河南省周口恒大中学2022-2023学年高一下学期7月期末模拟考试化学试题
展开周口恒大中学2022-2023学年下化学期末模拟考试
高一化学
满分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹铜笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(A)填涂在答题卡相应位置上,将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe-56 Ag-108
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.过氧化氢酶、酚醛树脂、有机玻璃、PVC都是高分子化合物
B.用CO2合成可降解的聚碳酸酯类塑料,实现“碳循环”,可有效减少“白色污染”
C.减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施
D.为使水果尽快成熟,需要用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土吸收水果产生的乙烯
2.化学在抗击新型冠状病毒的“战疫”中发挥了巨大作用。下列说法错误的是
A.消毒酒精浓度越大效果越好
B.“84”消毒液和医用酒精不能混合使用
C.修建“火神山”医院时所用的HDPE(高密度聚乙烯)膜是一种高分子材料
D.科研人员积极研发抗击病毒的疫苗,疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
3.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是
A. B. C. D.
4.下列各组中的物质,一定互为同系物的是
A.和 B.和
C.和 D.和
5.化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水的杀菌消毒剂 B.液氨用作制冷剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂 D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
6.下列说法正确的是
A.物质在溶解时总要放出热量
B.物质溶解的过程实质上就是电离的过程
C.风化是结晶水合物在温室或干燥的空气中失去一部分或全部结晶水的一种变化
D.潮解是结晶水合物在温室或潮湿的空气中得到一部分或全部结晶水的一种变化
7.下列过程不涉及化学变化的是
A.煤的干馏 B.用糯米酿甜酒 C.石油分馏 D.海带提碘
8.空气污染已成为人类社会面临的重大威胁。下列物质中,不属于空气污染物的是( )
A.NO2 B.SO2 C.PM2.5 D.N2
9.对于下列实验,能正确描述其过程的离子方程式的是
A.向BaCl2溶液中通入SO2:Ba2++H2O+SO2=BaSO3↓+2H+
B.向Al2(SO4)3溶液中滴加过量的氨水:Al3++4OH-=AlO+2H2O
C.盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞:SiO2+2OH-=SiO+H2O
D.铜与浓硝酸反应:3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO2↑+4H2O
10.下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是
A.化学反应必然伴随发生能量变化
B.Na与H2O的反应属于放热反应
C.原电池是电能变为化学能的装置
D.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有一项或两项符合题目要求。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得4分,但只要选错一个,该小题得0分。
11.常压下羰基化法精炼镍的原理为:。230℃时,该反应的平衡常数,已知:的沸点为42.2℃,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
C.第二阶段,分解率较高
D.该反应达到平衡时,
12.下列说法正确的是( )
A.室温下,反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)能自发发生反应,则该反应的△H<0
B.甲醇燃料电池工作时,甲醇得到电子,发生还原反应
C.常温下,0.1mol•L﹣1CH3COOH溶液加水稀释后,溶液中的值减小
D.在Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,CO32﹣水解程度减小,溶液的pH减小
13.某新型纳米材料氧缺位铁酸盐,能在常温下将工业废气中的、等转化为单质而除去,由锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、等)和为原料制备氧缺位铁酸盐及其转化废气流程如图:
下列说法正确的是
A.浸取时,为了提高酸浸效率,可以延长浸取时间或将稀硫酸换成浓硫酸
B.“除杂”过程中有加入足量锌粉等操作,与锌粉反应的离子只有和
C.除去时,在反应中表现了还原性
D.与反应制得1 mol 时转移电子(8-2x) mol
14.下列叙述正确的是( )
A.向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该溶液一定是碳酸盐溶液
B.向溶液中滴加酸化的溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有
C.向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热后生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,说明该溶液中一定含有
