2022北京四中高二(上)期末化学(教师版)
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这是一份2022北京四中高二(上)期末化学(教师版),共20页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
2022北京四中高二(上)期末
化 学
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题2分,共40分)
1.关于原子光谱说法不正确的是( )
A.霓虹灯光、LED灯光与原子核外电子跃迁释放能量有关
B.焰色实验是利用元素的特征可见原子光谱鉴别某些元素
C.许多元素是通过原子光谱发现的
D.原子电子发生跃迁,是指电子从较低能量的状态变为较高能量的状态
2.下列表述不正确的是( )
A.多电子原子中,原子轨道能量:3s<3p<3d
B.第四周期有18种元素,因此第四能层最多容纳18个电子
C.不同元素原子的1s轨道能量不同
D.基态Cl原子中,存在17个运动状态不同的电子
3.第四周期基态原子中单电子数最多的是( )
A.Cr B.Mn C.As D.Kr
4.下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是( )
A.SO2和SiO2 B.NaCl和HCl C.CCl4和KCl D.CO2和H2O
5.关于元素周期表说法正确的是( )
A.除ds区外,各区的名称来自按照构造原理最后填入电子的能级的符号
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的有1种元素
D.第四周期的金属元素从左到右,元素的金属性依次减弱
6.下列说法不正确的是( )
A.碳碳双键、碳碳三键的键能分别是碳碳单键键能的两倍和三倍
B.丙烯(CH3CH=CH2)分子中有8个σ键,1个π键
C.丙烯分子中的π键不如σ键稳定
D.π键电子云形状为镜面对称
7.下列说法不正确的是( )
A.晶体的X射线衍射实验可以测定分子的键长、键角、键能
B.红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团
C.晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中微粒的相对位置
D.晶体的X射线衍射实验可以区分玻璃与水晶
8.下列分子中属于极性分子的是( )
A.S8(八元环状分子) B.CH2Cl2
C.BF3 D.CS2
(多选)9.现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p5;③1s22s22p5.则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:③>②>① B.原子半径:③>②>①
C.电负性:③>②>① D.最高正化合价:③>②>①
10.下列酸中酸性最弱的是( )
A.CF3COOH B.CCl3COOH C.CH3COOH D.CH3CH2COOH
11.关于离子键、共价键的各种叙述,下列说法中正确的是( )
A.在离子化合物里,只能存在离子键
B.非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C.在共价化合物分子内,一定不存在离子键
D.由多种元素组成的多原子分子里,一定既存在极性键又存在非极性键
12.下列说法中不正确的是( )
A.离子晶体中可能存在共价键、氢键
B.硫单质熔点高于白磷的原因是硫硫键键能大于磷磷键键能
C.可通过融化状态下是否导电,区分离子晶体与分子晶体
D.石墨晶体中片层间距远大于层内碳原子间距,说明层间靠范德华力维系
13.向蓝色的硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,溶液变为绿色,向绿色溶液中滴加氨水,先生成蓝色沉淀,最终蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液,再向深蓝色溶液中加入乙醇后,析出深蓝色晶体。下列说法不正确的是( )
A.上述过程中涉及2种配离子
B.深蓝色晶体中含铜配离子的配位数为4
C.上述的转化过程说明铜离子与不同配体形成的配位键强度不同
D.向深蓝色溶液中加入乙醇通过改变溶剂极性,使溶质溶解度降低
14.25℃时,若溶液中由水电离产生的c(OH﹣)=1×10﹣12mol•L﹣1,则下列说法正确的是( )
A.该溶液中水的电离被促进
B.该溶液pH一定为2
C.该溶液中K+、Na+、Cl﹣、NO3﹣可以大量共存
D.该溶液一定是碱溶液
15.常温下,向20mL 0.1mol•L﹣1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol•L﹣1的NaOH溶液,溶液中水 电离的c(OH﹣)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.b、d两点溶液的pH相同
B.从a到e,水的电离程度一直增大
C.从a﹣c的过程中,溶液的导电能力逐渐增强
D.e点所示溶液中,c(Na+)=2c(CH3COO﹣)+2c(CH3COOH)=0.1mol•L﹣1
16.对室温下pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,分别采取下列措施,有关叙述正确的是( )
A.温度均升高20℃,两溶液的pH均不变
B.加入适量氯化铵固体后,两溶液的pH均减小
C.加水稀释100倍后,氨水中c(OH﹣)比氢氧化钠溶液中的小
D.与足量的氯化铁溶液反应,产生的氢氧化铁沉淀一样多
17.下列各离子组在指定的溶液中能够大量共存的是( )
A.无色溶液中:Cu2+、K+、NH4+、Cl﹣
B.含有NO3﹣的溶液中:I﹣、SO32﹣、SO42﹣、H+
C.强酸性溶液中:Na+、Fe3+、SO42﹣、SCN﹣
D.pH=11的NaOH溶液中:CO32﹣、K+、NO3﹣、SO42﹣
18.下列用于解释事实的方程式书写不正确的是( )
A.0.1 mol/L氨水的pH约为11.1:NH3•H2O⇌NH4++OH﹣
B.用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]作净水剂:Al3++3H2O⇌Al(OH)3 (胶体)+3H+
C.向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4,溶液橙色加深:Cr2O72﹣(橙色)+H2O⇌2CrO42﹣(黄色)+2H+
D.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:Ca2++CO32﹣═CaCO3↓
19.室温下,1 L含0.1 mol CH3COOH和0.1 mol CH3COONa的溶液a及加入一定量强酸或强碱后溶液的pH如表(加入前后溶液体积不变):像溶液a这样,加入少量强酸或强碱后pH变化不大的溶液称为缓冲溶液。下列说法不正确的是( )
溶液a
通入0.01 mol HCl
