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注意事项:
1.答题前,考生在答题卡上务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚,并贴
好条形码。请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在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,再选涂其它答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,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。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16S-32Ti-48Cu-64Cd-112
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共16小题,共44分。(1-10题每小题2分,共20分;11-16题每小题4分,共24
分。每小题只有一个选项符合要求。)
1.感受潮汕历史文化,续写尚俭勤朴岁月芳华。下列关于潮汕人民制作红桃粿时涉及的工具,其主要成分
属于合金的是
A.竹篾粿箶B.陶瓷油罐
C.杉木八仙桌D.煮粿生铁鼎
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.竹篾粿箶,主要成分是竹,属于天然有机高分子材料,不是合金,A错误;
B.陶瓷油罐,主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,不是合金,B错误;
C.杉木八仙桌,主要成分是木材,属于天然有机高分子材料,C错误;
D.煮粿生铁鼎,主要成分是生铁,生铁是铁和碳的合金,D正确;
故选D。
2.化学用语是化学的基石,下列化学用语表达不.正.确.的是
A.甲基的电子式:B.2,2,4-三甲基戊烷的键线式:
C.Cl2中共价键的电子云轮廓图:D.H2O的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲基为中性基团,C原子最外层有3对C-H成键电子和1个单电子,共7个电子,图示电子式
符合甲基结构,A正确;
B.该键线式从靠近支链多的右端编号,主链含5个碳原子,2号碳连2个甲基,4号碳连1个甲基,对应
2,2,4-三甲基戊烷,B正确;
C.Cl2中的共价键是p轨道“头碰头”重叠形成的σ键,电子云呈轴对称,图示为p轨道“肩并肩”重叠
形成的π键的电子云轮廓图,C错误;
62
D.HO中心O原子的价层电子对数为24,VSEPR模型为四面体形,图示包含2个成键电子对和
22
2个孤电子对,符合四面体结构,D正确;
故选C。
3.生命在于运动,运动中蕴含诸多化学知识,下列说法正确的是
A.减肥运动所消耗的脂肪属于天然有机高分子化合物
B.运动后补充适量食盐水,NaCl溶液是电解质
C.无氧呼吸时,葡萄糖转化为乳酸(C3H6O3),乳酸属于单糖
D.有氧呼吸时,葡萄糖转化为CO2和H2O的过程中,葡萄糖被氧化
【答案】D
【解析】
【详解】A.脂肪是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量仅为数百,不属于相对分子质量上万的有机高分子化
合物,A错误;
B.电解质是在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,NaCl溶液是混合物,既不属于电解质也不属于非电
解质,B错误;
C.单糖是不能水解的多羟基醛或多羟基酮,乳酸的官能团为羟基和羧基,属于羟基羧酸,不属于糖类,C
错误;
D.有氧呼吸时葡萄糖与O2反应生成CO2和H2O,葡萄糖中碳元素化合价升高,失电子发生氧化反应,葡
萄糖被氧化,D正确;
故选D。
4.中国环流三号造出“人造太阳”,下列有关说法正确的是
A.核心燃料氘与氚:D和T互为同位素
B.中子屏蔽材料碳化硼:B4C中C的化合价为4
C.液氦低温制冷剂:氦气化学性质稳定,不与任何物质反应
D.等离子体稳态“燃烧”:等离子体是具有晶体结构的固态物质
【答案】A
【解析】
【详解】A.氘(D)和氚(T)质子数均为1,中子数分别为1、2,属于氢元素的不同核素,互为同位素,
