江苏省普通高等学校招生考试2024届高三考前模拟测试卷(四)化学试题(含答案)
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(满分100分,考试时间75分钟)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 F—19 Cl—35.5 Fe—56 Se—79 Sr—88
一、 单项选择题:共13小题,每小题3分,共计39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 糖类在生命活动中起重要作用。下列物质主要成分属于糖类的是( )
A. 棉布 B. 羊毛 C. 维生素 D. 油脂
2. 亚硝酰氟(FNO)是一种工业稳定剂,可通过反应N2O4+CsF===FNO+CsNO3制得。下列说法正确的是( )
A. 氧原子的结构示意图为 B. CsF的电子式为Cs eq \\al(·,·) eq \(F,\s\up6(··),\s\d4(··)) eq \\al(·,·)
C. FNO的空间构型为直线形 D. CsNO3中含有离子键与共价键
3. 工业上用C还原SiO2可得半导体材料Si和CO。下列说法正确的是( )
A. 键能大小:E(C—C)
A. 用装置甲制取FeSO4溶液 B. 用装置乙制取NaHCO3溶液
C. 用装置丙制取FeCO3 D. 用装置丁过滤所得的浊液
阅读下列材料,完成5~7题。
氯、氮、硫的化合物应用广泛。ClO2(空间充填模型为)、NaClO等含氯消毒剂可用于杀菌消毒。人工固氮可将N2转化为NH3,再进一步制备肼(N2H4)、硝酸、铵盐等化合物,肼和偏二甲肼(C2H8N2)常用作火箭燃料,肼的燃烧热为622.08 kJ·ml-1。H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子,H2S水溶液在空气中会被缓慢氧化生成S而变浑浊。
5. 下列说法正确的是( )
A. 基态氮原子的核外电子有5种空间运动状态
B. NH eq \\al(+,4) 和H2S中心原子均采用sp3杂化方式
C. ClO2是由极性键构成的非极性分子
D. 偏二甲肼(C2H8N2)的结构简式为
6. 下列化学反应的方程式表示不正确的是( )
A. NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO eq \\al(-,3)
B. H2S水溶液在空气中变浑浊的化学方程式:2H2S+O2===2S↓+2H2O
C. 用石墨作电极电解饱和NaCl溶液的离子方程式:2Cl-+2H2O eq \(=====,\s\up7(通电)) Cl2↑+H2↑+2OH-
D. 肼燃烧的热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g);ΔH=-622.08 kJ·ml-1
7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. H2S具有还原性,可除去废水中的Hg2+
B. HNO3具有强氧化性,可用于制NH4NO3
C. NH4Cl溶液呈酸性,可用于去除铁锈
D. NaClO溶液呈碱性,可用于杀菌消毒
8. CO2通过电催化法可生成C2H5OH,cNC、iNC是可用于阴极电极的两种电催化剂,其表面发生转化原理如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. iNC电极发生氧化反应
B. 合成过程中CO2作为还原剂
C. 合成过程中用iNC作电极催化剂更利于生成C2H5OH
D. cNC电极上发生反应:2CO2+12H++12e-===C2H5OH+3H2O
9. 布洛芬是一种解热镇痛剂,可由如下反应制得。下列关于X和布洛芬的说法正确的是( )
A. X分子中所有碳原子可能共平面
B. X分子能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 1 ml布洛芬最多能与4 ml H2发生加成反应
D. X和布洛芬分子中均含有2个手性碳原子
10. H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸,能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2O(g);ΔH>0。下列说法正确的是( )
A. 已知该反应在加热条件下能自发进行,则其ΔS>0
B. 上述反应的平衡常数K= eq \f(c(COS),c(CO2)·c(H2S))
C. 上述反应中消耗1 ml H2S,生成22.4 L水蒸气
