2026届海南省三亚市高考压轴卷化学试卷(含答案解析)
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2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1、化学与生产、生活及环境密切相关,下列说法不正确的是
A.针对新冠肺炎疫情,可用高锰酸钾溶液、无水酒精、双氧水对场所进行杀菌消毒
B.常用危险化学品标志中的数字主要表示的是危险的类别
C.硅胶常用作食品干燥剂,也可以用作催化剂载体
D.葡萄酒中通常含有微量SO2,既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
2、设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.100g 46%甘油水溶液中含—OH的数目为1.5NA
B.1.7g由NH3与13CH4组成的混合气体中含质子总数为NA
C.0.1ml∙L-1的Al2(SO4)3溶液中含Al3+的数目小于0.2 NA
D.反应CH4 + 2NO + O2 = CO2 + N2 + 2H2O,每消耗标准状况下22.4L NO,反应中转移的电子数目为2 NA
3、我国成功研制的新型可充电 AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为:CxPF6+LiyAl=Cx+LiPE6+Liy-1Al。放电过程如图,下列说法正确的是
A.B为负极,放电时铝失电子
B.充电时,与外加电源负极相连一端电极反应为:LiyAl-e-=Li++Liy-1Al
C.充电时A电极反应式为Cx+PF6-﹣e-=CxPF6
D.废旧 AGDIB电池进行“放电处理”时,若转移lml电子,石墨电极上可回收7gLi
4、我们熟知的一些化合物的应用错误的是
A.MgO冶炼金属镁B.NaCl用于制纯碱
C.Cu(OH)2用于检验糖尿病D.FeCl3用于净水
5、化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法正确的是
A.“霾尘积聚难见路人”,雾霾有丁达尔效应
B.“天宫二号”使用的碳纤维,是一种新型有机高分子材料
C.汽车尾气中含有的氮氧化物,是汽油不完全燃烧造成的
D.石油是混合物,可通过分馏得到汽油、煤油等纯净物
6、下列实验设计能完成或实验结论合理的是
A.证明一瓶红棕色气体是溴蒸气还是二氧化氮,可用湿润的碘化钾-淀粉试纸检验,观察试纸颜色的变化
B.铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加KSCN溶液,未出现血红色,铝热剂中一定不含Fe2O3
C.测氯水的pH,可用玻璃棒蘸取氯水点在pH试纸上,待其变色后和标准比色卡比较
D.检验Cu2+和Fe3+离子,采用径向纸层析法,待离子在滤纸上展开后,用浓氨水熏, 可以检验出Cu2+
7、通过下列实验操作及现象不能推出相应结论的是
A.AB.BC.CD.D
8、某稀硫酸和稀硝酸混合溶液100 mL,逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉加入量的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.H2SO4浓度为4 ml/L
B.溶液中最终溶质为FeSO4
C.原混合酸中NO3-浓度为0.2 ml/L
D.AB段反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+
9、下列陈述I、II正确并且有因果关系的是( )
A.AB.BC.CD.D
10、NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A.常温常压下,62g白磷中含有P—P键数目为3NA
B.22g正戊烷、24g异戊烷和26g新戊烷的混合物中共价键数目为16NA
C.1mlNa2O和NaHSO4的固体混合物中含有的阴、阳离子总数为3NA
D.常温下,将一定量的铁粉投入2ml稀硝酸中,恰好完全反应,若还原产物为NO,则转移电子数一定为1.5NA
11、碳酸亚乙酯是一种重要的添加剂,其结构简式为。用环氧乙烷合成碳酸亚乙酯的反应为:。下列说法错误的是
A.上述反应属于加成反应
B.碳酸亚乙酯的二氯代物只有两种
C.碳酸亚乙酯中的所有原子处于同一平面内
D.1ml碳酸亚乙酯最多可消耗2mlNaOH
12、下列说法中的因果关系正确的是
A.因为氢氟酸显弱酸性,可用于雕刻玻璃
B.因为液态氨气化时吸热,可用液态氨作制冷剂
C.因为明矾溶于水生成氢氧化铝胶体,起消毒杀菌的作用
D.用铝制容器盛放浓硝酸,是因为铝和浓硝酸不反应
13、有关氮原子核外p亚层中的电子的说法错误的是( )
A.能量相同B.电子云形状相同
C.自旋方向相同D.电子云伸展方向相同
14、H2与碱金属等单质在较高温度下可以化合形成离子型金属氢化物,如NaH、LiH等,它们具有极强的还原性,也是良好的野外生氢剂(NaH+H2O=NaOH+H2↑),下列说法不正确的是
A.金属氢化物具有强还原性的原因是其中的氢元素为-l价
B.NaH的电子式可表示为Na+[:H]-
C.NaAlH4与水反应:NaAlH4+H2O=NaOH+Al(OH)3+H2↑
D.工业上用有效氢含量衡量含氢还原剂的供氢能力,有效氢指单位质量(克)的含氢还原剂的还原能力相当于多少克氢气的还原能力。则LiAlH4的有效氢含量约为0.21
15、工业制硝酸产生的尾气NOx可用足量NaOH溶液吸收,以下判断错误的是( )
A.x=1.5时,只生成NaNO2
B.2>x>1.5时,生成NaNO2和NaNO3
C.x<1.5时,需补充O2
D.x=2时,只生成NaNO3
16、SO2催化氧化过程中,不符合工业生产实际的是
A.采用热交换器循环利用能量B.压强控制为20~50MPa
C.反应温度控制在450℃左右D.使用V2O5作催化剂
17、下列实验操作能达到实验目的的是
A.除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3杂质
B.证明浓硫酸与蔗糖反应生成SO2
C.探究铁的析氢腐蚀
D.测定双氧水分解速率
18、纪录片《我在故宫修文物》表现了文物修复者穿越古今与百年之前的人进行对话的职业体验,让我们领略到历史与文化的传承。下列文物修复和保护的过程中涉及化学变化的是( )
A.AB.BC.CD.D
19、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.1mlMg在空气中完全燃烧生成MgO和Mg3N2,转移的电子数为NA
B.14g分子式为CnH2n的链烃中含有的C—H键的数目为2NA
