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文档简介
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无
效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H:1O:16F:19Na:23Al:27S:32Cl:35.5Fe:56Sn:119
第Ⅰ卷(选择题共42分)
一、选择题(本题共14小题,每题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。)
1.2025年央视春晚舞台上机器人带来的扭秧歌表演令人耳目一新,下列说法正确的是
A.制造机器人外壳的塑料属于无机金属材料
B.芯片是机器人的大脑,主要成分是SiO2
C.触觉传感器压电陶瓷属于新型无机非金属材料
D.肢体部分使用的碳纤维材料属于有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.塑料是高分子化合物,属于有机材料,无机金属材料包括金属及其合金,A错误;
B.芯片的核心材料是单质硅(高纯度Si),SiO2是制造硅的原料,并非芯片直接成分,B错误;
C.压电陶瓷(如钛酸钡等)属于新型无机非金属材料,具有压电效应,用于传感器,C正确;
D.碳纤维是碳的单质材料,属于无机非金属材料或复合材料,与有机高分子无关,D错误;
故答案选C。
2.下列化学用语或图示表达正确的是
A.水合Na的示意图:B.S的原子结构示意图:
C.硅氧四面体结构示意图:D.熟石膏的化学式:
CaOH2
【答案】C
【解析】
【详解】A.水分子中氧端带负电,在水合钠离子中氧端应靠近钠离子,图示错误,A错误;
B.S原子核外电子数为16,图示粒子核外电子数为18,为S2-的结构示意图,B错误;
C.硅氧四面体为正四面体结构,硅原子位于体心,图示正确,C正确;
D.Ca(OH)2为熟石灰的化学式,熟石膏的化学式为2CaSO4·H2O,D错误;
故选C。
3.下列用化学知识解释相应物质在生活中的用途,合理的是
选
物质在生活中的用途化学知识
项
镁铝合金密度大、强度
A镁铝合金用于制作阳台门窗
高、耐腐蚀
小苏打受热稳定、不易分
B面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
解
我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出486.1千米/小时的世界钢的熔点比铁的熔点高,
C
列车最高时速,得益全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨比铁用途更广泛
石墨能导电且价格相对
D石墨做电极材料
较低
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.镁铝合金的密度应比纯金属低,且具有高强度、耐腐蚀,但选项中“密度大”描述错误,A错
误;
B.小苏打(NaHCO3)受热分解产生CO2使面包膨胀,而非“受热稳定”,B错误;
C.钢是铁碳合金,熔点低于纯铁,选项中“钢熔点比铁高”错误,C错误;
D.石墨导电性好且成本低,适合做电极材料,解释正确,D正确;
故答案选D。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.22g超重水T2O含有的中子数为10NA
B.12g石墨烯和12g的金刚石含有的碳原子数均为NA
C.常温常压下,31g白磷P4含有的P-P数目为NA
D.等质量的氧气和臭氧,含有的电子数目均为0.5NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.超重水的摩尔质量为22g/mol,分子中含有的中子数为12,则22g超重水含有的中子数为:
22g-1
×12×NAmol=12NA,A错误;
22g/mol
B.石墨烯和金刚石的最简式都为C,则12g石墨烯和12g的金刚石含有的碳原子数均为:
12g-1
×1×NAmol=NA,B正确;
12g/mol
C.白磷分子的空间结构为正四面体形,分子中含有6个P-P键,则31g的白磷分子中含有的P-P键数目为:
31g-1
×6×NAmol=1.5NA,C错误;
124g/mol
D.缺氧气和臭氧的质量,无法计算氧气和臭氧的物质的量和含有的电子数目,D错误;
故答案选B。
