新疆2023年高考化学模拟题汇编-01离子反应、氧化还原反应、化学计量、物质的分类
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一、单选题
1.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)下列实验事实所得出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
向溶液中滴加少量稀硫酸,电导率减小
溶液中的离子浓度减小
B
的沸点比高
O的非金属性比S强
C
室温下,用pH试纸测得的溶液的pH约为5
的水解程度大于电离程度
D
向滴有酚酞的溶液中滴入数滴溶液,溶液红色逐渐褪去
溶液呈酸性
A.A B.B C.C D.D
2.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)下列反应的离子方程式书写正确的是
A.铜与浓硝酸反应:
B.将通入石灰乳中制漂白粉:
C.溶于稀盐酸:
D.过量氨水与硫酸铝溶液反应:
3.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐市高级中学校考一模)下列过程涉及的化学反应相应的离子方程式正确的是
A.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:
B.等浓度等体积的溶液和HCl溶液混合:
C.将通入溶液中:
D.少量通入NaClO溶液中:
4.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐市高级中学校考一模)下列解释实验事实的化学方程式正确的是
A.Na和Cl形成NaCl的过程:
B.用FeCl3溶液“腐蚀”覆铜板:Fe3++ Cu = Fe2+ + Cu2+
C.用石墨电极电解CuCl2溶液:2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑
D.“84消毒液”中加少量醋增强漂白性:ClO-+H+= HClO
5.(2023·新疆乌鲁木齐·统考二模)化学与生产生活联系紧密。下列叙述正确的是
A.电器起火可用泡沫灭火器扑救
B.漂白粉既可做棉、麻、纸张的漂白剂,又可做环境消毒剂
C.车用燃油与家用食用油主要成分相同,均属于烃类
D.维生素C具有氧化性,在人体内起抗氧化作用
6.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)下列化学变化不涉及氧化还原反应的是
A.含氯消毒剂用于环境消毒 B.水壶使用时间久后产生水垢
C.酸性重铬酸钾用于检验酒驾 D.谷物发酵酿醋
7.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐市高级中学校考一模)为达到实验目的,下列实验方法正确的是
选项
实验目的
实验方法
A
证明与浓硫酸共热至170℃有乙烯生成
与浓硫酸共热至170℃,产生的气体通入酸性溶液
B
验证与KI的反应是可逆反应
向1 mL 0. 1溶液中滴加5 mL 0.1 KI溶液充分反应后,取少许混合液滴加KSCN溶液
C
检验乙醇中是否有水
向乙醇中加入一小粒金属钠
D
氧化性:
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液
A.A B.B C.C D.D
8.(2023·新疆乌鲁木齐·统考二模)已知NA为阿伏加德罗常数的值。当反应3Cl2(g)+CS2(g)=CCl4(g)+S2Cl2(g)生成1molS2Cl2(g)时,下列叙述错误的是
A.反应中断裂的Cl-Cl键数目为3NA B.反应中转移的电子数目为6NA
C.生成的CCl4的体积约为11.2L D.反应后气体分子数目减少2NA
9.(2023·新疆·统考一模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.25℃,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA
B.4.6g C2H6O中含C-H键的数目为0.6NA
C.在K37ClO3+6H35Cl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O反应中,若有213 g氯气生成,则反应中转移电子的数目为5NA
D.3.9gNa2O2固体中含有阴阳离子的总数目为0.15NA
10.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)设是阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.与足量的反应完全后可生成个分子
B.标准状况下,所含分子数目为
C.常温常压下,由和CO组成的混合气体含有的原子数目为
D.中含有的质子数为
11.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐市高级中学校考一模)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.12 g溶于水所得溶液中含阳离子数目为0.1NA
B.标准状况下,22.4 L HCl气体中含非极性键数目为NA
C.2.0 L 1.0 溶液中,的数目为6.0NA
D.0.1 mol 和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,生成HI分子总数为0.2NA
12.(2023·新疆阿勒泰·统考一模)NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下22.4L NH3含有的中子数为7NA
B.常温下1L pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-的数目为0.2NA
C.将50mL 12mol/L盐酸与足量共热,转移的电子数为0.3NA
D.56g C3H6和C4H8的混合气体中含有的氢原子数为8NA
13.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)近年来我国航空航天事业取得了很多令世界瞩目的成就。下列说法不正确的是
