2022-2023学年河南省平顶山市汝州第一高级中学高二10月月考化学试题含解析
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这是一份2022-2023学年河南省平顶山市汝州第一高级中学高二10月月考化学试题含解析,共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,工业流程题,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
河南省平顶山市汝州第一高级中学2022-2023学年高二10月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.2022年4月16日,在搭载神舟十三号载人飞船前往太空六个月之后,我们的英雄翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员终于圆满完成任务,返回地球。标志着我国空间站建设以及航天技术水平又取得了新的历史性成就。下列说法正确的是
A.空间站内使用的石英玻璃的主要成分为硅酸盐
B.舱内供给呼吸的氧气是水电解的还原产物
C.宇航员穿的舱外航天服可采用全棉制作
D.可用偏二甲肼[]等有机物作为火箭发射的燃料
【答案】D
【详解】A.石英玻璃的主要成分为,故A错误;
B.水电解产生氧气,O的化合价升高,发生氧化反应,故B错误;
C.棉花的主要成分为纤维素,为易燃物,航天员出舱活动时所穿的舱外航天服不可能全是全棉制作,故C错误;
D.偏二甲肼和氧气或二氧化氮反应可放出大量的热,故可用作燃料,故D正确;
故选:D。
2.下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是
A.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ/mol,则可知C的燃烧热△H=-110.5kJ/mol
B.稀醋酸与0.1mol/LNaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol
C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ/mol
D.密闭容器中,16g硫粉与足量铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出47.8kJ热量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s)△H=-95.6kJ/mol
【答案】D
【详解】A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,C燃烧生成的稳定氧化物是CO2(g)而不是CO(g),A项错误;
B.稀溶液中强酸与强碱的中和热为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,醋酸为弱酸,其电离吸热,其中和热的数值小于57.3kJ·mol-1,B项错误;
C.1mol氢气完全燃烧生成液态水放热285.5kJ,则1mol液态水完全分解吸热285.5kJ,水分解的热化学方程式可写成2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571kJ·mol-1,C项错误;
D.16g硫粉(0.5mol)与足量铁粉混合加热生成硫化亚铁时,放出47.8kJ热量,热化学方程式为Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6kJ·mol-1,D项正确。
本题选D。
3.不同条件下,用O2氧化amol•L-1的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示,下列分析或推测不合理的是
A.Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.氧化过程的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
C.60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol•L-1•h-1
D.pH越大,Fe2+氧化速率越快
【答案】D
【详解】A. 由图象可知,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大,故A正确;
B. 在酸性条件下,Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故B正确;
C. 由③知,pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率等于0.15amol•L-1•h-1,由①和③可知,当pH相同温度不同时,温度越高Fe2+的氧化速率越大,则60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol•L-1•h-1,故C正确;
D. 由②和③可知,当温度相同pH不同时,pH越大,Fe2+的氧化速率越小,故D错误;
答案选B。
4.下列实验操作与现象和结论对应正确的是
实验操作与现象
结论
A
加热盛有少量固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
显碱性
B
向某溶液中先加入氯化钡溶液,再滴入盐酸,先产生白色沉淀,后白色沉淀不消失
该溶液中可能含有
C
将晶体溶于稀硫酸,再滴加KSCN溶液,溶液变红
晶体已氧化变质
D
向2支盛有2mL不同浓度溶液的试管中同时加入溶液,未观察到明显的实验现象差异
浓度对反应速率的影响不大
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.受热分解可以产生氨气、二氧化碳和水,氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,是因为氨气溶于水显碱性,并不能说明显碱性,A项错误;
B.某溶液中先加入氯化钡溶液,再滴入盐酸,先产生白色沉淀,后白色沉淀不消失,可以证明该溶液中可能含有,B项正确;
