2025-2026学年宁波市高三第三次模拟考试化学试卷(含答案解析)
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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、氯气氧化HBr提取溴的新工艺反应之一为:6H2SO4+5BaBr2+Ba(BrO3)2=6BaSO4↓+6Br2+6H2O,利用此反应和CCl4得到液溴的实验中不需要用到的实验装置是
A.
B.
C.
D.
2、清初《泉州府志》物产条载: “初,人不知盖泥法,元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之。”文中“盖泥法”的原理与下列相同的是( )
A.活性炭净水 B.用漂白粉漂白织物
C.除去KNO3中的NaCl D.除去河水中泥沙
3、水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工艺流程:
下列说法正确的是( )
A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值
B.操作A与操作B完全相同
C.该流程中硅元素的化合价发生改变
D.反应器中发生的复分解反应为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
4、下列有关实验操作的叙述正确的是
A.制备乙酸乙酯时,将乙醇和乙酸依次加入到浓硫酸中
B.用苯萃取溴水中的溴时,将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
C.在蒸馏操作中,应先通入冷凝水后加热蒸馏烧瓶
D.向容量瓶中转移液体时,引流用的玻璃棒不可以接触容量瓶内壁
5、教材中证明海带中存在碘元素的实验过程中,下列有关装置或操作错误的是
A.过滤
B.灼烧
C.溶解
D.检验
6、下列变化中化学键没有破坏的是
A.煤的干馏B.煤的气化C.石油分馏D.重油裂解
7、BMO(Bi2MO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示,下列说法不正确的是
A.该过程的总反应:C6H6O+7O26CO2+3H2O
B.该过程中BMO表现较强还原性
C.降解产物的分子中只含有极性分子
D.①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1
8、下列关于有机物(a)的说法错误的是
A.a、b、c的分子式均为C8H8
B.b的所有原子可能处于同一平面
C.c的二氯代物有4种
D.a、b、c均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
9、25℃时,向·L-1H2X溶液中滴入0.1ml·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-)的负对数[-1gc水(OH-)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。
下列说法中正确的是
A.水的电离程度:M>N=Q>P
B.图中M、P、Q三点对应溶液中相等
C.N点溶液中c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
D.P点溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HX-)+c(H2X)
10、常温下向 0.l ml/L 的NaClO 溶液中通入 HF 气体,随反应进行(不考虑HClO分解),溶液中lg ( A 代表ClO 或F) 的值和溶液pH 变化存在如图所示关系,下列说法正确的是
A.线N 代表lg的变化线
B.反应ClO-+HF ⇌ HCIO+F- 的平衡常数数量级为 105
C.当混合溶液pH= 7 时,溶液中c(HClO) = c(F- )
D.随HF 的通入,溶液中c(H+) •c(OH- )增大
11、25℃时,1 ml/L醋酸加水稀释至0.01 ml/L,下列说法正确的是
A.溶液中的值增大B.pH增大2个单位
C.溶液中c(OH-)减小D.Kw减小
12、已知某锂电池的总反应为。下列说法错误的是
A.金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料
B.该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行
C.放电时,电子从Li电极经电解质溶液流向正极
D.充电时,阳极反应式为
13、高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示:
原理如下:(1− x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是
A.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
B.充电时,Li+向左移动
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe− +nC=LixCn
D.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe− =xLiFePO4
14、已知:25℃时,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。将含Fe2O3、Ag、Ni的某型废催化剂溶于盐酸,过滤,滤渣为Ag,所得溶液中c(Ni2+)=c(Fe3+)=0.4ml/L。向该溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液(假设溶液体积不变)。下列说法中正确的是
A.金属活动性:Ag>Ni
B.加入NaOH溶液时,先产生Ni(OH)2沉淀
C.当滴定到溶液pH=5时,溶液中lg约为10
D.当滴定到溶液呈中性时,Ni2+已沉淀完全
15、目前人类已发现的非金属元素除稀有气体外,共有16种,下列对这16种非金属元素的相关判断
①都是主族元素,最外层电子数都大于4 ②单质在反应中都只能作氧化剂 ③氢化物常温下都是气态,所以又都叫气态氢化物 ④氧化物常温下都可以与水反应生成酸
A.只有①②正确B.只有①③正确C.只有③④正确D.①②③④均不正确
16、取10g碳酸钙高温加热一段时间后停止加热,测得剩余固体中钙元素的质量分数为50%,则下列判断正确的是
A.生成了2g二氧化碳B.剩余固体质量为5g
C.生成了5.6g氧化钙D.剩余碳酸钙的质量为8g
17、根据下列实验操作,预测的实验现象和实验结论或解释均正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
18、常温下,H2A和H2NCH2CH2NH2溶液中各组分的物质的量分数δ随pH的变化如图(I)、(II)所示。下列说法不正确的是已知:。
A.NaHA溶液中各离子浓度大小关系为:
B.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的Kb2=10-7.15
C.[H3NCH2CH2NH3]A溶液显碱性
D.向[H3NCH2CH2NH2] HA溶液中通人HCl,不变
19、下列有关化学用语表示正确的是
A.氢氧根离子的电子式
B.NH3·H2O的电离NH3·H2ONH4++OH-
C.S2-的结构示意图
