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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年中圖版選修4化學(xué)上冊階段測試試卷188考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、溫度分別為T1和T2時,將氣體X和氣體Y各0.16mol充入l0L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g),一段時間后達(dá)到平衡,反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表。溫度/Kt1t2t3t4T1n(Y)0.140.120.100.10T2n(Y)0.130.090.08
下列說法正確的是A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.溫度為T1時,0~t1時間段用Z表示的平均反應(yīng)速率為mol?L-1.min-1C.溫度為T2時,t3時刻剛好達(dá)到平衡狀態(tài)D.在T1下平衡后,保持其他條件不變,再充入0.2molZ,平衡時X的體積分?jǐn)?shù)不變2、在一定條件下,已達(dá)平衡的可逆反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g),下列說法中正確的是A.平衡時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K與各物質(zhì)的濃度有如下關(guān)系:K=B.改變條件后,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K一定不變C.如果改變壓強(qiáng)并加入催化劑,平衡常數(shù)會隨之變化D.若平衡時增加A和B的濃度,則平衡常數(shù)會減小3、25℃時,用蒸餾水稀釋10mLpH=11的氨水。下列敘述正確的是A.該10mL氨水的濃度為0.001mol/LB.稀釋至100mL時,溶液的pH小于10C.稀釋時,溶液中所有的離子的濃度均變小D.稀釋過程中,的值一定增大4、常溫下,下列說法正確的是A.向溶液中加入等濃度等體積的鹽酸:=+B.溶液中:C.pH相同的①溶液、②溶液中①<②D.pH=9的的的溶液中:5、氨分子中的一個氫原子被甲基取代后,所得甲胺的性質(zhì)與氨相似,也是一元弱堿,時,電離常數(shù)現(xiàn)用的稀硫酸滴定的甲胺溶液,溶液中的負(fù)對數(shù)與所加稀硫酸的體積的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是
A.甲胺在水中的電離方程式為因此溶液呈堿性B.C點所在溶液中C.D四點對應(yīng)的溶液中電離常數(shù)相等D.A點溶液中存在6、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,向2mol·L-1的NaOH溶液100mL中緩緩?fù)ㄈ?.48LCO2氣體,充分反應(yīng)后溶液中離子濃度大小排列順序正確的是A.c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)B.c(Na+)+c(H+)=c()+c(OH-)C.c(Na+)>c()>c(H+)>c(OH-)D.c(Na+)=c()>c(OH-)>c(H+)7、根據(jù)下表數(shù)據(jù);下列判斷正確的是。
。物質(zhì)。
HF
H3PO4
電離常數(shù)(25℃)
Ka=3.6×10-4
Ka1=7.5×10-3
Ka2=6.2×10-8
Ka3=2.2×10-13
A.在等濃度的NaF、NaH2PO4混合溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(F-)+c(H2PO4-)+c(OH-)B.少量H3PO4和NaF反應(yīng)的離子方程式為H3PO4+F-=H2PO4-+HFC.同溫同濃度時,溶液的pH:NaF>NaH2PO4>Na2HPO4D.結(jié)合H+的能力:PO43->F->HPO42-8、下列比較項與依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)事實不對應(yīng)的是。
。
比較項。
依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)事實。
A
比較Cl和S的非金屬性。
Na2S+2HCl=2NaCl+H2S↑
B
比較Fe2+和Br-的還原性。
6FeBr2+3Cl2(少量)=2FeCl3+4FeBr3
C
比較碳酸和苯酚的酸性。
C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3
D
比較氯化銀和碘化銀的溶解度。
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
A.AB.BC.CD.D9、下列實驗?zāi)苓_(dá)到目的且過程正確的是。
。編號。
實驗?zāi)康摹?/p>
實驗過程。
A
檢驗?zāi)臣t棕色氣體是否為溴蒸氣。
將氣體通入淀粉KI溶液中;觀察溶液是否變藍(lán)。
B
配制0.10mol·L-1的Na2CO3溶液。
稱取5.3g固體Na2CO3于燒杯中;加入少量蒸餾水溶解,冷卻后轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容。
C
觀察Mg條與CO2氣體反應(yīng)現(xiàn)象。
取一小段除去表面氧化膜的Mg條,用坩堝鉗夾持點燃,迅速投入到只充滿CO2氣體的集氣瓶中。
D
證明難溶物存在沉淀溶解平衡。
往黃色固體難溶物PbI2中加水;振蕩,靜置。取上層清液,然后加入NaI固體,產(chǎn)生黃色沉淀。
A.AB.BC.CD.D評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)10、在25℃;101kPa下;依據(jù)事實寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)1g乙醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱29.7kJ。則表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_____;
(2)已知拆開1molH﹣H鍵,1molN﹣H鍵,1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為________________;若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23克NO2需要吸收16.95kJ熱量。則其熱化學(xué)方程式為:_____;已知AX3的熔點和沸點分別為-93.6℃和76℃,AX5的熔點為167℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5,放出熱量123.8kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:__________11、在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率__(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)600℃時,在一容積為2L的密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,在反應(yīng)進(jìn)行至10min和20min時,分別改變了影響反應(yīng)速率的一個條件,反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖所示,前10min正反應(yīng)速率逐漸___(填“增大”“減小”或“不變”);前15min內(nèi)用SO3表示平均反應(yīng)速率為__。
(3)圖中反應(yīng)進(jìn)程,表示正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等的時間段是___。
(4)根據(jù)上圖判斷,10min時改變的反應(yīng)條件可能是___(填編號,下同);20min時改變的反應(yīng)條件可能是___。
A.加入催化劑B.縮小容器容積。
C.降低溫度D.增加O2的物質(zhì)的量12、現(xiàn)有25℃時0.1mol/L的氨水。請回答以下問題:
(1)若向氨水中加入少量硫酸銨固體,此時溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)________(填“增大”“減小”或“不變”);
(2)若向氨水中加入稀硫酸;使其恰好中和,寫出反應(yīng)的離子方程式:
_____________________________________________________________________;
所得溶液的pH________7(填“>”“<”或“=”);用離子方程式表示其原因:
_____________________________________________________________________。
(3)若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7,此時c(NH4+)=amol/L,則c(SO42-)=________;
(4)若向氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水與硫酸的體積比為1∶1,則所得溶液中各離子物質(zhì)的量濃度由大到小的關(guān)系是______________________________________。13、某二元酸HB在水中的電離方程式是HBH
的NaHB溶液顯酸性,原因是________________________________。
在的Na2B溶液中,下列粒子濃度關(guān)系式正確的是________填標(biāo)號
A.
