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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2025年人教版選修4化學上冊月考試卷455考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共8題,共16分)1、一定條件下,在水溶液中1molClOx-(x=0;1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法錯誤的是。

A.上述離子中結合H能力最強的是EB.上述離子中最穩(wěn)定的是AC.C→B+D反應的熱化學方程式為2ClO2-(aq)=ClO3-(ag)+ClO-(aq)△H=-76kJ·mol-1D.B→A+D的反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和2、反應3A(g)2B(g)+C(g)+Q(Q>0)的反應速率隨時間變化如下圖所示,在t1、t2、t3、t4時刻都只有一個條件發(fā)生改變。下列判斷正確的是。

A.t6~t7階段,C的百分含量最大B.t2~t3階段,A的轉化率最小C.t3時,改變因素一定是使用了催化劑D.t5時,改變因素一定是升高了溫度3、向密閉容器中通入氣體和氣體在一定條件下發(fā)生反應;反應至時,的濃度減少了的物質(zhì)的量減少了有生成;反應內(nèi),平均反應速率則下列說法正確的是A.反應內(nèi),B.C.反應時,的轉化率為D.如果其他條件不變,將容器的容積變?yōu)閯t正反應速率變大,逆反應速率變小4、已知:某溫度下,在容積為1L的密閉容器中充入1mol和在一定條件下反應,測得的物質(zhì)的量隨時間的變化關系如圖所示。下列說法正確的是。

A.從反應開始到平衡,的平均反應速率B.此溫度下,該反應的平衡常數(shù)為C.縮小體積,既能增大反應速率,又能提高的轉化率D.欲增大平衡狀態(tài)時可采用升高溫度的方法5、常溫下,下列各溶液的敘述中正確的是A.NaHSO3與Na2SO3混合溶液中:3c(Na+)=c(HSO3-)+c(SO32-)B.0.1mol/L的醋酸鈉溶液20mL與0.1mol/L鹽酸10mL混合后溶液顯酸性:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(Cl-)>c(H+)C.等物質(zhì)的量濃度等體積的NH4HSO4和NaOH溶液混合:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)D.向1.00L0.3mol/LNaOH溶液中緩慢通入0.2molCO2氣體,溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)6、溶液滴定鄰苯二甲酸氫鉀(鄰苯二甲酸的)溶液,混合溶液的相對導電能力變化曲線如圖所示,其中b點為反應終點下列敘述不正確的是。

A.a點離子濃度:B.b點溶液中存在:C.c點溶液中存在:D.從a到c的變化過程中,水的電離程度先增大后減小7、常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸溶液中;混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述正確的是。

A.曲線M表示pH與的變化關系B.的數(shù)量級為C.NaHX溶液中D.當混合溶液呈中性時,8、某工廠采用如圖裝置處理化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2S廢氣;已知電解池中的兩個電極均為惰性電極。下列說法不正確的是。

A.若交換膜為質(zhì)子交換膜,則NaOH溶液的濃度逐漸變大,需要定期更換B.若交換膜為陽離子交換膜,b電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色沉淀C.電極a為陽極D.反應池中處理H2S的反應是H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+評卷人得分二、多選題(共5題,共10分)9、某反應過程能量變化如圖所示;下列說法正確的是。

A.反應過程a有催化劑參與B.該反應為放熱反應,熱效應等于ΔHC.改變催化劑,可改變該反應的活化能D.有催化劑條件下,反應的活化能等于E1+E210、工業(yè)上可采用CH3OHCO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國科研人員通過計算機模擬;研究了在鈀基催化劑表面甲醇制氫的反應歷程如圖所示,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用標注。下列說法正確的是()

已知:甲醇(CH3OH)脫氫反應的第一步歷程;有兩種可能方式:

方式Ⅰ:CH3OH*→CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol-1

方式Ⅱ:CH3OH*→CH3*+OH*Eb=+249.3kJ·mol-1A.CH3OH*→CO*+2H2(g)的ΔH>0B.①②都為O-H鍵的斷裂過程C.由活化能E值推測,甲醇裂解過程主要歷經(jīng)的方式應為ⅡD.放熱最多階段的化學方程式為CHO*+3H*→CO*+4H*11、一定溫度下,在三個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。容器編號溫度(℃)起始物質(zhì)的量(mol)平衡物質(zhì)的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)CH3OCH3(g)H2O(g)Ⅰ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090

A.該反應的正方應為放熱反應B.達平衡時,容器Ⅱ中CH3OCH3的濃度大于0.16mol/LC.達平衡時,容器Ⅲ中比容器Ⅱ中的大D.若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH(g)0.30mol、CH3OCH3(g)1.50mol和H2O(g)0.30mol,則反應將向逆反應方向進行12、常溫下,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,分別向20mL0.1mol/LNaHCO3溶液和CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液;滴定曲線如圖所示。下列敘述正確的是。

A.b點溶液中粒子濃度大小關系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COOH)>c(OH-)B.c點溶液中存在:c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)C.溶液中由水電離出c(H+)大小關系:bD.d點溶液中:=18013、下列說法正確的是A.一定溫度下,反應MgCl2(1)="=Mg(1)+"Cl2(g)的B.水解反應NH+4+H2ONH3·H2O+H+達到平衡后,升高溫度平衡逆向移動C.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應D.對于反應2H2O2==2H2O+O2↑,加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)14、為解決大氣中CO2的含量增大的問題;某科學家提出“綠色自由”構想:把工廠排出的富含CO2的廢氣經(jīng)凈化吹入碳酸鉀溶液吸收,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學反應使廢氣中的CO2轉變?yōu)槿剂霞状??!熬G色自由”構想的部分技術流程如下:

(1)合成塔中反應的化學方程式為______________________;已知△H<0,從平衡移動原理分析,低溫有利于提高原料氣的平衡轉化率。而實際生產(chǎn)中采用300℃的溫度,除考慮溫度對反應速率的影響外,還主要考慮了____________________________________。

