云南昆明地区名校2024届高二下学期化学周测卷(三)(含解析)

云南昆明地区名校2024届高二下学期化学周测卷(三)
化学
姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质的性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A.硫酸亚铁溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中:
B.足量通入氯化铝溶液中:
C.足量氯气通入碳酸钠溶液中:
D.通入溶液中:
2.下列物质间转化都能通过一步实现的是
A.Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3
B.Al→Al2O3→NaAlO2→Al(OH)3
C.S→SO3→H2SO4→SO2
D.N2→NO2→HNO3→NO
3.标准状况下,1molO2所占的体积约为
A.1ml B.22.4L C.44.8L D.1L
4.在给定条件下,下列画线物质在化学反应中能被完全消耗的是
A.用浓盐酸与二氧化锰共热制氯气
B.标准状况下,将1g铝片投入20mL18mol·L-1硫酸中
C.向100mL4mol·L-1硝酸中加入5.6g铁
D.在5×107Pa、500℃和铁触媒催化的条件下,用氮气和氢气合成氨
5.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法不正确的是
A.30gHCHO和CH3COOH混合物中H原子数为2NA
B.密闭容器中2molSO2和1molO2充分反应后,容器中分子数为2NA
C.一定条件下,6.4g铜与过量的氯气反应,转移电子数目为0.2NA
D.1molH2O2中含有共价键的数目为3NA
6.常温下,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1 CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是
A.在曲线上任一点均存在:c(Na+) c(OH-) = c(CH3COO-) c(H+)
B.点①所示溶液中:c(CH3COO-)+2c(OH-) = c(CH3COOH)+2c(H+)
C.点②所示溶液中:c(Na+) = c(CH3COO-)
D.点③所示溶液中:c(Na+) > c(OH-) > c(CH3COO-) > c(H+)
7.化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
B.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
C.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
D.为使水果保鲜,在水果箱内放入用高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土
8.下列说法正确的是
A.用酸性高锰酸钾溶液鉴别丙醛和葡萄糖溶液
B.“”与“1,3-丁二烯”互为同分异构体
C.、、为同系物
D.为取代反应
9.NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.2.4g镁在空气中充分燃烧,转移的电子数为0.2NA
B.0.1mol/L 的FeCl3溶液含Cl-0.3NA
C.氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA
D.0.1L 0.5mol/L CH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA
10.如图是某有机物分子的球棍模型,其中○代表氢原子,●代表碳原子, 该有机物的分子式是
A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.C2H4O2
二、多选题
11.已知和水溶液都显碱性,与类似。如在水中的电离方程式。常温下,浓度均为1mol/L的和两种溶液,起始体积均为。分别向两溶液中加水稀释,所得曲线如图[V表示稀释后溶液的体积,]。下列说法错误的是
A.常温下,的水解常数约为
B.常温下,用盐酸滴定时,最好选用酚酞作指示剂
C.溶液中存在关系:
D.等物质的量浓度的和混合溶液中离子浓度的大小关系为
12.某小组回收锌锰电池废料(主要含MnO2、MnOOH等)制备高锰酸钾,简易流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“碱熔”可选择铁坩埚,不能用瓷坩埚或铝坩埚
B.“碱熔”中副产物是Cl2
C.“氧化”操作是利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4,可推知在碱性条件下Cl2氧化性大于KMnO4
D.“系列操作”中,高温下干燥KMnO4
