2023湖北省部分重点中学高三上学期10月联考化学试卷含解析
展开湖北省部分重点中学高三年级10月联考化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 K-39 V-51 I-127
一、选择题(共15题,每小题3分,共45分)
1. 化学与生产生活息息相关,下列说法正确的是
A. 用热的纯碱溶液可清洗衣物上的汽油污渍
B. 二氧化硫有毒,禁止用作食品添加剂
C. 新冠疫苗使用的中硼硅玻璃瓶含有的是一种复杂的氧化物
D. 硫酸工业中,利用热交换器预热反应物,可降低能耗提高生产效率
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽油是各种烃的混合物,不能溶于热的纯碱,所以用热的纯碱溶液不可清洗衣物上的汽油污渍,故A错误;
B.二氧化硫有一定杀菌的功能并能抗氧化,能用作一些食品的添加剂,如葡萄酒,故B错误;
C.不是复杂的氧化物,而是硼硅酸钠盐的另一种写法,故C错误;
D.硫酸工业中,利用热交换器预热反应物,可降低能耗提高生产效率,故D正确;
故答案选D。
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 氮原子2p轨道的电子云轮廓图:
B. HCN的电子式:
C. 键线式为的有机物存在顺反异构
D. HClO结构式H—C1—O
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态氮原子最外层为p轨道,对应的2px、2py、2pz能级能量相同,最外能级的电子云轮廓图可能是2px或2py或2pz,均为纺锤形,故A错误;
B.HCN是共价化合物,故B错误;
C.中有碳碳双键,且双键两边基团不一致,所以存在顺反异构,故C正确;
D.HClO的结构式H—O—Cl,故D错误;
故答案选C。
3. 下列各组离子一定能在对应溶液中大量共存的是
A. 与发生反应生成的溶液:、、、
B. 常温下的溶液:、、、
C. 遇紫色石蕊试剂变红的溶液:、、、
D. 无色透明溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.与Al反应能放出H2的溶液呈酸性或强碱性,在酸性条件下具有强氧化性,与Al反应不会生成氢气,故A错误;
B.常温下的溶液呈酸性,、、、能共存,故B正确;
C.遇紫色石蕊试剂变红的溶液呈酸性,会与H+生成,故C错误;
D.在溶液中呈橙黄色,故D错误;
故答案选B。
4. 环境问题日益凸显,下列说法错误的是
A. 乙醇汽油可以降低CO的排放量
B. 使用聚乳酸塑料会加重白色污染
C. 可用石膏来改善盐碱地(含有大量NaCl、)
D. 催化剂作用下,可还原以减少光化学烟雾
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇汽油比汽油中的含碳量低,能够较完全燃烧,可以降低CO的排放量,A正确;
B.聚乳酸塑料容易降解,所以使用聚乳酸塑料不会加重白色污染,B错误;
C.可用石膏(含有CaSO4)来改善盐碱地,因为CaSO4能和Na2CO3反应生成碳酸钙和硫酸钠,C正确;
D.CO在催化剂作用下,可将NO2 还原为N2,以减少光化学烟雾,D正确;
故选B。
5. 下列离子反应方程式书写正确的是
A. 氟气通入水中:
B. FeBr2溶液与足量的Cl2反应:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
C. 向NaAlO2溶液中滴入足量Ca(HCO3)2溶液:
D. 向二元弱酸亚磷酸(H3PO3)溶液中滴入足量烧碱溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.氟气通入水中,生成氢氟酸为弱酸不能拆,故A错误;;
B.FeBr2溶液与足量的Cl2反应,离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2,故B错误;
C.向NaAlO2溶液中滴入足量Ca(HCO3)2溶液,生成碳酸钙沉淀和氢氧化铝沉淀,离子方程式为:,故C错误;
