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文档简介
满分100分考试用时75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、班级、姓名、试室、座位号和准考证号填
写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,
用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需
改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
可能用到的相对原子质量:H-1O-16
第Ⅰ卷(共44分)
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在
每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.马在中华文化中象征着奋进与忠诚。下列艺术品的主要材质属于硅酸盐的是
A.西汉・彩绘木马B.东汉・青铜奔马
C.唐·三彩陶马D.现代・奔马图
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.彩绘木马:主要材质是木材,木材主要成分为纤维素,属于有机物,不属于硅酸盐,A错误;
B.青铜奔马:青铜是铜锡合金,属于金属材料,不属于硅酸盐,B错误;
C.唐三彩陶马:唐三彩属于陶瓷,陶瓷以黏土为原料烧制而成,主要成分是硅酸盐,C正确;
D.现代奔马图:主要材质是纸张,纸张主要成分为纤维素,属于有机物,不属于硅酸盐,D错误;
故选C。
2.我国人形机器人技术发展日新月异。下列说法正确的是
A.中控芯片主要成分为硅,单质硅属于共价晶体
B.关节轴承使用聚苯硫醚复合材料,聚苯硫醚属于芳香烃
C.固态三元锂电池供电时将电能转化为化学能
D.手腱绳采用的超高分子量聚乙烯纤维,链节为—CH2—
【答案】A
【解析】
【详解】A.中控芯片主要成分为高纯硅,单质硅中硅原子通过共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,
A正确;
B.芳香烃是仅含碳、氢元素的芳香族化合物,聚苯硫醚中含有硫元素,不属于芳香烃,B错误;
C.固态三元锂电池供电时为放电过程,是将化学能转化为电能,C错误;
D.聚乙烯由乙烯加聚得到,链节为CH2CH2,不是CH2,D错误;
故选A。
3.尿素铁FeHNCONHNO可用作铁肥和缓释氮肥。下列化学用语错误的是
22633
A.中子数为30的铁核素:56B.—NH的电子式:
26Fe2
C.-的VSEPR模型:D.Fe3+的价电子排布式:5
NO33d
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe的质子数为26,质量数=质子数+中子数=,该核素表示为56,A正确;
26305626Fe
B.NH2是中性氨基,N的最外层有5个电子,与2个H形成共价键后,还剩余3个电子(1对孤对电子
+1个单电子),图示电子式符合结构,B正确;
5132
C.NO中中心N原子的价层电子对数键数孤电子对数33,无孤电子对,因此
32
VSEPR模型为平面三角形,图示为四面体形,C错误;
62
D.Fe为26号元素,核外电子排布为Ar3d4s,Fe3价电子排布式为3d5,D正确;
答案选C。
4.利用下列装置制备胶体并验证其性质,能达到目的的是
FeOH3
A.制备胶体B.观察丁达尔效应
C.分离混合物D.观察胶体聚沉
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
【详解】A.FeCl溶液和NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀,得不到氢氧化铁胶体;制取FeOH红褐色胶体应
33
该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至混合物变红褐色,A错误;
