2020年山东省济南二中高考化学模拟试卷(4月份)
2020年山东省济南二中高考化学模拟试卷(4月份)
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分.每小题只有一个选项符合题意.
1. 化学现象随处可见,化学制品伴随我们的生活。下列说法错误的是( )
A.“霾尘积聚难见路人”,雾霾可能产生丁达尔效应
B.“用浓酒和糟入甑(蒸锅),蒸令气上……”,其中涉及的操作是蒸馏
C.“世间丝、麻、裘皆具素质……”,其中的“丝、麻”的主要成分都是蛋白质
D.古剑“沈卢”以“剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,其中的“剂钢”是铁合金
2. 《学习强国》学习平台说“最基本的生命分子中都有碳原子”。14C常用于测定文物的年代,13C作为示踪原子对研究有机化学反应和生物化学反应更为方便。12C被用来作为阿伏伽德罗常数的标准。关于14C、13C、12C说法正确的是( )
A.质子数与质量数相同 B.化学性质相似
C.互为同素异形体 D.质子数与中子数相等
3. 氮及其化合物的转化过程如图1所示,其中如图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是( )
A.如图2中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线
B.反应①的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=−92 kJ⋅mol−1
C.在反应②中,若有1.25mol电子发生转移,则参加反应的NH3的体积为5.6L
D.催化剂a、b能提高反应反应①、②的化学反应速率和平衡转化率
4. 有机化合物在食品、药物、材料等领域发挥着举足轻重的作用。下列说法正确的是( )
A.甲苯和间二甲苯的一溴代物均有4种
B.按系统命名法,化合物(CH3)2C(OH)C(CH3)3的名称为2,2,3−三甲基−3−丁醇
C.2−丁烯分子中的四个碳原子在同一直线上
D.乙酸甲酯分子在核磁共振氢谱中只能出现一组峰
5. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.1L0.1mol⋅L−1Fe2(SO4)3溶液中含有的阳离子数目小于0.2NA
B.0.24g Mg在O2和CO2的混合气体中完全燃烧,转移电子数为0.02NA
C.3g由CO2和SO2组成的混合气体中含有的质子数为1.5NA
D.1molNa2O2与SO2完全反应,转移电子数为2NA
6. 泛酸和乳酸均易溶于水并能参与人体代谢,结构简式如图所示。下列说法不正确的是( )
A.泛酸分子式为C9H17NO5
B.泛酸在酸性条件下的水解产物之一与乳酸互为同系物
C.泛酸易溶于水,与其分子内含有多个羟基易与水分子形成氢键有关
D.乳酸在一定条件下反应,可形成六元环状化合物
7. 实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是( )
A.装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色,体现了二氧化硫的还原性
B.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe3+
C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D.实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸
8. 工业上用发烟HClO4把潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2]来除去Cr(Ⅲ),HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法不正确的是( )
A.HClO4属于强酸,反应还生成了另一种强酸
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B.CrO2(ClO4)2中Cr元素显+6价
C.该反应离子方程式为19ClO4−+8Cr3++80H−=8CrO2(ClO4)2+3Cl−+4H2O
D.该反应中,参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3:8
9. 前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23:16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小;T元素的价电子排布式为3d104s1.下列说法正确的是( )
A.简单离子的半径Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
10. 下列实验中,能达到相应实验目的的是( )
A.制备并收集乙酸
乙酯
B.证明氯化银溶
解度大于硫化银
C.验证溴乙烷的
消去产物是乙烯
D.推断S、C、Si的
非金属性强弱
A.A B.B C.C D.D
二、本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题有1个或2个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分.