D. 实际应用中,通过增加H2S的量来提高CO2转化率,能有效减少碳排放
11. 室温下,下列实验方案能得出相应结论的是( )
12. 工业上可利用氨水吸收SO2和NO2,原理如下图所示。已知:25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。下列说法正确的是( )
A. 向氨水中通入SO2恰好生成NH4HSO3:c(H2SO3)>c(NH3·H2O)+c(SO eq \\al(2-,3) )
B. 向氨水中通入SO2至pH=7:c(HSO eq \\al(-,3) )>c(NH eq \\al(+,4) )>c(H+)=c(OH-)
C. 反应NH3·H2O+H2SO3⇌NH eq \\al(+,4) +HSO eq \\al(-,3) +H2O的平衡常数K=2.21×107
D. NO2被NH4HSO3吸收的离子方程式:2NO2+4SO eq \\al(2-,3) ===N2+4SO eq \\al(2-,4)
13. CO2H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应如下。( )
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g);ΔH1=-53.7 kJ·ml-1。
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g);ΔH2=+41 kJ·ml-1。
若仅考虑上述反应,在5.0 MPa、n始(CO2)∶n始(H2)=1∶3时,原料按一定流速通过反应器,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。CH3OH的选择性= eq \f(n生成(CH3OH),n消耗(CO2)) ×100%,下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变,升高温度,CO2的平衡转化率增大
B. 其他条件不变,T>236 ℃时,曲线下降的可能原因是反应Ⅰ正反应程度减弱
C. 一定温度下,增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡转化率
D. 研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性
二、 非选择题:共4小题,共计61分。
14. (15分)锶的化合物应用广泛,SrSO4可用于陶瓷工业,SrF2可作防蛀牙膏的添加剂。
(1) 以天青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如下:
① “转化”中用碳酸氢铵和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿,可制得SrCO3沉淀。写出该过程的离子方程式:________。
② “转化”中维持反应温度70 ℃且控制氨水过量,氨水过量的主要原因是________________________________________________________________________
________。
③ 该工艺流程中,可循环利用的物质是________________(填化学式)。
(2) 工业上还可用碳还原法制备高纯硫酸锶。将天青石精矿和煤粉按照一定质量比在回转窑中煅烧,生成SrS,再处理得高纯SrSO4。
① 煅烧温度对SrSO4转化率的影响如图1,最佳煅烧温度为________。
② 天青石精矿和煤粉质量比对SrSO4转化率的影响如图2。天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5∶1后,SrSO4转化率下降的可能原因是________。
(3) SrF2一种晶体的晶胞结构如图3所示。
① 由图可知,每个Sr2+周围紧邻且等距离的Sr2+个数为________。
② 已知Ksp(SrF2)=3.2×10-8,若一次刷牙所用牙膏含SrF2的质量为2 mg,口腔中溶液体积为5 mL,刷牙时口腔溶液中氟离子浓度为________ml·L-1。
15. (15分)康普瑞汀磷酸二钠(H)可减少肿瘤血流量并引起肿瘤坏死,其人工合成路线如下:
(1) B的分子式为C9H11O3Br,则其结构简式为________________。
(2) 设计A→B的目的是________。
(3) E→F的反应类型为________________。
(4) C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:________。
