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文档简介
试卷共8页,卷面满分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姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
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。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16S-32Fe-56Cu-64
一、选择题: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.湛江智慧,藏于技艺,见于习俗。下列工艺品所涉及材料的主要成分属于有机高分子材料的是
湛江贝雕
廉江缸瓦窑陶艺
A.龙纹贝壳B.泥壶陶器
雷州换鼓徐闻藤编
C.云雷纹铜鼓D.藤制盾牌
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.贝壳的主要成分是碳酸盐,A错误;
B.陶器的主要成分是硅酸盐,B错误;
C.铜鼓为金属材料,C错误;
D.藤制盾牌的主要成分是纤维素,属于有机高分子材料,D正确;
故答案选D。
2.我国科学家通过N-亚硝胺实现了芳香胺CN键的高效转化。反应中间体的结构如图所示,下列有关该
分子的说法正确的是
A.具有碱性B.共有7个氢原子
C.不能发生取代反应D.所含化学键均为极性共价键
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应中间体含氨基,具有碱性,A项正确;
B.该分子的化学式为C5H6N2,则1个该分子含6个氢原子,B项错误;
C.芳香胺含有C-H键,能发生取代反应,C项错误;
D.分子中既含有C-C非极性键,也含有C-H等极性键,D项错误;
答案选A。
3.湛江依托临海优势,大力发展绿色化工与新材料产业。下列说法错误的是
A.巴斯夫公司生产的聚异戊二烯可由加聚反应获得
B.中科炼化湛江基地通过水解轻质油获得乙烯、丙烯等原料
C.湛江湾实验室研发的高分子膜防腐涂层可减缓金属的腐蚀
D.宝钢湛江基地用H2还原铁矿石有利于落实“低碳”行动
【答案】B
【解析】
【详解】A.异戊二烯含有碳碳双键,可通过加聚反应生成聚异戊二烯,A正确;
B.乙烯、丙烯等短链烯烃是通过石油的裂解(高温分解)获得的,轻质油属于烃类,不能发生水解反应,
B错误;
C.高分子膜防腐涂层可隔绝金属与氧气、水的接触,能减缓金属腐蚀,C正确;
D.H2还原铁矿石的产物为H2O,不会产生CO2,相比传统碳还原法可减少碳排放,有利于落实“低碳”
行动,D正确;
答案选B。
4.幸福属于劳动人民。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早餐制作:将鸡蛋煮熟加热会导致蛋白质发生变性
B铁钉除锈:用NH4Cl溶液浸泡铁钉NH4Cl水解呈酸性
C家庭除垢:用洁厕灵(含HCl)清洗厕所强氧化剂可以杀菌消毒
宝石鉴定:利用X射线衍射仪区分玻璃和天然玻璃属于非晶体,天然水晶属于
D
水晶晶体
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.鸡蛋主要成分为蛋白质,加热会使蛋白质发生变性,二者有关联,A不符合题意;
B.溶液中水解:,溶液呈酸性,可与铁锈主要成分反
NH4ClNH4NH4H2ONH3·H2OHFe2O3
应除锈,二者有关联,B不符合题意;
C.洁厕灵含,清洗厕所是利用的酸性与水垢(如、)反应,没有强氧
HClHClCaCO3MgOH2HCl
化性,与强氧化剂杀菌消毒的知识无关联,C符合题意;
D.X射线衍射可区分晶体和非晶体,天然水晶是晶体、玻璃是非晶体,可用该方法区分,二者有关联,D
不符合题意;
故选C。
5.化学让生活变得更美好。下列说法正确的是
A.“有源相控阵雷达”使用的氮化硅属于传统无机非金属材料
B.液态花生油长时间放置于空气中会变质,其主要原因是发生了加成反应