(2)從合成塔分離出甲醇的原理與下列_______操作的原理比較相符(填字母)。

A.過濾B.分液C.蒸餾D.結晶。

(3)工業(yè)流程中一定包括“循環(huán)利用”,“循環(huán)利用”是提高效益、節(jié)能環(huán)保的重要措施。“綠色自由”構想技術流程中能夠“循環(huán)利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,還包括________________。

(4)在體積為2L的合成塔中,充入2molCO2和6molH2,測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。從反應開始到平衡,v(H2)=______________;能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的措施有_______________________。

(5)如將CO2與H2以1:4的體積比混合,在適當?shù)臈l件下可制得CH4。

巳知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.3kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ/mol

寫出CO2(g)與H2(g)反應生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學方程式________________。15、2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示,已知1molSO2(g)被氧化為1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1?;卮鹣铝袉栴}:

(1)圖中A、C分別表示:________、________。

(2)圖中ΔH=___kJ·mol-1。

(3)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ·mol-1,計算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH并寫出其熱化學反應方程式:________。16、碳是形成化合物種類最多的元素;其單質(zhì)及形成的化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。

(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成物質(zhì)N,其能量變化如圖所示。則M、N相比,較穩(wěn)定的是_____(填“M”或“N”)。

(2)已知:C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=bkJ·moL-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=ckJ·moL-1,則C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=____(用a、b、c表示)kJ·moL-1。

(3)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應熱ΔH=____。

化學鍵C—HC—FH—FF—F鍵能(kJ·mol-1)41448956515517、某溫度下;在2L的密閉容器中,X;Y、Z三種氣體隨時間變化的曲線如圖所示。

請回答下列問題:

(1)由圖中數(shù)據(jù)分析:該反應的化學方程式為_____________________。

(2)反應開始至2min,Z的平均反應速率為____,此時X的轉化率為_____。

(3)5min時Z的生成速率與6min時Z的生成速率相比較,前者______后者(填“大于”;“小于”或“等于”)。

(4)對于該反應,能增大正反應速率的的措施是________

A.增大容器容積B.移走部分YC.通入大量XD.升高溫度E.加催化劑。

(5)此反應在三種不同情況下的反應速率分別為:

①v(X)=6mol/(L·min)②v(Y)=6mol/(L·min)③v(Z)=8mol/(L·min)

其中反應速率最快的是________(填編號)。

(6)下列各項中不可以說明上述反應達到平衡的是______(填字母)。

a.混合氣體的密度不變。

b.混合氣體的壓強不變。

c.同一物質(zhì)的正反應速率等于逆反應速率。

d.X的濃度保持不變。

e.生成1molZ和同時生成1.5molX

f.X、Y、Z的反應速率之比為3∶1∶218、一定溫度下10L密閉容器中發(fā)生某可逆反應,其平衡常數(shù)表達為:K=

根據(jù)題意完成下列填空:

(1)寫出該反應的化學方程式___;若溫度升高,K增大,該反應是___反應(填“吸熱”或“放熱”)。

(2)能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的是___(選填編號)。

a.v正(H2O)=v逆(H2)b.容器中氣體的相對分子質(zhì)量不隨時間改變。

c.消耗nmolH2同時消耗nmolCOd.容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量不隨時間改變。

(3)該反應的v正隨時間變化的關系如圖。t2時改變了某種條件,改變的條件可能是___、___。(填寫2項)

(4)實驗測得t2時刻容器內(nèi)有1molH2O,5min后H2O的物質(zhì)的量是0.8mol,這5min內(nèi)H2O的平均反應速率為___。19、化學電池的發(fā)明;是貯能和供能技術的巨大進步。

(1)如圖所示裝置中;Zn片是_____(填“正極”或“負極”),Cu片上發(fā)生的電極反應為_____。

(2)該裝置是典型的原電池裝置;可將氧化還原反應釋放的能量直接轉變?yōu)殡娔?,能證明產(chǎn)生電能的實驗現(xiàn)象是_____。

(3)2019年諾貝爾化學獎授予對鋰離子電池研究做出突出貢獻的科學家。某鋰離子電池的工作原理如圖:

下列說法不正確的是_____(填序號)。

①A為電池的正極。

②該裝置實現(xiàn)了電能轉化為化學能。

③電池工作時,電池內(nèi)部的鋰離子定向移動20、利用電化學原理,將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O廢水,如下圖所示;電解過程中溶液發(fā)生反應:Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。

(1)甲池工作時,NO2轉變成綠色硝化劑Y,Y是N2O5;可循環(huán)使用。則石墨Ⅰ是電池的________極;石墨Ⅰ附近發(fā)生的電極反應式為__________________________________。

(2)工作時,甲池內(nèi)的NO向___________極移動(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”);在相同條件下,消耗的O2和NO2的體積比為____________。

(3)乙池中Fe(Ⅰ)棒上發(fā)生的電極反應為_________________________________。

(4)若溶液中減少了0.01molCr2O則電路中至少轉移了___________mol電子。評卷人得分四、判斷題(共1題,共3分)21、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分五、工業(yè)流程題(共3題,共15分)22、高純度碳酸鋰:是制造鋰離子電池必不可少的原材料。某鋰云母礦采用硫酸鹽焙燒法生產(chǎn)高純度碳酸鋰的工藝流程如下:

已知(i)用Men+表示金屬陽離子、HR表示有機萃取劑,“萃取”原理可以表示為:Men++2nHR?Me(HR2)n+nH+

(ii)上述溶劑萃取法(利用萃取劑HR對雜質(zhì)離子的特殊選擇性)與化學凈化除雜法(采用分步沉淀法逐一分離雜質(zhì)離子)

除雜效果對比如下表。Al3+Mn2+Fe3+Ca2+SiO2Li+化學凈化法浸出率/%99.799.7497.8597.9796.876.1溶劑萃取法浸出率/%99.5499.3999.2197.8997.073.3(1)將最終產(chǎn)品進行焰色反應;可觀察到火焰呈___________(填標號)。