B.光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通过其它分散系时不能产生丁达尔效应,
B正确;
C.胶体与溶液均可透过滤纸,则用过滤法无法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3,应该用渗析的方法,C错误;
D.快速加入过量盐酸,盐酸和氢氧化铁胶体反应生成氯化铁溶液,不能观察胶体聚沉,D错误;
故选B。
5.MOFs可用于荧光传感,有机物甲(结构如图)是合成MOFs的原料。下列关于甲的说法正确的是
A.碳原子均为sp2杂化B.不能发生取代反应
C.能形成分子内氢键,熔点较高D.1mol甲最多能与2molNaOH反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.该有机物中所有碳原子,要么属于苯环碳,要么是羧基、酰胺基的碳原子,所有碳原子均形
成3个σ键,均为sp2杂化,A正确;
B.该分子含苯环、羧基、酰胺基,苯环上的氢可以发生取代反应,羧基的酯化反应也属于取代反应,酰胺
基水解也是取代反应,因此可以发生取代反应,B错误;
C.若形成分子内氢键,会削弱分子间作用力,导致熔点降低,只有分子间氢键才会使熔点升高,且该化
合物由于空间位阻,难以形成分子内氢键,C错误;
D.该分子有2个羧基,1mol羧基消耗1molNaOH;同时含2个酰胺键,碱性条件下酰胺键水解,1mol
酰胺键消耗1molNaOH,因此1mol甲最多消耗4molNaOH,D错误;
答案选A。
6.劳动是智慧的土壤。下列劳动项目涉及的化学知识表述错误的是
选项劳动项目化学知识
A用碎鸡蛋壳改良酸性土壤碳酸钙能与酸性物质反应
B用波尔多液防治果树病害Cu2+使病菌蛋白质变性
C用生石灰保持仓库干燥氢氧化钙能与水反应
D用聚乳酸制作可降解餐具聚乳酸中的酯基可水解
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.碎鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,碳酸钙可与酸性物质发生反应,可用于改良酸性土壤,化学知识
表述正确,A不符合题意;
B.波尔多液中含有铜离子,重金属离子能够使病菌的蛋白质发生变性失活,可防治果树病害,化学知识表
述正确,B不符合题意;
C.生石灰是氧化钙(),作干燥剂的原理是,是氧化钙与水反应,不是氢氧化
CaOCaO+H2O=CaOH2
钙与水反应,化学知识表述错误,C符合题意;
D.聚乳酸结构中含有酯基,酯基可以发生水解反应,因此聚乳酸可降解,能制作可降解餐具,化学知识表
述正确,D不符合题意;
故答案选C。
7.能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质aO2酸性氧化物(或碱性氧化物)bH2O酸(或碱)c盐d
A.a可为硫,石蕊溶液中通入b先变红后褪色B.a可为铜,加热蒸干d溶液并灼烧可得到b
C.a可为氮气,b与H2O生成c属于氧化还原反应D.a可为钠,Ca(OH)2与d反应可得到c
【答案】D
【解析】
【详解】A.若a为硫,与O2反应生成的酸性氧化物b为SO2,SO2不能漂白酸碱指示剂,通入石蕊溶液
仅变红不褪色,A错误;
B.若a为铜,与O2反应生成的碱性氧化物b为CuO,CuO难溶于水且不与H2O反应,无法得到对应的
碱c,不符合转化关系,B错误;
C.若a为氮气,与O2直接反应生成的是NO,NO属于不成盐氧化物,且不与H2O反应生成酸c,不符
合转化要求,C错误;
D.若a为钠,常温下与O2反应生成碱性氧化物b为Na2O,Na2O与H2O反应生成碱c为NaOH,NaOH
与反应可生成盐d为,与发生复分解反应可生成,符合转化关系,
CO2Na2CO3CaOH2Na2CO3NaOH
D正确;
故选D。
8.城市道路使用食盐除冰时,会加剧道路钢制设施的腐蚀。下列说法错误的是
A.食盐水作电解质溶液,钢材发生电化学腐蚀
B.钢材中铁作负极,发生氧化反应
-
C.理论上每消耗标准状况下11.2LO2,转移2mole
