北京市丰台区2021年高考化学二模试卷及答案
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这是一份北京市丰台区2021年高考化学二模试卷及答案,共20页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
高考化学二模试卷
一、单选题
1.化学可使生活更美好。下列说法错误的是( )
A. 食盐可用作调味剂,也可作食品防腐剂 B. 包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
C. 疫苗一般应冷藏存放,目的是避免蛋白质变性 D. 利用油脂的皂化反应可制得高级脂肪酸盐和甘油
2.下列氧化还原反应中,水作氧化剂的是( )
A. C+H2O CO+H2 B. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C. 2F2+2H2O=4HF+O2 D. 3NO2+H2O=2HNO3+NO
3.不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是( )
A. 单质氧化性的强弱 B. 单质沸点的高低
C. 单质与氢气化合的难易 D. 最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱
4.下列说法错误的是( )
A. 丁达尔效应可鉴别胶体与溶液 B. 红外光谱可区分乙醇与二甲醚
C. 碘水可检验淀粉是否发生水解 D. 乙醇易溶于水是因为其分子与水分子间形成氢键
5.下列化学用语正确的是( )
A. 氢氧化铝电离:Al(OH)3=Al3++3OH-
B. 氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C. 氯气与石灰乳反应制漂白粉:2Cl2+Ca2++2OH-=2Cl-+Ca(ClO)2+2H2O
D. 向Mg(OH)2悬浊液中滴酚酞后溶液变红:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)
6.淀粉在人体内被转化成葡萄糖为机体提供能量,是重要的食品工业原料。
下列说法错误的是( )
A. 淀粉属于天然有机高分子 B. ③的反应为人体提供能量
C. ④的反应是水解反应 D. 麦芽糖与蔗糖互为同分异构体
7.下列实验装置错误的是( )
A.制取并收集乙烯气体
B.制取并收集氨气
C.制取乙酸乙酯
D.铁粉与水蒸气反应
A. A B. B C. C D. D
8.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 2L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有H+的数目为NA
B. 23gNa与足量H2O反应完全后生成H2的体积为11.2L
C. 密闭容器中2molSO2与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
D. 物质的量相同的 和CH3CHO所含共价键数目相同
9.在RH—10Fe的作用下,合成某有机化合物的催化机理如图所示。下列说法错误的是( )
资料:
①RH—10Fe是常温下以溶剂萃取和溶胶凝胶法,利用Fe(NO3)3溶液和稻谷壳中提取的硅酸盐材料制得的Fe-Si催化剂。
②硅酸盐材料具有多孔状结构,热稳定性佳,可用作催化剂载体。
A. 催化剂具有选择性
B. 硅酸盐材料可用作催化剂载体参与化学反应
C. RH—10Fe催化可提高反应物的平衡转化率,原子利用率达100%
D. 总反应式为: +H2O2 +H2O
10.依据图示关系,下列说法错误的是( )
A. 反应①是吸热反应 B. △H3=△H1+△H2
C. 反应③是一个熵增的反应 D. 数据表明:V2O5(s)的能量比V2O4(s)低,更稳定
11.甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去),下列各组物质中不能实现如图所示关系转化的是( )
选项
甲
乙
丙
丁
物质间的转化
A
CuO
CO2
CO
C
B
Fe
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3
HNO3
C
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
NH3·H2O
D
CO2
NaHCO3
Na2CO3
NaOH
A. A B. B C. C D. D
12.某温度下,反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(H2)=0.4mol/L,c(CO)=0.2mol/L,c(CH3OH)=0.3mol/L,相同温度下,按照下列4组初始浓度进行实验,反应能够正向进行的是( )
选项
c(H2)/mol/L
c(CO)/mol/L
c(CH3OH)/mol/L
A
1.00
0.10
1.00
B
0.10
2.00
0.05
C
0.02
5.00
0.30
D
0.15
0.10
0.60
A. A B. B C. C D. D
13.下列图示与对应叙述相符的是( )