A.紫紅色B.紫色C.黃色。

(2)為提高“焙燒”效率;常采取的措施是_________________________________(寫兩點)。

(3)操作1用到的主要玻璃儀器有燒杯;___________。

(4)萃取劑的濃度對萃取率的影響如下圖所示,則選擇萃取劑濃度為___________mol·L-1為宜;“反萃取”步驟用到的試劑A是______________________;流程中循環(huán)使用的物質(zhì)除HR、CO2外;還有__________________。

(5)“碳化反應”的化學反應方程式_______________________。

(6)由除雜效果分析,溶劑萃取法相對于化學凈化除雜法的優(yōu)勢為_______________________________。23、我國電池的年市場消費量約為80億只,其中70%是鋅錳干電池,利用廢舊鋅錳干電池制備硫酸鋅晶體(ZnSO4·7H2O)和純MnO2的工藝如下圖所示:

已知:

①鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe;炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2;碳粉等;還含有少量的Cu、Ag、Fe等。

②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

(1)除去炭包中碳粉的操作為_____________。

A.酸浸B.過濾C.焙炒D.焙燒。

(2)粗MnO2轉化為MnSO4時,主要反應的離子方程式為_____________________。

(3)焙燒時發(fā)生反應的化學方程式為_____________。

(4)制備硫酸鋅晶體流程中,用ZnO調(diào)節(jié)溶液pH的目的是______________________________,若溶解時不加H2O2帶來的后果是____________________。

(5)“草酸鈉-高錳酸鉀返滴法”可測定MnO2的純度:取agMnO2樣品于錐形瓶中,加入適量稀硫酸,再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量),最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,達終點時消耗V2mL標準KMnO4溶液。

①MnO2參與反應的離子方程式為_____________。

②該樣品中MnO2的質(zhì)量分數(shù)為__________________(假定雜質(zhì)不參與反應,列出表達式即可)。24、磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池的電極材料。某化工廠以鐵紅、鋰輝石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的鹽);碳粉等原料來生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰。其主要工藝流程如圖:

已知:2LiAl(SiO3)2+H2SO4(濃)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓。溫度/℃20406080溶解度(Li2CO3)/g1.331.171.010.85溶解度(Li2SO4)/g34.232.831.930.7

(1)從濾渣Ⅰ中可分離出Al2O3,如圖所示。請寫出生成沉淀的離子方程式___。

(2)濾渣Ⅱ的主要成分是:___(填化學式)。

(3)向濾液Ⅱ中加入飽和Na2CO3溶液,過濾后,用“熱水洗滌”的原因是___。

(4)寫出在高溫下生成磷酸亞鐵鋰的化學方程式:___。

(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導Li+。試寫出該電池放電時的正極反應:___。若用該電池電解飽和食鹽水(電解池電極均為惰性電極),當電解池兩極共有4480mL氣體(標準狀況)產(chǎn)生時,該電池消耗鋰的質(zhì)量為___。評卷人得分六、有機推斷題(共1題,共8分)25、某溫度時,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請回答下列問題:

(1)A點表示Ag2SO4是_____(填“過飽和”“飽和”或“不飽和”)溶液。

(2)該溫度下Ag2SO4的溶度積常數(shù)Ksp=_____。(列式帶入數(shù)據(jù)并計算出結果)

(3)現(xiàn)將足量的Ag2SO4固體分別加入:

a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。

b.10mL蒸餾水。

c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。

則Ag2SO4的溶解程度由大到小的順序為_____(填字母)。

(4)向Ag2SO4懸濁液中加入足量Na2CrO4固體,可觀察到有磚紅色沉淀生成(Ag2CrO4為磚紅色),寫出沉淀轉化的離子方程式:_____。參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、A【分析】【詳解】

A.酸根離子對應的酸越弱;結合氫離子能力越強,E對應的是高氯酸根離子,高氯酸是最強的無機酸,酸根離子結合氫離子能力最弱,故選A;

B.能量越低越穩(wěn)定原理;A最穩(wěn)定,故不選B;

C.△H=生成物的總能量-反應物的總能量=64+60-2×100=-76kJ·mol-1,所以C→B+D反應的熱化學方程式為2ClO2-(aq)=ClO3-(aq)+ClO-(aq)△H=-76kJ·mol-1;故不選C;

D.3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO3-(aq)的△H=生成物的總能量-反應物的總能量=反應物的鍵能之和-小于生成物的鍵能之和=0+64-3×60=-116kJ·mol-1;所以反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和,故不選D;

正確答案:A。

【點睛】

本題考查反應熱的有關計算,注意掌握根據(jù)蓋斯定律、熱化學方程式進行的計算,題目較簡單;△H=生成物的總能量-反應物的總能量=反應物的鍵能之和-小于生成物的鍵能之和。2、D【分析】【分析】

由圖中反應速率的變化可知,t1時增了生成物的濃度,t3時加入了催化劑或增大了體系壓強,t4時減小了體系壓強或使用了抑制劑,t5時升高溫度,t1時化學平衡逆向移動,A的轉化率減小,C的百分含量減小,t3、t4時化學平衡不移動,t5時化學平衡逆向移動,A的轉化率進一步減小,C的百分含量進一步減小,因此t6~t7階段A的轉化率最小,0~t1階段C的百分含量最大。

【詳解】

3A(g)2B(g)+C(g)+Q(Q>0)說明該反應△H<0;反應前后氣體體積不變,壓強對化學平衡無影響。

由圖中反應速率的變化可知,t1時速率增加且平衡逆向移動,改變條件為增了生成物的濃度,t3時速率同等程度增加,改變的條件為加入了催化劑或增大了體系壓強,t4時速率同等程度減小,改變的條件為減小了體系壓強或使用了抑制劑,t5時速率增大且平衡逆向移動;改變的條件為升高溫度。

t1時化學平衡逆向移動,A的轉化率減小,C的百分含量減小,t3、t4時化學平衡不移動,t5時化學平衡逆向移動,A的轉化率進一步減小,C的百分含量進一步減小,因此t6~t7階段A的轉化率最小,0~t1階段C的百分含量最大。