B.
C.
D.14、弱電解質(zhì)在水溶液中的電離狀況可以進(jìn)行定量計算和推測。
(1)25℃時兩種酸的電離平衡常數(shù)如表所示。
①25℃時,0.100mol·L-1的NaA溶液中H+、OH-、Na+、A-、HA的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:_______。pH=8的NaA溶液中由水電離出的c(OH-)=_______mol·L-1。
②25℃時,0.100mol·L-1的NaHB溶液pH_______7,理由是_______。
③25℃時,向0.100mol·L-1的Na2B溶液中滴加足量0.100mol·L-1的HA溶液,反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)已知25℃時,向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液;各含磷微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。
①25℃,pH=3時溶液中c(H3PO4)∶c(H2PO)=_______。
②當(dāng)溶液pH由11到14時,所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:_______。15、25℃時,將pH=x氨水與pH=y的硫酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后,所得溶液中各種離子的濃度關(guān)系正確的是______。
A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-)
D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)16、含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液;在化學(xué)上用作緩沖溶液。向其中加入少量酸或堿時溶液的酸堿性變化不大。
(1)向該溶液中加入少量鹽酸時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________;向其中加入少量KOH溶液時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________。
(2)現(xiàn)將HA溶液和NaOH溶液等體積混合;得到緩沖溶液。
①若HA為該溶液顯酸性,則溶液中________(填“”、“”或“”)。
②若HA為該溶液顯堿性,溶液中所有的離子按濃度由大到小排列的順序是_______________。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)17、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、工業(yè)流程題(共4題,共32分)18、某工業(yè)生產(chǎn)上用銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))制備膽礬CuSO4?5H2O的流程如圖。
已知:有機(jī)萃取劑HR可以萃取Cu2+,其萃取原理(org為有機(jī)相)Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)。
(1)焙燒前粉碎的目的是_______。
(2)“調(diào)節(jié)pH時,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為_______,試劑X的最佳選擇是_______(填標(biāo)號)。
a.HClb.NaOHc.H2SO4d.NH3?H2O
(3)25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中各離子濃度及相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(lg2=0.3)。離子Fe3+Cu2+Ni2+Fe2+濃度/(mol·L-1)1.0×10-65.01.20對應(yīng)氫氧化物的Ksp6.4×10-382.2×10-202.0×10-158.0×10-16
該濾液的pH為_______;加入的Cu(OH)2_______(填“已經(jīng)”或“沒有”)完全溶解。
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌,洗滌該沉淀的操作為_______。
(6)上述流程中獲取金屬銅的方法是電解硫酸銅溶液。若電解200mL0.5mol/LCuSO4溶液,生成銅3.2g,此時溶液中離子濃度由大到小的順序是_______。19、汽車的大量使用給人們的出行帶來了便利;但也帶來了諸多社會問題,如廢舊鉛蓄電池的環(huán)境污染。通過下列工藝流程對廢舊鉛蓄電池進(jìn)行處理,可回收金屬鉛和粗硫酸。
已知:i.鉛膏的成分:
ii.常溫下,部分鉛鹽的濃度積:
回答下列有關(guān)問題:
(1)“翻料、傾料”操作后所得電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)是_______(填化學(xué)式)。
(2)“鉛膏”加水的目的是調(diào)成懸濁液,作用是_______。
(3)反應(yīng)I的化學(xué)方程式是_______。
(4)測得“析鉛”后的濾液中,對析出的進(jìn)行洗滌、干燥,得產(chǎn)品,則原鉛膏中的總物質(zhì)的量為_______濾液中_______(保留一位小數(shù))。濾液X中主要溶質(zhì)的用途有_______(填一種)。
(5)HBF4是一種強(qiáng)酸,則氣體Y為_______(填化學(xué)式)。20、某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、石墨和鋁箔等,該電池充電時負(fù)極(陰極)反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6,鋰電池充放電過程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化?,F(xiàn)利用以下工藝回收正極材料中的某些金屬資源。
回答下列問題:
(1)放電時電池總反應(yīng)方程式_______________;該工藝首先將廢舊電池“放電處理”的目的除安全外還有_______________。
(2)寫出“正極堿浸”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______________。
(3)分離操作1是_______________;“酸浸”步驟發(fā)生的氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式是_______________。
(4)“酸浸”時若用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺點是_______________。
(5)“沉鈷”過程中的實驗現(xiàn)象有_______________。21、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑,廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè).它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下:
(1)Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的還原劑是___________,氣體a的名稱是___________
(2)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是___________
(3)A的化學(xué)式是___________
(4)Ⅲ中電極X是___________,(填“陰極”“陽極”),其上發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________________。離子交換膜N是____(填“陰”“陽”)離子交換膜。
(5)ClO2是一種高效水處理劑,可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O,該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是_______。
(6)NaClO2變質(zhì)可轉(zhuǎn)化為NaClO3和NaCl。取等質(zhì)量變質(zhì)前后的NaClO2試樣配成溶液,分別與足量FeSO4溶液反應(yīng)時,消耗Fe2+的物質(zhì)的量_____(填“相同”“不相同”“無法判斷”)。評卷人得分五、實驗題(共2題,共20分)22、某學(xué)生通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量來計算中和熱。他將50mL0.5mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。請回答下列問題:
(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是_________;由圖可知該裝置有不妥之處,應(yīng)如何改正?_____。
(2)實驗中改用60mL0.50mol/L的鹽酸跟50mL0.55mol/L的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實驗相比,所放出的熱量_____(填“相等”或“不相等”);所求中和熱的數(shù)值會_____(填“相等”或“不相等”),理由是_____。
(3)該同學(xué)做實驗時有些操作不規(guī)范,造成測得中和熱的數(shù)值偏低,請你分析可能的原因是_____。
A.測量鹽酸的溫度后;溫度計沒有用水沖洗干凈B.把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩C.做本實驗的當(dāng)天室溫較高D.在量取鹽酸時仰視計數(shù)。
E.將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水。
(4)將V1ml1.0mol/LHCl溶液和V2ml未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溫度,實驗結(jié)果如下圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50mL)
通過分析圖像可知,做該實驗時環(huán)境溫度_____(填“高于”,“低于”或“等于”)22℃,該NaOH溶液的濃度約為_____mol/L。
(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c=4.18J·g-1·℃-1。為了計算中和熱,某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下:。
實驗序號起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液混合溶液120.020.223.2220.220.423.4320.320.525.6
依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算,該實驗測得的中和熱ΔH=_____(結(jié)果保留一位小數(shù))。23、某研究小組查閱資料發(fā)現(xiàn)與的反應(yīng)具有可逆性,推測亞鐵鹽與飽和碘水的混合液中會存在;并據(jù)此設(shè)計實驗1(如下圖所示)。發(fā)現(xiàn)溶液未變紅。該小組對溶液未變紅的原因進(jìn)行了如下探究。
I.初步探究。
實驗2:用煮沸冷卻后的蒸餾水重新配制兩種飽和溶液進(jìn)行實驗,實瞼記錄如下表。。編號飽和溶液飽和碘水石蠟油操作溶液現(xiàn)象2-11滴5mL1mL不加熱1滴無明顯現(xiàn)象2-21滴5mL1mL加熱一段時間后冷卻1滴無明顯現(xiàn)象
(1)研究小組同學(xué)根據(jù)所查閱資料寫出的與反應(yīng)的離子方程式為___________。
(2)實驗2中;加入石蠟油的目的是___________。
(3)小組同學(xué)做出推斷:反應(yīng)速率不是導(dǎo)致實驗1中溶液未變紅的主要原因;他們的理由是___________。
II.查閱資料,繼續(xù)探究:(資料)為不溶于水的白色固體。
實驗3:
(4)試管a的實驗現(xiàn)象說明濾液1中含有___________。
(5)試管b中,加入溶液后所產(chǎn)生實驗現(xiàn)象的原因是___________。
(6)甲同學(xué)對實驗3提出了質(zhì)疑,認(rèn)為其實驗現(xiàn)象并不能證明氧化了。他提出如下假設(shè):
i.可能是氧化了;
ii.可能是空氣中的O2氧化了。
他設(shè)計、實施了實驗4,實驗記錄如下表。。編號實驗操作實驗現(xiàn)象4在試管中加入1滴溶液,蒸餾水,1滴試劑一段時間后加入1滴溶液溶液不變紅
①試劑a是___________。
②依據(jù)實驗4,甲同學(xué)做出判斷:___________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、D【分析】【分析】
對于反應(yīng)X(g)+Y(g)?2Z(g),反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量相等,則增大壓強(qiáng),平衡不移動,由表中數(shù)據(jù)可知,達(dá)到平衡時,T2溫度剩余Y的物質(zhì)的量較少,則消耗較多,可知T2>T1,說明升高溫度平衡正向移動,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),計算平衡時各物質(zhì)的濃度,結(jié)合K=計算。
【詳解】
A.由以上分析可知該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);故A錯誤;
B.溫度為T1時,0~t1時間段的平均速率v(Z)=2v(Y)==mol?L?1?min?1;故B錯誤;
C.由以上分析可知,T2大于T1,溫度高反應(yīng)速率快,到達(dá)平衡的時間段,由表中數(shù)據(jù)可知T1時,t3時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則T2時,應(yīng)在t3前反應(yīng)達(dá)到平衡;故C錯誤;
D.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量相等;則增大壓強(qiáng),平衡不移動,保持其他條件不變,再充入0.2molZ,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),則平衡時X的體積分?jǐn)?shù)不變,故D正確;