A. 图1表示压强对可逆反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
B. 图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C. 图3表示在CH3COOH溶液中逐步加入CH3COONa固体后,溶液pH的变化
D. 图4表示常温下向20 mL0.1 mol/L氨水中滴加稀盐酸,c点溶液中c(NH )<c(Cl-)
14.某实验小组为研究黄铜(Cu—Zn合金)的抗腐蚀性能,进行了系列实验,结果如下:
实验
0~1h
1h
2h
1
6mol/L盐酸
无气泡产生
2
3mol/L硫酸
无气泡产生
黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢
黄铜表面小气泡数量增加不明显,反应缓慢
3
6mol/L硝酸
2min时出现较多气泡,反应迅速进行;10min时出现明显的红棕色气体
溶液变为蓝色,反应持续进行,但不剧烈
溶液变为蓝色,反应持续进行,较为缓慢
4
2mol/L硝酸
黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢
溶液出现淡蓝色,反应缓慢
溶液出现淡蓝色,反应缓慢
4
浓硝酸
反应物接触后迅速反应,反应剧烈,产生大量红棕色气体,溶液变为深蓝色
依据上述实验,所得结论错误的是( )
A. 实验1、2、3中反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关
B. 可用稀硫酸溶解黄铜以测定铜的质量分数
C. 硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快
D. 黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明其结构与简单Cu—Zn混合物不同
二、非选择题
15.银及其化合物在制造钱币、电子工业、医药等方面具有广泛用途。
(1).Ⅰ.银的冶炼及性质
热分解法是金属冶炼方法之一。以Ag2O为原料冶炼银的化学方程式为 。
(2).电解精炼银的工作原理如图所示, (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为 。
(3).Ⅱ.银的化合物的性质
在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式__。
(4).在光照条件下,AgNO3可分解为Ag、O2和某种氮的氧化物。称取34g AgNO3固体,充分光照使其完全分解,测得反应后生成O2的体积(折合成标准状况)为2.24L,反应过程中转移电子的物质的量为 。
(5).纳米硫化(Ag2S)应用广泛。Ag2S溶于浓HNO3后,产生淡黄色固体及无色气体,该气体遇空气迅速变为红棕色。写出反应的化学方程式 。
16.M是有机合成的重要中间体,可用来合成广谱抗流感药物法匹拉韦(Favipiravir),其合成路线如图:
已知:i.J的核磁共振氢谱峰面积比为6:4:2:1。
ii.R1—CHO+R2—NH2 R1—CH=N—R2+H2O。
(1)A是含碳92.3%的烃,写出实验室制取A的化学方程式________。
(2)检验E中官能团所用的试剂是________。
(3)B→C的反应类型是________。
(4)写出C+K→M的化学方程式________。
(5)下列说法正确的是________。
a.D比丙醇的沸点高
b.F与乙酸互为同系物
c.J可以发生水解反应生成氨基酸
d.K可以与盐酸反应生成相应的盐
(6)写出符合下列条件G的同分异构体的结构简式________。
①可以发生银镜反应和水解反应
②核磁共振氢谱有三组峰
17.镀镍废件是一种宝贵的可再生资源,可用于制备重要的化工原料NiSO4。将镀镍废件处理后得到废液(含大量的H+、SO 、Ni2+以及少量的Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等),采用如图工艺流程回收其中的镍制备NiSO4晶体。
资料:
P2O4为磷酸二异辛酯(可用HA表示),不溶于水,是一种弱酸性萃取剂。其酸根离子(A-)可与某些金属离子发生反应。
(1)写出H2O2的电子式________。
(2)加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为________。
(3)加石灰乳的作用是________。
(4)在萃取过程中,若溶液酸度过高,会导致萃取效率变低,其原因是________。
(5)在结晶过程中,需要加浓硫酸调pH至2~4,再进行________,过滤出的固体洗涤、干燥,得NiSO4晶体。
NiSO4在不同温度下的溶解度
温度/℃
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/g
44.4
46.6
49.2
55.6
64.5
70.1
76.7
(6)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式________。
18.氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料,广泛用作有机合成催化剂。
资料
①水溶液中存在平衡:2Cl-(aq)+CuCl(s) CuCl (aq)。
