2022-2023学年辽宁省实验中学高三上学期阶段测试化学试题含解析
展开辽宁省实验中学2022-2023学年高三上学期阶段测试
化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.中华传统文化中蕴含着很多化学知识,下列说法错误的是
A.“落红不是无情物,化作春泥更护花”蕴含着自然界中的碳、氮循环
B.《泉州府志》中有:“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。”其原理是泥土具有吸附作用,能将红糖变白糖
C.《天工开物》中“至于矾现五金色之形硫为群石之将,皆变化于烈火”,其中矾指的是金属硫酸盐
D.“水火既济而土合……后世方土效灵人工表异陶成雅器有素肌,玉骨之象焉”以上所述的“陶成雅器”的主要原料是黏土、石灰石
【答案】D
【详解】A.“落红不是无情物,化作春泥更护花”意思是落下的花瓣等从有机物变成无机物的过程,其中无机盐促进植物的生长,体现了自然界的物质循环,体现了自然界中的碳、氮循环,诗句与涉及的化学知识相符,故A正确;
B.“长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白”,蔗糖变白的原因是利用黄泥的吸附作用,故B正确;
C.“矾现五金色之形,硫为群石之将,皆变化于烈火”中的矾为金属硫酸盐,故C正确;
D.陶瓷的制造原料为黏土,没有石灰石,故D错误;
故选:D。
2.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.往10mL 0.1 溶液中加入足量稀硫酸,可用排水法收集到22.4mL气体(转化为标准状况
B.12.0g熔融的中含有的阳离子数目为0.2
C.常温常压下,34g羟基()所含中子数为16
D.含1mol碳原子的金刚石中有碳碳单键的数目为1.5
【答案】C
【详解】A.10mL 0.1 溶液中n(Na2S2O3) = 0.1mol/L0.01L= 0.001mol,加入足量稀硫酸,生成气体n( SO2) = 0.001mol,标准状况下体积为0.001mol22.4L/mol = 0.00224L= 22.4mL,但SO2在水中部分溶解,故收集到气体体积小于22.4mL,选项A错误;
B.12.0g熔融的中含有的阳离子数目为0.1,选项B错误;
C.常温常压下,34g羟基()所含中子数为16,选项C正确;
D.在金刚石中,1个碳原子形成2条碳碳单键,含1mol碳原子的金刚石中含有的碳碳单键数为2NA条,选项D错误;
答案选C。
3.物质的性质和用途是化学研究的重要内容,下列物质的性质与用途具有对应关系且正确的是
A.SO2能杀菌且具有还原性,SO2可以用作葡萄酒酸制过程的添加剂
B.钠具有导电性,可用于冶炼部分金属
C.明矾溶于水能形成胶体,可用于自来水的消毒杀菌
D.铁具有良好的导电性,氯碱工业中可用铁作阳极电解饱和食盐水
【答案】A
【详解】A.SO2能杀菌且具有还原性,可以消除装置中的O2,防止食物氧化变质,因此SO2可以用作葡萄酒酸制过程的添加剂,以防止食物氧化变质,A正确;
B.钠具有还原性,可用于高温下冶炼部分金属,与金属的导电性无关,B错误;
C.明矾溶于水能形成胶体,胶体表面积大,吸附力强,能够吸附水中悬浮的固体小颗粒使之形成沉淀析出,因此可用于自来水的净化,其没有强氧化性,因此不能用于消毒杀菌,C错误;
D.Fe作阳极失去电子,而氯碱工业用惰性电极电解食盐水,与铁具有良好的导电性无关,D错误;
故合理选项是A。
4.工业上通常利用反应来获得单质铝,该反应还需要添加(冰晶石)以降低氧化铝的熔化温度。下列表示相关微粒的化学用语错误的是
A.质子数与中子数相等的氟原子:
B.的中心离子的结构示意图:
C.基态钠原子价层电子排布式:
D.基态氧原子的价层电子轨道表示式为:
【答案】D
【详解】A.氟原子质子数为9,则质子数与中子数相等的氟原子质量数为18,原子符号表示为:,故A正确;
B.铝离子的核外电子数为10,有2个电子层,各层电子数分别为2、8,铝离子结构示意图为,故B正确;
C.根据构造原理的能级顺序,电子大多是按能级顺序填充的,填满一个能级再填一个新能级;11号钠基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s1,其外围电子排布式为:3s1,此状态能量最低,故C正确;