A正确;
B.碳化硼B4C中硼的非金属性弱于碳,共用电子对偏向C,因此C的化合价为4价,不是4价,B错误;
C.氦气化学性质极稳定,但在特殊条件下可与部分物质发生反应,并非不与任何物质反应,C错误;
D.等离子体是区别于固、液、气的第四种物质聚集状态,不属于固态,没有晶体结构,D错误;
故选A。
5.潮汕英歌舞被誉为“中华舞蹈的活化石”,其表演的各环节蕴含丰富的化学知识。下列说法正确的是
A.烟花欢庆:焰色试验属于化学变化
B.焚香起鼓:线香燃烧仅发生复分解反应
C.脸谱之美:Fe2O3作红颜料,化学性质相对稳定
D.锣鼓奏乐:黄铜制铜锣,合金硬度小,质量轻
【答案】C
【解析】
【详解】A.焰色试验是金属元素内部电子跃迁产生的特征焰色,无新物质生成,属于物理变化,A错误;
B.线香燃烧时,主要发生的反应是有机物与O2反应生成CO2和水,反应中有O2参与,属于氧化反应,而
复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,且反应前后元素化合价不变,燃烧不
属于复分解反应,B错误;
C.Fe2O3俗称铁红,为红棕色固体,化学性质相对稳定,不易与其他物质发生反应,可作红色颜料,C正
确;
D.合金的硬度一般高于其成分金属,黄铜作为铜锌合金,硬度比纯铜更大,D错误;
故答案选C。
6.实验室制取并探究氯气的性质,下列实验难.以.达到实验目的的是
A.制取氯气B.净化、干燥氯气
D.验证氧化性:
C.喷泉实验
Cl2Br2I2
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气,装置图中符合制备气体的发生装置,能达到
实验目的,故A正确;
B.生成的氯气中含氯化氢和水蒸气,通过饱和食盐水除去氯化氢,通过浓硫酸除去水蒸气,洗气装置长进
短出可以净化、干燥氯气,能达到实验目的,故B正确;
C.氯气和氢氧化钠溶液反应,使烧瓶内气体压强减小,外界大气压将烧杯中氢氧化钠溶液压入烧瓶形成喷
泉,能完成喷泉实验,能达到实验目的,故C正确;
D.通入的氯气过量时,过量的Cl2可直接与KI反应置换出I2使淀粉变蓝,无法证明是Br2氧化了I,不能
验证氧化性Cl2Br2I2,故D错误;
故选D。
7.三聚氰胺甲醛是制作仿瓷餐具的一种重要单体,其结构如图所示,下列有关该物质说法正确的是
A.属于烃类B.能与金属钠反应
C.碳原子均以sp2方式杂化D.可形成含苯环的同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.烃类只含碳、氢两种元素,该分子含氮元素,不属于烃类,故A错误;
B.分子中含有羟基,能与金属钠反应,故B正确;
C.分子中含有亚甲基,为sp3杂化,故C错误;
D.该分子的分子式为C4H8N6O,苯环至少含6个碳原子,故不能形成含苯环的同分异构体,故D错误;
故选B。
8.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者之间具有因果关系的是
选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ
ANa2CO3可用于除去矿物油污Na2CO3与油污发生乳化作用
BNa2FeO4是一种新型绿色消毒剂Na2FeO4具有强氧化性
CNaOH和Al可制作成管道疏通剂Al能与酸反应
DBaCO3可作为X射线透视肠胃的内服药BaCO3难溶于水
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Na2CO3只能除去动植物油脂(酯类),无法除去矿物油(烃类混合物),陈述Ⅰ错误;且Na2CO3
去油污是因为水解显碱性促进油脂水解,并非发生乳化作用,陈述Ⅱ错误,A不符合题意;
B.Na2FeO4是新型绿色消毒剂,陈述Ⅰ正确;Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,可使蛋白质变性
实现消毒,陈述Ⅱ正确,且二者存在因果关系,B符合题意;
C.NaOH和Al可制作管道疏通剂,陈述Ⅰ正确;但原理是Al能与NaOH溶液反应放出氢气、释放大量热量
冲开堵塞,和Al能与酸反应无关,二者无因果关系,C不符合题意;
2
D.BaCO3可与胃酸(HCl)反应生成有毒的Ba,不能作为X射线透视肠胃的内服药,陈述Ⅰ错误,D不
符合题意;