A.镁用于制造轻合金,是制造飞机、火箭的重要材料
B.当光束通过空间站热控材料使用的纳米气凝胶时可观察到丁达尔效应
C.航天员耳机使用的双层蛋白皮革主要成分是有机物
D.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是二氧化硅
14.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)下列实验操作能达到实验目的是
A.用带磨口玻璃瓶塞的玻璃瓶保存溶液
B.温度计被打破,洒在地面上的水银可以用水冲洗
C.配制浓和浓的混酸溶液时,将浓慢慢加到浓中,并及时用玻璃棒搅拌
D.向沸水中逐滴加入饱和氯化铁溶液并不断加热搅拌可得到氢氧化铁胶体
二、填空题
15.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)化学实验是研究物质及其变化的基本方法。
(1)某无色透明溶液中可能大量存在、、中的几种离子。
①不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_______。
②取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是_______。
③取②的滤液加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定存在的离子是_______。
④原溶液可能大量存在的阴离子是下列A~D中的_______(填标号)。
A. B. C. D.
(2)某小组同学对比和的性质,并进行了如下实验:
①写出水解的离子方程式_______。
②向相同体积、相同浓度的和溶液中分别滴加的盐酸,溶液pH变化如下图所示。
a.图_______ (填“甲”或“乙”)是的滴定曲线。
b.A′~B′的离子方程式为_______。写出A′溶液中各离子浓度由大到小的顺序_______。
c.A、B、C三点溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为_______。
③向的和溶液中分别滴加少量溶液,均产生白色沉淀,后者有气体产生,且白色沉淀的成分只有一种。已知:
i.的溶液中,,
ii.25℃时,,
写出向溶液中滴加少量溶液发生的离子反应方程式_______。
16.(2023·新疆乌鲁木齐·乌鲁木齐市高级中学校考一模)二氧化氯()是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。回答下列问题:
(1)的制备:制备的常用方法有两种,分别为法、与反应法。
①法制备的原理为,X的化学式为___________,将通入溶液中,有红褐色沉淀生成,溶液中的主要阴离子为、,若消耗,则被氧化的为___________。
②与反应法制备,生成物只有两种,参加反应的与物质的量之比为___________,与法相比,与反应法的优点是___________(填一条)。
(2)的用途:除毒、除异味。
①可以将剧毒的氰化物氧化成和,离子方程式为,属于___________(填“酸”“碱”或“两”)性氧化物,每转移,生成___________L(标准状况下)。
②能把水溶液中有异味的氧化成四价锰,使之形成不溶于水的,该反应的离子方程式为___________。
17.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)下图是氮在生态系统中的循环。细菌和电催化可促使含氮物质进行氧化还原反应。
(1)写出N在周期表中的位置_______。中N元素的化合价为_______。
(2)依据图中所示的氮循环,写出自然界中固氮的一种途径_______。
(3)氮肥是水体中铵态氮的主要来源之一、实验室中检验可以用_______溶液,产生气体使湿润的_______色石蕊试纸变色。
(4)硝化过程中,含氮物质发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
(5)铵态氮()与亚硝态氮()可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生氮气时,转移电子的物质的量为_______。
(6)由于过度的人为干预,水体中的硝酸盐水平正在增加。硝酸盐转化为无害氮的反硝化作用,可以通过电催化法来实现,写出在中性介质中硝酸盐转化为氮气的阴极电极反应式_______。
三、工业流程题
18.(2023·新疆乌鲁木齐·统考一模)铟被广泛应用于电子工业、航空航天、太阳能电池新材料等高科技领域。从铜烟灰氧压酸浸渣(主要含、、、S、、)中提取铟的工艺如图所示。已知:为强电解质;为磷酸二异辛酯。
回答下列问题:
(1)写出元素周期表前20号元素中,与铟化学性质相似的金属元素的符号_______。
(2)“硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时,测得焙烧温度对“水浸”时铟、铁浸出率的影响如图所示,则适宜的焙烧温度是_______℃,温度过高铟、铁浸出率降低的原因可能是_______。
(3)“水浸”时,浸渣除了外,还含有_______。
