江苏省南通市海安高级中学2020届高三9月月考化学试题
江苏省海安高级中学2020届高三9月月考
化学试题
1.习总书记多次强调要“像对待生命一样对待生态环境”。下列说法正确的是( )
A. 用聚乙烯生产快餐盒可降低白色污染
B. 用太阳能光解水制H2可减少碳排放
C. 用施撒熟石灰的方法可改良碱性土壤
D. 用Ba(OH)2可消除水中Cu2+等重金属离子污染
【答案】B
【解析】
A. 聚乙烯难降解,导致白色污染,应利用聚乳酸代替聚乙烯,减少白色污染,故A错误; B. 水分解生成氢气和氧气,不排放含碳元素的物质,则用太阳能光解水制H2可减少碳排放,所以B选项是正确的; C熟石灰主要成分Ca(OH0)2不能与碱反应,所以不能用施熟石灰的方法可改良碱性土壤故C错误; 与反应生成氢氧化铜沉淀,但生成有毒的,不能消除重金属离子污染,故D错误; 故答案选B。
2.下列有关氧元素及其化合物的表示正确的是( )
A. 中子数为10的氧原子: O
B. 氧原子的结构示意图:
C. 水分子的电子式:
D. 乙酸甲酯的结构简式: HCOOC2H5
【答案】A
【解析】
A.质子数为8、中子数为10的氧原子的质量数为18,故A正确;B、氧原子的结构示意图:,故B错误;C、水分子是共价化合物,不存在离子键,故C错误;D、乙酸甲酯的结构简式为CH3COOCH3,故D错误;故选A。
3.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. Si的熔点高,可用作半导体材料
B. SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆
C. Na2CO3溶液呈碱性,可用于洗涤油污
D. Al2O3硬度很大,可用于制造耐火材料
【答案】C
【解析】
A.硅位于金属和非金属元素之间,具有金属和非金属的性质,硅单质是半导体的主要材料,但与硅的熔点高不对应,选项A错误;B、SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆,选项B错误;C、Na2CO3溶液呈碱性,能与油脂反应,可用于洗涤油污,选项C正确;D、Al2O3熔点高,可用于制造耐火材料,与硬度很大不对应,选项D错误。答案选C。
4. 关于下列各实验装置图的叙述中,正确的是 ( )
A. 装置①可用于分离苯和溴苯的混合物 B. 装置②可用于吸收HC1或NH3气体
C. 装置③可用于分解NH4C1制备NH3 D. 装置④b口进气可收集CO2或NO气体
【答案】A
【解析】
略
5.25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 能使甲基橙变红的溶液中:K+、Mg2+、NO3-、I-
B. c(HCO3-)=1 mol·L-1溶液中:Na+、NH4+、SO42-、OH-
C. 无色透明的溶液中: Fe3+、Al3+、NO3-、SO42-
D. =1012的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、AlO2-
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲基橙变红,说明溶液显酸性,NO3-酸中具有强氧化性,能将I-氧化,即该离子组不能在指定溶液中大量共存,故A错误;
B、OH-能与HCO3-发生OH-+HCO3-=H2O+CO2↑,因此该离子组不能在指定溶液中大量共存,故B错误;
C、Fe3+显棕黄色,该离子组不符合题意,故C错误;
D、=1012的溶液显碱性,这些离子在碱中能大量共存,故D正确;
答案选D。
【点睛】离子共存一看色,判断溶液是无色溶液还是下列溶液,注意有色离子;二看性,判断出溶液显酸性还是碱性;三看特殊,记住特殊反应,如AKO2-和HCO3-不能大量共存,NO3-、H+与还原性离子不能大量共存;四看反应,发生复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应的离子不能共存。
6.下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 氯化铁溶液溶解铜片:Fe3++ Cu=Fe2++ Cu2+
B. 氯气与水反应:Cl2 + H2O 2H+ + Cl-+ ClO-
C. 硝酸银溶液中加入过量氨水:Ag+ + NH3·H2O=AgOH↓+ NH4+
D. Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应: Ca2++ HCO3-+ OH-=CaCO3↓+ H2O
【答案】D
【解析】
A. 氯化铁溶液溶解铜片,反应的离子方程式为:2Fe3++ Cu=2Fe2++ Cu2+,选项A错误;B. 氯气与水反应的离子方程式为:Cl2 + H2O H+ + Cl-+ HClO,选项B错误;C. 硝酸银溶液中加入过量氨水,反应的离子方程式为:Ag+ + 3NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+ NH4+,选项C错误;D. Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应的离子方程式为: Ca2++ HCO3-+ OH-=CaCO3↓+ H2O,选项D正确。答案选D。
7.如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
A. 由MgCl2制取Mg是放热过程
B. 热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C. 常温下氧化性:F2