D.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,说明该溶液中一定含有
15.下列物质可以由相应单质直接化合而成的是
A. B. C. D.
三、非选择题:本题共4小题,共50分。
16.(10分)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。
(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA________tB(填“>”“=”或“<”)。
(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用如下反应原理:2KMnO4+5H2C2O4+6H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+8H2O来测定样品中乙二酸含量,具体操作为:
①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液除胶头滴管外,还需要的玻璃仪器有_________________。
②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中加少量酸酸化,将0.1000 mol·L-1KMnO4标准溶液装入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。滴定达到终点的判断方法是___________。
③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表,计算此样品的纯度为____________。
序号
滴定前读数
滴定后读数
1
0.00
20.01
2
1.00
20.99
3
0.00
21.10
17.(14分)CuCl是一种重要化工原料,常用作催化剂、杀菌剂。化学小组利用下图装置(部分夹持装置略去)制备氯化亚铜。
已知:①CuCl为白色固体,微溶于水,不溶于酒精,在空气中能被迅速氧化。
②CuCl能溶于氨水,[Cu(NH3)2]+无色
实验步骤:
I.向15mL0.5mol•L-1的CuCl2溶液中,加入0.5mol•L-1的NaOH溶液30mL;打开A中分液漏斗的活塞产生SO2气体,一段时间后C中产生白色固体。
II.将C中混合物过滤、洗涤、干燥得CuCl产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称___________,装置B的作用是___________。
(2)步骤I中通入SO2发生反应的离子方程式___________。
(3)步骤II采用抽滤法快速过滤,防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为___________;用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤的优点是___________。
(4)判断CuCl沉淀洗涤干净的实验方案是___________。
(5)CuCl样品加氨水溶解后露置于空气中迅速得到深蓝色溶液,深蓝色是由于溶液中阳离子___________(填化学式)呈现的。
(6)工业上还可以用亚硫酸铵还原氯化铜溶液来制得氯化亚铜,其产率与温度、溶液pH的关系如图所示。
①该方法制备CuCl的离子方程式为___________。
②据图分析,生产氯化亚铜的适宜条件为___________。
18.(12分)利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下:
(1)“水解”时,产生的气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,铝灰在90℃水解生成A的化学方程式为___________;为了加快该步骤的速率,可采取的方法有___________(写出一种方法即可)。
(2)“酸溶”时溶液中的阳离子除了Al3+之外,还有___________。
(3)“氧化”时,发生反应的离子方程式为___________。
(4)“除杂”时,调节pH值使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀,则pH的范围是___________;若pH值高于8.5则Al元素重新溶入溶液中,写出该反应的离子方程式___________。已知几种金属离子沉淀的pH值如下表:
Fe2+
Fe3+
Al3+
开始沉淀的pH
7.5
3.2
5.5
完全沉淀的pH
9.7
3.7
8
(5)“喷雾干燥”是将液体雾化喷出,与热空气(400~500℃)接触,在0.1秒内快速干燥,采用喷雾干燥而不用蒸发干燥的原因是___________。
(6)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O。将产生的气体通过如下图所示的装置。则集气瓶中收集到的气体是___________(填化学式)。
19.(14分)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ•moL-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•moL-1
H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•moL-1