(4)“还原铁”时反应的离子方程式为_______。
(5)“萃取除铁”时,用30%的作萃取剂时,发现当溶液后,铟萃取率随pH值的升高而下降,原因是_______。
(6)“置换铟”时,发现会有少量的气体生成,的电子式为_______,生成的离子方程式为_______。
(7)整个工艺流程中,可循环利用的溶液是_______。
19.(2023·新疆阿勒泰·统考一模)为保护环境,充分利用钴资源,一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:
已知一定条件下,部分金属阳离子形成氢氧化物的pH如下表:
离子
Co3+
Fe3+
Co2+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
0.3
2.7
7.2
7.6
3.6
完全沉淀的pH
1.1
3.2
9.2
9.6
5.2
请回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理。放电方式为电化学放电,可以将废旧电池浸泡在_________(填标号)中进行放电。粉碎的目的是_________。
A.Na2SO4溶液
B.98%的H2SO4溶液
C.酒精
(2)“酸浸”过程中,除加入H2SO4,还要加入H2O2。
①H2O2的作用是_________(填标号)。
A.做氧化剂
B.做还原剂
C.既做氧化剂又做还原剂
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为_________。
③相同条件下,“酸浸”时钴的浸出率随温度变化如右图所示,此时温度控制在80°C左右的原因为_________。
(3)“调pH”时,溶液应控制的pH范围为_________,选用的最佳试剂是_________ (填标号)。
A.H2SO4 B.CoCO3 C.石灰乳 D.NaOH
(4)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为_________。
参考答案:
1.A
【详解】A.向溶液中滴加少量稀硫酸,反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液中离子浓度减小,所以电导率减小,故A正确;
B.的沸点比高是因为分子间能形成氢键,故B错误;
C.在水溶液中存在电离平衡 ,也存在水解平衡,的溶液呈酸性,说明的电离程度大于水解程度,故C错误;
D.溶液呈中性,向滴有酚酞的溶液中滴入数滴溶液生成碳酸钡沉淀,碳酸根离子浓度降低,碳酸根离子水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱,红色逐渐褪去,故D错误;
故选A。
2.A
【详解】A.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮和硝酸铜和水,A正确;
B.石灰乳主要成分Ca(OH)2,不可拆,B错误;
C.不可拆,C错误;
D.是弱碱,只能与Al3+生成Al(OH)3,不能生成偏铝酸盐,D错误;
故选A。
3.C
【详解】A.反应应该生成,A错误;
B.等浓度等体积的溶液和HCl溶液混合得到氢氧化铝沉淀,其离子方程式为:,B错误;
C.将通入溶液中,反应方程式为:,故该反应的离子方程式为,C正确;
D.由于HClO的酸性介于H2CO3和之间,故反应应该生成,D错误;
故答案为:C。
4.A
【详解】A.NaCl为由钠离子和氯离子形成的离子化合物,其形成过程为:,A正确;
B.选项所给离子方程式电荷不守恒,正确离子方程式为2Fe3++ Cu = 2Fe2+ + Cu2+,B错误;
C.电解氯化铜溶液时,阴极Cu2+先放电,总反应为2Cl-+Cu2+Cu+Cl2↑,C错误;
D.醋酸为弱酸,不能写成离子,正确离子方程式为ClO-+CH3COOH=HClO+CH3COO-,D错误;
故选A。
5.B
【详解】A.泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合的时候发生双水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫,该泡沫喷出进行灭火,但是喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水,形成电解质溶液,具有一定的导电能力,可能导致触电或电器短路,A错误;
B.漂白液、漂白粉和漂粉精既可做棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池及环境的消毒剂,B正确;
C.食用油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,C错误;
D.维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用,D错误;
故选B。
6.B
【详解】A.含氯消毒剂用于环境消毒,含氯消毒剂被还原,故不选A;