5.室温下,下列微粒在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1mol/L的KI溶液:Na、Mg2、ClO、Cl
B.0.1mol/L的溶液:、、、
AgNO3KNaNO3NH3H2O
C.0.1mol/L的溶液:、、、
Na2SO4KNH4ClHCO3
D.0.1mol/L的溶液:、2,,3
CaCl2NaSO4IAl
【答案】C
【解析】
【详解】A.KI溶液中,具有强氧化性,会与发生氧化还原反应生成和,无法共存,A不符
ClOII2Cl
合题意;
B.AgNO溶液中,Ag+与NHHO反应生成AgOH沉淀或AgNH配合物,NHHO无法大量
3323232
存在,B不符合题意;
C.溶液为中性,和的水解相互促进,双水解反应程度极低,可大量共存,C符合题意;
Na2SO4NH4HCO3
2+2
D.CaCl2溶液中,Ca与SO4生成微溶的CaSO4沉淀,无法共存,D不符合题意;
故选C。
阅读材料,卤族元素的单质及其化合物具有广泛的应用,F2在高温时与Na2SO4反应生成硫酰氟(SO2F2),
SO2F2和SO2Cl2的结构相似,CaF2与浓硫酸在加热条件下反应可制得HF.SO2通入KClO3酸性溶液中制
得黄绿色气体ClO,常用作自来水消毒剂,和潮湿的反应生成。具有与卤素单
2Cl2Na2CO3Cl2OCN2
质相似的化学性质,HCN是一种弱酸。完成问题:
6.下列说法不正确的是
A.SO2的空间构型为平面三角形B.HCN分子的中心原子杂化方式为sp杂化
C.的电子式:D.中既含有离子键,又含有共价键
CN2KClO3
7.下列方程式表示正确的是
高温
A.CaF2与浓硫酸反应:CaF2H2SO4(浓)CaSO4HF
B.Cl2和潮湿的Na2CO3反应:2Cl22OH2ClCl2OH2O
高温
C.F2与熔融的Na2SO4反应:2F2Na2SO4SO2F22NaFO2
D.与水反应:
CN2CN2H2OHCNHOCN
【答案】6.A7.C
【解析】
【6题详解】
A.SO2的中心原子S的价层电子对数:S的最外层电子数为6,与2个O形成2个σ键,孤电子对数
622
为1,价层电子对数为2+1=3,空间构型为V形,A错误;
2
B.HCN的中心原子C形成2个σ键(1个C-H、1个C-N),无孤电子对,价层电子对数为2,因此杂化
方式为sp杂化,B正确;
C.的结构与Cl类似,是共价分子,C与N之间为三键(含1个σ键、2个π键),电子式需
CN22
体现三键的电子对,即,C正确;
+
D.KClO3是离子化合物,K与ClO3之间通过离子键结合;ClO3内部通过共价键结合,KClO3中既含
离子键,又含共价键,D正确;
故选A。
【7题详解】
高温
A.CaF2与浓硫酸加热发生反应CaF2H2SO4(浓)CaSO42HF,生成CaSO4和HF气体,A错误;
2
B.Cl2与潮湿的Na2CO3反应2Cl22CO3H2O2ClCl2O2HCO3,B错误;
高温
C.F2与熔融的Na2SO4高温发生反应2F2Na2SO4SO2F22NaFO2,生成SO2F2、NaF和O2,C
正确;
D.(CN)2与水反应生成HCN和HOCN,HCN为弱电解质对应的方程式为:(CN)2+H2OHCN+HOCN,D错误;
故选C。
8.下列各组物质中,不满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有
选项XYZW
AMgMgO
Mg3N2MgOH2
BNa2O2NaOHNaHCO3Na2CO3
CSiSiO2H2SiO3Na2SiO3
DNaAlOH
Al2O3AlCl3AlOH34
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.镁和氮气反应生成氮化镁,氮化镁和水反应生成氢氧化镁,氢氧化镁受热分解为氧化镁,氧气
和镁反应生成氧化镁,故A不符合题意;
B.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成
碳酸钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,故B不符合题意;
C.硅和氧气反应生成二氧化硅,二氧化硅不能一步转化为硅酸,硅酸和氢氧化钠反应生成硅酸钠,硅和氢
氧化钠反应生成硅酸钠,不满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系,故C符合题意;