②CuCl是难溶于水的白色固体,在热水中迅速水解生成Cu2O。
③CuCl在潮湿的空气中易被氧化,生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl。
Ⅰ.实验室中用纯净的CuCl2固体可制备CuCl。取75gCuCl2固体于烧杯中,加入100mL0.2mol/L盐酸和水配成200mL溶液,然后在溶液中通入SO2气体。
(1)结合化学用语解释加入盐酸的主要目的是________。
(2)溶液中通入SO2气体后,发生反应的离子方程式为________。
(3)Ⅱ.工业中,用初级铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等)为原料制备CuCl。流程如图:
“酸浸”中,加入稀H2SO4不宜过量太多的原因是__。
(4)用化学用语解释,析出的CuCl晶体不能用水洗涤的原因是________。
(5)合成过程中适宜的反应条件为________。
(6)若要制99.5gCuCl,理论上至少需要含Cu2S50%的铜矿粉的质量为________g。
(7)相同时间内,反应物在最佳配比条件下,温度对CuCl产率影响如图所示。溶液温度控制在58℃时,CuCl产率最大,随温度升高CuCl产率降低,其原因是________。(答出2条即可)
19.研究发现,NO在心脑血管调节、免疫调节等方面有着十分重要的作用,但NO无法直接作为药物使用。科学家发现NO 有着与NO相似的功效,可以用作药物。某研究小组对亚硝酸盐转化为NO的反应进行了研究。
(1).NO中N元素的化合价呈现正价,用原子结构解释原因为 1 。
(2).为研究NO 的转化,甲同学完成了如下实验:
实验方案
实验现象
i.溶液先变黄色,迅速变为棕色
ii.将棕色溶液加热,颜色变浅,冷却
资料:FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H0,可知反应①是吸热反应,故A不符合题意;
B.根据盖斯定律,反应③可由反应①和反应②之和得到,则△H3=△H1+△H2 , 故B不符合题意;
C.反应③是固体生成气体的反应,是一个熵增的反应,故C不符合题意;
D.由于反应②还有三氧化硫和二氧化硫的参与,故不知道V2O5(s)和V2O4(s)的能量相对大小,不能确定V2O5(s)的能量比V2O4(s)低,更稳定,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据焓变即可判断反应的放热吸热
B.根据盖斯定律即可计算出焓变的关系
C.反应③是气体分子数增多的反应,因此分子混乱度增大是熵增
D.根据反应②进行判断,但是只能比较反应物和生成物的总能量不呢个比较五氧化二钒和四氧化二钒的能量的高低
11.【答案】 C
【解析】【解答】A.CuO与少量C反应产生Cu和CO2 , 与足量C反应产生Cu和CO,CO2与C反应产生CO,CO与CuO反应产生Cu和CO2 , 可以实现物质之间的转化关系,A不符合题意;
B.铁与足量的HNO3反应生成Fe(NO3)3 , 铁与少量的HNO3反应生成Fe(NO3)2 , Fe(NO3)3与铁粉反应生成Fe(NO3)2 , Fe(NO3)2与HNO3反应生成Fe(NO3)3 , 能够实现物质之间的转化关系,B不符合题意;
C.AlCl3与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀,由于NH3·H2O是弱碱,不能溶解Al(OH)3 , 因此二者反应时无论相对量的多少,只能Al(OH)3沉淀,不能实现物质之间的转化关系,C符合题意;
D.CO2和少量NaOH反应生成NaHCO3 , CO2和过量NaOH生成Na2CO3 , NaHCO3与NaOH反应产生Na2CO3和H2O,Na2CO3与CO2、H2O反应产生NaHCO3 , 能够实现上述转化,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据给出的物质之间的转化路径将给出的物质带入其中进行验证即可判断正误
12.【答案】 B
【解析】【解答】A.由题可知,A项中的Qc= >9.375(L/mol)2 , 即Qc>K , 反应向逆反应方向进行,A项不符合题意;
B.B项中的Qc= <K , 反应向正反应方向进行,B项符合题意;
C.C项中的Qc= >K , 反应向逆反应方向进行,C项不符合题意;
D.D项中的Qc= >K , 反应向逆反应方向进行,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】某温度下,该可逆反应的平衡常数K= 。根据Qc和K值的大小判断该反应进行的方向:Qc>K , 反应向逆反应方向进行。Qc=K , 反应达到平衡状态。Qc<K , 反应向正反应方向进行。
13.【答案】 D
【解析】【解答】A.该反应是反应前后气体体积相同的反应,若增大压强,物质的浓度增大,化学反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,先达到平衡,但化学平衡不发生移动,A的体积分数不变,A不符合题意;
B.根据图示可知:反应物的能量比生成物的高,发生反应会放出热量,属于放热反应,不是吸热反应,B不符合题意;