D.钢材中添加铬、镍等元素制成不锈钢,采用了牺牲阳极法防腐
【答案】D
【解析】
【详解】A.食盐溶于水形成的食盐水可导电,作为电解质溶液,钢材中的铁、碳与食盐水构成原电池,发
生电化学腐蚀,A正确;
B.钢材发生电化学腐蚀时,铁的活泼性强于碳,作原电池负极,失电子发生氧化反应,B正确;
C.吸氧腐蚀的正极反应为,标准状况下11.2L的物质的量为
O22H2O4e4OHO2
11.2L
0.5mol,转移电子的物质的量为0.5mol42mol,C正确;
22.4L·mol1
D.钢材中添加铬、镍等元素制成不锈钢,属于通过改变金属内部结构的方式防腐,牺牲阳极法是将更活泼
的金属与被保护金属连接形成原电池,消耗活泼负极从而保护正极金属,二者防腐原理不同,D错误;
故选D。
9.向硝酸银溶液中滴加氨水至沉淀恰好溶解,可得银氨溶液。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确
的是
A.1氨水中的数目为
1L1molLNH4NA
B.1molAgNH中σ键的数目为8N
32A
C.常温常压下22.4LNH3中含有电子的数目为10NA
D.0.5mol乙醛与足量银氨溶液完全反应转移电子的数目为2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.是弱电解质,在水溶液中仅部分电离,故1氨水中的数目小于,
NH3H2O1L1molLNH4NA
A错误;
B.1个AgNH中,2个NH分子共含6个N-H键,还有2个Ag-N配位键,总计8个键,
323
故1molAgNH中键的数目为8N,B正确;
32A
1
C.常温常压下气体摩尔体积大于22.4Lmol,22.4LNH3的物质的量小于1mol,每个NH3含10个电子,
故含有电子的数目小于10NA,C错误;
D.1mol乙醛与足量银氨溶液反应转移2mol电子,故0.5mol乙醛完全反应转移电子的数目为NA,D错误;
故选B。
10.氨硼烷(H3N-BH3)是一种潜在的储氢材料,三种催化放氢途径和各步骤的活化能如下(电负性:N>H>B)。
下列说法正确的是
1
步骤Ea(kcalmol)
Ⅰ12.2
Ⅱ63.2
Ⅲ55.7
Ⅳ23.2
Ⅴ47.7
A.氨硼烷中氢的化合价均相同B.三种放氢途径均涉及极性键断裂
C.相同温度下,途径①速率最快D.三种放氢途径中,途径②的H最小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电负性N>H>B,在与N原子相连的N-H键中,H显+1价;在与B原子相连的B-H键中,
H显-1价,故氢存在两种化合价,A错误;
B.各途径断裂的键均为N–H或B–H键,二者均为极性共价键(因电负性差异显著),无非极性键(如H–H)
参与断裂,B正确;
C.反应速率由决速步(最高活化能步骤)决定:途径①:max(E)=63.2kcal·mol-1(步骤Ⅱ),途径②:
E=55.7kcal·mol-1(步骤Ⅲ)途径③:max(E)=47.7kcaₐl·mol-1(步骤V),故途径③最快,途径
①ₐ最慢,C错误;ₐ
D.根据盖斯定律,ΔH仅取决于始态与终态,与路径无关。三途径始态均为H3N–BH3,终态均为H2N=BH2(伴
随H/H转移)和氢气,故ΔH相同,D错误;
故选⁺B。⁻
11.一种制备乙炔并检验其性质的装置如图。下列说法错误的是
A.检查气密性的操作为关闭K2,打开K1,推拉注射器活塞
B.饱和CuSO4溶液可吸收H2S,主要发生氧化还原反应
C.蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色,说明乙炔具有还原性
D.使用饱和食盐水,可减慢电石与水的反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.该装置内部只通过K2开关与外部连通,因此可以关闭K2,打开K1,推拉注射器活塞来检查气密
性,若推拉活塞可以观察到气球大小改变,且松开活塞后可以恢复到原位,则说明装置气密性良好,A正确;
