四川省眉山市仁寿县2024_2025学年高二化学上学期9月月考试题含解析
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这是一份四川省眉山市仁寿县2024_2025学年高二化学上学期9月月考试题含解析,共18页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
1. 下列反应中,生成物总能量大于反应物总能量的是
A. 镁条与盐酸的反应B. Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应
C. 稀硫酸与NaOH溶液反应D. 铝和二氧化锰在高温下反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.镁条与盐酸的反应放热,生成物总能量小于反应物总能量,故不选A;
B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应吸热,生成物总能量大于反应物总能量,故选B;
C.稀硫酸与NaOH溶液反应放热,生成物总能量小于反应物总能量,故不选C;
D.铝和二氧化锰在高温下反应放热,生成物总能量小于反应物总能量,故不选D;
选B。
2. 下列有关共价键的描述,错误的是
A. 键能:C-N<C=N<C≡NB. 键长:I-I>Br-Br>Cl-Cl
C. 共价键极性:H-F<N-HD. 分子中的键角:H2O<CO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.两种元素的原子之间形成共价键,形成的共价键的数目越多,键能越大,故键能大小关系为:C-N<C=N<C≡N,A正确;
B.原子半径:I>Br>Cl,则两个同种元素的原子之间形成的共价键的键长就越长,故键长大小关系为:I-I>Br-Br>Cl-Cl,B正确;
C.由于原子半径:F<N,元素的电负性:F>N,因此它们分别与相同原子H原子形成共价键时,共价键的键长越短,共用电子对偏向吸引电子能力强的元素一方的能力就越强,共价键的极性就越强,故共价键极性:H-F>N-H,C错误;
D.H2O是V形分子,键角是105°;CO2是直线形分子,键角是180°,故分子中的键角大小关系为:H2O<CO2,D正确;
故合理选项是C。
3. 元素周期表中元素“”的方格中注明“”,由此可以推断
A. 属ds区元素,位于第VIII族B. 基态原子价电子排布式为
C. 的电子排布式为D. 是性质与铁相似的过渡金属
【答案】D
【解析】
【详解】A.属d区元素,它位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族,故A错误;
B.基态原子价电子排布式为,故B错误;
C.C失去最外层2个电子形成C2+,C2+的电子排布式为[Ar]3d7,故C错误;
D.和Fe均位于第四周期第Ⅷ族,是性质与铁相似的过渡金属,故D正确;
答案选D。
4. 用模型预测下列分子或离子的立体结构,其中正确的是
A. 与为角形(V形)B. 与为直线形
C. 与为三角锥形D. 与为平面三角形
【答案】D
【解析】
【详解】A.中Be的价层电子对数为2+=2,没有孤电子对,空间构型为直线形,故A错误;
B.与CO2一样是直线形,中S的价层电子对数为2+=3,含1个孤电子对,空间构型为V形,故B错误;
C.中B的价层电子对数为3+=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故C错误;
D.与的中心原子价层电子对数均为3+=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故D正确;
答案选D。
5. 下列说法正确的是
A. 已知甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B. C(s,石墨)=C(s,金刚石),则金刚石比石墨稳定
C. 同温同压下,反应在光照和点燃条件下发生的不同
D. ;则
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃烧热概念中生成物水的状态是液态,而所给出热化学方程式中水的状态为气态,故A错误;
B.C(s,石墨)=C(s,金刚石),说明石墨的能量低于金刚石,则石墨比金刚石稳定,故B错误;
C.焓变与反应条件无关,取决于反应物和生成物的能量的相对大小,则该反应在光照和点燃条件下的△H相同,故C错误;
D.S蒸气的能量高于固体S,等量的S蒸气完全燃烧时放热更多,更小,故,故D正确;
答案选D。
6. 苯与Br2的催化反应历程如图所示。关于该反应历程,下列说法正确的是
A. 苯与Br2的催化反应一定为放热反应
B. 使用催化剂可以减小该反应的焓变
C. 该历程中,苯与Br2催化反应可生成溴苯、邻二溴苯
D. 苯与Br2的催化反应主反应为取代反应,是因为从中间产物生成溴苯的反应速率较快
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,苯和Br2的第一步催化是能量增大的过程,故A错误;
B.催化剂不改变反应的焓变,故B错误;