① 分子中苯环上只有两个取代基,且分子中含有5种不同化学环境的氢原子;
② 能发生水解反应,水解产物均能发生银镜反应,其中一种产物遇FeCl3溶液显色。
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)。
16. (16分)实验室以含硒废料(假设杂质不参与反应)提取硒,部分实验过程如下:
(1) “浸取”时单质硒大部分生成二元弱酸H2SeO3,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________。
(2) H2SeO4溶液转化为H2SeO3溶液的实验可在如图装置中进行。滴液漏斗中的液体是________(填名称)。
(3) H2SeO3溶液与SO2反应制备硒单质,反应后溶液中物质的量减少的离子有__________________________(填化学式)。
(4) 以上述流程中生成的H2SeO3溶液为原料制取高纯硒单质,请补充完整实验方案:取一定量H2SeO3溶液,________________________________________________________________________________________________________________,得高纯硒单质。(必须使用的试剂有BaCl2溶液、1 ml·L-1 NaOH溶液)
(5) 实验室常用氧化还原滴定法测定某样品中Se的质量分数,步骤如下:
Ⅰ. 取0.840 0 g样品充分磨碎,加酸煮沸配成H2SeO3溶液,将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容。
Ⅱ. 准确量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加入0.020 0 ml·L-1KMnO4标准溶液25.00 mL,向锥形瓶中再加入25.00 mL 0.06 ml·L-1Fe2+溶液,加入磷酸后再用0.020 0 ml·L-1KMnO4滴定,消耗KMnO4溶液10.00 mL。
已知:Se的最高价含氧酸氧化Fe2+较慢,在该滴定过程可忽略此反应。计算硒的质量分数(写出计算过程)。
17. (15分)铝系金属复合材料能有效还原去除水体中的硝酸盐污染。铝粉表面复合金属的组分和含量,会影响硝酸盐的去除效果。
图1
(1) 在相同实验条件下,分别使用纯铝粉和Cu负载量为3%、4%、5%的Al/Cu二元金属复合材料对硝酸盐的去除效果如图1所示。
① 由图1可知用Al/Cu二元金属复合材料去除水体中硝酸效果明显优于铝粉,可能原因是________________________________________________________________________
________。
② 实验发现Al/Cu二元金属复合材料中Cu负载量过高也不利于硝酸盐的去除,可能的原因是________________________________________________________________________
________。
(2) 在Al/Cu二元金属复合材料基础上引入Pd形成三元金属复合材料,其去除水体中硝酸盐的机理如图2所示。
图2
① 使用Al/Cu二元金属复合材料,可将水体中硝酸盐转化为铵盐,该转化的机理可描述为:H+吸附在Cu表面并得电子生成强还原性的吸咐氢H(ads),________________________________________________________________________
________,NH3与H+结合为NH eq \\al(+,4) 进入溶液。
② 引入Pd的Al/Cu/Pd三元金属复合材料,硝酸盐转化为N2选择性明显提高,可能的原因是________。
图3
③ 其他条件相同时,Al/Cu/Pd三元金属复合材料去除水体中硝酸盐的效果与溶液pH关系如图3所示。水体pH在4至6范围内,随pH增大硝酸盐去除率降低的可能原因是________________________________________________________________________
________。
水体pH在8.5至10范围内,随pH增大硝酸盐去除率升高的可能原因是________________________________________________________________________
________。
江苏省普通高等学校招生考试高三模拟测试卷(四)
1. A 解析:A项,棉布主要成分为纤维素,属于多糖,正确;B项,羊毛主要成分属于蛋白质,错误;糖类、油脂、蛋白质、水、无机盐和维生素属于六大营养素,C项、D项错误。