B.饱和CuSO4溶液吸收H2S发生的反应为CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,生成难溶的硫化铜沉淀,发生复分解
反应,B错误;
2+
C.酸性KMnO4溶液具有氧化性,蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色说明紫色高锰酸根被还原生成无色Mn,说
明乙炔具有还原性,C正确;
D.饱和食盐水中含有大量Na和Cl离子,这些离子与水分子形成水合离子,减少了可用于与电石反应的游
离水分子数量,从而降低了水⁺的活度⁻和有效浓度,根据化学反应速率理论,反应物浓度降低会减少单位时
间内有效碰撞次数,因此反应速率下降,D正确;
故答案选B。
12.将0.01mol/LHCN溶液与0.01mol/LNaCN溶液等体积混合,可得到缓冲溶液。常温下HCN电离常数
10。下列叙述正确的是
Ka6.210
A.该混合溶液中:cHCNcCN
B.加水稀释,KaHCN增大
C.混合溶液中:cNa2cHCNcCN
D.混合溶液中加入少量NaCN固体,HCN和CN-的浓度均增大
【答案】D
【解析】
K
w5
【详解】A.混合溶液中CN的水解常数Kh1.610Ka,CN水解程度大于HCN的电离程
Ka
度,因此cHCNcCN,A错误;
B.电离常数Ka仅与温度有关,常温下温度不变,KaHCN不随稀释变化,B错误;
C.根据物料守恒,等浓度等体积混合时nHCNnCN2nNa,即
2cNacHCNcCN,选项比例关系颠倒,C错误;
D.加入少量NaCN固体,直接使cCN增大,同时HCN的电离平衡HCNHCN逆向移动,
cHCN也增大,D正确;
故选D。
13.一种高效杀虫剂的分子结构如图。已知Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W
和Y同族。下列说法错误的是
A.第一电离能:Y>W>XB.最高价含氧酸的酸性:Z>Y
C.最简单氢化物沸点:W>RD.键角:2
RX3ZX2
【答案】A
【解析】
【分析】已知Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Q形成1个共价键,Q为氢,R形
成4个共价键、W形成3个共价键、X形成2个共价键,则R为碳、W为氮、X为氧,W和Y同族,Y为磷,
Z形成2个共价键,Z为硫;
【详解】A.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第
一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:N>O>P,
A错误;
B.硫非金属性大于磷,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则最高价含氧酸的酸性:H2SO4
>H3PO4,B正确;
C.氨气分子间形成氢键,导致其沸点高于甲烷,C正确;
2-4+2-23
D.CO中C原子的价层电子对数为3+=3,不含孤对电子,为平面三角形结构,SO2分子中心原
32
6-222
子S的价层电子对数为2=3,孤对电子数为1,为sp杂化,分子构型为V形,则键角:CO2SO,
232
D正确;
故选A。
14.下列结构与性质均正确,且有因果关系的是
选项结构性质
A键能:F-H>O-H沸点:HF<H2O
B离子半径:Na+<K+熔点:NaCl<KCl
C苯分子中含有大π键苯能与溴水发生加成反应
D水晶内部质点排列有序水晶导热性表现出各向异性
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.键能FHOH、沸点HFH2O的描述均正确,但沸点由分子间作用力和分子间氢键决
定,与分子内共价键键能无关,二者无因果关系,A错误;
B.离子半径NaK的描述正确,但离子晶体熔点随阳离子半径增大、晶格能减小而降低,故熔点
NaClKCl,性质描述错误,B错误;
C.苯分子中含有大键的描述正确,但苯无碳碳双键,不能与溴水发生加成反应,性质描述错误,C错误;
