广东省湛江市2022-2023学年高三下学期第五次模拟测试化学试题(Word版含答案)
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可能用到的相对原子质量: K 39 P 31
一、单项选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。每小题只有一个选项符合题意。
1.我国很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,下列文物主要由合金材料制成的是
选项
A
B
C
D
文物
名称
西周青铜凤鸟纹爵
秦代竹简
唐代兽首玛瑙杯
宋代钧窑三足炉
A.A B.B C.C D.D
2.近年来,我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A.“天宫二号“航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金
B.“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C.“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D.“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
3.氰(CN)2的化学性质与卤素(X2)很相似,与NaOH溶液反应的化学方程式为(CN)2+2NaOH==NaCN+NaCNO+H2O。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.中子数为8的碳原子: B.(CN)2的结构式:N≡C-C≡N
C.Na+的结构示意图: D.OH-的电子式:
4.由SiCl4制备高纯SiH4的反应为SiCl4+LiAlH4SiH4↑+LiCl+AlCl3。下列说法正确的是
A.热稳定性:HCl>SiH4 B.离子半径:r(Li+)>r(H-)
C.第一电离能:I1(Al)>I1(Cl) D.共价键的极性:Si-Cl>Al-Cl
5.下列制取、干燥收集氨气并验证其部分性质的装置和原理不能达到实验目的的是
A.用甲装置制取少量氨气 B.用乙装置干燥氨气
C.用丙装置收集氨气 D.用丁装置验证氨气极易溶于水
6.周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。SO2水溶液的光谱分析可以检测到、和痕量的,SO2水溶液吸收溴蒸气后生成两种强酸。SO3在高温时能将HBr氧化为Br2。液态CS2是一种溶剂,其燃烧热为。含SeO2、SO2的烟气用水吸收后,硒元素全部变为单质硒。工业上制备碲用SO2还原TeCl4溶液或者以石墨为电极,电解强碱性Na2TeO3溶液。下列化学反应表示正确的是
A.用SO2水溶液吸收溴蒸气的离子方程式:
B.CS2燃烧的热化学方程式:
C.SO2还原TeCl4反应方程式:
D.电解法制备碲的阴极电极方程式:
7.高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体,低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水,微溶于浓KOH溶液,且能与水反应放出氧气,并生成Fe(OH)3胶体,常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性,酸性条件下,其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如下:
下列关于K2FeO4的工业湿法制备工艺,说法正确的是
A.“反应”时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
B.“过滤I”所得滤液中大量存在的离子有:Na+、Fe3+、Cl-、NO、FeO
C.“转化”时,反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小
D.“过滤II”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,说明滤液为NaOH溶液
8.高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是
A.铁是阳极,电极反应为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
B.电解一段时间后,镍电极附近溶液的pH减小
C.若离子交换膜为阴离子交换膜,则电解结束后左侧溶液中含有FeO
D.每制得1molNa2FeO4,理论上可以产生67.2L气体
9.精细化学品Z是X与反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
下列说法不正确的是
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.Z分子中含有2个手性碳原子
10.已知:2NO(g) +O2(g)2NO2(g),其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图),下列说法不正确的是