(1)氢气的燃烧热△H ______kJ·mol-1
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式 ______
(3)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其正极的电极反应式是 ______ 某氢氧燃料电池释放228.64kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为 ______ 。
(4)在25℃时,以氢氧燃料电池为电源,用石墨电极电解400mL一定浓度的CuSO4溶液,5min后停止通电,在一个石墨电极上有1.28gCu生成,且两极生成体积相同的气体试回答下列问题:
①总反应式为_____ 。
②电解过程中转移的电子数为__ mol,同时生成标准状况下气体的体积为__。
③电解后溶液的pH=______ 不考虑溶液体积变化。
④若要使电解质溶液复原,应加入 ______ mol 的 ______ 。
参考答案:
1.D
【详解】A.过氧化氢酶属于蛋白质、酚醛树脂、有机玻璃、PVC都是合成高分子化合物,它们都是高分子化合物,故A正确;
B.普通的塑料如聚乙烯,如果不能降解,会造成白色污染,CO2合成可降解的聚碳酸酯类塑料,实现“碳循环”,可减少白色污染,故B正确;
C.化石燃料燃烧和汽车尾气排放会产生大量的可吸入颗粒,会造成雾霾,减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施,故C正确;
D.乙烯是果实的催熟剂,能被高锰酸钾氧化,用浸泡过高锰酸钾溶液的硅土可以吸收水果产生的乙烯,是为了延长水果的成熟期,起到保鲜的作用,故D错误;
答案选D。
2.A
【详解】A.浓度过大的酒精会使病毒蛋白质外壳迅速凝固从而阻止酒精进入病毒内部,消毒效果不如75%的酒精,A错误;
B.消毒液具有氧化性,酒精有还原性,二者能反应,不能混合使用,B正确;
C.聚乙烯是高分子化合物,C正确;
D.疫苗中含有灭活病毒,病毒的外壳为蛋白质,高温可使蛋白质变性从而降低疫苗活性,因此疫苗需要冷藏存放,D正确;
故选A。
3.B
【分析】能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明气体溶于水后显碱性,据此解答
【详解】A.CO2和水反应生成碳酸,溶液显酸性,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A错误;
B.氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;
C.氢气溶于水显中性,不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C错误;
D.SO2和水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D错误;
故选B。
4.B
【解析】结构相似、分子组成上相差若干个原子团的有机化合物互称为同系物,据此分析。
【详解】A. 一定为乙烯,官能团为碳碳双键,但可能是丁烯,也可能是环烷烃,两者结构不一定相似,故不一定是同系物,A错误;
B. 是甲烷,是丙烷,两者一定互为同系物,B正确;
C. 可能是乙醇,还可能是二甲醚,可能是丙醇,也可能是甲乙醚,两者不一定是同系物,C错误;
D. 和的官能团不同,两者不是同系物,D错误;故答案为:B。
【点睛】本题考查了同系物的概念,应注意的是互为同系物的有机物的官能团的种类和个数一定相同。
5.B
【详解】A.氯气作水的杀菌消毒剂是由于Cl2+H2O=HClO+HCl,生成的HClO具有强氧化性,能使蛋白质变性,A不合题意;
B.由于氨气易液化,且液氨汽化时吸收大量的热,故液氨用作制冷剂,整个过程均为物理变化,B符合题意;
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂,SO2漂白是因为SO2与某些有色物质化合成无色不稳定的化合物,故发生化合反应,C不合题意;
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂,是由于肥皂水呈碱性,中和了蚊虫叮咬处的酸,发生酸碱中和反应,D不合题意;
故答案为:B。
6.C
【详解】A.有些物质在溶解时放出热量,如NaOH,有些物质在溶解时吸收热量,如NH4NO3,A错误;
B.物质溶解的过程和电离过程不是一回事,如蔗糖易溶于水,但蔗糖不能电离,B错误;
C.风化是结晶水合物在温室或干燥的空气中失去一部分或全部结晶水的一种复杂变化,C正确;
D.潮解指的是某些物质(多指固体)从空气中吸收或者吸附水分,使得表面逐渐变得潮湿、滑润,最后物质就会从固体变为该物质的溶液的现象,D错误;
选C。
7.C
【详解】A.煤的干馏是隔绝空气加强热发生复杂的物理化学变化,故A不选;
B.用糯米酿甜酒是将淀粉转化为乙醇,有新物质生成,涉及化学变化,故B不选;
C.石油分馏是利用物质中各成分的沸点不同,控制温度分离得到馏分的过程,无新物质生成为物理变化,故C选;
D.海带提碘是利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质的过程,有新物质生成,故D不选;
故选C。
8.D
【详解】NO2、SO2有毒,PM2.5易使人患呼吸系统疾病,此三者均为空气污染物,N2是空气的主要成分之一,不属于空气污染物,故选D。
9.C