D.根据洪特规则,能级相同的轨道中电子优先单独占据1个轨道,且自旋方向相同,原子的能量最低,O原子能量最低排布图为:,故D错误;
答案选D。
5.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向少量未知溶液中加入稀盐酸
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
未知溶液中含有或
B
向溶液中加入少量新制氯水,再加萃取
层无色
的还原性强于
C
向两支试管中各加入4mL 0.01 溶液和4mL 1 溶液,再分别通入足量,分别记录溶液褪色所需的时间
1 溶液褪色所需时间更短
其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大
D
将Cu与浓硫酸反应后的混合物冷却,再向其中加入蒸馏水
溶液变蓝
有生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,由操作和现象可知,溶液中可能含或等,故A错误;
B.Fe2+的还原性强于Br-,滴加少量氯水,先氧化亚铁离子,则CCl4层无色,操作和现象均合理,故B正确;
C.高锰酸钾浓度不同,颜色不同,该实验不能探究浓度对反应速率的影响,故C错误;
D.反应后混合物的密度大于水的密度,则将反应后混合物注入水中观察颜色,故D错误;
故选:B。
6.油条的做法是将矾、碱、盐按比例加入温水中,再加入面粉搅拌成面团:放置,使面团产生气体,形成孔洞。放置过程发生反应:。下列判断正确的是
A.从物质的分类角度来看,油条配方中的“矾、碱”主要成分均为盐
B.放置过程发生的反应为氧化还原反应
C.放置过程发生的反应中,反应物和生成物均为电解质
D.取一定量的溶液于试管中,逐滴加入一定浓度的溶液,沉淀的质量最大时,所发生的离子反应为:
【答案】A
【详解】A.从物质的分类角度来看,油条配方中的,都由金属阳离子和酸根阴离子构成,都属于盐类,A项正确;
B.放置过程发生的反应没有元素化合价变化,为非氧化还原反应,B项错误;
C.放置过程发生的反应中,生成物为非电解质,C项错误;
D.向溶液中滴加溶液,恰好使硫酸根沉淀完全,则此时铝离子恰好形成偏铝酸根,离子方程式错误,D项错误;
答案选A。
7.利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的,制取石膏()的过程如下:
下列说法正确的是
A.的空间结构名称为正四面体
B.过程Ⅰ后溶液pH增大
C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为
D.属于混合物
【答案】A
【详解】A.硫原子位于正四面体的中心点上,四个氧原子位于正四面体的四个顶点上,A正确;
B.分析Ⅰ过程中发生反应,,溶液pH减小,B错误;
C.根据转化关系图,过程Ⅱ中S2-与生成和Mn(OH)2,根据氧化还原反应得失电子守恒,,C错误;
D.CaSO4⋅2H2O俗称石膏,属于结晶水合物,属于纯净物中的盐类,D错误;
答案为:A。
8.下列解释有关实验现象的离子方程式不正确的是
选项
实验操作
实验现象
离子方程式
A
将少量通入溶液中
有白色沉淀生成
B
往新制氯水中加入过量氢氧化钠溶液
溶液由黄绿色变为无色
C
往酸性溶液中加入溶液
溶液紫色褪去,有气泡产生
D
将稀硫酸滴入淀粉-KI溶液中
在空气中放置一段时间后,溶液呈蓝色
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.将少量二氧化硫通入到次氯酸钙溶液中,发生氧化还原反应,同时过量的次氯酸根和氢离子结合为次氯酸,离子方程式为,有白色沉淀生成,故A正确;
B.往新制的氯水中加入过量氢氧化钠,发生反应,溶液由黄绿色变为无色,故B正确;
C.酸性高锰酸钾与双氧水反应时,双氧水作还原剂,被氧化,反应为,故C错误;
D.将稀硫酸滴入淀粉-KI溶液中,在空气中放置一段时间,碘离子被氧气氧化成碘单质,反应为,淀粉遇碘单质变蓝,故D正确;
故选C。
9.某小组在实验室中用下图所示装置(夹持装置已略去)制取碳酸镧[La2(CO3)3],制备原理为2LaCl3+6NH3+3CO2+3H2O=La2(CO3)3↓+6NH4Cl。下列说法正确的是
A.干燥管的作用是增大反应物间的接触面积