加入0.01 mol NaOH
pH
4.76
4.67
4.85
A.溶液a和 0.1 mol•L﹣1 CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度前者小于后者
B.向溶液a中通入0.01 mol HCl时,CH3COO﹣结合H+生成CH3COOH,pH变化不大
C.向溶液a中加入0.1 mol NaOH固体,pH基本不变
D.含0.1 mol•L﹣1 NH3•H2O与0.1 mol•L﹣1 NH4Cl的混合溶液也可做缓冲溶液
20.利用如图装置探究铜粉与下列试剂的反应,在试管中加入一定量铜粉,加入试剂后,立即塞上橡胶塞,实验现象如下表所示,下列推断不正确的是( )
资料:Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+呈绛蓝色。
装置
序号
试剂
现象
①
10mL浓NH3•H2O,3mLH2O
溶液变为绛蓝色,左侧水柱上升
②
10mL浓NH3•H2O,3mLH2O2
溶液变为绛蓝色,且比①深
③
10mL20%HNO3溶液,
3mLH2O
溶液快速变蓝,产生无色气体,左侧水柱下降
④
10mL20%HNO3溶液,
3mLH2O2
溶液变蓝比③慢,产生无色气体,左侧水柱下降
A.①中实验现象说明O2参与了反应
B.②中溶液颜色比①深可能是由于H2O2氧化Cu生成Cu2+
C.③中左侧水柱下降可能是反应产生NO气体导致的
D.④比③变蓝慢是由于H2O2分解造成自身消耗
二、填空题
21.(16分)如图所示为PTC元件(热敏电阻)的主要成分——钡钛矿晶体结构,该结构是具有代表性的最小重复单位。该晶体经X射线分析鉴定,晶胞为立方体,边长a=400pm,顶点位置为Ti4+所占,立方体中心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2﹣所占。
(1)Ti在周期表中的位置 。
(2)写出晶体的化学式 ,其组成元素的电负性大小顺序是 。
(3)在该物质的晶体中,每个Ti4+周围有 个与它最邻近的且距离相等的Ti4+。
(4)指明Ba2+周围与它最邻近的且距离相等的O2﹣有几个 ;
(5)若用NA表示阿伏加德罗常数,计算该晶体密度 (g/cm3)。
(6)在CrCl3的水溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6﹣n]x+(n和x均为正整数)的配离子,将其通过氢离子交换树脂(R﹣H),可发生离子交换反应:[CrCln(H2O)6﹣n]X++xR﹣H=Rx[CrCln(H2O)6﹣n]+xH+。交换出来的H+经中和滴定,即可求出x和n,确定配离子的组成。将含0.0015mol[CrCln(H2O)6﹣n]X+的溶液,与R﹣H完全交换后,中和生成的H+需浓度为0.1200mol•L﹣1NaOH溶液25.00mL,可知该配离子的化学式为 ,中心离子的配位数为 。
22.(16分)LiCoO2是锂离子电池最早使用的电极材料,利用原钴矿(含Cr2O3、NiS等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如图:
资料:i.在含一定量Cl﹣的溶液中,钴离子以CoCl42﹣形式存在:Co2++4Cl﹣⇌CoCl42﹣
ii.CoCl42﹣溶于有机胺试剂,有机胺不溶于水。
iii.盐酸溶液中,有机胺试剂对金属离子的溶解率随盐酸浓度变化如图1所示:
(1)步骤ii选用盐酸的浓度应为 。
a.4 mol/L b.6 mol/L c.10 mol/L
(2)从平衡移动角度解释步骤ⅲ中加入NaCl固体的目的 。
(3)步骤iv的操作是 。
(4)步骤vi用(NH4)2CO3作沉淀剂,在一定条件下得到碱式碳酸钴(Co2(OH)2CO3)。实验测得在一段时间内加入等量(NH4)2CO3所得沉淀质量随反应温度的变化如图2所示,分析曲线下降的原因 。
(5)步骤viii中Co3O4 和Li2CO3 混合后,鼓入空气,经高温烧结得到LiCoO2.该反应的化学方程式是 。
(6)锂离子电池的工作原理如图,充、放电过程中,Li+在LiCoO2电极和碳电极之间传递。
电池的总反应为:LixC+Li1﹣xCoO2C+LiCoO2
①放电时,电池的负极是 。
②充电时,电池的阴极反应式是 。
23.(12分)石油天然气开采和炼制过程中会产生大量含硫废水(其中S元素的主要化合价是﹣2价),对设备、环境等造成严重危害。
已知:H2S有剧毒;常温下溶解度为1:2.6(体积)。
(1)H2S、HS﹣、S2﹣在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如图1。当pH≈8时,含硫废水中最主要的含硫(﹣2价)微粒是 。
(2)沉淀法处理含硫废水:
向pH≈8的含硫废水中加入适量Cu2+的溶液,产生黑色沉淀且溶液的pH降低。用化学平衡移动的原理解释溶液的pH降低的原因: 。
(3)氧化还原法处理含硫废水:
向pH≈8的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是 。
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图2。本工艺选择控制体系的pH=5,不选择pH<5,从环境保护的角度分析其主要原因: 。
(4)电浮选絮凝法处理含硫废水:
铝作阳极、石墨作阴极,以直流电电解含一定浓度Na2SO4的pH≈8的含硫废水。阳极产生微小气泡,随后溶液中产生淡黄色浑浊,阳极附近生成的胶体吸附淡黄色浑浊。
①用离子方程式表述产生淡黄色浑浊的可能原因: 。(1种即可)
②阴极产生的气泡把污水中的悬浮物(含阳极扩散的胶体)带到水面形成浮渣层,结合电极反应式解释胶体和浮渣层的形成过程: 。
24.(16分)某实验小组对FeCl3溶液与Na2SO3溶液的反应进行探究。
已知:铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6],用于检验Fe2+,遇Fe2+离子产生蓝色沉淀
【实验1】
装置
实验现象
现象i:一开始溶液颜色加深,由棕黄色变为红褐色。
现象ii:一段时间后溶液颜色变浅,变为浅黄色。
(1)SO32﹣离子中中心原子的杂化类型 ,Fe3+简化的核外电子排布式 。
(2)配制FeCl3溶液时,先将FeCl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度。从化学平衡角度说明浓盐酸的作用: 。
(3)探究现象i产生的原因:
①甲同学认为发生反应:2Fe3++3SO32﹣+6H2O⇌2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3;他取少量红褐色溶液于试管中,继续滴加1mol/LNa2SO3溶液,发现溶液红褐色变深且产生刺激性气味的气体,该气体是 (填化学式)。
②乙同学认为还发生了氧化还原反应,其离子方程式为 ;他取少许红褐色溶液于试管中,加入 ,有白色沉淀产生,证明产物中含有SO42﹣。丙同学认为乙同学的实验不严谨,因为在上述过程中SO32﹣可能被其它物质氧化。为了进一步确认SO32﹣被氧化的原因,丙同学设计了实验2。