D.间二甲苯的结构简式
20、2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池,美英日三名科学家获奖,他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。
原理如下:(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是( )
A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4
B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极
C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn
D.充电时,Li+向左移动
21、下列有关化学用语表示正确的是( )
A.NaClO的电子式
B.中子数为16的硫离子:S
C.为CCl4的比例模型
D.16O与18O互为同位素;16O2与18O3互为同素异形体
22、设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述不正确的是
A.常温常压下,1 ml氦气中含有的质子数为2NA
B.l0g46%乙醇水溶液中所含氧原子数为0.4NA
C.1 Ll ml/LNa2CO3溶液中,阴离子总数小于NA
D.浓硝酸热分解生成NO2、N2O4共23g,转移电子数为0.5NA
二、非选择题(共84分)
23、(14分)有A、B、C、D、E、F六种溶液,它们是氨水、硫酸镁、碳酸氢钠、碳酸钠、稀硝酸、氯化钡溶液中的某一种。各取少量,将其两两混合现象如图所示。其中“↓”表示难溶物,“↑”表示气体,“-” 表示无明显现象,空格表示未做实验,试推断其中F是:
A.碳酸钠溶液B.氯化钡溶液
C.硫酸镁溶液D.碳酸氢钠溶液
24、(12分)磷酸氯喹是一种抗疟疾药物, 研究发现,该药在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染。其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A是一种芳香经, B 中官能团的名称为__________________。
(2)反应 A→B 中须加入的试剂a 为___________________。
(3)B 反应生成 C 的反应化学反应方程式是______________________。
(4)C→D 反应类型是_________, D的结构简式为_______________。
(5)F→G反应类型为________________。
(6)I是E的同分异构体,与E 具有相同的环状结构, 写出任意一种符合下列条件的I的结构简式是__________________________。
①I是三取代的环状有机物, 氯原子和羟基的取代位置与E相同;
②核磁共振氢谱显示I 除了环状结构上的氢外,还有4组峰, 峰面积比3:1:1:1;
③I加入NaHCO3溶液产生气体。
25、(12分)实验小组以二氧化锰和浓盐酸为反应物,连接装置A→B→C制取氯水,并探究氯气和水反应的产物。
(1)A中发生反应的离子方程式是_________。
(2)B中得到浅黄绿色的饱和氯水,将所得氯水分三等份,进行的操作、现象、结论如下:
(1)甲同学指出:由实验Ⅰ得出的结论不合理,原因是制取的氯水中含有杂质______(填化学式),也能与碳酸氢钠反应产生气泡。应在A、B间连接除杂装置,请画出除杂装置并标出气体流向和药品名称______。
(2)乙同学指出由实验Ⅱ得出的结论不合理,原因是实验未证明_______(填化学式)是否有漂白性。
(3)丙同学利用正确的实验装置发现氯水中有Cl-存在,证明氯水中有Cl-的操作和现象是:_____。丙同学认为,依据上述现象和守恒规律,能推测出氯水中有次氯酸存在。这一推测是否正确,请说明理由________。
(4)丁同学利用正确的实验装置和操作进行实验,观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ相似,说明氯气和水反应的产物具有的性质是________。
(5)戊同学将第三份氯水分成两等份,向其中一份加入等体积的蒸馏水,溶液接近无色。另一份中加入等体积饱和的氯化钠溶液,溶液为浅黄绿色。对比这两个实验现象能说明:_______。
26、(10分)文献表明:工业上,向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下,草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论,雅礼中学化学研究性小组进行以下实验:
资料:i. 草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
ii. 三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3・3H2O]为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42- K=6.3×10-21
iii.FeC2O4・2H2O为黄色固体,溶于水,可溶于强酸。
(实验1)用以下装置制取无水氯化亚铁
(1)仪器a的名称为___________。
(2)欲制得纯净的FeCl2,实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是___________。
(3)若用D的装置进行尾气处理,存在的问题是__________、___________。
(实验2)通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
(4)取实验2中少量晶体洗浄,配成溶液,漓加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是______________。
(5)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3・3H2O。设计实验,确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_____。
(6)取实验2中的翠绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______
(实验3)研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱,并达到了预期的目的。
(7)描述达到期目的可能产生的现象:_____________________。
27、(12分)18世纪70年代,瑞典化学家舍勒首先发现并制得了氯气(Cl2)。氯气是一种黄绿色、密度比空气大且有毒的气体,它能与水发生化学反应生成盐酸和次氯酸(HClO)。氯气也能与碱溶液发生化学反应。在实验室中,通常用二氧化锰固体与浓盐酸在加热的条件下制取氯气。现提供如下图所示实验装置,试回答下列问题:
(1)实验室中制取氯气应采用的发生装置是________,收集并吸收氯气应选用的装置为________。(均填序号)
(2)上述装置的烧杯中盛有的氢氧化钠溶液的作用是用于吸收多余的氯气,防止氯气污染空气,试写出氯气和氢氧化钠溶液反应的化学方程式:________。
(3)自来水厂经常用氯气做消毒剂。目前市场上出售的某些假冒“纯净水”是用自来水灌装的,请你利用所学的化学知识加以鉴别,并写出有关的化学方程式________,_______ 。