D.氧化铝和盐酸反应生成氯化铝,氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝和氢氧化钠反应生成四
羟基合铝酸钠,氢氧化钠和氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠,故D不符合题意;
故选C。
9.室温下,下列实验方案能达到实验目的的是
选
实验目的实验方案
项
2
检验FeCl2溶液中Fe是向盛有FeCl2溶液的试管中滴加新制氯水再滴加几滴KSCN溶液,振
A
否被氧化荡,观察溶液颜色变化
向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,品红溶液褪色,振荡,
BSO2具有漂白性
加热试管,溶液又恢复红色
C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照
DCH3COOH是弱电解质用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
2+3+
【详解】A.向FeCl2溶液中先加氯水会氧化Fe,干扰Fe的检测,无法判断原溶液是否被氧化,A不能达
到实验目的;
B.SO2使品红褪色,加热后颜色恢复,证明其漂白性,B能达到实验目的;
C.湿润pH试纸会稀释NaOH溶液,导致测得的pH偏低,C不能达到实验目的;
D.未明确醋酸与盐酸浓度相同,若浓度不同则无法通过pH比较证明醋酸为弱电解质,D不能达到实验目的;
故选B。
10.O2F2可以发生反应:H2SO2F2SF6HFO2,下列说法正确的是
A.氧化产物和还原产物的质量比为64:73B.O2F2的结构与H2O2相似,故为非极性分子
C.若生成4.48LHF(标准状况下),则转移0.8mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4
【答案】D
【解析】
的
【详解】A.该反应方程式为H2S4O2F2SF62HF4O2,其中氧化产物是是SF6,还原产物是O2,
SF6摩尔质量为146g/mol。O2摩尔质量为32g/mol;反应中生成4molO2,质量4×32=128
g,质量比146:12873:64,故A错误;
B.H2O2结构为弯曲形(非直线),为极性分子。O2F2结构类似H2O2,也为弯曲形,是极性分子,
故B错误;
C.标准状况下HF是液体,不能使用气体摩尔体积进行计算,所以不能确定转移电子的数目,故C错误;
D.还原剂为H2S,氧化剂为O2F2,由方程式H2S4O2F2SF62HF4O2可知二者的系数比即物质的量
之比为1:4,故D正确;
故答案选D。
11.下列实验选用的主要仪器不合理的是
A.钠在空气中燃烧:①②⑧B.制取氨气:②③
的
C.除去CO2中HCl:⑨D.分离CCl4和CH2Cl2的混合液体:④⑥⑦
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热固体需要使用坩埚、泥三角和酒精灯,故选①②⑧,A不符合题意;
B.实验室制取氨气一般使用氯化铵和氢氧化钙固体在加热条件下反应,需要使用②③,B不符合题意;
C.除去CO2中的HCl可以将气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,故选⑨,C不符合题意;
D.CCl4和CH2Cl2互相溶解,分离需要蒸馏,不能选用④⑥⑦,D符合题意;
故答案选D。
12.我国科学家用大阴离子(如图所示)的锌盐溶液作电解液,设计制备了水系锌离子电池。X、Y、Z、W均
为短周期元素,X、Y、Z位于同一周期,Y、W价层电子排布相同,下列叙述正确的是
A.元素第一电离能顺序为:Z<Y<XB.简单气态氢化物的稳定性:Z>W>Y
C.基态原子未成对电子数:Z<Y=XD.该离子中的原子均满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,X可形成4个单键,故X可能为第IVA族的C或Si元素;而Z可形成1个单键,故其
可能为H、也可能是第VIIA族的F或Cl元素;Y能形成1个双键,也能在形成1个单键的同时得到1个电
子使整个原子团带1个单位负电荷,故Y应位于第VIA族;由于Y和W价层电子排布相同,且W可形成6
对共用电子对,故Y为O元素,W为S元素;由于X、Y、Z为同一周期元素,故X为C元素,Z为F元素;
由此分析;
【详解】A.同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,对于C、O、F,第一电离能顺序为C<O<F,即