故选B。
9.下列劳动项目与所涉及反应方程式不.正.确.的是
选
劳动项目反应方程式
项
A水质检验员检测水中微量铁离子的存在2
Fe2SCNFe(SCN)2
环保工程师使用石灰乳对燃煤烟气进行
BCa(OH)2SO2CaSO3H2O
脱硫处理
测试工程师使用5%NaCl溶液利用原电正极电极反应式:
C
池原理测试不锈钢抗腐蚀性能
O24e2H2O4OH
化工工程师利用溶液转化锅炉2
Na2CO3CO3(aq)CaSO4(s)
D
水垢(含)成分2
CaSO4SO4(aq)CaCO3(s)
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水质检验员检测水中微量铁离子时,应检测的是Fe3,且Fe3与SCN反应生成可溶的络合
物,无沉淀生成,反应方程式应为3,A错误;
Fe3SCNFe(SCN)3
B.石灰乳(Ca(OH)2)与SO2反应生成亚硫酸钙和水,反应方程式为Ca(OH)2SO2CaSO3H2O,
B正确;
C.不锈钢在5%NaCl溶液中发生吸氧腐蚀,正极上O2得电子生成OH,电极反应式为
,C正确;
O24e2H2O4OH
D.锅炉水垢中的CaSO4可与Na2CO3发生沉淀转化,反应的离子方程式为
22
CO3aqCaSO4sSO4aqCaCO3s,D正确;
故选A。
10.银首饰表面的黑色物质(Ag2S)可用口香糖包装纸(含Al)与热食盐水浸泡进行清洗,发生反应如
下:。下列说法不正确的是
3Ag2S2Al6H2O6Ag2Al(OH)33H2S...
A.该过程将化学能转化为电能
B.电子从Al转移至银首饰上
C.清洗过程中,Cl移向银首饰
D.银首饰表面发生的变化为:2
Ag2S2e2AgS
【答案】C
【解析】
【分析】银首饰表面的黑色物质(Ag2S)可用口香糖包装纸(含Al)与热食盐水浸泡进行清洗,形成原
电池,,失电子为负极,得电子为正极,以
3Ag2S2Al6H2O6Ag2Al(OH)33H2SAlAg2S
此分析;
【详解】A.上述装置形成原电池,故该过程将化学能转化为电能,A正确;
B.根据分析可知,Al为负极失电子,Ag2S为正极得电子,所以电子从Al转移至银首饰上,B正确;
C.清洗过程中,Cl移向负极,即口香糖包装纸(含Al),C错误;
D.银首饰表面发生还原反应,变化为:2,D正确;
Ag2S2e2AgS
故答案选C。
11.工业上合成氨的原料气中含有少量CO,可通过铜氨液处理而除去,其反应为:
。设N为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
CuNH32CONH3CuNH33COA
A.11.2LCO含有的电子数为7NA
B.含有的键为8N
1molCuNH32A
C.28gN2和6gH2充分反应制氨气时,转移的电子数为6NA
D.在1L0.1mol/L的溶液中含有氧原子数为0.1N
CuNH33COA
【答案】B
【解析】
【详解】A.题目未说明CO处于标准状况,无法用标况下气体摩尔体积计算11.2LCO的物质的量,电子
数无法确定,A错误;
B.1个CuNH中,每个NH含3个N-Hσ键,2个NH共6个σ键,与2个NH
3233Cu3
之间形成2个配位σ键,总共有8个σ键,因此1mol该离子含σ键为8NA,B正确;
C.合成氨反应是可逆反应,反应物不能完全转化,28gN2(1mol)和6gH2(3mol)反应,转移电
子数小于6NA,C错误;
D.该溶液中,溶剂水分子本身也含有氧原子,因此溶液中氧原子总数大于0.1NA,D错误;
故选B。
12.某化合物结构如图所示,其组成元素a、b、c、d、e、f为核电荷数依次增大的短周期主族元素,其中
d和f位于同主族,下列说法正确的是
A.原子半径:abc
B.第一电离能:bcd
C.简单氢化物沸点:df
D.d与e可形成含非极性共价键的离子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】短周期主族元素a、b、c、d、e、f,核电荷数依次增大,d与f同主族。根据成键特征:a形成1
个共价键,为H;b形成4个共价键,为C;该阴离子中,c得到一个电子后,形成2个共价键,为N;d形
成2个共价键,为O;f与d同主族,且f形成6个共价键,为S;e为+1价阳离子,为Na,据此分析。
【详解】A.电子层数越多半径越大,同周期主族元素核电荷数越大半径越小,故原子半径:HNC,