13.无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池,可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等,电池工作原理如图所示:
下列说法错误的是
A.放电时,M极为正极
B.放电时,右侧储液器中NaCl的浓度增大
C.充电时,N极的电极反应式为:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+
D.充电时,电路中每转移1mole-,N电极理论上质量减小23g
14.常温下,在体积均为20mL、浓度均为0.1mol·L-1的HX、HY溶液中分别滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,反应后溶液中水电离的氢离子浓度表示为c(H+)水,pH水=-lgc(H+)水。pH水与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列推断正确的是
A.HX、HY均为弱酸,且酸性HY>HX
B.P点溶液中离子存在c(Na+)=c(X-)
C.常温下,HY的电离常数Ka=
D.A点溶液中存在c(X-)+c(HX)=0.05mol·L-1
15.铜锌原电池(如图所示)工作时,下列叙述正确的是
A.正极反应是:Zn – 2e - = Zn2+
B.电池反应是:Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
C.在外电路中电子从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
三、有机推断题
16.普卡必利可用于治疗某些肠道疾病,合成路线如下(部分条件和产物略去):
已知:①R-NH2


(1)A中的官能团名称是氨基和_______。
(2)试剂a的结构简式是_______。
(3)E→F的反应类型是_______。
(4)D→E的化学方程式是_______。
(5)I的核磁共振氢谱只有一组峰,I的结构简式是_______。
(6)下列说法正确的是_______(填序号)。
a.J→K的反应过程需要控制CH3OH不过量
b.G与FeCl3溶液作用显紫色
c.普卡必利中含有酰胺基和氨基,能与盐酸反应
(7)K→L加入K2CO3的作用是_______。
(8)以G和M为原料合成普卡必利时,在反应体系中检测到有机物Q,写出中间产物P、Q的结构简式:_______、_______。
四、工业流程题
17.氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,根据如图以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程图,回答问题:
(1)CeFCO3中Ce的化合价为_____;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,原因是______。
(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为_________。
(3)HT是一种难溶于水的有机溶剂,则操作I的名称为________。
(4)为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但温度偏高浸出率反而会减小,其原因是__________。
(5)已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为:Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液,从平衡角度解释其原因:________。
(6)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:________。
(7)298K时,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入氢氧化钠来调节溶液的pH,若反应后溶液pH=10,此时Ce3+是否沉淀完全?______。【要求列式计算,已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20,c(Ce3+)<1.0×10-5 mol/L视为沉淀完全】。
五、原理综合题
18.有利于可持续发展的生态环境是全国文明城市评选的测评项目之一。
(1)已知反应 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) v 正=k 正·c2(NO)·c2(CO),v 逆=k 逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。一定条件下进行该反应,测得 CO 的平衡转化率与温度、起始投料比m= 的关系如图 1 所示。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数________填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②下列说法正确的是_______。