C.室温时,1.0LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.2NA
D.Fe与水蒸汽反应生成22.4L氢气,转移电子数为2NA
20、下列实验操作对应的现象和结论均正确的是
A.AB.BC.CD.D
21、用化学用语表示C2H2+HClC2H3Cl(氯乙烯)中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为7的碳原子:CB.氯乙烯的结构简式:CH2CHCl
C.氯离子的结构示意图:D.HCl的电子式:H+[]-
22、下列化学用语使用正确是
A.氧原子能量最高的电子的电子云图:
B.35Cl与37Cl互为同素异形体
C.CH4分子的比例模型:
D.的命名:1,3,4-三甲苯
二、非选择题(共84分)
23、(14分)普鲁卡因M(结构简式为)可用作临床麻醉剂,熔点约60 ℃。它的一条合成路线如下图所示(部分反应试剂和条件已省略):
已知:B和乙醛互为同分异构体;的结构不稳定。
完成下列填空:
(1)比A多两个碳原子,且一氯代物只有3种的A的同系物的名称是____________。
(2)写出反应①和反应③的反应类型反应①_______________,反应③_______________。
(3)写出试剂a和试剂b的名称或化学式 试剂a________________,试剂b____________________。
(4)反应②中将试剂a 缓缓滴入C中的理由是_____________________________。
(5)写出B和F的结构简式 B________________________,F________________
(6)写出一种同时满足下列条件的D的同分异构体的结构简式________________。
①能与盐酸反应 ②能与碳酸氢钠反应 ③苯环上有2种不同环境的氢原子
24、(12分)高血脂是一种常见的心血管疾病,治疗高血脂的新药I的合成路线如下(A~I)均为有机物):
已知:a.
b. RCHO
回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为_______;F的官能团名称为______。
(2)反应②的类型是_______。D→E所需试剂、条件分别是_______、______。
(3)G的结构简式为____________。
(4)芳香族化合物W的化学式为C8H8O2, 且满足下列条件的W的结构共有_______种(不考虑立体异构)。
i.遇FeCl3溶液显紫色; ii.能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱显示有5种不司化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1的是____________(写出结构简式)。
(5)设计以甲苯和乙醛为原料制备的合成路线。无机试剂任选,合成路线的表示方式为:_____________.
25、(12分)铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题:
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
(1)B装置用于除去HCl,盛放的试剂是___;
(2)C中盛放Bi(OH)3与NaOH混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,反应的离子方程式为___;
(3)当观察到___(填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成;
(4)拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl2以免污染空气。除去Cl2的操作是___;
(5)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有___;
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn2+
(6)往待测液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,溶液变为紫红色,证明待测液中存在Mn2+。
①产生紫红色现象的离子方程式为___;
②某同学在较浓的MnSO4溶液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,结果没有紫红色出现,但观察到黑色固体(MnO2)生成。产生此现象的离子反应方程式为___。
Ⅲ.产品纯度的测定
(7)取上述NaBiO3产品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用cm1·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4-(已知:H2C2O4+MnO4-——CO2+Mn2++H2O,未配平),当溶液紫红色恰好褪去时,消耗vmL标准溶液。
该产品的纯度为___(用含w、c、v的代数式表示)。
26、(10分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是重要的化工原料。具有较强的还原性,可用于棉织物漂白后的脱氯剂,定量分析中的还原剂。易溶于水,不溶于乙醇。Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解。实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na2S2O3•5H2O。制备原理为:Na2SO3+S+5H2O═Na2S2O3•5H2O。某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠晶体并探究其化学性质。
Ⅰ.实验室制取Na2S2O3•5H2O晶体的步骤如下:
①称取12.6 g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0 mL水。
②另取4.0 g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。
③水浴加热(如图1所示,部分装置略去),微沸,反应约1小时后过滤。
④滤液在经过蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3•5H2O晶体。
⑤进行减压过滤(如图2所示)、乙醇洗涤并干燥。请回答:
(1)仪器B的名称是_____。
(2)步骤④在浓缩过程中不能蒸发过度,其原因是_____。步骤⑤如欲停止抽滤,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,其原因是_____。