D.水晶属于晶体,内部质点排列有序,晶体的物理性质具有各向异性,故导热性表现出各向异性,结构和
性质均正确且存在因果关系,D正确;
故选D。
15.一种储氢合金(LaNix)的晶胞结构如图1所示,该材料可由图2装置电解制备。下列说法正确的是
A.a为外接电源的负极
B.石墨上的电极反应之一为:2--
C+2O+4e=CO2
C.电解池工作时,熔融氧化物电解质中O2-的物质的量不变
-
D.每合成1molLaNix合金,理论上有8mole通过导线
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图,石墨电极失去电子发生氧化反应生成一氧化碳、二氧化碳,为阳极,则a为外接电源的
正极,A错误;
B.石墨上的电极反应之一碳为失去电子发生氧化反应生成二氧化碳:2--,B错误;
C+2O-4e=CO2
2-
C.电解池工作时,阴极消耗金属阳离子,阳极消耗O,通过不断补充La2O3和NiO原料,可以维持熔融氧
化物电解质中O2-的物质的量不变,C正确;
-
D.反应中La化合价由+3变为0、Ni化合价由+2变为0,每合成1molLaNix合金,理论上有(3+2x)mole
通过导线,D错误;
故选C。
16.恒容密闭容器中足量焦炭和适量水蒸气发生下列反应:①CsH2OgCOgH2g
ΔH0,②COgH2OgCO2gH2gΔH0,平衡后含碳气体浓度随水碳比变化如图,
含水量增加会降低反应温度。下列说法正确的是
A.曲线a代表c(CO2)随水碳比的变化
B.平衡后缩小容器体积,反应②平衡不移动
C.平衡前反应②生成CO2的速率均大于反应①生成CO的速率
D.反应①生成CO的量与反应②消耗CO的量相等的瞬间,两个反应均达到平衡
【答案】A
【解析】
【详解】A.恒容密闭容器中,在相同条件下,增大水投料,含水量增加会降低反应温度,温度降低,促进
反应②正向移动,促进CO转化为二氧化碳,使得c(CO2)浓度增大,则曲线a代表c(CO2)随水碳比的变化、
曲线b代表c(CO)随水碳比的变化,A正确;
B.平衡后缩小容器体积,反应①平衡逆向移动,导致氢气、一氧化碳、水物质的量改变,也会间接使得反
应②平衡发生移动,B错误;
C.平衡前,反应刚开始时,,此时反应②生成CO2的速率接近于0,而反应①生成CO的速率大
于0,故C错误;c(CO)≈0
D.反应①生成CO的量与反应②消耗CO的量相等的瞬间,仅说明CO净变化为0,但不能确定水、氢气的物
质的量浓度是否变化,不能确定两个反应均达到平衡,D错误;
故选A。
第Ⅱ卷(共56分)
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17.铁盐在电子、医疗和水处理等领域应用广泛。
(1)Fe(NO3)3水解的离子方程式为___________,用Fe(NO3)3固体粗略配制Fe(NO3)3溶液,正确的操作有
___________(填标号)。
a.溶于蒸馏水b.溶于浓硝酸
c.过滤d.加水稀释
1
(2)常温下,取20.00mL上述Fe(NO3)3溶液,连接pH传感器,加入0.0679molLNaOH标准液,pH
变化如图。溶液混合时体积变化忽略不计,101.60.0251。
①静置,取a点上层清液于试管中,滴加___________溶液,不变红,证明Fe3+已完全沉淀。
3+
②上述Fe(NO3)3溶液物质的量浓度为___________mol/L(忽略Fe水解对测定结果的影响,保留3位有效数
字)。
(3)常温下,学习小组取pH=1.6的Fe(NO3)3溶液,分别进行实验Ⅰ和Ⅱ,用色度计传感器测吸光率,实验
设计和数据记录如下:
本题实验条件下吸光率与溶液中Fe(OH)3的物质的量浓度成正比。
序号VFeNO/mL吸光率
33VH2O/mL
Ⅰ2240%
Ⅱ13A1
3+
能说明稀释Fe(NO3)3溶液,Fe(OH)3浓度变小,但Fe水解程度变大的依据是___________。
(4)学习小组继续探究温度对Fe3+水解的影响。
①理论分析水解吸热,温度升高Fe3+水解程度增大。
②实验过程取pH=1.6的Fe(NO3)3溶液,水浴加热一段时间后停止加热,溶液吸光率的变化如图所示。