【详解】A.亚硫酸属于弱酸,盐酸属于强酸,因此向氯化钡溶液中通入SO2,不发生反应,A错误;
B.Al(OH)3不溶于氨水,正确的离子方程式为Al3++3NH3⋅H2O=Al(OH)3↓+3,B错误;
C.玻璃塞中含有SiO2,可与NaOH反应生成具有粘合性的Na2SiO3,离子方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O,C正确;
D.用浓硝酸与Cu反应制取NO2,方程式中电子不守恒,正确的离子方程式为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,D错误;
答案选C。
10.C
【详解】A.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,其过程均伴随能量变化,则化学反应必然伴随发生能量变化,故A正确;
B.Na与H2O的反应过程中,钠受热融化成小球,则Na与H2O的反应属于放热反应,故B正确;
C.原电池是化学能转变为电能的装置,故C不正确;
D.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,断裂和形成过程中均伴随能量变化,故D正确;
本题答案C
11.BCD
【详解】A.增大反应物浓度平衡正向移动,则增大CO浓度,平衡正向移动,但是温度不变化学平衡常数不变,故A错误;
B.Ni(CO)4的沸点为42.2℃,应大于沸点,便于分离出Ni(CO)4,所以第一阶段应选择稍高于42.2℃的反应温度,故B正确;
C.230℃时,该反应的平衡常数K=2×10−5则其逆反应化学平衡常数很大,所以Ni(CO)4几乎完全分解,故C正确;
D.反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则有4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),故D正确;
故答案选BCD。
12.AC
【详解】A、△H﹣T•△S<0反应自发,反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)是熵减反应△S<0,只有放热反应△H<0才能使△H﹣T•△S<0,故A正确;
B、甲醇燃料电池中,甲醇在负极失电子发生氧化反应,故B错误;
C、加水稀释促进电离,导致n(CH3COO﹣)增大,n(CH3COOH)减小,因此=减小,故C正确;
D、Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,生成碳酸钙沉淀和NaOH,CO32﹣水解程度减小,但溶液的pH增大,故D错误。
答案选AC。
13.CD
【详解】A.浸取时,若将稀硫酸换成浓硫酸将与Zn反应放出有毒有害的气体,故为了提高酸浸效率,可以延长浸取时间,但不能将稀硫酸换成浓硫酸,A项错误;
B.已知的氧化性强于,故“除杂”过程中有加入足量锌粉等操作,与锌粉反应的离子不只有和,还有,B项错误;
C.除去时,与反应生成S单质,故被还原,即表现出氧化性,则在反应中表现了还原性,C项正确;
D.已知中Zn为+2价,Fe为+3价,中Zn为+2价,Fe为+(x-1)价,故与反应制得1 mol 时转移电子为 mol,D项正确。
答案选CD。
14.CD
【详解】A. 产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,此气体为二氧化碳或二氧化硫,则该溶液可能是碳酸盐或碳酸氢盐或它们的混合物溶液,或亚硫酸盐等,故A错误;
B. 向溶液中滴加酸化的溶液,硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,可将亚硫酸根氧化成硫酸根离子,硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡白色沉淀,则原溶液中含有的可能是亚硫酸根离子,故B错误;
C.铵盐和强碱加热条件下能生成氨气,氨气是唯一的一种碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故C正确;
D.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明不含铁离子,滴加氯水后溶液显红色,氯气氧化亚铁离子为铁离子,遇到硫氰化钾溶液生成血红色溶液,证明该溶液中一定含亚铁离子,故D正确。
故答案选CD。
【点睛】能使澄清的石灰水变浑浊的气体有二氧化碳或二氧化硫。则原溶液中若存在、、也会出现类似的现象。
15.AC
【详解】A.钠和氧气在点燃时反应生成,A正确;
B.铁和氯气在点燃时反应生成氯化铁,B错误;
C.铁和氯气在点燃时反应生成氯化铁,C正确;
D.铁和硫在加热时生成,D错误;
答案选AC。
16. < 烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶 酸式 滴入最后一滴溶液,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色 90.00% ac
【分析】(1)从影响化学反应速率的因素进行分析;
(2)从滴定实验操作步骤中进行分析;
【详解】(1)升高温度,化学反应速率加快,即A中反应速率快,褪色所需的时间短,得出tA
(2)①配制一定物质的量浓度的溶液,所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、250mL的容量瓶、胶头滴管,因此缺少的仪器有烧杯、玻璃棒、250mL的容量瓶;