r(W) > r(Y) > r(X)
B. Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
C. Z3W中既含有离子键又含有共价键
D. X的单质不能与Y的最高价氧化物对应的水化物反应
【答案】B
【解析】
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X元素形成的一种单质是自然界中硬度最大的物质,X为C元素;Z是短周期中金属性最强的元素,Z为Na元素;Y位于周期表中VA族,则Y为N元素;W3-与氩原子核外电子排布相同,W为P元素。A. 四种元素的原子中,原子半径最小的是N,即Y,故A错误;B. N的非金属性比P强,氨气的热稳定性比PH3的强,故B正确;C. Na3P中只含有离子键,不含共价键,故C错误;D. C的单质能与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,故D错误;故选B。
点睛:本题考查了元素周期表和元素周期律的知识。正确推导元素是解题的关键。本题的易错点是D,要熟悉硝酸的性质。
10.下列图示与对应的叙述相符合的是
A. 表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化
B. 表示反应物断键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量
C. 表示0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1硫酸时溶液pH的变化
D. 表示向Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4至过量,溶液的导电性变化情况
【答案】B
【解析】
A、升高温度,正逆反应速率都增大,都大于原来平衡速率,选项A错误;B、反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量为吸热反应,该图表示正确,选项B正确;C、图中向20 mL 0.1 mol·L-1硫酸中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液时,溶液酸碱性的变化是:酸性溶液→中性溶液→碱性溶液,但滴定终点消耗氢氧化钠的体积应该为40 mL,选项C错误;D、图丁表示向Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4至过量,溶液的导电性变化应逐渐减小,当硫酸过量时导电性逐渐增大,选项D错误。答案选B。
点睛:本题为图象题,做题时注意分析图象题中曲线的变化特点是做该类题型的关键,易错点为选项C,应明确所加溶液体积与酸碱反应的情况,滴定终点消耗氢氧化钠的体积应该为40 mL,但图中向20 mL 0.1 mol·L-1硫酸中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液时,溶液酸碱性的变化是:酸性溶液→中性溶液→碱性溶液,故错误。
11.下列说法正确的是
A. 反应2NaCl(s)=2Na(s)+Cl2(g) 的ΔH<0,ΔS>0
B. 常温下,将稀CH3COONa溶液加水稀释后,n(H+)·n(OH-)不变
C. 合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高H2的转化率
D. 氢氧燃料电池工作时,若消耗标准状况下11.2 L H2,则转移电子数为6.02×1023
【答案】D
【解析】
A、该反应有气体产生△S>0,钠在氯气中燃烧是放热反应,其逆反应吸热△H>0,选项A错误;B、常温下,将稀CH3COONa溶液加水稀释后,水解程度增大,水的电离程度减小,n(H+)·n(OH-)减小,选项B错误;C、合成氨生产中将NH3液化分离,生成物的浓度减小,反应速率减小,选项C错误;D、氢氧燃料电池负极正极H2~2e-,,工作时,若消耗标准状况下11.2 L H2,则转移电子数为6.02×1023,选项D正确。答案选D。
12.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向苯酚浊液中加入Na2CO3溶液,溶液变澄清
酸性:苯酚>HCO3-
B
将少量Fe(NO3)2加水溶解后,滴加稀硫酸酸化,再滴加KSCN溶液,溶液变成血红色
Fe(NO3)2已变质
C
氯乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀
氯乙烷发生水解
D
在2 mL 0.01 mol·L-1的Na2S溶液中先滴入几滴0.01 mol·L-1 ZnSO4溶液有白色沉淀生成,再滴入0.01 mol·L-1 CuSO4溶液,又出现黑色沉淀
Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
A.苯酚与碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,则溶液变澄清,说明酸性:苯酚>HCO3-,选项A正确;B、Fe(NO3)2溶液中滴加稀H2SO4酸化后,相当于存在HNO3,会把Fe2+氧化为Fe3+,滴加KSCN溶液后变红色,不能确定Fe(NO3)2试样已变质,选项B错误;C、氯乙烷与NaOH溶液共热后,溶液中还存在过量的NaOH溶液,此时直接加入AgNO3 溶液,最终得到的褐色的Ag2O,选项C错误;D、在2 mL 0.01 mol·L-1的Na2S溶液中先滴入几滴0.01 mol·L-1 ZnSO4溶液有白色沉淀ZnS生成,因为Na2S溶液过量,所以再滴入CuSO4溶液,又出现黑色沉淀CuS,所以无法据此判断Ksp(CuS)与Ksp(ZnS)的大小关系,选项D错误。答案选A。