(4)次氯酸具有漂白性,它可以将某些有色物质氧化成无色物质。某同学用滴管将饱和氯水(氯气的水溶液)逐滴滴入含有酚酞试液的NaOH溶液中,当滴到最后一滴时,红色突然褪去。红色褪去的原因可能有两种情况(用简要的文字说明):①_____;②_____。
(5)请设计一个简单的实验,确定(4)中红色褪去的原因是①还是②?________。
28、(14分)对烟道气中进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
I. 还原法
(1)一定条件下,由和反应生成和的能量变化如图所示,每生成,该反应__________(填“放出”或“吸收”)的热量为____________。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,进行反应:,该反应的平衡常数表达式为_______________________,对此反应下列说法正确的是_________。
a.若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
b.从反应开始到平衡,容器内气体的压强保持不变
c.达平衡后若再充入一定量,平衡常数保持不变
d.分离出,正、逆反应速率均保持不变
(3)向恒温恒容密闭容器中通入和,分别进行三组实验。在不同条件下发生反应:,反应体系总压强随时间的变化曲线如图所示,则三组实验温度的大小关系是____________(填“”、“”或“”);实验从反应开始至平衡时,反应速率______________。
II.溶液吸收法
常温下,用溶液吸收的过程中,溶液随吸收物质的量的变化曲线如图所示。
(4)常温下,的二级电离平衡常数的数值为_________________。
29、(10分)2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增,自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
(1)i.为鉴定某矿石中是否含有锂元素,可以采用焰色反应来进行鉴定,当观察到火焰呈_______,可以认为存在锂元素。
A.紫红色 B.绿色 C.黄色 D.紫色(需透过蓝色钴玻璃)
ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源,部分流程如图:
查阅资料,部分物质的溶解度(s),单位g,如下表所示:
(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理,筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是___ 。
A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,否则在后续处理中,残余的能量会集中释放,可能会造成安全隐患。
B.预放电时电池中的锂离子移向负极,不利于提高正极片中锂元素的回收率。
C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。
(3)工业上为了最终获得一种常用金属,向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,请写出此时硫酸 参与反应的所有离子方程式 ____________
(4)有人提出在―酸浸时,用H2O2代替HNO3效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式__________________
(5)若滤液②中c(Li+)=4ml/L加入等体积的Na2CO3后,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%, 计算滤液③中c(CO32-)___________。(Ksp(LiCO)=1.62×10-3)
(6)综合考虑,最后流程中对―滤渣③‖洗涤时,常选用下列________(填字母)洗涤。
A.热水 B.冷水 C.酒精
原因是_______________________
(7)工业上将回收的Li2CO3和滤渣②中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePO4,实现了物质的循环利用,更好的节省了资源,保护了环境。请写出反应的化学方程式:___________________________ 。
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、D
【解析】
A.萃取后得到的Br2的CCl4溶液分离时应选择蒸馏操作,故A正确;B.反应后的液体混合物除BaSO4沉淀时,应选择过滤操作,故B正确;C.过滤后的混合液中的Br2应选择加入CCl4,萃取后再选择分液操作,故C正确;D.固体加热才选择坩埚加热,本实验不涉及此操作,故D错误;故答案为D。
2、A
【解析】文中“去土而糖白”是指固体土吸附糖色,所以文中“盖泥法”的原理与下列相同的是活性炭净水,故选A。
3、A
【解析】
A、稻壳灰来源广泛价格低廉,活性碳具有吸附性,有较高的经济价值,A正确;
B、操作A为过滤,操作B为蒸发浓缩,是两种不同的操作,B错误;
C、二氧化硅中,硅元素的化合价是+4价,硅酸钠中,硅元素的化合价是+4价,所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变,C错误;
D、复分解反应是指由两种化合物相互交换成分,生成另外两种新的化合物的反应,反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不属于复分解反应,D错误。
答案选A。
明确物质的性质、发生的反应以及流程中的物质变化是解答的关键。注意在化合物中,元素化合价代数和为零,在单质中,因为没有元素之间的化合,所以规定单质中元素的化合价为零。
4、C
【解析】
A.浓硫酸溶于水放出大量的热,且密度比水大,为防止酸液飞溅,应先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢加入浓硫酸,边加边振荡,顺序不能颠倒,故A错误;
B.苯的密度比水的密度小,分层后有机层在上层,则溴的苯溶液从分液漏斗上口倒出,故B错误;
C.蒸馏时,应充分冷凝,则先通冷凝水后加热蒸馏烧瓶,防止馏分来不及冷却,故C正确;
D.引流时玻璃棒下端在刻度线以下,玻璃棒可以接触容量瓶内壁,故D错误;
故答案为C。
5、B
【解析】
A.过滤时使用漏斗和烧杯,溶液沿玻璃棒引流,装置正确,故A不选;
B.灼烧海带应该在坩埚中进行,装置中使用仪器不正确,故B选;
C.溶解时用玻璃棒搅拌,并且适当加热,可以加速溶解,装置正确,故C不选;
D.可以向溶液中滴加淀粉溶液检验是否存在碘单质,装置图正确,故D不选;
故选B。
6、C
【解析】
A.煤干馏可以得到煤焦油,煤焦油中含有甲烷、苯和氨等重要化工原料,属于化学变化,化学键被破坏,故A错误;
B.煤的气化是将其转化为可燃气体的过程,主要反应为碳与水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程,有新物质生成,属于化学变化,化学键被破坏,故B错误;
C.石油的分馏是根据物质的沸点不同进行分离的,属于物理变化,化学键没有破坏,故C正确;
D.石油裂化是大分子生成小分子,属于化学变化,化学键被破坏,故D错误.