高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:其中除杂过程包括:①向浸出液中加入一定量的试剂X,调节浸出液的pH为3.5∼5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;③已知室温下:Kap[Mg(OH)2]=1.8×10−11,Kap[Al(OH)3]=3.0×10−34,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10−38.下列说法正确的是( )
A.试剂X可以是MnO、MnO2、MnCO3等物质
B.除杂过程中调节浸出液的pH为3.5∼5.5可完全除去Fe、Al、Mg等杂质
C.浸出时加入植物粉的作用是作为还原剂
D.为提高沉淀MnCO3步骤的速率可以持续升高温度
Li−SOCl2电池是迄今具有最高能量比的电池。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液(熔点−110∘C、沸点78.8∘C)是LiAlCl4−SOCl2.电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2.下列说法正确的是( )
A.该电池不能在寒冷地区正常工作
B.SOCl2分子的空间构型是平面三角形
C.该电池工作时,正极反应为:2SOCl2+4e−=4Cl−+S+SO2
D.该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行
向某容积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g),发生反应2X(g)+Y(g)⇌3Z(g)。反应过程中,持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A.M点时,Y的转化率最大
B.升高温度,平衡常数减小
C.平衡后充入X,达到新平衡时X的体积分数减小
D.W、M两点Y的正反应速率相同
根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液,出现浑浊
蛋白质发生了变性
B
将乙醇与浓硫酸混合加热,产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
产生的气体中一定含有乙烯
C
室温下,用pH试纸测得:0.1 mol⋅L−1Na2SO3溶液的pH约为10:0.1 mol⋅L−1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3−结合H+的能力比SO32−的强
D
向NaCl和NaBr的混合溶液中滴入少量AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀(AgBr)
Ksp(AgBr)
c(H2C2O4)>c(HC2O4−)
B.已知pKa=−lgKa,则pKa2 (H2C2O4)=4.17
C.0.1 mol⋅L−1NaHC2O4溶液中:c(H+)=c(OH−)+c(C2O42−)−c(H2C2O4)
D.一定温度下往CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体,c(C2O42−)将减小,c(Ca2+)不变
三、非选择题:本题共5小题,共60分.
“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除 CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对 CO2 创新利用的研究。
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)△H=−41kJ/mol
②C(s)+2H2(g)⇌CH4(g)△H=−73kJ/mol
③2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=−17kJ/mol
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:________。
(2)目前工业上有一种方法是用 CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为 2L密闭容器中,充入1mol CO2和 3.25mol H2在一定条件下发生反应,测得 CO2、CH3OH(g)和 H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=( )。
②下列措施一定不能使CO2的平衡转化率增大的是( ) (填字母)。
A.在原容器中再充入1mol CO2
B.在原容器中再充入1mol H2
C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积
F.将水蒸气从体系中分离
(3)煤化工通常研究不同条件下CO转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)的平衡转化率随p(H2O)/p(CO)及温度变化关系如图所示:
①上述反应的正反应方向是________(填“吸热”或“放热”)反应;
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作 Kp),则在恒温密闭容器中,该反应的Kp与Kc的关系是________,如果提高p(H2O)/p(CO),则Kp________ (填“变大”“变小”或“不变”);使用铁镁催化剂的实际工业流程中,一般采用400∘C左右,p(H2O)/p(CO)=3∼5,采取此条件的原因可能是________。
(4)科学家用氮化镓材料与铜组装成如图所示的人工光合系统,利用该装置实现了用CO2和H2O合成CH4.下列关于该电池的叙述正确的是( )(填字母)。
A.该装置能量转化形式仅存在太阳能转化为电能
B.铜电极为正极,电极反应式为CO2+8e−+8H+=CH4+2H2O
C.电池内部H+透过质子交换膜从左向右移动
D.反应结束后,理论上溶液的 pH 值保持不变
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以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7⋅2H2O),其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:
ⅰ.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42−。
ⅱ.