B.试剂X为饱和Na2CO3溶液,试剂Y为饱和NH4Cl溶液
C.若用稀硫酸代替装置I中的稀盐酸,则实验时可以不用盛试剂X的装置
D.实验时一般先通入装置II产生的气体,再通入装置I产生的气体
【答案】D
【详解】A.干燥管的主要作用是防倒吸,A错误;
B.试剂X的作用是除去CO2中的HCl,故试剂X为饱和NaHCO3溶液,试剂Y的作用是与生石灰反应产生NH3,故试剂Y为浓氨水,B错误;
C.将盐酸用硫酸代替,硫酸与石灰石反应生成微溶的硫酸钙附着在石灰石上会阻碍反应的进行,C错误;
D.CO2溶解度小,NH3极易溶于水,且使溶液显碱性,有利于CO2吸收,故应该先通入NH3,后通入过量的CO2,D正确;
答案选D。
10.能够在锂离子电池负极形成稳定的SEI膜。的结构如图,图中原子最外层都达到8电子稳定结构,X、Y、Z、W位于同一短周期的主族元素,元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,W是同周期中原子半径最小的元素。下列说法错误的是
A.Z、W的简单氢化物中,氢键的键能比较:Z-H…Z大于W-H…W(H代表氢原子)
B.Y和Z形成的化合物中既有极性分子也有非极性分子
C.X、Y、Z、W四种元素中非金属性和电负性最强的均为W
D.该结构中,X的杂化方式为
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W位于同一短周期,元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,则X为B元素,X、Y、Z、W均是第二周期元素,W是同周期中原子半径最小的元素,第二周期内原子半径最小的元素为F,W为F元素;图中原子最外层都达到8电子稳定结构,Z原子形成2个共价键能达到8电子稳定结构,Z是O元素;同理得到,Y为C元素。综上所述,X为B,Y为C,Z为O,W为F。
【详解】A.Z为O,W为F,因为F的电负性是最大的,所以形成的氢键键能大,,故A项错误;
B.Y为C,Z为O,两者形成的化合物为CO为极性分子,CO2为非极性分子,故B项正确;
C.元素的电负性常数越大,则其非金属性越强,同周期元素,序数越大,非金属性越强,故C项正确;
D.有图像看出,以C原子为中心,方向向着正四面体的四个顶点,故X的杂化方式为 sp3,D正确;
故答案为:A。
11.N2H4、N2O4常用作火箭发射的推进剂。推进剂发生反应:。下列有关说法错误的是
A.反应每生成0.3 mol N2,转移电子的数目为
B.充有N2O4的密闭容器中存在:,增大容器体积,平衡正向移动,容器内气体颜色变浅
C.碱性N2H4-空气燃料电池工作时,正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
D.N2H4的电子式为
【答案】D
【详解】A.在该反应中N元素由反应前N2H4中的-2价变为反应后N2中的0价,化合价升高2×2×2=8价;N元素由反应前N2O4中的+4价变为反应后N2中的0价,化合价降低2×4=8价,反应中每产生3个N2转移8个电子,则当反应每生成0.3 mol N2,转移电子的数目为,A正确;
B.在密闭容器中存在可逆反应:,增大容器体积,c(NO2)减小,化学平衡正向移动,使c(NO2)增大,但平衡移动使c(NO2)增大的影响小于容器体积扩大使c(NO2)减小的影响,因此容器内气体颜色变浅,B正确;
C.碱性N2H4-空气燃料电池工作时,正极上O2得到电子发生还原反应,由于电解质溶液为碱性,故正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,C正确;
D.N2H4中两个N原子形成1对共用电子对,每个N原子再与2个H原子形成2对共用电子对,使每个原子都达到稳定结构,故N2H4的电子式为:,D错误;
故合理选项是D。
12.科学家研制出一种高性能水系酸碱双液锌-溴二次电池,其总反应为:,中间的双极性膜(BPM)能隔开酸碱双液且能允许通过,如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,向锌极电极迁移
B.放电时,负极区的pH减小
C.充电时,锌与外接电源正极相连,将电能转化为化学能
D.充电时,石墨电极发生反应:
【答案】B