③图像分析停止加热后恢复原温度,吸光率不能恢复到加热前,继续分析原因。
④查阅资料加热时Fe3+会反应生成一种吸光率更大的配合物离子,结构如下:
该配合物的配体有___________(填化学符号)
⑤提出猜想猜想a:___________,导致H+浓度减小。
猜想b:生成上述配合物离子,降温时无法变回Fe3+。
⑥验证猜想取t时刻溶液,测得pH___________,猜想a成立。
设计实验验证猜想b:___________,猜想b成立。
⑦教师指导实验要尊重事实,一个事实的出现可能是多个因素协同驱动的结果。
【答案】(1)①.3②.bd
Fe3H2OFeOH33H
(2)①.KSCN②.0.0200
(3)20%<A1<40%
-
(4)①.H2O、OH②.加热时HNO3挥发③.>1.6④.取t时刻溶液,加入适量HNO3调节
溶液的pH=1.6,吸光率依然高于加热前
【解析】
【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以
此进行对比;
【小问1详解】
3
铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子:;用Fe(NO3)3固体粗略配制Fe(NO3)3
Fe3H2OFeOH33H
溶液,则不需容量瓶和过滤操作,为防止铁离子水解,首先将硝酸铁固体溶解在浓硝酸中,然后加入一定
量蒸馏水溶解,故选bd;
【小问2详解】
①铁离子和KSCN溶液变为红色,则静置,取a点上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,不变红,证明Fe3+
已完全沉淀。
②由图,加入25.00mL氢氧化钠溶液时,溶液pH由1.60变为4.00,混合后总体积为45.00mL,氢离子消
耗的氢氧化钠为101.6mol/L20.00103L-104mol/L45.00103L,和铁离子反应的氢氧化钠为
0.0679molL125.00103L-101.6mol/L20.00103L-104mol/L45.00103L,此时氢氧化钠
3+-
恰好和硝酸铁反应:Fe+3OH=FeOH,则上述Fe(NO3)3溶液物质的量浓度为
3
1
131.6343
0.0679molL25.0010L-10mol/L20.0010L-10mol/L45.0010L。
30.0200molL1
20.00103L
【小问3详解】
20%<A<40%,则浓度减小一半,吸光率减小但是没有减小一半,说明稀释Fe(NO)溶液,Fe(OH)
1FeNO33333
浓度变小,但Fe3+水解程度变大;
【小问4详解】
-
④由结构:可知,铁离子提供空轨道,H2O、OH提供孤电子对,故该配合物的配体
-
有H2O、OH;
⑤硝酸铁水解生成氢氧化铁和硝酸,硝酸具有挥发性,加热时HNO3挥发,导致溶液中氢离子浓度减小,故
+
猜想a:加热时HNO3挥发,导致H浓度减小。
⑥加热时HNO3挥发,导致溶液中氢离子浓度减小,溶液的pH增大,故取t时刻溶液,测得pH>1.6,猜想
a成立。
猜想b为生成上述配合物离子,降温时无法变回Fe3+,则可以条件pH恢复初始pH=1.6,若吸光率依然高于
加热前,说明生成配离子导致吸光率不能恢复到加热前,故设计实验验证猜想b为:取t时刻溶液,加入
适量HNO3调节溶液的pH=1.6,吸光率依然高于加热前,猜想b成立。
18.铜铅锌多金属硫化矿中主要含PbS、CuFeS2、ZnS及少量FeS2;可通过沉淀法或萃取法从铜铅锌多金属
硫化矿中回收铜,两种工艺流程如下:
36257.012.9
已知:KspCuS6.310,KspZnS310;KalH2S10,Ka2H2S10。
(1)“滤渣1”的主要成分为___________。
(2)“硫化沉铜”时,生成CuS和一种气体。
①反应的离子方程式为___________。
②不使用Na2S作为沉淀剂的原因是___________。
③“浸取液”中cZn20.1molL1,为避免引入ZnS沉淀,“沉铜后液”中c(Cu2+)不能低于
___________mol/L。
(3)“电解提锌”后,母液可以返回___________步骤中循环使用。