X<Y<Z,A错误;
B.Z、W、Y的简单气态氢化物分别为HF、H2S、H2O,根据元素周期律,F的非金属性最强,O的非金属
性次之,S的非金属性最弱,而非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,故三者的稳定性为HF>H2O>H2S,
即Z>Y>W,B错误;
C.对于F、O、C,其基态原子未成对电子数分别为1、2、2,故C正确;
D.W为S元素,由图可知该离子中的S原子共形成6个共用电子对,故W的最外层共有12个电子,并非8
电子稳定结构,故D错误;
因此,答案选C。
13.LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、
Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
下列说法错误的是
A.硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:MnCO3H2SO4MnSO4H2OCO2
B.滤渣的成分仅有、、NiS
AlOH3FeOH3
C.不宜使用替代,原因是2和生成3可以催化分解
H2O2MnO2MnFeH2O2
煅烧
D.煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式为2Li2CO38MnO24LiMn2O42CO2O2
【答案】B
【解析】
【分析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO2,可将固体溶解为离子,将杂质中
2+3+
的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式,同时,加入的MnO2可以将溶液中的Fe氧化为Fe;
随后将溶液pH调至约等于7,此时溶液中的Fe3+、Al3+沉淀出来;随后加入BaS,可以将溶液中的Ni2+沉
淀,同时生成,得到相应的滤渣;后溶液中含有大量的2+,将此溶液置于电解槽中电解,得到
BaSO4Mn
MnO2,将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【详解】A.菱锰矿中主要含有MnCO3,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:
,A正确;
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2
B.分析流程可知,滤渣中除了有、、NiS外,还含有等,B错误;
AlOH3FeOH3BaSO4
2+的3+
C.不宜使用H2O2氧化Fe,因为氧化后生成Fe可以催化H2O2分解,会浪费原料H2O2,C正确;
D.煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为
煅烧
2Li2CO38MnO24LiMn2O42CO2O2,D正确;
故答案选B。
14.8.34gFeSO47H2O样品在N2气氛中受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所
示,下列说法正确的是
高温
A.温度0~78℃间,发生反应为:FeSO47H2OFeSO43H2O4H2O
B.温度为159℃时固体N中nO:nH5:1
C.温度为373℃,P的化学式为FeSO4
D.固体P继续加热至635℃,得到一种固体物质Q,同时有两种无色气体生成,发生反应为
高温
3FeSO4Fe3O43SO2O2
【答案】C
【解析】
【分析】8.34gFeSO4·7H2O样品物质的量为0.03mol,其中m(H2O)=0.03mol×7×18g/mol=3.78g,如晶
体全部失去结晶水,固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g,可知在加热到373℃之前,晶体失去部分结
晶水,加热至635℃时,固体的质量为2.40g,应为铁的氧化物,其中n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)=0.03mol,
m(Fe)=0.03mol×56g/mol=1.68g,则固体中m(O)=2.40g-1.68g=0.72g,n(O)=0.045mol,则