D.往二元弱酸亚磷酸(H3PO3)溶液中滴加过量的烧碱溶液,二元弱酸亚磷酸一个分子最多能提供两个H+,则离子反应方程式为:,故D正确;
答案选D
6. 甲酸含氢量高达4.4%,能够分解制氢。催化甲酸分解的机理如图所示,下列说法错误的是
A. 反应过程中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
B. 在反应液中加入HCOOK可提高反应速率
C. 该过程中每一步都发生氧化还原反应
D. 该反应生成标准状况下2.24L,转移电子0.2mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.由HCOOH生成CO2和H2,由甲酸分解的机理可知,反应中涉及C-H和O-H键的断裂和H-H键的形成,故A正确;
B.在反应液中加入HCOOK,HCOOK是强电解质,引入 HCOO-,促进步骤2的过程,提高反应速率,故B正确;
C.步骤1中不涉及元素化合价的变化,故C错误;
D.HCOOH中C元素的化合价为+2,生成2.24L的物质的量为0.1mol,中C的化合价为+4,所以转移电子0.2mol,故D正确;
故答案选C。
7. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列有关叙述正确的是
A. 1mol与足量的充分反应,得到
B. 100g46%乙醇溶液中所含O—H键的数目为
C. 标准状况下,11.2LNO和11.2L混合气体充入密闭容器,所含氧原子数等于1.5
D. 12g固体中含离子数为0.3
【答案】C
【解析】
【详解】A.1mol与足量的充分反应是过氧化钠自身的歧化,氧气中的氧元素来自过氧化钠,未标记,A错误;
B.100g46%乙醇溶液中乙醇有=1mol,水有=3mol, 1mol乙醇含有1mol O—H键,3mol水含有6mol的O—H键,故总的含有O—H键的数目为7,B错误;
C.氧元素守恒,故标准状况下,11.2LNO和11.2L混合气体充入密闭容器,所含氧原子数等于=1.5mol,C正确;
D.固体中一个硫酸氢钠有一个钠离子和一个硫酸氢根离子,故12g固体即0.1mol硫酸氢钠中含离子数为0.2NA,D错误;
故选C。
8. X、Y、Z、Q、W为前四周期的元素,原子序数依次增大,只有Z、W为金属元素,其中Y、Q同主族,X、W最外层电子数为1,且W内层轨道全充满,X、Y、Z、Q最外层电子数之和为13。下列说法正确的是
A. W的氢氧化物可由化合反应制得
B. 蒸干Z的氯化物溶液,得到的固体依然是其氯化物
C. Q的简单氢化物分子极性强于Y的简单氢化物
D. 只含X、Y两种元素的化合物可能是离子化合物
【答案】AD
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W为前四周期的元素,原子序数依次增大;X、W最外层电子数为1,所以X为H;只有Z、W为金属元素,所以W为K;其中Y、Q同主族,Y、Q最外层电子数相等;X、Y、Z、Q最外层电子数之和为13;所以Y为N,Q为P,Z为Mg;据此分析解题。
【详解】A.W的氢氧化物为KOH,可由K和水反应获得,故A正确;
B.Z的氯化物为MgCl2,Mg2+将水解,蒸干得到碱式氯化镁,故B错误;
C.Q的简单氢化物为PH3, Y的简单氢化物为NH3,NH3的极性更强,故C错误;
D.X为H,Y为N,只含H、N两种元素的化合物可能是离子化合物NH4H,故D正确;
故答案选AD。
9. 下列叙述正确的是
A. 测定一定量乙醇与足量Na反应产生氢气的量,可用于探究钠与乙醇反应的断键方式
B. 使用稀硫酸洗涤焰色试验的铂丝
C. 向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定有
D. 用浓硫酸与碘化钠共热制备HI气体
【答案】A
【解析】
【详解】A. 测定一定量乙醇与足量Na反应产生氢气的量,可用于探究钠与乙醇反应的断键方式,故A正确;
B.不用稀硫酸,应用稀盐酸,故B错误;
C.向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,溶液中含有 或银离子中的至少一种,故C错误;
D.用浓硫酸与碘化钠共热制得到碘单质,故D错误;