13.有机物Z是制备药物的中间体,合成Z的路线如下图所示:
下列有关叙述正确的是
A. X分子中所有原子处于同一平面
B. X、Y、Z均能和NaOH溶液反应
C. 可用NaHCO3溶液鉴别Y和Z
D. 1 mol Y跟足量H2反应,最多消耗3 mol H2
【答案】BC
【解析】
A.甲烷为正四面体结构, X分子中存在甲基,故所有原子不可能处于同一平面,选项A错误;B、X、Y、Z分别为酯、酚、羧酸,均能和NaOH溶液反应,选项B正确;C、Z中含羧基能与碳酸氢钠溶液反应产生气体,Y反应不能产生气体,可用NaHCO3溶液鉴别Y和Z,选项C正确;D、Y中含有一个苯环和一个羰基,1 mol Y跟足量H2反应,最多消耗4 mol H2,选项D错误。答案选BC。
14.H2S为二元弱酸。20 ℃时,向0.100 mol·L-1的Na2S溶液中缓慢通入HCl气体(忽略溶液体积的变化及H2S的挥发)。下列指定溶液中微粒的物质的量浓度关系一定正确的是( )
A. 通入HCl气体之前: c(S2-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)
B. c(HS-)=c(S2-)的碱性溶液中: c(Cl-)+c(HS-)>0.100 mol·L-1+c(H2S)
C. pH=7的溶液中: c(Cl-)=c(HS-)+2c(H2S)
D. c(Cl-)=0.100 mol·L-1的溶液中: c(OH-)-c(H+)=c(H2S)-c(S2-)
【答案】CD
【解析】
A:通入HCl气体之前,该溶液为Na2S溶液,分步水解且程度很小,离子浓度大小关系为c(S2-)> c(OH-) > c(HS-) >c(H+),故A错误;B: c(Cl-)+ c(OH-)= c(HS-)+2c(H2S)+ c(H+),
两边同时加上,得═,因碱性溶液,所以,又因•,所以 mol•,故B错误;
C:.电荷守恒式,物料守恒式,的溶液,三等式联立可得═,所以C选项是正确的;
═,两边同时加上,得═,因碱性溶液,所以,又因•,所以 mol•,故C正确;
mol•的溶液中,•,又因═,所以,所以D选项是正确的; 所以CD选项是正确的。
15.一定条件下进行反应:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g),向2.0 L恒容密闭容器中充入
1.0 mol COCl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表:
下列说法正确的是
A. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22 mol·L-1,则反应的ΔH<0
B. 若在2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器进行该反应,化学平衡常数不变
C. 保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2 molCOCl2、0.60 molCl2和0.60 molCO,反应达到平衡前的速率:v(正)<v(逆)
D. 保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0 molCl2和0.8 molCO,达到平衡时,Cl2的转化率小于60%
【答案】CD
【解析】
试题分析:A、该反应平衡时氯气的浓度为0.2 mol·L-1,升高温度浓度变大,平衡正向移动,反应为吸热反应,错误;B、绝热容器中反应的热量不能交换导致温度发生变化,平衡常数随之改变,错误;C、根据浓度熵和平衡常数比较,判断逆向进行,正确;D、充入1.0 molCl2和1.0 molCO,Cl2的转化率为60%,CO量减少,平衡逆向移动,转化率降低,正确。
考点:考查化学平衡有关问题。
16.利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制备精细无机化工产品“三盐”(3PbO·PbSO4·H2O),主要制备流程如下:
(1)步骤①PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为 ____________________________。
(2)滤液1和滤液3经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为____________(写化学式)。
(3)步骤③酸溶时,其中的铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为____________________________;滤液2中溶质主要成分为________(写化学式)。
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为 _______________________________________。
(5)步骤⑦洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是 ___________________________________________________________________________。
【答案】 (1). PbSO4+CO32-==PbCO3+SO42- (2). Na2SO4·10H2O(或Na2SO4) (3).