n(Fe)∶n(O)=0.03mol∶0.045mol=2∶3,则固体物质Q的化学式为Fe2O3。
【详解】A.温度为78℃时,固体质量为6.72g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56
g=2.16g,n(H2O)=0.12mol,则n(H2O)∶n(FeSO4)=0.12mol∶0.03mol=4∶1,则化学式为FeSO4·4H2O,故
高温
78℃时,M的化学式为FeSO4·4H2O,发生反应为:FeSO47H2OFeSO44H2O+3H2O,故A错误;
B.温度为159℃时,固体质量为5.10g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=5.10g-4.56g=0.54g,
n(H2O)=0.03mol,则n(H2O)∶n(FeSO4)=0.03mol∶0.03mol=1∶1,则化学式为FeSO4·H2O,则
nO:nH=5:2,故B错误;
C.温度为373℃,固体质量为4.56g,结合分析,P的化学式为FeSO4,故C正确;
D.由上述分析可知,P的化学式为FeSO4,Q的化学式为Fe2O3,铁的化合价升高,必有硫的化合价降低,即
有二氧化硫生成,设SO2、SO3的物质的量分别为xmol、ymol,则x+y=0.03、64x+80y=4.56-2.40,解得x=y=0.015,
高温
所以方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,Q的化学式为Fe2O3,故D错误;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题(本大题共4小题,共58分)
15.前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、Y的最外层电子数之和等于X的内层电子数,W、Z
的质子数之和与X、Y的质子数之和的差等于X的最外层电子数;W、Z形成的单质是生产、生活中应用最广
的两种金属。回答下列问题:
(1)X元素在元素周期表中的位置为___________,写出Z元素价层电子排布式___________。
(2)写出W单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:___________。
(3)用电子式表示X形成简单氢化物的过程:___________。
2
(4)Z形成的含氧酸盐ZO4具有强氧化性,可用于净化饮用水,写出该盐在碱性条件下与水反应的离子
方程式:___________。
(5)W、X形成的化合物在潮湿的环境中容易水解,写出化学方程式:___________。
(6)下列方法能用于判断X、Y金属性或非金属性强弱的是___________。
A.单质熔点:X>YB.X、Y形成的化合物,X显正价
C.含氧酸的酸性:X<YD.Y单质能将X单质置换出来
【答案】(1)①.第三周期第VIA族②.3d64s2
+3+
(2)2Al+6H=3H2+2Al
(3)(4)
2
4FeO410H2O4FeOH33O28OH
(5)Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(6)BD
【解析】
【分析】W、X、Y、Z元素的原子序数依次增大,W、Z形成的单质是生产、生活中应用最广的两种金属应为
Al、Fe,因此W是铝,Z是铁,W、Y的最外层电子数之和等于X的内层电子数,X的内层电子数是10,则Y
的最外层电子数是10-3=7,则Y为Cl元素,令X的最外层电子数为q,W、Z的质子数之和=13+26=39,X、
Y的质子数之和=2+8+q+17=27+q,两者的差等于X的最外层电子数,可得39-(27+q)=q,解得q=6,则X
为16号元素S,以此分析解题。
【小问1详解】
X为S,位于元素周期表第三周期第VIA族;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2。
【小问2详解】
+3+
W为Al,Y为Cl,Al和HClO4反应的离子方程式为2Al+6H=3H2+2Al。
【小问3详解】
用电子式表示H2S的形成过程为。
【小问4详解】
高铁酸根在碱性条件下与水反应生成的氢氧化铁具有净水作用,发生的离子方程式为
2。
4FeO410H2O4FeOH33O28OH
【小问5详解】
Al2S3水解的化学方程式为Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S。