A 投料比:m1B 汽车排气管中的催化剂可提高 NO 的平衡转化率
C 当投料比 m=2 时,NO 转化率比 CO 转化率小
D 当体系中 CO2和 CO 物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
③若在 1L 的密闭容器中充入 1 molCO 和 1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40%, 则 k 正︰k 逆=_______(填写分数即可,不用化简)
(2)在 2L 密闭容器中充入 2mol CO 和 1mol NO2,发生反应 4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,如图 2 为平衡时 CO2的体积分数与温度、 压强的关系。
①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高 NO 的转化率,可采 取的措施有______(填字母序号)
a 增加 CO 的浓度 b 缩小容器的体积 c 改用高效催化剂 d 升高温度
②若在 D 点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,达到的平衡状态可能是图中 A G 点中的______点。
(3)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的 H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-),其工作原理如下图所示。若导电基体上的 Pt 颗粒增多,造成的后果是______。
19.氢能作为一种高热值、零污染的能源,对于促进全球经济脱碳,特别是在工业和交通领域将发挥不可或缺的替代作用。甲烷水蒸气催化重整制氢气是目前工业上比较常见的制氢工艺。回答下列问题:
(1)已知:、时,甲烷、一氧化碳和氢气的燃烧热分别为、和,,在催化剂作用下,甲烷水蒸气催化重整制氢气的为_______。
(2)该反应易在_______(填“较高温度”或“较低温度”)下自发进行。
(3)氧化钴催化作用下,在体积分别为和的密闭容器中,各充入和发生甲烷水蒸气催化重整制氢气的反应,达到平衡时,该反应的正反应速率可表示为,逆反应速率可表示为(和为速率常数,且只与温度有关),反应达到平衡时,甲烷的转化率随温度的变化曲线如图所示。
①氧化钴中的最外层电子排布式为_______。
②图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为_______(用字母表示,下同),逆反应速率的大小关系为_______。
③时,图中a点对应的正反应速率,则_______。
④时,的密闭容器中,该反应的_______。
六、结构与性质
20.第四周期有18种元素,其相关化合物在化工、医药、材料等领域均有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态钙原子核外电子云形状为____________,电子占据的最高能层符号是____________。
(2)五氧化二钒(V2O5)是硫酸工业中重要的催化剂,基态钒原子的价电子排布式为____________。
(3)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,其中“亚铁”是关键成分,K3[Fe(CN)6]溶液是检验Fe2+的试剂,1molCN-中含π键的数目为____________,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是____________。
(4)镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示);其中锗的化合物四氯化锗可用作光导纤维渗杂剂,其熔点为-49.5℃,沸点为83.1℃,则其晶体类型为____________,中心原子的杂化类型为____________;砷酸酸性弱于硒酸,从分子结构的角度解释原因____________;砷化硼是一种新型材料,或成为最好的热导体,其结构与金刚石相似,已知砷化硼晶胞参数为bpm,则该晶体的密度为____________ g ·cm-3。(NA表示阿伏伽德罗常数的值)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.A
【详解】A.硫酸亚铁使高锰酸钾溶液褪色:,选项A正确;
B.氢氧化铝不溶于弱碱,过量通入氯化铝溶液中:,选项B错误;
C.次氯酸酸性弱于碳酸,向碳酸钠溶液中通入足量氯气:,选项C错误;
D.为弱酸,通入溶液中:,选项D错误;
答案选A。