答案为烧杯、玻璃棒、250mL的容量瓶;
②高锰酸钾溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管盛放;是用高锰酸钾溶液滴定乙二酸,因此滴定到终点的判断方法是滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液颜色由无色变为浅紫(红)色,且半分钟(30s)内不褪色;
答案为酸式;滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液颜色由无色变为浅紫(红)色,且半分钟(30s)内不褪色;
③根据表格数据,三次实验消耗标准液的体积分别为20.01、19.99、21.10,第三次与另外两次相差过大,应删去,因此消耗KMnO4溶液的体积为=20.00mL,根据反应方程式,5.000g样品中含有乙二酸的物质的量为=0.05mol,即质量为0.05mol×90g·mol-1=4.5g,样品的纯度为×100%=90.00%;
答案为90.00%;
17.(1) 三颈烧瓶 作为安全瓶,防止倒吸,并可以降低二氧化硫在溶液中的溶解度
(2)SO2+2Cu(OH)2+Cl-=2CuCl++2H2O
(3) 4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl 作为安全瓶,防止倒吸,并可以降低二氧化硫在溶液中的溶解度
(4)取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入过量盐酸,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则洗涤干净
(5)[Cu(NH3)4]2+
(6) 2Cu2+++2Cl-+H2O=2CuCl++2H+ 55℃ pH=3
【分析】装置A制取SO2,经过装置B再进入装置C中反应,C中先用NaOH和CuCl2反应生成Cu(OH)2,再通入SO2反应,离子方程式为:SO2+2Cu(OH)2+Cl-=2CuCl++2H2O,装置D是尾气处理装置,除去过量的有毒SO2气体;
(1)
仪器a的名称三颈烧瓶;SO2经过装置B再进入装置C中反应,装置B的作用是作为安全瓶,防止倒吸,而且溶液选饱和NaHSO3溶液,可以降低二氧化硫在溶液中的溶解度;
(2)
步骤I 中NaOH和CuCl2反应生成Cu(OH)2,再通入SO2反应,离子方程式为:SO2+2Cu(OH)2+Cl-=2CuCl++2H2O;
(3)
CuCl被氧气氧化为Cu2(OH)3Cl,根据原子守恒,可知反应物还有H2O,产物还有HCl,反应的化学方程式为4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl;由于CuCl为不溶于酒精,在空气中能被迅速氧化,用95%的乙醇代替蒸馏水洗涤的优点是减少CuCl溶解损耗,并防止氧化;
(4)
由步骤I的反应离子方程式可知,CuCl含有杂质离子,判断CuCl沉淀洗涤干净即检验是否存在,实验方案是:取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入过量盐酸,再滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则洗涤干净;
(5)
CuCl加过量的氨水溶解,可形成无色配合物离子[Cu(NH3)2]+,露置于空气中[Cu(NH3)2]+被氧化得到蓝色的[Cu(NH3)4]2+,
(6)
①由已知可得,该反应为铜离子氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子,自身被还原为氯化亚铜沉淀,方程式为:2Cu2+++2Cl-+H2O=2CuCl++2H+;
②由图表可知:最适条件为pH=3,温度为55℃,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低反应速率慢,CuCl产率低;温度过高、pH过大,容易向CuO和Cu2O转化,且温度过高,铵盐(氯化铵,亚硫酸铵)易受热分解。
18.(1) AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑ 适当升高温度、搅拌
(2)H+、Fe2+
(3)2Fe2++2H++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O
(4) 3.7≤pH<5.5 Al(OH)3+OH-=+2H2O
(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
(6)N2
【分析】铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO,加水混合,AlN水解为氢氧化铝和氨气;加盐酸“酸溶”,Al和盐酸反应生成氯化铝和氢气 ,Al2O3和盐酸反应生成氯化铝和水,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,FeO和盐酸反应生成氯化亚铁和水,溶液中加入NaClO把Fe2+氧化为Fe3+,加碱调节pH形成Fe(OH)3沉淀,除去Fe3+,氯化铝溶液喷雾干燥,得Al(OH)2Cl。
(1)
“水解”时,AlN水解为氢氧化铝和氨气,水解的化学方程式为AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑;适当升高温度、搅拌,可以加快该步骤的速率;
