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文档简介
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(A)填涂在答题卡相
应位置上。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,再选涂其他答案。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,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按上述要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,留存试卷,交回答题卡。
可能用到的相对原于质量:N14O16Cl35.5Ni59
一、选择题:本题共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,只有一项是符合题目要求的。
1.古代的计量器具是劳动人民智慧的结晶。下列计量器具中,主要材质为金属的是
A.称量质量的铜秤砣B.测量容积的陶量
C.测量长度的木尺D.计算数目的竹算筹
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜秤砣属于金属材料,A符合题意;
B.陶量属于硅酸盐材料,B不符合题意;
C.木尺的主要成分为纤维素,属于有机物,C不符合题意;
D.计算数目的竹算筹主要成分为纤维素,属于有机物,D不符合题意;
故选A。
2.“北斗巡天”“脑机融通”等彰显了我国科技发展的巨大成就。下列说法正确的是
A.北斗技术助力生产:卫星外壳中合金的硬度比其成分金属的大
B.人工智能服务生活:人工智能芯片的主要成分为SiO2
C.脑机接口融入医疗:植入式电极中的石墨烯属于烯烃
D.多箭齐发探索宇宙:火箭发动机使用的煤油属于可再生能源
【答案】A
【解析】
【详解】A.合金的硬度比其成分金属的大,A正确;
B.人工智能芯片的主要成分为Si,B错误;
C.石墨烯属于碳单质,不属于烯烃,C错误;
D.煤油属于化石燃料,属于不可再生能源,D错误;
故选A。
3.服装材料的演变反映了人类文明的进步。下列说法不正确的是
A.兽皮制表:用骨针缝制时主要发生物理变化
B.蚕丝纺衣:蚕丝中的蛋白质受热后易发生变性
C.棉花织衣:棉花中的纤维素属于多糖
D.纤维成衣:合成聚氯乙烯纤维的反应属于缩聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.用骨针缝制时没有生成新物质,主要发生物理变化,A正确;
B.受热、紫外线、重金属盐、甲醛等能使蛋白质发生变性,B正确;
C.棉花中的纤维素为植物纤维,属于多糖,C正确;
D.合成聚氯乙烯纤维的反应属于加聚反应,D错误;
故选D。
4.实验室中利用如图所示装置进行Cl2的相关实验,其中,能够达到预期目的的是
A.制备Cl2B.除杂
C.验证CH4与Cl2的反应D.验证Cl2能否与水反应
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸反应制备Cl2,需要加热,故A错误;
B.HCl能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2,氯气也能与碳酸氢钠溶液反应,应该用饱和食盐水除氯气中的氯化
氢,故B错误;
C.试管内气体颜色变浅、液面升高、试管内壁有油状液体生成,说明CH4与Cl2发生反应,C正确;
D.验证Cl2能否与水反应,右侧广口瓶中应该放干燥的有色布条;先关闭弹簧夹,干燥的有色布条不褪色,
再打开弹簧夹,干燥的有色布条褪色,说明Cl2能与水反应,故D错误;
选C。
5.劳动创造价值。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选
劳动项目化学知识
项
A化学实验员:用化学沉淀法去除粗盐溶液中的22
BaSO4BaSO4
2
SO4
水厂净水工:使用Al2SO43去除水中的细小悬浮
BAl2SO43是电解质
物
材料分析员:通过X射线衍射实验区分石英玻璃和石英玻璃是非晶体,水晶是
C
水晶晶体
D肥皂生产工:利用油脂和烧碱制肥皂油脂在碱性条件下水解