2. D 解析:A项,O原子的最外层为6个电子,错误;B项,CsF为离子化合物,错误;C项,FNO的结构式为F—N==O,N为sp2杂化,N上有一个孤电子对,FNO为V形分子,错误;D项,Cs+与NO eq \\al(-,3) 之间为离子键,NO eq \\al(-,3) 中的N与O之间为共价键,正确。
3. B 解析:A项,C的原子半径比Si小,则C—C的键能小于Si—Si的键能,错误;B项,O的原子半径小于Si,O难失去电子,则O的第一电离能大于Si,正确;C项,O的非金属性强于C,O的电负性强于C,错误;D项,C的非金属性强于Si,则H2CO3的酸性强于H2SiO3,正确。
4. C 解析:A项,Fe与稀硫酸反应生成FeSO4,过量的Fe可以防止Fe2+被氧化成Fe3+,能达到实验目的;B项,CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3↓,能达到实验目的;C项,FeSO4与NaHCO3反应的化学方程式为FeSO4+2NaHCO3===FeCO3↓+Na2SO4+CO2↑+H2O,产生气体,不可将三颈烧瓶上端的口封闭,不能达到实验目的;D项,生成的FeCO3为沉淀,通过过滤法分离,能达到实验目的。
5. B 解析:A项,N的核外有7个电子,核外电子要么能量不同,要么自旋方向不同,要么轨道不同,所以核外没有一个电子的运动状态是相同的,故N的核外有7种空间运动状态的电子,错误;B项,NH eq \\al(+,4) 中N没有孤电子对,N的价层电子对数为0+4=4,则N为sp3杂化,H2S中S有两个孤电子对,S的价层电子对数为2+2=4,则S为sp3杂化,正确;C项,ClO2中Cl与O之间为极性键,ClO2的空间填充模型为,正、负电荷重心不重合,属于极性分子,错误;D项,N应形成3个键,结构简式为错误。
6. D 解析:A项,HClO的酸性介于H2CO3与HCO eq \\al(-,3) 之间,根据“强酸制弱酸”有ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO eq \\al(-,3) ,正确;B项,H2S被O2氧化生成S,正确;C项,电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,正确;D项,肼的燃烧热为622.08 kJ·ml-1,应生成H2O(l),错误。
7. C 解析:A项,H2S电离出的S2-与Hg2+反应生成HgS沉淀,发生非氧化还原反应,错误;B项,HNO3与NH3反应生成NH4NO3,发生非氧化还原反应,错误;C项,NH4Cl水解使溶液显酸性,可以除去铁锈,正确;D项,NaClO具有强氧化性,可以使细菌变性,用于杀菌消毒,错误。
8. D 解析:A项,iNC电极表面CO2得电子生成CO和C2H5OH,发生还原反应,错误;B项,CO2中C为+4价,CO中C为+2价,C2H5OH中C为-2价,C的化合价降低,则CO2作氧化剂,错误;C项,在iNC表面会生成CO,而在cNC表面只能生C2H5OH,错误;D项,CO2转化为C2H5OH,C的化合价从+4变为-2,则2 ml CO2转移12 ml e-,用H+平衡电荷,正确。
9. B 解析:A项,与苯环相连的碳原子采取sp3杂化,为四面体结构,所有碳原子不可能共平面,错误;B项,—CHO、与苯环相连的碳原子上均有H原子,故均可以使酸性KMnO4溶液褪色,正确;C项,苯环可以与H2发生加成反应,羧基不可以与H2加成,1 ml布洛芬最多能与3 ml H2发生加成反应,错误;D项,X中同时连有甲基和醛基的碳原子为手性碳原子,共有1个,布洛芬中同时连有甲基和羧基的碳原子为手性碳原子,共有1个,错误。
10. A 解析:A项,该反应为吸热反应,但能自发,所以熵一定增大,正确;B项,漏写H2O(g)的浓度,错误;C项,水蒸气的体积不一定是标准状准下的体积,错误;D项,H2S为有毒气体,在实际应用中,不可能用过量的有毒气体来提高CO2的转化率,错误。
11. D 解析:A项,也可能是加热使浓硝酸分解产生红棕色的NO2,错误;B项,同浓度的NaClO的碱性比CH3COONa大,是因为ClO-的水解程度比CH3COO-大,根据“越弱越水解”知,HClO的酸性弱于CH3COOH,错误;C项,酸化的AgNO3相当于含有HNO3,HNO3也会将Fe2+氧化生成Fe3+,错误;D项,SO eq \\al(2-,3) 水解:SO eq \\al(2-,3) +H2O⇌HSO eq \\al(-,3) +OH-,溶液显碱性,加入BaCl2,Ba2+与SO eq \\al(2-,3) 反应生成BaSO3沉淀,使得水解平衡逆向移动,c(OH-)减小,酚酞的红色褪去,正确。