即acb,A错误;
B.N的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:CON,即bdc,
B错误;
C.H2O分子间存在氢键,沸点高于H2S,故沸点:H2OH2S,即df,C错误;
D.O与Na可形成,其中2中存在非极性共价键,且为离子化合物,D正确;
Na2O2O2Na2O2
故选D。
13.由结构不.能.推测出对应性质的是
选项结构性质
A离子半径:NaCs熔点:CsClNaCl
B电负性:ClH同条件下:KaCCl3COOHKaCH3COOH
C氢键键能:FHFOHO沸点:HFH2O
DP4的空间结构为正四面体P4难溶于水,易溶于CS2
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.离子晶体熔点与晶格能相关,离子半径越小,带的电荷越多,晶格能越大,熔点越高;离子半
径NaCs,则NaCl晶格能大于CsCl,熔点CsClNaCl,可由结构推测性质,A不符合题意;
B.电负性ClH,CCl极性大于CH,使Cl3C的极性大于CH3的极性,导致CCl3COOH的羧
基中的羟基的极性增强,更易电离出H,故同条件下KaCCl3COOHKaCH3COOH,可由结构推
测性质,B不符合题意;
C.单个FHF氢键键能确实大于OHO,但每个H2O分子可形成的氢键数目是HF的2倍,综合
作用下实际沸点H2OHF,无法仅通过氢键键能推出HFH2O的结论,C符合题意;
D.P4为正四面体结构,属于非极性分子,根据相似相溶原理,非极性分子难溶于极性溶剂水、易溶于非极
性溶剂CS2,可由结构推测性质,D不符合题意;
故答案选C。
14.已知:乙炔在酸化的硫酸汞催化作用下,加热到68~80℃能与水发生加成反应。某兴趣小组设计如下
实验装置,探究乙炔的相关性质。下列说法正确的是
A.a中溶液褪色,说明乙炔有还原性
B.b中饱和食盐水可以加快反应速率
C.e中产生银镜,说明d中产物有乙酸
D.c中产生黑色沉淀,可能发生反应:+
H2SCuSO4CuSH2SO4
【答案】D
【解析】
【详解】A.电石(CaC2)中常含CaS、Ca3P2等杂质,与水反应会生成H2S、PH3等还原性气体,这些
气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,a中溶液褪色不能直接说明乙炔有还原性,A错误;
B.饱和食盐水可降低水的浓度,减慢电石与水的反应速率,得到平稳的乙炔气流,B错误;
C.银镜反应是醛基的特征反应,乙酸无醛基,不能发生银镜反应,e中产生银镜说明d中产物有乙醛,C
错误;
D.乙炔中混有的杂质H2S可与CuSO4反应生成难溶于酸的CuS黑色沉淀,反应方程式为
,D正确;
H2SCuSO4CuSH2SO4
故选D。
15.常温下,向1L恒容密闭容器中充入等物质的量的Xg和Yg,发生如下反应:
①2XgYg2Zg;②2ZgWg。体系中部分物质的物质的量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.a为nY随时间t的变化曲线
B.0~t1时间内,反应①生成的Z全部转化为W
C.t2时体系处于平衡状态,nZ一定等于2nW
D.t2时,若升高温度,反应②的平衡常数一定升高
【答案】A
【解析】
【详解】A.初始时X、Y物质的量相等,反应①中X计量数为2、Y计量数为1,反应①不可逆,X会完全
消耗最终物质的量为0,Y过量最终剩余量不为0,a曲线最终稳定在n20,因此a为n(Y)随时间的变化
曲线,A正确;
B.向恒容密闭容器中充入等物质的量的Xg和Yg,首先进行反应①,生成Z并积累,同时生成的Z
部分转化为W,为图中先增后减的曲线,0t1内Z的物质的量先增大,t1时达到峰值,说明该阶段有Z积
累,并未全部转化为W,B错误;
C.t2时反应②达平衡,参与反应的Z的物质的量为2n(W),但剩余的n(Z)和2n(W)无必然相等关系,C
错误;
D.反应②的焓变未知,若反应②为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数会减小,因此平衡常数不
一定升高,D错误;
故选A。
16.我国科学家设计的光-电协同装置,实现生物质资源化利用,使甘油氧化与水体脱氮同步进行,其工作
原理如图所示(双极膜中解离出的+、在电场作用下向两极迁移)。下列说法不正确的是
H2OHOH...