【分析】由图可知:新型酸碱双液锌溴二次电池放电时,左侧Zn电极发生失去电子的氧化反应生成ZnO,为负极,电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;电池右侧为正极,在正极上发生得电子的还原反应生成Br-,电极反应式为:+2e-=3Br-,放电时,阳离子移向正极、阴离子移向负极;充电时,原电池的负极与外加电源负极相接,为电解池的阴极,正极为电解池的阳极,电极反应与放电时相反,据此分析解答。
【详解】A.原电池中左侧Zn电极为负极,右侧石墨电极为正极,放电时,阳离子移向正极,即K+向石墨电极迁移,故A错误;
B.放电时,负极电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,所以负极区的pH减小,故B正确;
C.据分析可知,充电时,锌与外接电源负极相连,故C错误;
D.充电时,原电池正极石墨电极与外加电源正极相接,为电解池的阳极,发生氧化反应,所以石墨电极发生反应为:3Br--2e-=,故D错误;
故选B。
13.科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是
A.吸附在催化剂表面是一个吸热过程
B.甲醇在不同催化剂表面上制氢的反应历程完全相同
C.的
D.是该历程的决速步骤
【答案】D
【详解】A.由图可知,吸附在催化剂表面生成物的总能量低于反应物的总能量,为放热过程,故A错误;
B.催化剂可以改变的路径,使用不同的催化剂,反应的历程不同,故B错误;
C.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)的△H=生成物相对能量-反应物相对能量=(97.9-0)kJ•mol-1=+97.9kJ•mol-1,故C错误;
D.由图可知,该历程中最大能垒(活化能)就是由-65.7kJ•mol-1上升到113.9kJ•mol-1,E正=(113.9+65.7)=179.6kJ•mol-1,活化能越大反应速率越慢,的反应速率最慢,是该历程的决速步骤,故D正确;
故选D。
14.某钛酸钙的晶体结构如图(a),某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示,其中A为,另两种离子为I-和Pb2+。
下列说法错误的是
A.钛酸钙的化学式为CaTiO3 B.图(b)中,X为Pb2+
C.中含有配位键 D.晶体结构中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
【答案】B
【详解】A.根据图(a)所示晶胞结构可知:在一个晶胞中含有Ca2+原子数目是8×=1;含有Ti原子数目是1,含有O2-数目是6×=3,故该晶体化学式为CaTiO3,A正确;
B.根据图(b)晶胞结构可知其中含有位于晶胞顶点,其数目是1个,B为1个,X为3个,由于X、B是I-和Pb2+中的一种,根据化合物中化合价代数和为0,结合微粒数目可知B为Pb2+,X为I-,B错误;
C.是CH3NH2的N原子与H+通过配位键结合形成的阳离子,故其中含有配位键,C正确;
D.以顶点Ca2+为研究对象,在一个晶胞中与该Ca2+距离相等且最近的O2-有3个,分别位于通过该顶点Ca2+的三个面心上,通过该Ca2+可以形成8个晶胞,每个O2-被重复计算了2次,则与该Ca2+距离相等且最近的O2-数目为:个,D正确;
故合理选项是B。
15.温度为T1时,在容积为的恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2)g) 2NO2(g) (正反应放热)。实验测得:,,、为速率常数,受温度影响。不同时刻测得容器中、如下:
时间/
0
1
2
3
4
5
0.20
0.10
0.08
0.07
006
0.06
0.10
0.05
0.04
0.035
0.03
0.03
下列说法正确的是A.0~2s内,该反应的平均速率v(NO)=0.06mol·L-1·s-1
B.其他条件不变,往原容器中再通入和,则达平衡时体积分数减小
C.其他条件不变,移走部分,则平衡正向移动,平衡常数增大
D.当温度改变为T2时,若,则T2>T1
【答案】D
【详解】A.根据表格数据可知:在0~2s内,NO的物质的量由0.20mol变为0.08mol,△n(NO)=0.20mol-0.08mol=0.12mol,则该反应的平均速率v(NO)==0.03mol•L-1•s-1,故A错误;