C.CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+ , 向溶液中加入CH3COONa固体,导致溶液中c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,使得溶液中c(H+)减小,溶液的pH会增大,C不符合题意;
D.氨水中的NH3·H2O电离产生的OH-对水的电离平衡起抑制作用,使水电离产生的c(H+)减小。向其中滴加HCl,二者发生中和反应,消耗溶液中OH- , c(OH-)减小,水电离程度增大,当二者达到恰好发生中和时的c点时,水电离程度最大,此时溶液为NH4Cl,由于NH 会发生水解反应而消耗,而Cl-不消耗,故此时溶液中c(NH )<c(Cl-)。后来由于滴加HCl过量,过量的酸电离产生的H+对水电离平衡又起抑制作用,使水电离产生的c(H+)减小,因此水电离程度先逐渐增大,后又逐渐减小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 对可逆反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(s),前后气体系数相等,压强的改变不影响平衡移动
B.根据反应物和生成物的能量大小即可判断反应的吸热放热
C.醋酸是可逆电离,加入醋酸钠,醋酸根离子浓度增大,导致氢离子浓度降低,pH增大
D.水的电离程度最大时是氨水和盐酸恰好反应完全,但是考虑铵根离子水解,离子浓度降低
14.【答案】 B
【解析】【解答】A.实验1、2、3中阳离子都是氢离子,且c(H+)均为6mol/L,但阴离子各不相同,因此反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关,故A不符合题意;
B.根据实验2,1h以上稀硫酸才与黄铜缓慢反应,经过2h气泡数量增加都不明显,不能保证其中的锌全部溶解,不能用来测定其中铜的质量分数,故B符合题意;
C.根据实验3、4、5可知,硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快,故C不符合题意;
D.根据实验2,1h以内,稀硫酸与黄铜不反应,经过2h,反应缓慢,气泡数量增加都不明显,说明黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明黄铜合金的结构与简单Cu—Zn混合物不同,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.通过控制变量法,控制氢离子的浓度相同,阴离子不同比较阴离子对速率的影响
B.根据实验2进行比较,反应速率过慢不能保证锌全部被消耗
C.根据3和4进行对比即可
D.结构不同性质不同即可判断正误
二、非选择题
15.【答案】 (1)2Ag2O 4Ag+O2↑
(2)a;NO +e-+2H+=NO2+H2O
(3)AgCl+Br-=AgBr+Cl-
(4)0.4mol
(5)3Ag2S+8HNO3(浓)=6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O
【解析】【解答】(1)Ag的金属活泼性比较弱,用热分解法冶炼金属Ag。以Ag2O为原料冶炼银的化学方程式为2Ag2O 4Ag+O2↑;答案为:2Ag2O 4Ag+O2↑;
(2)由图可知,电极a与电源正极相连,作阳极。电极b与电源负极相连,作阴极。根据电解原理,可知粗银作阳极,即a极为含有杂质的粗银。红棕色气体为NO2气体,b极有该气体生成,说明NO 得到电子发生还原反应,电极反应式为:NO +e-+2H+=NO2+H2O;答案为:a;NO +e-+2H+=NO2+H2O;
(3)AgBr为淡黄色沉淀,说明反应中AgCl转化为AgBr,反应的离子方程式为:AgCl+Br-=AgBr+Cl-;答案为:AgCl+Br-=AgBr+Cl-;
(4)34gAgNO3的物质的量= ,生成的O2的物质的量= ,NO 中O元素的化合价由-2价变为0价,每生成1molO2转移4mol电子,则生成0.1molO2转移0.4mol电子。答案为:0.4mol;
(5)由题可知,Ag2S溶于浓HNO3后,生成S单质和NO气体,根据电子转移以及原子守恒等规律,可知反应方程式为:3Ag2S+8HNO3(浓)=6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O;答案为:3Ag2S+8HNO3(浓)=6AgNO3+3S↓+2NO↑+4H2O。
【分析】(1)根据冶炼银单质是利用加热氧化银的方法制取即可写出方程式
(2)电解精炼银,即可判断粗银在阳极,纯银在阴极,根据红棕色气体是二氧化氮,说明硝酸根离子得到电子变为二氧化氮即可写出电极式
(3)根据淡黄色沉淀是溴化银,即可写出方程式
(4)根据写出硝酸银分解的方程式,即可计算出转移的电子数
(5)根据反应物和生成物即可写出方程式
16.【答案】 (1)CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
(2)银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
(3)氧化反应
(4)+ +2H2O
(5)acd
(6)或 或 或 或
