精品解析：江苏省徐州市2023-2024学年高二下学期6月期末考试化学试题

2023~2024学年度第二学期期末抽测 高二年级化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共6页，包含选择题(第1题~第13题，共13题)、非选择题(第14题~第17题，共4题)共两部分。本卷满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请务必将自己的姓名、考试证号用黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡。 3.作答选择题，必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑涂满；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Fe：56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 神舟航天员在中国空间站进行太空实验——过饱和醋酸钠溶液结晶形成温热“冰球”。下列说法正确的是 A. 醋酸钠是非电解质 B. 过饱和醋酸钠溶液结晶过程中 C. 过饱和醋酸钠溶液结晶过程中 D. 向水中加入醋酸钠，水的电离被抑制 2. 下列有关化学用语的说法正确的是 A. 的电子式： B. 轨道的电子云轮廓图： C. 基态铜原子外围电子轨道表示式： D. 在水中的电离方程式： 3. 十二烷基磺酸钠()常用作轻纺工业的乳化剂。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 离子半径： C. 电离能： D. 热稳定性： 4. 下列实验原理与装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲定量测定的分解速率 B. 用装置乙制备并能较长时间观察其颜色 C. 用装置丙测氯水的 D. 用装置丁测定溶液物质的量浓度 铁和钛是重要的金属材料，铁及其化合物在生活中常用于净水、制作颜料、食品保鲜等。合金是优良的储氢合金。一种利用钛铁矿(，含杂质)制备钛的工艺流程如下： 完成下列问题： 5. 下列说法正确的是 A. 合金微粒间作用力为离子键 B. 、元素均位于元素周期表的ds区 C. 可利用X射线衍射实验测定晶体的晶胞结构 D. 合金比硬度大、熔点高、导电性好 6. 储氢合金吸收氢气后的晶体结构如题图所示，下列说法不正确的是 A. 基态的价电子排布为 B. 晶体结构中原子位于金属原子形成的四面体空隙中 C. 与盐酸反应： D. 完全水解生成： 7. 下列关于的说法正确的是 A. 上述反应的 B. 上述反应平衡常数 C. 及时分离可加快反应达到平衡状态 D. 上述反应中每生成1mol，转移电子的数目为 8. 下列化学方程式或离子方程式书写正确是 A. 饱和溶液与固体反应： B. 碱性条件下燃料电池的负极反应： C. 水解反应的离子方程式： D. 碱性溶液与反应： 9. 我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是 A. 直流电源的极为负极 B. 极的电极反应为 C. 电解一段时间后，阳极区溶液不变 D. 每生成4.48L，有0.4mol向极迁移 10. 在含、和的溶液中，发生反应：，其分解机理及反应过程中的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法错误的是 A. 步骤②决定总反应的速率 B. 步骤①是吸热过程，步骤②是放热过程 C. 由反应机理可以看出，是中间产物 D. 反应速率： 11. 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 结论 A 向硫酸钡沉淀中加入浓碳酸钠溶液，充分搅拌后，取洗净后的沉淀放入盐酸中，有气泡产生 B 向2mL溶液中滴加2~3滴石蕊试液，溶液变红 发生了水解 C 向苯酚浊液中滴加溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚> D 将3体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液。前者溶液中产生白色沉淀，后者溶液褪色 与的反应为可逆反应 A. A B. B C. C D. D 12. 氢硫酸()二元弱酸。常温下，某小组进行如下两组实验： 实验1：向20mL溶液中滴加溶液，有气泡产生。 实验2：向20mL溶液中滴加溶液，生成黑色沉淀且有气泡产生。 已知：常温下，的电离常数，，，溶液混合后体积变化忽略不计，下列说法错误的是 A. 溶液中 B. 实验1所得溶液中 C. 实验2中发生反应 D. 实验2中加入30mL溶液，溶液中 13. 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。 ，下列有关说法正确的是 A. B. 延长点的反应时间，能提高的转化率 C. 在260~320℃间，以为催化剂，升高温度产率几乎不变 D. 高于320℃后，以为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钼()及其化合物广泛应用于医疗、国防等领域。一种以镍钼矿(主要成分为和)制备的工艺流程如下： （1）基态原子核外电子排布式为_______。 （2）“焙烧”中生成和，该反应的化学反应方程式为______。