故答案选A。
10. 下列装置及说法都正确的是
甲
乙
丙
丁
A. 甲装置可用于从的溶液中分离
B. 乙装置可用于防倒吸
C. 关闭丙装置中弹簧夹K,该装置可用于临时储存气体
D. 丁装置可用于制备,且能保存较长时间
【答案】A
【解析】
【详解】A.蒸馏可从的溶液中分离,故A正确;
B.防倒吸应选择比水密度大的溶剂,苯密度比水小,故B错误;
C.关闭丙装置中弹簧夹K,气体导向溶液,应为吸收气体装置,故C错误;
D.易发生氧化,故D错误;
故答案选A。
11. 石墨烯是一种单层二维晶体,可利用强氧化剂在石墨层间引入大量基团(如、等),以削弱层间作用力,而剥落得到氧化石墨烯。下列说法错误的是
A. 石墨中C原子个数与C—C个数比为2∶3
B. 氧化石墨烯能够剥落,是因为削弱了石墨层与层之间的范德华力
C. 氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯
D. 氧化石墨烯中C原子杂化方式与石墨相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳原子上有3个单键,每个单键被2个碳原子共用,所以平均每个碳原子对应1.5个单键,所以C原子个数与C—C个数比为2∶3,故A正确;
B.石墨晶体中层与层之间存在范德华力,从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的范德华力,氧化石墨烯能够剥落,是因为削弱了石墨层与层之间的范德华力,故B正确;
C.氧化石墨烯引入大量、,增加了溶解性,所以氧化石墨烯在水中的溶解度大于石墨烯,故C正确;
D.氧化石墨烯中C原子杂化方式为sp3,石墨相同中C原子杂化方式为sp2,故D错误;
故答案选D。
12. 锐钛矿型二氧化钛可作为光催化剂,其熔点为1840℃,锐钛矿型二氧化钛晶胞结构如图所示,晶胞参数为,,,,为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是
A. Ti位于第四周期第IVB族,属于d区
B. 已知可溶于有机溶剂,则与晶体类型相同
C. 该晶体中,的配位数为6
D. 的密度计算式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ti原子序数为22,位于第四周期第IVB族,属于d区,故A正确;
B.为分子晶体,是共价晶体,故B错误;
C.Ti位于晶格中心,6个氧原子位于八面体的棱角上,所以的配位数为6,故C正确;
D.每个晶胞中含有4个,所以质量为,所以密度为,故D正确;
故答案选B。
13. 姜黄素具有抑菌、抗病毒、抗癌等多种生物活性,其结构如图1所示。科学家对姜黄素进行结构修饰,得到抗肿瘤效果更好的衍生物,结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 1mol姜黄素衍生物与NaOH溶液共热,最多消耗2molNaOH
B. 姜黄素与姜黄素衍生物都能使溴水褪色,褪色原理不完全相同
C. 姜黄素衍生物具有5种官能团
D. 姜黄素遇溶液显紫色
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol姜黄素衍生物中含有2mol双键,1mol酯基,2mol氯,均能与NaOH反应,故A错误;
B.姜黄素使溴水褪色是由于双键和酚羟基的存在,姜黄素衍生物使溴水褪色是因为双键,故B正确;
C.姜黄素衍生物具酯基、双键、醚键、羰基、卤素原子5种官能团,故C正确;
D.姜黄素有酚羟基,遇溶液显紫色,故D正确;
故答案选A。
14. 锂离子电池应用广泛,某课题组使用纳米Si-C复合颗粒直接与锂接触,形成,将锂盐溶于三乙二醇二甲醚(TEGDME)作为电解液,与电极匹配组成如图所示原电池。该电池的总反应为,下列说法正确的是
A. 该电池放电时,a为正极
B. 充电和放电过程,电解液中浓度都会改变
C. 放电时,当负极质量减少14g时,电解液中转移1mol
D. 电池充电时,阳极的电极反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该电池放电时为原电池,阳离子向正极移动,则向b电极移动,b电极为正极,A项错误;