3Pb+8H++2NO3-==3Pb2++2NO↑+4H2O (4). HNO3 (5). 4PbSO4+6NaOH==3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O (6). 取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明沉淀已洗涤干净。
【解析】
分析:由于PbSO4溶解度较大,又不溶于稀酸,而PbCO3溶解度小,能溶于稀酸,为提高原料的利用率,加入碳酸钠将硫酸铅转化为碳酸铅,然后用硝酸将PbO、Pb 和PbCO3转化为可溶性铅盐,再向其中加入硫酸,使铅元素转化为PbSO4,所以滤液2中的溶质为硝酸,可进行循环使用,节约原料,降低成本,然后向硫酸铅中加入氢氧化钠溶液,在适当条件下生成“三盐”,经过分离处理后得到所要的产品;沉淀是否洗涤干净,需要根据化学反应确定其中的可溶性物质,再通过检验洗涤液中是否含有该可溶性物质来判断。
详解:(1)步骤①PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为PbSO4+CO32-==PbCO3+SO42-;
(2)根据步骤①和⑥发生的反应,可确定滤液1和滤液3中的溶质主要成分为Na2SO4,经过处理后得到的副产品为Na2SO4·10H2O(或Na2SO4);
(3)铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为3Pb+8H++2NO3-==3Pb2++2NO↑+4H2O;在进行步骤④沉铅时发生的反应为Pb(NO3)2+H2SO4==PbSO4↓+2HNO3,所以滤液2中溶质为HNO3;
(4)步骤⑥合成三盐化学方程式为4PbSO4+6NaOH==3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O;
(5)步骤⑦洗涤时,主要是除去可溶性的Na2SO4,可取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明沉淀已洗涤干净。
点睛:本题的难点是合成三盐的化学方程式的书写和产品洗涤干净的检验。特别是“取最后一次洗涤液”进行检验。
17.化合物H是一种用于合成药物的中间体,其合成路线流程图如下:
(1)B中的含氧官能团名称为羟基、________________和________________。
(2)B→C的反应类型为________________。
(3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式:________________。
①含有苯环,且遇FeCl3溶液不显色;
②能发生水解反应,水解产物之一能发生银镜反应,另一水解产物分子中只有3种不同化学环境的氢。
(4)F 的分子式为C18H20O4,写出F的结构简式:________________。
(5)以苯、甲醛和丙酮为基础有机原料,制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________
【答案】 (1). 醚键 (2). 羰基 (3). 消去反应 (4). (5). (6).
【解析】
(1)B为,含氧官能团名称为羟基、醚键和羰基;(2)B→C是
加热条件下发生消去反应生成和水,反应类型为消去反应;(3)A()的同分异构体满足:①含有苯环,且遇FeCl3溶液不显色,则不含有酚羟基;②能发生水解反应,水解产物之一能发生银镜反应,另一水解产物分子中只有3种不同化学环境的氢,则应高度对称,考虑氧原子的个数,应该含有甲酸酯结构,则符合条件的结构简式有;(4)F 的分子式为C18H20O4,结合E()的结构简式,以及F与SOCl2反应生成,则F的结构简式为:; (5)甲醛与丙酮在氢氧化钠溶液中反应生成HOCH2CH2COCH3,HOCH2CH2COCH3催化氧化得到OHCCH2COCH3,OHCCH2COCH3进一步催化氧化得到HOOCCH2COCH3,HOOCCH2COCH3与SOCl2反应得到ClCOCH2COCH3,ClCOCH2COCH3与苯在氯化铝催化下反应得到。合成路线流程图如下:。
18.白钠镁矾(mNa2SO4·nMgSO4·xH2O)俗称硝板,工业上用白钠镁矾制备碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]晶须的过程如下:向碳酸钠溶液中加入白钠镁矾,保持50℃加热0.5h,有大量的5MgCO3·3H2O生成,然后升高温度到85℃加热2h发生热解反应,过滤得碱式碳酸镁晶体。
(1)热解反应方程式为________________。
(2)碱式碳酸镁可用作化学冷却剂,原因是________________。
(3)为测定白钠镁矾的组成,进行下列实验:
①取白钠镁矾3340 g溶于水配成100.00 mL溶液A;
②取25.00 mL溶液A,加入足量的氯化钡溶液,得BaSO4 1.165 g;
③另取25.00 mL溶液A,调节pH=10,用浓度为0.1000 mol·L-1EDTA标准溶液滴定Mg2+