C.葡萄酒中添加的适量SO2可起到抗氧化作用,但不可用于杀菌
D.头发烫卷时,维持弹性和形状的头发蛋白中的二硫键(SS)被还原为巯基(SH)
【答案】D
【解析】
【详解】A.传统无机非金属材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料,氮化硅属于新型高性能无机非金
属材料,A错误;
B.液态花生油含不饱和碳碳双键,长时间放置在空气中变质是被氧气氧化,发生氧化反应而非加成反应,
B错误;
C.葡萄酒中添加的适量SO2,利用其还原性起到抗氧化作用,同时SO2能使蛋白质变性,可起到杀菌作用,
C错误;
D.烫发时首先使用还原剂,将头发蛋白中的二硫键(SS)还原为巯基(SH),待塑形后再用氧化
剂形成新的二硫键维持形状,D正确;
故选D。
6.化学实验是重要的科学方法。下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.实验室制备Fe(OH)3胶体B.用乙醇萃取CS2中的S
C.趁热过滤以除去苯甲酸溶液D.蒸发MgCl2溶液获得
中混有的泥沙
MgCl2固体
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.FeCl3与NaOH反应只能得到Fe(OH)3沉淀,实验室制备Fe(OH)3胶体是将饱和FeCl3溶液滴入沸
水中,A不符合题意;
B.S微溶于乙醇、易溶于CS2,且乙醇与CS2互溶,不能用乙醇萃取CS2中的S,B不符合题意;
C.苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,趁热过滤可除去苯甲酸溶液中混有的泥沙,并防止苯甲酸遇冷析出,
C符合题意;
2+
D.Mg易水解,直接蒸发MgCl2溶液不能得到MgCl2固体,应在HCl气流中蒸发MgCl2溶液,D不符合题意;
故选C。
7.能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
氢化物YH2单质XO2氧化物1O2氧化物2H2O酸(碱)Z
A.以上物质转化过程一定均为氧化还原反应
B.X可为S,Y、氧化物1均可使酸性KMnO4溶液褪色
C.X可为Na,Y、氧化物2均能与水反应产生H2
D.X可为N2,Y与酸Z恰好完全反应后的溶液一定显碱性
【答案】B
【解析】
【详解】A.当X为S时,转化中最后一步为SO3与H2O反应生成H2SO4,无元素化合价变化,属于非氧
化还原反应,A错误;
B.X为S时,H2O2O2H2O,Y是,氧化物1是,二者
H2SSSO2SO3H2SO4H2SSO2
均具有还原性,都能被酸性KMnO4氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,B正确;
C.X为Na时,H2O2O2H2O,氧化物2是,
NaHNaNa2ONa2O2NaOHNa2O2Na2O2
与水反应生成O2,不产生H2,C错误;
D.X为时,H2O2O2H2O,Y是,Z是,二者恰
N2NH3N2NONO2HNO3NH3HNO3
好完全反应生成,NHNO溶液中由于+水解使溶液显酸性,D错误;
NH4NO343NH4
故选B。
8.下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选
陈述Ⅰ陈述Ⅱ
项
A苯酚与饱和溴水反应生成白色沉淀苯酚中苯环使羟基活化
BCl2与过量铁粉反应生成FeCl2不能用铁罐储存氯水
利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl和Cl2在饱和食盐水中的溶解度差异
C
HCl大
D向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑浓硫酸具有酸性和强氧化性
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
【详解】A.陈述Ⅰ正确,苯酚与饱和溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,但该反应体现的是羟基使