故选:C。
7、C
【解析】
A. 根据图知,反应物是C6H6O和氧气、生成物是二氧化碳和水,所以该过程的总反应为C6H6O+7O26CO2+3H2O,故A正确,但不符合题意;
B. 该反应中BMO失电子发生氧化反应,作还原剂,体现较强的还原性,故B正确,但不符合题意;
C. 二氧化碳是非极性分子,水是极性分子,故C错误,符合题意;
D. 根据转移电子守恒判断消耗苯酚的物质的量之比,过氧根离子生成氧离子得到3个电子、BMO+得1个电子,根据转移电子守恒知,①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1,故D正确,但不符合题意;
故选:C。
8、C
【解析】
A.结构中每个顶点为碳原子,每个碳原子形成四个共价键,不足键用氢补齐,a、b、c的分子中都含有8个C和8个H,则分子式均为C8H8,故A正确;
B.b中苯环、碳碳双键为平面结构,与苯环或碳碳双键上的碳直接相连的所有原子处于同一平面,单键可以旋转,则所有原子可能处于同一平面,故B正确;
C.c有两种氢原子,c的一氯代物有两种,采用“定一移一”法,先固定一个Cl,第二个Cl的位置如图所示:,移动第一个Cl在①位、第二个Cl在④位,c的二氯代物共有6种,故C错误;
D.a、b、c中均有碳碳双键,具有烯烃的性质,均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,故D正确;
答案选C。
9、C
【解析】
A.M点:水电离出来的氢氧根离子为10-11.1ml/L,N点和Q点:水电离出来的氢氧根离子为10-7.0ml/L,P点水电离出来的氢氧根离子为10-5.4ml/L,水的电离程度:P>N=Q>M,故A错误;
B. H2X的第二步电离常数Ka2=得=,电离常数只与温度有关为定值,在滴定过程中溶液中氢离子浓度一直在减小,因此M、P、Q三点对应溶液中氢离子浓度不等,不相等,故不选B;
C.N点为NaHX与Na2X的混合溶液,由图像可知,M点到P点发生HX-+OH-=H2O+X2-,根据横坐标消耗碱的量可知,在N点生成的X2-大于剩余的HX-,因此混合液n(Na2X)>n(NaHX),因为溶液呈中性,X2-的水解平衡与HX-的电离平衡相互抵消,所以N点溶液中c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),故选C;
D. P点恰好生成Na2X溶液,根据质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(HX-)+2c(H2X),故D错误;
答案:C
本题注意把握图象的曲线的变化意义,把握数据的处理,难度较大。
10、C
【解析】
,,由于同浓度酸性:HF大于HClO,当lg=0时,则=1,则K(HF)=10-3.2,K(HClO)=10-7.5。
【详解】
A.,,由于同浓度酸性:HF大于HClO,又因lg=0时,则=1,因此pH大的为HClO,所以线M代表的变化线,故A错误;
B.反应ClO- + HF HClO+F-的平衡常数,其平衡常数数量级为104,故B错误;
C.当混合溶液pH= 7 时,根据电荷守恒c(Na+) + c (H+) = c(ClO-) + c(F-) + c(OH-),溶液呈中性,得到c(Na+) = c(ClO-) + c(F-),根据物料守恒c(ClO-) +c(HClO) = c(Na+),因此溶液中c(HClO)= c(F-),故C正确;
D.温度未变,随HF的通入,溶液中c(H+)⸱c(OH-)不变,故D错误。
综上所述,答案为C。
11、A
【解析】
A.加水稀释,溶液中的c(CH3COO-)减小,但醋酸的Ka=不变,故溶液中的值增大,故A正确;
B.加水稀释,醋酸的电离被促进,电离出的氢离子的物质的量增多,故pH的变化小于2,故B错误;
C.对醋酸加水稀释,溶液中的氢离子浓度减小,而Kw不变,故c(OH-)增大,故C错误;
D.Kw只受温度的影响,温度不变,Kw的值不变,故加水稀释对Kw的值无影响,故D错误;
故答案为A。
12、C
【解析】
A. 由于金属锂的密度和相对原子质量都很小,所以金属锂是所有金属中比能量最高的电极材料,A正确;
B. 金属Li非常活泼,很容易和氧气以及水反应,该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行,B正确;
C. 放电时,电子从Li电极经外电路流向正极,电子不能经过电解质溶液,C错误;
D. 充电时,阳极反应式为,D正确;
故答案选C。
13、B
【解析】
A. 原电池中电子流向是负极−导线−用电器−导线−正极,则放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,故A正确,但不符合题意;
B. 充电过程是电解池,左边正极作阳极,右边负极作阴极,又阳离子移向阴极,所以Li+向右移动,故B错误,符合题意;
C. 充电时,阴极C变化为LixCn,则阴极电极反应式:xLi++xe− +nC=LixCn,故C正确,但不符合题意;
D. 放电正极上FePO4得到电子发生还原反应生成LiFePO4,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe− =xLiFePO4,故D正确,但不符合题意;
故选:B。
14、C
【解析】
A.Ag不能与盐酸反应,而Ni能与盐酸反应,因此金属活动性:Ni>Ag,故A错误;
B.c(Ni2+)=0.4ml/L时,Ni2+刚好开始沉淀时溶液中,c(Fe3+)=0.4ml/L时,Fe3+刚好开始沉淀时溶液中,故先产生Fe(OH)3沉淀,故B错误;
C.溶液pH=5时c(H+)=10-5ml/L,溶液中,,,则Ni2+未沉淀,c(Ni2+)=0.4ml/L,则,故C正确;
D.当溶液呈中性时,c(OH-)=1×10-7ml/L,此时溶液中,故Ni2+未沉淀完全,故D错误;
故答案为:C。
15、D
【解析】
①都是主族元素,但最外层电子数不都大于4,如氢元素最外层只有1个电子,错误 ②当两种非金属单质反应时,一种作氧化剂,一种作还原剂,错误 ③氢化物常温下不都是气态,如氧的氢化物水常温下为液体,错误 ④SiO2、NO等氧化物常温下都不能与水反应生成酸,错误。故选D。
16、A
【解析】
原碳酸钙10g中的钙元素质量为:10g× ×100%=4g,反应前后钙元素质量不变,则剩余固体中钙元素质量仍为4g,则含钙50%的剩余固体质量==8g,根据质量守恒定律,反应生成二氧化碳的质量=10g-8g=2g,设生成的氧化钙质量是x,
= ,x=2.56g,
A.根据上述计算分析,生成了2g二氧化碳,故A正确;
B.根据上述计算分析,剩余固体质量为8g,故B错误;