(4)向NaOH溶液中通入H2S气体可制得NaHS溶液。为得到更多的NaHS,应控制溶液的最适pH为
2-
___________(此时溶液中的S和H2S可看作近似相等)。
(5)我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其中Se为-2价,Cu为+1、+2价,形成如图所
示的两种结构单元,交替排列形成晶胞。
该铜硒化合物的化学式为___________,Cu2+在晶胞中的位置为___________(填①或②)。
(6)①“铜溶液”可用作电解精炼铜的电解液,在答.题.卡.框.中,画出电解示意图并做相应标注___________。
②与沉淀法相比,萃取法提铜工艺的优点是___________(写一条)。
【答案】(1)PbSO4、S
(2)①.2+-②.NaS溶液碱性过强,易产生Fe(OH)、Cu(OH)或其碱
Cu+2HS=CuS+H2S232
2-
式盐杂质(或S浓度过大,产生ZnS沉淀)③.2.11012
(3)常压氧浸(或低酸洗涤)
(4)9.95(5)①.Cu3Se2②.①
(6)①.②.减少污染气体排放(或能耗低、试剂可循环利用)
【解析】
【分析】多金属硫化矿加入硫酸、氧气氧浸,铅转化为硫酸铅,硫元素被氧化为硫单质,硫酸铅、硫单质
成为滤渣1,铁、铜、锌元素转化为盐溶液得到浸取液,加入NaHS得到硫化铜沉淀,火法炼铜得到铜,沉
铜后液氧化调节pH,使得锌离子转化为沉淀得到滤渣2,滤液电解提锌得到锌;浸取液萃取得到含铜有机
相,低酸洗涤后得到铜溶液,电解提铜得到铜;
【小问1详解】
由分析,“滤渣1”的主要成分为PbSO4、S;
【小问2详解】
“硫化沉铜”时,铜离子和硫氢根离子反应生成CuS和一种气体,结合质量守恒气体为硫化氢,反应为:
2+-;
Cu+2HS=CuS+H2S
2-
Na2S溶液碱性过强,易产生Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀或其碱式盐杂质(或S浓度过大,产生ZnS沉淀),故不
使用Na2S作为沉淀剂;
KZnS3
“浸取液”中cZn2+=0.1molL,则cS2-=sp==3molL,为避免引入ZnS沉淀,
cZn2+0.1−25
−1×10−24−1
⋅KCuS×10⋅
“沉铜后液”中不能低于cCu2+=sp==2.1molL。
cS2-3−36
6.3×10
−24−12−1
【小问3详解】×10×10⋅
“电解提锌”过程中生成阴极锌离子被还原为锌单质,阳极水被氧化生成氧气和氢离子,得到母液中含硫
酸,可以返回常压氧浸(或低酸洗涤)步骤中循环使用。
【小问4详解】
2-
向NaOH溶液中通入H2S气体可制得NaHS溶液,此时溶液中的S和H2S可看作近似相等,则
+-+2-
cHcHScHcS2+-7.0-12.9+-9.95
KalH2SKa2H2S=-=cH=1010,cH=10mol/L,则为得到更多的NaHS,
cH2ScHS
应控制溶液的最适pH为9.×95;×
【小问5详解】
13
据“均摊法”,两种结构单元中共含41个Cu、1个Se,则该铜硒化合物的化学式为Cu3Se2;两种
82
3
结构单元中共含个Cu、1个Se,Se为-2价,则铜的总正价为+2,那么结构单元内部的铜为+1价,顶点
2
铜为+2价,故Cu2+在晶胞中的位置为顶点①号位;
【小问6详解】
①“铜溶液”可用作电解精炼铜的电解液,则粗铜为阳极、纯铜为阴极,电解液为硫酸铜溶液,图示为
;
②萃取法常温下进行,与沉淀法相比,萃取法提铜工艺的优点是减少污染气体排放(或能耗低、试剂可循环
利用)。
19.甲烷干重整反应(DRM)可将温室气体CH4和CO2转化为合成气(CO和H2),Mo2C催化剂具有更高的活性和
稳定性。
已知:DRM反应体系存在下列过程:
编号过程H(kJmol1)
(a)主反应CH4gCO2g2COg2H2g247
(b)逆水汽转换H2gCO2gCOgH2Og41.2
(c)CO歧化2COgCsCO2g171
(d)CH4裂解CH4gCs2H2g76