A.p1<p2
B.该反应的△H<0
C.A、B两点的平衡常数:K(A)<K(B)
D.A、B两点的化学反应速率:v(A)<v(B)
11.常温下,向10mL0.1mol·L-1CuCl2溶液中滴入0.1mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lgc(Cu2+)随滴入的Na2S溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
B.Ksp(CuS)的数量级为10-37
C.a、b、c三点溶液中,b点水的电离程度最大
D.c点溶液中:2c(Cl-)=c(Na+)
12.高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备:
SiO2Si(粗) SiHCl3Si(纯)
下列说法不正确的是
A.步骤①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
B.步骤①中每生成1 mol Si,转移4 mol电子
C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D.SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃),通过蒸馏可提纯SiHCl3
13.下列实验过程可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验过程
A
探究浓度对反应速率的影响
向两支试管分别加入2mL和1mL0.1mol•L-1Na2S2O3溶液,向其中盛有1mLNa2S2O3溶液的试管中加入1mL蒸馏水,再同时向两支试管中加2mL0.1mol•L-1H2SO4,振荡,比较溶液出现浑浊的快慢
B
检验某溶液中是否含有SO
取少量溶液于试管中,加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,再加入足量盐酸,观察沉淀的变化
C
探究H2O2氧化性比Fe3+强
将用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,观察溶液颜色变化
D
探究淀粉是否完全水解
在0.5g淀粉中加入4mL2mol•L-1的硫酸溶液,加热一段时间,再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液加热,观察实验现象
A.A B.B C.C D.D
14.X、Y、Z、Q、T、W为原子序数在20以内且原子序数依次增大的六种主族元素,由其中五种主族元素组成的某种化合物的结构如图所示,Z、Q同主族,与具有相同的电子层结构。下列说法不正确的是
A.X、Y、Z三种元素能形成多种酸
B.Y、Q、T简单氢化物的稳定性:T>Q>Y
C.Q的氧化物对应水化物是一种强酸
D.简单离子半径:Q>T>W
15.某科研机构提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是
A.设计该循环是为了制取能源气体O2
B.图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行
C.若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1+ΔH2+ΔH3<0
D.整个循环过程中产生1 mol O2的同时产生标准状况下44.8 LH2
16.CdSe是一种重要的半导体材料。其晶体的晶胞结构如图所示,已知m的坐标参数为(,,),晶胞参数为apm。下列说法正确的是
A.34Se基态原子价电子排布式为3d104s24p4
B.晶胞中n的坐标参数为(,,)
C.与Cd原子距离最近且相等的Cd原子有6个
D.Cd原子与Se原子之间的最短距离为pm
二、非选择题:共56分。
17.醋酸钠是一种常用的防腐剂和缓冲剂。
(1)配制溶液,需要称量醋酸钠晶体(,)的质量为_______。实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、_______(从下列图中选择,写出名称)。
(2)某小组探究外界因素对水解程度的影响。
甲同学设计实验方案如下(表中溶液浓度均为):
i.实验_______和_______(填序号),探究加水稀释对水解程度的影响;
ii.实验1和3,探究加入对水解程度的影响;
iii.实验1和4,探究温度对水解程度的影响。
序号
温度
1
25℃
40.0
0
0
2
25℃
4.0
0
36.0
3
25℃
20.0
10.0
4
40℃
40.0
0
0
①根据甲同学的实验方案,补充数据:_______。
②实验测得,该结果不足以证明加入促进了的水解。根据_______(填一种微粒的化学式)的浓度增大可以说明加入能促进的水解。
③已知水解为吸热反应,甲同学预测,但实验结果为。实验结果与预测不一致的原因是_______。
(3)小组通过测定不同温度下的水解常数确定温度对水解程度的影响。
查阅资料:,为溶液起始浓度。
试剂:溶液、盐酸、计。
实验:测定40℃下水解常数,完成下表中序号7的实验。
序号
实验
记录的数据
5
取溶液,用盐酸滴定至终点