苯环邻对位氢活化,陈述Ⅱ表述错误,且二者无因果关系,A错误;
B.Cl2与过量铁粉在加热条件下反应生成FeCl3而非FeCl2,陈述Ⅰ错误,氯水呈酸性可与铁反应,不能
用铁罐储存氯水,陈述Ⅱ正确,因陈述Ⅰ错误,B错误;
-
C.HCl极易溶于饱和食盐水,饱和食盐水中高浓度Cl可抑制Cl2与水的反应,大幅降低Cl2溶解度,二者
溶解度差异大,因此可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且存在因果关系,C正确;
D.蔗糖中加浓硫酸变黑是浓硫酸的脱水性使蔗糖脱水炭化,与酸性、强氧化性无关,陈述Ⅱ错误,D错误;
故答案选C。
9.某种+2价钴(Co)的配合物能够高效催化炔烃向酮的转化,其结构如图所示(L为甲基)。X、Y、Z、
W、R是原子序数依次增大的短周期元素,其中X的价电子结构为ns2np1,Z的核外电子数等于R的最
外层电子数,Z、W和R的原子序数之和为24。下列说法正确的是
A.第一电离能:ZWXB.XR3为极性分子
C.的空间结构为三角锥形D.最简单氢化物的沸点:
ZW3YR
【答案】A
【解析】
【分析】由图中配合物的结构可推断R是卤族元素,其最外层电子数为7;已知Z的核外电子数等于R的
最外层电子数,由此可推断Z为N元素;已知X的价电子结构为ns2np1,且其原子序数小于N元素的,由
此可推断X为B元素;Y位于B元素和N元素之间,由此可推断Y为C元素;由图中配合物的结构可推
断W是O元素;Z、W和R的原子序数之和为24,则R为F元素。
【详解】A.同一周期主族元素从左到右电离能呈增大趋势,但是N的最高能级2p能级电子半满,更稳定,
第一电离能比相邻元素大,故第一电离能:NOB,A正确;
1
σ
B.BF3的中心原子为B,B有3个键电子对(BF),中心原子上的孤电子对数(331)0,B原
2
子上的价层电子对数303,根据VSEPR模型,BF3的空间构型为平面三角形,为非极性分子,B错误;
1
C.NO的中心原子为N,N有3个σ键电子对,中心原子上的孤电子对数(5132)0,N原子
32
上的价层电子对数,根据VSEPR模型,的空间构型为平面三角形,C错误;
303NO3
D.HF分子间会形成氢键,其沸点较高,最简单氢化物的沸点:CH4(164C)<HF(20C),D错误;
故答案选A。
10.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.3配离子中,键数目为
1molFe(CN)66NA
B.1mol羟基(OH)的电子数比1molOH的电子数少NA
C.64gCu与足量硫粉完全反应,转移电子数为2NA
D.1溶液中,2的数目为
1L1molLK2Cr2O7Cr2O7NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.3中,Fe与6个形成6个配位键,每个内部还含1个键,总
1molFe(CN)6CNCN
键数目为12NA,A错误;
-
B.1molOH含9NA个电子,1molOH含10NA个电子,前者电子数比后者少NA,B正确;
C.Cu与S反应生成Cu2S,1molCu完全反应仅失去1mol电子,转移电子数为NA,C错误;
D.溶液中存在平衡2-2-+,2会部分转化,数目小于,D错误;
Cr2O7+H2O2CrO4+2HCr2O7NA
故选B。
11.某理论研究认为:锌-空气电池放电时(图1),石墨复合材料电极上所发生反应的催化机理示意图如图
2。由此可知,理论上正确的是
A.放电时,负极附近溶液的pH减小
B.正极反应的催化剂是ⅱ
C.每消耗22.4L(标准状况)空气,电路中约转移4mol电子
D.将KOH溶液换成酸性溶液,图2对应的反应历程不变
【答案】A
【解析】
2-
【详解】A.放电时,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=ZnOH,-被消耗,因此负极附近溶液的pH
4OH
减小,A项正确;
B.正极反应的催化剂是i,ii应是反应中间体,B项错误;
1