(1)基态Mo原子的价电子排布式为4d55s1,其在周期表的第___________周期___________族。
1
(2)甲烷蒸气重整反应:CH4gH2OgCOg3H2gΔH___________kJmol。
(3)恒温恒容容器中,在Mo2C发生(a)–(d)反应,下列说法正确的是___________。
A.反应(a)在任何温度下都可以自发进行
B.反应(c)、(d)导致积碳,会降低主反应速率
c2CO
C.平衡后加入CH4,再次平衡时增大
cCO2
D.寻找更高效的催化剂,可提高主反应的选择性
(4)Mo2C催化DRM主反应的反应机理如图。
①历程Ⅰ的化学方程式为:___________
___+___CO2=___Mo6C3O2+___CO。
②物质A的化学式为___________。
(5)100kPa的恒压容器中通入1molCH4和1molCO2,反应体系中各含碳微粒平衡时的物质的量随温度变
nH
化如图甲所示,平衡转化率及氢碳比[2]随温度变化如图乙所示。900℃时积碳可以忽略不计。
nCO
①表示CO随温度变化的曲线为___________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②600℃时,产生积碳1mol,此时CO2为___________mol。
③730℃前,氢碳比随温度升高而下降,可能的原因是___________。
2
④900℃时,反应(a)的分压平衡常数Kp为___________(kPa)(分压=总压×物质的量分数,写出计算过程和
结果的计算表达式,无需化简)。
【答案】(1)①.五②.ⅥB
(2)+205.8(3)BD
(4)①.3Mo2C2CO2Mo6C3O22CO②.CO
(5)①.Ⅲ②.0.54③.730℃前,反应(b)和(c)占主导,反应(b)吸热,升温正向移动,
22
1.91.9
100100
3.93.9
反应(c)放热,升温逆向移动,导致CO增多、H2减少,氢碳比减小④.K
P0.050.05
100100
3.93.9
【解析】
【小问1详解】
Mo价电子最高能层为第5层,故位于第五周期;价电子数为6,d区元素,故为第ⅥB族;
【小问2详解】
根据盖斯定律,目标反应CHΔH=反应反应(b),因此
422
kJ/molkJ/mol(g)+HkJO/m(ogl);⇌CO(g)+3H(g)(�)−ΔH=+
2【4小7问3详−解4】1.2=+205.8
A:反应(a)H0,S0,根据GHTS,仅高温下能自发,A错误;
B:积碳会覆盖催化剂活性位点,降低催化剂活性,使主反应速率降低,B正确;
C:温度不变,各反应平衡常数不变,可推得不会增大(根据反应c:CO歧化反应),C错误;
2
c(CO)
D:高效催化剂可以提高主反应的反应速率,提c(C高O2)主反应的选择性,D正确。
故答案为:BD;
【小问4详解】
①根据原子守恒配平,左侧反应物为催化剂,配平后化学计量数为3、2、1、2,故答案为:
;Mo2C3Mo2C+
2CO2=1Mo6C3O2+2CO
②根据图像可推出总反应为CH4CO22CO2H2,结合反应机理和原子守恒,历程第四步生成的
A为CO,催化剂恢复初始状态。
【小问5详解】
①温度升高,主反应、逆水汽转换正向进行,CO的物质的量随温度升高逐渐增大,最终接近2mol,故上
升曲线Ⅲ代表CO。
②根据C守恒:总碳为2mol,,积碳1mol,故
;n(CH4)=n(CO)=0.23moln(CO2)=2−0.23−1−0.23=
0③.54m73o0l℃前,反应(b)和(c)占主导,反应(b)吸热,升温正向移动,反应(c)放热,升温逆向移动,导致
CO增多、H2减少,氢碳比减小;
n(H)
④900℃积碳可忽略,由图乙得CO转化率为95%,氢碳比21,根据原子守恒计算得平衡
2n(CO)
时:,,,,总物质的量总,
�(��4)=0.05𝑚�n(CO2)=0.05moln(CO)=1.9moln(H2)=1.9mol�=3.9𝑚�
总压,分压总压物质的量分数,,代入得:
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