消耗盐酸体积为
6
测40℃纯水的
7
_______
在50℃和60℃下重复上述实验。
数据处理:40℃,_______(用含、、的计算式表示)
实验结论:,温度升高,促进水解。
18.以粉煤灰浸取液(含Al3+、Li+、Mg2+、Cl-等)为原料制备电极材料LiFePO4的实验流程如图:
(1)“焙烧”过程中AlCl3最终转化为Al2O3和_____(填化学式)。
(2)“浸出”后的滤液中主要含Li+、Mg2+、Cl-等。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.5×10-12,欲使c(Mg2+)≤5.5×10-6mol•L-1,“除杂”需要调节溶液的pH不低于_____。
(3)离子筛法“富集”锂的原理如图1所示。在碱性条件下,离子筛吸附Li+容量较大,其可能原因为_____。
(4)已知Li2CO3的溶解度曲线如图2所示。“沉锂”反应1h,测得Li+沉淀率随温度升高而增加,其原因有_____。
(5)“合成”在高温下进行,其化学方程式为_____。
(6)LiFePO4的晶胞结构示意图如图3所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_____个。
19.乙苯()、苯乙烯()均是重要的有机溶剂和工业原料。
已知:①(g)+HCl(g) (g) △H1= −54 kJ⋅mol−1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H2=−185 kJ⋅mol−1
③(g)+Cl2(g) (g)+HCl(g) △H3=−118kJ⋅mol−1
④相关化学键的键能数据如表所示:
化学键
C−H
C−C
C=C
C−Cl
H−Cl
键能/(kJ⋅mol−1)
412
348
x
341
432
请回答:
(1)x=___;
(2)(g)+H2(g)⇌ (g) △H4
①△H4=___。
②上述反应中,的平衡转化率α与温度(T)和压强(P)的关系如图所示。则:
I.A、B两点的平衡常数:K(A)___K(B)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
II.A、B两点的正反应速率:v(A)___v(B)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)工业中用乙苯(C6H5-CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5-CH=CH2)。向体积为VL的恒容容器中充入amol乙苯,压强为1×106Pa,在600℃时,平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%,则:
①乙苯的平衡转化率为___;
②此温度下乙苯催化脱氢的方法制取苯乙烯的平衡常数Kp=___Pa;
③实际生产的反应在常压下进行,且向乙苯蒸气中掺入水蒸气,利用热力学数据计算得到温度和投料比对乙苯转化率的影响可用图表示。[M=n(H2O)/n(乙苯]
a.图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为___;
b.随着反应的进行,催化剂上的少量积炭使其活性减弱,水蒸气有助于恢复催化剂的活性,原因是___(用化学方程式表示)。
20.化合物H是合成碘海醇(一种造影剂)的中间体,其合成路线流程图如下:
(1)H中的含氧官能团名称为________和________。
(2) B→C的反应类型为________。
(3)G的化学式为C3H9ON,写出G的结构简式:________。
(4)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式:________。
①能发生银镜反应且能与FeCl3溶液发生显色反应;
②分子中只有4种不同化学环境的氢。
(5)请写出以和BrCH2CH2Br为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_________。
参考答案:
1.A
【详解】A.青铜是Cu、Sn的合金,A符合题意;
B.竹简是用竹子做成的,B不符合题意;
C.玛瑙的主要成分为二氧化硅,C不符合题意;
D.三足炉是用钧窑烧制的,则其属于陶瓷制品,原材料是硅酸盐,D不符合题意;
故选A。
2.A
【详解】A.钛合金是合金材料,属于金属材料,故A符合题意
B.砷化镓是一种半导体材料,不是金属材料,故B不符合题意;
C.液氢是液态氢气单质,氢元素是非金属,不是金属材料,故C不符合题意;
D.碳纤维是碳元素组成的一种单质,是无机非金属材料,环氧树脂是有机高分子合成材料,都不是金属材料,故D不符合题意
答案选A。
3.B
【详解】A.中子数为8的碳原子应表示为,A错误;
B.根据价键规律(氮三碳四), (CN)2的结构式:N≡C-C≡N,B正确;
C.钠元素的核电荷数为11,Na+的结构示意图: ,C错误;
D.OH-带一个单位的负电荷,氧原子最外层有8个电子,OH-的电子式:,D错误;
答案选B。
4.A
【详解】A.元素的非金属性Cl>Si,则简单氢化物的稳定性HCl>SiH4,A正确;