【实验2】
用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验。闭合开关后灵敏电流计指针偏转。
③实验2中正极的电极反应式为 。丙同学又用铁氰化钾溶液检验正极的产物,观察到有蓝色沉淀产生。他得出的结论是 。
(4)综合上述结果,请从平衡移动角度解释,现象ii产生的原因为 。
参考答案
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题2分,共40分)
1.【分析】A.焰色实验发生的过程:基态原子吸收能量变为激发态原子,激发态原子释放能量放出可见光;
B.不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,通过光谱分析可以鉴定某些元素;
C.原子光谱用于测定原子种类;
D.原子的电子排布遵循构造原理,使整个原子处于最低状态,此时的原子成为基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态;相反,电子从较高能量的激发态跃迁到降低能量的激发态乃至基态时,将释放能量。
【解答】解:A.霓虹灯光、LED灯光为金属元素的焰色实验,与原子核外电子的跃迁有关,故A正确;
B.焰色实验是利用元素的特征可见原子光谱鉴别某些元素,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,故B正确;
C.原子光谱用于测定原子种类,则历史上很多种元素是通过原子光谱发现的,故C正确;
D.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发生光谱,电子从较高能量的状态变为较低能量的状态,也是电子跃迁,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查原子光谱产生的原因及种类,掌握原子光谱吸收或发射光谱原子光谱产生的原因是解答关键,题目难度不大。
2.【分析】A.多电子原子中,同一能层中原子轨道能量:ns<np<nd;
B.第四能层最多容纳32个电子;
C.元素不同,其1s轨道能量不同;
D.基态原子中,含有几个电子,就有几种不同运动状态的电子。
【解答】解:A.多电子原子中,同一能层中原子轨道能量:ns<np<nd,所以原子轨道能量:3s<3p<3d,故A正确;
B.每个电子层最多容纳电子数2n2,所以第四能层最多容纳32个电子,故B错误;
C.元素不同,其1s轨道能量不同,所以不同元素原子的1s轨道能量不同,故C正确;
D.基态Cl原子中,含有17个电子,就有17种不同运动状态的电子,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查原子核外电子排布、原子运动状态等知识点,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确原子结构特点、原子核外电子排布特点、电子运动状态与电子个数的关系是解本题关键,题目难度不大。
3.【分析】A.Cr元素为24号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1;
B.Mn元素为25号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s2;
C.As元素为33号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;
D.Kr是36号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p6。
【解答】解:A.Cr元素为24号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,未成对电子数是6;
B.Mn元素为25号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s2,未成对电子数是5;
C.As元素为33号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3,未成对电子数是3;
D.Kr是36号元素,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p6,没有未成对电子;
通过以上分析知,单电子数最多的是Cr,
故选:A。
【点评】本题考查原子核外电子排布,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确原子序数及原子核外电子排布规律是解本题关键,题目难度不大。
4.【分析】根据晶体的类型和所含化学键的类型分析,离子化合物含有离子键,可能含有共价键,共价化合物只含共价键,双原子分子或多原子分子含有共价键.
【解答】解:A、固体SO2是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,二者晶体类型不同,二氧化硅、二氧化碳都只含共价键,故A错误;
B、NaCl是离子晶体,NaCl中只含离子键,固体HCl为分子晶体,HCl中只含共价键,二者化学键类型、晶体类型均不同,故B错误;
C、CCl4是分子晶体,CCl4中只含共价键,KCl是离子晶体,KCl中只含离子键,二者化学键类型、晶体类型均不同,故C错误;
D、固体CO2和H2O都是分子晶体,CO2和H2O都只含共价键,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查了化学键类型和晶体类型的关系.判断依据为:离子晶体中阴阳离子以离子键结合,原子晶体中原子以共价键结合,分子晶体中分子之间以范德华力结合,分子内部存在化学键.
5.【分析】A.区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号;
B.He原子只有2个电子,一些过渡元素的最外层电子数也是2;
C.同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能高于同周期相邻元素;
D.主族元素从左到右,元素的金属性依次减弱,但过渡元素不一定。
【解答】解:A.区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号,除ds区外,各区的名称来自按照构造原理最后填入电子的能级的符号,故A正确;
B.s区的ⅡA族元素原子最外层电子数2,但最外层电子数为2的元素也可能处于p区,如He,可能处于d区,如Fe,也可能处于ds区、f区,如Zn处于ds区,故B错误;
C.同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但ⅡA族、ⅤA族元素具有全充满或半充满稳定结构,它们的第一电离能高于同周期相邻元素,第二周期元素中第一电离能B<Be<C<O<N,第一电离能介于B、N之间的有3种元素,故C错误;
D.主族元素从左到右,元素的金属性依次减弱,但过渡元素不一定,若金属性Zn>Cu,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查元素周期表、元素周期律,识记族与列的关系、各分区外围电子排布特点,注意电子构型对电离能的影响,题目难度不大。