故選:D。2、A【分析】【詳解】
A.在一定溫度時;當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數(shù),這個常數(shù)稱為化學(xué)平衡常數(shù)簡稱平衡常數(shù),故A正確;
B.K只隨溫度的改變而改變;如果改變溫度,平衡常數(shù)會變,故B錯誤;
C.K只隨溫度的改變而改變;所以改變壓強(qiáng)并加入催化劑,平衡常數(shù)也不會發(fā)生變化,故C錯誤;
D.K只隨溫度的改變而改變;增加A和B的濃度,平衡常數(shù)也不會改變,故D錯誤;
正確答案:A3、D【分析】【詳解】
A.一水合氨是弱電解質(zhì);在水溶液里部分電離,則溶液中氨水濃度大于氫氧根離子的濃度,25℃時,pH=11氨水的濃度大于0.001mol/L,故A錯誤;
B.一水合氨是弱電解質(zhì),加水稀釋促進(jìn)一水合氨電離,將10mLpH=11的氨水稀釋至100mL,氨水稀釋10倍后,溶液中氫氧根離子濃度大于原來的則稀釋后溶液的pH在10~11之間,故B錯誤;
C.加水稀釋促進(jìn)一水合氨電離,溶液中c(OH-)減小,溫度不變,則水的離子積常數(shù)不變,則溶液中c(H+)增大;故C錯誤;
D.加水稀釋氨水,促進(jìn)一水合氨電離,導(dǎo)致溶液中n(NH4+)增大、n(NH3·H2O)減小,則溶液中增大;故D正確;
故選D。
【點睛】
本題的易錯點為C,要注意稀釋氨水過程中,溶液中主要存在的離子的濃度均會減小,即c(OH-)、c(NH4+)、c(NH3·H2O)都會減小,但溫度不變,水的離子積常數(shù)不變,溶液中c(H+)增大。4、B【分析】【詳解】
A.碳酸鈉溶液中加入等濃度等體積的鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉溶液和氯化鈉溶液,根據(jù)物料守恒,n(Na)=n(C)+n(Cl),c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(Cl-);故A錯誤;
B.溶液中存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-),存在物料守恒:c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-),所以有c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S);故B正確;
C.次氯酸根離子的水解程度大于醋酸根離子的水解程度,pH相同的①CH3COONa溶液、②NaClO溶液,溶液的濃度①>②,因此pH相同的①CH3COONa溶液、②NaClO溶液中c(Na+):①>②;故C錯誤;
D.pH=9的0.1mol?L-1的NaHR溶液顯堿性,說明HR-的水解程度大于HR-的電離程度,溶液中:c(H2R)>c(R2-);故D錯誤;
故選B。
【點睛】
本題的易錯點為A,要注意反應(yīng)過程中沒有二氧化碳放出,碳酸鈉溶液中的物料守恒為c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3),反應(yīng)后的物料守恒為c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(Cl-),因此c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=c(Cl-)。5、D【分析】【詳解】
A.也是一元弱堿,可以電離出氫氧根離子,電離過程為可逆,電離方程式為:故A正確;
B.C點所在溶液中氫氧根離子濃度故B正確;
C.溫度不變;電離常數(shù)不變,C正確;
D.A點溶液中存在等物質(zhì)的量濃度的鹽和甲胺,溶液顯堿性,以甲胺的電離為主,D錯誤;
故選D。
【點睛】
本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡、酸堿反應(yīng)后溶液酸堿性判斷、水電離平衡影響因素、鹽類水解等,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等。6、A【分析】【詳解】
n(NaOH)=2mol·L-1×0.1L=0.2mol,n(CO2)==0.2mol,則反應(yīng)方程式為CO2+NaOH=NaHCO3,即充分反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)為NaHCO3,該溶液中存在碳酸氫根的水解,所以溶液顯堿性c(OH-)>c(H+),且c(Na+)>c(),所以該溶液中存在:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+);故答案為A。
【點睛】
確定溶液中的溶質(zhì)及物質(zhì)的量的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵,然后利用水解來解答即可。7、B【分析】【分析】
【詳解】
A.任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒,該混合溶液中還存在陰離子c(HPO42-)、c(PO43-),所以該混合溶液中存在的電荷守恒為c(Na+)+c(H+)=c(F-)+c(H2PO4-)+c(OH-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-);故A錯誤;
B.磷酸第一步電離平衡常數(shù)大于HF,HF電離平衡常數(shù)大于磷酸第二步、第三步電離平衡常數(shù),所以少量H3PO4和NaF反應(yīng)生成磷酸二氫鈉和HF,離子方程式為H3PO4+F-═H2PO4-+HF;故B正確;
C.酸的電離平衡常數(shù)越大,其對應(yīng)的酸根離子水解程度越小,相同溫度和相同濃度的鈉鹽溶液的pH越小,酸根離子水解程度:HPO42->F->H2PO4-,則同溫同濃度時,溶液的pH:Na2HPO4>NaF>NaH2PO4;故C錯誤;
D.酸的電離平衡常數(shù)越大,其對應(yīng)的酸根離子水解程度越小,則該酸根離子結(jié)合質(zhì)子能力越小,酸根離子水解程度PO43->HPO42->F-,則結(jié)合質(zhì)子能力PO43->HPO42->F-;故D錯誤;
故選B。
【點睛】
本題考查弱電解質(zhì)的電離,明確弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)與酸根離子水解程度關(guān)系是解本題關(guān)鍵,注意多元弱酸根離子水解程度,C為解答易錯點,酸的電離平衡常數(shù)越大,其對應(yīng)的酸根離子水解程度越小。8、A【分析】【分析】
【詳解】
A.比較Cl和S的非金屬性;要用最高價氧化物對應(yīng)的含氧酸的酸性去比較,故A選;
B.還原性,F(xiàn)e2+>Br-;氯氣只與亞鐵離子反應(yīng),故B正確;
C.酸性H2CO3>C6H5OH>HCO3―,C6H5ONa+CO2+H2O=C6H5OH+NaHCO3;故C正確;
D.溶解度:AgCl>AgI;AgCl轉(zhuǎn)化為AgI,故D正確;
故選A。9、D【分析】【分析】
【詳解】
A.紅棕色氣體NO2也能將KI氧化為I2;并使淀粉變藍(lán)色,A不合題意;