C.根据上述计算分析,生成了2.56g氧化钙,故C错误;
D.根据上述计算分析,剩余碳酸钙的质量小于8g,故D错误;
答案选A。
易错点为D选项,加热分解后的产物为混合物,混合物的总质量为8g,则未反应的碳酸钙的质量小于8g。
17、C
【解析】
A.由于Br2具有强的氧化性,所以向FeI2溶液中滴入足量溴水,Fe2+、I-都被氧化,Fe2+被氧化为Fe3+,I-被氧化为I2单质,由于I2容易溶于CCl4,而CCl4与水互不相容,密度比水大,因此加入CCl4,振荡,静置,会看到液体分层,下层为I2的CCl4溶液层但不能证明氧化性:Fe3+>I2,A错误;
B.向淀粉在稀硫酸催化下的水解液中要先加入NaOH溶液,使溶液显碱性,然后再滴入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热,会看到产生砖红色沉淀,证明淀粉水解产生的葡萄糖具有还原性,B错误;
C.浓盐酸、二氧化锰在室温下不能反应产生氯气,因此用淀粉碘化钾试液检验,不能使试纸变为蓝色,C正确;
D.向盛有NH4Al(SO4)2溶液的试管中,滴加少量NaOH溶液,首先发生反应:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,D错误;
故合理选项是C。
18、C
【解析】
A.由图1可知,当c(HA-)=c(A2-)时,溶液显酸性,所以NaHA溶液显酸性,电离程度大于水解程度,则各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故A正确;
B.由图2可知,当c([H3NCH2CH2NH2]+)=c[H3NCH2CH2NH3]2+)时,溶液的pH=6.85,c(OH-)=10-7.15ml·L-1,则
Kb2==c(OH-),Kb2=10-7.15,故B正确;
C.由图2可知,当c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c([H3NCH2CH2NH]+)时,溶液的pH=6.85,c(OH-)=10-7.15ml·L-1,则Kb2=10-7.15,由图1可知,当c(HA-)=c(A2-)时,pH=6.2,则Ka2=10-6.2,[H3NCH2CH2NH3]2+的水解程度大于A2-的水解程度,溶液显酸性,故C错误;
D.=
=,由于通入HCl,Kw、Kb1、Ka1都不变,所以
不变,故D正确。
故选C。
本题考查弱电解质的电离平衡及盐的水解平衡原理的应用,把握电离平衡原理和水解原理、电离常数和水解常数的计算、图象数据的分析应用为解答的关键,侧重分析、应用能力和计算能力的考查,难点D,找出所给表达式与常数Kw、Kb1、Ka1的关系。
19、A
【解析】
A. 氢氧根离子的电子式为,A项正确;
B. NH3·H2O为弱碱,电离可逆,正确为NH3·H2ONH4++OH-,B项错误;
C. 表示S原子,S2-的结构示意图最外层有8个电子,C项错误;
D. 是对二甲苯的结构简式,D项错误;
答案选A。
20、D
【解析】
放电为原电池原理,从(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC可知,LixCn中的C化合价升高了,所以LixCn失电子,作负极,那么负极反应为:+nC,LiFePO4作正极,正极反应为:,充电为电解池工作原理,反应为放电的逆过程,据此分析解答。
【详解】
A.由以上分析可知,放电正极上得到电子,发生还原反应生成,正极电极反应式:,A正确;
B.原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极,放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,B正确;
C.充电时,阴极为放电时的逆过程,变化为,电极反应式:,C正确;
D.充电时,作为电解池,阳离子向阴极移动,向右移动,D错误;
答案选D。
带x的新型电池写电极反应时,先用原子守恒会使问题简单化,本题中,负极反应在我们确定是变为C之后,先用原子守恒得到—xLi++nC,再利用电荷守恒在左边加上-xe-即可,切不可从化合价出发去写电极反应。
21、D
【解析】
A. NaClO为离子化合物,由Na+和ClO-构成,A错误;
B. 中子数为16的硫离子应为S2-,B错误;
C. 中,中心原子半径大于顶点原子半径,而CCl4的比例模型中,Cl原子半径应比C原子半径大,C错误;
D. 16O与18O都是氧元素的不同原子,二者互为同位素;16O2与18O3是氧元素组成的不同性质的单质,二者互为同素异形体,D正确。
故选D。
在同素异形体中,强调组成单质的元素相同,并不强调原子是否相同。两种单质中,组成单质的原子可以是同一种原子,也可以是不同种原子,甚至同一单质中,原子也可以不同。如16O18O与17O3也互为同素异形体。
22、C
【解析】
A.He原子序数为2,原子序数等于质子数,所以1mlHe含有2ml质子,质子数为2NA,A项正确;
B.10g 46%的乙醇水溶液含有乙醇4.6g,为0.1ml,0.1mlCH3CH2OH含有0.1ml氧原子,溶液中还含有54%的水,5.4g水,为0.3mlH2O,含有0.3mlO,所以溶液中含有的O原子共0.4ml,数目为0.4NA,B项正确;
C.CO32-+H2OHCO3-+OH-,可以知道1个CO32-水解会生成1个OH-和1个HCO3-,阴离子数目增加,大于NA,C项错误;
D.NO2、N2O4的最简式相同,可以以NO2的形式进行求解,23gNO2物质的量为0.5ml,N的化合价从NO3-中的+5降低到了+4,现生成0.5mlNO2,则共转移0.5ml电子,转移的电子数为0.5NA,D项正确;
本题答案选C。
二、非选择题(共84分)
23、D
【解析】
所给5种物质中,只有硫酸镁可与三种物质(氨水、碳酸钠、氯化钡)生成沉淀,故D为硫酸镁,A、B、C分别为氨水、碳酸钠、氯化钡中的一种;再根据A可与C生成沉淀,故A、C为碳酸钠和氯化钡,则B为氨水;A与E产生气体,故A为碳酸钠,E为稀硝酸,所以F为碳酸氢钠。
【详解】
A+E气体说明有A、E一种一定是硝酸,另一种可能是碳酸钠、碳酸氢钠中的一种, A+C生成沉淀,A+D生成沉淀,说明A不是硝酸,所以E为硝酸,A为碳酸钠,C、D就可能是硫酸镁、氯化钡中的一种,因为B+D生成沉淀,C+D生成沉淀,C+F无现象说明D是硫酸镁,C为氯化钡,B为氨水,最后F为碳酸氢钠,则A:碳酸钠,B:氨水,C:氯化钡 ,D:硫酸镁 ,E:硝酸,F:碳酸氢钠;
答案选D。