2.B
【详解】二氧化硅不溶于水,A不正确;S燃烧的氧化产物是SO2,不是三氧化硫,C不正确;氮气和氧气化合生成的是NO,不是NO2,D不正确,因此正确的答案选B。
3.B
【详解】标准状况下,1mol任何气体所占体积均约为22.4L,则标准状况下,1molO2所占的体积约为22.4L,故选B。
4.C
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰在加热时发生氧化还原反应,但随反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,而稀盐酸与二氧化锰不反应,则盐酸不会被完全消耗,A不正确;
B.18mol/L的浓硫酸在标况下能与Al发生钝化,生成的致密氧化物薄膜阻止反应的进一下发生,则Al不会被完全反应掉,B不正确;
C.n(Fe)=0.1mol,n(HNO3)=0.1L×4mol/L=0.4mol,若生成0.1molFe(NO3)3,需要HNO3的物质的量为0.3+(0.1×3)/3=0.4mol,恰好完全反应,C正确;
D.n(CO2)=0.125mol,先发生CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H20,消耗掉0.1molCO2,再发生CO2+2OH-═CO32-+H2O,则NaOH在反应中不会被完全消耗,D不正确;
答案选C。
5.B
【详解】A.HCHO和CH3COOH的最简式都是CH2O,30gHCHO和CH3COOH混合物中含H原子数为×2NA=2NA,故A正确;
B.SO2和O2反应生成三氧化硫的反应为可逆反应,反应物不能全部转化为生成物,故容器中分子数小于2NA,故B错误;
C.Cu和氯气发生反应Cu+Cl2=CuCl2,1molCu转移2mol电子,又6.4g铜的物质的量为0.1mol,故转移电子的数目为0.2NA,故C正确;
D.H2O2的结构式为H-O-O-H,故1molH2O2中含有共价键的数目为3NA,故D正确;
故选B。
6.D
【详解】A.在曲线上任一点均存在电荷守恒:c(Na+)-c(OH-)=c(CH3COO-)-c(H+),选项A正确;
B.点①所示溶液是醋酸和醋酸钠按1:1形成的溶液,电荷守恒有c(Na+) +c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),物料守恒有2c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH),前式代入后式得:c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),选项B正确;
C.点②所示溶液呈中性,c(OH-)= c(H+),根据电荷守恒得c(Na+)= c(CH3COO-),选项C正确;
D.点③所示氢氧化钠与醋酸完全中和,为醋酸钠溶液,呈碱性:c(Na+)> c(CH3COO-)> c(OH-)>c (H+),选项D不正确;
答案选D。
7.C
【详解】A.疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品,由于疫苗对温度比较敏感,温度较高时,会因为蛋白质变性,而失去活性,所以疫苗一般应该冷藏保存,故A正确;
B. 陶瓷是传统无机非金属材料,主要原料是黏土,是人类应用很早使用的硅酸盐材料,故B正确;
C. 丝、毛的主要成份是蛋白质,蛋白质由C、H、O、N等元素组成,完全燃烧的产物是CO2、H2O和N2,故C错误;
D. 水果在存放过程中会释放出乙烯,乙烯具有催熟的作用,在水果箱内放入高锰酸钾溶液浸泡过的硅藻土可以吸收掉乙烯,延长水果的保鲜期,故D正确;
故选C。
【点睛】丝、毛的主要成份是蛋白质,蛋白质由C、H、O、N等元素组成,完全燃烧的产物是CO2、H2O和N2是解答易错点。
8.B
【详解】A.丙醛和葡萄糖中均含有醛基,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别丙醛和葡萄糖溶液,A项错误;
B.的分子式为C4H6,1,3-丁二烯的分子式为C4H6,二者分子式相同,结构不同,属于同分异构体,B项正确;
C.它们的化学式之间相差一个或若干个C3H4,且三者结构不同,不是同系物,C项错误;
D.,乙醛被氧化为乙酸,该反应属于氧化反应,D项错误;
答案选B。
9.A
【详解】A.2.4 g镁的物质的量为0.1 mol,反应后镁变为+2价,共转移0.2 NA个电子,A正确;
B.根据,溶液体积未知,无法求出溶质的物质的量,不能得出氯离子个数,B错误;
C.甲醇的结构式为: ,1个甲醇分子中含5个σ键,氢原子数为0.4NA的甲醇分子数为0.1 NA,共含0.5 NA个σ键,C错误;
D.醋酸是弱电解质,不能完全电离,0.1L 0.5mol/L CH3COOH溶液中氢离子个数小于0.05 NA个,D错误;
故选A。
10.C
【分析】根据球棍模型是一种空间填充模型,用来表现化学分子的三维空间分布.在此作图方式中,线代表共价键,可连结以球型表示的原子中心;碳原子形成四个共价键,氢原子形成一个共价键。