B.水壶使用时间久后产生水垢,发生反应Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O,没有元素化合价改变,属于非氧化还原反应,故选B;
C.酸性重铬酸钾用于检验酒驾,重铬酸钾被乙醇还原,故不选C;
D.谷物发酵酿醋,淀粉水解为葡萄糖,葡萄糖被氧化为醋酸,故不选D;
选B。
7.B
【详解】A.与浓硫酸共热至170℃,生成气体中的、乙烯、均能与反应,褪色,不能证明与浓硫酸共热至170℃有乙烯生成,故不选A;
B.由于KI过量,若加入KSCN溶液显红色,说明FeCl3有剩余,则证明反应可逆,故B正确;
C.乙醇和水均能与金属钠反应,向乙醇中加入一小粒金属钠,有气泡产生,不能证明乙醇中含有水分子,故不选C;
D.由于氯水过量,剩余氯水能氧化,溶液变蓝,不能证明氧化性,故D错误;
选B。
8.C
【详解】A.生成1molS2Cl2(g)时,消耗3molCl2,断裂3molCl-Cl键,即断裂的Cl-Cl键数目为3NA,A正确;
B.生成1molS2Cl2(g)时,反应转移6mol电子,转移的电子数目为6NA,B正确;
C.未指明气体所处状况,无法计算CCl4的体积,C错误;
D.3molCl2(g)和1molCS2(g)反应生成1molCCl4(g)和1molS2Cl2(g),则气体的物质的量减少2mol,即反应后气体分子数目减少2NA,D正确;
故选C。
9.D
【详解】A.25℃,的1.0L溶液中,的数目为,A错误;
B.分子式为C2H6O的某种有机物4.6g,物质的量为0.1mol,若结构简式为CH3CH2OH,含有C—H键的数目为0.5NA,若结构简式为CH3OCH3,含有C—H键的数目为0.6NA,B错误;
C.在(浓)中,根据氧化还原反应的价态转化规律,若生成3mol氯气,则其中的5molCl来自H35Cl,1molCl来自K37ClO3,则反应中的平均相对分子质量为,且反应中每生成3转移5电子,若有213g生成,则反应中转移电子的数目大于5,C错误;
D.已知Na2O2是由Na+和组成的,则3.9gNa2O2 固体中含有阴阳离子的总数目为=0.15NA,D正确;
故选D。
10.C
【详解】A.钠和水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,的物质的量为1mol,与足量的反应完全后可生成0.5molH2,生成分子的个数为0.5,故A错误;
B.标准状况下HF是液体,的物质的量不是1mol,故B错误;
C.和CO都是双原子分子,摩尔质量都是28g/mol,由和CO组成的混合气体含有的原子数目 ,故C正确;
D.D2O的摩尔质量为20g/mol,D2O分子中含有10个质子,中含有的质子数为,故D错误;
选C。
11.C
【详解】A.的水溶液中电离生成、及水电离产生少量,12g的物质的量为0.1mol,故阳离子个数大于,A错误;
B.HCl气体中无非极性键,B错误;
C.2.0 L 1.0溶液中,的数目为,C正确;
D.和I2发生反应生成HI为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,D错误;
故答案为:C。
12.D
【详解】A.常温下,不能使用Vm=22.4L/mol计算22.4L NH3的物质的量,故无法计算22.4L NH3所含有的中子数,A错误;
B.pH=13的Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1mol/L,n(OH-)=0.1mol/L´1L=0.1mol,即该溶液中OH-的数目为0.1NA,B错误;
C.n(HCl)=0.05L´12mol/L=0.6mol,根据化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知,0.6mol HCl完全参加反应可转移0.3mol电子,但实际上随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,反应停止,故反应中转移电子数小于0.3NA,C错误;
D.C3H6和C4H8的最简式都是CH2,可以将混合气体看成是由CH2构成的,则n(CH2)==4mol,n(H)=2´4mol=8mol,故该混合气体中氢原子数目为8NA,D正确;
故选D。
13.D
【详解】A.镁及镁合金质量轻,硬度大,是制造飞机、火箭的材料,故A正确;
B.空间站热控材料使用的纳米气凝胶,纳米气凝胶属于胶体,可产生丁达尔效应,故B正确;
C.蛋白皮革主要成分是有机物,故C正确;
D.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是单质硅,故D错误;
故选D。
14.C
【详解】A.玻璃中含有二氧化硅,二氧化硅和NaOH溶液反应生成黏性的硅酸钠,导致瓶塞被黏住而打不开,故A错误;
B.温度计被打破,洒在地面上的水银可以用水冲洗,这会加快水银的扩散和挥发,正确的做法是将水银扫到簸箕里倒入专用的化学品回收处,或者先撒上硫粉使其反应成硫化汞,减缓扩散速度再做清理,故B错误;
C.配制浓硫酸和浓硝酸混合溶液时,将浓硫酸沿器壁慢慢加入到浓硝酸中,并不断搅拌,故C正确;