用量对钼浸出率和浸取液中浓度的影响如图所示，分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因：_______。 （3）滤液的主要成分为______。 （4）氮化钼作为锂离子电池负极材料具有良好的发展前景。其晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为_____，原子周围与之等距离的原子个数为______。 15. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含、、、、和)，实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：①“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸()；可将氧化为。 ②常温下，已知：，，。 ③当溶液中离子浓度小于时，认为沉淀完全。 （1）常温下，工业上用一定浓度的硫酸浸取已粉碎的镍钴矿，为提高浸取率可采用的方法有_______(答出一条即可)。 （2）已知：的电离方程式为、①“氧化”时，溶液中被氧化为，该反应的离子方程式为______。 ②通入混合气中的体积分数与氧化率随时间的变化关系如图所示，若混合气中不添加，相同时间内氧化率较低的原因是_______；的体积分数高于9.0%时，相同时间内氧化率开始降低的原因是_______。 ③易被氧化为，请利用核外电子排布的相关原理解释其原因_______。 （3）“沉钴镍”时，沉淀完全，溶液理论最小值是______。 （4）常温下，“沉镁”时发生的反应为，其平衡常数K=______。 16. 一种以磷铁渣(主要含，以及少量、等杂质)、为原料制备磷酸锰[]的实验过程如下： （1）溶解。将一定量的磷铁渣加入如图所示装置的三颈烧瓶中，维持温度60℃，边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的稀硫酸和溶液，有、和生成。充分反应后过滤。 ①写出反应的离子方程式：_______。 ②实验中加入溶液的实验操作为______。实验中当观察到某种现象时可停止加入溶液，该现象是______。 ③实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的，防止过大降低磷元素的浸出率，原因是______。 （2）制。过滤所得的滤液除去后，得含、的水溶液，请补充完整利用该溶液制备纯净固体的实验方案：取该溶液100mL[其中，]，向其中滴加______mL，再滴加溶液至溶液=______，过滤，洗涤沉淀至_______，干燥沉淀，得固体。(已知：溶液的对所得沉淀中锰磷比[]和的沉淀率影响如图所示) 17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 （1）利用与经催化重整可制得合成气： 。已知：的结构式为，相关键能数据：、，、，则=_______；该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）利用电能可实现转化为，其原理如图所示，阴极表面的电极反应式为_______。电解一段时间后，生成的和的质量之比为______。 （3）催化加氢制备甲醇。某研究小组使用催化剂实现了合成甲醇，其可能的反应历程如图所示。 已知：在表面解离产生的参与的还原过程；无催化活性，形成氧空位后有助于的活化。 ①理论上，反应历程中消耗的与的物质的量之比为_______。 ②若原料气中比例过低会减弱催化剂活性，原因是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年度第二学期期末抽测 高二年级化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共6页，包含选择题(第1题~第13题，共13题)、非选择题(第14题~第17题，共4题)共两部分。本卷满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请务必将自己的姓名、考试证号用黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡。 3.作答选择题，必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑涂满；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Fe：56 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 神舟航天员在中国空间站进行太空实验——过饱和醋酸钠溶液结晶形成温热的“冰球”。下列说法正确的是 A. 醋酸钠是非电解质 B. 过饱和醋酸钠溶液结晶过程中 C. 过饱和醋酸钠溶液结晶过程中 D. 向水中加入醋酸钠，水的电离被抑制 【答案】C 【解析】 【详解】A．醋酸钠是盐，在水溶液中完全电离，是(强)电解质，A错误； B．溶液结晶过程中，溶液中的离子以固体析出，ΔS<0，B错误； C．溶液结晶过程中形成离子键，ΔH<0，C正确； D．向水中加入醋酸钠后，醋酸钠水解促进水的电离，D错误； 故选C。 2. 下列有关化学用语的说法正确的是 A. 的电子式： B. 轨道的电子云轮廓图： C. 基态铜原子外围电子轨道表示式： D. 在水中的电离方程式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．