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
【详解】A.钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,可以除去硫酸根离子,A不符合题意;
B.使用Al2SO43去除水中的细小悬浮物,是铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可以吸附水中悬浮颗粒物加
速其沉降,和Al2SO43是电解质无关,B符合题意;
C.X射线衍射可以区分晶体和非晶体,普通玻璃属于非晶体,水晶属于晶体,故可以区别普通玻璃和水晶,
与所述的化学知识有关联,C不符合题意;
D.油脂在碱性条件下水解可以生成高级脂肪酸钠,故可以利用油脂和烧碱制肥皂,D不符合题意;
故选B。
6.下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.溶液与NaOH溶液反应:2
NaHCO3HCO3OHH2OCO3
高温
B.高温下Fe与H2Og反应:2Fe3H2OgFe2O33H2
C.与冷的石灰乳反应:
Cl2Cl22OHClClOH2O
2
D.铜丝与热的浓硫酸反应:Cu2HCuH2
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaHCO3溶液与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水,A正确;
高温
B.高温下Fe与H2Og反应生成四氧化三铁和氢气,3Fe+4H2OFe3O4+4H2,B错误;
C.石灰乳为氢氧化钙的悬浊液,应写化学式,2+--,C错误;
Cl2+CaOH2=Ca+Cl+ClO+H2O
Δ
浓
D.铜丝与热的浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,Cu+2H2SO4()CuSO4+2H2O+SO2,D错
误;
故选A。
7.为达到相应实验目的,下图所示实验装置不合理的是
A.图甲:分离正己烷(沸点69℃)和正庚烷(沸点98℃)
B.图乙:提纯粗苯甲酸时,趁热过滤去除不溶物
C图丙:完成乙酸乙酯制备后,分离有机相和水相
.
D.图丁:用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.正己烷(沸点69℃)和正庚烷(沸点98℃)沸点不同,可以蒸馏分离,A正确;
B.苯甲酸的溶解度随温度的升高而升高,提纯苯甲酸可采用重结晶的方法,主要步骤有加热溶解、趁热过
滤、冷却结晶,趁热过滤可减少产品因溶解度变小而产生的损失,B正确;
C.完成乙酸乙酯制备后,可以使用分液方法分离有机相和水相,C正确;
D.用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,应该使用酸式滴定管,D错误;
故选D。
8.白木香醛(如图)是沉香精油的主要成分之一。下列关于该化合物的说法不正确的是
A.能发生银镜反应
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.其结构中两个碳环一定共平面
D.1mol该化合物与足量Na反应可产生0.5molH2
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中含有醛基,能发生银镜反应,A正确;
B.含有碳碳双键,可发生加成反应,则能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.结构中两个碳环结合处碳为饱和碳原子,为四面体结构,不共平面,C错误;
D.醇羟基能和钠反应生成氢气,则1mol该化合物与足量Na反应可产生0.5molH2,D正确;
故选C。
9.锂-氟化碳(LiCFx)电池具有优异的性能。该电池的总反应为CFxxLiCxLiF,电池工作时,下
列说法正确的是
A.锂电极为正极
B.电子由Li电极经导线流向CFx电极
C.负极反应为-
CFx+xe=C+xF
D.将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】
【详解】A.锂是活泼金属,在反应中失去电子,发生氧化反应,应为负极,而非正极,A错误;