这类试题还有一种表达形式“A+C→↓,A+D→↓,A+E→↑,B+D→↓,C+D→↓,C+F→无明显现象。解题时一般先找现象较全面的一种如D或A(分别做了三次实验)。依次假设D为六种溶液中的某一种。如假设D是氨水或是硫酸镁等,分析它与其他五种溶液分别混合时的现象。若能出现三次沉淀,则假设成立。由此可确定D是硫酸镁。依照上述方式可推出A是碳酸钠,依次推出F是碳酸氢钠。
24、硝基 浓硫酸、浓硝酸 +Cl2+HCl 还原反应 取代反应
【解析】
产物中含有苯环,则A是苯,B为硝基苯,B到C是一个取代反应,考虑到E中氮原子和氯原子处于间位,因此C是间硝基氯苯,D则是硝基被还原后变成了间氨基氯苯,E到F即题目信息中给出的反应,从F到G,分子式中少1个O和1个H,而多出了一个Cl,因此为一个取代反应,用氯原子取代了羟基,最后再进一步取代反应得到H,据此来分析本题即可。
【详解】
(1)根据分析,B是硝基苯,其官能团为硝基;
(2)硝化反应需要用到浓硫酸和浓硝酸组成的混酸;
(3)B到C即取代反应,方程式为+Cl2+HCl;
(4)C到D是硝基被还原为氨基的过程,因此是一个还原反应,D为邻氨基氯苯,即;
(5)根据分析,F到G是一个取代反应;
(6)加入碳酸氢钠溶液能产生气体,因此分子中一定含有羧基,结合其它要求,写出符合条件的同分异构体,为。
25、MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O HCl Cl2 取少量氯水于试管中,加入硝酸银和稀硝酸,产生白色沉淀,说明有Cl- 不正确,从实验可知,氯水中含H+、Cl-,即氯气与水反应生成了H+和Cl-,氯的化合价从零价降低到-1价,必然要有元素化合价升高,H已是最高价,不再升高,一定有其他元素化合价的升高,而氯元素不一定只升高到+1价。 酸性和漂白性 加入蒸馏水溶液接近无色,说明c(Cl2)几乎降低为零,加入等体积的饱和氯化钠溶液,溶液还是浅黄绿色,说明氯离子的加入又生成了Cl2,即氯气和水的反应是可逆反应,增大氯离子浓度,平衡向反应物方向移动,使Cl2增多,所以呈现浅绿色
【解析】
(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水;
(2)①浓盐酸易挥发,制取的氯气含有氯化氢,依据氯化氢能够与碳酸氢钠反应生成二氧化碳解得;依据氯气和氯化氢在饱和食盐水中溶解性不同,选择除杂方法;
②验证氯气与水反应的产物具有漂白性应首先排除干燥氯气的影响,需要进行对比实验;
③依据氯离子能够与银离子反应生成氯化银白色沉淀,白色沉淀不溶于硝酸的性质检验氯离子的存在;根据元素化合价的升降来判断丙同学的推断;
④正确的实验装置和操作进行实验,观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ中相似,说明氯水具有漂白性和酸性;
(3)依据氯气溶液水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,存在Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,依据化学平衡移动影响因素分析解答。
【详解】
(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水,离子学方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)①浓盐酸易挥发,制取的氯气含有氯化氢,依据氯化氢能够与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,也会有无色气泡产生,对氯水性质检验造成干扰;氯气在饱和食盐水中溶解度不大,氯化氢易溶于水,所以可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯化氢;故答案为:HCl;;
②实验Ⅰ:没有事先证明干燥的氯气无漂白性,则不能证明氯气与水反应的产物是否具有漂白性;
故答案为:Cl2;
③氯离子能够与银离子反应生成氯化银白色沉淀,白色沉淀不溶于硝酸,所以检验氯离子存在的方法:取少量氯水于试管中,加入硝酸银和稀硝酸,若有白色沉淀产生,说明有Cl-存在;从实验可知,氯水中含H+、Cl-,即氯气与水反应生成了H+和Cl-,氯的化合价从零价降低到-1价,必然要有元素化合价升高,H已是最高价,不再升高,一定有其他元素化合价的升高,而氯元素不一定只升高到+1价;
④正确的实验装置和操作进行实验,观察到实验现象与实验Ⅰ、Ⅱ中相似,说明氯水具有漂白性和酸性,
故答案为:酸性和漂白性;
(3)氯气溶液水,部分与水反应生成氯化氢和次氯酸,存在Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入蒸馏水溶液接近无色,说明c(Cl2)几乎降低为零,加入等体积的饱和氯化钠溶液,溶液还是浅黄绿色,说明氯离子的加入又生成了Cl2,即氯气和水的反应是可逆反应,增大氯离子浓度,平衡向反应物方向移动,使Cl2增多,所以呈现浅绿色。
氯气本身不具有漂白性,与水反应生成的次氯酸具有漂白性,氯水的成分有:氯气,次氯酸,水,氢离子,氯离子,次氯酸根离子,氢氧根离子。
26、分液漏斗 先点燃A处酒精灯,再点燃C处酒精灯 发生倒吸 可燃性气体H2不能被吸收 溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-,加热硫酸后,H+与C2O42-结合可使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红 取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀 2 4 2 3C2O42- 2CO2↑ 电流计的指针发生偏转,一段时间后,左侧溶液变为浅绿色,右侧有气泡产生
【解析】
实验一:在装置A中用浓硫酸与NaCl固体混合加热制取HCl,通过B装置的浓硫酸干燥,得纯净HCl气体,然后在装置C中Fe与HCl发生反应产生FeCl2和H2,反应后的气体中含H2和未反应的HCl气体,可根据HCl极容易溶于水,用水作吸收剂吸收进行尾气处理;
实验二:FeCl3溶液与K2C2O4发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl;用KSCN溶液检验Fe3+;用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+;根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式;
实验三:根据2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑,判断原电池正负极反应及相应的现象。
【详解】
(1)根据图示可知仪器a名称是分液漏斗;