6.【分析】A.单键只含有一个σ键,双键含一个σ键和1个π,三键含有一个σ键和2个π,σ键的键能大于π键;
B.共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键;
C.丙烯分子中的π键不如σ键牢固;
D.π键电子云形状为上下、左右对称。
【解答】解:A.单键只含有一个σ键,双键含一个σ键和1个π,三键含有一个σ键和2个π,σ键的键能大于π键,则碳碳三键、双键的键能与单键的键能不成整数比关系,故A错误;
B.共价单键为σ键,共价双键中一个是σ键、一个是π键,所以该分子中含有8个σ键,1个π键,故B正确;
C.丙烯分子中碳碳双键中含有π键,乙其中π键不如σ键牢固,易断裂,故C正确;
D.乙烯为左右、上下对称结构,故π键电子云形状为镜面对称,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查共价键类型判断,为高频考点,明确σ键与拍键的区别为解答关键,注意掌握常见共价键的类型及判断方法,试题侧重考查学生的分析与应用能力,题目难度不大。
7.【分析】A.晶体的X射线衍射实验不能确定键能;
B.红外吸收光谱仪可以测得化学键或官能团;
C.晶体的X射线衍射实验可以测定原子的相对位置,计算原子间的相对距离;
D.玻璃是非晶态二氧化硅,水晶是晶态二氧化硅,两者的衍射图谱不同。
【解答】解:A.晶体的X射线衍射实验可以测定晶体中哪些原子间存在化学键,确定键长、键角,从而得出物质的空间结构,不能确定键能,故A错误;
B.红外吸收光谱仪可以测得未知物中的化学键或官能团,故B正确;
C.晶体的X射线衍射实验可以测定晶胞中各微粒的相对位置,计算原子间的相对距离,故C正确;
D.玻璃是非晶态二氧化硅,水晶是晶态二氧化硅,则水晶的衍射图谱中会出现分立的斑点或明锐的衍射峰,两者的衍射图谱不同,故D正确;
故选:A。
【点评】本题主要考查晶体的X射线衍射实验的相关知识,红外吸收光谱的作用,属于基本知识的考查,需要学生注意基本知识的积累,难度不大。
8.【分析】正负电荷中心重合的分子为非极性分子,正负电荷中心不重合的分子为极性分子。
【解答】解:A.S8(八元环状分子),结构对称,正负电荷中心重合,为非极性键分子,故A错误;
B.CH2Cl2中C﹣H、C﹣Cl键的键长不同,所以该结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,故B正确;
C.BF3中B原子价层电子对数=3+=3且不含孤电子对,为平面正三角形,正负电荷中心重合,为非极性键分子,故C错误;
D.CS2和CO2互为等电子体,二者结构相似,CO2为直线形分子,则CS2为直线形分子,正负电荷中心重合,为非极性键分子,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查分子极性判断,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确分子结构特点、基本概念内涵是解本题关键,知道极性分子的判断方法。
9.【分析】由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S元素,②1s22s22p63s23p5为Cl元素,③1s22s22p5为F元素。
A.同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小;
B.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大;
C.同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小;
D.最高正化合价等于最外层电子数,注意F、O元素一般没有正化合价。
【解答】解:由核外电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S元素,②1s22s22p63s23p5为Cl元素,③1s22s22p5为F元素。
A.同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能F>Cl>S,即③>②>①,故A正确;
B.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径S>Cl>F,即①>②>③,故B错误;
C.同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故电负性:③>②>①,故C正确;
D.S元素最高正化合价为+6,Cl元素最高正化合价为+7,但F没有正化合价,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查核外电子排布规律、元素周期律等,难度不大,注意具有半满、全满、全空的电子构型的元素原子的第一电离能高于同周期相邻元素。
10.【分析】烃基为推电子基团,其中C原子数越多,推电子能力越强,﹣COOH中的O﹣H键极性越小,卤素为吸电子基团,其卤素原子越多,卤素本身的电负性越强,其吸电子能力越强,﹣COOH中O﹣H键的极性越强;
【解答】解:CF3COOH和CCl3COOH中均含有吸电子基团,其卤素原子数目相同,但F电负性比Cl大,CH3COOH和CH3CH2COOH均含有推电子基团,CH3CH2COOH中推电子基团的推电子能力更强,综上,﹣COOH中O﹣H键的极性从小到大排列为:CH3CH2COOH<CH3COOH<CCl3COOH<CF3COOH,COOH中O﹣H键的极性越强,越容易电离出H+,物质酸性越强,故酸性从小到大排列为:CH3CH2COOH<CH3COOH<CCl3COOH<CF3COOH,
故选:D。
【点评】本题考查了羧酸酸性大小的比较,在由结构考虑有机物的性质时,要综合物质所有的结构来判断,本题难度适中。
11.【分析】A.离子化合物中可能含有共价键;
B.非极性键可能存在多原子分子或离子化合物中;
C.只含共价键的化合物是共价化合物;
D.由多种元素组成的多原子分子里,一定含有极性键,可能含有非极性键,也可能不含非极性键。
【解答】解:A.离子化合物中可能含有共价键,如KOH等离子化合物中含有共价键,故A错误;
B.非极性键可能存在多原子分子或离子化合物中,如CH2=CHCH3、Na2O2中都含有非极性键,故B错误;
C.只含共价键的化合物是共价化合物,所以在共价化合物分子内,一定不存在离子键,故C正确;
D.由多种元素组成的多原子分子里,一定含有极性键,可能含有非极性键,也可能不含非极性键,如CH3OH分子中含有极性键,不含非极性键,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学键和化合物的关系,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确物质构成微粒及微粒之间作用力是解本题关键,D为解答易错点。
12.【分析】A.离子晶体中一定含有离子键,可能存在共价键、氢键;