B.原电池中,电子从负极经导线流向正极。Li电极为负极,CFx为正极,因此电子由Li电极经导线流向CFx
电极,B正确;
C.负极Li是失去电子,反应式为,而-是正极得电子的反应,C错误;
LieLiCFx+xe=C+xF
D.电池工作时是将化学能转化为电能,而非电能转化为化学能,D错误;
故答案选B。
10.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.22.4L乙炔中含有σ键的数目为3NA
B.1L1.51溶液中2的数目为1.5
molLNa2CO3CO3NA
C.46gNO2和N2O4的混合气体含有的原子数目为3NA
D.Na2S溶液与H2SO3溶液反应生成1molS,转移电子数目为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.没有标况,不确定乙炔的物质的量,不能确定σ键的数目,A错误;
B.碳酸根离子水解,使得1L1.51溶液中2的数目小于1.5,B错误;
molLNa2CO3CO3NA
C.二氧化氮和四氧化二氮的最简式均符合(NO2),46g此混合气体含有(NO2)的物质的量为1mol,含有原子
的数目为3NA,C正确;
4
D.,生成1molS,转移电子数目为N,D错误;
3A
故选C。
11.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选
陈述Ⅰ陈述Ⅱ
项
当镀层破损时,马口铁(镀锡钢板)比白铁皮(镀
A用牺牲阳极法防止金属腐蚀
锌钢板)更难被腐蚀
不同空穴大小的冠醚可与不同的
B冠醚可用于识别碱金属离子
碱金属离子形成超分子
烷基是推电子基团,烷基越长推
C酸性:CH3COOHCH3CH2COOH
电子效应越小
向溴乙烷水解后的上层溶液中,滴入几滴
D溴乙烷中存在溴离子
AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】
【详解】A.镀锡钢板中,铁的活泼性强于锡,则铁被腐蚀,镀锌钢板中,锌的活泼性强于铁,钢板被保护,
则锌被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,陈述Ⅰ错误,A错误;
B.冠醚空腔直径的大小不同,识别粒子直径大小不同的碱金属阳离子,从而形成超分子,B正确;
C.烷基是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱,因此酸
性:CH3CH2COOH<CH3COOH,陈述Ⅱ错误,C错误;
D.,生成的NaBr电离出溴离子,与硝酸银生成淡黄色沉
CH3CH2BrNaOHCH3CH2OHNaBr
H2O
淀,则陈述Ⅱ错误,D错误;
答案选B。
12.实验室利用如图所示装置模拟氨的催化氧化实验。用酒精灯预热催化剂至红热后,移开酒精灯并向试
管中注入浓氨水;一段时间后,烧瓶中有红棕色气体产生,再向烧瓶中注入浓氨水,烧瓶中有白烟产生。
下列说法正确的是
A.每消耗0.1molNa2O2生成0.1molO2
B.催化剂持续红热,说明氨的催化氧化反应为吸热反应
C.烧瓶中有红棕色气体产生,说明NH3被O2直接氧化为NO2
D.烧瓶中所产生的白烟的主要成分为NH4NO3
【答案】D
【解析】
【分析】过氧化钠和水反应放热且生成氧气,温度升高使得浓氨水逸出氨气,氨气和氧气催化氧化生成NO,
NO和氧气生成红棕色二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,氨气和硝酸反应生成的硝酸铵固体,出现白烟;
【详解】A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,每消耗0.1molNa2O2生成0.05molO2,A错误;
B.催化剂持续红热,说明氨的催化氧化反应放出热量,为放热反应,B错误;
C.氨气和氧气催化氧化生成NO,NO和氧气生成红棕色二氧化氮,C错误;
D.由分析,白烟的主要成分为NH4NO3,D正确;
故选D。
13.化合物XY3ZW3E可作催化剂,所含的5种主族元素在每个短周期均有分布,W与Z同族,X、W、Y同
周期且原子序数依次递增。X与W的基态原子未成对电子数相同,W的基态原子p能级电子数与s能级电子