C.依据图示可知生成两种产物,发生取代反应生成溴苯,发生加成反应生成,不是邻二溴苯,故C错误;
D.中间产物不能稳定存在,能较快生成溴苯,所以苯与Br2的催化反应主反应为取代反应,故D正确;
故答案选D。
7. 现有室温下四种溶液,有关叙述错误的是
A. ③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B. ②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C. 分别加水稀释10倍,四种溶液的pH ①>②>④>③
D. ①④两溶液中溶质的电离程度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,③中醋酸根浓度增大,平衡逆向移动,氢离子浓度减小,溶液的pH值增大,④中醋酸根和氢离子反应,氢离子浓度减小,溶液的pH增大,故A正确;
B.②③两溶液等体积混合,由于醋酸的物质的量远大于氢氧化钠物质的量,混合后,溶液显酸性,因此溶液中c(H+)>c(OH-),故B正确;
C.分别加水稀释10倍,氨水又电离,因此氨水中氢氧根浓度大于氢氧化钠溶液中氢氧根浓度,醋酸又电离,因此醋酸中氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,因此四种溶液的pH ①>②>④>③,故C正确;
D.①④两溶液中溶质的电离程度不相同,氨水是弱酸,部分电离,盐酸是强酸,全部电离,故D错误。
综上所述,答案为D。
8. 汽车尾气处理反应为。下列说法正确的是
A. 升高温度,增大、减小,平衡向右移动
B. 使用高效催化剂可以提高活化分子的百分含量
C. 反应达到化学平衡状态时,
D. 和的物质的量相等时,反应达到化学平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度可使增大、也增大,平衡逆向移动,故A错误;
B.使用催化剂能降低反应活化能,提高活化分子的百分含量,故B正确;
C.时,不同物质表示的正、逆反应速率之比不等于化学计量数之比,反应未达平衡,故C错误;
D.和的物质的量相等,不知道是否还会改变,不能说明达到平衡,故D错误;
答案选B。
9. 反应,在温度为时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B. X、Z两点气体的颜色:X比Z深
C. X、Y两点的反应速率:
D. X、Z两点气体的平均相对分子质量:
【答案】C
【解析】
【分析】,该反应为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数增大;增大压强,化学平衡正向移动,NO2的体积分数减小,结合图象来分析解答;
【详解】A.升高温度,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,由图象可知,X点NO2的体积分数大,则T1<T2,故A错误;
B.Z点时的压强大于X点,说明Z点的体积更小,NO2的浓度更大,故颜色:Z比X深,故B错误;
C.X、Y的压强相同,X点温度更高,反应速率更快,故C正确;
D.X到Z是增大压强,平衡正向移动,气体的平均相对分子质量增大,故气体的平均相对分子质量:,故D错误;
答案选C。
10. 在25℃时,向50.00mL未知浓度的氨水中逐滴加入0.5ml·L-1的HCl溶液。滴定过程中,溶液的pOH[pOH=-lgc(OH-)]与滴入HCl溶液体积的关系如图所示,则下列说法中正确的是
A. 图中②点所示溶液导电能力弱于①点
B. ③点处水电离出的c(H+)=1×10-8ml·L-1
C. 图中点①所示溶液中,c(C1-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
D. 25℃时氨水的Kb约为5×10-5.6ml·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.向50.00mL未知浓度的氨水中逐滴加入0.5ml·L-1的HCl,盐酸和氨水恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵中铵根水解显酸性,因而②(pH=7)时,氨水稍过量,即反应未完全进行,从①到②,氨水的量减少,氯化铵的量变多,又溶液导电能力与溶液中离子浓度呈正比,氯化铵为强电解质,完全电离,得到的离子(铵根的水解不影响)多于氨水电离出的离子(氨水为弱碱,少部分NH3·H2O发生电离),因而图中②点所示溶液的导电能力强于①点,A错误;
B.观察图象曲线变化趋势,可推知③为盐酸和氨水恰好完全反应的点,得到氯化铵溶液,盐类的水解促进水的电离,因而溶液pOH=8,则c溶液(OH-)=10-8ml/L,c水(OH-)= c水(H+)=Kw/ c溶液(OH-)=10-6ml/L,B错误;
C.①点盐酸的量是③点的一半,③为恰好完全反应的点,因而易算出①点溶液溶质为等量的NH3·H2O和NH4Cl,可知电荷守恒为c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),又①pOH=4,说明溶液显碱性,则c(OH-)> c(H+),那么c(NH4+)> c(Cl-),C错误;