12. C 解析:A项,NH4HSO3溶液中存在质子守恒:c(H2SO3)+c(H+) = c(NH3·H2O)+c(SO eq \\al(2-,3) )+c(OH-),NH eq \\al(+,4) 水解显酸性,HSO eq \\al(-,3) 的电离程度大于水解程度,所以NH4HSO3溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),则c(H2SO3)<c(NH3·H2O)+c(SO eq \\al(2-,3) ),错误;B项,电荷守恒为c(NH eq \\al(+,4) )+c(H+)=c(HSO eq \\al(-,3) )+2c(SO eq \\al(2-,3) )+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),c(NH eq \\al(+,4) ) =c(HSO eq \\al(-,3) )+2c(SO eq \\al(2-,3) ),所以c(NH eq \\al(+,4) )>c(HSO eq \\al(-,3) ),错误;C项,反应NH3·H2O+H2SO3⇌NH eq \\al(+,4) +HSO eq \\al(-,3) +H2O的平衡常数K= eq \f(c(NH eq \\al(+,4) )·c(HSO eq \\al(-,3) ),c(NH3·H2O)·c(H2SO3)) = eq \f(c(NH eq \\al(+,4) )·c(HSO eq \\al(-,3) )·c(H+)·c(OH-),c(NH3·H2O)·c(H2SO3)·c(H+)·c(OH-)) = eq \f(Kb·Ka1,Kw) = eq \f(1.7×10-5×1.3×10-2,1.0×10-14) =2.21×107,正确;D项,HSO eq \\al(-,3) 为弱酸的酸根,不可拆开,错误。
13. B 解析:A项,反应Ⅰ为放热反应,在236 ℃之前,升高温度,反应Ⅰ速率加快,反应Ⅰ进行的程度大,则CH3OH的选择性增大,图中最高点之后,随着温度的不断升高,CH3OH的选择性减小,说明反应Ⅰ在最高点之后,开始逆向移动,参加反应Ⅰ的CO2的转化率减小,图中CH3OH的选择性最小为56%,大于50%,而CH3OH和CO的选择性之和为1,由此说明图中曲线交叉点之前,以反应Ⅰ为主,所以升高温度,CO2的平衡转化率减小,错误;B项,T>236 ℃时,升高温度,CO2转化率下降,反应Ⅱ为吸热反应,升温时,参加反应Ⅱ的CO2转化率一直增大,说明反应Ⅰ中CO2的转化率减小得更快,即反应Ⅰ正反应程度减弱,正确;C项,增大n始(CO2)∶n始(H2),反应虽正向进行,但是增大的CO2,并不能完全消除,所以CO2的平衡转化率反而减小,错误;D项,催化剂不可改变平衡产量,即不会改变平衡时CH3OH的选择性,错误。
14. (15分)
(1) ① SrSO4+HCO eq \\al(-,3) +NH3·H2O===SrCO3+H2O+NH eq \\al(+,4) +SO eq \\al(2-,4) (3分)
② 控制氨水过量可使溶液中HCO eq \\al(-,3) 更多地转化为CO eq \\al(2-,3) ,从而提高SrSO4转化为SrCO3的转化率(2分)
③ NH3、CO2(2分)
(2) ① 1 200 ℃(2分)
② 若煤粉量过少,还原剂不足,SrSO4不能被完全还原成SrS(或煤粉量过少,还原剂不足,回转窑中氧气能将部分SrS氧化为SrSO4,使硫酸锶转化率下降)(2分)
(3) 12(2分) 0.004(2分)
解析:(1) ① 碳酸氢铵和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿,可以理解成,NH3·H2O中和HCO eq \\al(-,3) 电离出的H+生成NH eq \\al(+,4) ,HCO eq \\al(-,3) 电离出的CO eq \\al(2-,3) 与SrSO4电离出的Sr2+生成SrCO3沉淀。② 氨水过量,可以使HCO eq \\al(-,3) 转化为更多的CO eq \\al(2-,3) ,浓度较高的CO eq \\al(2-,3) 才可以促进SrSO4沉淀发生转化。③ 煅烧SrCO3沉淀,生成SrO和CO2(气体X),加水浸取SrO生成Sr(OH)2,与(NH4)2SO4反应生成高纯SrSO4和NH3(气体Y),CO2和NH3可以反应生成碳酸氢铵,NH3可制得氨水。(2) ① 题图1在1 200~1 400 ℃时,SrSO4转化率最高,但温度过高则要求高,所以最佳温度为1 200 ℃。② 工业上用碳还原法制备高纯硫酸锶,原理为煅烧天青石精矿和煤粉生成SrS,再处理得高纯SrSO4。