B.在配制溶液過程中;沒有在轉(zhuǎn)移溶液后洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒2~3次,并將洗滌液也注入容量瓶,B不合題意;
C.充滿CO2氣體的集氣瓶底沒有鋪一層細(xì)沙或少量玻璃棉;燃燒產(chǎn)生的熔融物易使瓶底破裂,C不合題意;
D.黃色固體難溶物PbI2加水靜置后的上層清液為PbI2飽和溶液,加入NaI固體,溶解后增大溶液中的c(I-),產(chǎn)生黃色沉淀應(yīng)為PbI2,表明I-與Pb2+發(fā)生反應(yīng)生成PbI2,從而說明溶液中存在PbI2的沉淀溶解平衡;D符合題意;
故選D。二、填空題(共7題,共14分)10、略
【分析】【分析】
熱化學(xué)方程式書寫;注意ΔH與反應(yīng)物用量成正比例關(guān)系。
【詳解】
(1)1mol乙醇的質(zhì)量為46g,所以乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=(-29.7×56)kJ?mol﹣1=﹣1366.2kJ?mol﹣1;
(2)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=(N≡N+3H-H)﹣6N-H=﹣92kJ?mol﹣1;每生成23克NO2,即0.5mol,需要吸收16.95kJ熱量,其熱化學(xué)方程式為N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ?mol﹣1;結(jié)合信息可知常溫下AX3為液態(tài),AX5為固態(tài),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ?mol﹣1。
【點睛】
燃燒熱的熱化學(xué)方程式可燃物的系數(shù)為1;利用鍵能計算焓變,應(yīng)該用反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能?!窘馕觥緾2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=﹣1366.2kJ?mol﹣1N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH=﹣92kJ?mol﹣1N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.8kJ?mol﹣1AX3(l)+X2(g)=AX5(s)ΔH=-123.8kJ?mol﹣111、略
【分析】【分析】
(1)結(jié)合溫度對速率的影響分析。
(2)10~15min反應(yīng)物濃度逐漸減小、生成物濃度逐漸增大,說明正反應(yīng)速率逐漸減小、逆反應(yīng)速率逐漸增大;根據(jù)n=計算前15min內(nèi)用SO2表示的平均反應(yīng)速率;
(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時;各組分的濃度不隨時間的變化而變化;
(4)10min到15min的時間段;化學(xué)反應(yīng)速率加快,二氧化硫和氧氣的量減小,三氧化硫的量增加;反應(yīng)進(jìn)行至20min時,氧氣的物質(zhì)的量增加,二氧化硫的減少,三氧化硫的增加,據(jù)此分析。
【詳解】
(1)降低溫度;化學(xué)反應(yīng)速率減??;
(2)根據(jù)圖示可知,10~15min反應(yīng)物濃度逐漸減小、生成物濃度逐漸增大,說明正反應(yīng)速率逐漸減??;15min時三氧化硫的物質(zhì)的量為0.04mol,前15min內(nèi)用SO3表示的平均反應(yīng)速率為:v(SO3)==1.33×10-3mol/(L?min);
(3)根據(jù)圖示曲線變化可知;15~20min;25~30min時間段,各組分的濃度不隨時間的變化而變化,說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);
(4)根據(jù)圖像所示信息,10min到15min的時間段,化學(xué)反應(yīng)速率加快,可以是加了催化劑或者是增大壓強(qiáng),或縮小容器體積,故答案為AB;反應(yīng)進(jìn)行至20min時,氧氣的物質(zhì)的量增加,二氧化硫的減少,三氧化硫的增加,可以推斷是增加了O2的量,故答案為D?!窘馕觥竣?減?、?減?、?1.33×10-3mol/(L?min)④.15~20min和25~30min⑤.AB⑥.D12、略
【分析】【詳解】
(1)氨水為弱堿,電離方程式為NH3.H2ONH4++OH-,加入硫酸銨固體,增加了NH4+的濃度,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,但加入NH4+的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于向逆反應(yīng)方向消耗掉的NH4+,故變??;
(2)氨水為弱電解質(zhì),加入強(qiáng)電解質(zhì)稀硫酸,恰好完全反應(yīng),說明是酸堿中和完全,生成的是強(qiáng)酸弱堿鹽,會發(fā)生水解,NH4++H2ONH3·H2O+H+,故溶液顯酸性,pH<7;
(3)c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+2c(SO42-),而pH=7,即c(H+)=c(OH-),所以硫酸根濃度時銨根濃度的一半,即mol·L-1;
(4)生成的硫酸銨,為強(qiáng)酸弱堿鹽,故溶液顯酸性,又因NH4+會發(fā)生水解,但只是少量一部分,綜上有c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)?!窘馕觥繙p小NH3·H2O+H+=NH4++H2O<NH4++H2ONH3·H2O+H+mol·L-1c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)13、略
【分析】【分析】
(1)H2B第一步完全電離、第二步部分電離,則HB-只能電離不能水解;根據(jù)氫離子和氫氧根離子濃度相對大小確定溶液的酸堿性;
(2)任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒和物料守恒;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)H2B第一步完全電離、第二步部分電離,則HB?只能電離不能水解,導(dǎo)致溶液中c(H+)>c(OH?);所以溶液呈酸性;
故答案為:HB?只能電離不能水解;
(2)A.H2B第一步完全電離,所以溶液中不存在H2B,根據(jù)物料守恒,應(yīng)該為c(B2?)+c(HB?)=0.1mol/L;故A正確;
B.HB-不會進(jìn)一步水解,所以溶液中沒有H2B分子;故B錯誤;
C.溶液中存在質(zhì)子守恒,根據(jù)質(zhì)子守恒得c(OH?)=c(H+)+c(HB?);故C正確;
D.根據(jù)電荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH?)+c(HB?)+2c(B2?);故D錯誤;
故答案選AC。
【點睛】
本題的解題關(guān)鍵在于H2B第一步完全電離、第二步部分電離,在分析判斷是要注意HB?只能電離不能水解,故溶液中不含H2B分子?!窘馕觥竣?只能電離,不能水解②.14、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知,HA、H2B是弱酸,由于Ka1(H2B)>Ka1(HA)>Ka2(H2B),所以,酸性強(qiáng)弱關(guān)系為:H2B>HA>HB-。