(3)洗涤时为尽可能避免产品损失应选用的试剂是_____。
A.水 B.乙醇 C.氢氧化钠溶液 D.稀盐酸
Ⅱ.设计以下实验流程探究Na2S2O3的某些化学性质
(4)实验①Na2S2O3溶液pH=8的原因是_____(用离子方程式表示)。
(5)写出实验②中发生的离子反应方程式_____。
Ⅲ.用Na2S2O3的溶液测定溶液中ClO2的物质的量浓度,可进行以下实验。
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100mL试样。
步骤2:量取V1 ML试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟(已知:ClO2+I﹣+H+—I2+Cl﹣+H2O 未配平)。
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c ml/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL(已知:I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣)。
(6)滴定终点现象是_____。根据上述步骤计算出原ClO2溶液的物质的量浓度为_____ ml/L(用含字母的代数式表示)。
27、(12分)FeC2O4·2H2O是一种淡黄色粉末,加热分解生成FeO、CO、CO2 和H2O。某小组拟探究其分解部分产物并测定其纯度。
回答下列问题:
(1)按气流方向从左至右,装置连接顺序为A、___________C( 填字母,装置可重复使用)。
(2)点燃酒精灯之前,向装置内通入一段时间N2,其目的是__________________。
(3)B中黑色粉末变红色,最后连接的C中产生白色沉淀,表明A中分解产物有_________。
(4)判断A中固体已完全反应的现象是_____________。设计简单实验检验A中残留固体是否含铁粉:________。
(5)根据上述装置设计实验存在的明显缺陷是________________________________。
(6)测定FeC2O4·2H2O样品纯度(FeC2O4·2H2O相对分子质量为M):准确称取w g FeC2O4·2H2O样品溶于稍过量的稀硫酸中并配成250mL溶液,准确量取25.00mL所配制溶液于锥形瓶,用c ml ·L—1标准KMnO4溶液滴定至终点,消耗V mL滴定液。滴定反应为FeC2O4+ KMnO4+ H2SO4→K2SO4+MnSO4 +Fe2(SO4)3+CO2↑+ H2O(未配平)。则该样品纯度为_______% (用代数式表示)。若滴定前仰视读数,滴定终点俯视读数,测得结果_____ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
28、(14分)实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如下:
(1)废旧电池可能残留有单质锂,拆解不当易爆炸、着火,为了安全,对拆解环境的要求是_________。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解,从反应产物的角度分析,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末,按物质的量1:4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4,升温到515℃时,开始有CO2产生,同时生成固体A,比预计碳酸锂的分解温度(723℃)低很多,可能的原因是________。
(5)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由上述过程中,制得的Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]:向Mn(OH)2中边搅拌边加入_________。
29、(10分)雾霾中含有多种污染物,其中有氮氧化物(NOx)、CO、SO2等,给人类健康带来了严重影响,化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原消除污染。请写出CH4与NO2反应的化学方程式_____________。
(2)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8kJ·ml-1
4CO(g)+2NO2(g)3CO2(g)+N2(g) △H=-1200kJ·ml-1
则反应的CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H=_____kJ·ml-1
(3)氮硫的氧化物间存在如下转化SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g);实验测得平衡常数 与温度的关系如下图所示。回答下列问题:
①该反应正反应的活化能___(填“>”或“<”)逆反应的活化能。
②反应速率v=V正-V逆=k正xSO2·xNO2-k逆xSO3·xNO,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,T℃时,k正_____k逆(填“>”、“<”或“=”)。
③T℃时,在体积为2L的容器中加入1mlSO2(g)、1mlNO2(g),5min时测得xSO3=0.2,此时平衡向___(填“正”或“逆”)反应方向移动,=___(保留2位小数)。
(4)已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=-180.6kJ/ml,在某表面催化剂的作用下,NO可以分解生成N2、O2,其反应机理可简化为:
第一步:2NO →N2O2 快
第二步:N2O2 →N2+O2 慢
下列表述正确的是____(填标号)。
A.所有化合反应都是放热反应
B.N2O2是该反应的的中间产物
C.加入合适的催化剂可以减小反应热ΔH,加快反应速率
D.第一步的活化能比第二步低
参考答案
一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)
1、A
【解析】
A.高锰酸钾溶液和双氧水是利用其强氧化性进行杀菌消毒,酒精能够使蛋白质变质,但不是用无水酒精,而是用75%左右的酒精水溶液消毒,故A错误;
B.危险化学品标志中的数字是对其危险特性的分类:如第1类 爆炸品、第2类 易燃气体、第3类 易燃液体等,故B正确;
C.硅胶具有较强的吸附性,可用于催化剂载体或干燥剂,故C正确;