【详解】因球棍模型是一种空间填充模型,用来表现化学分子的三维空间分布,碳原子形成四个共价键,氢原子形成一个共价键,得到有机物的结构简式为CH2=CH2,即为乙烯;
答案选C。
11.BD
【详解】A.常温下,的电离常数为,起点时,pOH=2,,所以,则的水解常数约为,A项正确;
B.NH2OH与盐酸反应生成强酸弱碱盐,滴定终点时溶液显酸性,所以应该选择酸性条件下变色的指示剂,即可用甲基橙作指示剂,B项错误;
C.溶液中,根据物料守恒有:,根据电荷守恒有:,所以,,得到,C项正确;
D.由图可知,浓度均为1mol/L的和两种溶液,的pOH大于的pOH,说明的碱性较弱,则其对应的盐越易水解,所以等物质的量浓度的和混合溶液中离子浓度的大小关系为,D项错误;
答案选BD。
12.BD
【分析】锌锰电池废料主要含MnO2、MnOOH等,因二氧化硅与碱高温下反应,可选铁坩埚碱熔,Mn元素的化合价升高,氯酸钾中Cl元素的化合价降低,生成K2MnO4溶液,碱熔时氯酸钾可能分解生成氧气,氧化时氯气可氧化生成KMnO4,加热结晶分离出固体KMnO4。
【详解】A.“碱熔”中有KOH,不能用瓷坩埚、铝坩埚,可以选择铁坩埚,A项正确;
B.在KOH存在条件下不能生成氯气,B项错误;
C.“氧化”中氯气是氧化剂,高锰酸钾是氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,C项正确;
D.高温下高锰酸钾会分解,D项错误;
故选BD。
13.CD
【分析】M极氯气参加反应,得到电子,化合价降低,发生还原反应,则M为正极,则上面电极为负极,以此解题。
【详解】A.由分析可知,M为正极,电极反应为,A正确;
B.放电时,右侧储液器中,氯化钠浓度增大,因为负极发生反应:Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+,产生钠离子,正极产生氯离子,从而导致氯化钠浓度增大,B正确;
C.充电时,N极为阴极,电极反应为:NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3,C错误;
D.充电时,N极发生NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3,当转移1mole-,N电极理论上增大1molNa+,即增大23g,D错误;
故选CD。
14.CD
【分析】向HX溶液、HY溶液中分别滴加同浓度的NaOH溶液,酸性不断减弱,水电离出的氢离子浓度增大,pH水不断减小,当pH水减小到pH水=7时,溶液呈中性,再继续滴加NaOH溶液至反应完全,水电离程度最大,继续滴加NaOH溶液,水电离程度减小。
【详解】A.根据图中信息,分别加入20mLNaOH溶液时,溶液中溶质分别为NaX和NaY,其pH水<7,说明促进了水的电离,即HX和HY都为弱酸,X-和Y-分别促进了水解,越弱越促进水解,故酸性HYB.加入20mLNaOH溶液的点为碱性,而N点在碱性NaX基础上还加入了NaOH溶液,说明P点溶液显碱性,因此T点时c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒可知c(Na+)>c(X-)>,选项B错误;
C.常温下,加入xmLNaOH溶液时,HY的电离常数,,选项C正确;
D.在体积均为20mL、浓度均为0.1mol·L-1的HX,此时n(X-)+n(HX)=CV=0.02L0.1mol·L-1=0.002mol,加入20mL氢氧化钠溶液后,溶液体积为40mL,c(X-)+c(HX)==0.05mol·L-1,选项D正确;
选项CD正确;
15.BC
【详解】A.锌铜原电池中Zn作负极,Cu作正极,正极反应是Cu2++2e-= Cu,A错误;
B.负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极反应是Cu2++2e-= Cu,电池总反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu,B正确;
C.外电路中电子从负极经导线流向正极,C正确;
D.原电池中,阳离子向正极移动,所以盐桥中的K+移向CuSO4溶液,D错误;
答案选BC。
16.(1)碳氯键
(2)
(3)取代反应
(4)+Cl2+HCl
(5)
(6)ac
(7)吸收K→L生成的HBr,利于L的生成
(8)
【分析】根据F的结构简式结合已知信息可判断A和乙酸酐发生取代反应生成B为 ,E和单质溴发生取代反应生成F,则E的结构简式为,根据已知信息可知B发生取代反应生成D为,D和氯气发生苯环上的取代反应生成E,根据G的分子式结合F生成G的反应条件以及最终产品的结构简式可知G的结构简式为,根据已知信息可知M的结构简式为,则L的结构简式为,根据K的分子式可知K的结构简式为CH3OCH2CH2CH2Br,根据已知信息可判断J的结构是BrCH2CH2CH2Br,I的核磁共振氢谱只有一组峰,所以I的结构简式为,据此解答。