(2)分析圖可知,向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液,H3PO4的含量逐漸下降,H2PO4-先增大后減小,HPO42-也是先增大后減小,PO43-一直增大;pH=2時,H3PO4和H2PO4-含量相等,pH=7.1時,H2PO4-和HPO42-含量相等,pH=12.2時,HPO42-和PO43-含量相等;這些信息可用于電離常數(shù)的計算??稍诖嘶A(chǔ)上解各小題。
【詳解】
(1)①根據(jù)題意可知,HA是弱酸,所以A-會水解:A-+H2O?HA+OH-,使溶液顯堿性,但水解微弱;加上其它的水的電離,有c(OH-)>c(HA),所以各粒子物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:Na+、A-、OH-、HA、H+;NaA溶液中的c(OH-)均由水電離,所以,溶液中由水電離出的c(OH-)=10-14-10-8。答案為:Na+、A-、OH-、HA、H+;10-6;
②Ka1(H2B)×Ka2(H2B)=10-2×10-6=10-8>Kw,所以,HB-的電離程度大于其水解程度,NaHB溶液顯酸性,pH<7。答案為:<;HB-的電離程度大于其水解程度;
③根據(jù)分析可知,酸性強(qiáng)弱關(guān)系為:H2B>HA>HB-。根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律,HA和Na2B溶液能反應(yīng)生成HB-,但不能生成H2B,所以反應(yīng)為:HA+B2-=A-+HB-。答案為:HA+B2-=A-+HB-;
(2)①根據(jù)分析可知,pH=2時,H3PO4和H2PO4-含量相等,則Ka1(H3PO4)==c(H+)=10-2,則pH=3時有:10-2=c(H3PO4)∶c(H2PO4-)=1∶10;
②由圖可知,當(dāng)溶液pH由11到14時,所發(fā)生的變化主要是HPO42-→PO43-,所以該反應(yīng)的離子方程式為:HPO42-+OH-=PO43-+H2O,答案為:HPO42-+OH-=PO43-+H2O。
【點睛】
二元弱酸H2A的酸式酸根離子HA-的水解與電離程度比較:若Ka1Ka2>Kw,則電離>水解,其強(qiáng)堿鹽(如NaHA)溶液顯酸性;若Ka1Ka2<Kw,則電離<水解,其強(qiáng)堿鹽(如NaHA)溶液顯堿性。【解析】①.Na+、A-、OH-、HA、H+②.10-6③.<④.HB-的電離程度大于其水解程度⑤.HA+B2-=A-+HB-⑥.1∶10(或0.1)⑦.HPO42-+OH-=PO43-+H2O15、B:C【分析】【詳解】
A.二者混合時,氨水過量,所以溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+);故A錯誤;
B.二者混合時,氨水過量,所以溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),根據(jù)電荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+),離子濃度大小為c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+);故B正確;
C.任何溶液中都存在電荷守恒,根據(jù)電荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-);故C正確;
D.二者混合時,氨水過量,所以溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),根據(jù)電荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+);故D錯誤;
故選:BC。
【點睛】
x+y=14,常溫下某氨水的pH=x,則氨水中c(OH-)=10x-14mol/L,某硫酸的pH=y,硫酸中c(H+)=10-ymol/L,所以氨水中c(OH-)等于硫酸中c(H+),一水合氨是弱電解質(zhì),硫酸是強(qiáng)電解質(zhì),二者等體積混合,氨水過量,溶液呈堿性。16、略
【分析】【分析】
(1)含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液;向其中加入少量酸或堿時,溶液的酸堿性變化不大,是由于加入酸時生成弱電解質(zhì),加入堿時生成正鹽,溶液中氫離子或氫氧根離子濃度變化不大而起到緩沖作用;
(2)HA溶液和NaOH溶液等體積混合;反應(yīng)后,溶質(zhì)為等濃度的HA和NaA,根據(jù)溶液的酸堿性以及電荷守恒就行分析判斷。
【詳解】
(1)含有弱酸HA和其鈉鹽NaA的混合溶液,向其中加入少量酸或堿時,溶液的酸堿性變化不大,是由于加入少量酸時發(fā)生反應(yīng):A-+H+=HA,加入少量堿時發(fā)生反應(yīng):HA+OH-=H2O+A-,溶液中氫離子或氫氧根離子濃度變化不大而起到緩沖作用,故答案為:A-+H+=HA;HA+OH-=H2O+A-;
(2)HA溶液和NaOH溶液等體積混合;反應(yīng)后,溶質(zhì)為等濃度的HA和NaA;
①若HA為該溶液顯酸性,說明c(H+)>c(OH-),根據(jù)溶液中電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),可知c(Na+)<c(CH3COO-),故答案為:
②若HA為該溶液顯堿性,則c(H+)<c(OH-),根據(jù)溶液中電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CN-),可知c(Na+)>c(CN-),又電離和CN-水解是微弱的,則離子濃度由大到小的排列順序是:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),故答案為:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
【點睛】
等濃度的弱酸HA和NaA的混合溶液中存在電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),物料守恒2c(Na+)=c(HA)+c(A-),質(zhì)子守恒2c(H+)+c(HA)=2c(OH-)+c(A-);但溶液顯什么性,取決于HA的電離程度和A-水解程度的大小關(guān)系,例如①若HA為的電離程度大于CH3COO-水解程度,溶液顯酸性,c(H+)>c(OH-),根據(jù)電荷守恒可得c(Na+)<c(CH3COO-),則離子濃度由大到小的排列順序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
②若HA為的電離程度小于CN-水解程度,溶液顯堿性,則c(H+)<c(OH-),根據(jù)電荷守恒可得,c(Na+)>c(CN-),則離子濃度由大到小的排列順序是:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);這是高頻考點,也是學(xué)生們的易錯點?!窘馕觥竣?A-+H+=HA②.HA+OH-=H2O+A③.④.c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)三、判斷題(共1題,共2分)17、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、工業(yè)流程題(共4題,共32分)18、略