D.二氧化硫能杀菌还有较强的还原性,故添加在葡萄酒中既能杀菌又能防止葡萄酒被氧化,故D正确;
故选A。
2、B
【解析】
A选项,100g 46%甘油即46g甘油,物质的量为0.5ml,甘油中含—OH的数目为1.5NA,但由于水中也含有羟基,故A错误;
B选项,NH3与13CH4摩尔质量相同,都为17g∙ml-1,质子数都为10个,则1.7g由NH3与13CH4组成的混合气体物质的量为0.1ml,混合气体中含质子总数为NA,故B正确;
C选项,溶液体积未知,因此溶液中含Al3+的数目无法计算,故C错误;
D选项,反应CH4 + 2NO + O2 = CO2 + N2 + 2H2O,根据反应方程式得出,2mlNO反应转移8 ml电子,每消耗标准状况下22.4L NO即1mlNO,反应中转移的电子数目为4NA,故D错误。
综上所述,答案为B。
一定不能忽略水中含有—OH,同样也不能忽略水中含有氧原子的计算,为易错点。
3、C
【解析】
电池反应为CxPF6+LiyAl=Cx+LiPE6+Liy-1Al ,根据离子的移动方向可知A是正极, B是负极,结合原电池的工作原理解答。
【详解】
A、根据装置图可知放电时锂离子定向移动到A极,则A极为正极,B极为负极,放电时Al失电子,选项 A错误;
B、充电时,与外加电源负极相连一端为阴极,电极反应为:Li++Liy-1Al+e-= LiyAl, 选项B错误;
C、充电时A电极为阳极,反应式为Cx+PF6-﹣e-=CxPF6, 选项C正确;
D、废旧AGDIB电池进行放电处理”时,若转移1ml电子,消耗1mlLi ,即7gLi失电子,铝电极减少7g , 选项D错误。
答案选C。
本题主要是考查化学电源新型电池,为高频考点,明确正负极的判断、离子移动方向即可解答,难点是电极反应式的书写。
4、A
【解析】
A.MgO属高熔点化合物,工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁,故A错误;
B.侯氏制碱法就是向饱和氯化钠溶液中先通氨气再通二氧化碳来制备纯碱,所以NaCl用于制纯碱,故B正确;
C.检验糖尿病是通过检验尿液中葡萄糖的含量即用新制的氢氧化铜与尿液在加热条件下反应看是否有砖红色沉淀产生,故C正确;
D.FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体,水解方程式为FeCl3+3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3HCl,胶体能吸附水中的悬浮物而净水,故D正确;
故选:A。
5、A
【解析】
A.雾霾所形成的气溶胶属于胶体,有丁达尔效应,选项A正确;
B.碳纤维为碳的单质,属于无机物,所以碳纤维是一种新型无机非金属材料,不是有机高分子材料,选项B错误;
C.汽油中不含氮元素,汽车尾气中的氮氧化物是空气中的氮气与氧气在放电条件下生成的,选项C错误;
D、由于石油是多种烃的混合物,而石油的分馏产品均为混合物,故汽油、煤油和柴油均为多种烃的混合物,选项D错误;
答案选A。
6、D
【解析】
A.溴蒸气、二氧化氮均能氧化I-生成I2,淀粉试纸变蓝,现象相同,不能区别,A错误;
B.铝能把三价铁还原为二价铁,所以不能确定是否含有Fe2O3,B错误;
C.由于氯水中含有次氯酸,具有漂白性,能把试纸漂白,不能用pH试纸上测出氯水的pH,C错误;
D.由于两种离子中Fe3+在流动相中分配的多一些,随流动相移动的速度快一些;Cu2+在固定相中分配的多一些,随流动相移动的速度慢一些,氨与Cu2+可形成蓝色配合物,D正确;
答案选D。
7、B
【解析】
A. 将SO2气体通入Na2SiO3溶液中生成胶状沉淀说明发生反应SO2+ Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2SO3,根据强酸制弱酸原理可知酸性:H2SO3>H2SiO3,故A正确;
B. 淀粉遇碘变蓝,向某食盐溶液中滴加淀粉溶液颜色不变只能说明食盐中不含碘单质,不能证明不含碘酸钾,故B错误;
C. 两支试管中c(OH-)相同,且c(Ca2+)= c(Cu2+),但只生成氢氧化铜沉淀,说明氢氧化铜比氢氧化钙更容易沉淀,且二者为同类型沉淀,所以Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Ca(OH)2],故C正确;
D. 向CuSO4溶液中加入KI溶液,再加入苯,振荡、静置上层呈紫红色说明有碘单质生成,即铜离子将碘离子氧化,下层有白色沉淀生成说明不是氢氧化铜沉淀且无铜单质生成,说明发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,故D正确;
故答案为B。
对于同种类型的沉淀(都是AB型或AB2型等),一般Ksp越小,溶解度越小,但若沉淀类型不同,不能根据Ksp判断溶解度的大小,比较Ksp的大小没有意义。
8、C
【解析】
由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑.最终消耗Fe为22.4g,此时溶液中溶质为 FeSO4,则n( FeSO4)=n(Fe),由硫酸根守恒n(H2SO4)=n( FeSO4),根据OA段离子方程式计算原混合酸中NO3-物质的量,再根据c=计算c(H2SO4)、c(NO3-)。
【详解】
A、反应消耗22.4g铁,也就是22.4g÷56g/ml=0.4ml,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根守恒,所以每份含硫酸0.4ml,所以硫酸的浓度是4ml/L,A正确;
B、硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,B正确;
C、OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部起氧化剂作用,所以n(NO3-)=n(Fe)=0.2ml,NO3-浓度为2ml/L,C错误;
D、由图象可知,由于铁过量,OA段发生反应为:Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O,AB段发生反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段发生反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,D正确。
答案选C。
【点晴】
该题难度较大,解答的关键是根据图象分析各段发生的反应,注意与铁的反应中硝酸全部起氧化剂作用。在做此类题目时,应当先分析反应的过程,即先发生的是哪一步反应,后发生的是哪一步。计算离子时注意用离子方程式计算。还需要用到一些解题技巧来简化计算过程,比如合理使用守恒原理等。
9、B
【解析】