A.0~t1階段;C的百分含量最大,A錯誤;

B.t6~t7階段A的轉化率最小;B錯誤;

C.t3時速率同等程度增加;改變的條件為加入了催化劑或增大了體系壓強,C錯誤;

D.t5時速率增大且平衡逆向移動;改變的條件為升高溫度,D正確;

故合理選項是D。

【點睛】

本題考查反應速率與時間圖象、影響反應速率與化學平衡移動的因素,注意根據(jù)正、逆速率判斷平衡移動方法。3、B【分析】【詳解】

A.根據(jù)題干信息結合平衡三段式列式,A減少量和生成C的物質(zhì)的量之比等于速率之比等于計量數(shù)之比,平均反應速率vC=vA/2;

反應內(nèi),故A錯誤;

B.依據(jù)A的列式計算x:y:p:q==2:3:1:6;故B正確;

C.反應平衡時,B的轉化率為==故C錯誤;

D.如果其他條件不變;將容器的容積變?yōu)?L,是體積縮小的變化;壓強增大,正逆反應速率均增大,故D錯誤;

故選B。4、C【分析】【詳解】

A.由圖可知,從開始到平衡生成為結合反應可知消耗氫氣為的平均反應速率故A錯誤;

B.在容積為1L的密閉容器中充入1mol和結合圖中數(shù)據(jù)可知;

故B錯誤;

C.縮小體積,壓強增大,且該反應為氣體體積減小的反應,平衡正向移動,則既能增大反應速率,又能提高的轉化率;故C正確;

D.該反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,則欲增大平衡狀態(tài)時可采用降低溫度的方法,故D錯誤。

故選C。5、C【分析】【詳解】

A.任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒,如果NaHSO3與Na2SO3混合溶液中二者濃度之比為1:1,根據(jù)物料守恒得2c(Na+)=3c(HSO3-)+3c(SO32-)+3c(H2SO3);選項A錯誤;

B.二者混合后,溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,CH3COOH電離程度大于CH3COO-水解程度,溶液呈酸性,氯離子不水解,所以存在c(CH3COOH)<c(Cl-);選項B錯誤;

C.等物質(zhì)的量的NH4HSO4和NaOH溶液混合,二者恰好反應生成等物質(zhì)的量濃度的Na2SO4、(NH4)2SO4,NH4+水解導致溶液呈酸性,溶液中存在物料守恒,根據(jù)物料守恒得c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+),銨根離子水解程度較小,所以離子濃度大小順序是c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);選項C正確;

D.n(NaOH)=0.3mol/L×1L=0.3mol,n(CO2)=0.2mol,n(NaOH):n(CO2)=0.3mol:0.2mol=3:2,二者恰好反應生成等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3、Na2CO3,CO32-水解程度大于HCO3-,所以c(CO32-)<c(HCO3-);選項D錯誤;

故答案選C。6、B【分析】【詳解】

A.a點溶質(zhì)為KHA,電離程度大于水解程度,因此離子濃度:故A正確;

B.b點為反應終點,溶質(zhì)為K2A、Na2A且兩者濃度相等,根據(jù)電荷守恒得到溶液呈堿性,因此溶液中存在:故B錯誤;

C.根據(jù)ab段消耗氫氧化鈉大于bc段消耗氫氧化鈉,因此溶液中存在:故C正確;

D.KHA到K2A、Na2A,再到K2A、Na2A;NaOH的混合液液;水的電離程度先增大后減小,故D正確。

綜上所述,答案為B。7、D【分析】【詳解】

為二元弱酸,以第一步電離為主,則酸性條件下,則pH相同時由圖像可知N為的變化曲線,M為的變化曲線,當或時,說明或濃度相等,結合圖像可計算電離常數(shù)并判斷溶液的酸堿性。

A.由以上分析可知曲線M表示pH與的變化關系;故A錯誤;

B.時,此時則可知的數(shù)量級為故B錯誤;

C.由圖像可知,時,即此時可知電離程度大于水解程度,則NaHX溶液呈酸性,溶液中故C錯誤;

D.由圖像可知當時,則故D正確。

故選D。8、A【分析】【分析】

由裝置可知,反應池中的反應物為硫化氫廢氣與氯化鐵溶液發(fā)生氧化還原反應生成硫、氯化氫和氯化亞鐵,反應的化學方程式為H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl,反應生成的氯化亞鐵在陽極a電極上失電子發(fā)生氧化反應生成氯化鐵,生成的氯化鐵進入反應池循環(huán)使用,電極b為電解池陰極;水在陰極上得電子發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧根。

【詳解】

A項;若交換膜為質(zhì)子交換膜;氫離子由左向右移動加入陰極室,與放電生成的氫氧根發(fā)生中和反應生成水,陰極室中NaOH溶液的濃度不變,故A錯誤;

B項、若交換膜為陽離子交換膜,三價鐵離子由左向右移動加入陰極室,在b電極區(qū)與氫氧根反應生成紅褐色氫氧化鐵沉淀;故B正確;

C項;電極a為陽極;氯化亞鐵在陽極上失電子發(fā)生氧化反應生成氯化鐵,生成的氯化鐵進入反應池循環(huán)使用,故C正確;

D項、由裝置可知,反應池中的反應物為硫化氫廢氣與氯化鐵溶液發(fā)生氧化還原反應生成硫、氯化氫和氯化亞鐵,反應的離子方程式為H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+;故D正確;

故選A。二、多選題(共5題,共10分)9、BC【分析】【分析】

【詳解】

A.由圖示可知反應過程a需要的活化能較高;沒有催化劑參與,錯誤;