B.分子晶体熔沸点与键能无关;
C.离子晶体在熔融态以离子存在、分子晶体在熔融态以分子存在;
D.石墨晶体中,层与层之间存在范德华力。
【解答】解:A.离子晶体中一定含有离子键,可能存在共价键、氢键,胆矾的简单平面结构式如图:,该图中含有共价键、氢键,胆矾属于离子晶体,故A正确;
B.硫单质和白磷都是分子晶体,其熔点与分子间作用力有关,与键能无关,故B错误;
C.离子晶体在熔融态以离子存在、分子晶体在熔融态以分子存在,所以熔融态离子晶体导电、熔融态分子晶体不导电,可以通过融化状态下是否导电,区分离子晶体与分子晶体,故C正确;
D.石墨晶体中,层与层之间存在范德华力,范德华力小于共价键,所以石墨晶体中片层间距远大于层内碳原子间距,说明层间靠范德华力维系,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查化学键、晶体熔沸点影响因素、离子晶体和分子晶体的鉴别等知识点,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确物质构成微粒及微粒之间作用力是解本题关键,A\B为解答易错点。
13.【分析】由题意可知,蓝色沉淀为:Cu(OH)2,深蓝色的溶液为[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度小,加入乙醇,析出深蓝色的晶体为[Cu(NH3)4]SO4•H2O。
【解答】解:A.由分析可知过程中涉及到一种配离子,故A错误;
B.深蓝色的晶体为[Cu(NH3)4]SO4•H2O的铜离子的配位数为4,故B正确;
C.CuSO4溶液中滴加过量氨水,先出现蓝色沉淀后沉淀溶解变为深蓝色溶液,由于氨水呈碱性,Cu2+先于溶液中的OH﹣结合生成Cu(OH)2,但由于氨水是过量的,过量的NH3可与Cu2+结合生成稳定的配位键,故C正确;
D.步骤3中加入乙醇可减小溶剂极性,降低Cu(NH3)4SO4的溶解度,从而析出深蓝色晶体,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查物质的制备方案设计,为高频考点,把握制备原理、物质性质为解答关键,注意掌握电解质概念及常见元素化合物性质,试题侧重考查学生的分析能力及化学实验能力,题目难度中等。
14.【分析】由水电离产生的c(OH﹣)=1×10﹣12mol/L的溶液,水的电离受到抑制,则为酸溶液或碱溶液,据此分析。
【解答】解:A.水电离产生的c(OH﹣)=1×10﹣12mol/L的溶液,水的电离受到抑制,故A错误;
B.水电离产生的c(OH﹣)=1×10﹣12mol/L的溶液,水的电离受到抑制,如果是酸溶液,氢离子浓度为0.01mol/L,则溶液的pH=2,故B错误;
C.在酸性或碱性条件下,K+、Na+、Cl﹣、NO3﹣都能大量共存,故C正确;
D.水电离产生的c(OH﹣)=1×10﹣12mol/L的溶液,水的电离受到抑制,可能是酸溶液,不一定是碱溶液,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查影响水电离的因素,注意酸或碱能抑制水电离,含有弱根离子的盐能促进水电离,题目难度不大,侧重于考查学生对基础知识的应用能力。
15.【分析】常温下,向20mL 0.1mol•L﹣1的CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol•L﹣1的烧碱溶液,a点为0.1mol•L﹣1的CH3COOH溶液,CH3COOH电离出的氢离子抑制了水的电离,溶液中c水(H+)等于溶液中的c(OH﹣)=10﹣11mol/L;b点的溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,CH3COOH的电离程度大于CH3COO﹣的水解程度,此时溶液呈酸性;c点两者恰好完全反应,此时溶质为CH3COONa溶液,水的电离程度最大,溶液呈碱性;d点NaOH过量,抑制了水的电离,溶质为CH3COONa和NaOH,溶液呈碱性;e点的溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,由物料守恒可得:c(Na+)=2c(CH3COO﹣)+2c(CH3COOH)。
A.b点是等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,CH3COOH的电离程度大于CH3COO﹣的水解程度,此时溶液呈酸性,d点NaOH过量,溶质为CH3COONa和NaOH,溶液呈碱性;
B.酸或碱抑制水电离,CH3COONa促进水电离;
C.溶液中离子浓度越大,其导电性越强;
D.体积扩大,浓度减小。
【解答】解:A.b点是向20mL CH3COOH溶液中逐滴加入10mL 0.1mol•L﹣1的NaOH溶液,溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,CH3COOH的电离程度大于CH3COO﹣的水解程度,此时溶液呈酸性,d点NaOH过量,抑制了水的电离,溶质为CH3COONa和NaOH,溶液呈碱性,两点溶液的pH不相同,故A错误;
B.酸碱抑制水的电离,水解的盐促进水的电离,所以从a到c,水的电离程度一直增大;从c到e,水的电离程度一直减小,故B错误;
C.a点到c点的过程中,弱电解质醋酸转化为强电解质CH3COONa,溶液中总离子浓度增大,故溶液的导电能力增强,故C正确;
D.e点的溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,由物料守恒可得:c(Na+)=2c(CH3COO﹣)+2c(CH3COOH),但体积扩大,浓度减小,所以c(Na+)=2c(CH3COO﹣)+2c(CH3COOH)<0.1mol•L﹣1,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查溶液酸碱性与溶液pH的关系,题目难度中等,明确图示曲线变化的意义为解答关键,注意掌握质子守恒、盐的水解原理及其影响,试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力。
16.【分析】A.温度升高,一水合氨电离程度增大;
B.加入适量的氯化铵固体,抑制一水合氨电离,NaOH和氯化铵反应生成氯化钠和一水合氨;
C.加水稀释促进一水合氨电离;
D.与足量的氯化铁溶液反应,氢氧根离子量越多生成沉淀越多。
【解答】解:A.温度升高,一水合氨电离程度增大,所以氨水的pH增大,故A错误;
B.加入适量的氯化铵固体,抑制一水合氨电离,NaOH和氯化铵反应生成氯化钠和一水合氨,所以加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的pH均碱小,故B正确;
C.加水稀释促进一水合氨电离,则稀释后氨水的pH大于氢氧化钠,故C错误;
D.pH相同、体积相同的氨水与氢氧化钠两种稀溶液,一水合氨的物质的量大于氢氧化钠,所以氨水产生的氢氧化铁沉淀多,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了弱电解质的电离,明确弱电解质的电离特点是解本题关键,注意pH相等的氨水和NaOH溶液中氨水浓度大于NaOH。