B.其他条件不变,往原容器中再通入0.20molNO和0.10molO2,相当于增大体系的压强,由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,所以达平衡时NO2体积分数增大,故B错误;
C.化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,所以其他条件不变,移走部分NO2,化学平衡正向移动,但平衡常数不变,故C错误;
D.由表中数据可知,平衡时各种物质的浓度c(NO)=0.06mol÷2L=0.03mol/L,c(O2)=0.015mol/L,2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g),△n(NO)=n(NO2)=0.20mol-0.06mol=0.14mol,平衡时c(NO2)=0.07mol/L,化学平衡常数K==≈363,即k正>k逆。若k正=k逆,则K减小,化学平衡逆向移动,由于该反应正向放热,则改变条件是升高温度,所以温度T2>T1,故D正确;
故选D。
二、原理综合题
16.含氮化合物对环境、生产和人类活动有很大影响。
(1)氨气具有还原性。将氨气通入灼热的氧化铜固体中,黑色氧化铜变为红色,该过程的化学方程式是__________。
(2)为无色、无味的气体,在潮湿的环境中易变质生成HF、NO、,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,N、O、F三种元素的第一电离能从小到大的顺序为____________;分子的VSERP模型为_________________。
(3)某课题组用间接电解法除NO。其原理如图所示:
①从A口中出来的物质的是___________、_________________。
②写出电解池阴极的电极反应式_________________。
【答案】(1)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
(2) 2:1 O﹤N﹤F 四面体
(3) O2 较浓的硫酸 2HSO+2H++2e-=S2O+2H2O
【详解】(1)氨气具有还原性,与氧化铜反应生成红色单质铜,方程式为,;
故答案为:;
(2)NF3 中N元素化合价为+3价,化合价既可以升高到+5价的HNO3,化合价降低到+2价NO,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1;同周期元素,原子序数增大,第一电离能增大,N为半满结构,第一电离能高于同周期元素,F>N>O;NF3分子的中心原子N原子上含有3个σ 键,中心原子上的孤电子对数=12(5-3×1)=1,所以NF3的VSEPR模型是四面体型,略去孤电子对后,其空间构型是三角锥形;
故答案为:2:1;O﹤N﹤F;四面体;
(3)①阳极上H2O放电生成O2与H+,从A口中出来的物质的是O2和较浓的硫酸;
②阴极得到电子,发生还原反应,根据图可知,阴极上在碱性条件下发生还原反应,生成,其电极反应式;
故答案为:O2;较浓的硫酸;。
17.含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。结合相关信息,回答:
(1)相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-O
C≡O
C=O
H-H
E/()
463
1075
803
436
_________________。
下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_________________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中的比例 d.使用高效催化剂
(2)已知将、催化重整为可用的化学品,对改善环境意义重大,某科研团队在密闭容器中进行“合成气催化重整”,反应的化学方程式为
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是_________________。
a.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.