(离子方程式为Mg2+ + H2Y2-=MgY2-+ 2H+),滴定至终点,消耗标准溶液25.00 mL。通过计算确定白钠镁矾的化学式(写出计算过程)。___________________
【答案】 (1). 5MgCO3·3H2O + 2H2O4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O + CO2↑ (2). 碱式碳酸镁分解吸热 (3). n(BaSO4)=n(SO42-)==0.0200mol,n(Mg2+)=n(EDTA)=0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3 L·mL-1 =0.01mol,n(Na2SO4)=0.0200mol-0.01mol=0.01mol,n(H2O)==0.04mol,n(Na2SO4): n(MgSO4): n(H2O) =0.01mol:0.01mol:0.04mol=1:1:4,化学式为Na2SO4·MgSO4·4H2O
【解析】
(1)热解反应是5MgCO3·3H2O升高温度到85℃加热2h发生热解反应,过滤得碱式碳酸镁晶体,反应的方程式为:5MgCO3·3H2O + 2H2O4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O + CO2↑;(2)碱式碳酸镁分解吸热,可用作化学冷却剂;(3)n(BaSO4)=n(SO42-)==0.0200mol,n(Mg2+)=n(EDTA)=0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3 L·mL-1 =0.01mol,n(Na2SO4)=0.0200mol-0.01mol=0.01mol,n(H2O)==0.04mol,n(Na2SO4): n(MgSO4): n(H2O) =0.01mol:0.01mol:0.04mol=1:1:4,化学式为Na2SO4·MgSO4·4H2O。
19.利用锌冶炼废渣(ZnSO4、CuSO4、FeSO4、FeS2、Al2O3、SiO2)制备ZnSO4和Fe2O3的实验流程如下:
已知:“碱浸”时,NaOH溶液浓度越大越粘稠,越容易生成铝硅酸钠沉淀。
(1) “水浸”阶段需在70~80℃条件下进行,适宜的加热方式为________________。
(2)“氧化”阶段是将Fe2+氧化后进一步生成Fe(OH)3,从反应产物的角度分析,以氯水替代H2O2的缺点是①使ZnSO4中混有ZnCl2;②________________。
(3)“灼烧”时FeS2发生反应的化学方程式为________________。使用的装置如右图,仪器a的名称为________________。
(4) “碱浸”阶段,在其它条件不变的情况下,所得固体中Fe2O3含量随NaOH溶液的浓度的增大而增大,但当氢氧化钠浓度大于12 mol·L-1时,Fe2O3含量反而降低,其原因是________________。
(5)“滤液Ⅰ”溶质主要是ZnSO4和CuSO4。已知硫酸锌晶体的溶解度随温度变化如右图,请设计从“滤液Ⅰ”中获取ZnSO4晶体的实验方案:________________(实验中须使用的试剂有:Zn粉、稀H2SO4、酒精)。
【答案】 (1). 水浴加热 (2). 引入H+使Fe3+不容易沉淀 (3). 4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2 (4). 坩埚 (5). NaOH浓度大于12 mol·L-1时,生成的铝硅酸钠沉淀附着在反应物表面,使碱浸不完全 (6). 向滤液Ⅰ中加入过量的锌粉,过滤,在滤渣中加入稍过量稀硫酸,过滤,把两次过滤的滤液合并,保持60℃左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤用酒精洗涤,干燥
【解析】
(1) “水浸”阶段需在70~80℃条件下进行,水的沸点为100℃,适宜的加热方式为水浴加热;(2)“氧化”阶段是将Fe2+氧化后进一步生成Fe(OH)3,从反应产物的角度分析,以氯水替代H2O2的缺点是①使ZnSO4中混有ZnCl2;②引入H+使Fe3+不容易沉淀;(3)“灼烧”时FeS2在空气中与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫,发生反应的化学方程式为4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2;实验室用于灼烧固体的仪器是坩埚,则仪器a的名称为坩埚;(4)NaOH浓度大于12 mol·L-1时,生成的铝硅酸钠沉淀附着在反应物表面,使碱浸不完全,Fe2O3
含量反而降低;(5)向滤液Ⅰ中加入过量的锌粉,过滤,在滤渣中加入稍过量稀硫酸,过滤,把两次过滤的滤液合并,保持60℃左右蒸发浓缩,冷却至室温结晶,过滤用酒精洗涤,干燥,得到ZnSO4晶体。
20.废水废气对自然环境有严重的破坏作用,大气和水污染治理刻不容缓。
(1)某化工厂产生的废水中含有Fe2+、Mn2+等金属离子,可用过硫酸铵[(NH4)2S2O8]氧化除去。
①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2的离子方程式为_____。