C.每消耗22.4L(标准状况)空气,即消耗约0.2molO2(在空气中约占),电路中约转移0.2×4mol=0.8
5
mol电子,C项错误;
++-
D.在酸性溶液中,反应物有H参与,正极反应变为:O2+4H+4e=2H2O,与之前完全不同,历程必然改
变,D项错误。
故答案选A。
3
12.AgNO在NaSO溶液中易形成配离子和。向NaSO溶液中滴加
3223AgS2O3AgS2O32223
3
AgNO溶液,得到含和的混合溶液,下列说法正确的是
3AgS2O3AgS2O32
A.向混合溶液中加入少量固体,的浓度一定增大
Na2S2O3AgS2O3
cAgS2O3
B.将混合溶液加适量水稀释,一定减小
cAg
C.的电离方程式为2
Na3AgS2O32Na3AgS2O323NaAg2S2O3
3
D.体系中,cNacHcAgcOHcAgSO3cAgSOcNO
232323
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入固体,2浓度增大,平衡23正向移
Na2S2O3S2O3AgS2O3]S2O3Ag(S2O3)2]
动,会消耗[AgS2O3],其浓度不一定增大,A错误;
c(AgSO]
223
B.对于平衡AgSO[AgSO],稳定常数,可得
2323K12
cAgcS2O3
c(AgS2O3]
2,稀释时2减小,温度不变不变,故该比值一定减小,B正确;
K1cS2O3cS2O3K1
cAg
C.配合物内界难电离,电离方程式应为3,内界不能拆分为
Na3[Ag(S2O3)23NaAg(S2O3)2]Ag
和2,C错误;
S2O3
D.电荷守恒需包含所有阴离子,溶液中还存在游离的2,等式右侧缺少2,D错误;
S2O32cS2O3
故选B。
13.结构决定性质是化学核心观念。下列描述中由结构不能推测出对应性质的是
选
结构性质
项
A碱金属原子最外层电子数均为1碱金属单质化学性质活泼
金刚石中的C采取sp3杂化轨道形成共价键的三维
B金刚石硬度大
骨架网状结构
SeO2既有氧化性,又有还原
C硒元素位于第四周期ⅥA族,最外层电子数为6
性
2
DO比Cl所带电荷数多,离子半径小Al2O3比AlCl3的熔点高
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】A.碱金属原子最外层只有1个电子,反应中易失去电子,因此单质化学性质活泼,可以由结构推
测性质,A正确;
B.金刚石中C采取sp3杂化轨道形成共价键的三维骨架网状结构,共价键键能大,使得金刚石硬度大,B
正确;
C.Se最外层有6个电子,最高正价为+6价,在SeO2中Se为+4价,处于中间价态,可推测SeO2既可以被
氧化,也可以被还原,C正确;
D.AlCl3属于共价化合物(分子晶体),Al2O3是离子化合物(教材上定义为共价晶体),Al2O3和AlCl3熔
点的差异本质是晶体类型不同,而不是仅由离子的电荷数和半径决定,D错误;
故选D。
14.通过如图装置(部分夹持装置省略)验证铁粉在高温下和水蒸气反应的产物。准确称量两者充分反应后
的干燥固体2.32g进行实验。下列有关说法正确的是
A.铝粉和NaOH溶液反应,NaOH作氧化剂
B.两个球形干燥管中碱石灰的作用相同
C.实验开始时,先点燃酒精灯,再滴加NaOH溶液
D.若“铁的氧化物”为Fe3O4,则理论上U形管增重0.72g
【答案】D
【解析】
【分析】铝粉和NaOH溶液反应,化学方程式为;氢气经过碱
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2
石灰干燥后,与铁的氧化物反应生成铁和水;水被U形管中碱石灰吸收;最后干燥管中碱石灰用来吸收空
气中水和二氧化碳,据此分析作答。
【详解】A.铝粉和NaOH溶液反应,化学方程式为,在该反
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2
应中,铝元素的化合价从0价升高到+3价,铝作还原剂;水中氢元素的化合价从+1价降低到0价,水作氧