B.充电时为电解池向阴极移动,放电时为原电池向正极移动,则在充电和放电过程中,电解液中的浓度不会变化,B项错误;
C.放电时,负极的电极反应式为:,当负极质量减小14g时,减少的锂离子的质量为7x,则转移xmol电子减少14g,电解质中转移的物质的量为x mol,C项错误;
D.电池充电时,阳极的电极反应式为:,D项正确;
答案选D。
15. 某些物质之间可以在一定条件下进行如下转化,下列说法正确的是
A. 若A、B、C含同种金属元素,则a可能是NaOH溶液,也可能是氨水
B. 若a为,则A可以为NH3
C. 若a为,则A、B、C可以为NaClO、、
D. 若a为,A为乙醇,B为乙醛,则C一定是乙酸
【答案】B
【解析】
【详解】A. 若A、B、C含同种金属元素,A为氯化铝,B为氢氧化铝,C为偏铝酸钠,则a可能是NaOH溶液,但不可能是氨水,氢氧化铝不溶于氨水,故A错误;
B. 若a为,则A若为NH3,B为N2,N2与生成C,C为NO,氨气与氧气催化氧化能直接生成NO,故B正确;
C. 若a为,则A为NaClO,因为酸性:H2CO3>HClO>HCO,NaClO+CO2+H2O=HClO+,B只能为,不为,故C错误;
D. 乙醇氧化生成乙醛,乙醛氧化生成乙酸,且乙醇、乙醛均可与氧气反应生成二氧化碳,则C可能为乙酸或二氧化碳,若a为,A为乙醇,B为乙醛,则C不一定是乙酸,也可能是CO2,故D错误;
故选B。
二、非选择题(共4题,除标注外,每空2分,共55分)
16. 硫代硫酸钠在工业、医药等领域应用广泛。下图为实验室制取硫代硫酸钠的装置,反应过程中需通过pH传感器控制pH为7-8。
(1)若,则装置C中的化学反应方程式为:_______。
(2)当数据采集处pH接近7时,应采取的操作为_______。
(3)装置。B中的药品可以选择下列物质中的_______(填字母)。
A. 饱和溶液 B. 浓 C. 酸性溶液 D. 饱和溶液
(4)乙二醇生产工艺中,向脱碳液中添加可减少溶液对管道的腐蚀。现使用“碘量法”测定脱碳液中的含量:取 m g脱碳液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入适量盐酸和足量KI溶液,发生反应为,此时溶液颜色为棕色,使用0.1000mol/L的溶液滴定,消耗溶液V mL,该过程的反应为(已知有色离子仅有,其颜色为蓝色)
①滴定终点的现象为:_______。
②脱碳液中的质量分数为_______%
③若滴定时,滴定管未用标准液润洗,则测得的含量_______(填“偏大”、“偏小”、“无影响”,下同);若滴定结束后,俯视读数,则测得的含量_______。
【答案】(1)Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2
(2)控制分液漏斗的活塞,调节滴加硫酸的速率,同时调节三通阀的方向使二氧化硫进入B装置 (3)CD
(4) ①. 滴入最后一滴硫代硫酸钠时溶液由棕色变为蓝色,且半分钟内不恢复 ②. ③. 偏大 ④. 偏小
【解析】
【小问1详解】
装置C中的试剂有碳酸钠和硫化钠以及制备的二氧化硫气体,生成硫代硫酸钠,且,根据氧化还原反应的得失电子守恒,配平方程:Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2;
【小问2详解】
当数据采集处pH接近7时,需控制二氧化硫的量,故控制分液漏斗的活塞,调节滴加硫酸的速率,同时调节三通阀的方向使二氧化硫进入B装置;
【小问3详解】
装置B的作用是吸收过量的还原性气体二氧化硫,高锰酸钾具有强氧化性,两者可以发生氧化还原反应生成锰离子和硫酸根,利用复分解反应中较强酸制备较弱酸的原理,碳酸氢钠也可吸收二氧化硫;
【小问4详解】
向锥形瓶中加入适量盐酸和足量KI溶液,发生反应为,此时溶液颜色为棕色,是碘单质和的混合颜色,滴加标准液硫代硫酸钠消耗碘单质,理论终点碘单质反应完,只有有色离子的蓝色;依据题意知V2O5~I2~2Na2S2O3,则n(V2O5)=n(Na2S2O3)=,m(V2O5)= n(V2O5)M(V2O5)== ;若滴定时,滴定管未用标准液润洗,硫代硫酸钠标准液的浓度受到稀释,所用体积V增大,则测得的含量偏大;若滴定结束后,俯视读数,使得读出的标准液体积V减小,则测得的含量偏小。