A. 汽油的成分为烃类物质,不能发生皂化反应,而油脂一定条件下能发生皂化反应,A项错误;
B. 硫酸铜可使蛋白质发生变性,则CuSO4可以用作游泳池消毒剂,B项正确;
C. 蔗糖、淀粉、纤维素均不含−CHO,不具有还原性,不能发生银镜反应,C项错误;
D. 蛋白质含−COOH和氨基具有两性,与在肽键无关,D项错误;
答案选B。
10、C
【解析】
A.白磷是正四面体结构,1个白磷分子中有6个P—P键,62g白磷(P4)的物质的量为0.5ml,所以62g白磷中含有的P—P键的物质的量为0.5ml×6=3ml,故A正确;
B.正戊烷、异戊烷和新戊烷是同分异构体,分子式均为C5H12。22g正戊烷、24g异戊烷和26g新戊烷的混合物共72g,即含C5H12的物质的量为1ml。1ml C5H12中含有4mlC—C,12mlC—H键,共16ml共价键,所以22g正戊烷、24g异戊烷和26g新戊烷的混合物中共价键数目为16NA,故B正确;
C.1mlNa2O中含2mlNa+和1mlO2-,1mlNaHSO4中含1mlNa+和1mlHSO4-,所以1mlNa2O和NaHSO4的固体混合物中含有的阴、阳离子总数不为3NA,故C错误;
D.常温下,将一定量的铁粉投入2ml稀硝酸中,恰好完全反应,若铁和硝酸反应生成Fe(NO3)3,反应的化学方程式为:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,消耗4ml硝酸,转移电子3ml,所以消耗2ml硝酸,转移电子为1.5ml;若铁和硝酸反应生成Fe(NO3)2,反应的化学方程式为:3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,消耗8ml硝酸,转移电子6ml,所以消耗2ml硝酸,转移电子为1.5ml,所以转移电子数一定为1.5NA,故D正确;
故选C。
白磷和甲烷都是正四面体结构,但甲烷有中心原子,所以1ml甲烷中有4ml共价键,而白磷没有中心原子,所以1ml白磷中有6ml共价键。
11、C
【解析】
A选项,根据分析两种物质变为一种物质,则上述反应属于加成反应,故A正确;
B选项,碳酸亚乙酯的二氯代物只有两种,一种为在同一个碳原子上,另一种是两个碳原子上各一个氯原子,故B正确;
C选项,碳酸亚乙酯有亚甲基的结构,类似于甲烷的空间结构,不可能所有原子共平面,故C错误;
D选项,1ml碳酸亚乙酯相当于有2ml酯基,因此最多可消耗2mlNaOH发生反应,生成乙二醇和碳酸钠,故D正确。
综上所述,答案为C。
12、B
【解析】
A.二氧化硅与氢氟酸发生反应生成四氟化硅,与酸性强弱无关,故A错误;
B.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂,故B正确;
C.明矾水解形成Al(OH)3胶体,具有吸附作用,可以吸收水中固体杂质颗粒,所以可用作水处理中的净水剂,不能用于自来水的杀菌消毒,故C错误;
D.浓硝酸具有强氧化性,可使铝钝化,所以在常温下用铝制容器盛放浓硝酸,钝化是铝的表面发生了氧化还原反应,故D错误;
故选B。
13、D
【解析】
氮原子核外电子排布为:1s22s22p3,2px1、2py1 和2pz1 上的电子能量相同、电子云形状相同、自旋方向相同,但电子云伸展方向不相同,错误的为D,故选D。
掌握和理解p亚层中电子的能量和自旋方向、以及电子云的形状是解题的关键。要注意2p3上的3个电子排布在3个相互垂直的p轨道中,自旋方向相同。
14、C
【解析】
A、金属氢化物具有强还原性的原因是其中的氢元素为-l价,化合价为最低价,容易被氧化,选项A正确;
B、氢化钠为离子化合物,NaH的电子式可表示为Na+[:H]-,选项B正确;
C、NaOH和Al(OH)3会继续反应生成NaAlO2,选项C不正确;
D、每38g LiAlH4失去8ml电子,与8g氢气相当,故有效氢为,约为0.21,选项D正确。
答案选C。
15、D
【解析】
工业制硝酸产生的尾气NOx用足量NaOH溶液吸收,发生反应生成亚硝酸钠、硝酸钠与水,令NOx、NaOH系数都为1,配平后方程式为2NOx+2NaOH=(2x﹣3)NaNO3+(5﹣2x)NaNO2+H2O;
A.x=1.5时,2x﹣3=0,所以此时只能只生成NaNO2,故A正确;
B.2>x>1.5时,2x-3≠0,5﹣2x≠0,此时生成NaNO2和NaNO3,故B正确;
C.x<1.5时,则氮的氧化物会剩余,所以需补充O2,故C正确;
D.当x=2时,2x﹣3=1,所以生成的产物有NaNO2和NaNO3,故D错误。
故答案为D。
16、B
【解析】
A.二氧化硫与氧气转化成三氧化硫,这个过程放热,在接触室安装热交换器目的是将放出的热量用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体,循环利用能量,A正确;B. ,SO2的催化氧化不采用高压,是因为压强对SO2转化率无影响,B错误;C. 在400-500℃下,正方向进行的程度比较大,而且催化剂的活性比较高,C正确;D. 催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,D正确。故选择B。
17、D
【解析】
A. 胶体粒径在于1-100nm之间,可以透过滤纸,故无法用过滤的方法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3杂质,A错误;
B. 二氧化硫和二氧化碳均可以使澄清石灰水变浑浊,浓硫酸的还原产物为二氧化硫,蔗糖的氧化产物为二氧化碳,均可以使澄清石灰水变浑浊,B错误;
C. Fe的析氢腐蚀是要在强酸性条件下进行的,该图探究的为Fe的吸氧腐蚀,C错误;
D. 该装置可以测定一定时间内氧气的生成量,进而计算出双氧水的分解速率,D正确;
故答案选D。
18、A
【解析】
A、银器用除锈剂见新,银的化合物被除锈剂溶解或还原为单质银,有新物质生成,属于化学变化,故A正确;
B、变形的金属香炉复原,是香炉的外形改变,属于物理变化,故B错误;
C、古画水洗除尘,是尘土与古画分离,没有新物质生成,属于物理变化,故C错误;
D、木器表面擦拭烫蜡,没有新物质生成,属于物理变化,故D错误;
答案选A。
19、B
【解析】
A.由于镁反应后变为+2价,故1ml镁反应转移2NA个电子,故A错误;
B.CnH2n的最简式为CH2,故14g此链烃中含有的CH2的物质的量为1ml,则含2NA个C−H键,故B正确;
C. pH=13的氢氧化钡溶液中氢氧根浓度为0.1ml/L,故1L溶液中含有的氢氧根的物质的量为0.1ml,个数为0.1NA个,故C错误;
D.氢气所处的状态不明确,故其物质的量无法计算,则转移的电子数无法计算,故D错误;
答案选B。
不管Mg在空气中完全燃烧生成MgO或者是Mg3N2,镁的化合价都升高到+2价,从化合价的变化,算出电子转移的数目。