C.将晶体溶于稀硫酸,能被、(两者同时存在相当于)氧化成而干扰实验,C项错误;
D.溶液与溶液反应并没有明显的实验现象,不能得出浓度对反应速率的影响,D项错误。
故选B。
5.甲苯(用C7H8表示)是一种挥发性的大气污染物。热催化氧化消除技术是指在Mn2O3作催化剂时,用O2将甲苯氧化分解为CO2和H2O。热催化氧化消除技术的装置及反应机理如图所示,下列说法中错误的是
A.反应Ⅱ的方程式为
B.反应Ⅰ中Mn元素的化合价升高
C.反应Ⅱ中O-H键的形成会释放能量
D.Mn2O3作催化剂可降低总反应的焓变
【答案】D
【分析】从图中可以看出,反应Ⅰ中,Mn2O3与O2反应转化为MnO2,反应Ⅱ中,MnO2将C7H8氧化,重新生成Mn2O3。
【详解】A.由图中可以看出,反应Ⅱ中,MnO2转化为Mn2O3,C7H8生成CO2和H2O,方程式为,A正确;
B.反应Ⅰ中,Mn2O3与O2反应转化为MnO2,Mn元素的化合价升高,B正确;
C.反应Ⅱ中,C7H8与MnO2反应生成H2O等,形成O-H键,从而释放能量,C正确;
D.Mn2O3作催化剂,可降低总反应的活化能,但不能改变反应的焓变,D错误;
故选D。
6.CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),有利于减小温室效应。其主要反应为CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) △H=+247kJ·mol-1,同时存在以下反应:
积碳反应:CH4(g) C(s) + 2H2(g) △H1>0
消碳反应:CO2(g) + C(s) 2CO(g) △H2>0
积碳影响催化剂的活性,积碳量和反应温度的关系如图。下列说法正确的是
A.由消碳反应可知:2E(C=O)>2E()(E表示键能)
B.高压利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
C.增大CO2与CH4的物质的量之比有助于减少积碳
D.温度高于600℃,积碳反应的速率减慢,消碳反应的速率加快,积碳量减少
【答案】C
【详解】A.由消碳反应的△H2>0可知,反应物的总键能大于生成物的总键能,反应物总键能包括CO2分子中的键能和C(s)中含有的键能,A不正确;
B.高压使反应CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)的平衡逆向移动,不利于提高CH4的平衡转化率,但可以减少积碳(使CH4(g) C(s) + 2H2(g)平衡逆向移动),B不正确;
C.增大CO2与CH4的物质的量之比,可使主反应正向移动,提高CH4的转化率,促使消碳反应正向移动,促使积炭反应逆向移动,从而有助于减少积碳,C正确;
D.温度高于600℃,积碳反应的速率加快,平衡正向移动,积碳量减少,D不正确;
故选C。
7.在一定温度下,将X和Y各0.16mol加入10L恒容密闭容器中,发生下列反应:X(s)+Y(g)2Z(g) ΔH<0。一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A.反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-3mol•L-1•s-1
B.此反应的平衡常数表达式为K=
C.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时Y的体积分数增大
【答案】D
【详解】A.前2minY的平均速率v(Y)==2.0×10-3mol•L-1•min-1,v(Z)=2v(Y)=4.0×10-3mol•L-1•min-1,故A错误;
B.X为固体,浓度视为定值,其浓度不列入平衡常数表达式中,则K=,故B错误;
C.该反应为放热反应,降低温度,平衡正向移动,达到新平衡前v(正)> v(逆),故C错误;
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,等效为在原平衡基础上增大压强,平衡左移,Y的体积分数增大,故D正确;
答案选D。
8.可逆反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔHC
【答案】C
【分析】该反应是一个反应前后气体计量数增大的吸热反应,升高温度平衡正向移动,二氧化氮含量增大;增大压强,平衡逆向移动,二氧化氮含量减小,根据图中数据知,相同温度时,二氧化氮含量越大压强越小,所以P1<P2;相同压强时,温度越高二氧化氮含量越大,所以T2>T1。
【详解】A.反应前后气体总质量不变,混合气体的物质的量越大,其相对分子质量越小,混合气体中二氧化氮含量越大混合气体相对分子质量越小,A点二氧化氮含量大于C点,则相对分子质量A<C,A错误;
B.二氧化氮浓度越大混合气体颜色越深,AC温度相同,压强P1<P2,则容器体积A>C,所以A点浓度小于C点,则A点颜色浅、C点颜色深,B错误;
C.A、B是等压条件下,且温度T2>T1,所以由状态B到状态A,可以用加热的方法实现,C正确;
D.相同温度下,压强越大反应速率越大,AC温度相同,压强P1<P2,所以反应速率A点小于C点,D错误;
故答案选C。
10.用催化还原,可以消除氮氧化物的污染。已知:
①
②
下列说法正确的是
A.反应②在低温下不能自发进行
B.若反应①中消耗(标准状况下),则放出热量
C.生成相同物质的量的,反应①②中转移的电子数不相同
D.若用标准状况下还原只生成和,则放出的热量为
【答案】D
【详解】A.根据反应自发,可知反应②在低温下自发,A项错误;
B.标准状况下,不是气体,无法计算,B项错误;
C.根据反应中元素价态变化,,,当反应①②生成等物质的量的H2O(l)时,转移的电子数相同,C项错误;
D.根据条件,得到反应,标准状况下为0.2mol,根据上述反应,0.2molCH4反应放出的热量为,D项正确;
答案选D。
11.在两个恒温恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)H2(g)+I2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2,反应物的平衡浓度分别为c1和c2,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列叙述正确的是