B.Li+和H-的电子层数相同,Li的核电核数大,故半径小,即r(Li+)<r(H-),B错误;
C.Al的失电子能力大于Cl,故第一电离能I1(Al)<I1(Cl),C错误;
D.元素电负性差值越大,共价键极性越强,Si与Cl的电负性差值小于Al,故共价键的极性Si-Cl<Al-Cl,D错误;
故选A。
5.B
【详解】A.氢氧化钙与氯化铵加热反应生成氯化钙、氨气和水,可利用图示装置制取少量氨气,可达到实验目的,A正确;
B.氨气是碱性气体,和浓硫酸反应被吸收,不能用浓硫酸干燥氨气,不能达到实验目的,B错误;
C.氨气的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,即导管采用“长进短出”的方式,图示收集方法合理,C正确;
D.挤压胶头滴管,气球变大,说明圆底烧瓶中压强减小,可证明氨气极易溶于水,能达到实验目的,D正确;
答案选B。
6.C
【详解】A.用SO2水溶液吸收溴蒸气生成硫酸和氢溴酸,离子方程式:,A不正确;
B.1molCS2(s)燃烧时,依据燃烧热数据,放出热量1077kJ,则热化学方程式:,B不正确;
C.SO2在水溶液中还原TeCl4,生成Te、H2SO4和HCl,反应方程式:,C正确;
D.电解法制备碲时,在阴极得电子产物与电解质反应,生成Te等,电极方程式:,D不正确;
故选C。
7.C
【分析】向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液,发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O,过量的饱和的KOH将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4;
【详解】A.“反应”时发生反应2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O,Cl元素化合价降低,氧化剂是NaClO,Fe元素的化合价升高,还原剂是Fe(NO3)3,质的量之比为3:2,A错误;
B.过量NaOH,“过滤I” 所得滤液一定不存在Fe3+,B错误;
C.“转化”时,Na2FeO4转化为K2FeO4,反应能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小,C正确;
D.没透过蓝色钴玻璃,K+的火焰颜色也是黄色,滤液可能为KOH溶液,D错误;
故选:C。
8.C
【详解】A.用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4),铁失电子生成高铁酸钠,则铁作阳极,镍作阴极,电极反应式为Fe+8OH--6e-=FeO+4H2O,故A错误;
B.镍电极上氢离子放电生成氢气,氢离子浓度减小,所以溶液的pH增大,故B错误;
C.若离子交换膜为阴离子交换膜,则电解结束后由于浓度差左侧溶液中会含有FeO,故C正确;
D.温度和压强未知,所以无法计算生成气体体积,故D错误;
故选:C。
9.D
【详解】A.X与互为顺反异构体,故A正确;
B.X中含有碳碳双键,故能使溴的溶液褪色,故B正确;
C.X是不对称烯烃,与HBr发生加成反应还可以生成,故C正确;
D.Z分子中含有的手性碳原子如图:,含有1个手性碳原子,故D错误;
故选D。
10.C
【详解】试题分析:从图分析,随着温度升高一氧化氮的平衡转化率减小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,即Q<0;从反应分析,压强增大,平衡正向移动,平衡转化率增大,说明p2>p1,A、B两点的温度相同,平衡常数相同:K(A)=K(B);A、B两点的温度相同、B点的压强大于A,所以化学反应速率:v(A)<v(B),所以A错误。
考点:本题考查化学平衡。
11.D
【详解】A.根据物料守恒Na2S溶液中:2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)=c(Na+),故A错误;
B.b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点,c(Cu2+)=c(S2-),根据b点数据,c(Cu2+)=1×10-18mol·L-1,该温度下Ksp(CuS)=1×10-36,Ksp(CuS)的数量级为10-36,故B错误;
C.CuCl2、Na2S均能水解、促进水电离,b点是CuCl2与Na2S溶液恰好完全反应的点,溶质是氯化钠,对水的电离平衡没有影响,水的电离程度最小的为b点,故C错误;
D.c点溶液为NaCl和Na2S,根据原子守恒可知,n(Cl-)=10×0.1×2×10-3mol=2×10-3mol,n(Na+)=0.1×20×10-3×2mol=4×10-3mol,则c点溶液中:2c(Cl-)=c(Na+),故D正确;
故选D。
12.A
【详解】A.二氧化硅在高温下与C反应生成CO气体,即步骤①的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,故A错误;
B.步骤①中Si的化合价降低4价,故每生成1 mol Si,转移电子数为4 mol,故B正确;
C.高纯硅是半导体,是制造集成电路、太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料,故C正确;