数相等。下列说法正确的是
A.第一电离能:W>Y
B.最高价氧化物的水化物的酸性:X>Z
C.简单氢化物的沸点:Z>W
D.和的VSEPR模型均为四面体形
E3WWY2
【答案】D
【解析】
【分析】W的基态原子p能级电子数与s能级电子数相等,在短周期主族元素中符合该条件的是O:1s22s22p4
或Mg:1s22s22p63s2,又X与W的基态原子未成对电子数相同,Mg没有未成对电子,故W是O,有2个未成
对电子,X与W的基态原子未成对电子数相同,且X、W、Y同周期且原子序数依次递增,则X是C,Y是F,
W与Z同族,则Z是S,又所含的5种主族元素在每个短周期均有分布,则E是H,综上X是C,Y是F,Z
是S,W是O,E是H,据此解题。
【详解】A.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,故第一电离能O<F,A错误;
B.X和Z的最高价氧化物的水化物分别是H2CO3和H2SO4,酸性:H2CO3<H2SO4,B错误;
C.Z和W的简单氢化物分别是H2S和H2O,H2O分子间存在氢键,沸点高于H2S,C错误;
6131621
D.HO的价层电子对数为34,OF2的价层电子对数为24二者价层电子对数
322
均为4,VSEPR模型均为四面体形,D正确;
故选D。
14.水煤气变换反应是获取H2的重要方式之一,在不同催化剂作用下,其反应历程如图所示(*表示吸附态)。
下列说法正确的是
A.使用Ⅰ、Ⅱ,反应历程均分4步进行
B.反应达平衡时,增大压强,nH2增大
C.使用Ⅰ时,反应体系更快达到平衡
D.Ⅰ、Ⅱ均能降低反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.吸附在催化剂上和从催化剂上脱吸附不属于基元反应,其它各步有键断裂属于基元反应,故催
化剂Ⅰ有4步反应历程,催化剂Ⅱ有3步反应历程,如图,A错误;
B.由始态和终态可得反应方程式为COH2OCO2H2,方程式两边气体系数和相等,反应达平衡时,
增大压强,平衡不移动,nH2不变,B错误;
C.由图可知Ⅰ的各步反应中最大活化能小于Ⅱ的各步反应中最大活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反
应体系更快达到平衡,C正确;
D.催化剂只能改变反应的活化能,不能改变焓变,故Ⅰ、Ⅱ均不能改变反应的焓变,D错误;
故选C。
15.四种燃煤烟气脱硫方法的原理如图,下列说法不正确的是
A.方法1中,吸收SO2前后的溶液中硫元素的化合价未发生改变
B.若烟气中还含有NO2,采用方法2可实现同时脱硫脱硝
C.方法3中能循环利用的物质是NaOH
D.方法4中SO2与CO反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.方法1中,SO2与Na2SO3溶液反应生成NaHSO3,反应方程式为
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,在SO2中硫元素化合价为+4价,在Na2SO3中硫元素化合价为+4
价,在NaHSO3中硫元素化合价也为+4价,吸收SO2前后溶液中硫元素化合价未发生改变,A正确;
B.方法2中,氨水呈碱性,SO2是酸性氧化物,能与氨水反应被吸收;NO2具有氧化性,能与氨水发生
氧化-还原反应,所以采用方法2可实现同时脱硫脱硝,B正确;
C.方法3中,与溶液反应生成NaSO,NaSO与反应生成和,
SO2NaOH2323CaOH2CaSO3NaOH
生成的NaOH可以继续用于吸收SO2,能循环利用的物质是NaOH,C正确;
高温催化
D.方法4中,SO2与CO反应的化学方程式为SO2+2COS+2CO2,在该反应中,SO2中
硫元素化合价从+4价降低到0价,SO2作氧化剂;CO中碳元素化合价从+2价升高到+4价,CO作
还原剂,根据化学方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D错误;
故答案选D。
16.化学镀镍废水经分离处理后得到含磷废液(主要含NaH2PO2)和含镍废液(主要含NiCl2),分别通入如
图所示电解装置的两极室回收磷、镍。已知:是一元中强酸;25℃时,的3、
H3PO2H3PO4Ka16.910
8、13。电解过程中,下列说法不正确的是