D.V(HCl)=0时,可知氨水的pOH=2.8,则c(OH-)=10-2.8ml/L,又NH3·H2O⇌NH4++OH-,可知c(NH4+)= c(OH-)=10-2.8ml/L,③点盐酸和氨水恰好反应,因而c(NH3·H2O)=ml/L=0.2ml/L,因而Kb===5×10-5.6ml·L-1,D正确。
故答案选D。
11. 离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的离子结构如图所示(已知:分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,如苯分子中的大π键可表示为)。下列有关的说法正确的是
A. 该离子中碳原子杂化类型均为
B. 该离子中存在类似苯中大π键()
C. 该离子可与结合形成有18个σ键的离子化合物
D. 该离子中有1个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.该离子中环上的碳原子杂化类型为 sp2,故A错误;
B.该离子中环上的碳原子和氮原子均为sp2杂化,形成平面结构,每个碳原子和氮原子均有一个未参与杂化的p轨道,碳原子未参与杂化的p轨道上有一个电子,氮原子未参与杂化的p轨道上有两个电子,它们形成大π键,由于该离子带一个单位正电荷,所以失去了一个电子,则形成大π键的有6个电子,表示为,故B正确;
C.从结构图可以看出,该离子中有19个σ键,则可与 Cl− 结合形成有19个σ键的离子化合物,故C错误;
D.手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的碳原子,该离子中没有手性碳原子,故D错误;
故选B。
12. 一种用作锂离子电池电解液的锂盐结构如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子的最外层电子数等于其总电子数的。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:W>Z>Y
B. X元素的各种含氧酸盐水溶液均显碱性
C. 与W同周期的元素中,第一电离能小于W的有5种
D. X、W简单氢化物的键角:W>X
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子的最外层电子数等于其总电子数的,W为P元素,X能形成4个共价键,X是C元素;Y能形成2个共价键,Y是O元素;Z形成1个共价键,Z是F元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:P3->O2->F-,故A错误;
B.NaHC2O4溶液显酸性,故B错误;
C.与P同周期的元素中,第一电离能小于P的有Na、Mg、Al、Si、S,共5种,故C正确;
D.CH4中C原子价电子对数为4、无孤电子对,PH3中P原子价电子对数为4、有1个孤电子对,孤电子对对价电子对的排斥作用大,所以氢化物的键角CH4>PH3,故D错误;
故选C。
13. 一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示(溶液中,以存在)。电池放电时,下列叙述错误的是
A. II区的通过隔膜向Ⅲ区迁移
B. I区的通过隔膜向II区迁移
C. 电极反应:
D. 电池总反应:
【答案】A
【解析】
【分析】该装置为原电池,Zn发生失电子的反应生成、为负极,MnO2电极为正极,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=,正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,负极区K+剩余,通过隔膜迁移到Ⅱ区,正极区SO过量,通过隔膜迁移到Ⅱ区,总反应为Zn+4OH-+MnO2+4H+═+Mn2++2H2O,据此分析解答。
【详解】A.放电时,阳离子移向正极,阴离子移向负极,则Ⅲ区的K+通过隔膜向Ⅱ区迁移,故A错误;
B.I区为正极区,正极区SO过量,通过隔膜迁移到Ⅱ区,故B正确;
C.MnO2电极为正极,MnO2发生得电子的反应生成Mn2+,正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,故C正确;
D.负极反应式为Zn-2e-+4OH-=,正极反应式为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,则电池的总反应为,故D正确;
答案选A。
14. 已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;C元素原子的价层电子排布式为;D元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;E与D的最高能层数相同,但其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是
A. A、B、C三种元素的电负性:
B. B、C、D、E四种元素的第一电离能:
C. 中阴离子的空间结构为三角锥形
D. F的常见离子的价层电子排布式为