A.α1、α2均增大,c1、c2均增大 B.α1不变、α2增大,c1、c2均增大
C.α1不变、α2增大,c1不变、c2增大 D.α1减小、α2增大,c1增大、c2增大
【答案】B
【详解】在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,在体积不变的情况下,相当于增大压强,对反应2HI(g)H2(g)+I2(g),增大压强平衡不移动,所以α1不变,而反应3O2(g)2O3(g),增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大,则c1、c2均增大,故选B。
12.高炉炼铁是重要的工业过程。1200K时,在某恒容密闭容器中同时发生如下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
注:Kp为用气体分压表示的平衡常数。
若反应达平衡时,体系总压强为1200kPa,下列说法错误的是
A.平衡时,容器中CO(g)和CO2(g)的分压相等
B.1200K时,反应Ⅱ的
C.温度升高,Kp1减小,Kp2增大
D.反应Ⅱ在较低温度下能自发进行
【答案】D
【详解】A.从反应方程式可以看出,平衡时,Kp1==1,则p(CO2)=p(CO),所以容器中CO(g)和CO2(g)的分压相等,A正确;
B.1200K时,反应Ⅱ的,而p(CO2)+p(CO)=1200kPa,则p(CO2)=p(CO)=600kPa=Kp2,B正确;
C.温度升高,反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,所以Kp1减小,Kp2增大,C正确;
D.反应Ⅱ的∆S>0、∆H<0,所以在较高温度下能自发进行,D错误;
故选D。
13.从下列实验事实所引出的相应结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液浓度越大,析出S沉淀所需时间越短
当其他条件不变时,增大反应物浓度,化学反应速率加快
B
在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂一定不参与化学反应
C
物质的量浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的、形状相同的锌粒反应
反应开始时速率相同
D
在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),把容积缩小一倍
正反应速率加快,逆反应速率不变
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.增大反应物浓度,化学反应速率加快,A项正确;
B.催化剂参与反应,但反应前后催化剂的质量和化学性质不变,B项错误;
C.浓度相同的盐酸和醋酸溶液中起始氢离子浓度不同,因此开始时盐酸速率大于醋酸,C项错误;
D.缩小容积,正、逆反应速率同时增大,D项错误;
答案选A。
14.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是
酸
HX
HY
HZ
浓度/( mol·L-1)
0.12
0.2
1
1
1
电离度
0.25
0.2
0.1
0.3
0.5
电离常数
K1
K2
K3
K4
K5
提示:电离度: A.在相同温度下,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大,且K1>K2>K3
B.室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则的值不变
C.表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(X-)逐渐减小
D.在相同温度下,电离常数:K5>K4>K3
【答案】D
【详解】A.在相同温度下,弱电解质溶液的浓度越小,电离度越大,但电离常数不变,所以K1=K2=K3,A不正确;
B.室温时,若在HZ溶液中加少量盐酸,则HZ溶液中c(H+)增大,HZ的电离平衡逆向移动,c(Z-)减小,所以的值增大,B不正确;
C.表格中三种浓度的HX溶液中,从左至右c(HX)逐渐增大,虽然电离度不断减小,但电离产生的离子浓度不断增大,所以从左至右c(X-)逐渐增大,C不正确;
D.在相同温度下,相同浓度的电解质溶液,电离度越大,电离常数越大,电离度HX<HY<HZ,所以电离常数:K5>K4>K3,D正确;
故选D。
15.已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下表所示,则下列有关说法正确的是
弱酸化学式
CH3COOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数
1. 8 ×10-5
4.9 × 10-10
K1=4.3 ×10-7 ; K2=5. 6 × 10-11
A.25℃时等 物质的量浓度的各溶液pH关系为: pH(CH3COOH) > pH(H2CO3)> pH(HCN)
B.醋酸溶液加水稀释,其电离程度先增大后减小
C.NaCN 中通入少量CO2发生的化学反应为: NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3
D.H2CO3 的电离常数表达式:
【答案】C
【详解】A.弱酸的电离平衡常数越大,等浓度时溶液中c(H+)越大,溶液的pH就越小,由于电离平衡常数:CH3COOH>H2CO3>HCN,等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(CH3COOH)<pH(H2CO3)<pH(HCN),故A错误;
B.醋酸在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,其电离平衡正向移动,使CH3COOH的电离程度始终是增大,故B错误;