17.【分析】A.铜离子水溶液为蓝色;
B.酸性环境下NO3﹣离子具有强的氧化性,能够氧化I﹣、SO32﹣;
C.Fe3+、SCN﹣发生络合反应;
D.pH=11的NaOH溶液中,溶液含有大量OH﹣,OH﹣、CO32﹣、K+、NO3﹣、SO42﹣相互不反应。
【解答】解:A.铜离子水溶液为蓝色,不符合题意,故A不选;
B.酸性环境下NO3﹣离子具有强的氧化性,能够氧化I﹣、SO32﹣,所以I﹣、SO32﹣、H+不能大量共存,故B不选;
C.Fe3+、SCN﹣发生络合反应,二者不能大量共存,故C不选;
D.pH=11的NaOH溶液中,溶液含有大量OH﹣,OH﹣、CO32﹣、K+、NO3﹣、SO42﹣相互不反应,能大量共存,故D选;
故选:D。
【点评】本题考查离子共存,为高频考点,把握常见离子之间的反应为解答的关键,侧重复分解反应的离子共存考查,题目难度不大。
18.【分析】A.0.1 mol/L氨水的pH约为11.1,说明一水合氨为弱碱,在溶液中部分电离;
B.铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体可以净水;
C.加入稀硫酸后溶液酸性增强,平衡向着逆向移动;
D.硫酸钙不能拆开。
【解答】解:A.0.1 mol/L氨水的pH约为11.1,氢氧根离子浓度小于0.1mol/L,说明一水合氨部分电离,其电离方程式为:NH3•H2O⇌NH4++OH﹣,故A正确;
B.铝离子存在水解反应:Al3++3H2O⇌Al(OH)3 (胶体)+3H+,可用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]作净水剂,故B正确;
C.向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4,溶液酸性增强,氢离子浓度增大,平衡Cr2O72﹣(橙色)+H2O⇌2CrO42﹣(黄色)+2H+向着逆向移动,溶液橙色加深,故C正确;
D.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,实现了沉淀的转化,正确的离子方程为:CaSO4+CO32﹣═CaCO3↓+SO42﹣,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查了离子方程式的书写判断,为高考的高频题,题目难度不大,注意明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合原化学方程式等。
19.【分析】溶液a中含有CH3COOH和CH3COONa,构成缓冲溶液体系,加入少量强酸或强碱后pH变化不大,但缓冲溶液缓冲能力具有一定限度,构成缓冲溶液需要共轭酸碱对,如CH3COOH﹣CH3COO﹣,NH4+﹣NH3等,据此逐项分析。
【解答】解:A.溶液a为酸性,CH3COOH电离程度大于CH3COO﹣水解程度,相对于纯CH3COOH,同浓度下,溶液a中存在一部分CH3COO﹣,起始时有了一部分产物,所以溶液a和 0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度前者小于后者,故A正确;
B.缓冲溶液可少量抵抗酸和碱,归根结底就是存在平衡:CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,加入少量酸,CH3COO﹣与H+结合产生CH3COOH,加入少量碱,则CH3COOH与OH﹣反应生成CH3COO﹣,所以向溶液a中通入0.01 mol HCl时,CH3COO﹣结合H+生成CH3COOH,pH变化不大,故B正确;
C.向溶液a中加入0.1 mol NaOH固体,溶液a中一共只有1 L含0.1 mol CH3COOH,则完全消耗CH3COOH,这就超出了缓冲溶液的缓冲范围了,CH3COOH完全变成了CH3COO﹣,溶液便失去了缓冲能力,pH不可能基本不变,故C错误;
D.构成缓冲溶液需要共轭酸碱对,如CH3COOH﹣CH3COO﹣,NH4+﹣NH3,含0.1 mol/L NH3•H2O与0.1 mol/L NH4Cl的混合溶液也可做缓冲溶液,故D正确,
故选:C。
【点评】本题考查弱电解质的电离平衡和盐类水解知识,题目以缓冲溶液为背景知识考查,理解了题干中所给的对于缓冲溶液的信息是解题的关键,整体难度中等。
注意:对于缓冲溶液的知识,其实这是大学化学的知识,高中化学重在把握基础的知识,D项则是考查对于构成缓冲溶液的共轭酸碱对的判断,共轭酸碱对之间是发生H+的转移,深入理解可以参看布朗斯特﹣劳里酸碱理论。需要记住,一定是H+的转移,如CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,NH4+⇌NH3+H+,此处补充习题加深概念的理解:
(2016年南京师范大学考研•无机化学)不是共轭酸碱对的一组物质是( )
A.NH3、NH2﹣ B.NaOH、Na+ C.OH﹣、O2﹣ D.H3O+、H2O
满足共轭酸碱对的一定是H+在酸碱对之间发生转移,把握住这个概念,很容易发现B不符合,不能作为共轭酸碱对,至于NH2﹣和O2﹣,这些不作为高中化学要求,这二者不在水溶液体系中稳定存在,需要非水溶剂体系或者熔融体系,B不正确是因为发生的是OH﹣的转移,不是H+.答案:B。
(2017年南京师范大学考研•无机化学)下列物质HCO3﹣,NH4+,CH3COO﹣中,属于质子酸的是________,其共轭碱是__________.属于质子碱的是_________,其共轭酸是__________。
布朗斯特﹣劳里酸碱理论是没有盐的概念的,质子酸为:HCO3﹣、NH4+,能够电离出H+显酸性的就是质子酸,则其共轭碱去掉H+即可(只能一次去掉一个H+):CO32﹣,NH3,
质子碱相反,接受H+自身显碱性,有:CH3COO﹣和HCO3﹣,其共轭酸,加和一个H+即可:CH3COOH,H2CO3.这道题反应出有些离子既可以作为酸,也可以作为碱,需要对概念准确把握。
20.【分析】A.氨水与铜不反应,溶液变为绛蓝色,说明生成[Cu(NH3)4]2+,左侧水柱上升,说明试管内气体减少;
B.加入过氧化氢,溶液变为绛蓝色,且比①深,说明生成更多的[Cu(NH3)4]2+;
C.溶液快速变蓝,说明铜迅速溶解生成[Cu(NH3)4]2+,产生无色气体NO;
D.溶液变蓝比③慢,说明硝酸浓度比③小,应消耗硝酸。
【解答】解:A.氨水与铜不反应,溶液变为绛蓝色,说明生成[Cu(NH3)4]2+,左侧水柱上升,说明试管内气体减少,可说明O2参与了反应,故A正确;
B.加入过氧化氢,溶液变为绛蓝色,且比①深,说明生成更多的[Cu(NH3)4]2+,可说明H2O2氧化Cu生成Cu2+,故B正确;
C.溶液快速变蓝,说明铜迅速溶解生成[Cu(NH3)4]2+,产生无色气体NO,试管压强增大,左侧水柱下降,故C正确;