(2)为防止Fe与装置中的空气发生反应,制得纯净的FeCl2,实验过程中先点燃A处酒精灯,使装置充满HCl气体,然后给C处酒精灯加热;
(3)若用D的装置进行尾气处理,由于HCl极容易溶于水,HCl溶解导致导气管中气体压强减小而引起倒吸现象的发生,而且可燃性气体H2不能被吸收;
(4)在实验二中,向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液,发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl,产生的翠绿色晶体为Fe2(C2O4)3的结晶水合物K3Fe(C2O4)3・3H2O,取实验2中少量晶体洗浄,配成溶液,漓加KSCN溶液,不变红,继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。则加硫酸后溶液变紅的原因是在溶液中存在电离平衡:溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,硫酸电离产生H+与溶液中的C2O42-结合生成弱酸H2C2O4,使可使平衡正向移动,导致溶液中c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红;
(5)若K3Fe(C2O4)3・3H2O发生氧化还原反应,则会产生Fe2+,检验方法是取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀,证明无Fe2+,产生的K3Fe(C2O4)3・3H2O未发生氧化还原反应;
(6)在光照条件下草酸铁溶液发生氧化还原反应,产生FeC2O4·2H2O、CO2气体,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式:2Fe(C2O4)3]3-+4H2O2FeC2O4·2H2O↓+2C2O42-+2CO2↑;
(7)该装置构成了原电池,在左边,Fe3+获得电子变为Fe2+,溶液变为浅绿色,左边电极为正极;在右边电极上,溶液中的C2O42-失去电子,发生氧化反应,C2O42--2e-=2CO2↑,右边电极为负极,会看到电极上有气泡产生。
本题考查了仪器的辨析、离子的检验方法、电离平衡移动、原电池反应原理的应用等知识。掌握元素及化合物的知识,结合题干信息进行分析、判断。
27、C H Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 取少量的“纯净水”于一支洁净的试管中,滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,证明该“纯净水”是自来水 AgNO3十HCl=AgCl↓+HNO3 氯水中的酸与碱发生中和反应 次氯酸将有色物质漂白 取“红色褪去”溶液1~2mL于试管中,滴加NaOH溶液,若红色恢复,则是由氯水的酸性所致;否则是由次氯酸的漂白性所致
【解析】
(1)在实验室中,通常用二氧化锰固体与浓盐酸在加热的条件下制取氯气,因此需要加热;氯气是一种黄绿色、密度比空气大且有毒的气体,氯气可以用氢氧化钠溶液吸收,因此选择H;故答案为:C;H;
(2)氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠和水,配平即可,故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(3)假冒“纯净水”中有盐酸和次氯酸,可以用硝酸银溶液检验,盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸;故答案为:取少量的“纯净水”于一支洁净的试管中,滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,证明该“纯净水”是自来水;AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3;
(4)红色褪去的原因可能有两种情况:酸和碱发生了中和反应,红色褪去;次氯酸具有漂白性,也可以使红色褪去;故答案为:氯水中的酸与碱发生中和反应;次氯酸将有色物质漂白;
(5)简单的实验是:在反应后的溶液中加氢氧化钠溶液,如果红色又出现,那么原因就是酸碱中和;反之则为氯水氧化指示剂;故答案为:取“红色褪去”溶液1~2mL于试管中,滴加NaOH溶液,若红色恢复,则是由氯水的酸性所致;否则是由次氯酸的漂白性所致。
气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。
28、放出 135kJ K= ad = < 6.25×10-3ml/(L•min); 10-7.3
【解析】
(1)根据图象分析,反应物总能量高于生成物总能量,则反应为放热反应,正、逆反应活化能之差为反应放出的热量;
(2)气相为主的反应中,固体物质的浓度不变,根据平衡常数含义列出平衡常数表达式,结合常用判断化学平衡的方法判断化学反应是否达到平衡,据此逐项分析;
(3)反应为放热反应,反应前后气体物质的量减小,体系压强减小,体系a和体系b反应起始时和平衡时的压强都相等,则二者平衡常数相同,对于一定质量的气体来说,等于衡量,据此分析b和c的体系温度高低,根据化学反应速率定义计算SO2的平均反应速率;
(4)H2SO3的一级电离平衡为:H2SO3H++HSO3-,二级电离平衡为:HSO3-H++SO32-,根据Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线计算H2SO3的二级电离平衡常数。
【详解】
(1)根据图象分析,反应物的总能量比生成物总能量高,反应发生时多余的能量会释放出来,因此该反应的正反应为放热反应,正、逆反应的活化能之差为反应放出的热量,活化能的差值为270kJ/ml,由于反应产生的S质量为16g,其物质的量为16g÷32g/ml=0.5ml,所以反应放出的热量为:270kJ/ml×0.5ml=135kJ;
(2)根据平衡常数的含义,可知该反应的平衡常数表达式为K=。
a.混合气体密度为ρ=,恒容容器容积V不变,反应前后气体的质量发生改变,则当反应到达平衡时,气体总质量m不变,因此若混合气体密度不变,说明反应已经达到平衡状态,a正确;
b.反应达到平衡前后,气体总物质的量发生改变,体系压强改变,b错误;
c.达平衡后若再充入一定量CO2,使化学平衡逆向移动,由于反应在绝热容器中进行,反应逆向移动会产生热量变化,导致体系温度发生改变,化学平衡常数改变,c错误;
d.分离出S,由于S是固体,浓度不变,因此改变其物质的量,不影响化学平衡,因此正、逆反应速率均保持不变,d正确;
故合理选项是ad;