(1)
根据A的结构简式可判断A中的官能团名称是氨基和碳氯键。
(2)
B和试剂a发生取代反应生成D,则a的结构简式是。
(3)
根据以上分析可知E→F的反应类型是取代反应。
(4)
根据以上分析可知D→E的化学方程式是 +Cl2+HCl。
(5)
I的核磁共振氢谱只有一组峰,I是环丙烷,结构简式是 。
(6)
a.J中含有2个溴原子,所以J→K的反应过程需要控制不过量,a正确;
b.G分子中不存在酚羟基,与溶液作用不显紫色,b错误;
c.根据普卡必利的结构简式可知分子中含有酰胺基和氨基,能与盐酸反应,c正确;
答案选ac。
(7)
K→L中有溴化氢生成,则加入的作用是吸收K→L生成的HBr,利于L的生成。
(8)
G生成P时减少了2个氢原子,这说明醇羟基被氧化为醛基,则P的结构简式为 ,由于M中的氨基和P中的醛基发生加成反应生成Q,则Q的结构简式为 ,最后Q中羟基被氧化转化为普卡必利。
17. +3 陶瓷会与生成的HF反应 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 分液 温度升高,双氧水发生分解,造成浸出率偏小 向混合液中加入稀硫酸,使c(H+)增大,平衡向生成Ce3+水溶液方向移动 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 是
【分析】氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,由流程可知,氧化焙烧生成二氧化碳、HF气体及CeO2,再加稀硫酸、过氧化氢,发生氧化还原反应:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,溶液中加入萃取剂HT,操作I为分液将溶液中的Ce3+萃取出来,再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液,调节溶液的pH得到Ce(OH)3沉淀,再经过氧气氧化发生4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4,过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品,以此来解答。
【详解】(1)CeFCO3中CO32-整体显-2价,F显-1价,根据化合物中正、负化合价代数和为0,可知Ce的价态为+3价;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,这是由于陶瓷容器中含有SiO2,SiO2与HF发生反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,因此在该流程氧化焙烧时不能使用陶瓷容器;
(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,酸浸时,CeO2与硫酸、H2O2发生氧化还原反应,产生Ce2(SO4)3、O2、H2O,该反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)操作I是得到溶液和有机相,是分离互不相容的两层液体物质,因此操作I的名称为分液;
(4)酸浸时加入H2O2,H2O2不稳定,在高温下会发生分解,造成浸出率偏小;
(5)该过程中存在Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层),向混合液中加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,化学平衡逆向移动,即向生成Ce3+水溶液的方向移动,从而能获得较纯的含Ce3+水溶液;
(6)向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气,发生氧化还原反应得到产品Ce(OH)4,该反应的化学方程式为:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(7)298K时,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,若反应后溶液pH=10,则c(OH-)=1.0×10-4 mol/L, Ce3+若形成沉淀,c(Ce3+)×c3(OH-)>Ksp[Ce(OH)3],而此时溶液中c(Ce3+)=mol/L=1.0×10-8 mol/L<1.0×10-5 mol/L,因此Ce3+沉淀完全。
【点睛】本题考查了化学方程式和离子方程式的书写、混合物分离提纯及溶度积常数的应用,把握物质的性质、混合物分离方法、实验技能为解答的关键,侧重考查学生的分析与实验能力,注意氧化还原反应规律及元素化合物知识的应用。
18. < C D ab C 若Pt颗粒增多,NO3-更多转化为NH4+存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量