化剂;NaOH中各元素的化合价在反应前后均未发生变化,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂,A项错误;
B.第一个球形干燥管中碱石灰的作用是干燥H2,第二个球形干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气
和CO2进入U形管,因此,两碱石灰的作用不同,B项错误;
C.实验开始时,应先滴加NaOH溶液,待生成的H2排尽装置内空气后,再点燃酒精灯,C项错误;
D.若“铁的氧化物”为Fe3O4,2.32gFe3O4物质的量为0.01mol,0.01molFe3O4与H2反应生成H2O的物
质的量为0.04mol,则理论上U形管增重0.72g,D项正确;
答案选D。
15.在某新型催化剂作用下发生反应:2COg2NOg2CO2gN2gΔH0。该反应的正、
222
逆反应速率分别可表示为v正k正cCOcNO和v逆k逆cN2cCO2,k为速率常数,只与温
度有关(图1)。CO活化过程存在2种不同的反应机理(图2),*表示吸附状态。下列说法错误的是
k
A.该反应的平衡常数K正
k逆
B.图1所示的直线中,表示lgk逆随温度变化的直线是N
C.图2中的过渡态稳定性最好的是TS1
D.图2中CO*H*转化为C*OH*的决速步为COH*C*OH*
【答案】B
【解析】
kcNc2(CO)
【详解】A.当v=v时,kc2(CO)·c2(NO)=kc(N)·c2(CO),可得正22,A项
正逆正逆2222K
k逆c(CO)c(NO)
正确;
k正
B.该反应为放热反应,lgk为增函数,当温度升高时,lgk正和lgk逆均增大,但K=减小,说明lgk逆增
k逆
大的趋势要大于lgk正,则表示lgk逆随温度变化的直线是M,B项错误;
C.能量越低越稳定,则稳定性最好的是TS1,C项正确;
D.多步反应中,活化能(能垒)最大的步骤是决速步。COH转化为COH(经COH路径)分两
步:第一步:COHCOH,第二步:COHCOH,第二步活化能更大,因此该步是决速
步,D项正确;
故选B。
16.酒驾危害极大,某酒精检测仪原理如图所示,因正极成分变化,使用一段时间后需“充电”。复合电
极a可吸附乙醇并挥发乙酸,呼气成分不形成有机盐便不会进入电解液。下列说法正确的是
A.检测酒驾时,H由右室通过质子交换膜进入左室
B.若用NaOH溶液作电解液,换阴离子交换膜,该检测仪仍可长期使用
C.“充电”时,阳极的电极反应:2
PbSO42H2O2ePbO24HSO4
D.检测时电路中转移2mole,再“充电”恢复到检测前的状态,理论上负极区需补充9gH2O
【答案】D
【解析】
【分析】图为燃料电池,呼气通入的电极a上,呼出的乙醇在负极失去电子发生氧化反应生成乙酸,为原
电池的负极,则电极b为原电池的正极;充电时,电极a得电子,为阴极,电极b上失电子,为阳极,据
此分析作答。
【详解】A.根据分析,检测酒驾时,电极a为负极,电极b为正极,H+由负极移向正极,A项错误;
B.若用氢氧化钠溶液作电解液,会生成盐进入电解液,影响电解液的成分,导致检测仪失效,B项错误;
C.“充电”时阳极发生氧化反应失电子,电极反应为2,C项
PbSO42H2O2ePbO24HSO4
错误;
-++
D.检测时负极的电极反应:C2H5OH+H2O-4e=CH3COOH+4H,生成的H通过质子交换膜移向正极,电路中转移
-+-
2mole时,负极区减少9gH2O,“充电”时,电极a(阴极)的电极反应:2H+2e=H2↑,由右室进入左室的
+
H恰好反应完,不会引起负极区质量变化,因此理论上负极区需补充检测时减少的9gH2O,D项正确;
答案选D。
二、非选择题:
17.Cu2有一定的氧化性,化学小组探究Cu2与不同浓度卤素离子的反应。
【查阅资料】呈黄棕色,呈灰黑色,呈灰白色,呈白色,2呈黄绿色,
CuCl2CuI2CuClCuICuCl4
2呈棕褐色。
CuBr4
Ⅰ.准备溶液
(1)配制1溶液,需要用托盘天平称取胆矾()的质量为
50mL0.1molLCuSO4CuSO45H2O
___________g,下列玻璃仪器中实验必须用到的仪器有___________(填字母)。
A.B.C.D.