B.由于反應物的能量高于生成物的能量;多余的能量就以熱能的形式釋放出來。所以該反應為放熱反應,熱效應等于反應物與生成物能量的差值ΔH,正確;

C.改變催化劑;改變了反應途徑,降低了反應的活化能,但是反應熱不變,正確;

D.E1是正反應的活化能,E2是中間產(chǎn)物的活化能,有催化劑條件下,正反應的活化能等于E1;錯誤。

答案選B。10、AD【分析】【分析】

【詳解】

A.△H=生成物相對能量-反應物相對能量,根據(jù)圖示可知生成物的能量比反應物的能量高,因此該反應為吸熱反應,ΔH>0;A正確;

B.根據(jù)圖示可知過程①是斷裂H-O鍵;過程②斷裂的是C-H鍵,B錯誤;

C.催化劑能降低反應的活化能;加快反應速率,方式I的活化能低,說明甲醇裂解過程主要精力方式為I,C錯誤;

D.由圖可知CHO*和3H*轉化為CO*和4H*這一步放出熱量最多,反應方程式為:CHO*+3H*→CO*+4H*;D正確;

故合理選項是AD。11、AD【分析】【詳解】

A.對比I、Ⅲ可知,升高溫度CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量減??;說明升高溫度,平衡逆向移動,而升高溫度,化學平衡向吸熱反應移動,故該反應的正反應為放熱反應,A正確;

B.Ⅱ等效為Ⅰ中平衡基礎上壓強增大一倍,該反應是氣體體積不變的反應,增大壓強化學平衡不移動,因此容器Ⅰ中的CH3OH體積分數(shù)與容器Ⅱ中的相等。I中平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量是0.080mol,則容器Ⅱ中CH3OCH3的物質(zhì)的量為n(CH3OCH3)=2×0.080mol=0.16mol。反應容器是1L,則II達到平衡時CH3OCH3的物質(zhì)的量濃度為c(CH3OCH3)==0.16mol/L;B錯誤;

C.II中達到平衡時,c(CH3OCH3)==0.16mol/L,c(CH3OH)==0.08mol/L,=0.5;III中達到平衡時,c(CH3OCH3)==0.090mol/L,c(CH3OH)==0.020mol/L,=0.222<0.25,所以達平衡時,容器Ⅲ中比容器Ⅱ中的小;C錯誤;

D.容器Ⅰ中平衡時c(CH3OCH3)=c(H2O)==0.080mol/L,c(CH3OH)==0.04mol/L,容器Ⅰ中化學平衡常數(shù)K1==4,若起始時向容器Ⅰ中充入CH3OH(g)0.30mol、CH3OCH3(g)1.50mol和H2O(g)0.30mol,由于容器的容積是1L,則物質(zhì)的濃度與其物質(zhì)的量在數(shù)值上相等,此時濃度商Qc==5>4=K;則反應將向逆反應方向進行,D正確;

故合理選項是AD。12、BD【分析】【詳解】

A.b點是20mL0.1mol/LCH3COOH溶液中滴入10mL0.1mol/L氫氧化鈉溶液發(fā)生反應生成的CH3COONa和過量CH3COOH等濃度的混合溶液,此時溶液pH<7,則c(H+)>c(OH-),說明CH3COOH的電離作用大于CH3COONa的水解作用,所以c(CH3COO-)>c(Na+),鹽電離產(chǎn)生的Na+濃度遠大于弱酸CH3COOH電離產(chǎn)生的H+的濃度,但酸電離程度是微弱的,主要以電解質(zhì)分子存在,所以c(CH3COOH)>c(H+),醋酸分子發(fā)生電離而消耗,所以c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),故溶液中微粒濃度大小關系為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);A錯誤;

B.c點是20mL0.1mol/LNaHCO3溶液中滴入20mL0.1mol/L氫氧化鈉溶液發(fā)生反應生成的碳酸鈉溶液,溶液中存在質(zhì)子守恒,水電離出氫氧根離子濃度等于所有氫離子濃度總和,c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-);B正確;

C.a點是Na2CO3、NaHCO3等濃度的混合溶液,促進水的電離;b點是等濃度CH3COONa和CH3COOH混合溶液,溶液的pH<7,說明醋酸電離作用大于CH3COONa的水解作用,水電離平衡受到抑制作用;c點是Na2CO3溶液,該鹽是強堿弱酸鹽,水解使溶液顯堿性,促進水的電離;d點是pH等于7的CH3COONa和CH3COOH混合的中性溶液,水的電離平衡的抑制作用與促進作用相等,對水電離平衡移動無影響,根據(jù)溶液pH大小可知,四點水電離程度:bc(H+)就越大,故溶液中由水電離出c(H+)關系為:b

D.d點溶液pH=7為中性,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,×==180;D正確;

故答案選BD。13、AD【分析】【詳解】

略三、填空題(共7題,共14分)14、略

【分析】【分析】

廢氣通入飽和碳酸鉀溶液,發(fā)生反應CO2+H2O+K2CO3=2KHCO3;高溫水蒸氣通入分解池,碳酸氫鉀受熱分解生成碳酸鉀、水、CO2,二氧化碳與氫氣在合成塔中反應生成甲醇,反應方程式為CO2+3H2CH3OH+H2O;此反應為放熱反應,工業(yè)生產(chǎn)條件選擇要考慮轉化率;反應速率、對催化劑的影響、材料、成本等多方面,可以采用較高溫度(催化劑活性強)、高壓、適當催化劑。

【詳解】

(1)根據(jù)工藝流程可知,合成塔內(nèi)反應是氫氣與二氧化碳反應生成甲醇和水,化學方程式為CO2+3H2CH3OH+H2O;實際生產(chǎn)中采用300℃的溫度;除考慮溫度對反應速率的影響外,還主要考慮了溫度對催化劑活性的影響;