D.溶液变蓝比③慢,说明硝酸浓度比③小,应消耗硝酸,如过氧化氢分解,则生成氧气,氧气与NO反应,气体变为红棕色,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查物质的性质探究,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和实验能力,主要把握物质的性质以及反应现象的分析,题目能较好地培养学生良好的思维品质和科学素养,树立正确的核心价值观,题目难度不大。
二、填空题
21.【分析】(1)Ti元素是22号元素,根据构造原理书写基态原子的电子排布式,确定在周期表位置;
(2)根据均摊法计算晶胞中Ti4+、Ba2+、O2﹣数目,确定比例关系书写化学式,主族元素同周期自左而右电负性逐渐增大,主族元素同主族自上而下电负性逐渐减小;
(3)由晶体结构,每个Ti4+周围与它最邻近且距离相等的Ti4+位于以为Ti4+交点棱上;
(4)晶胞为立方体,棱的中点到体心的距离都相等;
(5)根据均摊法计算晶胞中Ti4+、Ba2+、O2﹣数目,计算出体积,根据ρ=计算密度;
(6)中和发生反应:H++OH﹣=H2O,由中和生成的H+需要的NaOH溶液,可得出H+物质的量,进而计算出x,[CrCln(H2O)6﹣n]x+中Cr的化合价为+3价,化合价代数和等于离子所带电荷,据此计算n的值,进而确定该配离子化学式。
【解答】解:(1)Ti元素是22号元素,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,处于周期表中第四周期ⅣB族,
故答案为:四;ⅣB;
(2)由结构可知,Ba2+位于体心有1个,Ti4+位于顶点,数目为8×=1个,O2﹣位于棱心,数目为12×=3个,故其化学式为BaTiO3,主族元素同周期自左而右电负性逐渐增大,主族元素同主族自上而下电负性逐渐减小,可知 电负性大小顺序为:O>Ti>Ba,
故答案为:BaTiO3;O>Ti>Ba;
(3)由晶体结构,每个Ti4+周围与它最邻近且距离相等的Ti4+位于以为Ti4+交点棱上,补全晶胞可知,每个Ti4+周围有6个,
故答案为:6;
(4)晶胞为立方体,Ba2+位于体心,O2﹣位于棱的中点,棱的中点到体心的距离都相等,故Ba2+周围与它最邻近的且距离相等的O2﹣有12个,
故答案为:12;
(5)由结构可知,Ba2+位于体心有1个,Ti4+位于顶点,数目为8×=1个,O2﹣位于棱心,数目为12×=3个,故其化学式为BaTiO3,晶胞体积为(a×10﹣10)3cm3,晶胞密度ρ== g•cm3=g•cm3,
故答案为:g•cm3;
(6)中和生成的H+需浓度为0.1200mol•L﹣1氢氧化钠溶液25.00mL,由H++OH﹣=H2O,可以得出H+的物质的量为0.12mol•L﹣1×25.00×10﹣3L=0.003mol,所以x==2,[CrCln(H2O)6﹣n]x+中Cr的化合价为+3价,则有3﹣n=2,解得n=1,即该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2+,内界含有1个Cl﹣和5个H2O,故配位数为6,
故答案为:[CrCl(H2O)5]2+;6。
【点评】本题考查了晶胞计算、核外电子排布、核外电子排布、元素周期表、化学式的有关计算、方程式有关计算,需要学生具有较好的空间想象力,晶胞中微粒配位数的解答可以结合化学式判断或利用晶胞补全法,难度中等。
22.【分析】原钴矿(含Cr2O3、NiS等杂质),球磨后加入盐酸浸取,由题给信息可知,为分离Co与Cr、Ni,加入盐酸浓度在10mol/L以上,浸出液加入氯化钠固体,CoCl42﹣浓度增大,提高其在有机胺试剂中的浓度,加入有机胺试剂萃取,洗脱,可得到CoCl2溶液,加入碳酸铵生成碱式碳酸钴,煅烧生成Co3O4,加入碳酸锂,可生成目标物,以此解答该题。
【解答】解:(1)步骤ii选用盐酸的浓度应为10mol/,可用于分离Co与Cr、Ni,故答案为:c;
(2)步骤ⅲ中加入NaCl固体,可使溶液中Cl﹣浓度增大,平衡Co2++4Cl﹣⇌CoCl42﹣右移,CoCl42﹣浓度增大,提高其在有机胺试剂中的浓度,
故答案为:加入NaCl固体,溶液中Cl﹣浓度增大,平衡Co2++4Cl﹣⇌CoCl42﹣右移,CoCl42﹣浓度增大,提高其在有机胺试剂中的浓度;
(3)步骤iv加入有机溶剂,用于萃取,可用分液的方法分离,故答案为:分液;
(4)由图象可知,温度升高,沉淀曲线下降,原因为温度过高,碳酸铵分解(或NH4+和CO32﹣水解程度增大),碳酸铵浓度降低,沉淀质量减少。(或温度过高Co2(OH)2CO3分解,沉淀质量减少。),
故答案为:温度过高,碳酸铵分解(或NH4+和CO32﹣水解程度增大),碳酸铵浓度降低,沉淀质量减少。(或温度过高Co2(OH)2CO3分解,沉淀质量减少);
(5)Co3O4 和Li2CO3 混合后,鼓入空气,经高温烧结得到LiCoO2,方程式为4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2,
故答案为:4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2;
(6)①放电时,LiCoO2被氧化,发生氧化反应,LiCoO2为原电池负极,故答案为:LiCoO2;
②充电时,电池的阴极反应式是Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣═LiCoO2,故答案为:Li1﹣xCoO2+xLi++xe﹣═LiCoO2。
【点评】本题考查物质的制备及性质,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。
23.【分析】(1)图象中曲线实线为H2S,长虚线为HS﹣,短虚线为S2﹣,当pH≈8时,HS﹣最多;
(2)含硫废水中存在HS﹣⇌H++S2﹣,加入适量Cu2+的溶液,S2﹣+Cu2+═CuS↓,使HS﹣的电离平衡正向移动;
(3)①向pH≈8的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀为S单质,据此书写离子方程式;
②pH<5时,溶液中﹣2价S元素主要以H2S的形式存在,H2S有剧毒会污染环境;
(4)作阳极、石墨作阴极,以直流电电解含一定浓度Na2SO4的pH≈8的含硫废水,阳极产生微小气泡,随后溶液中产生淡黄色浑浊,阳极附近生成的胶体吸附淡黄色浑浊,胶体是氢氧化铝胶体,淡黄色浑浊是生成了S单质,可能是HS﹣离子失电子发生氧化反应,被氧气氧化,
①产生淡黄色浑浊的可能原因是HS﹣离子失电子发生氧化反应,或被氧气氧化;
②阴极产生的气泡把污水中的悬浮物(含阳极扩散的胶体)带到水面形成浮渣层,是因为阳极铝失电子发生氧化反应生成铝离子,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,阴极上氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,H2气泡把污水中吸附了S的Al(OH)3胶体悬浮物带到水面形成浮渣层。
【解答】解:(1)图象中曲线实线为H2S,长虚线为HS﹣,短虚线为S2﹣,当pH≈8时,由图象分析得到,含硫废水中最主要的含硫(﹣2价)微粒是HS﹣,
故答案为:HS﹣;