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
Bi3+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
4.5
回答下列问题:
(1)反应之前先将矿石粉碎的目的是________。
(2)步骤③加的试剂为________,此时溶液pH要调到5的目的________。
(3)写出反应④的离子反应方程式________。
(4)⑤中酸化是使CrO42−转化为Cr2O72−,写出该反应的离子方程式________。
(5)将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是________(填操作名称)。
高碘酸钾(KIO4)溶于热水,微溶于冷水和氢氧化钾溶液,可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如图(夹持和加热装置省略)。回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中仪器甲的名称是________。
(2)装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是________。
(3)装置Ⅱ中的试剂X是________。
(4)装置Ⅲ中搅拌的目的是________。
(5)上述装置按气流由左至右各接口顺序为________(用字母表示)。
(6)装置连接好后,将装置Ⅲ水浴加热,通入氯气一段时间,冷却析岀高碘酸钾晶体,经过滤,洗涤,干燥等步骤得到产品。
①写出装置Ⅲ中发生反应的化学方程式:________。
②洗涤时,与选用热水相比,选用冷水洗涤晶体的优点是________。
③上述制备的产品中含少量的KIO3,其他杂质忽略,现称取ag该产品配制成溶液,然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液,充分反应后,加入几滴淀粉溶液,然后用1.0mol⋅L−1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的平均体积为bL。
已知:KIO3+5KI+6CH3COOH=3I2+6CH3COOK+3H2O
KIO4+7KI+8CH3COOH=4I2+8CH3COOK+4H2O
I2+2Na2S2O3=2NaI+N2S4O6
则该产品中KIO4的百分含量是________(Mr(KIO3)=214,Mr(KIO4)=230)。
钛被誉为“21世纪的金属”,可呈现多种化合价。其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为________。
(2)已知电离能:I2(Ti)=1310kJ/mol,I2(K)=3051kJ/mol。I2(Ti)Y>Z,故A错误;
B.非金属性S>C>Al,则最高价氧化物对应水化物的酸性W>X>Z,故B错误;
C.S单质的氧化性较弱,则S与Cu单质混合加热反应生成Cu2S,故C正确;
D.S与氧气反应生成的是二氧化硫,二氧化硫溶于水生成的亚硫酸为弱酸,故D错误;
10.
【答案】
D
【考点】
化学实验方案的评价
【解析】
A.酯化反应需要催化剂、吸水剂;
B.硝酸银过量,均为沉淀生成;
C.生成的乙烯及挥发的醇均使高锰酸钾褪色;
D.发生强酸制取弱酸的反应,可比较最高价含氧酸的酸性。
【解答】
A.酯化反应需要催化剂、吸水剂,图中缺少浓硫酸,不能制备,故A错误;
B.硝酸银过量,均为沉淀生成,不发生沉淀的转化,不能证明氯化银溶解度大于硫化银,故B错误;
C.生成的乙烯及挥发的醇均使高锰酸钾褪色,由褪色不能证明消去产物为乙烯,故C错误;
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D.发生强酸制取弱酸的反应,可比较最高价含氧酸的酸性,可比较S、C、Si的非金属性强弱,故D正确;
二、本题共5小题,每小题4分,共20分.每小题有1个或2个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分.