②温度与Fe2+、Mn2+氧化程度之间的关系如图所示:
实验过程中应将温度控制在_____。Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子,常加入活性炭处理,加入活性炭的目的为_____。
③H2O2也有较强氧化性,在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是_____。
(2)利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中NO、NO2,其反应机理如图所示。A包含物质的化学式为N2和_____ 。
(3)工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收,反应过程中溶液组成变化如图所示。
①吸收初期(图中A点以前)反应的化学方程式为_____。
②C点高于B点的原因是_______
【答案】 (1). S2O82- + 2H2O + Mn 2+=4H+ + 2SO42- + MnO2↓ (2). 80℃(80℃~90℃区间均可) (3). 吸附胶体粒子形成沉淀 (4). 锰的化合物可催化H2O2的分解,使消耗的H2O2增多 (5). H2O (6). 2Na2CO3 + SO2 + H2O=2NaHCO3 + Na2SO3 (7). 根据钠元素守恒, NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数就大
【解析】
(1)①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2,而本身被还原为SO42-,反应的离子方程式为S2O82- + 2H2O + Mn 2+=4H+ + 2SO42- + MnO2↓;②根据图1可知:80℃时Fe2+、Mn2+氧化程度接近1.0,故实验过程中应将温度控制在80℃;Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子,常加入活性炭处理,加入活性炭的目的为吸附胶体粒子形成沉淀;③H2O2也有较强氧化性,在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是锰的化合物可催化H2O2的分解,使消耗的H2O2增多;(2)根据图示反应可产生A的反应为:[(NH4)(HNO2)]+=N2+A+H+,结合反应可推导出A为H2O;反应为[(NH4)(HNO2)]+=N2+ 2H2O +H+;(3)①吸收初期(图中A点以前)工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收,由图中信息可知,NaHCO3 和Na2SO3的量明显增加,则发生反应的化学方程式为:2Na2CO3 + SO2 + H2O=2NaHCO3 + Na2SO3;②C点高于B点的原因是根据钠元素守恒, NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数就大。
21.铁触媒常作为合成氨的催化剂,CO会使催化剂中毒。可用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为________________。
(2)C、N、O的电负性由大到小的顺序为________________。
(3)1 mol CH3COO[Cu(NH3)2]中含有σ键的数目为________________mol,其中C原子轨道的杂化类型是________________。
(4)与CO分子互为等电子体的阴离子为________________。
(5)Cu和Fe都可以形成多种氧化物。其中FexO晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1。若FexO中的x=0.92,则该此晶体化学式为________________(用Fe2+aFe3+bO形式表示)。
【答案】 (1). [Ar]3d9 (2). O﹥N﹥C (3). 14 (4). sp3和sp2 (5). CN-(或C22-等) (6). Fe2+0.76Fe3+0.16O
【解析】
(1)Cu是29号元素,Cu2+含有27个电子 ,其基态电子排布式为[Ar]3d9;(2)元素原子的得电子能力越强,则电负性越大,所以O>N>C;(3)硫酸铜与氨水反应可形成Cu(NH3)42+,N-H键C-H键、C-O键,C=O中的一个键及配位键属于σ键,1mol该配离子中含有σ键为14mol;CH3COO中甲基上的C形成4条σ键,无孤电子对,因此采取sp3杂化类型,酯基中的C形成3条σ键和1条π键,无孤电子对,采取sp2杂化类型;(4)等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子,与CO互为等电子体的阴离子为CN-或C22-等;(5)若FexO中的x=0.92,用Fe2+aFe3+bO形式表示FexO晶胞,则有a+b=0.92,2a+3b=2,联立解得a=0.76,b=0.16,则该此晶体化学式为Fe2+0.76Fe3+0.16O。