A.电极A的总反应式为:
NO38e6H2ONH39OH
B.电解过程中,双极膜中H向电极B迁移
C.电解一段时间后,左侧电极室pH升高
D.当电路中转移2mol电子时,则电极B生成53g甘油酸(C3H6O4)
【答案】B
【解析】
【详解】A.电极A上得电子生成,N元素从+5价降为-3价,得8个电子,结合电荷、原子守恒,
NO3NH3
总反应式为,A正确;
NO38e6H2ONH39OH
B.电极A上发生得电子的还原反应,为阴极,电极B为阳极;电解池中阳离子向阴极迁移,故双极膜上H
向电极A迁移,B错误;
C.由A分析知,电路中转移8mol电子时,左侧电极室反应生成9molOH-,双极膜迁移过来的8molH
会消耗8molOH-,还剩余1molOH,溶液中OH-浓度升高,pH升高,C正确;
D.1mol甘油反应生成1mol甘油酸时转移4mol电子,甘油酸摩尔质量为106g/mol,转移2mol电子时生
成0.5mol甘油酸,质量为0.5mol×106g/mol=53g,D正确;
故答案为:B。
第Ⅱ卷
二、非选择题:本题共4个小题,共56分。
17.等摩尔系列法可用来测定络合反应22中的配体数n值(L为含有氢原子的有机配
CunLCuLn
体),实验如下:
【实验1】配制480mL0.1000mol/LCuSO4溶液
(1)配制过程中,下列仪器不.需.要.用到的是______。(填仪器名称)
(2)通过计算,需要的无水CuSO4固体(M=160g/mol)的质量为______g。
【实验2】
步骤1:将一定体积的CuSO4溶液(0.1000mol/L)和L溶液(0.1000mol/L)进行混合;
步骤2:测定溶液的吸光度A,相关数据如下表所示:
序号VCuSO4/mLV(有机配体L)/mL吸光度A/单位省略
①050.000.002
②5.0045.000.152
③20.0030.000.602
④25.0025.00数据X
⑤30.0020.000.602
⑥45.005.000.152
⑦50.000.000.002
22
在该实验中,溶液的吸光度A与成正比,可表示为,k为常数。
cCuLnAkcCuLn
数据处理:
2
(3)上述实验中,混合时cCuc(L)恒等于______mol/L,过程中需控制pH相同且小于7,其
中控制pH小于7的原因是______。
(4)实验序号①和⑦的目的是______。
cCu2
某同学将上述数据整理分析处理之后绘制了吸光度A随的变化如下图所示:
cCu2c(L)
(5)分析推理
Ⅰ.实验①~③呈现良好的线性关系,原因是该阶段L过量,生成的2由2决定,直线的关系
CuLnCuL1
2
式可表达为2,该阶段内若,______k(用含a
AkcCuLnkcCuVCuSO4amLA
的代数式表示);
cCu2
Ⅱ.实验⑤~⑦也呈现良好的线性关系,请解释吸光度A随变化的原因:该阶段Cu2过量,
cCu2cL
______;
22
Ⅲ.得出结论:理论上直线L1与直线L2交于A0,此时Cu和L恰好完全反应,即cCu:c(L)1:n,
请根据图像的特点,推出n______;
Ⅳ.实验测试结果,实际吸光度总小于理论吸光度,原因是2解离:22,
AA0CuLnCuLnCunL
c(已解离)
此时解离度______[已知解离度100%],(用含A和的代数式表示)]
c(已解离)c(未解离)0
(6)升华应用
在老师的指导下,兴趣小组发现该方法可以用来测定配离子的组成,但却无法区别是单核2配离子
CuLn
还是双核4配离子,那么进一步区别的科学方法是______。(要求写出其中一种方法的名称)
LnCuCuLn
【答案】(1)锥形瓶和直形冷凝管
(2)8.000(3)①.0.1②.为了防止Cu2水解生成沉淀,影响配合物的形成与吸光度测定
(4)做空白对照,消除溶剂或其他杂质对吸光度的影响
(5)①.0.002ak②.生成的2由L的量决定,L的量减少,生成的2浓度降低,