【分析】【分析】
由題中流程可知,銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))粉碎焙燒,充分氧化,煙氣的主要成分為二氧化硫,加稀硫酸酸浸,過濾,濾渣1為SiO2和不溶于酸的雜質(zhì),濾液中加入H2O2,氧化Fe2+生成Fe3+,再加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,繼續(xù)過濾,濾渣2為Fe(OH)3;濾液中加入HR進(jìn)行萃取,除去鎳離子,有機(jī)相中加入硫酸進(jìn)行反萃取,水相的主要成分為硫酸銅溶液,加熱蒸發(fā),冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥即可獲得產(chǎn)品。
【詳解】
(1)由上述分析可知;焙燒前粉碎的目的是增大接觸面積,提高反應(yīng)速率,使礦石充分氧化;答案為增大接觸面積,提高反應(yīng)速率;
(2)由上述分析可知,加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;由題中信息Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)可知,要使平衡逆向移動,則增加H+濃度,即有機(jī)相中加入硫酸進(jìn)行反萃取,可以分離銅離子,還不會產(chǎn)生雜質(zhì),所以選項c正確;答案為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;c;
(3)由題中表格數(shù)據(jù)可知,25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中c(Fe3+)=1.0×10-6mol/L,c(Cu2+)=5.0mol/L,因為Ksp[Fe(OH)3]=6.4×10-38,所以c(Fe3+)×c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3],則c(OH-)===4×10-11mol/L,c(H+)==×10-3mol/L,pH=3+lg4=3+2lg2=3.6;又c(Cu2+)×c2(OH-)=5×(4×10-11)2=8×10-21<Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以Cu(OH)2已經(jīng)完全溶解;答案為3.6;已經(jīng);
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,即NiSO4與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;答案為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌;洗滌該沉淀的操作為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;答案為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;
(6)電解CuSO4溶液,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,200mL0.5mol/L的CuSO4溶液中n(CuSO4)=0.2L×0.5mol/L=0.1mol,生成銅3.2g,物質(zhì)的量為=0.05mol,故生成H2SO40.05mol,溶液中CuSO4為0.1mol-0.05mol=0.05mol,電解后的溶液為CuSO4、H2SO4混合溶液,溶液呈酸性,溶液中銅離子水解、水發(fā)生電離,故n(H+)>0.05mol×2=0.1mol,n()=0.1mol,n(Cu2+)<0.05mol,溶液中氫氧根濃度很小,故故答案為:.【解析】(1)增大接觸面積;提高反應(yīng)速率。
(2)2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3+3Cu2+c
(3)3.6已經(jīng)。
(4)2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O
(5)向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀;待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次。
(6)19、略
【分析】【分析】
廢舊鉛蓄電池,“翻料、傾料”得二氧化硫把鉛膏中的還原為加入碳酸銨把轉(zhuǎn)化為HBF4和碳酸鉛反應(yīng)生成Pb(BF4)2,電解Pb(BF4)2得到金屬Pb。
【詳解】
(1)廢舊鉛蓄電池中的電解質(zhì)是硫酸,“翻料、傾料”操作后所得電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)是
(2)“鉛膏”加水調(diào)成懸濁液;可以增大反應(yīng)物的接觸面積,加快后續(xù)化學(xué)反應(yīng)速率;
(3)反應(yīng)I是用二氧化硫把鉛膏中的還原為化學(xué)方程式是
(4)測得“析鉛”后的濾液中,對析出的進(jìn)行洗滌、干燥,得產(chǎn)品,根據(jù)鉛元素守恒,原鉛膏中的總物質(zhì)的量為濾液中“析鉛”過程是硫酸鉛和碳酸銨反應(yīng)生成碳酸鉛和硫酸銨;濾液X中的溶質(zhì)是硫酸銨,硫酸銨可以用作化肥。
(5)HBF4是一種強(qiáng)酸,HBF4和碳酸鉛反應(yīng)生成Pb(BF4)2和二氧化碳,則氣體Y為
【點睛】
本題以廢舊鉛蓄電池回收金屬鉛和粗硫酸為載體,考查化學(xué)工藝流程,明確目的和反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵,掌握沉淀轉(zhuǎn)化,會根據(jù)溶度積常數(shù)進(jìn)行計算,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力?!窘馕觥竣?②.增大反應(yīng)物的接觸面積,加快后續(xù)化學(xué)反應(yīng)速率③.④.1000.1⑤.⑥.作化肥⑦.20、略
【分析】【分析】
廢舊鋰離子電池放電拆解處理后;正極用氫氧化鈉溶液,堿溶過濾得到的濾液,調(diào)節(jié)溶液pH,過濾得到氫氧化鋁沉淀;濾渣加入硫酸,過氧化氫調(diào)節(jié)溶液pH過濾,得到的濾液中加入萃取劑萃取分液得到的水層為硫酸鋰,有機(jī)層通過反萃取得到的水層為硫酸鈷溶液,加入碳酸氫銨溶液,沉淀鈷離子,得到碳酸鈷固體,據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)該電池充電時負(fù)極(陰極)反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6,說明放電時負(fù)極反應(yīng)式為LixC6-xe-=6C+xLi+,充放電過程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,則放電過程中,Li1-xCoO2和LixC6發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成LiCoO2和C,反應(yīng)方程式為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C,該工藝首先將廢舊電池“放電處理”的目的除安全外,通過放電,將Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中,提高鋰的回收率,故答案為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C;Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中;提高鋰的回收率;