20、B
【解析】
A. CuSO4和H2S反应生成CuS黑色沉淀,反应能发生是因为CuS不溶于硫酸,不是因为H2S的酸性比H2SO4强,硫酸是强酸,H2S是弱酸,故A不选;
B.相同浓度的KMnO4酸性溶液和不同浓度的H2C2O4 溶液反应,MnO4-被还原为Mn2+,溶液褪色,草酸浓度大的反应速率快,故B选;
C. Fe2(SO4)3和Cu反应生成FeSO4和CuSO4,溶液变蓝,但没有黑色固体出现,故C不选;
D.浓硫酸有脱水性,能使蔗糖脱水炭化,同时浓硫酸具有强氧化性,被还原为SO2,有刺激性气味的气体产生,故D不选。
故选B。
21、C
【解析】
A. 中子数为7的碳原子为:,选项A错误;
B. 氯乙烯的结构简式为:CH2=CHCl,选项B错误;
C. 氯离子的结构示意图为:,选项C正确;
D. HCl为共价化合物,其电子式为:,选项D错误。
答案选C。
22、C
【解析】
A.氧原子能量最高的电子是2p轨道上的电子,其电子云图不是球形,选项A错误;
B.35Cl与37Cl的质子数相同而中子数不同,互为同位素,选项B错误;
C.CH4分子的比例模型为,选项C正确;
D.的命名:1,2,4-三甲苯,选项D错误;
答案选C。
二、非选择题(共84分)
23、1,2-二甲苯(或邻二甲苯) 取代反应 还原反应 浓硝酸,浓硫酸 浓硫酸 防止出现多硝基取代的副产物 (CH3)2NH (任写一种)
【解析】
B和乙醛互为同分异构体,且的结构不稳定,则B为,由F与B反应产物结构可知,C2H7N的结构简式为H3C﹣NH﹣CH3。由普鲁卡因M的结构简式(),可知C6H6的结构简式为,与环氧乙烷发生类似加成反应得到C为,对比C、D分子式可知,C发生硝化反应得到D,由普鲁卡因M的结构可知发生对位取代反应,故D为,D发生氧化反应得到E为,E与HOCH2CH2N(CH3)2发生酯化反应得到G为,G中硝基被还原为氨基得到普鲁卡因,据此解答。
【详解】
(1)比A多两个碳原子,且一氯代物只有3种的A的同系物为,名称是1,2﹣二甲苯,故答案为1,2﹣二甲苯;
(2)反应①属于取代反应,反应③属于还原反应,故答案为取代反应;还原反应;
(3)反应②为硝化反应,试剂a为浓硝酸、浓硫酸,反应③为酯化反应,试剂b为浓硫酸,故答案为浓硝酸、浓硫酸;浓硫酸;
(4)反应②中将试剂a缓缓滴入C中的理由是:防止出现多硝基取代的副产物,故答案为防止出现多硝基取代的副产物;
(5)B的结构简式为,F的结构简式:H3C﹣NH﹣CH3,故答案为;H3C﹣NH﹣CH3;
(6)一种同时满足下列条件的D()的同分异构体:①能与盐酸反应,含有氨基,②能与碳酸氢钠反应,含有羧基,③苯环上有2种不同环境的氢原子,可以是含有2个不同的取代基处于对位,符合条件的同分异构体为等,故答案为。
24、+Cl2+HCl 醛基 取代反应(或酯化反应) NaOH溶液 加热 13
【解析】
甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成D(CH2Cl2),D在氢氧化钠的水溶液、加热条件下发生取代反应,但同一个碳原子上含有两个羟基不稳定会失水生成醛,则E为HCHO,F是CH3(CH2)6CHO和甲醛反应生成G,根据题给信息知G为,G和氢气发生加成反应生成H为;甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成,水解得到A为,A氧化生成B为,B进一步氧化生成C为,C与H发生酯化反应生成I为;
(5)苯与氯气在光照条件下生成,然后发生水解反应生成,最后与乙醛在碱性条件下反应生成目标物。
【详解】
根据上述分析可知:A为,B为,C为,D为CH2Cl2,E为HCHO,F为CH3(CH2)6CHO,G为,H为,I为。
(1)反应①为甲苯和氯气的取代反应,方程式为:+Cl2+HCl; F为CH3(CH2)6CHO ,官能团名称为醛基;
(2)反应②是C()与H()发生酯化反应或取代反应产生I(),反应类型为酯化反应或取代反应;
D为CH2Cl2,E为HCHO,D与NaOH水溶液混合加热发生取代反应产生E,所以D→E所需试剂、条件分别是NaOH溶液、加热;
(3)G的结构简式为;
(4)化合物W化学式为C8H8O2,W比C多一个-CH2原子团,且满足下列条件,
①遇 FeCl3 溶液显紫色,说明含有酚羟基、苯环;
②能发生银镜反应,说明含有醛基,根据不饱和度知,除了苯环外不含双键或环状结构;
如果存在-OH、-CH2CHO,有邻、间、对3种不同结构;
如果取代基为-OH、-CH3、-CHO,有10种不同结构;
所以符合条件的同分异构体有13种,其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为 2:2:2:1:1 的结构简式为;
(5)苯与氯气在光照条件下生成,发生水解反应生成,与CH3CHO发生醛的加成反应产生,故合成路线流程图为:。
本题考查了有机物的推断与合成,熟练掌握官能团的性质与转化是关键,注意信息中醛的加成反应特点,利用顺推法与逆推法相结合进行推断,易错点是同分异构体种类判断,关键是确定取代基的种类及数目。
25、饱和食盐水 Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O C中白色固体消失(或黄色不再加深) 关闭K1、K3,打开K2 在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+ ×100%或×100%或%
【解析】
用浓HCl和MnO2反应制备Cl2,其中混有挥发出来的HCl,要用饱和食盐水出去,然后利用Cl2的强氧化性在碱性条件下将Bi(OH)3氧化成NaBiO3;利用Mn2+的还原性将NaBiO3还原而Mn2+被氧化成紫红色溶液MnO4-来检验NaBiO3的氧化性;实验结束后Cl2有毒,要除去,做法是打开三颈烧瓶的NaOH溶液,使其留下和氯气反应;NaBiO3纯度的检测利用NaBiO3和Mn2+反应生成MnO4-,MnO4-再和草酸反应来测定,找到NaBiO3、Mn2+、MnO4-、草酸四种物质之间的关系,在计算即可。
【详解】
(1)除去氯气中混有的HCl,用饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
(2)反应物为Bi(OH)3、Cl2和NaOH混合物,+3价的Bi被氧化成NaBiO3,Cl2被还原成Cl-,根据原子守恒还有水生成,所以反应为:Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O,故答案为:Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O;
(3)C中反应已经完成,则白色的Bi(OH)3全部变为了黄色的NaBiO3,故答案为:C中白色固体消失(或黄色不再加深);