Ⅱ.探究Cu2与低浓度卤素离子的反应
(2)【实验预测与验证】卤素离子的还原性:ClBrI,请从原子结构的角度解释卤素离子还原性强
弱的原因:___________。小组同学推测弱氧化性的Cu2能氧化I,而不能氧化Cl、Br,并进行实验
ⅰ~ⅲ。
实验
实验操作加入试剂实验操作与现象
编号
2mL0.1molL1NaCl溶
ⅰ振荡后静置,无明显变化
液
2mL0.1molL1NaBr溶
ⅱ振荡后静置,无明显变化
液
出现棕黄色浊液,静置1天后析
ⅲ2mL0.1molL1NaI溶液出大量白色沉淀;上层清液能使
淀粉-KI试纸变蓝
(3)【实验分析】实验ⅲ中出现的白色沉淀是___________;实验iii中发生反应的离子方程式为___________。
Ⅲ.探究Cu2与高浓度卤素离子的反应
小组同学又探究了高浓度Cl、Br与Cu2的反应情况,继续完成实验ⅳ~ⅴ并记录实验现象。
实验编
实验操作加入试剂实验操作与现象
号
1gNaCl固固体由白色变为黄绿色浊液;上层清液能使
ⅳ
体淀粉-KI试纸变蓝
1gNaBr固固体由白色变为棕褐色浊液;上层清液能使
ⅴ
体淀粉-KI试纸变蓝
【提出问题】向NaCl固体中加入CuSO4溶液,生成的黄绿色物质是什么?
2
【科学猜想】猜想①:Cl与Cu发生氧化还原反应生成Cl2,氯水呈黄绿色;
猜想②:与2配位形成2,溶液呈黄绿色。
ClCuCuCl4
22
【查阅资料】CuHO(蓝色)4ClCuCl(黄绿色)4HO
2442
(4)甲同学根据实验ⅳ中淀粉-KI试纸变蓝的实验现象,推测猜想①成立。但乙同学不赞同甲同学的推断,
其理由可能是___________。
(5)丙同学设计实验验证猜想②成立。实验操作与现象是___________。
丙同学通过进一步实验验证了实验ⅴ中与2配位形成棕褐色的2,二者未发生氧化还原反
BrCuCuBr4
应。
(6)【实验结论与应用】在溶液中,Cu2的氧化性较弱,只能氧化还原性较强的I,而不能氧化Br和Cl。
已知反应22,则氧化性:2___________2(填“>”或“<”)。
I2SO3H2O2ISO42HCuSO3
【答案】(1)①.1.3②.BC
(2)Cl-、Br-、I-的最外层电子数相同,随着电子层数的增加,离子半径增大,原子核对最外层电子的吸引
力减弱,因此还原性:Cl-<Br-<I-
(3)①.CuI②.2
2Cu4I=2CuI+I2
-
(4)溶液中存在铜离子的干扰,铜离子可把I氧化为I2,使得试纸变蓝
(5)取适量iv中反应后的上层清液于试管中,加水稀释,若溶液颜色会由黄绿色变为蓝色,则可证明猜
想2成立
(6)>
【解析】
【小问1详解】
配制1溶液,需要胆矾的质量为
50mL0.1molLCuSO4CuSO45H2O
0.05L0.1molL-1250gmol-1=1.25g,但托盘天平的精度为0.1g,则应称取1.3g胆矾;需要用到
的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及50mL容量瓶,B、C项符合题意。
【小问2详解】
Cl-、Br-、I-的最外层电子数相同,随着电子层数的增加,离子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减
弱,最外层电子容易失去,因此还原性:Cl-<Br-<I-。
【小问3详解】
依据实验iii中的现象析出大量白色沉淀、上层清液能使淀粉-KI试纸变蓝,以及已知信息可知白色沉淀为
CuI,涉及的氧化还原反应为2。
2Cu4I=2CuI+I2
【小问4详解】
-
实验iii已经证明溶液中铜离子能把I氧化为I2,生成的I2使得淀粉-KI试纸变蓝,故实验iv中淀粉-KI
-
试纸变蓝可能是因为溶液中存在铜离子的干扰,铜离子可把I氧化为I2,使得试纸变蓝。
【小问5详解】
2+-2-
依据已知信息[Cu(H2O)4]+4Cl[CuCl4]+4H2O以及平衡移动原理,取适量iv中反应后的上层清液于试管
中,加水稀释,若溶液颜色会由黄绿色变为蓝色,则可证明猜想2成立。
【小问6详解】
依据已知信息22,可知I能氧化2,以及通过上述实验可知氧化性:
I2SO3H2O2ISO42H2SO3
Cu2+>I,得出氧化性:Cu2+>2。
2SO3
18.金属钌()堪称“工业催化剂之王”。某实验小组以含钌废液(主要成分是2、2)为原料制
RuRuO4Fe
备Ru的流程如下。
38
已知:①室温下,KspFe(OH)34.010;
②有机萃取剂N503对2有很强的萃取能力。
RuCl6
(1)“氧化蒸馏”中,2与加入的和稀硫酸反应生成和,该反应的离
RuO4KMnO4RuO4gMnO2s
子方程式为___________。
(2)采用“减压蒸馏”的原因是___________。
(3)“调pH”中,为了除去Fe3,“蒸余悬浊液”的pH至少应调至___________(忽略溶液体积变化;
lg40.6;离子浓度≤1.0105molL1时,可认为其沉淀完全)。
(4)“操作X”的名称为___________;该步骤结束后,“溶液”中钌主要以3、2的形式存在,
RuCl6RuCl6
为提高萃取剂N503对Ru的萃取率,加入的“试剂a”应选择___________(填字母)。
A.Na2SO3B.H2O2C.NaOHD.HCl
(5)“萃取”与“反萃取”过程中发生的反应可以表示为:(有机相)2(水
2ROHRuCl6
相)R2RuCl6(有机相)2OH(水相),“反萃取”时加入的“试剂b”为___________(填化学式)。
(6)“电解”时采用惰性电极电解水相中的2制备,写出对应的电极反应式:___________。
RuCl6Ru
(7)一种钌系催化剂晶胞结构如图,晶体中与Ba2最近且等距离的离子的数目为___________;当有1%
的Ru4被Rh3(铑离子)替代后,晶体中会失去部分O2产生缺陷,此时平均每个晶胞所含O2的数目为
___________。
【答案】(1)2++8H+↑+↓+
3RuO42MnO43RuO42MnO24H2O
(2)降低沸点,防止RuCl3·xH2O在高温下升华、分解或氧化(答防止RuCl3·xH2O分解、失去结晶水等合
理答案均可)
(3)3.2(4)①.过滤②.B
(5)NaOH(KOH等合理答案均可)
(6)2+=+-
RuCl64eRu6Cl
(7)①.12②.2.995
【解析】
【分析】首先通过氧化蒸馏将钌转化为挥发性的RuO4气体,与废液中杂质初步分离;随后用HCl吸收气体,
经减压蒸馏得到RuCl3·xH2O。对于蒸馏后的蒸余悬浊液,先调节pH利用溶度积原理使Fe(OH)3生成沉淀,
再经操作X(过滤)除去MnO等杂质;接着借助萃取剂N503和试剂a对2的强萃取能力完成萃取,
2RuCl6
加入试剂b通过反萃取得到高纯度含钌水相,最后经电解还原析出金属钌,由此分析解题。
【小问1详解】
“含钌废液”的主要成分是2、Fe2+,加入KMnO作为氧化剂,可以直接写出2反应的离子方程式:
RuO44RuO4
2++8H+3RuO↑+2MnO↓+4HO。
3RuO42MnO4422
【小问2详解】
减压蒸馏可以降低沸点,防止RuCl3·xH2O在高温下升华、分解或氧化。
【小问3详解】
3+-5-1-38-53-
当Fe浓度为1.0×10mol·L时,达到临界值,将其代入Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10=1.0×10×c(OH),根
-1
据lg4≈0.6,计算出c(OH)=341033,两边取-lg,得到pOH=0.61110.8,则可求出pH至少应
3
调至3.2。
【小问4详解】
“操作X”实现了固液分离,为过滤操作;已知信息中提到有机萃取剂N503对2-有很强的萃取能力,
RuCl6
故需要通过加入氧化剂,实现3-转化为2-,A,B,C,D四种物质中,只有HO具有强氧化性,B
RuCl6RuCl622
项符合题意。
【小问5详解】
根据反应2ROH(有机相)+2(水相)RRuCl(有机相)+2OH-(水相),反萃取就是使该反应平衡逆向移
RuCl626
动得到2,为了使平衡逆向移动,可以加入NaOH等碱性物质。
RuCl6
【小问6详解】
电解时采用惰性电极电解水相2制备Ru,释放出游离的Cl-,根据描述,对应的电极反应式为