C.甲烷与氢气浓度比值不再变化 D.容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比时,的平衡转化率()与温度(T),初始压强(p)的关系如图所示。
可知:压强_________________2MPa(填“>”“<”或“=”);当温度为、压强为2MPa时,a点时的v(逆)_________________v(正)(填“>”“<”或“=”)
起始时向1L恒容容器中加入2mol 和2mol ,在温度为、初始压强为2MPa时反应,用压强表示该反应平衡常数的值的_____________(分压=总压×物质的量百分数)。
(3)图为一种可以循环利用人体呼出的并提供的装置,总反应方程式为。写出阴极的电极反应:_______________________
【答案】(1) −41 bc
(2) AC < > 4##4(MPa)2
(3)CO2+H2O+2e-=CO+2OH-
【分析】由图可知,N电极所连接的Pt电极上碳元素价态降低得电子,故左侧Pt电极为阴极,右侧Pt电极为阳极,N电极为电源负极,P电极为正极,据此作答。
【详解】(1)△H=反应物键能总和-生成物键能总和=463 kJ•mol-1×2+1075 kJ•mol-1-803 kJ•mol-1×2-436 kJ•mol-1=-41 kJ•mol-1;
a.该反应是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,故a错误;
b.该反应是放热反应,降低温度,平衡正向移动,有利于提高CO平衡转化率,故b正确;
c.提高原料气中H2O的比例,增大反应物浓度,平衡正向移动,有利于提高CO平衡转化率,故c正确;
d.使用高效催化剂,不改变平衡状态,故d错误,
故答案为:-41;bc;
(2)①A.根据质量守恒,混合气体的质量恒定,该反应是气体物质的量增大的反应,因此混合气体的平均相对分子质量为变量,当变量不再改变时能说明反应达到平衡状态,故A正确;
B.根据速率之比等于化学计量数之比,2v正(CH4)=v逆(CO)才能说明反应达到平衡,故B错误;
C.伴随反应进行,甲烷浓度逐渐减小,氢气浓度逐渐增大,甲烷与氢气浓度比值是变量,当变量不再改变时能说明反应达到平衡状态,故C正确;
D.根据质量守恒,混合气体的质量恒定,容器体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,故D错误;
故答案为:AC;
②该反应是气体体积增大的反应,减小压强,平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,由图可知相同温度,p1条件下CO2的平衡转化率大于2MPa条件下,说明p1<2MPa;a点时,此时CO2的转化率大于CO2的平衡转化率,说明反应逆向移动,则v(逆)>v(正);起始时向1L恒容容器中加入2mol CH4和2mol CO2,在温度为T6、初始压强为2MPa时反应,此时CO2的平衡转化率为50%,CO2转化物质的量为2mol×50%=1mol,列三段式:,,则p平衡=3MPa,p(CO)=p(H2)=×3MPa=1MPa,p(CH4)=p(CO2)=0.5MPa,,故答案为:<;>;4(MPa)2;
(3)阴极的电极上二氧化碳得到电子发生还原反应生成一氧化碳气体,电解质溶液为碱性,则反应为CO2+H2O+2e-=CO+2OH-。
三、工业流程题
18.镍氢电池有着广泛的应用,旧电池的回收和再利用同样的重要。废旧镍氢电池中常含有NiOOH、、及少量、FeO等,以下为金属分离以及镍的回收流程,按要求回答下列问题:
(1)的电子排布式为:___________________________。
(2)“酸浸”中,加入的主要作用是_______________________________。
(3)“氧化”过程中与有关的离子方程式是_____________,滤渣1的化学式是___________。
(4)滤液A的主要溶质是________;操作X是_________。
(5)丁二酮肟()是检验溶液中的灵敏试剂,常与形成图A所示的配合物,图B是硫代氧的结果;
A.B.
①下列说法正确的有_________(填字母)。
a.A中所含元素中N元素的电负性最大 B.在A中C-C-C键角是180°
C.在B中-SH上的S原子采取杂化 D.在B中存在σ键、π键与配位键
②化合物A的熔、沸点高于化合物B的原因是_________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d8
(2)还原Ni(III)为Ni2+
(3) 2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O Fe(OH)3
(4) NaCl 过滤
(5) CD 化合物I分子间存在氢键
【分析】废旧镍氢电池中常含有NiOOH、Ni(OH)2、及少量Co(OH)2、FeO等,向混合物中加入盐酸,生成Ni3+、Ni2+、Co2+、Fe2+,再向溶液中加入N2H4还原Ni3+,然后加入H2O2氧化Fe2+,向溶液中加入Na2CO3条件溶液pH使Fe3+以Fe(OH)3形式沉淀,过滤后向滤液中加入NaClO氧化Co2+生成Co3+,Co3+与溶液中Na2CO3发生复分解反应生成Co(OH)3,过滤后向滤液中加入Na2CO3与Ni2+发生复分解反应生成NiCO3。