【详解】(1)①据图1所示,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则k正增大的倍数<k逆增大的倍数;
②A. 由图象可知,温度一定时,增大NO浓度,CO转化率增大,即起始投料比m越大时,CO转化率越大,所以投料比:m1>m2>m3,故A错误;
B. 催化剂只改变反应速率,不改变平衡转化率,故B错误;
C. 由反应计量关系可知,反应中NO、CO的变化量相同,平衡转化率α=×100%,所以平衡转化率与起始量成反比,即投料比m=2时CO转化率是NO转化率的2倍,故C正确;
D. 反应正向移动时CO2浓度增大,CO浓度减小,即平衡移动过程中二者浓度比值会发生变化,所以当二者比值不变时说明反应达到平衡,故D正确;
故答案为:CD;
③若在 1L 的密闭容器中充入 1 mol CO 和 1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40%,列三段式有:
达到平衡状态时正逆反应速率相等,则k 正 c2(NO) c2(CO)=k 逆 c(N2) c2(CO2),
则;
(2)①a. 增加CO的浓度平衡正向移动,NO转化率提高,故a正确;
b. 缩小容器的体积相当于增大压强平衡正向移动,NO转化率提高,故b正确;
c. 改用高效催化剂,只改变化学反应速率不影响平衡移动,所以NO转化率不变,故c错误;
d. 该反应焓变小于零,正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO转化率降低,故d错误;
故选ab;
②相同压强下降低温度平衡正向移动,CO2体积分数增大,同一温度下增大压强平衡正向移动CO2体积分数增大,所以符合条件的为C;
(3)由原理的示意图可知,若导电基体上的Pt颗粒增多,则NO3-会更多的转化成铵根,不利于降低溶液中的含氮量。
19.(1)
(2)较高温度
(3) 0.04 1.92
【详解】(1)该反应的热化学方程式为;
(2)该反应时,反应可自发进行,则该反应易在较高温度下自发进行;
(3)①氧化钴中的最外层电子排布式为;
②由于平衡常数只与温度有关,升高温度,该平衡正移,平衡常数增大,则图中a、b、c三点所对应的平衡常数K的大小顺序为;体积越大,压强越小,平衡正移,甲烷的转化率越大,则b点所在体系的体积为,a点和c点所在体系的体积为,温度越高,压强越大(即体积越小),反应速率越大,则逆反应速率的大小关系为;
③a点平衡时甲烷的转化率为40%,则平衡时的物质的量分别为和,体积为,则时,图中a点对应的正反应速率,则;
④a点和b点温度相同,则K相同,;平衡时,该反应的正反应速率为,逆反应速率,则;时,的密闭容器中,该反应的。
20.(1) 球形和哑铃形 N
(2)3d3 4s2
(3) 2NA Fe3+的3d5半满状态更稳定
(4) As>Se>Ge>Ga 分子晶体 sp3 硒酸中非羟基氧原子较多(或其他合理解释)
【详解】(1)基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,由于s、p两个能级的电子云形状分别为球形和哑铃形,所以基态钙原子核外电子云形状为球形和哑铃形;电子占据的最高能层是第四层,符号是N。答案为:球形和哑铃形;N;
(2)钒的原子序数为23,所以其基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3 4s2,价电子排布式为3d3 4s2。答案为:3d3 4s2;
(3)在CN-内部有一个σ,两个π键,所以1molCN-中含π键的数目为2NA;Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,3d5是半充满状态,比较稳定,所以Fe2+易被氧化成Fe3+。答案为:2NA;3d5半满状态更稳定;
(4)同周期主族元素的第一电离能从左到右总的来说是依次增大的,但其中ⅡA和ⅢA,以及ⅤA和ⅥA之间存在有全满和半满的情况,所以有反常现象,因此镓、锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge>Ga;四氯化锗的熔沸点都很低,所以其晶体为分子晶体;中心原子即Ge的价层电子对数为4,发生杂化类型为sp3,可以和四个氯原子形成四个等价的共价键;砷酸的分子式为H3AsO4,而硒酸的分子式为H2SeO4,在分子结构上,砷酸分子中的非羟基氧原子数少于硒酸,所以砷酸酸性弱于硒酸;根据金刚石的晶胞结构可知,每个砷化硼晶胞中含有4个BAs,所以每个晶胞的质量m= ,其体积为V=(b×10-10)3 cm3,所以该晶体的密度为。答案为:As>Se>Ge>Ga;分子晶体;sp3;硒酸中非羟基氧原子较多(或其他合理解释);。
【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时,可采用均摊法。
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