天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5∶1后,说明煤粉的量不足,即C不足,故不能将SrSO4完全还原成SrS,进而使硫酸锶转化率下降。(3) 由晶胞图知,中间有8个F-,Sr2+位于8个顶点和6个面心,以顶点的Sr2+分析,离顶点Sr2+最近的Sr2+位于晶胞的面心,一共有3个面心,而1个顶点为8个立方体所共有,所以共有24个Sr2+,但是两个共同的面的晶体会重复计算一次面心,所以应为24/2=12个Sr2+。② n(SrF2)=m(SrF2)/M(SrF2) = 2 mg×10-3 g·mg-1/126 g·ml-1=0.158 9 ml,c(SrF2)=n(SrF2)/V=0.158 9 ml/5 mL×10-3 L·mL-1 = 3.2 ml·L-1。Ksp(SrF2)很小,说明SrF2在口腔中形成了饱和溶液,设c(Sr2+)=x ml·L-1,则c(F-) = 2x ml·L-1,则Ksp(SrF2)=c(Sr2+)·c2(F-)=x·(2x)2=3.2×10-8,得x=2×10-3,c(F-)=4×10-3 ml·L-1。
15. (15分)
(2) 保护酚羟基(2分)
(3) 取代反应(2分)
解析:(1) 对比A、D的结构简式,A中酚羟基上的H原子被CH3OCH2—所取代,则B的结构简式为(2) 对比A、F的结构简式,F中再次出现酚羟基,说明A→B为保护酚羟基。(3) E→F为HCl中的H取代E中CH3OCH2—。(4) 能发生水解反应,水解产物均能发生银镜反应,则应含有甲酸形成的酯基,并且有一种产物遇FeCl3溶液显色,则应为甲酸形成的酚酯,包含结构分子苯环上只有两个取代基,则另一个取代基在苯环的对位,对比C的结构简式知,还多余4个C原子,1个O原子,1个不饱和度,分子中含有5种不同化学环境的氢原子,由此确定,多余的基团结构为(5) 原料有CH3OCH2Cl,与流程中的A→B相同,则应为保护酚羟基,对比需要将原料中的2个碳原子变为4个碳原子,已知中醛与醛加成可使得碳链增长,故需要将中醇羟基先氧化生成—CH2CHO,亚甲基上有2个H原子,可以与2个HCHO发生加成反应生成然后将2个—CH2OH氧化得2个—CHO。最后将CH3OCH2—用HCl中的H取代得酚羟基。
16. (16分)
(1) 3Se+4NO eq \\al(-,3) +4H++H2O===3H2SeO3+4NO↑(2分)
(2) 浓盐酸(2分)
(3) HSeO eq \\al(-,3) 、SeO eq \\al(2-,3) 、OH-(3分)
(4) 在不断搅拌下向H2SeO3溶液中缓缓通入SO2气体,同时用1 ml·L-1 NaOH溶液吸收多余的尾气(1分),直至静置后在上层清液中继续通入少量SO2气体时不再产生沉淀为止(1分),停止通入SO2气体,静置、过滤、洗涤(1分),直至取最后一次洗涤滤液,加入BaCl2溶液无沉淀生成,干燥(1分)
(5) n(KMnO4)=0.020 0 ml·L-1×(25.00+10.00)×10-3 L=7×10-4 ml(1分)
n(Fe2+)=0.06 ml·L-1×25.00×10-3 L=1.5×10-3 ml(1分)
KMnO4 ~ 5Fe2+ 5Se~5H2SeO3 ~ 2KMnO4
1 5 5 2
3×10-4 ml 1.5×10-3 ml(1分) 1×10-3 ml (7×10-4-3×10-4)ml(1分)
硒的质量分数为 eq \f(1×10-3 ml×79 g·ml-1×\f(250 mL,25.00 mL),0.840 0 g) ×100%≈94.05%(1分)
解析:(1) “浸取”时加入的H2SO4和NaNO3相当于稀硝酸,氧化Se生成H2SeO3和NO,根据Se和N得失电子守恒配平。(2) H2SeO4与浓盐酸反应转化为H2SeO3,Se的化合价下降,则Cl的化合价上升,生成Cl2,向H2SeO4和H2SeO3的混合溶液中滴加浓盐酸,当不再产生气泡时,说明H2SeO4已完成反应。如果将H2SeO4和H2SeO3的混合溶液滴入浓盐酸中,则最终会形成H2SeO3和浓盐酸的混合溶液。(3) H2SeO3溶液中存在电离平衡:H2SeO3⇌HSeO eq \\al(-,3) +H+,HSeO eq \\al(-,3) ⇌SeO eq \\al(2-,3) +H+,H2SeO3与SO2反应生成Se和H2SO4,生成的H2SO4为强酸,会抑制H2SeO3的电离,则HSeO eq \\al(-,3) 、SeO eq \\al(2-,3) 的浓度均会减小,由于酸性增强,则c(OH-)也减小,因为通入的是SO2气体,对原溶液的体积几乎没有影响,则n(HSeO eq \\al(-,3) )、n(SeO eq \\al(2-,3) )和n(OH-)均减小。