【详解】(1)Ni原子核外有28个电子,Ni原子失去4s能级上的2个电子生成Ni2+,根据构造原理,Ni2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8,故答案为:1s22s22p63s23p63d8;
(2)“酸浸”中,加入N2H4的主要作用是还原Ni(III)为Ni2+,避免后续除杂过程中生成Ni(OH)3导致NiCO3产率降低,故答案为:还原Ni(III)为Ni2+;
(3)“氧化”过程中H2O2与Fe2+反应时,H2O2中O元素化合价由-1降低至-2,Fe元素化合价由+2升高至+3,此时溶液呈酸性,根据氧化还原反应化合价升降守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应离子方程式为2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;由上述分析可知,滤渣1主要成分是Fe(OH)3,故答案为:2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;Fe(OH)3;
(4)第二次加入Na2CO3后,溶液中阳离子主要是Na+,溶液中阴离子为NaClO还原后生成的Cl-,因此滤液A中主要溶质为NaCl;操作X为固液分离操作,因此操作X为过滤,故答案为:NaCl;过滤;
(5)①A.物质A中,电负性最大的元素为O,故A错误;
B.化合物A中C原子无sp杂化,故不存在180°的键角,故B错误;
C.在B中-SH上的S原子只形成单键,故为sp3杂化,故C正确;
D.在B中存在共价单键和双键,故存在σ键、Π键,中心Ni周围形成配位键,故D正确;
故答案为:CD;
②A分子中含有-OH,分子间易形成氢键,B分子不能形成氢键,故答案为:化合物A分子间存在氢键。
四、实验题
19.二氯化二硫()可作硫化剂、氯化剂。常温下是一种黄红色液体,沸点137℃,在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。可通过硫与少量氯气在110~140℃反应制得。
(1)有关的下列说法正确的是
A.中S-Cl键的键能大于S-S键的键能 B.固态时属于原子晶体
C.第一电离能、电负性均为: D.中既有极性键又有非极性键
(2)选用以下装置制取少量(加热及夹持装置略):
①A中发生反应的化学方程式为_____________。
②装置连接顺序:___________。A→→→→D。
③B中玻璃纤维的作用是___________________。
④D中的最佳试剂是____________(选填序号)。
a.碱石灰b.浓硫酸c.NaOH溶液d.无水氯化钙
(3)遇水会生成、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体中的体积分数。
①W溶液可以是下列溶液中的___________(填标号);
a.溶液b.溶液(硫酸酸化)c.氯水
②该混合气体中二氧化硫的体积分数为___________(含V、m的代数式表示)。
【答案】(1)ACD
(2) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O CBE 增大硫与氯气的接触面积,加快反应 a
(3) ac ×100%
【分析】(2)装置A为制取氯气装置,产生的氯气中混有HCl和水蒸气,S2Cl2易于水反应,因此需要除去中氯气中的水蒸气,A连接C,从C中出来的气体为纯净的氯气,直接通入到反应装置中,即C连接B,S2Cl2为液体,沸点为137℃,因此B连接E装置,氯气有毒,必须有尾气处理装置,即E连接D装置。
【详解】(1)A.S原子的半径大于Cl,故S-Cl键的键长比S-S的键长短,故S-Cl键的键能大于S-S键的键能,故A正确;
B.由分子构成,固态时为分子晶体,故B错误;
C.第一电离能、电负性均为:,故C正确;
D.分子结构与H2O2类似,结构式为Cl-S-S-Cl,则含S-Cl极性键、S-S非极性键,故D正确;
故选ACD。
(2)①发生的化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②装置A为制取氯气装置,产生的氯气中混有HCl和水蒸气,S2Cl2易于水反应,因此需要除去中氯气中的水蒸气,A连接C,从C中出来的气体为纯净的氯气,直接通入到反应装置中,即C连接B,S2Cl2为液体,沸点为137℃,因此B连接E装置,氯气有毒,必须有尾气处理装置,即E连接D装置,故答案为CBE;
③玻璃纤维的作用为增大硫与氯气的接触面积,加快反应;
④装置D的作用是除去过量的氯气,防止污染空气,因此装置D中的试剂为a;
(3)①根据流程的目的,需要把SO2转化成SO,然后加入Ba2+,产生BaSO4沉淀,测BaSO4的质量,因此W溶液具有的性质为氧化性,由于高锰酸钾与HCl反应得到有毒物质氯气,因此W溶液为ac;
②固体为BaSO4,根据硫元素守恒,即n(SO2)=n(BaSO4)=m/233mol,因此SO2的体积分数为:×100%。
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