【小问6详解】
A.X为S、Y为Cl,非金属性影响化学性质,而单质熔点为物理性质,不可用单质熔点判断非金属性强弱,
A不符合题意;
B.X、Y形成的化合物,X显正价说明Y的非金属性大于X,B符合题意;
C.非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,一般含氧酸酸性之间比较无法判断非金属性强弱,C不符合
题意;
D.Y能将X单质置换出来,说明Y单质的氧化性强于X单质,即Y单质的非金属性强于X单质,D符合题
意;
故选BD。
16.无水四氯化锡是一种重要的工业原料,其在常温下为无色液体,沸点114℃,在空气中极易水解生成
SnO2xH2O,液态四氯化锡对很多非极性分子有一定的溶解度。实验室可选用以下装置用熔融的锡与氯
气反应制备无水SnCl4,请回答有关问题:
(1)基态Cl原子核外电子的空间运动状态有___________种,盛放Sn粉的仪器名称为___________。
(2)A中发生反应的离子方程式是___________。
(3)整个实验装置的连接顺序是A→___________(装置可重复选用),若缺少装置F,则收集器C中发生反
应的化学方程式为___________。
(4)实验操作中,先慢慢滴入浓盐酸,待观察到___________后(填写实验现象),再加热B装置。
(5)经测定发现实验所得SnCl4样品中含有少量的SnCl2,测定样品纯度的方案如下:
324
取mg样品溶于足量稀盐酸中,然后加足量的Fe将Sn氧化为Sn,再选择合适的指示剂用K2Cr2O7标
2
准溶液滴定生成的Fe,共消耗amol/LK2Cr2O7标准溶液bmL,则固体混合物中SnCl4的质量分数为
___________%(用含m、a、b的式子表示),由此计算得出的产品中的SnCl4质量分数严重偏小,理由是
___________。
【答案】(1)①.9②.具支试管
-
(2)ClO36H+5Cl3Cl2+3H2O
(3)①.E→F→B→C→F→D②.SnCl4x2H2OSnO2xH2O4HCl
(4)装置中充满黄绿色气体
100m0.57ab2-
(5)①.②.Cr2O7会氧化溶液中的Cl,导致消耗的K2Cr2O7标准液偏多
m
【解析】
【分析】装置A中KClO3与浓盐酸反应生成KCl、Cl2、H2O,混有HCl和水蒸气的Cl2进入装置E(盛装
饱和食盐水)中,除去氯气中的HCl气体,再将气体通入装置F(盛装浓硫酸)中,除去水蒸气,再将干燥
的Cl2通入装置B中,与Sn在加热的条件下反应,生成SnCl4,再通过装置C对SnCl4蒸汽进行冷凝收集,
多余的尾气经过F干燥装置,再用装置D中NaOH溶液吸收处理,同时浓硫酸还起着防止水蒸气进入装置C
的作用。
【小问1详解】
基态Cl原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p5,空间运动状态数=轨道数,共1+1+3+1+3=9种;盛放
Sn粉的仪器是具支试管,故答案为:9;具支试管;
【小问2详解】
浓
A中发生反应的化学方程式为KClO36HCl3Cl2KCl+3H2O,离子方程式为
--
ClO36H+5Cl3Cl2+3H2O,故答案为:ClO36H+5Cl3Cl2+3H2O;
【小问3详解】
根据分析可得,整个实验装置的连接顺序是A→E→F→B→C→F→D;若缺少装置F,则含有水蒸气,无水四
氯化锡极易水解生成SnO2xH2O,因此收集器C中发生反应的化学方程式为:
SnCl4x2H2OSnO2xH2O4HCl,故答案为:E→F→B→C→F→D;
SnCl4x2H2OSnO2xH2O4HCl;
【小问4详解】
用Cl2排除装置中的空气,既防止Sn被氧气氧化又防止SnCl4在潮湿的空气中水解,故需要在滴加浓盐酸
一段时间之后,当装置中充满黄绿色气体时再点燃酒精灯,故答案为:装置中充满黄绿色气体;
【小问5详解】
3242+3+4+2+
由题,Fe将Sn氧化为Sn的离子方程式为:Sn+2Fe=Sn+2Fe,用K2Cr2O7标准溶液滴定
生成的2发生反应:22+3+3+;因此可得关系式:
FeCr2O7+6Fe+14H+=2Cr+6Fe+7H2O
2+2+1-3-3
Sn~2Fe~KCrO;消耗K2Cr2O7的物质的量:n(KCrO)=amol/Lb10L=ab10mol,
3227227
3
因此:n(SnCl2)3ab10mol。则固体混合物中SnCl4的质量分数为:
3
m3ab10mol190g/molm0.57ab2-