【解析】【解答】(1)A是含碳92.3%的烃,则n(C):n(H)= =1:1,结合B可知A为乙炔,写出实验室通过CaC2和水反应制取乙炔,化学方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,故答案为:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑;
(2)由反应流程可知,D经过氧化反应生成E,则D中的羟基被氧化为醛基,E中的官能团为醛基,检验醛基所用的试剂是银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液),故答案为:银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液);
(3)B→C的反应生成 ,C比B多了一个O原子,少了氢原子,则该反应的类型为氧化反应,故答案为:氧化反应;
(4)由反应流程可知,C为 、M为 ,结合信息ii:R1—CHO+R2—NH2 R1—CH=N—R2+H2O可知,C+K→M的化学方程式为: + +2H2O;
(5)a.D的结构简式为HOCH2CH2CH2OH,含有两个羟基,可以形成更多的氢键,沸点高于丙醇,故a正确;
b.F中含有两个羧基,而乙酸中只含有一个羧基,二者结构不相似,不互为同系物,故b不正确;
c.J的分子式为C7H13NO4 , 其结构中含有氨基,可以发生水解反应生成氨基酸,故c正确;
d.K中含有氨基,氨基为碱性基团,可以与盐酸反应生成相应的盐,故d正确;
故答案为:acd;
(6)G的同分异构体满足条件①可以发生银镜反应,说明其中含有醛基;能够发生水解反应,说明其中含有酯基;②核磁共振氢谱有三组峰说明其中含有3种环境的氢原子;符合条件的同分异构体的结构简式为: 或 或 或 或 ,故答案为: 或 或 或 或 。
【分析】A是含碳92.3%的烃,则n(C):n(H)= =1:1,结合B可知A为乙炔,乙炔和水发生加成反应生成CH3CHO,B发生氧化反应生成C,C和K发生信息ii提示的反应生成M,则K为 ,D发生氧化反应生成E,E接着发生氧化反应生成F,F和乙醇发生酯化反应生成G,以此解答。
17.【答案】 (1)
(2)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
(3)调节pH除去Fe3+和Cu2+、使SO 与Ca2+结合生成CaSO4沉淀被除去
(4)若酸度过高,c(H+)偏大,使平衡HA H++A-逆向移动,A-浓度减小,导致萃取效率变低
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
(6)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O
【解析】【解答】(1)H2O2是共价化合物,在该分子中两个O原子通过共价单键结合,每个O原子再分别与1个H原子形成共价键,从而使分子中各个原子都达到稳定结构,其电子式为: ;
(2)H2O2具有氧化性,在酸性条件下会将Fe2+氧化为Fe3+ , 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为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(3)石灰乳主要成分是Ca(OH)2 , 加入石灰乳能够消耗溶液中的H+ , 调整溶液的pH,使溶液中Fe3+和Cu2+变为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀除去,同时使SO 与Ca2+结合生成CaSO4沉淀也被除去;
(4)P2O4为磷酸二异辛酯,可用HA表示,该物质不溶于水,是一种弱酸性萃取剂,在溶液中存在电离平衡:HA H++A-。若溶液的酸度过高,则溶液中c(H+)偏大,会使平衡HA H++A-逆向移动,导致溶液中A-浓度减小,因而使萃取效率变低;
(5)NiSO4是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性。在结晶过程中,需要加浓硫酸调正溶液的pH至2~4,再根据NiSO4在水中的溶解度随温度的升高而增大的性质,将溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶操作,就可获得其晶体,然后过滤出晶体,对晶体进行洗涤、干燥处理,就得到NiSO4晶体;
(6)Ni2+具有还原性,ClO-具有强氧化性,在碱性条件下反应产生NiOOH、Cl-及H2O,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式为:ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O。
【分析】在含镍废料中加入H2O2 , H2O2具有氧化性,能够将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+ , 然后加入石灰乳,调整溶液的pH至5.7,可以使溶液中的Fe3+和Cu2+变为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀过滤除去,同时可以使溶液中的SO 变为CaSO4沉淀除去。然后再向溶液中加入P204磺化煤油,使溶液中的Zn2+通过萃取进入有机相中,然后分液除去,再将滤液蒸发、浓缩、冷却结晶得到NiSO4晶体。