答案:CO2+3H2CH3OH+H2O催化劑的催化活性。

(2)從合成塔出來的主要為甲醇與水的混合液;甲醇與水互溶,沸點相差大,因此采用蒸餾法分離;

答案:C

(3)由流程圖可以找出循環(huán)利用的物質(zhì)還有高溫水蒸氣;

答案:高溫水蒸氣。

(4)三行式法進行計算:CO2+3H2CH3OH+H2O;

C(初)1.03.000

ΔC0.82.40.80.8

C(平)0.20.60.80.8

v(H2)=(2.4mol/L)/10min=0.24mol/(L?min);如果使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大;可以采用增大氫氣的量,或者加壓;降溫等;

答案:增大H2的用量等。

(5)巳知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.3kJ/mol

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律②×2-①,可得CO2(g)+2H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol;

答案:CO2(g)+2H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol;【解析】①.CO2+3H2CH3OH+H2O②.催化劑的催化活性③.C④.高溫水蒸氣⑤.0.24mol/(L?min)⑥.增大H2的用量等⑦.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ/mol15、略

【分析】【分析】

(1)根據(jù)A;C分別表示反應物總能量和生成物總能量;

(2)根據(jù)參加反應SO2的物質(zhì)的量之比等于對應的△H之比;

(3)根據(jù)單質(zhì)硫的燃燒熱以及1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的反應熱利用蓋斯定律來求;

【詳解】

(1)圖中A;C分別表示反應物總能量、生成物總能量;

(2)因1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJ?mol-1,所以2molSO2(g)氧化為2molSO3(g)的△H=-198kJ?mol-1,則2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198kJ?mol-1;

(3)因單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ?mol-1,則S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296kJ?mol-1,而1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJ?mol-1,則SO2(g)+O2(g)=SO3(g)ΔH2=-99kJ?mol-1,由蓋斯定律可得:S(s)+O2(g)=SO3(g)△H=-296kJ?mol-1+(-99kJ?mol-1)=-395kJ?mol-1,所以S(s)生成3molSO3(g)的△H為-395kJ?mol-1×3=-1185kJ?mol-1,其熱化學反應方程式:3S(s)+O2(g)=3SO3(g)ΔH=-1185kJ·mol-1。【解析】反應物能量生成物能量-198S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-296kJ·mol-1,SO2(g)+O2(g)=SO3(g)ΔH2=-99kJ·mol-1,3S(s)+O2(g)=3SO3(g)ΔH=-1185kJ·mol-116、略

【分析】【分析】

(1)M轉化為N是吸熱反應;所以N的能量高,不穩(wěn)定;

(2)燃燒熱是1mol可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量;根據(jù)蓋斯定律來回答;

(3)化學反應的焓變可以用反應物和生成物的鍵能計算;依據(jù)△H=反應物鍵能之和?生成物鍵能之和計算得到。

【詳解】

(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成N,:△H=+88.6kJ?mol?1;過程是吸熱反應,N暗處轉化為M,是放熱反應,能量越低越穩(wěn)定,說明M穩(wěn)定,故答案為:M;

(2)將已知反應依次編號為①、②、③,由蓋斯定律可知2×①+②+③]×得到熱化學方程式C(s)+O2(g)=CO2(g),則△H=△H1+=a+故答案為:a+

(3)由反應熱△H=反應物鍵能之和?生成物鍵能之和,結合圖表中鍵能數(shù)據(jù)可知△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol?(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=?1940kJ/mol,故答案為:?1940kJ/mol?!窘馕觥縈a+-1940kJ·mol-117、略

【分析】【詳解】

(1)由圖象可以看出;反應中X;Y的物質(zhì)的量減少,應為反應物,Z的物質(zhì)的量增多,應為生成物,當反應進行到2min時,△n(Y)=0.1mol,△n(Z)=0.2mol,△n(X)=0.3mol,則△n(Y):△n(Z):△n(X)=1:2:3,參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學計量數(shù)之比,則反應的方程式為:3X+Y?2Z,故答案為3X+Y?2Z;

(2)反應開始至2min末,Z的反應速率為:v===0.05mol/(L?min),X的轉化率為×100%=30%;

(3)圖象分析可知;反應到5min后,物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,說明反應達到平衡狀態(tài),所以5min時Z的生成速率與6min時Z的生成速率相同,故答案為等于;

(4)根據(jù)影響反應速率的因素;降低溫度反應速率減小,如果使用合適的催化劑,增加體系組分濃度,升溫,其反應速率增大,故答案為CDE;

(5)化為用同一物質(zhì)表示的反應速率,則①v(X)=6mol/(L·min)②v(Y)=6mol/(L·min),v(X)=3v(Y)=18mol/(L·min)③v(Z)=8mol/(L·min),v(X)=1.5v(Y)=12mol/(L·min),比較可知;反應速率最快的是②,故答案為②;

(6)a.氣體質(zhì)量和體積不變,無論該反應是否達到平衡狀態(tài),容器內(nèi)密度始終不變,所以混合氣體的密度不再變化不能判斷平衡狀態(tài),故a錯誤;b.該反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應,當容器內(nèi)壓強保持不變時,正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài),混合氣體的壓強不再變化說明反應達到平衡狀態(tài),故b正確;c.同一物質(zhì)的正反應速率等于逆反應速率說明達到化學平衡狀態(tài),故c正確;d.各組分濃度不變達到化學平衡狀態(tài),所以X的濃度保持不變說明達到化學平衡狀態(tài),故d正確;e.生成1molZ和同時生成1.5molX,說明正逆反應速率相等,即達到化學平衡狀態(tài),故e正確;f.各組分反應速率之比等于其化學計量數(shù)之比,故X、Y、Z的反應速率之比為3:1:2,故f錯誤,故答案為af。【解析】①.3X+Y?2Z②.0.05mol/(L?min)③.30%④.等于⑤.CDE⑥.②⑦.af18、略