D.沸点相差30 ℃以上的两种互溶液体可以采用蒸馏的方法分离,故D正确;
故答案选A。
13.A
【详解】A.只有溶液浓度不同,可探究浓度对化学反应速率的影响,A项正确;
B.加入溶液,出现白色沉淀可能为AgCl或硫酸钡,不能证明含有,B项错误;
C.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子,由操作和现象不能比较、的氧化性,C项错误;
D.葡萄糖与需在碱性条件下反应,则由操作和现象无法检验水解生成的葡萄糖,且没有检验淀粉,应取水解液加入碘水检验是否含淀粉,从而确定水解程度,D项错误;
答案选A。
14.C
【分析】X、Y、Z、Q、T、W为原子序数在20以内且原子序数依次增大的六种主族元素,Z与Q同主族,由结构可知,Z形成1个双键,Z、Q的最外层有6个电子,Z为O,Q为S;与离子具有相同的电子层结构,W的原子序数最大,则W为K,T为Cl;Y形成4个共价键,X只能形成1个共价键,结合原子序数可知X为H,Y为C元素,以此分析解答。
【详解】结合分析可知,X为H,Y为C,Z为O,Q为S,T为Cl,W为K元素。
A.H、C、O三种元素能形成多种酸,例如甲酸、乙酸等,故A正确;
B.非金属性Cl>S>C,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则Y、Q、T简单氢化物的稳定性:T>Q>Y,故B正确;
C.硫的氧化物对应水化物不一定是强酸,例如亚硫酸是中强酸,故C错误;
D.离子结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:S2->Cl->K+,故D正确;
故选C。
15.D
【分析】由图可知,反应Ⅰ为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI,该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI;反应Ⅲ是2HIH2↑+I2↑,反应Ⅱ是硫酸分解为氧气的过程,据此回答。
【详解】A.设计该循环是为了制取气体O2和H2,A错误;
B.反应Ⅱ、Ⅲ不可在常温常压下进行,反应SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI可以在常温下进行,B错误;
C.依据题干条件可知:碘硫热化学循环是由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成,反应实质相当于水分解生成氢气和氧气,该反应为吸热反应,依据盖斯定律可知ΔH1+ΔH2+ΔH3>0,C错误;
D.整个循环过程相当于水分解产生H2、O2,反应方程式为:2H2O2H2↑+O2↑,产生1 mol O2的同时会产生2 mol H2,2 mol H2在标况下体积是44.8 L,D正确;
故合理选项是D。
16.B
【详解】A.Se为主族元素,其价电子排布式应为4s24p4,A错误;
B.根据晶胞中各原子的位置及点坐标,可得出n点坐标为(,,),B正确;
C.晶胞中Cd的位置位于顶点和面心,所以晶胞中与Cd原子距离最近且相等的Cd原子应有12个,C错误;
D.Cd原子与Se原子之间最短距离是体对角线的,为apm,D错误;
故答案为:B。
17.(1) 3.4g 烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶
(2) 1 2 0 升高温度促进水的电离导致溶液中氢离子浓度增大
(3) 测定40℃醋酸钠溶液的pH
或
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)配制溶液,需要称量醋酸钠晶体的质量为。实验需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶;
(2)探究加水稀释对水解程度的影响,则实验中变量为醋酸钠的浓度,故实验1和2,探究加水稀释对水解程度的影响;
①实验1和3,探究加入对水解程度的影响;不能改变醋酸根的浓度,故0;
②醋酸水解方程式为:,铵根离子水解方程式为:;铵根离子水解会导致溶液中酸性增强,实验测得,该结果不足以证明加入促进了的水解,实验中可以根据的浓度增大可以说明加入能促进的水解;
③已知水解为吸热反应,甲同学预测,但实验结果为。实验结果与预测不一致的原因是水的电离也为吸热过程,升高温度促进水的电离导致溶液中氢离子浓度增大;
(3)实验为通过测定不同温度下的水解常数确定温度对水解程度的影响,则实验7需要测定40℃醋酸钠溶液的pH;取溶液,用盐酸滴定至终点,消耗盐酸体积为,和HCl以1:1反应,此时的起始浓度=,40℃纯水的pH=b,则,;实验7所得溶液的pH=c,则,则=或。
18.(1)HCl
(2)11
(3)在碱性条件下,OH-与离子筛中H+反应,使离子筛留出更多“空位”,能吸附更多Li+
(4)随温度升高,“沉锂”反应速率加快,相同时间内Li2CO3沉淀量增大;随温度升高,Li2CO3溶解度减小,Li2CO3沉淀量增大
(5)Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+H2O+3CO2↑
(6)4