CuLnCuLn
A
吸光度A降低③.1④.1100%(6)质谱法
A0
【解析】
【小问1详解】
配制一定物质的量浓度溶液的步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀,用到的仪器:托盘天
平、500mL容量瓶、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒,图中不需要用到的仪器有锥形瓶和直形冷凝管;
【小问2详解】
用500mL容量瓶配制,按500mL计算:nCuSO4cCuSO4500mL0.0500mol,
mCuSO4nCuSO4MCuSO48.000g;
【小问3详解】
①初始溶液的浓度均为0.1000mol/L,混合后的总体积为50mL不变,所以
0.1mol/L50mL
cCu2cL0.1mol/L;
50mL
2+2
②Cu在碱性条件下水解生成Cu(OH)2沉淀,控制pH小于7是为了防止Cu水解,影响配合物的形成
与吸光度测定;
【小问4详解】
①只有L,⑦只有CuSO₄,两者的吸光度均为0.002,目的是:做空白对照,消除溶剂或其他杂质对吸光度
的影响;
【小问5详解】
3
①总体积为50mL,当时,20.1000mol/La10L,A=
VCuSO4amLcCu0.002amol/L
50mL
0.002ak;
2
2cCu
②该阶段Cu2过量,生成的CuL由L的量决定,随着的增大,L的量减少,生成的
ncCu2cL
2浓度降低,吸光度A降低;
CuLn
2
cCu1
③由图得:直线L1与直线L2交于A0时,0.5,n1;
cCu2cL1n
④理论上络合物的浓度为c理论,A0kc理论,实际上Akc实际,解离度
c理论c实际A
100%1100%;
c理论A0
【小问6详解】
要进一步区别是单核2配离子还是双核4配离子,可以用质谱法测定相对分子质量。
CuLnLnCuCuLn
18.钛及其合金因其应用范围广、且具有重大战略价值,被称为“全能金属”。从废催化剂(含有TiO2、
V2O5、WO3)中提取金属钛的工艺流程如下图所示。
(1)基态Ti原子核外电子的运动状态有______种,下列状态的Ti原子中,失去最外层一个电子所需能量
最大的是______(填字母)。
A.[Ar]3d24s14p1B.[Ar]3d14s14p2C.[Ar]3d14s24p1D.[Ar]3d24s2
(2)“碱浸”过程中,提高浸出速率的措施有______。(写一条即可)
2
(3)“水解”操作中,TiO在加热条件下水解转化为TiO2xH2O,写出该反应的离子方程式:______。
(4)不同温度下,Mg与TiCl4反应中钛提取率随时间变化曲线如图1所示,综合考虑成本和效益选择最
适宜的温度和时间为______℃、______min。
该反应中需要通入保护气,下列气体可作为该反应保护气的是______(填标号)。
a.N2b.Cl2c.CO2d.Ar
(5)“OS工艺”制备金属钛:在CaOCaCl2熔盐中,以电解得到的活性钙为还原剂,将TiO2还原为
钛金属,其原理如图2所示。写出阳极的电极反应式:______。
(6)金属钛(Ti)与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用Al代替其中
部分的Ti可提升耐磨性,掺杂Al后的晶胞结构如图3所示。已知Ti该晶体属立方晶系。
①b点原子的分数坐标为______;掺杂Al后,晶体中Al、Ti、N的个数之比为______。
3
②已知最近的两个N原子之间的距离为cnm,则原.氮.化.钛.晶体的密度为______g/cm。
【答案】(1)①.22②.D
(2)适当升高温度、粉碎废催化剂增大接触面积、搅拌、提高NaOH溶液浓度等
2Δ
(3)TiOx1H2OTiO2xH2O2H
(4)①.1000②.30③.d
(5)2
C2O4eCO2
6221021
(6)①.②.③.