Ka26.210Ka34.810
A.阳极的主要反应为
H2PO22H2O4eH2PO44H
B.Ⅰ室溶液的pH逐渐增大,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小
C.理论上,每生成1molNi,同时处理0.5molH2PO2
D.理论上,电路中每转移1mole,Ⅲ室溶液质量减少65g
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,阳极失去电子被氧化为-,阴极镍离子得到电子被还原镍单质;
H2PO2H2PO4
【详解】A.阳极失去电子被氧化为-,反应为,A正
H2PO2H2PO4H2PO22H2O4eH2PO44H
确;
B.Ⅰ室反应为,生成氢离子通过质子交换膜进入中间室,是
H2PO22H2O4eH2PO44HH3PO2
一元中强酸,溶液为碱性,生成的以电离为主(水解平衡常数为
NaH2PO2H2PO4
14
cH3PO4cOHK10
KW1.41012<K),溶液呈酸性,Ⅰ室溶液的pH逐渐减小;
h3a2
cH2PO4Ka16.910
Ⅲ室反应为Ni2+2eNi,氯离子通过阴离子交换膜进入中间室,Ⅱ室溶液的pH逐渐减小,B错误;
C.结合B分析和电子守恒,理论上,每生成1molNi,电路中转移2mol电子,则同时处理0.5molH2PO2,
C正确;
D.结合B分析,理论上,电路中每转移1mole,Ⅲ室中减少0.5molNiCl2,则溶液质量减少65g,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.溶解过程常伴随热量变化。
Ⅰ.配制500mL0.5mol/L盐酸。
(1)需12mol/L浓盐酸的体积为___________mL(精确至小数点后一位)。
(2)该过程不需用到的仪器有___________(填标号)。
AB.C.D.E.
.
(3)下列操作会导致所配制溶液的浓度偏高的是___________(填标号)。
A.转移溶液时部分溶液洒出B.转移溶液时未洗涤烧杯内壁
C.定容时俯视刻度线D.加水超过刻度线,将多余液体吸出
Ⅱ.测定的溶解焓:2
CaOH2CaOH2sCaaq2OHaqsolH
已知:在不同温度下的溶解度如下表:
CaOH2
温
度10203040
/℃
溶
解
0.180.170.150.14
度
/g
(4)利用量热法测定
初步实验甲同学取一定质量固体完全溶解于一定体积的水中,利用量热计测算溶解前后体系的
CaOH2
温度差,代入公式Q=cρVT,再计算得出ΔHCaOH。
总sol2
发现问题①甲同学实验结果误差较大,乙同学结合在水中的溶解性,分析其原因是___________。
CaOH2
优化实验②乙同学根据相关原理间接测算ΔHCaOH:先测算CaOH固体与过量稀盐酸反应
sol22
2的焓变1;再测算反应___________(填
CaOH2s2HaqCaaq2H2OlH1akJmol
离子方程式,需注明物质的聚集状态)的焓变1。最后,计算得出ΔHCaOH为
H2bkJmolsol2
a2bkJmol1。
(5)为避免实验过程热量损失引起实验误差,该小组同学尝试其他实验方案。
ΔsolH1
查阅资料不同温度下,物质的溶度积常数与solH满足lnKspC(R、C为常数,
RT
R8.314103kJmolK1)
实验思考①根据CaOH饱和溶液中cCa2和cOH的关系,推出KCaOH___________
2sp2
[用仅含的式子表示,忽略水的电离]。测定不同温度下饱和溶液的pH,再结合相应温
cOHCaOH2
度下水的离子积常数K,即可求算出不同温度下KCaOH。
wsp2
设计实验方案1将20℃的饱和溶液逐步升温至40℃,每隔5℃测量并记录溶液pH;
CaOH2
方案2将40℃的饱和溶液逐步降温至20℃,每隔5℃测量并记录溶液pH。
CaOH2
②应选择___________(填“方案1”或“方案2”)进行实验;选择该方案的依据是___________。
1
数据处理绘制lnKCaOH随的变化曲线如图。
sp2T
③根据公式,利用直线的斜率值,计算ΔHCaOH___________1(保留三位有效数字)。
sol2kJmol
【答案】(1)20.8
(2)AC(3)C
(4)①.的溶解度小(或“微溶于水”)②.