【答案】
C
【考点】
制备实验方案的设计
【解析】
湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰,加入浓硫酸和植物粉浸出过滤得到滤液除去杂质,除杂过程包括:①向浸出液中加入一定量的X,调节浸出液的pH为3.5∼5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;酸性溶液中二氧化锰氧化过氧化氢为氧气,本身被还原为锰离子,反应的离子方程式为:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑,加入碳酸氢铵形成沉淀反应的化学方程式为:MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O,生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,通过一系列操作得到高纯碳酸锰。
A.试剂X使用MnO、碳酸锰调pH的优势是不引入新的杂质,但不能用MnO2;
B.当Mg2+沉淀完全时,溶液中c(Mg2+)≤1×10−5mol/L,根据Ksp (Mg(OH)2)=c(Mg2+)⋅c2(OH−)=1.8×10−11分析,不能除去Mg杂质;
C.作为还原剂能使Mn元素化合价降低;
D.难溶性的碳酸盐受热易分解。
【解答】
A.试剂X可以是MnO、MnCO3等物质,目的是调节溶液pH,利于生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,且不引入新杂质,但不用二氧化锰,一方面避免引入杂质,同时避免②消耗更多的过氧化氢,故A错误;
B.Mg(OH)2完全沉淀时,c(OH−)=1.8×10−111.0×10−5mol/L=1.8×10−3mol/L,则pH为3.5∼5.5时不能除去Mg杂质,故B错误;
C.加入植物粉是一种还原剂,使Mn元素化合价由+4价降低为+2价,故C正确;
D.持续升高温度,可使碳酸锰分解,故D错误;
【答案】
C,D
【考点】
电解池的工作原理及应用
判断简单分子或离子的构型
【解析】
根据电池的总反应可知,失电子的是Li,在负极发生反应,得电子的是SOCl2,在正极发生反应;电解液的熔点为−110∘C、沸点为78.8∘C,电池可以在−110∘C∼78.8∘C温度范围内正常工作,据此解答。
【解答】
A.该电池可以在−110∘C∼78.8∘C环境下正常工作,所以在寒冷地区正常工作,故A错误;
B.SOCl2分子的中心原子为S,其价层电子对数=3+12(6−1×2−2×1)=4,VSEPR模型为四面体形,中心原子上的孤电子对数=12(6−1×2−2×1)=1,则SOCl2分子的立体构型为三角锥形,故B错误;
C.根据电池的总反应4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2可知,Li在负极失去电子,SOCl2在正极得到电子,则正极反应为:2SOCl2+4e−=4Cl−+S+SO2,故C正确;
D.Li是活泼金属,易与O2反应,也能与水反应,SOCl2遇水会发生反应:SOCl2+H2O=SO2+2HCl,因此该电池组装时,必须在无水无氧条件下进行,故D正确;
【答案】
B
【考点】
化学平衡的影响因素
【解析】
温度在a∘C之前,升高温度,X的含量减小,温度在a∘C之后,升高温度,X的含量增大,曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达平衡,反应向正反应进行,最低点之后,各点为平衡点,升高温度X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,以此解答该题。
【解答】
A.Q点时体系中X的体积分数最小、转化率最大,故Q点时Y的转化率最大,故A错误;
B.升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故B正确;
C.反应物有X、Y两种,平衡后充入X,达到新平衡时X的体积分数增大,故C错误;
D.W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越快,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,故D错误。
【答案】
A
【考点】
化学实验方案的评价
【解析】
此题暂无解析
【解答】
A.鸡蛋清溶液中加入少量CuSO4溶液,发生变性,为不可逆反应,析出固体溶液变浑浊,故A正确;
B.乙醇易挥发,乙醇及生成的乙烯均能被高锰酸钾氧化,溶液褪色不能说明乙烯生成,故B错误;
C.NaHSO3溶液电离显酸性,Na2SO3溶液水解显碱性,则HSO3−结合H+的能力比SO32−的弱,故C错误;
D.NaCl和NaBr的混合溶液的浓度未知,Qc>Ksp时生成沉淀,则不能比较Ksp(AgBr)、Ksp(AgCl)的大小,故D错误;