(3)体系a和体系b反应起始时和平衡时的压强都相等,则二者平衡常数相同,体系a和体系b的温度相等,根据等于衡量,可知初始时刻压强c>b,则实验温度c>b,因此三组实验温度的关系是a=b<c;实验a从反应开始至平衡时,压强由160kPa改变至120kPa,设反应过程转化了xmlSO2,由等于衡量可知,气体的压强与气体的体积(即总物质的量)成正比,所以有,,解得x=0.75ml,则反应速率v(SO2)==6.25×10-3ml/(L•min);
(4)H2SO3的一级电离平衡为:H2SO3H++HSO3-,二级电离平衡为:HSO3-H++SO32-,根据Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线分析,H2SO3的二级电离平衡和SO32-的一级水解平衡相关,未通入SO2时,Na2SO3溶液的pH为10.6,则溶液中c(OH-)=10-3.4ml/L,忽略SO32-的二级水解,则溶液中c(HSO3-)=c(OH-)=10-3.4ml/L,300mL1.0ml/LNa2SO3溶液的浓度为1.0ml/L,平衡时c(SO32-)=1.0ml/L-10-3.4ml/L≈1.0ml/L,则水解平衡常数为Kh==10-6.7,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2===10-7.3。
本题考查化学反应的焓变、化学反应速率、化学平衡状态的判断及平衡移动,化学平衡常数表达式的书写与计算等知识,注意最后一小题中水解平衡常数、电离平衡常数与水的离子积之间的关系,试题难度不大。
29、A AC H++ OH-=H2O、H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓ 2LiFePO4 +H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2(SO4)3+2 H2O+2H3PO4 0.2ml/L A 碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比酒精低 Li2CO3+ 2FePO4+2C= 2LiFePO4+3CO
【解析】
废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸,过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液,滤渣酸浸过滤得到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液,加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子,调节溶液pH生成磷酸铁沉淀,过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂,以此解答该题。
(1)根据锂的焰色反应回答;
(2)将回收的废旧锂离子电池进行预放电,
A.从锂的性质分析;
B.放电是原电池,从离子的移动方向考虑;
C.从有机物与碳的性质分析;
(3)碱溶一步所得滤液中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,加入硫酸,首先发生的是酸碱中和,然后是偏铝酸根与氢离子的反应;
(4)LiFePO4在硫酸和过氧化氢同时存在的条件下生成Li2SO4,Fe2(SO4)3,2 H2O和2H3PO4,从环保和价格的角度分析;
(5)利用溶度积进行计算;
(6)碳酸锂的溶解度随温度的变化分析;
(7)根据题目所给信息写出化学方程式;
【详解】
(1)根据焰色反应原理,锂矿石含有锂元素,锂的焰色反应为紫红色;
(2)A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电,由于锂是很活泼的金属,容易和氧气,水蒸气发生反应,可能会造成安全隐患,故A正确;
B.放电时,阳离子移向正极,故放电时电池中的锂离子移向正极,故B错误;
C.难溶有机物的沸点一般较低,碳粉也可以被氧化,通过热处理可以除去有机物和碳粉,故C正确;
(3)向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸,先发生酸碱中和,向偏铝酸钠溶液中加入酸,由于要得到金属,酸的量必须控制,故离子反应为:H++ OH-=H2O,H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓;
(4)H2O2和HNO3都具有强氧化性,由于硝酸见光分解,成本较高,故可以利用过氧化氢代替硝酸,过氧化氢被还原的产物是水,对环境没有污染,化学方程式为2LiFePO4 +H2O2+4H2SO4=Li2SO4+Fe2(SO4)3+2H2O+2H3PO4;
(5)碳酸锂是沉淀,存在难溶电解质的溶解平衡,设两溶液体积为V,滤液②中c(Li+)=4ml/L,沉淀中的Li元素占原Li元素总量的95.5%,则沉淀后溶液中锂离子的浓度为=0.09ml/L,故Ksp (Li2CO3)=c(Li+)2c(CO32-),故c(CO3)= ==0.2ml/L;
(6)碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小,用热水洗涤会减少沉淀的溶解,同时热水成本比酒精低;
(7)工业上将回收的Li2CO3和滤渣②中FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备 LiFePO4,反应方程式为Li2CO3+ 2FePO4+2C= 2LiFePO4+3CO。
实验操作
预测实验现象
实验结论或解释
A
向FeI2溶液中滴入足量溴水,加入CCl4,振荡,静置
下层溶液显紫红色
氧化性:Fe3+>I2
B
向淀粉在稀硫酸催化下的水解液中滴入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热
有砖红色沉淀生成
葡萄糖具有还原性
C
常温下,将浓盐酸、二氧化锰放入烧瓶中,用淀粉碘化钾试液检验
试液不变蓝
常温下,浓盐酸、二氧化锰没有发生化学反应
D
向盛有NH4Al(SO4)2溶液的试管中,滴加少量NaOH溶液
产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
NH4++OH- = NH3↑+H2O
实验
实验操作
现象
结论
Ⅰ
向氯水中加入碳酸氢钠粉末
有无色气泡产生
氯气与水反应至少产生了一种酸性强于碳酸的物质
Ⅱ
向品红溶液中滴入氯水
溶液褪色
氯气与水反应的产物有漂白性
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