C.弱酸的电离平衡常数越大,其酸性就越强,强酸与弱酸盐反应制取弱酸,根据弱酸电离平衡常数可知酸性:H2CO3>HCN>HCO,所以NaCN中通入少量CO2发生反应产生NaHCO3、HCN,发生反应的化学方程式为:NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3,故C正确;
D.H2CO3的电离分步进行,第一电离方程式为:H2CO3H++HCO,,故D错误;
故选C。
16.0.1 mol·L-1氨水10 mL,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确的是
①电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c(OH-)增大 ⑤导电性增强 ⑥增大
A.①③⑥ B.①②④ C.①③⑤ D.②③⑥
【答案】A
【详解】①因加水促进弱电解质的电离,电离程度增大,故正确;
②加水促进电离,溶液的体积增大,所以c(NH3·H2O)减小,故错误;
③加水促进电离,NH数目增多,故正确;
④碱性变弱,c(OH-)减小,故错误;
⑤加水稀释时,溶液中离子的浓度减小,则导电性减弱,故错误;
加水促进电离,c(OH-)减小,=K/c(OH-)增大,故正确;
①③⑥正确;
答案选A。
17.CH4与CO2催化重整生成H2和CO,可减少温室气体排放,同时得到高热值的燃料。重整时涉及的主要反应如下:①CH4(g)+CO2(g)⇌2H2(g)+2CO(g) △H=+247.1kJ•mo1-1;②H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ•mo1-1。在恒压密闭容器中,起始时通入n(CH4):n(CO2)=1:1,实验测得CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化
B.若压强恒为p0,则800K时反应②的压强平衡常数Kp=1
C.当CO2反应至转化率为X点的值时,改变除温度外的某一条件继续反应,平衡时CO2的转化率不可能达到Y点的值
D.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
【答案】B
【详解】A.反应①和②均为吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应即正向移动,和的平衡转化率随温度升高均增大,由于为两个反应的反应物,故转化率在相同温度时应高于,故曲线A表示,A错误;
B.800K时的平衡转化率为20%,故反应①各物质的转化为
又由于的转化率为40%,故反应②各物质的转化为
进而求得共平衡后反应②各物质的相对含量。列出分压平衡常数的表达式,求得,B正确;
C.结合反应①和②,提高的用量可进一步提高的平衡转化率,C错误;
D.升高温度曲线A、B均上升,说明升高温度CH4的平衡转化率提高,反应①是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,CH4的平衡转化率减小,D错误;
故选B。
二、填空题
18.弱电解质的研究是重要课题。
(1)①已知不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形态如图所示。下列说法不正确的是_______。
A.pH=8时,溶液中含碳元素的微粒主要是HCO
B.A点,溶液中H2CO3和HCO浓度相同
C.当c(HCO)=c(CO)时,c(H+)>c(OH-)
②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是_______。
(2)H2CO3以及其它部分弱酸的电离平衡常数如下表。
弱酸
H2S
H2CO3
HClO
CH3COOH
电离平衡常数(25℃)
K1=1.3×10﹣7
K2=7.1×10﹣15
K1=4.4×10﹣7
K2=4.7×10﹣11
K=3.0×10﹣8
Ka=1.8x10-5
按要求回答下列问题:
①H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为_______。
②将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出该反应的离子方程式:_______。
③取等体积等pH的醋酸和次氯酸两种溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液恰好完全中和时,消耗NaOH溶液的体积分别为V1,V2,则大小关系为:V1_______V2 (填“>”、“H2S>HClO ClO﹣+CO2+H2O=HCO+HClO
7,溶液显碱性,c(H+)H2S>HClO;
②根据电离平衡常数可知,酸性:HClO> HCO,将少量CO2气体通入NaClO溶液中,反应生成次氯酸和碳酸氢钠,反应的离子方程式为ClO﹣+CO2+H2O=HCO+HClO;
③酸性:CH3COOH>HClO,所以pH相等时,酸的浓度:CH3COOH<HClO,两溶液体积相同,所以HClO消耗的NaOH更多,所以V1<V2。
三、工业流程题
19.硫酸铁铵是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_______。
(2)步骤②需要加热的目的是_______,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是_______。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_______(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的,理由是_______。
(4)步骤⑤的具体实验操作有_______,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为_______。
【答案】 碱煮水洗 加快反应 热水浴 C 将全部氧化为;不引入杂质 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