【答案】B
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大,A是宇宙中含量最多的元素,故A是H;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,故B是N;C元素原子的价层电子排布式为nsnnp2n,n=2,即价层电子排布式为2s22p4,故C是O;D元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子,故D是Na;E与D的最高能层数相同,但其价层电子数等于其电子层数,故E是Al;F元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对,故F是Cu。综上所述,A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、Al、Cu,据此解答。
【详解】A.元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性O>N>H,则电负性:O>N>H,故A错误;
B.同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势,N元素的第一电离能大于同周期相邻元素,同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小,则第一电离能:N>O>Al>Na,故B正确;
C.NaNO3中阴离子为NO,N原子的价层电子对数为3+=3,不含孤电子对,空间构型为平面三角形,故C错误;
D.Cu的常见离子为Cu2+,1s22s22p63s23p63d9是Cu2+的核外电子排布式,价层电子排布式为,故D错误;
答案选B。
二、填空题(本答题包括4小题,共58分)
15. 随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x、y等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。回答下列问题:
(1)g元素的离子结构示意图为___________;元素y的一种质子数与中子数相同的核素符号为___________。
(2)元素z与x元素形成一种离子zx,检验某溶液中含该离子的方法是___________。
(3)e和f两元素相比较,金属性较强是___________(填元素符号),可以证明该结论的实验是___________。
A.比较这两种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性
B.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
C.将相同大小的这两种元素单质分别放入冷水中,观察反应现象
D.比较物质的量相同的这两种元素的单质与酸反应时失电子的数目
(4)z、d、e、f元素分别形成的简单离子中离子半径由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
(5)e2g4是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,则e2g4的电子式为___________,z2x4的结构式为___________,fh3溶液和e2g溶液混合反应的离子方程式为___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)取样,加入浓NaOH溶液后,加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近,若试纸变蓝,则溶液中有;
(3) ①. Na ②. AC
(4)N3-> O2->Na+>Al3+
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】由图可知,x为H,y为C,z为N,d为O,e为Na,f为Al,g为S,h为Cl。
【小问1详解】
g为S,S2-的结构示意图为;元素y为C,其一种质子数与中子数相同的核素符号为;
【小问2详解】
x为H,z为N,检验某溶液中含的方法是取样,加入浓NaOH溶液后,加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近,若试纸变蓝,则溶液中有;
【小问3详解】
e为Na,f为Al,金属性较强是Na;
A.比较这两种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性,碱性越强,该元素的金属性越强,A正确;
B.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性,气态氢化物的稳定性用来比较元素的非金属性,Na和Al通常情况下不存在气态氢化物,B错误;
C.将相同大小的这两种元素单质分别放入冷水中,观察反应现象,与冷水反应越剧烈,金属性越强,C正确;
D.比较物质的量相同的这两种元素的单质与酸反应时失电子的数目,失电子的数目与金属性强弱无关,D错误;
故选AC;
【小问4详解】