1,0.5,0.51:3:43
NAc
【解析】
【分析】碱浸时加入NaOH溶液,利用氧化物性质差异分离钛、钨和钒:V2O5、WO3为酸性氧化物,
可与NaOH反应生成可溶性钒酸钠、钨酸钠,进入浸出液,后续经处理回收钨、钒;TiO2与NaOH反
2
应生成难溶固体Na2Ti3O7;酸洗时Na2Ti3O7与H2SO4反应,转化得到可溶性钛酰离子TiO;加热条
2
件下TiO发生水解反应,生成水合二氧化钛沉淀;焙烧时TiO2xH2O失去结晶水,得到纯净的TiO2;
高温氯化过程TiO2与C、Cl2在高温下反应,将TiO2转化为沸点较低、易分离提纯的TiCl4;镁热还原
制粗钛过程用Mg在一定温度下还原TiCl4得到粗钛。
【小问1详解】
Ti是22号元素,原子核外共22个电子,每个电子运动状态互不相同,因此有22种运动状态;失去最外层
一个电子所需能量:基态原子能量最低,电离能更大,选项D是Ti的基态电子排布,其余选项都是激发态,
能量更高更易失去电子,因此选D;
【小问2详解】
提高浸出速率的常用方法有适当升高温度、粉碎废催化剂增大接触面积、搅拌、提高NaOH溶液浓度等;
【小问3详解】
Δ
22
TiO在加热条件下水解的离子方程式为TiOx1H2OTiO2xH2O2H;
【小问4详解】
由图可知,800℃提取率过低,1500℃温度过高能耗大、成本高;1000℃下反应30min后钛提取率已经较大,
延长时间不会明显提升提取率,因此选1000℃、30min;Mg是活泼金属,可与N2、CO2、Cl2反应,
Ar是惰性气体,不参与反应,因此选d;
【小问5详解】
22
阳极发生氧化反应,O移向石墨阳极,石墨(C)失电子,结合O生成CO2,故阳极的电极反应式为
2;
C2O4eCO2
【小问6详解】
①根据a(0,0,0)、c(0.5,1,1)可推得b点分数坐标为1,0.5,0.5;均摊法计算原子个数:Al在体心,个数
111
为1;Ti在12条棱的棱心,个数为123,N在8个顶点、6个面心,个数为864,因此个
482
数比Al:Ti:N1:3:4;
2
②原氮化钛TiN中,最近两个N原子的距离为cnm,满足ca(a为晶胞边长),得
2
44814248
a2cnm2c107cm;晶胞含4个TiN,晶胞质量mg,晶胞体积
NANA
m248/N6221021
733213,因此密度A3。
V(2c10)22c10cm3213g/cm
V22c10NAc
19.半导体硫化镉CdS是人工模拟光合作用分解水制氢的重要催化剂:
CdS
2HO(l)2H(g)O(g)ΔH571.6kJmol1
2太阳光22
(1)基态O的价层电子轨道表示式为______。
(2)光照条件下催化剂CdS表面产生光生电子e和空穴h+,从而催化分解水制氢,反应机理如图1。由
此可知,H______(列出包含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的代数式)
(3)下列关于常温下光催化分解水制氢的说法,错误的是______(填写编号)。
A.该反应是常温常压下可自发的反应
B.催化剂CdS可大大降低该反应的焓变
C.水分子在催化剂空穴上发生了氧化反应
D.该反应将光能转化为化学能
+
(4)具有强氧化的光生空穴h易使催化剂CdS自身氧化腐蚀,失去活性。改良催化剂CdSMo2C与CdS