【分析】粉煤灰浸取液(含Al3+、Li+、Mg2+、Cl-等)为原料进行焙烧进行一定的转化,根据题设问可知,“焙烧”过程中AlCl3最终转化为Al2O3,根据元素守恒和元素价态不变,另一产物是HCl,加水溶解后“浸出”后的滤液中主要含Li+、Mg2+、Cl-等。继续加入NaOH溶液,使镁离子形成Mg(OH)2沉淀,可得到富集的Li+;加入碳酸钠溶液后,发生2Li++CO=Li2CO3↓,得到Li2CO3与H2C2O4和FePO4反应,反应方程式是Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+H2O+3CO2↑;
【详解】(1)“焙烧”过程中AlCl3最终转化为Al2O3,根据元素守恒和元素价态不变,另一产物是HCl,故答案是HCl;
(2)“浸出”后的滤液中主要含Li+、Mg2+、Cl-等,加入NaOH溶液,使镁离子形成Mg(OH)2沉淀,根据Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=5.5×10-12,欲使c(Mg2+)≤5.5×10-6mol•L-1,则此时溶液中c(OH-)==,故c(H+)===10-11,故“除杂”需要调节溶液的pH不低于11;
(3)离子筛法“富集”锂的原理如图分析,离子筛中含H+和Li+,若在碱性条件下,OH-与离子筛中H+反应,使离子筛留出更多“空位”,能吸附更多Li+,故答案是在碱性条件下,OH-与离子筛中H+反应,使离子筛留出更多“空位”,能吸附更多Li+;
(4)由图像可知,温度越高,Li2CO3溶解度减小,越易产生沉淀;“沉锂”发生2Li++CO=Li2CO3↓,温度越高,反应速率越大,相同时间内产生Li2CO3含量越大,故“沉锂”反应1h,测得Li+沉淀率随温度升高而增加,其原因有随温度升高,“沉锂”反应速率加快,相同时间内Li2CO3沉淀量增大;随温度升高,Li2CO3溶解度减小,Li2CO3沉淀量增大;
(5)“合成”在高温下进行,其化学方程式为Li2CO3与H2C2O4和FePO4反应生成产物LiFePO4,分析元素化合价变化,可知FePO4中铁元素化合价由+3降到+2,做氧化剂,H2C2O4中碳元素化合价由+3价,升高到+4价,其产物是CO2,根据氧化还原反应,故反应方程式是Li2CO3+H2C2O4+2FePO42LiFePO4+H2O+3CO2↑;
(6)由题图可知,小白球表示锂离子,每个晶胞中的锂离子数为8×+4×+4×=4,故一个晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个。
19. 615 -121kJ⋅mol−1 大于 小于 33.3% 1.67 5×105 M1>M2>M3 C+H2OCO+H2
【分析】(1)根据反应热与键能的计算公式计算。
(2)根据盖斯定律进行分析。
(3)根据平衡的三段式计算模式进行计算,并进一步计算转化率和平衡常数。
(4)根据增加反应物的量通常不能提高反应转化率分析。
【详解】(1)根据反应热=破坏的反应物中的化学键键能总和-生成物中的化学键键能总和,所以有-54=x+432-(412+341+348) 解得x=615 kJ⋅mol−1;
(2) ①根据盖斯定律分析,有①+②-③得热化学方程式为:(g)+H2(g)⇌(g) △H4=-54-185+118=-121kJ⋅mol−1;
②该反应为放热反应,所以随着温度升高,平衡逆向移动,转化率降低,则T1
(3) C6H5-CH2CH3 ⇌C6H5-CH=CH2+ H2
起始a 0 0
改变 x x x
平衡a-x x x
有 解x=a/3mol, ①乙苯的转化率为 33.3% ;
② 平衡常数用平衡分压表示,平衡分压=总压强×物质的量分数,平衡时总压强为 Pa,平衡常数Kp= =1.67×105;
③a.根据乙苯加入量越大,转化率越小分析,有 M1>M2>M3 ;
b.因为碳和水可以反应,所以水蒸气能有助于恢复催化剂的活性,方程式为:C+H2OCO+H2。
【点睛】掌握平衡移动原理和平衡的计算模式,注意平衡常数的计算,尤其是用压强表示平衡常数时候,使用平衡时的压强和平衡时各物质的物质的量分数进行计算。
20. 肽键 羟基 取代反应 或
【详解】(1)由H的结构可看出,含氧官能团有肽键、羟基;
(2) B→C是硝化反应,苯环上的-H被-NO2取代,反应类型为取代反应;
(3)对比F→H,相差的地方在于:,故G的结构简式:;
(4)能发生银镜反应,说明含有醛基-CHO,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有苯酚的结构,再结合分子中只有4种不同化学环境的氢,而醛基、酚羟基共已有2种氢,剩余只有2种氢,分别为苯环上的氢和氨基的氢,依此来推测同分异构体为:或;
(5)依据F+G合成H的路线,F含有-COCl结构、G含有-NH2结构,合成H中含有肽键的结构;故先用BrCH2CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成HOCH2CH2OH,继续催化氧化成HOOC-COOH,再与SOCl2反应得ClOC-COCl,再和结合即可得目标产物,合成路线为:。
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