17. 三氯化六氨合钴(Ⅲ)()是一种重要的化工原料,实验室以为原料制备三氯化六氨合钴。
Ⅰ.的制备
已知易潮解,可用Co与反应制得,装置如下:
(1)装置连接的顺序为A→_______。
(2)A中圆底烧瓶盛放的固体药品为_______(填化学式,一种即可)。
(3)B的作用为_______。
(4)_______时点燃E处酒精灯。
Ⅱ.实验室制备的流程如下:
(5)滴加时若速度过快,产物中含有杂质,原因为:_______。
(6)趁热过滤需要用到的装置为_______(填字母)。
A
B
C
趁热过滤后,在滤液中加入浓盐酸的目的是_______。
(7)在合成时,往往由于条件控制不当而产生,1mol中键的数目为_______。
【答案】(1)D→C→E→B
(2)KMnO4 (3)尾气吸收,同时防止空气中水蒸气进入装置E中
(4)当氯气充满整个装置
(5)滴加H2O2过快时,不能将+2价钴充分氧化为+3价钴
(6) ①. AB ②. 增大氯离子浓度有利于产品析出
(7)21NA
【解析】
【分析】Ⅰ.A装置用于制备氯气,用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,再用浓硫酸干燥氯气,在装置E中Co与Cl2反应制备CoCl2,用碱石灰进行尾气吸收,因CoCl2易潮解,则碱石灰还可以防止空气中的水蒸气进入装置E中使CoCl2潮解;
Ⅱ.CoCl2在没有铵盐存在的情况下,遇氨水会生成氢氧化钴沉淀,因此原料NH4Cl的主要作用是抑制NH3⋅H2O的电离,降低溶液的碱性;加入H2O2溶液将+2价Co元素氧化为+3价Co,趁热过滤可以除去活性炭并防止产品析出,滤液中加适量浓盐酸,增大氯离子浓度,有利于析出[Co(NH3)6]Cl3。
小问1详解】
A装置用于制备氯气,D装置中饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢气体,C中浓硫酸可干燥氯气,在装置E中Co与Cl2反应制备CoCl2,B用于尾气吸收,同时可防止空气中的水蒸气进入装置E中使CoCl2潮解,则装置连接的顺序为A→D→C→E→B;
【小问2详解】
A为固液不加热制取氯气的装置,则圆底烧瓶盛放的固体药品可以是KMnO4;
【小问3详解】
氯气有毒,装置B中盛放的是碱石灰,目的是尾气吸收,同时防止空气中水蒸气进入装置E中使CoCl2潮解;
【小问4详解】
反应开始前应先利用A装置制备氯气,待氯气充满整个装置时,再点燃E处的酒精灯,其目的是用氯气将装置内的空气排出,防止氧气将钴单质氧化;
【小问5详解】
加入H2O2的目的是将+2价Co氧化为+3价Co,滴加H2O2时若速度过快,则不能将+2价钴充分氧化为+3价钴,使产物中含有杂质;
【小问6详解】
趁热过滤可以减少的析出,A装置中使用了保温漏斗,B装置中使用洗耳球进行减压趁热过滤,C装置为普通的过滤装置,不能进行趁热过滤,故选AB;趁热过滤后,在滤液中加入浓盐酸的目的是增大氯离子浓度,有利于产品的析出;
【小问7详解】
在中,[Co(NH3)5Cl]-离子内部含有6个配位键、15个N-H键,共有21个键,所以1mol中含键数目为21NA。
18. 褪黑素,又名脑白金(Melatonin,MT),可以起到调节睡眠质量的作用。下图是褪黑素的一种工业化合成路线:
已知: ,Me代表甲基,Et代表乙基。
(1)H的分子式为_______。
(2)B中官能团名称为_______,反应④的反应类型是_______。
(3)反应⑦的化学方程式为_______。
(4)A水解产物的名称为_______,芳香化合物M的相对分子质量比A的水解产物多14,且M与A的水解产物互为同系物,则M的同分异构体有_______种。其中满足核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为_______。
(5)也可以用制备G:请以为起始原料完成合成的路线,注明条件,无机试剂自选。_______。
【答案】(1)C13H16N2O2
(2) ①. 酰胺键 ②. 取代反应
(3) (4) ① 邻苯二甲酸 ②. 10 ③.