相比,相同反应条件下、不同时段的氢气生成速率如下表。
催化剂种类
1
vH2/mmolh
不同时段
CdSCdSMo2C
0~1h0.4117.24
15h~16h0.2517.23
1
①在15h~16h,CdSMo2C催化剂表面的水分解速率为______mmolh。
②完成CdS光腐蚀反应的离子方程式:CdS2hCd2______。
(5)常温下,在溶液中加入固体,即可制得硫化镉沉淀。
Na2SCdNO32
已知:
i.图2中曲线表示Na2S体系中各含硫粒子的物质的量分数与pH的关系;
2614
ii.Ksp(CdS)1.010,KspCd(OH)21.010
22
①S的水解常数KhS______。
②1溶液中2第二步水解和水的电离程度很小,均可忽略。计算该溶液中的浓度,
0.20molLNa2SSOH
写出计算过程______(结果保留2位有效数字)。
③比较两种含镉沉淀的溶解度:CdS______Cd(OH)2(填“<”“>”或“=”)。
④常温下,将溶液与溶液混合并达到平衡,溶液中、
Na2SCdNO32pH8.0
2131
cCd1.010molL,此时体系中______Cd(OH)2沉淀生成(填“有”或“无”),理由是______。
【答案】(1)(2)ΔH1ΔH2ΔH3ΔH4(3)AB
(4)①.17.23②.S
(5)①.0.1②.第二步水解和水的电离程度很小,设cOHx,则cHSx,
2
2x
cS0.20x:K0.1整理得x20.1x0.020,解得
h0.20x
2
0.10.140.02
x0.10mol/L,因此cOH0.10mol/L;③.<④.无⑤.
2
pH8.0时,cOH1106mol/L,计算离子
2213622514
积:QccCdcOH1.010(1.010)1.010Ksp[CdOH)21.010,因
此无沉淀。
【解析】
【小问1详解】
基态O原子价层电子为2s22p4,价层电子轨道表示式为:;
【小问2详解】
根据盖斯定律,将机理中四个反应相加,中间物种全部消去,得到总反应2H2Ol2H2gO2g,
因此总焓变:ΔHΔH1ΔH2ΔH3ΔH4;
【小问3详解】
A.该反应H0、S0,常温下GHTS0,常温常压不能自发,A错误;
B.催化剂不改变反应的焓变,只降低活化能,B错误;
C.水生成O2,O元素化合价从-2升高为0,发生氧化反应,C正确;
D.反应利用光能分解水,将光能转化为化学能,D正确。
故选AB。
【小问4详解】
1
①水分解生成H2,计量数关系nH2OnH2,因此水分解速率等于H2生成速率,即17.23mmolh;
②配平氧化还原反应:S2被h氧化,2molh得2mol电子,1molS2失2mol电子生成S单质,因
此产物为S;
【小问5详解】
cHS·cOH
22
①S第一步水解:SHOHSOH,水解常数Kh,由图2可知,pH13
2cS2
−2−1413
时c(HS)=c(S),因此KhcOH100.1;
②第二步水解和水的电离程度很小,设cOHx,则cHSx,
2
2x
cS0.20x:K0.1整理得x20.1x0.020,解得
h0.20x
2
0.10.140.02
x0.10mol/L,
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