D.氢氧化铁胶体制备方法为:向沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液并加热至液体呈红褐色即可,不能搅拌,否则容易聚沉形成沉淀,故D错误;
故选C。
15.(1) Cu2+ Ag+ Mg2+ B
(2) HCO+H2O⇌H2CO3+OH- 乙 CO+ H+ = HCO c(Na+)>c( CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+) A>B>C Fe2+ + 2HCO= FeCO3↓ + H2O + CO2↑
【详解】(1)①含有Cu2+的溶液呈蓝色,无色溶液中一定不含Cu2+,所以不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是Cu2+;
②取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。Ag+和Cl-反应生成难溶于硝酸的沉淀氯化银,说明原溶液中肯定存在的离子是Ag+。
③ ②的滤液不含Ag+,取②的滤液加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,该沉淀一定是氢氧化镁,说明原溶液中肯定存在的离子是Mg2+。
④A.Ag+和Cl-反应生成难溶于硝酸的沉淀氯化银,原溶液中一定不含,故不选A;
B.与Mg2+、Ag+不反应,能大量共存,故选B;
C.与Mg2+、Ag+反应生成沉淀,不能大量含有,故不选C;
D.与Mg2+、Ag+反应生成沉淀,不能大量含有,故不选D;
选B。
(2)①是强碱弱酸盐,发生水解,水解的离子方程式为HCO+H2O⇌H2CO3+OH-。
②a.同浓度的和溶液,溶液的pH大于,所以图乙是的滴定曲线。
B.A′~B′是碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,反应的离子方程式为CO+ H+ = HCO。A′是碳酸钠溶液,碳酸根离子发生水解CO+H2O⇌ HCO+OH-、HCO+H2O⇌H2CO3+OH-,各离子浓度由大到小的顺序c(Na+)>c( CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)。
c.A为碳酸氢钠溶液,HCO水解促进水电离;B点为NaCl溶液,NaCl对水电离无影响;C点为氯化钠、盐酸的混合液,HCl抑制水电离,A、B、C三点溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为A>B>C。
③的溶液中,,,25℃时,,开始生成FeCO3沉淀时c(Fe2+)=mol/L;,开始生成Fe(OH)2沉淀时c(Fe2+)=mol/L,所以向溶液中滴加少量溶液生成FeCO3沉淀和二氧化碳气体,发生的离子反应方程式Fe2+ + 2HCO= FeCO3↓ + H2O + CO2↑。
16.(1) 5 无污染性气体生成
(2) 酸 2.24
【详解】(1)①由原子守恒知,生成物少2个氯原子,结合方程式可得出X化学式为Cl2;ClO2中Cl元素化合价由+4价降到Cl-中的-1价,则1mol ClO2得5mole-,Fe2+被氧化为Fe(OH)3,则1mol Fe2+失1mole-,根据得失电子守恒可得,消耗1mol ClO2时被氧化的FeSO4物质的量为5mol;
②KClO3与反应制备ClO2,Cl元素化合价由+5降到+4得1e-,SO2中S元素化合价由+4升高到+6失2e-,由得失电子守恒知,KClO3和SO2物质的量之比为2 : 1;Kestiog法有Cl2生成,所以KClO3与SO2反应法的优点是无污染性气体生成;
(2)①CO2能和碱反应生成盐和水,故属于酸性氧化物;由反应方程式知,转移10mole-生成1molN2,所以每转移1mole-生成0.1mol N2,即标况下体积为22.4L/mol 0.1mol=2.24L;
②ClO2将Mn2+氧化为MnO2,自身得电子到Cl-,由得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得出该反应离子方程式为:6H2O+2ClO2+5Mn2+=5MnO2+2Cl-+10H+。
17.(1) 第二周期第VA族 +3
(2)生物固氮(或闪电作用)
(3) 浓氢氧化钠 红
(4)氧化
(5)0.06
(6)2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-
【详解】(1)N是7号元素,在周期表中的位置是第二周期第VA族;设中N元素的化合价为x,x-2×2=-1,x=+3。
(2)自然界中固氮的途径主要为生物固氮或闪电作用;
(3)根据+OH-NH3↑+H2O,检验可以用浓氢氧化钠溶液,氨气是碱性气体,产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
(4)硝化过程中,N元素化合价升高,含氮物质发生氧化反应。
(5)与反应生成氮气,中N元素化合价由-3升高为0、中N元素化合价由+3降低为0,根据得失电子守恒,配平反应的离子方程式为+=N2↑+2H2O,生成1mol氮气转移3mol电子,当产生氮气时,转移电子的物质的量为0.06。