(5)
【解析】
【分析】(1) 根据H的结构简式可知,H的分子式为C13H16N2O2;
(2) B中官能团为;反应④为D中溴原子与发生的取代反应;
(3)根据反应物和生成物推测副产物,以此书写反应方程式;
(4) 为邻苯二甲酸的酸酐,水解后生成邻苯二甲酸;芳香化合物M的相对分子质量比A的水解产物多14,说明M比A水解产物多CH2;且M与A的水解产物互为同系物,且为羧酸;
(5) 以为起始原料制备,需先在苯环上进行硝基取代,再把硝基还原。
【小问1详解】
根据H的结构简式可知,H的分子式为C13H16N2O2;
故答案为C13H16N2O2;
【小问2详解】
B中官能团为,名称为酰胺键;反应④为D中溴原子与发生的取代反应;
故答案为酰胺键,取代反应;
【小问3详解】
反应⑦为 与 反应生成褪黑素,副产物为CH3COOH,反应方程式为;
故答案为;
【小问4详解】
为邻苯二甲酸的酸酐,水解后生成邻苯二甲酸;芳香化合物M的相对分子质量比A的水解产物多14,且M与A的水解产物互为同系物,说明M比A水解产物多CH2,如果M为三取代,取代基为-COOH,-COOH ,CH3,共6种;如果M为2取代,取代基为-COOH,-CH2COOH,共3种;如果M为1取代,取代基为,共1种;所以共10种同分异构体;满足核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为;
故答案为邻苯二甲酸,10,;
【小问5详解】
以为起始原料制备,需先在苯环上进行硝基取代,再把硝基还原;即反应流程为;
故答案为。
【点睛】本题主要考察有机物的合成,主要涉及反应类型的识别,副产物的推测,化学方程式的书写;还考察了同分异构体数量的判断和特定条件下同分异构的书写,综合性较强,熟练掌握基本的有机反应的知识是关键。
19. 某废铁铬催化剂(含、、MgO、及少量不溶性杂质)回收铁、铬的工艺流程如下图所示:
已知:i.有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
开始沉淀pH
1.5
4.0
4.6
7.6
9.5
沉淀完全pH
2.8
5.2
6.8
9.7
11.1
开始溶解的pH
―
7.8
12
―
―
溶解完全的pH
―
10.8
>14
―
―
ii.
ⅲ.已知Cr的金属性强于Fe
(1)滤渣3成分的化学式为_______;回收铬时,铬的存在形式为_______(填化学式)。
(2)加入铁粉后,调节pH的范围为_______。
(3)由滤渣1得到滤液4发生反应的离子方程式为_______。
(4)由滤液3得到结晶水合物的操作是_______、过滤、洗涤、干燥。
(5)滤渣2与混合后隔绝空气焙烧,总反应的化学方程式为_______;该过程加入少量CaO的目的是_______。
【答案】(1) ①. Cr(OH)3 ②.
(2)6.8≤pH≥7.6
(3)
(4)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
(5) ①. ②. 吸收SO2,防止污染
【解析】
【分析】某废铁铬催化剂(含、、MgO、及少量不溶性杂质),用稀硫酸溶解后,加入Fe粉调pH使Cr3+沉淀完全,pH≥6.8,此时Al3+沉淀完全,加入Fe,Fe3+被还原成Fe2+,此时Fe2+不沉淀,故滤渣1为Cr(OH)3和Al(OH)3,再调pH=11,Al(OH)3完全溶解,pH=12时,Cr(OH)3开始溶解,所以滤渣3为Cr(OH)3;试剂X可为NaOH,pH≥14,使Cr(OH)3完全溶解,据此分析解题。
【小问1详解】
据分析可知,滤渣3的主要成分为Cr(OH)3;加入NaOH,pH≥14,使Cr(OH)3完全溶解,,所以铬的存在形式为;
故答案为Cr(OH)3,;
【小问2详解】
加入铁粉,使Al3+,Cr3+沉淀完全,而Fe2+,Mg2+不沉淀,所以6.8≤pH≥7.6;
故答案为6.8≤pH≥7.6;
【小问3详解】
故滤渣1为Cr(OH)3和Al(OH)3,再调pH=11,Al(OH)3完全溶解,所以离子方式为;
故答案为;
【小问4详解】
滤液2中含Fe2+,Mg2+,通入足量O2,Fe2+转换为Fe3+,调pH为4,Fe3+完全沉淀,滤渣2为MgSO4,得到其晶体化合物的操作是蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;
故答案为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;
【小问5详解】
由题可知,,1个FeS2中含2个-1价的S,均升高到+4价,共升高10价;需要11个Fe(OH)3中的Fe从+3价降到+2价,1个Fe3O4中有2个+3价的Fe和1个+2价的Fe,产物中有10个被还原的+2价的Fe和FeS2中的Fe;所以的系数为11;再根据质量守恒可知,反应方程式为;加入少量CaO的目的是吸收SO2,防止污染;
故答案为,吸收SO2,防止污染。
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