故选A。
【答案】
A,D
【考点】
弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】
酸性越强,H2C2O4的浓度越大,碱性越强,C2O42−的浓度越大,根据图示可知,①代表的是H2C2O4、②代表的是HC2O4−③代表的是C2O42−。
A.根据图示曲线判断各离子浓度大小;
B.b点pH=4.17,c(C2O42−)=c(HC2O4−),结合Ka2 (H2C2O4)的表达式计算;
C.由图可知,NaHC2O4溶液pH=3∼4,证明溶液显示酸性,结合质子守恒分析;
D.加入少量CaCl2固体,平衡逆向移动,c(C2O42−)将减小,c(Ca2+)不可抵消,所以c(Ca2+)增大。
【解答】
酸性越强,H2C2O4的浓度越大,碱性越强,C2O42−的浓度越大,根据图示可知,①代表的是H2C2O4、②代表的是HC2O4−③代表的是C2O42−。
A.根据图示可知,pH=5时,溶液中主要含碳物种浓度大小关系为:c(C2O42−)>c(HC2O4−)>c(H2C2O4),故A错误;
B.b点容易的pH=4.17,此时c(C2O42−)=c(HC2O4−),Ka2 (H2C2O4)=c(C2CO42−)⋅c(H+)c(HCO4−)=c(H+)=10−4.17,则pKa2 (H2C2O4)=−lg10−4.17=4.17,故
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B正确;
C.NaHC2O4溶液中存在质子守恒:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH−)+c(C2O42−),则c(H+)=c(OH−)+c(C2O42−)−c(H2C2O4),故C正确;
D.一定温度下,往CaC2O4饱和溶液中,存在CaC2O4(s)⇌C2O42−(aq)+Ca2+(aq)平衡,加入少量CaCl2固体,平衡逆向移动,c(C2O42−)将减小,c(Ca2+)不可抵消,所以c(Ca2+)增大,故D错误;
三、非选择题:本题共5小题,共60分.
【答案】
CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H=−162kJ/mol
ACD
放热,相等,不变,投料比太低,CO的转化率不高,而投料比3∼5时转化率已经在97%左右,再增加投料比收益不明显,经济上不划算,而反应温度是根据催化剂的活性温度来制定的
B,C,D
【考点】
电解池的工作原理及应用
化学平衡的影响因素
热化学方程式
【解析】
(1)该小题是一道典型的盖斯定律的应用,通过观察可以发现用③−2×①+②即可得到目标方程,注意各物质的状态不要漏标;
(2)①先写出反应方程式CO2+3H2⇌CH3OH+H2O,化学反应速率之比等于化学计量数之比,因此只要算出任意一种物质的速率,即可得到氢气的反应速率;
②转化率即某一反应物的转化百分率,可以用物质的量、质量、体积(相同条件下)来计算,据此来分析各选项即可;
(3)根据题图,当p(H2O)p(CO)相同时,温度越高转化率越低,因此正反应是放热反应;
(4)虽然题干里告诉我们这是一个“人工光合系统”,实际上因为该装置无外电源,因此必然为一个原电池装置,再来根据原电池的规律分析即可。
【解答】
根据盖斯定律,由③−2×①+②得到CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g),△H=−171KJ/mol−2×(−41kJ/mol)+(−73kJ/mol)=−162kJ/mol;
故答案为:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H=−162kJ/mol;
①该反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌H2O(g)+CH3OH(l);先求出CO2的平均反应速率:v=△ct=△nV−t=1.00−0.252L−10min=0.0375mol/(L⋅min),则氢气的平均反应速率为CO2的三倍,即0.1125mol/(L⋅min);
故答案为:0.1125mol/(L⋅min);
②A.向原容器中充入更多的CO2一定会导致CO2的转化率降低,A正确;
B.向原容器中充入氢气(另一种反应物),则可以提高CO2的转化率,B错误;
C.容器是定容的,充入氦气后容器体积不改变,各物质的浓度不改变,因此平衡也不会改变,平衡转化率自然也不会改变,C正确;
D.催化剂不改变平衡,自然无法影响转化率,D正确;
E.缩小容器体积相当于增大压强,根据勒夏特列原理,平衡向气体分子数减少的方向移动(正向),则CO2转化率增大,E错误;
F.将水蒸气(产物)从体系中分离,可以使逆反应速率小于正反应速率,平衡也会正向移动,CO2转化率增大,F错误;
故答案为:ACD;
①当p(H2O)p(CO)相同时,温度越高转化率越低,因此正反应是放热反应;