【分析】【分析】

(1)根據(jù)化學平衡常數(shù)表達式及元素守恒知,反應物還有C,所以該反應方程式為C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動;

(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,反應體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變、百分含量不變以及由此引起的一系列物理量不變;

(3)改變條件時反應速率增大,改變的條件可能是溫度、壓強、反應物濃度;

(4)反應速率=

【詳解】

:(1)根據(jù)化學平衡常數(shù)表達式及元素守恒知,反應物還有C,所以該反應方程式為C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,K增大說明平衡正向移動,所以正反應是吸熱反應,故答案為:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);吸熱;

(2)a.當v正(H2O)=v逆(H2)=v逆(H2O)時,正逆反應速率相等,所以反應達到平衡狀態(tài),故正確;

b.反應前后氣體的物質(zhì)的量不相同,氣體質(zhì)量變化,容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化即達到平衡,故正確;

c.無論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在消耗nmolH2同時消耗nmolCO,所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故錯誤;

d.無論反應是否達到平衡狀態(tài)容器中物質(zhì)的總物質(zhì)的量都不隨時間改變,所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故錯誤;

故選ab;

(3)改變條件時反應速率增大,改變的條件可能是升高溫度、增大壓強、增大反應物濃度,故答案為:升高溫度;增大水蒸氣的濃度;

(4)反應速率故答案為0.004mol/(L﹒min)?!窘馕觥竣?C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)②.吸熱③.ab④.升高溫度⑤.增大水蒸汽的濃度⑥.0.004mol/(L﹒min)19、略

【分析】【分析】

(1)由圖可知;活潑金屬鋅做原電池的負極,不活潑金屬銅做原電池的正極;

(2)由圖可知;該裝置為銅鋅硫酸原電池,該裝置實現(xiàn)了電能轉化為化學能;

(3)由圖給示意圖可知;該裝置為原電池,由電子和鋰離子的移動方向可知,A電極為電源的負極,B為電源的正極,電池工作時,鋰離子向正極B電極移動。

【詳解】

(1)由圖可知,活潑金屬鋅做原電池的負極,不活潑金屬銅做原電池的正極,氫離子在正極上得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣,電極反應式為2H++2e-=H2↑,故答案為:負極;2H++2e-=H2↑;

(2)由圖可知;該裝置為銅鋅硫酸原電池,該裝置實現(xiàn)了電能轉化為化學能,能證明產(chǎn)生電能的實驗現(xiàn)象為電流表指針發(fā)生偏轉,故答案為:電流表指針發(fā)生偏轉;

(3)由圖給示意圖可知;該裝置為原電池,由電子和鋰離子的移動方向可知,A電極為電源的負極,B為電源的正極,電池工作時,鋰離子向正極B電極移動,則①②錯誤,故答案為:①②。

【點睛】

原電池中,電子由負極經(jīng)導線向負極移動,陽離子向正極方向移動是解答關鍵?!窘馕觥控摌O2H++2e-=H2↑電流表指針發(fā)生偏轉①②20、略

【分析】(1)甲池工作時,NO2轉變成N2O5,說明氮元素的化合價升高,石墨Ⅰ為負極,電極反應式為NO2+NO3--e-=N2O5,石墨Ⅱ為正極,故答案為負;NO2+NO3--e-=N2O5;

(2)由于石墨Ⅰ為負極,原電池中陰離子向負極移動,根據(jù)得失電子守恒計算1molO2反應中轉移4mol電子,4molNO2轉變成N2O5,轉移4mol電子,相同狀況下氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比,故O2和NO2的體積比為1:4;故答案為石墨Ⅰ;1:4;

(3)由于石墨Ⅰ為負極,故Fe(Ⅰ)為陽極,鐵失去電子生成亞鐵離子,電極反應為Fe-2e-=Fe2+,故答案為Fe-2e-=Fe2+;

(4)根據(jù)Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,0.01molCr2O72-能夠氧化0.06molFe2+,即電解過程中需要生成0.06molFe2+,F(xiàn)e(I)為陽極,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+;故轉移電子的物質(zhì)的量為0.06mol×2=0.12mol,故答案為0.12。

點睛:本題考查原電池與電解原理,明確各個電極上發(fā)生的反應、物質(zhì)之間的轉化是解本題關鍵。本題的難點是(4)的計算,需要根據(jù)Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O計算出電解過程中生成的Fe2+,再根據(jù)電極反應式進行計算,注意電路中轉移的電子與Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O中轉移的電子是不一樣的?!窘馕觥控揘O2+NO-e-===N2O5石墨Ⅰ1∶4Fe-2e-===Fe2+0.12四、判斷題(共1題,共3分)21、×【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】錯五、工業(yè)流程題(共3題,共15分)22、略

【分析】【分析】

鋰云母礦采用加硫酸鈉焙燒后,加稀硫酸過濾除去二氧化硅、硫酸鈣等不溶性雜質(zhì),所得濾液加入有機萃取劑HR,“萃取”原理為:Men++2nHR?Me(HR2)n+nH+,由表知,Al3+、Mn2+、Fe3+、殘留Ca2+離子被萃取劑結合后進入有機相,水溶液主要含為Li+、SO2-4,水相中加入飽和碳酸鈉沉鋰,生成Li2CO3沉淀和硫酸鈉;過濾后沉淀中加入去離子水;二氧化碳發(fā)生碳化反應,碳酸鋰和和水和二氧化碳生成碳酸氫鋰,過濾得碳酸氫鋰,碳酸氫鋰熱分解生成高純度的碳酸鋰,以此來解析;

(1)

鋰元素的焰色反應為紫紅色;將最終產(chǎn)品碳酸鋰進行焰色反應,可觀察到火焰呈紫紅色;

選A。

(2)

為提高“焙燒”效率;常采取的措施是將礦石細磨;充分攪拌、適當升高溫度等。

(3)

操作1為萃取分液;用到的主要玻璃儀器有燒杯;分液漏斗。

(4)