(4)从图上来看关闭K1、K3,打开K2可使NaOH留下与氯气反应,故答案为:关闭K1、K3,打开K2;
(5)由题意知道NaBiO3不溶于冷水,接下来的操作尽可能在冰水中操作即可,操作为:在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(6)①往待测液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,溶液变为紫红色,证明待测液中存在Mn2+,说明铋酸钠将Mn2+氧化成MnO4-,因为是酸性条件,所以铋酸钠被还原成Bi3+,据此写方程式并配平为5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O,故答案为:5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O;
②由题意可知,Mn2+过量,铋酸钠少量,过量的Mn2+和MnO4-发生反应生成了黑色的MnO2,反应方程式为3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+,故答案为:3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(7)根据得失电子守恒找出关系式为:5NaBiO3~2Mn2+~2MnO4-~5H2C2O4,计算铋酸钠理论产量:
解得m(理论)=0.28CVg,所以纯度=×100%=×100%,所以答案为:×100%或×100%或%。
(7)在复杂的纯度、产率等计算中,用得失电子守恒法找出各关键物质之间的关系,由此计算,可以事半功倍,如本题中的关系5NaBiO3 ~ 5H2C2O4,使复杂问题简单化了。
26、球形冷凝管 避免温度高于48℃,Na2S2O3•5H2O发生分解 避免发生水倒吸 B S2O32﹣+H2O⇌HS2O3﹣+OH﹣ S2O32﹣+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl﹣+10H+ 溶液蓝色褪去,并在半分钟内不恢复
【解析】
(1)、根据装置图可知,仪器B为球形冷凝管;
(2)、根据题干信息‘Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解’解答;停止抽滤时,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,是为了避免发生水倒吸;
(3)、硫粉难溶于水、微溶于乙醇,乙醇湿润可以使硫粉易于分散到溶液中,硫在酒精中微溶,可以增大接触面积,提高反应速率;
(4)、常温下,由pH=8,是Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解呈碱性;
(5)、加入足量氨水同时加入氯化钡溶液,氯水具有氧化性,Na2S2O3具有还原性,发生氧化还原反应,生成SO42-和Cl-,生成的SO42-再与Ba2+反应;
(6)、滴定终点时Na2S2O3溶液将碘全部还原,以淀粉溶液作指示剂,溶液蓝色褪去;由方程式2ClO2+10I- +8H+=5I2+2Cl-+4H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-得关系式ClO2~52S2O32-, n (2S2O32-) =cV2×10-3ml,所以V1mL ClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4ml,根据c=计算出原ClO2溶液的物质的量浓度。
【详解】
(1)由装置图可知仪器B为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)加热时应避免温度高于48℃,Na2S2O3•5H2O发生分解,抽滤时应避免倒吸,如欲停止抽滤,应先将吸滤瓶支管上的橡皮管拔下,再关抽气泵,其原因是避免发生水倒吸,
故答案为:避免温度高于48℃,Na2S2O3•5H2O发生分解;避免发生水倒吸;
(3)洗涤时为尽可能避免产品损失应选用乙醇,故答案为:B;
(4)Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,离子方程式为S2O32﹣+H2O⇌HS2O3﹣+OH﹣,
故答案为:S2O32﹣+H2O⇌HS2O3﹣+OH﹣;
(5)实验②中发生的离子反应方程式为S2O32﹣+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl﹣+10H+,
故答案为:S2O32﹣+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl﹣+10H+;
(6)滴定终点,溶液蓝色褪色,且半分钟内不恢复,反应的关系式为2ClO2~5I2~10S2O32﹣,n(Na2S2O3)=V2c×10﹣3ml,则c(ClO2)=ml/L,
故答案为:溶液蓝色褪去,并在半分钟内不恢复;。
27、C、D(或E)、C、E、B 排尽装置内空气,避免干扰实验 CO 淡黄色粉末全部变成黑色粉末 取残留粉末于试管,滴加稀硫酸,若产生气泡,则含有铁粉;否则,不含铁粉(或用强磁铁吸附黑色粉末,若有粉末被吸起,则黑色粉末含铁粉;否则,不含铁粉) 缺少尾气处理装置 偏低
【解析】
FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O,若不排尽装置内的空气,FeO、FeC2O4会被氧化。检验CO时,常检验其氧化产物CO2,所以需先除去CO2,并确认CO2已被除尽,再用澄清石灰水检验。CO是一种大气污染物,用它还原CuO,不可能全部转化为CO2,所以在装置的末端,应有尾气处理装置。
【详解】
(1)检验CO时,应按以下步骤进行操作:先检验CO2、除去CO2、检验CO2是否除尽、干燥CO、CO还原CuO、检验CO2,则按气流方向从左至右,装置连接顺序为A、C、D(或E)、C、E、B 、C。答案为:C、D(或E)、C、E、B;
(2)空气中的O2会将CO、FeC2O4氧化,生成CO2,干扰CO氧化产物CO2的检验,所以点燃酒精灯之前,应将装置内的空气排出。由此得出向装置内通入一段时间N2,其目的是排尽装置内空气,避免干扰实验。答案为:排尽装置内空气,避免干扰实验;
(3)CuO由黑色变为红色,最后连接的C中产生白色沉淀,表明A中分解产物有CO。答案为:CO;
(4)A中FeC2O4为淡黄色,完全转化为FeO或Fe后,固体变为黑色,已完全反应的现象是淡黄色粉末全部变成黑色粉末。检验A中残留固体是否含铁粉的方法:取残留粉末于试管,滴加稀硫酸,若产生气泡,则含有铁粉;否则,不含铁粉(或用强磁铁吸附黑色粉末,若有粉末被吸起,则黑色粉末含铁粉;否则,不含铁粉)。答案为:取残留粉末于试管,滴加稀硫酸,若产生气泡,则含有铁粉;否则,不含铁粉(或用强磁铁吸附黑色粉末,若有粉末被吸起,则黑色粉末含铁粉;否则,不含铁粉);