(2)向pH≈8的含硫废水中加入适量Cu2+的溶液,产生黑色沉淀且溶液的pH降低,用化学平衡移动的原理解释溶液的pH降低的原因是:含硫废水中存在HS﹣⇌H++S2﹣,加入适量Cu2+的溶液,S2﹣+Cu2+═CuS↓,c(S2﹣)减小,使HS﹣的电离平衡正向移动,c(H+)增大,溶液的pH降低,
故答案为:含硫废水中存在HS﹣⇌H++S2﹣,加入适量Cu2+的溶液,S2﹣+Cu2+═CuS↓,c(S2﹣)减小,使HS﹣的电离平衡正向移动,c(H+)增大,溶液的pH降低;
(3)①向pH≈8的含硫废水中最主要的含硫(﹣2价)微粒是HS﹣,加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀为S单质,反应的离子方程式:2HS﹣+SO32﹣+4H+═3S↓+3H2O,
故答案为:2HS﹣+SO32﹣+4H+═3S↓+3H2O;
②本工艺选择控制体系的pH=5,不选择pH<5,从环境保护的角度分析其主要原因是:pH<5时,溶液中﹣2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下H2S的溶解度为1:2.6,酸性强使H2S更易逸出,H2S有剧毒会污染环境,
故答案为:pH<5时,溶液中﹣2价S元素主要以H2S的形式存在,常温下H2S的溶解度为1:2.6,酸性强使H2S更易逸出,H2S有剧毒会污染环境;
(4)①是HS﹣离子失电子发生氧化反应,或被氧气氧化,反应的离子方程式为:2HS﹣+O2+2H+═2S↓+2H2O(O2+2HS﹣═2S↓+2OH﹣)或HS﹣﹣2e﹣═S↓+H+,
故答案为:2HS﹣+O2+2H+═2S↓+2H2O(O2+2HS﹣═2S↓+2OH﹣)或HS﹣﹣2e﹣═S↓+H+;
②阴极产生的气泡把污水中的悬浮物(含阳极扩散的胶体)带到水面形成浮渣层,电极反应式解释胶体和浮渣层的形成过程为:阳极:Al﹣3e﹣═Al3+,Al3+形成Al(OH)3胶体,阴极:2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣,H2气泡把污水中吸附了S的Al(OH)3胶体悬浮物带到水面形成浮渣层,
故答案为:阳极:Al﹣3e﹣═Al3+,Al3+形成Al(OH)3胶体,阴极:2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣,H2气泡把污水中吸附了S的Al(OH)3胶体悬浮物带到水面形成浮渣层。
【点评】本题考查了物质性质、弱电解质电离平衡影响因素分析判断、电解池中电极反应、胶体性质等知识点,掌握原理是解题关键,题目难度中等。
24.【分析】(1)Fe原子失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子生成Fe3+,根据构造原理书写Fe3+的电子排布式;
(2)氯化铁溶液中铁离子水解溶液显酸性,加入对应酸会抑制氯化铁水解;
(3)①红褐色为氢氧化铁的颜色,若混合后发生了2Fe3++3SO32﹣+6H2O⇌2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3反应,H2SO3不稳定,易分解;
②Fe3+→Fe2+,化合价从+3→+2,降低1价,SO32﹣→SO42﹣,化合价从+4→+6,升高2价,根据化合价升高和降低总数相等以及原子守恒配平得方程式;取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液中加入试剂检验硫酸根离子的存在,是利用加入的盐酸排除其他离子干扰,再加入氯化钡溶液生成白色沉淀证明硫酸根离子的存在;
③正极Fe3+→Fe2+,发生还原反应;加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,证明产生了Fe2+;
(4)因为FeCl3与Na2SO3之间发生氧化还原反应:2Fe3++3SO32﹣+6H2O⇌2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3,一段时间后溶液颜色变浅,变为浅黄色,说明生成了更多的FeCl3,说明平衡逆向移动了。
【解答】解:(1)SO32﹣离子中中心原子为S,价电子对为3+=4,杂化类型 sp3,Fe为26号元素,Fe原子失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子生成Fe3+,根据构造原理书写Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,
故答案为:sp3;[Ar]3d5;
(2)实验室配制FeCl3溶液时,先将FeCl3固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释,先溶解在较浓盐酸中的目的是抑制铁离子水解,反应的离子方程式为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,
故答案为:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,盐酸抑制氯化铁水解;
(3)①H2SO3不稳定,易分解,生成有刺激性气味的SO2气体,
故答案为:SO2;
②Fe3+→Fe2+,化合价从+3→+2,降低1价,SO32﹣→SO42﹣,化合价从+4→+6,升高2价,根据化合价升高和降低总数相等以及原子守恒配平得方程式为2Fe3++SO32﹣+H2O═2Fe2++SO42﹣+2H+,取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液,加入足量盐酸和氯化钡溶液检验硫酸根离子的存在,产生白色沉淀,证明产生了SO42﹣,
故答案为:2Fe3++SO32﹣+H2O═2Fe2++SO42﹣+2H+;足量盐酸和氯化钡溶液;
③正极Fe3+→Fe2+,发生还原反应:Fe3++e﹣=Fe2+;加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,证明产生了Fe2+,说明Fe3+能够氧化SO32﹣,
故答案为:Fe3++e﹣=Fe2+;产生了Fe2+,说明Fe3+能够氧化SO32﹣;
(4)随着FeCl3与Na2SO3之间氧化还原反应的进行,FeCl3与Na2SO3浓度降低,使得平衡2Fe3++3SO32﹣+6H2O⇌2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3逆向移动,溶液颜色变浅,
故答案为:随着FeCl3与Na2SO3之间氧化还原反应的进行,FeCl3与Na2SO3浓度降低,使得平衡2Fe3++3SO32﹣+6H2O⇌2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO3逆向移动,溶液颜色变浅。
【点评】本题考查了物质性质的实验验证、实验探究方法、反应现象的分析判断、氧化还原反应和平衡移动的理解应用等,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
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