萃取劑要最大程度地萃取溶液中的Al3+、Mn2+、Fe3+而盡可能不萃取Li+,由圖知,則選擇萃取劑濃度為1.5mol·L-1為宜;“反萃取”步驟中Men++2nHR?Me(HR2)n+nH+逆向移動,按勒夏特列原理,增大生成物濃度可使平衡左移,則需加入氫離子、且陰離子為硫酸根,則用到的試劑A是H2SO4;流程中沉鋰時生成硫酸鈉、焙燒時消耗硫酸鈉,則循環(huán)使用的物質(zhì)除HR、CO2外,還有Na2SO4。

(5)

鋰和鈉處于同一主族,則由碳酸鈉、水和二氧化碳反應得到碳酸氫鈉來類推,可得到“碳化反應”化學反應方程式為CO2+H2O+Li2CO3=2LiHCO3。

(6)

由表知,溶劑萃取法Li+浸出率為3.3%,化學凈化除雜法Li+浸出率為6.1%,則由除雜效果分析,溶劑萃取法相對于化學凈化除雜法的優(yōu)勢為萃取劑除雜法鋰的損失率更少。【解析】(1)A

(2)將礦石細磨;充分攪拌、適當升高溫度或其他合理答案。

(3)分液漏斗。

(4)1.5H2SO4Na2SO4

(5)CO2+H2O+Li2CO3=2LiHCO3

(6)萃取劑除雜法鋰的損失率更少23、略

【分析】【分析】

廢舊電池拆解后,鋅皮中的鋅和鐵在稀硫酸中溶解,鐵和稀硫酸生成Fe2+,被H2O2氧化為Fe3+,再加ZnO調(diào)節(jié)溶液的PH,使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀除去,得到的硫酸鋅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到ZnSO4·7H2O。炭包中的ZnCl2、NH4Cl、Cu、Ag、Fe等溶于稀硝酸,而MnO2和碳粉不溶,過濾后把濾渣焙炒,碳粉被空氣中的氧氣氧化為二氧化碳除去,粗MnO2在硫酸和H2O2的共同作用下轉化為MnSO4,在MnSO4溶液中加入Na2CO3溶液,得到MnCO3沉淀,再焙燒MnCO3,使之被空氣中的氧氣氧化為純MnO2。

【詳解】

(1)炭包的主要成分為ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,還含有少量的Cu、Ag、Fe等,ZnCl2、NH4Cl、Cu、Ag、Fe等溶于稀硝酸,而MnO2和碳粉不溶;過濾后把濾渣焙炒,碳粉被空氣中的氧氣氧化為二氧化碳除去,所以除去碳粉可以采用焙炒的方法,焙燒時,炭包內(nèi)部的碳比較難與氧氣反應除去,正確答案:C。

(2)粗MnO2在硫酸、H2O2作用下生成MnSO4,即MnO2+H2O2→MnSO4,反應過程中MnO2被還原,則H2O2被氧化生成O2,配平該反應為:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。正確答案:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O。

(3)上述生成的MnSO4加入Na2CO3后“沉錳”生成MnCO3沉淀,焙燒后生成MnO2,即MnCO3→MnO2,Mn元素被氧化,所以空氣中O2作為氧化劑參加了該反應,配平該反應為:2MnCO3+O22MnO2+2CO2。正確答案::2MnCO3+O22MnO2+2CO2。

(4)鋅皮的主要成分為Zn,含有少量Fe,所以加入硫酸溶解并用H2O2氧化后,溶液中主要存在ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4,因此加入的ZnO與H2SO4反應使溶液酸性減弱,從而使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀除去。已知Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,由于Zn(OH)2與Fe(OH)2的溶度積相差不大,所以沉淀Fe2+時Zn2+必然同時生成沉淀。若溶解時不加H2O2,溶液中主要存在ZnSO4、FeSO4、H2SO4,因此用ZnO反應過量H2SO4調(diào)節(jié)溶液pH使Fe2+沉淀時,Zn2+必然同時生成Zn(OH)2沉淀。正確答案:除去溶液中的Fe3+、Fe2+與Zn2+不能分離(或當Fe(OH)2沉淀完全時,Zn(OH)2也沉淀完全)。

(5)純度測定前半段,MnO2氧化Na2C2O4生成Mn2+和CO2,即MnO2+C2O42-→Mn2++CO2↑,配平該反應得MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O。剩余的Na2C2O4被KMnO4氧化生成Mn2+和CO2,即MnO4-+C2O42-→Mn2++CO2↑,配平得2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++5CO2↑+8H2O。則根據(jù)氧化還原反應電子守恒得MnO2質(zhì)量分數(shù)為正確答案:MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O、

【點睛】

①根據(jù)題意書寫氧化還原反應。首先根據(jù)題目已知列出知道的反應物和產(chǎn)物,然后聯(lián)系題意補充氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物中缺少的物質(zhì)(有時已知中全部給出),第三步進行氧化還原過程中電子得失的配平,再進行質(zhì)量守恒和離子反應中電荷守恒的配平。以上述Na2C2O4與MnO2反應為例,由已知先整理得到MnO2氧化Na2C2O4生成Mn2+和CO2,既MnO2+C2O42-→Mn2++CO2↑,根據(jù)得失電子守恒得到MnO2+C2O42-→Mn2++2CO2↑,由于反應前已經(jīng)用硫酸酸化,再根據(jù)離子電荷守恒得到MnO2+C2O42-+4H+→Mn2++2CO2↑,最后根據(jù)質(zhì)量守恒得MnO2+4H++C2O42-=Mn2++2CO2↑+2H2O。②溶度積用于比較難溶電解質(zhì)溶解度時,不同種類型的難溶電解質(zhì)不能夠直接進行比較。如本題中的Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3,前兩者的組成為AB2型,第三個屬于AB3型,通過各自的溶度積已知(數(shù)量級都是10-16)可得Zn

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