(6)在中性介质中在阴极得电子生成氮气,阴极电极反应式2NO +10e- + 6H2O = N2↑ + 12OH-。
18.(1)Al
(2) 450 温度过高,硫酸大量挥发,且部分分解
(3)PbSO4、SiO2
(4)2Fe3++2S2O= 2Fe2++S4O
(5)当溶液pH>1.5后,溶液中的铟离子发生水解,形成难被P2O4萃取的粒子,导致铟萃取率下降
(6) As2O3 +6Zn+12H+ =2AsH3↑+6Zn2+ +3H2O
(7)萃余液
【分析】从铜烟灰氧压酸浸渣(主要含、、、S、、)中提取铟,加入H2SO4后焙烧,金属元素均以硫酸盐的形式存在,水浸过程中、PbSO4、SiO2不溶于水,过滤后存在于滤渣中,滤液中加入Na2S2O3还原Fe3+,再加入萃取除铁,萃取液中含有铟离子,加入硫酸溶液反萃取得到硫酸铟溶液,加入Zn置换铟离子得到粗铟,以此解答。
【详解】(1)铟位于第五周期第IIIA族,同一主族的金属元素化学性质相似,则与铟化学性质相似的金属元素的符号为:Al。
(2)水浸的目的是除去、PbSO4、SiO2,得到含有铟离子和铁离子的混合溶液,则需要铟和铁的浸出率最高,则适宜的焙烧温度是450℃,温度过高,硫酸大量挥发,且部分分解会导致铟、铁浸出率降低。
(3)水浸过程中、PbSO4、SiO2不溶于水,过滤后存在于滤渣中,浸渣除了外,还含有PbSO4、SiO2。
(4)Na2S2O3还原Fe3+生成S4O和Fe2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2Fe3++2S2O= 2Fe2++S4O。
(5)当溶液pH>1.5后,溶液中的铟离子发生水解,形成难被P2O4萃取的粒子,导致铟萃取率下降。
(6)是共价化合物,电子式为:;As2O3和Zn发生氧化还原反应生成,As元素由+3价下降到-3价,Zn由0价上升到+2价,根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为:As2O3 +6Zn+12H+ =2AsH3↑+6Zn2+ +3H2O。
(7)由分析可知,萃取除铁时消耗萃取液,反萃取时又得到萃取液,可循环利用的溶液是萃余液。
19.(1) A 增大接触面积,加快反应速率,使充分灼烧
(2) B 2LiCoO2+ 6H++ H2O2= 2Li++ 2Co2+ + 4H2O+O2↑ 低于80°C,浸出反应速率随温度升高而增大,超过80°C,Co2+水解加剧及H2O2 分解导致浸出反应速率下降
(3) 5.2≤pH<7.2 B
(4)4CoC2O4+ 2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+ 10CO2
【分析】废旧钴酸锂电池材料正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳,灼烧得到LiCoO2、氧化铝、氧化铁,用硫酸、双氧水浸取生成Li2SO4、CoSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3;“调pH”生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3;滤液1加草酸铵生成草酸钴沉淀,过滤,滤液2加碳酸钠生成碳酸锂沉淀,碳酸锂、草酸钴高温加热生成LiCoO2。
【详解】(1)Na2SO4溶液能导电,将废旧电池浸泡在Na2SO4溶液中,构成电解池,废旧电池放电;98%的H2SO4溶液不导电,将废旧电池浸泡在98%的H2SO4溶液中,不能构成电解池,废旧电池不放电;酒精是非电解质,将废旧电池浸泡在酒精中,不能构成电解池,废旧电池不放电;故选A。粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,使充分灼烧。
(2)①H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,Co元素化合价降低,发生还原反应,H2O2的作用是作还原剂,选B。
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,根据得失电子守恒,该反应的离子方程式为2LiCoO2+ 6H++ H2O2= 2Li++ 2Co2+ + 4H2O+O2↑。
③低于80°C,浸出反应速率随温度升高而增大,超过80°C,Co2+水解加剧及H2O2 分解导致浸出反应速率下降,所以温度控制在80°C左右。
(3)调节pH的目的是使Fe3+、Al3+完全转化为沉淀,Co2+不能生成沉淀,所以 “调pH”时,溶液应控制的pH范围为5.2≤pH<7.2,为不引入新杂质,选用的最佳试剂是CoCO3,选B。
(4)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2和CO2,反应的化学方程式为4CoC2O4+ 2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+ 10CO2。
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