(2)
“酸溶”时,Al和盐酸反应生成氯化铝和氢气 ,Al2O3和盐酸反应生成氯化铝和水,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,FeO和盐酸反应生成氯化亚铁和水,所得溶液中的阳离子除了Al3+之外,还有H+、Fe2+;
(3)
“氧化”时NaClO把Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为2Fe2++2H++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O;
(4)
根据金属离子沉淀的pH值,“除杂”时,调节pH值使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀,则pH的范围是3.7≤pH<5.5;若pH值高于8.5,氢氧化铝与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子,该反应的离子方程式Al(OH)3+OH-=+2H2O;
(5)
蒸发干燥,Al(OH)2Cl易水解生成Al(OH)3,防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3 ,采用喷雾干燥而不用蒸发干燥;
(6)
SO3、NH3被饱和NaHSO3溶液吸收,SO2被高锰酸钾溶液吸收,最后集气瓶中收集到的气体是N2。
19. -285.8 CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2kJ•moL-1 O2+2H2O+4e-=4OH- 80% CuSO4+2H2OCu+H2↑+O2↑+H2SO4 0.08 0.896L 1 0.02 Cu(OH)2
【分析】(4)电解硫酸铜溶液时阴极上是铜离子先放电生成铜单质,铜离子完全反应后水电离出的氢离子放电生成氢气,两极生成体积相同的气体,即阴极上发生两步反应:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑;阳极上一直是水电离出的氢氧根放电生成氧气,即4OH--4e-=O2↑+2H2O;当阴极上有1.28gCu生成时,转移电子为,根据电子守恒可知此时生成0.01molO2;产生氢气时,根据电极反应式可知阴阳极产生的气体体积比为2:1,设该阶段产生的O2的物质的量为a,则H2为2a,则有2a=a+0.01mol,解得a=0.01mol,即整个电解过程产生0.02molCu、0.02molH2和0.02molO2,阴极上先后有0.02molCu2+、0.04molH+放电,阳极有0.08molOH-放电。
【详解】(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ•moL-1
②H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•moL-1
根据盖斯定律,①×+②得H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=×(-483.6kJ•moL-1)+(-44.0kJ•moL-1)=-285.8kJ•moL-1;
(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ•moL-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ•moL-1
根据盖斯定律,①-②得2CO(g)+2H2O(g)=2H2(g)+2CO2(g)△H=-566kJ•moL-1-(-483.6KJ•moL-1)=-82.4KJ•moL-1,即CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2kJ•moL-1;
(3)在氢氧燃料电池的正极上氧气得电子发生还原反应,电解质溶液显碱性,所以生成氢氧根,O2+2H2O+4e-=4OH-;已知H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•moL-1,又已知氢氧燃料电池释放228.64kJ电能时生成1mol液态水,所以电池的能量转化率为;
(4)①根据分析可知阴极上先后有0.02molCu2+、0.04molH+放电,阳极有0.08molOH-放电,即先是放氧生酸,然后电解水,根据各物质的物质的量关系可知总反应式为CuSO4+2H2OCu+H2↑+O2↑+H2SO4;
②根据分析可知电解过程中阳极上一直产生氧气,生成的氧气的物质的量为0.02mol,所以转移电子0.08mol;阴极上产生氢气是0.02mol,阳极上产生氧气是0.02mol,两极上生成标准状况下气体的体积为0.04mol×22.4L/mol=0.896L;
③停止反应时生成的Cu是0.02mol,根据总反应可知生成的硫酸的物质的量为0.02mol,所以氢离子的浓度为=0.1mol/L,所以溶液的pH为1;
④电解过程中生成0.02molCu、0.02molH2和0.02molO2,根据元素守恒可知要加入0.02molCu(OH)2。
【点睛】要注意电解硫酸铜溶液时,阴极可能发生两步反应,先是铜离子放电,铜离子完全反应后氢离子放电;电解质溶液复原时要注意质量守恒定律的应用。
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