故答案为:放热;
②既然我们用某组分的平衡压强来代替物质的量浓度,Kp=p(CO2)p(H2)p(CO)p(H2O),而平衡压强与浓度成正比,因此可以说明Kp=Kt;对于给定的反应,平衡常数大小只与温度有关,因此改变p(H2O)p(CO)不会影响Kp;根据图表我们发现若投料比太低,CO的转化率不高,而投料比3∼5时转化率已经在97%左右,再增加投料比收益不明显,在经济上不划算,而反应温度是根据催化剂的活性温度来制定的,该温度下催化剂活性最大;
故答案为:相等;不变;投料比太低,CO的转化率不高,而投料比3∼5时转化率已经在97%左右,再增加投料比收益不明显,经济上不划算,而反应温度是根据催化剂的活性温度来制定的;
A.根据分析这是一个原电池装置,将太阳能转化为电能和化学能,A错误;
B.原电池中,电子从负极流出,经外电路流回正极,因此铜为正极,CO2在正极得电子转变为甲烷,B正确;
C.原电池工作时,阳离子从负极流向正极,C正确;
D.负极发生水的光解2H2O=4H++4e−+O2↑,因此电池的总反应方程为CO2+2H2O=CH4+202,因此理论上溶液pH不变,D正确;
故答案为:BCD。
【答案】
增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率
NaOH溶液,使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去
3NaBiO3+2Cr3++70H−+H2O=2CrO42−+3Na++3Bi(OH)3
2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O
重结晶
【考点】
制备实验方案的设计
物质的分离、提纯和除杂的基本方法选择与应用
【解析】
铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入过氧化氢,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体D,溶液E含有Cr3+,在溶液E中加入NaBiO3和NaOH,发生氧化还原反应,固体G为Bi(OH)3,溶液F含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得Na2Cr2O7⋅2H2O,以此解答该题。
【解答】
为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率,反应之前先将矿石粉碎,
故答案为:增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率;
根据表格数据分析,步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液;此时溶液pH要调到5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去,而铬离子不沉淀,
故答案为:NaOH溶液;使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去;
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在溶液E中加入NaBiO3和NaOH,发生氧化还原反应,固体G为Bi(OH)3,反应的离子方程式为3NaBiO3+2Cr3++70H−+H2O=2CrO42−+3Na++3Bi(OH)3,
故答案为:3NaBiO3+2Cr3++70H−+H2O=2CrO42−+3Na++3Bi(OH)3;
酸化使CrO42−转化为Cr2O72−,反应的离子方程式为2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O,
故答案为:2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O;
将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,此操作为重结晶,
故答案为:重结晶。
【答案】
圆底烧瓶
16H++10Cl−+2MnO4−=2Mn2++8H2O+5Cl2↑
NaOH溶液
使反应混合物混合均匀,反应更充分
aefcdb
2KOH+KIO3+Cl2△KIO4+2KCl+H2O,降低KIO4的溶解度,减少晶体损失,(107b−3a)×11583a×100%
【考点】
制备实验方案的设计
【解析】
实验目的为制备高碘酸钾,根据图示可知,装置Ⅲ中为制备装置,发生反应为2KOH+KIO3+Cl2△KIO4+2KCl+H2O;则装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO4混合制取氯气,发生反应为16H++10Cl−+2MnO4−=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;制取的氯气中混有HCl,需要用装置Ⅵ中的饱和食盐水除去,洗气瓶中导管采用“长进短出”方式;然后将氯气通入装置装置Ⅲ中制备高碘酸钾;氯气有毒,多余的氯气需要用装置Ⅱ中的氢氧化钠溶液吸收,据此解答。