CaOH2CaOH2HaqOHaqH2Ol
1
(5)①.c3OH②.方案1③.CaOH溶解度随温度升高而降低,利用方案1可得
22
到不同温度下的饱和溶液④.-16.6
【解析】
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇
匀、装瓶贴签;
【小问1详解】
设需要浓盐酸的体积为VmL,由稀释定律可知,稀释前后溶质的物质的量不变,则有V×10-3L×12mol/L=0.5
L×0.5mol/L,解得V≈20.8mL;
【小问2详解】
配制该稀盐酸时,需用的仪器有:胶头滴管、烧杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶;故不用A锥形瓶、C分
液漏斗;
【小问3详解】
A.转移溶液时部分溶液洒出导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
B.转移溶液时未洗涤烧杯内壁,导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
C.定容时俯视刻度线,使得溶液体积偏小,配制溶液浓度偏高;
D.加水超过刻度线,将多余液体吸出导致溶质损失,配制溶液浓度偏低;
故选C;
【小问4详解】
由表可知,在水中的溶解度太小,导致实验测定的数据不准确,使得实验结果出现较大误差;
CaOH2
若已知:①2
CaOH2sCaaq2OHaqsolH
②2
CaOH2s2HaqCaaq2H2OlΔH1
则由盖斯定律,1(②-①)得反应HaqOHaqHOl,故可以再测算反应
22
HaqOHaqHOl的焓变ΔH,可以计算得出ΔHCaOH;
22sol2
【小问5详解】
①2+-,则
CaOH2sCaaq+2OHaq
11
22--2-3-;
KspCaOH=cCacOH=cOHcOH=cOH
222
②溶解度随温度升高而降低,利用方案1可得到不同温度下的饱和溶液,故选方案1较为合适;
CaOH2
ΔsolH1
③根据公式lnKspC,利用直线的斜率值,结合图中2个已知点坐标,则
RT
ΔHΔH10.5810.78
solsol,ΔHCaOH-16.61。
sol2kJmol
R8.3141033.351033.25103
18.铂族金属是国家战略性金属,被誉为“现代工业维他命”。从某矿渣[含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS
及SiO2等]中提取Pd、Pt、Ni的工艺如下。
2
已知:Pd、Pt经“氧化浸取”转化为H2PdCl4、H2PtCl6;“氨合”后,Pd(Ⅱ)主要以PdNH
34
的形式存在;常温下,的2,4。
H2C2O4Ka15.610Ka21.510
(1)Pt、Pd与Fe为同族元素,位于元素周期表的___________区。
(2)“氧化浸取”时,Pd发生反应的化学方程式为___________。
(3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在___________工序中循环利用。
(4)“氧化除铁”时,温度为180℃,该过程主要发生两步反应:
(ⅰ)23
4FeO24H4Fe2H2O
(ⅱ)___________(填离子方程式)。
2
cC2O4
(5)常温下,“沉镍”时,需调节溶液pH=2,此时___________。
cH2C2O4
(6)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应,该催化氧化反应经历如图所示5步
(①→⑤),其中发挥催化作用的阳离子有___________和___________。
(7)含Pd、Cs、I的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下,其中一种晶体可由立方结构(结构单元
如图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示),两种结构的棱边夹角均为90°,且转化过程中原子个
数比保持不变。
①立方结构中Pd、Cs、I的原子个数比为___________;