RuCl6
2+=+-。
RuCl64eRu6Cl
【小问7详解】
2-2+4+2+
在该晶胞中,O位于面上,Ba位于顶角,Ru位于体心,根据均摊法,可得分子式为RuBaO3,与Ba最近且
等距离的为O2-,O2-周围有4个Ba2+,二者在分子式上存在3倍关系,则反之Ba2+周围有4×3=12个O2-。1个
晶胞中有1个Ru4+,当有1%的Ru4+被Rh3+替代后,阳离子电荷减少了1%×1=0.01,根据电荷守恒,阴离子
电荷也相应减少0.01,则O2-应减少0.005个,晶体中会失去部分O2-产生缺陷,原晶胞中O2-数目为3,则此
时平均每个晶胞所含O2-的数目为3-0.005=2.995。
19.乙二胺H2NCH2CH2NH2(EDA)可用于捕集CO2及分离回收废电池中的金属离子。
Ⅰ.EDA水溶液捕集CO2
反应ⅰEDAaqCO2gH3NCH2CH2NHCOOaqΔH1
反应ⅱH3NCH2CH2NHCOOaqCO2gHOOCHNCH2CH2NHCOOHaqΔH2
反应ⅲ2H3NCH2CH2NHCOOaqEDAaqHOOCHNCH2CH2NHCOOHaqΔH3
(1)反应ⅲ的ΔH3___________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
(2)下列有关说法错误的是___________(填字母)。
A.EDA易溶于水是因为自身能形成分子间氢键
B.具有两性
H3NCH2CH2NHCOO
C.增大EDA的浓度有利于CO2的捕集
D.CO2的捕集是熵增加的过程
1
(3)取20mL1molL乙二胺水溶液于离心管中,将CO2持续通入溶液中。当CO2的负载量为60%时,
n捕集CO2
该溶液捕集CO2的质量为___________g[已知:CO2]。
n起始EDA
Ⅱ.EDA水溶液分离回收废电池中的金属离子
(4)①基态Cu原子的价层电子轨道表示式为___________。
②已知EDA与Mn2形成的配合物难溶于水,而与Ni2、Co2形成的配合物易溶于水。在EDA与Mn2
形成的配合物(图1)中,提供孤电子对的配位原子为___________(填元素符号),配体数为___________。
22
(5)Cd与EDA在水溶液中存在如下平衡(K1、K2、K3是Cd的逐级稳定常数):
22
CdaqEDAaq[CdEDA]aqK1
22
[CdEDA]aqEDAaqCd(EDA)2aqK2
22
Cd(EDA)2aqEDAaqCd(EDA)3aqK3
向CdSO4溶液中缓慢加入EDA,实验测得各含Cd粒子的分布分数()随溶液中游离EDA浓度(c)的变
化关系如图2所示。
①曲线c表示为___________(填粒子符号)的分布分数随lgcEDA的变化曲线。
②M点时,lgcEDA=___________。(写出计算过程,结果用含K1、K2或K3的计算式表示)
【答案】(1)H2-H1(2)AD
(3)0.528(4)①.②.N③.3
+
2+lgK2lgK3
(5)①.[Cd(EDA)2]②.(其他正确形式也可)
2
【解析】
【小问1详解】
反应ⅲ=反应ⅱ-反应ⅰ,因此ΔH3ΔH2ΔH1;
【小问2详解】
A.EDA易溶于水是因为EDA与H2O形成分子间氢键,A项错误;
+-
B.H3NCH2CH2NHCOO既能与酸反应,又能与碱反应,因此具有两性,B项正确;
C.增大EDA的浓度、平衡正向移动,有利于CO2的捕集,C项正确;
D.CO2的捕集是熵减小的过程,D项错误;
故选AD;
【小问3详解】
n起始(EDA)=1mol/L×0.02L=0.02mol,n捕集(CO2)=α(CO2)×n起始(EDA)=0.02mol×60%=0.012mol,m捕集(CO2)=n
-1
捕集(CO2)×M(CO2)=0.012mol×44g·mol=0.528g;
【小问4详解】
①基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,则其价层
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