100%100%;Cr2O7会氧化溶液中的Cl,导致消耗的
mm
K2Cr2O7标准液偏多,计算出的SnCl2质量偏大,最终使SnCl4的质量分数偏小,故答案为:
100m0.57ab2-
;Cr2O7会氧化溶液中的Cl,导致消耗的K2Cr2O7标准液偏多。
m
17.黏土钒矿中,钒以+3价、+4价、+5价的化合物存在,还包括SiO2、Fe2O3和铝硅酸盐(Al2O3SiO2)
等。采用以下流程可由黏土钒矿制备V2O5、Fe2O3和硫酸铝铵。
ⅰ.酸性溶液中,HR对+4价钒萃取能力强,而对+5价钒的萃取能力较弱。
ⅱ.HR能萃取Fe3,不能萃取Fe2。
(1)从黏土钒矿到浸出液的流程中,能够加快浸出速率的措施还有___________、___________。
(2)滤渣的主要成分是___________。
(3)浸出液中钒以+4价、+5价的形式存在,简述加入铁粉的原因:___________。
2
(4)KClO3和VO反应生成VO2和Cl的离子方程式是___________。
(5)硫酸工业中,V2O5是反应2SO2O22SO3的催化剂,催化过程经两步完成,可能的催化过程方
程式为___________、___________。(中间产物为VO2)
(6)硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质,根据如图的溶解度曲线,进一步提纯硫酸铝铵的操作是加热溶
解、___________、___________、洗涤、干燥。
【答案】(1)①.粉碎黏土钒矿②.提高反应温度
3+2+
(2)SiO2(3)将溶液中的+5价钒、Fe分别转化为+4价钒、Fe,有利于+4价钒的萃取,实现钒元素
和铁元素的分离
2+-+
(4)6VO+ClO3+3H2O=Cl+6VO2+6H
(5)①.V2O5+SO2=2VO2+SO3②.4VO2+O2=2V2O5
(6)①.冷却结晶②.过滤
【解析】
【分析】黏土钒矿中加入浓硫酸、通入空气、在250℃下发生反应,然后用水浸取,所得滤渣为不溶于硫酸
3+3+
的SiO2,浸出液中含有+4价、+5价的含钒酸根离子,以及Fe、Al等;加入氨水调节pH1~1.5,获得硫酸
3+3+2+2+
铝铵固体,溶液中含有Fe及含钒酸根离子;加入铁粉将Fe还原为Fe,同时将VO2还原为VO,然后用
2+2+
HR萃取,Fe进入无机层;有机层中加入20%H2SO4、KClO3,将VO转化为VO2,再加入氨水,生成NH4VO3
2+
沉淀,NH4VO3高温分解,可获得V2O5;无机层中加入氨水、并通入空气,将Fe转化为Fe(OH)3沉淀,过滤后
焙烧,可获得Fe2O3。
【小问1详解】
从黏土钒矿到浸出液的流程中,可通过粉碎黏土钒矿、提高反应温度加快浸出速率。
【小问2详解】
由分析可知,滤渣的主要成分是SiO2。
【小问3详解】
2+3+2+
由题干信息知,酸性溶液中,HR对VO、Fe萃取能力强,而对VO2的萃取能力较弱、不能萃取Fe,加入
3+2+2+3+
铁粉将Fe还原为Fe,同时将VO2还原为VO,则加入铁粉的原因:将溶液中的+5价钒、Fe分别转化为
+4价钒、Fe2+,有利于+4价钒的萃取,实现钒元素和铁元素的分离。
【小问4详解】
2+-2+-+
KClO3和VO反应生成VO2和Cl的离子方程式为:6VO+ClO3+3H2O=Cl+6VO2+6H。
【小问5详解】
催化过程中催化剂的中间产物为VO2,经两步完成,根据氧化还原反应,以及催化剂在反应前后不变,则可
能的催化过程为:V2O5+SO2=2VO2+SO3、4VO2+O2=2V2O5。
【小问6详解】
硫酸铝铵固体中含有少量硫酸铵杂质,根据如图的溶解度曲线,硫酸铵的溶解度比硫酸铝铵大很多,则可
采用溶解后再结晶进行提纯,所以进一步提纯硫酸铝铵的操作为重结晶,操作过程为加热溶解,冷却结晶、
过滤、洗涤、干燥。
18.某同学研究浓硝酸与KSCN溶液的反应。
资料:Ⅰ.SCN中C的化合价为+4。
Ⅱ.其性质类似卤素离子,能被氧化为,能够继续聚合为红色的。
SCNSCN2SCN2SCNx
Ⅲ.NO2可溶于浓硝酸。
实验一:
(1)分子中σ键和π键的个数比为___________,KSCN常用作三价铁离子的检验试剂,基态K原
SCN2
子中核外电子占据最高能级的符号是___________。
(2)研究SCN的转化产物。
实验二:
a.将实验一ⅲ中的气体通入
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