z为N,d为O,e为Na,f为Al,根据电子层数相同时,核电荷数越小半径越大,可知半径z、d、e、f元素分别形成的简单离子中离子半径由大到小的顺序是N3-> O2->Na+>Al3+;
【小问5详解】
e为Na,g为S,e2g4是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,则e2g4的电子式为;z为N,x为H,则z2x4的结构式为;e为Na,f为Al,g为S,h为Cl,fh3溶液和e2g溶液混合发生双水解,该反应的离子方程式为。
16. 硫代硫酸钠()是常见分析试剂。实验室制备溶液的装置如下(部分装置省略,C中过量):
回答下列问题:
(1)装置A中盛放固体试剂的仪器名称为______;制取的反应中,利用了浓硫酸的______性。
(2)装置B的作用是______。
(3)装置C中的反应分两步,其中第二步反应方程式为。当观察到装置C中出现______的现象,说明反应已完全。
(4)测定某样品中的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
I.取的溶液20.00mL,用硫酸酸化后,加入过量KI,发生反应:。
II.称取2.000g样品,配制成100mL溶液,取该溶液滴定步骤Ⅰ所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗18.60mL样品溶液。发生的反应为。
①步骤II中滴定终点的现象为______。
②样品中的质量分数为______。
(5)装置C中反应一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因:______。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②. 强酸
(2)起到安全瓶的作用
(3)溶液由浑浊变澄清
(4) ①. 滴入最后半滴样品溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色 ②. 80.00%
(5)
【解析】
【分析】浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,二氧化硫通入到亚硫酸钠和硫化钠的混合溶液中,先是二氧化硫和硫化钠反应生成硫沉淀,硫沉淀和亚硫酸钠反应生成硫代硫酸钠。
【小问1详解】
根据图中信息得到装置A中盛放固体试剂的仪器名称为圆底烧瓶;制取的反应中,浓硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,因此利用了浓硫酸的强酸性;故答案为:圆底烧瓶;强酸。
【小问2详解】
装置B的作用是起到安全瓶的作用;故答案为:起到安全瓶的作用。
【小问3详解】
装置C中的反应分两步,第一步是硫化钠和二氧化硫反应生成硫沉淀,溶液变浑浊,其中第二步反应方程式为,说明当观察到装置C中出现溶液由浑浊变澄清的现象,说明反应已完全;故答案为:溶液由浑浊变澄清。
【小问4详解】
①步骤Ⅰ所得溶液(淀粉作指示剂),溶液为蓝色,步骤II中滴定终点,单质碘消耗完,则溶液变为无色,因此滴定终点的现象为滴入最后半滴样品溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色;故答案为:滴入最后半滴样品溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色。
②根据~,则样品中的质量分数为;故答案为:80.00%。
【小问5详解】
装置C中反应一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,说明在酸性环境中硫代硫酸根反应生成二氧化硫、硫单质和水,用离子方程式表示其原因:;故答案为:。
17. 环成二烯(C5H6)是一种重要的有机化工原料。
Ⅰ.环戊二烯容易反应生成双环戊二烯(C10H12):2C5H6(g)C10H12(g)。不同温度下,溶液中环戊二烯(C5H6)浓度(初始浓度为1.5ml·L-1 )与反应时间的关系如图所示。
(1)反应开始至b点时,用双环戊二烯(C10H12)表示的平均速率为_________ml·L-1·h-1 (小数表示)。
(2)____(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)a点的正反应速率___________b点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)
Ⅱ.可用环戊二烯(C5H6)制备环戊烯(C5H8)。有如下反应:
反应i:C5H8(g)C5H6(g)+ H2(g) ∆H1=+100.3kJ·ml-1
反应ii:2HI(g) H2 (g) + I2(g) ∆H2=+11.0 kJ·ml-1
反应iii:C5H8(g) + I2(g) C5H6(g) + 2HI(g) ∆H3
(4)反应iii的焓变∆H3=___________kJ·ml-1
(5)某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应iii,起始总压为P0,平衡时总压为1.2 P0。