(5)CO还原CuO,反应不可能完全,必然有一部分混在尾气中。根据上述装置设计实验存在的明显缺陷是缺少尾气处理装置。答案为:缺少尾气处理装置;
(6)根据电子守恒,3n(FeC2O4)=5n(KMnO4),n(FeC2O4)=×c ml/L×V ×10-3L×=,则该样品纯度为 ==%
V测=V终-V始,若滴定前仰视读数,则V始偏大,滴定终点俯视读数,则V终偏小,测得结果偏低。答案为:;偏低。
在计算该样品的纯度时,我们依据电子守恒得出的等量关系式为3n(FeC2O4)=5n(KMnO4),
在利用方程式时,可建立如下关系式:5FeC2O4——3KMnO4,两个关系的系数正好相反,若我们没有理顺关系,很容易得出错误的结论。
28、隔绝空气和水分2LiMn2O4+10H++3H2O2=2Li++4Mn2++3O2↑+8H2O反应生成Cl2,污染环境沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作 2~3 次MnO2作为催化剂,降低了碳酸锂的分解温度H2SO4溶液,固体溶解,加入 Na2CO3,并控制溶液 pH<7.7,过滤,用少量的乙醇洗涤,低于 100℃真空干燥
【解析】
分析:本题以废旧锂离子正极材料锰酸锂的利用流程为载体,考查流程的分析、离子方程式的书写、基本实验操作、物质制备实验方案的设计。“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物;“沉淀1”加入NaOH将Mn(NO3)2转化成沉淀;“沉淀2”加入Na2CO3与Li+形成Li2CO3沉淀。
(1)Li与空气中的O2和水反应。
(2)HNO3和H2O2的混合液将LiMn2O4还原为Mn(NO3)2,则H2O2被氧化成O2。用盐酸代替HNO3和H2O2的混合液,盐酸的氧化产物为Cl2。
(3)洗涤的操作:沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作 2~3 次。
(4)MnO2作为催化剂,降低了碳酸锂的分解温度。
(5)根据题目提供的试剂分析,制备MnCO3的原理为:Mn(OH)2+H2SO4=MnSO4+2H2O、MnSO4+Na2CO3=MnCO3↓+Na2SO4,pH=7.7时开始形成Mn(OH)2沉淀,加入Na2CO3沉淀Mn2+时控制pH7.7;根据MnCO3的物理性质和化学性质选择MnCO3分离提纯的方法。
详解:(1)废旧电池可能残留有单质锂,锂化学性质活泼,锂可与空气中的O2和H2O反应,对拆解的要求是:隔绝空气和水分。
(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体,可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物,LiMn2O4被还原成Mn(NO3)2,则H2O2被氧化成O2,反应中1mlLiMn2O4参与反应得到3ml电子,1mlH2O2失去2ml电子,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为2LiMn2O4+10HNO3+3H2O2=2LiNO3+4Mn(NO3)2+3O2↑+8H2O,反应的离子方程式为2LiMn2O4+10H++3H2O2=2Li++4Mn2++3O2↑+8H2O。若采用盐酸溶解,盐酸作还原剂被氧化成Cl2,以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是:反应生成Cl2,污染环境。
(3)“过滤2”时,洗涤Li2CO3沉淀的操作是:沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出,重复操作 2~3 次。
(4)将分析纯碳酸锂与MnO2按物质的量1:4混合均匀升温到515℃时,开始有CO2产生,比预计的碳酸锂的分解温度低很多,可能的原因是:MnO2作为催化剂,降低了碳酸锂的分解温度。
(5)根据题目提供的试剂分析,制备MnCO3的原理为:Mn(OH)2+H2SO4=MnSO4+2H2O、MnSO4+Na2CO3=MnCO3↓+Na2SO4,pH=7.7时开始形成Mn(OH)2沉淀,加入Na2CO3沉淀Mn2+时控制pH7.7;制备MnCO3的步骤为:向Mn(OH)2中加入H2SO4,固体溶解转化为MnSO4溶液,向MnSO4溶液中加入Na2CO3控制pH7.7获得MnCO3沉淀;由于“MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解”,所以为了减少MnCO3的氧化变质和分解、以及溶解损失,过滤分离出MnCO3后,用乙醇洗涤,在低于100℃真空干燥。由Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤为:向Mn(OH)2中边搅拌边加入H2SO4溶液,固体溶解,加入 Na2CO3,并控制溶液 pH<7.7,过滤,用少量的乙醇洗涤,低于 100℃真空干燥。
29、CH4+2NO2=CO2+N2+2H2O -226.6 < = 正 2.25 BD
【解析】
(1)CH4催化还原NO2会生成无污染的氮气与二氧化碳;
(2)依据盖斯定律作答;
(3)①根据图像结合平衡常数随温度的变化规律得出反应的热效应,反应热=正反应的活化能-逆反应的活化能,据此分析;
②T℃时K正=K逆,反应的平衡常数K=;
③依据三段式,结合浓度商与平衡常数的大小关系作答,再根据上述公式先求出各物质的体积分数再作答;
(4)A. 放热反应跟是否是化合反应无关;
B. 反应生成后又被消耗的物质属于中间产物;
C.催化剂不会改变反应热;
D.化学反应由慢反应决定,活化能越小,反应速率越快。
【详解】
(1)CH4与NO2反应的化学方程式为CH4+2NO2=CO2+N2+2H2O;
(2)反应I:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8kJ·ml-1
反应II: 4CO(g)+2NO2(g)3CO2(g)+N2(g) △H=−1200kJ⋅ml−1
盖斯定律计算(反应II−反应I)×得到反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H = −226.6 kJ/ml,故答案为−226.6;
(3)①K正随温度的增加而减小,K逆随温度的增加而增大,则说明该反应正反应方向为放热反应,△H
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