【分析】废铁屑中含有油污,油污在碱性条件下水解,且碱和Fe不反应,所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污,将干净铁屑进入稀硫酸中并加热,稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气,过滤除去废渣得到滤液,滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁,然后向滤液中加入H2O2,Fe2+被氧化生成Fe3+而得到硫酸铁溶液,然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体,然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体,以此解答该题。
【详解】(1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。
(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95℃,可采取热水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀硫酸反应生成酸性气体硫化氢,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸,答案选C。
(3)双氧水均有氧化性,步骤③利用双氧水的氧化性将全部氧化为,且双氧水的还原产物是水,不引入杂质。
(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。
(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1mol,加热到150℃,失去1.5mol(即27g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为,的相对分子质量为266,则剩余部分为水,,故硫酸铁铵晶体的化学式为。
20.三氧化二钴(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量PbO、NiO、FeO、SiO2) 制备Co2O3和Ni(OH)2的流程如下。
回答下列问题:
(1)滤渣2的主要成分是___________ (填化学式);检验其中阳离子可选用的化学试剂为___________。
(2)实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯外还有___________、___________;萃取分离用到的仪器是___________。
(3)“酸浸”时不使用盐酸酸化的原因___________。
(4)“酸浸”时H2O2的作用是___________。
(5)“沉镍”时发生反应的离子方程式为___________;此步骤需加热,温度不能太高也不能太低的原因是___________。
【答案】 Fe(OH)3 KSCN(写“NH4SCN”“苯酚”“亚铁氰化钾”也可以) 坩埚 泥三角 分液漏斗 盐酸会被Co2O3氧化为氯气污染空气,无法除尽Pb2+ 作氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,作还原剂将Co3+还原为Co2+ Ni2++2HCO=NiCO3↓+CO2↑+H2O 温度太低反应速率太慢,温度太高分解
【分析】由题给流程可知,向工业废料中加入硫酸和双氧水,酸性条件下,氧化钴与双氧水发生氧化还原反应生成亚钴离子,氧化亚铁与双氧水发生氧化还原反应生成铁离子,氧化亚镍溶于硫酸生成亚镍离子,PbO转化为硫酸铅沉淀,二氧化硅不溶解,过滤得到含有氢离子、亚钴离子、铁离子、亚镍离子的酸浸液;调节酸浸液的pH,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有亚钴离子、亚镍离子的滤液;向滤液中加入萃取剂,萃取分液得到含有亚钴离子的水相和含有亚镍离子的有机相;向水相中加入氨水,亚钴离子离子转化为Co2(OH)2CO3沉淀,高温煅烧,Co2(OH)2CO3与空气中的氧气发生氧化还原反应生成氧化钴、二氧化碳和水。含有亚镍离子的有机相进行反萃取得到含亚镍离子的水溶液,加入碳酸氢铵沉镍生成NiCO3,硫酸溶解得到NiSO4,最后加入氢氧化钠得到Ni(OH)2,据此解答。
【详解】(1)根据以上分析可知调节pH沉淀铁离子,则滤渣2的主要成分是Fe(OH)3;铁离子可以用KSCN溶液检验,则检验其中阳离子可选用的化学试剂为KSCN溶液。
(2)操作X是煅烧,实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯外还有坩埚、泥三角;萃取分离用到的仪器是分液漏斗。
(3)由于盐酸会被Co2O3氧化为氯气污染空气,无法除尽Pb2+,所以“酸浸”时不使用盐酸酸化。
(4)根据以上分析可知“酸浸”时H2O2的作用是作氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,作还原剂将Co3+还原为Co2+。
(5)“沉镍”时根据原子守恒可知还有二氧化碳和水生成,则发生反应的离子方程式为Ni2++2HCO=NiCO3↓+CO2↑+H2O;由于温度太低反应速率太慢,温度太高分解,所以此步骤加热时温度不能太高也不能太低。
四、原理综合题
21.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
总反应的_______;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号),判断的理由是_______。
A. B. C. D.
(2)合成总反应在起始物时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在℃下的、在下的如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式_______;
②图中对应等压过程的曲线是_______,判断的理由是_______;
③当时,的平衡转化率____,反应条件可能为___或___。
【答案】 -49 A ΔH1为正值,ΔH2为和ΔH为负值,反应①的活化能大于反应②的 b 总反应ΔH
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