①平衡时环戊烯(C5H8)的体积分数为___________%。
②用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算压强平衡常数Kp =______。
A. B. C. D.
③达到平衡后,欲增加环戊烯(C5H8)的平衡转化率,可采取的措施有______________。
A.加压 B. 适当升高温度 C.增大环戊烯C5H8的浓度 D.适当降低压强
【答案】(1)0.45
(2)小于 (3)大于
(4)+89.3 (5) ①. 25 ②. A ③. BD
【解析】
【小问1详解】
反应开始至b点时,用环戊二烯表示的平均速,速率之比等于化学计量数之比,则双环戊二烯()表示的平均速率为;
【小问2详解】
由图象可知,相同时间内,环戊二烯()浓度变化量时小于,说明时反应速率小于,温度越低,反应速率越慢,故小于;
【小问3详解】
浓度越大,反应速率越快,故a点的正反应速率>b点的正反应速率,b点未到达平衡状态,反应正向进行,b点的正反应速率>b点逆反应速率,故a点的正反应速率>b点的逆反应速率;
【小问4详解】
由盖斯定律ⅰ-ⅱ可得反应ⅲ:
;
【小问5详解】
①某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应ⅲ,设充入碘和环戊烯的物质的量均为1 ml,
压强之比等于物质的重之比,则,解得,平衡时环戊烯()的体积分数为;
②该反应的,故选A;
③达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,需要使平衡向着正向移动,该反应为气体分子数增大的正反应,且正反应为吸热反应,故可采取的措施有适当升高温度、适当降低压强,故选BD。
18. 镍及化合物在工业上有广泛用途,以某地红土镍矿(主要成分和铁的氧化物)为原料,采用酸溶解法制取NiSO4和,工业流程如图所示:
已知:①常温下,NiSO4易溶于水,Ni(OH)2和NiOOH不溶于水;。
②在上述流程中,某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下:
回答下列问题:
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是_______。
(2)“滤液1”中加入H2O2发生反应的离子方程式为_______。
(3)操作II为达到实验目的,由表中的数据判断通入NH3调节溶液pH的范围是_______。
(4)“滤液1”中是否存在Fe3+,可用_______检验。
(5)“沉镍”中pH调为8.5,则滤液中Ni2+的浓度为_______ml/L。
(6)操作V是_______、过滤、洗涤。
(7)NiSO4在碱性溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率
(2)
(3)
(4)(硫氰化钾)溶液
(5)
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7)
【解析】
【分析】红土镍矿(主要成分和铁的氧化物)在硫酸中浸取,和铁的氧化物与硫酸反应,二氧化硅和硫酸不反应,过滤,向滤液中加入双氧水氧化亚铁离子,再加入氨气调节溶液的值沉淀铝离子和铁离子,过滤,向滤液中加入氧化镁调节溶液值沉淀镍离子,过滤,向氢氧化镍中加入硫酸得到硫酸镍,将滤液3经过一系列操作得到硫酸镁晶体;
【小问1详解】
“浸取时需将矿样研磨的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率;和铁的氧化物与硫酸反应,不与硫酸反应,因此“滤渣1”的成分;
【小问2详解】
“滤液1”中加入的作用是将亚铁离子氧化为铁离子,以便调节溶液值而除掉,其离子方程式为;
【小问3详解】
操作Ⅱ为达到实验目的,其目的是沉淀铁离子、铝离子,而不能沉淀镍离子和镁离子,根据铝离子最终沉淀完的值和镍离子开始沉淀的值得到,由表中的数据判断通入调节溶液的范围是;
【小问4详解】
“滤液1”中是否存在,可用(硫氰化钾)溶液检验,溶液变为红色,说明含有铁离子,反之则无;
【小问5详解】
镍离子沉淀完全的值为9.0,则,“沉镍”中调为8.5,则滤液中的浓度为;
【小问6详解】
操作Ⅴ是从溶液得到晶体,因此操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;
【小问7详解】
在碱性溶液中用氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料即镍离子和次氯酸根在碱性条件反应生成氯离子、水和,该反应的离子方程式为。序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
沉淀物
Ni(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀时的pH
7.1
7.6
2.7
3.4
9.2
沉淀完全(c=1×10-5 ml/L)时的pH
9.0
9.6
3.2
4.7
11.1
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