②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为___________。
【答案】(1)d(2)PdH2O24HClH2PdCl42H2O
3
(3)沉铂(4)2Fe3H2OFe2O36H
(5)0.084(或8.4102)
(6)①.Pd2②.Cu2
2
(7)①.1:2:6②.bc
4a3
【解析】
【分析】矿渣[含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及SiO2等]用硫酸酸浸后过滤,结合矿渣成分可知,滤液1
中是硫酸亚铁和硫酸镍,滤渣中含有Pd、Pt和SiO2,滤渣经氧化浸取其中Pd、Pt经“氧化浸取”转化为
H2PdCl4、H2PtCl6,再次过滤,此时得到的滤渣中含有二氧化硅,滤液用氯化铵沉铂,再用氨水和
盐酸处理后得到Pd,其中“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵,以此解题。
【小问1详解】
Fe是26号元素,位于周期表中的第4周期第Ⅷ族,位于d区,Pt、Pd与Fe为同族元素,也位于元素周期
表的d区;
【小问2详解】
结合信息可知,Pd、Pt经“氧化浸取”转化为H2PdCl4、H2PtCl6,此时Pd发生反应的化学方程式
为:Pd+H2O2+4HCl=H2[PdCl4]+2H2O;
【小问3详解】
结合分析可知,“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵,则可在沉铂工序中循环利用;
【小问4详解】
由图可知,在加热条件下“氧化除铁”最终生成了Fe2O3,其中步骤(ⅰ)中二价铁被氧化为三价铁,则步骤(ⅱ)
3
中三价铁和水在加热条件下生成Fe2O3,离子方程式为:2Fe3H2OFe2O36H;
【小问5详解】
由于pH=2,则c(H+)=10-2mol/L,
2
cH·cHC2O4cH·cC2O4
224
cC2O4cH2C2O4cHC2O4K·K5.6101.510;
a1a20.084
cHCO22102102
224cHcH
【小问6详解】
先消耗后生成的物质可认为是催化剂,由图可知,步骤①→⑤中发挥催化作用的阳离子有Pd2、Cu2;
【小问7详解】
111
①由图可知,立方结构中Pd、Cs、I个数分别为:Pd:4×=,Cs:1,I:12×=3,则其原子个数比
824
为1:2:6;
1
②四方结构中Pd:8×+1=2,由于转化过程中原子个数比保持不变,则其中Pd、Cs、I个数分别为2,4,
8
12,设立方结构单元的摩尔质量为M,则四方晶胞结构的摩尔质量为4M,立方结构单元与四方晶胞结构的
M
Na3b2c
密度比为:A。
4M4a3
2
NAbc
19.硫氰化物是重要的分析试剂和合成中间体。
(1)基态Fe3的价电子轨道表示式为___________。
(2)配制FeCl3溶液时,常将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需浓度,其目的是___________。
11
(3)向10mL0.005molLFeCl3溶液中加入10mL0.015molLKSCN溶液,反应达平衡后,得到红色
溶液M。
①取红色溶液M,分别对其进行如下操作,相关描述正确的有___________(填标号)。
A.加入少量铁粉,溶液红色变浅
B.加入少量水,溶液中离子总数减小
C.加入几滴1molL1KSCN溶液,溶液红色变深
cFe3
1
D.加入几滴0.05molLFeCl3溶液,的值减小
cFeSCN
3
②取红色溶液M,向其中滴加饱和FeCl3溶液,体系中主要存在以下平衡:
3n
Ⅰ:Fe3nSCNFeSCNn1~6
n
Ⅱ:33n
FenClFeClnn1~4
Ⅲ:HSCNHSCN
FeSCN3nn1~6平衡总浓度随滴入饱和溶液滴数的变化曲线如图(忽略溶液体积变
nFeCl3
化)。
ⅰ.M点前,___________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)的平衡移动,是导致曲线上升的主要原因。
ⅱ.运用平衡移动原理,分析M点后曲线下降的主要原因:___________。
(4)某浸金废水中含0.5molL1SCN,在相同条件下研究催化剂a、b对该废水中SCN氧化处理过程