18.【答案】 (1)Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ , 加酸抑制了Cu2+的水解
(2)SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO +2CuCl↓+4H+
(3)避免除杂步骤消耗更多的氨水和碳酸氢铵
(4)4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl
(5)温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气
(6)160
(7)温度过高,CuCl水解生成Cu2O/CuCl被直接氧化/SO2逸出/HCl挥发
【解析】【解答】(1)氯化铜溶液中存在平衡:Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ , 加酸抑制了Cu2+的水解,故答案为:Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ , 加酸抑制了Cu2+的水解;
(2)溶液中通入SO2气体后,二氧化硫将Cu2+还原为CuCl沉淀,Cu元素化合价由+2价下降到+1价,S元素化合价由+4价上升到+6价,根据得失电子守恒和质量守恒配平离子方程式为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO +2CuCl↓+4H+ , 故答案为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO +2CuCl↓+4H+;
(3)H2SO4过多会消耗“除杂”步骤中的氨水和碳酸氢铵,影响除杂效果,故答案为:避免除杂步骤消耗更多的氨水和碳酸氢铵;
(4)CuCl在潮湿的空气中易被氧化,生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl,若用水洗会生成Cu2(OH)3Cl,方程式为:4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl,故答案为:4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl;
(5)由(2)可知,合成步骤中发生反应SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO +2CuCl↓+4H+ , 结合CuCl在潮湿的空气中易被氧化可知,为了使反应更加充分地进行,合成过程中适宜的反应条件为温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气,故答案为:温度不宜过高、控制HCl浓度不宜过高、隔绝空气;
(6)由Cu元素守恒得到关系式:Cu2S 2CuCl,99.5gCuCl的物质的量为 =1mol,理论上需要0.5mol Cu2S,其质量为160g/mol 0.5mol=80g,理论上至少需要含Cu2S50%的铜矿粉的质量为 =160g,故答案为:160;
(7)合成步骤中发生反应SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=SO +2CuCl↓+4H+ , 由图可知溶液温度控制在58℃时,CuCl产率最大,随温度升高CuCl产率降低,温度过高,CuCl水解生成Cu2O;CuCl被直接氧化;SO2逸出;HCl挥发可知,其原因是温度过高,CuCl水解生成Cu2O,CuCl被直接氧化,SO2逸出,HCl挥发;故答案为:温度过高,CuCl水解生成Cu2O,CuCl被直接氧化,SO2逸出,HCl挥发。
【分析】初级铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeO等)中加入稀硫酸、二氧化锰,Cu2S和二氧化锰、稀硫酸发生氧化还原反应,发生的离子反应方程式为Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++2Mn2++S+4H2O,杂质FeO、Fe2O3分别与稀硫酸反应,过滤生成的S,向滤液中加入氨水调节溶液的pH值,铁离子生成Fe(OH)3沉淀,加入碳酸氢铵,得到MnCO3沉淀,过滤,得到的滤液中含有Cu(NH3)4CO3 , 加热Cu(NH3)4CO3得到CuO, CuO与盐酸、二氧化硫反应:SO2+2CuO+2Cl-=2CuCl+SO ,经过过滤、洗涤、真空干燥或隔绝空气干燥得产品, 以此解答。
19.【答案】 (1)N元素和O元素处于同一周期,电子层数相同,最外层电子数N<O,原子半径N>O,得电子能力N<O,表现为非金属性N<O,所以在NO中N元素为正价
(2)KSCN溶液,溶液变红
(3)Fe2+可能被空气中的O2氧化;1mol/LNaNO2溶液(pH=8);右侧烧杯中有微小气泡产生,遇空气变红棕色
(4)Fe2++NO +2H+=Fe3++NO↑+H2O
(5)FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4(棕色)△H
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