【解答】
由图可知,装置I中仪器甲的名称是圆底烧瓶,
故答案为:圆底烧瓶;
装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应生成氯化锰、氯气和水,该反应的离子方程式为:16H++10Cl−+2MnO4−=2Mn2++8H2O+5Cl2↑,
故答案为:16H++10Cl−+2MnO4−=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;
装置Ⅱ中的试剂X是NaOH溶液,目的是除去过量的氯气,防止污染空气,
故答案为:NaOH溶液;
装置Ⅲ中搅拌后可使反应混合物混合均匀,反应更充分,
故答案为:使反应混合物混合均匀,反应更充分;
装置Ⅲ中为制备装置,发生反应为2KOH+KIO3+Cl2△KIO4+2KCl+H2O;则装置Ⅰ中浓盐酸与KMnO4混合制取氯气,发生反应为16H++10Cl−+2MnO4−=2Mn2++8H2O+5Cl2↑;制取的氯气中混有HCl,需要用装置Ⅵ中的饱和食盐水除去,洗气瓶中导管采用“长进短出”方式;然后将氯气通入装置装置Ⅲ中制备高碘酸钾;氯气有毒,多余的氯气需要用装置Ⅱ中的氢氧化钠溶液吸收,则装置的连接顺序为:aefcdb,
故答案为:aefcdb;
①由图可知,装置Ⅲ中KOH与碘酸钾、氯气反应制备KIO4,发生反应的化学方程式为:2KOH+KIO3+Cl2△KIO4+2KCl+H2O,
故答案为:2KOH+KIO3+Cl2△KIO4+2KCl+H2O;
②高碘酸钾(KIO4)溶于热水,微溶于冷水,洗涤时,与选用热水相比,选用冷水洗涤晶体的优点是降低KIO4的溶解度,减少晶体损失,
故答案为:降低KIO4的溶解度,减少晶体损失;
③由题意可知,滴定消耗的硫代硫酸钠的物质的量为:1.0mol⋅L−1 ×bL=bmol,根据I2+2Na2S2O3=2NaI+N2S4O6可知,碘单质的物质的量为:bmol×12=0.5bmol,
设样品中KIO4的物质的量为xmol,KIO3的物质的量为ymol,结合反应KIO3+5KI+6CH3COOH=3I2+6CH3COOK+3H2O、KIO4+7KI+8CH3COOH=4I2+8CH3COOK+4H2O可知,
则:3y+4x=0.5b,214y+230x=a,
联立解得:x=107b−3a166,
所以样品中KIO4的百分含量为:230g/mol×107b−3a166molag×100%=(107b−3a)×11583a×100%,
故答案为:(107b−3a)×11583a×100%。
【答案】
K+失去的是全充满的3p6电子,Ti+失去的是4s1电子
6,sp3、sp2,bd
三者都是分子晶体,组成和结构相似,随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔沸点升高
TiO2+或(TiO)n2n+,正四面体
331ρNA×1010
【考点】
原子轨道杂化方式及杂化类型判断
判断简单分子或离子的构型
晶胞的计算
【解析】
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(1)Ti原子中3d、4s能级上电子为其价电子;
(2)轨道中电子处于全满、全空或半满时较稳定;
(3)①根据图知,Ti原子配位数是6;甲基上的C原子价层电子对个数是4、环上C原子价层电子对个数是3,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化类型;
②Ti原子和氯原子、O原子之间存在配位键,C−H和C−C及C−O原子之间存在共价键;
(4)这几种物质熔沸点较低,为分子晶体,组成和结构相似的分子晶体,其熔沸点与分子间作用力成正比,分子间作用力随着相对分子质量增大而增大;
(5)该阳离子中每个Ti4+含有氧离子个数=2×12=1;硫酸根离子中S原子价层电子对个数=4+6+2−4×22=4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型;
(6)白色球个数=8×18+6×12=4、黑色球个数=12×14+1=4,晶胞棱长=3MNA×4ρ,晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为棱长的一半。
【解答】
Ti原子中3d、4s能级上电子为其价电子,其价电子排布图为,
故答案为:;
轨道中电子处于全满、全空或半满时较稳定,K+失去的是全充满的3p6电子,Ti+失去的是4s1电子,失电子前者较后者难,所以I2(Ti)
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