(4) 向H2SeO3溶液中加入SO2发生氧化还原反应生成Se,过量的SO2要用NaOH吸收,当通入的SO2过量时,将不再生成Se沉淀,即可停止通入SO2。对Se沉淀洗涤,直到最后一次洗涤滤液中检验不出SO eq \\al(2-,4) ,最后干燥Se。(5) KMnO4与H2SeO3及Fe2+反应,反应关系为KMnO4~5Fe2+,5Se~5H2SeO3~2KMnO4。KMnO4一共加入两次,总的KMnO4溶液体积为35.00 mL,其中Fe2+消耗的n(KMnO4)=5n(Fe2+),则与H2SeO3反应的n(KMnO4)=0.020 0 ml·L-1×35.00×10-3 L- eq \f(1,5) ×0.06 ml·L-1×25.00×10-3 L=7×10-4 ml-3×10-4 ml=4×10-4 ml,n(Se)= eq \f(5,2) ×4×10-4 ml=10-3 ml。实验中只取出25 mL,则样品中n(Se)=10-3 ml× eq \f(250 mL,25 mL) = 0.01 ml,w(Se)= eq \f(0.01 ml×79 g·ml-1,0.840 0 g) ×100%≈94.05%。
17. (15分)
(1) ① Cu能催化铝粉去除硝酸盐的反应(或形成AlCu原电池,增大铝粉去除硝酸盐的反应速率)(2分)
② 因为过多的Cu原子覆盖于二元金属表面,减少了表面Al原子数,从而减少Al与水体中硝酸盐的接触机会,使硝酸盐去除效果减弱(2分)
(2) ① 吸附氢H(ads)与同样吸附于Cu表面的NO eq \\al(-,3) (ads)反应生成NO eq \\al(-,2) (ads)(1分),NO eq \\al(-,2) (ads)脱离Cu表面被释放到溶液中(1分),溶液中NO eq \\al(-,2) (ads)转移并吸附在Al表面被还原为NH3(ads)(1分)
② 由图可知Cu表面吸附的H(ads)不能将NO eq \\al(-,2) (ads)转化为N2(1分),而Pd表面吸附的H(ads)可实现上述转化(1分)。Cu表面生成的NO eq \\al(-,2) (ads)可转移并吸附在Pd表面(1分),被Pd表面的H(ads)进一步还原为N2 (1分)
③ pH在4至6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的H(ads)减少,使硝酸盐去除率降低(2分)
pH在8.5至10范围内,随着pH增大,氢氧根浓度增大,促进铝表面氧化铝的溶解,同时铝与OH-反应产生的氢原子能还原硝酸根,使硝酸盐的去除率升高(2分)
解析:(1) ① Al/Cu二元金属复合材料优于单一的Al,原因可能是Cu起催化作用,也可能是Al和Cu构成原电池,加快了反应速率。② 复合材料中Cu含量过多时,水体与Al接触的量减小,使硝酸盐去除效果减弱。(2) ① 由题图知,吸附氢与NO eq \\al(-,3) 反应生成NO eq \\al(-,2) ,NO eq \\al(-,2) (ads)脱离Cu表面进入溶液,溶液中的NO eq \\al(-,2) (aq)被吸附到Al的表面,NO eq \\al(-,2) (ads)得到Al失去的电子还原为NH3。② 由题图知,Cu表面的H只能将NO eq \\al(-,3) 还原为NO eq \\al(-,2) ,不能将NO eq \\al(-,2) 还原为N2,但是Pd表面的H可以将NO eq \\al(-,2) 还原为N2,所以N2选择性明显提高,图示中Cu表面的NO eq \\al(-,2) 可以被转移至Pd表面。③ 在pH=6之前,pH增大,c(H+)减小,H+得电子生成的H(ads)减少,则硝酸盐去除率降低。在pH=8之后,pH增大,c(OH-)的浓度增大,铝表面的氧化膜溶解,铝与OH-反应生成H(再形成H2),生成的H具有强还原性,可还原NO eq \\al(-,3) ,使硝酸盐的去除率升高。
选项
方案
结论
A
将灼热的木炭加入到浓硝酸中,有红棕色气体产生
木炭在加热条件下能与浓硝酸反应
B
用pH计分别测定0.1 ml·L-1 NaClO溶液和0.1 ml·L-1 CH3COONa溶液的pH,前者pH大于后者
HClO酸性强于CH3COOH
C
向Fe(NO3)2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液振荡,溶液颜色变红
氧化性:Ag+>Fe3+
D
向Na2SO3溶液中滴入酚酞试液,溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去
Na2SO3溶液中存在水解平衡
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