(2)正極中含有鋁,鋁易溶于強(qiáng)堿溶液生成AlO2-,反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)分離操作1是用有機(jī)溶劑萃取分離出硫酸鋰溶液,因此操作1是萃取、分液;酸浸時反應(yīng)物有硫酸、過氧化氫以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反應(yīng)方程式為:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,故答案為:萃取、分液;2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;
(4)由題中信息知LiCoO2具有強(qiáng)氧化性,加入鹽酸有污染性氣體氯氣生成,污染環(huán)境,因此不能用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液;故答案為:有氯氣生成,污染較大;
(5)“沉鈷”過程中硫酸鈷和碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸鈷沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;實驗現(xiàn)象為:產(chǎn)生無色無味的氣體和沉淀,故答案為:產(chǎn)生氣體和沉淀。
【點睛】
本題的易錯點和難點為(4),要注意題中“鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)”,結(jié)合“充電時陰極反應(yīng)為6C+xLi++xe-=LixC6”,說明LiCoO2具有強(qiáng)氧化性,可能將鹽酸氧化生成氯氣?!窘馕觥竣?Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C②.Li+從負(fù)極中脫出進(jìn)入正極材料中,提高鋰的回收率③.2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑④.萃取、分液⑤.2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O⑥.有氯氣生成,污染較大⑦.產(chǎn)生(無色無味的)氣體、產(chǎn)生沉淀(或溶液變渾濁)21、略
【分析】【分析】
ClO2和雙氧水在II中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaClO2和氣體a,該反應(yīng)中Cl元素化合價由+4價變?yōu)?3價,則O元素化合價由-1價變?yōu)?價,所以生成的氣體a是O2,離子反應(yīng)方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;硫酸鈉溶液通入離子隔膜電解池中,在III中發(fā)生電解,根據(jù)圖知,電極Y生成氫氧化鈉,說明電極Y為陰極,陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH,所以生成的氣體b是H2;電極X為陽極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,所以a是O2,同時生成硫酸,所以A溶液是硫酸;酸性條件下,在I中NaClO3、Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2氣體和硫酸鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)根據(jù)上述分析,I中NaClO3、Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2氣體和硫酸鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+2H++SO32-=2ClO2↑+SO42-+H2O,失電子化合價升高的反應(yīng)物是還原劑,還原劑是Na2SO3;氣體a是O2,故答案為Na2SO3;氧氣;
(2)堿性條件下,ClO2、H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧氣、ClO2-和水,Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O,故答案為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O;
(3)通過以上分析知,電解硫酸鈉溶液,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,同時生成硫酸,所以A是硫酸,硫酸在陽極附近生成,故答案為H2SO4;
(4)根據(jù)上述分析,Ⅲ中電極X陽極,陽極上氫氧根離子放電生成氧氣,電極反應(yīng)式為2H2O?4e?=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2+2H2O),電極Y為陰極,陰極上生成氫氣同時陰極附近生成NaOH,溶液中的鈉離子通過離子交換膜N進(jìn)入陰極區(qū),因此離子交換膜N為陽離子交換膜,故答案為陽極;2H2O?4e?=O2↑+4H+(或4OH--4e-=O2+2H2O);陽;
(5)5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O反應(yīng)中,4NaClO2→4ClO2,+3價的氯元素化合價升高到+4價,所以NaClO2是還原劑;1NaClO2→1NaCl,+3價的氯元素的化合價降低到-1價,所以NaClO2作氧化劑;所以該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4;故答案為1∶4;
(6)NaClO2變質(zhì)可轉(zhuǎn)化為NaClO3和NaCl,Cl元素從+3價變?yōu)?5價和-1價,反應(yīng)為3NaClO2=2NaClO3+NaCl,NaClO2試樣與足量FeSO4溶液反應(yīng)3ClO2-+12Fe2++6H2O=4Fe(OH)3↓+3Cl-+8Fe3+,最終得到Cl元素由+3價變?yōu)?1價,所以NaClO2變質(zhì)前后分別與Fe2+反應(yīng)時;最終均得到等量NaCl,Cl元素均由+3價變?yōu)?1價,根據(jù)電子守恒,兩個過程中得到的電子的物質(zhì)的量相同,故答案為相同。
【點睛】
明確I、II、III中發(fā)生的反應(yīng)及物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵。本題的易錯點為(5),要注意5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O中NaClO2
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