓度为LOmoLL-'
①反应5h后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为38%、8%、10%,则甲醛的平均消耗速率
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V=molL_1h',o
②溶剂中H2和CO浓度分别保持为l.OxloTmol.LT'G.OxlOYmoLLT,羟基乙醛、乙二醉、甲醇的平衡
产率分别为18%、34%、14%,生成乙二醇的平衡常数长=(科学记数,保留小数点后2
位)。
【答案】⑴①.HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(I)MI=-228kJ/mol②.<
③.低温
(2)反应②的速率大于反应①使得单位时间内HOCH?CHO(羟基乙醛)产率降低
(3)①.V②.降低③.随着工的增大,即温度降低,反应②的InK增大的程度大于反应④
T
的InK增大程度
(4)®.0.112®.1.67x10"
【解析】
【小问1详解】
将反应①和②相加,消去中间产物HOCH2cH2OH。),得到总反应:
HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2cH20H⑴,反应婚变公式:
A"=ZAfHm(产物)-Z4N(反应物):A/7=(-455)-[(-116)+(-lH)+0]=-228kJ/mol;反
应中气体分子数减少(4mol气体-1mol液体),混乱度降低,<0:自发性条件:根据△G=AH・TAS,
AH为负、AS为负时,低温(T较小)使AGV0,反应自发:故答案为:
HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)=HOCH2CH2OH(1)A//=-228kJ/mol;<;低温;
【小问2详解】
恒压时,合成气中n(H2):n(C。)增大,意味着H2的分压增大,C。的分压减小,反应速率与反应物浓度
相关,CO其分压减小效应超过H2分压增大的影响,导致反应①比反应②慢,故羟基乙醛单位时间产率降
低;故答案为:反应②的速率大于反应①使得单位时间内HOCH2cH0(羟基乙醛)产率降低;
【小问3详解】
/〃K与‘的关系图中,斜率为一组。图中反应②的斜率大于反应④,表明I>IA//J.由于两反
TR-
应的K随温度降低均增大,均为放热(AHcO),故A//2VA“4;抑制甲醇生成,即让反应②的正向进行
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程度大于反应④,由图可知,随着〒的增大,In勺增大的程度大于In储增大程度,故需要低温才能抑制
甲醉的生成;故答案为:V;降低;随着工的增大,即温度降低,反应②的InK增大的程度大于反应④的
T
InK增大程度;
【小问4详解】
①生成HOCH2CHO消耗甲醛38%,乙二醇消耗甲醛8%,甲醇消耗甲醛10%,总计38%+8%+10%=56%。
消耗量=1.0mol/Lx56%=0.56mol/L,则甲醛的平均消耗速率v=,L=0.112mol.Lu•h”;
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