的影响(氧化处理过程中溶液体积保持不变),SCN的残留率随时间t的变化曲线如图:
①使用___________(填“催化剂a”或“催化剂b”)时,SCN的氧化反应活化能更低。
②使用催化剂a时,0~100min内,SCN的平均反应速率vSCN___________。
(5)TBP(磷酸三丁酯)难溶于水,对水溶液中HSCN有萃取作用,主要存在的萃取平衡为
HaqSCNaqTBPoHSCNTBPo(o代表有机相)。分别向pH不同的
1
cHSCNcSCN1molL的水溶液中,加入等体积0.2molL1TBP的有机溶液进行萃取(有机溶
1
剂不参与平衡)。、c平HSCNaq随平衡体系pH的变化如图(分配比D为萃取达平衡时,被萃物在有
D
机相和水相的浓度之比;分析该体系时,需考虑被萃物在水相中的所有存在形式)。
c平HSCNTBPo
计算上述萃取平衡的平衡常数K=_________(K写出计算
c平Haqc平SCNaqc平TBPo
过程,保留三位有效数字)。
【答案】(1)(2)抑制Fe3水解
(3)①.AC②.Ⅰ③.FeCl3溶液显酸性,使Ⅲ:HSCNHSCN平衡正向移动,
cSCN减小,进而导致Ⅰ平衡逆向移动
(4)①.催化剂a②.0.004molL1min1(或4103molL1min1)
(5)22.2
【解析】
【小问1详解】
623+
铁原子的电子排布式为Ar3d4s,Fe失去3个电子,价电子为3d5,根据洪特规则,3d轨道中5个电
子分占不同轨道且自旋平行,其轨道表示式为:
【小问2详解】
3
3FeHOFeOH3H
Fe易水解:23
+3
将FeCl3晶体溶于较浓的盐酸中,可增大H浓度,抑制Fe的水解,防止溶液变浑浊。
【小问3详解】
①A.加入铁粉,Fe2Fe33Fe2
3
3Fe3SCNFeSCN
Fe浓度减小,3平衡左移,红色变浅,A正确;
3
B.加水稀释,平衡向离子总数增多的方向,平衡Fe3SCNFeSCN3左移离子数总数增大,B错
误;
3
1Fe3SCNFeSCN
C.加入几滴1molLKSCN溶液,SCN浓度增大,3平衡右移,红色变深,
C正确;
3
13Fe3SCNFeSCN
D.加入几滴0.05molLFeCl3溶液,Fe浓度增大,3平衡右移,SCN
3
cFeSCNcFe1
浓度的减小,根据3,推出,由于K不变,
KSCN
(3)(3cFeSCNKc(3SCN)
cFecSCN)3
cFe3
浓度的减小,增大,D错误;
cFeSCN
3
②M点前,滴加饱和溶液,3浓度增大,平衡Ⅰ正向移动,导致FeSCN3nn1~6
FeCl3Fen
平衡总浓度上升。
+
FeCl3溶液显酸性,H增大,使Ⅲ:HSCNHSCN平衡正向移动,cSCN减小,使Ⅰ:
Fe3nSCNFeSCN3nn1~6平衡逆向移动,FeSCN3nn1~6平衡总
nn
浓度减少。
【小问4详解】
①催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率。在相同时间内,反应速率越快,说明反应的活化能越低。
从图像来看,在相同时间内,使用催化剂a时SCN−残留率比使用催化剂b时下降得更快,即使用催化剂a
时反应速率更快,反应的活化能越低。
②已知废水中SCN−初始浓度为0.5mol⋅L−1,由图可知,使用催化剂a时,100min时SCN−残留率为20%,
11
则此时SCN−的浓度c=0.5mol⋅L−×20%=0.1mol⋅L−,那么0−100min内SCN−浓度变化量
111
Δc=0.5mol⋅L−−0.1mol⋅L−=0.4mol⋅L−。根据化学反应速率公式
c0.4molL1
v0.004molL1min1
t100min
【小问5详解】
c(HSCNTBP)1
根据题意,D,c(HSCNTBP)+c(SCN)+c(HSCN)=1,
c(SCN)+c(HSCN)9
c(HSCNTBP)=0.1molL1,c(SCN)+c(HSCN)=0.9molL1,
1,1
c(SCN)=c(HSCN)=0.45molLc(HSCNKaTBP)+c(TBP)=0.2molL
0.1200
c(TBP)=0.lmolL1,带入K的表达式得K22.2
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