NH4Br的是离子化合物，阴离子也要标出电子，正确的电子式为，A错误； B．p原子轨道形状为哑铃形，px轨道正确的电子云轮廓图为，B错误； C．铜元素原子序数为29，根据核外电子排布规则，基态铜原子外围电子排布式为3d104s1，故基态铜原子外围电子轨道表示式：，C错误； D．碳酸氢钠是强电解质，在水中完全电离成钠离子和碳酸氢根离子，碳酸氢根是弱酸的酸式酸根不拆，故碳酸氢钠在水中的电离方程式正确，D正确； 本题选D。 3. 十二烷基磺酸钠()常用作轻纺工业的乳化剂。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 离子半径： C. 电离能： D. 热稳定性： 【答案】A 【解析】 【详解】A．非金属性：H<C<O，电负性χ(H)<χ(C)<χ(O)，故A正确； B．电子层越多，半径越大，电子层数一样，核电荷数越大，半径越小，钠离子和氧离子的电子层数一样多，钠离子的核电荷数大，半径小，故B错误； C．Na是活泼金属，第一电离能较小，同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，故电离能：I1(Na)<I1(C)<I1(O)，故C错误； D．非金属性越强，其元素形成的简单氢化物越稳定，所以非金属性：O＞S，热稳定性：H2O>H2S，故D错误； 故选A。 4. 下列实验原理与装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲定量测定的分解速率 B. 用装置乙制备并能较长时间观察其颜色 C. 用装置丙测氯水的 D. 用装置丁测定溶液物质的量浓度 【答案】D 【解析】 【详解】A．生成的氧气会从长颈漏斗中逸出，无法通过单位时间内生成氧气的体积测定H2O2的分解速率，A错误； B．用该装置制备氢氧化亚铁时Fe为阳极，生成亚铁离子，阴极生成氢氧根，可以制备氢氧化亚铁，故B错误； C．由于氯水中有HClO，有漂白性，不可以用pH试纸测氯水的pH，C错误； D．将高锰酸钾溶液装在酸式滴定管中，通过滴定测定高锰酸钾溶液物质的量浓度，D正确； 本题选D 铁和钛是重要的金属材料，铁及其化合物在生活中常用于净水、制作颜料、食品保鲜等。合金是优良的储氢合金。一种利用钛铁矿(，含杂质)制备钛的工艺流程如下： 完成下列问题： 5. 下列说法正确是 A. 合金微粒间作用力为离子键 B. 、元素均位于元素周期表的ds区 C. 可利用X射线衍射实验测定晶体的晶胞结构 D. 合金比硬度大、熔点高、导电性好 6. 储氢合金吸收氢气后的晶体结构如题图所示，下列说法不正确的是 A. 基态的价电子排布为 B. 晶体结构中原子位于金属原子形成的四面体空隙中 C. 与盐酸反应： D. 完全水解生成： 7. 下列关于的说法正确的是 A. 上述反应的 B. 上述反应平衡常数 C. 及时分离可加快反应达到平衡状态 D. 上述反应中每生成1mol，转移电子的数目为 【答案】5. C 6. B 7. D 【解析】 【分析】钛铁矿(，含杂质)与盐酸反应后体系中存在、、，，最后换化为Ti，据此分析解题。 【5题详解】 A．合金为金属晶体，微粒间作用力为共价键，A错误； B．、元素均位于元素周期表的d区，B错误； C．可利用X射线衍射实验测定晶体的晶胞结构，的晶体类型也是多样的，C正确； D．合金比硬度大、熔点低，D错误； 故选C。 【6题详解】 A．基态Fe价电子排布式为：3d64s2，因此的价电子排布为3d6，A正确； B．如图所示，Ti-Fe储氢合金中H原子位于金属原子形成的八面体面体空隙中，B错误； C．根据工艺流程与盐酸反应产物有Fe2+、TiO2+，据此离子方程式：，C正确； D．完全水解生成，根据电荷守恒和元素守恒可以写出离子方程式：，D正确； 故选B。 【7题详解】 A．上述反应是放热的体积增大的反应，则△S＞0，故A错误； B．上述反应平衡常数，故B错误； C．及时分离，生成物浓度减小，反应速率减慢，不能加快反应达到平衡状态，故C错误； D．上述反应碳化合价升高，氯化合价降低，根据方程式分析转移4mol电子，生成2molCO，因此每生成1mol CO，转移电子的数目为，故D正确； 故选D。 8. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是 A. 饱和溶液与固体反应： B. 碱性条件下燃料电池的负极反应： C. 水解反应的离子方程式： D. 碱性溶液与反应： 【答案】A 【解析】 【详解】A．饱和溶液与固体反应，发生沉淀的转化：，A正确； B．碱性条件下燃料电池的负极反应：，B错误； C．水解反应的离子方程式：，C错误； D．碱性溶液与反应：，D错误； 故选A。 9. 我国科研工作者提出“铁-铜()双原子催化硝酸盐法”制氨，装置如题图所示。下列叙述正确的是 A. 直流电源的极为负极 B. 极的电极反应为 C. 电解一段时间后，阳极区溶液不变 D. 每生成4.48L，有0.4mol向极迁移 【答案】B 【解析】 【分析】由图示可知，铁-铜电极上硝酸根离子被还原生成氨气，所以铁-铜电极为阴极、石墨电极为阳极，阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−、阳极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+，a为电源的负极、b为电源的正极。 【详解】A．由以上分析可知，石墨电极为阳极，直流电源的b极为正极，故A错误； B．Fe−Cu极为电解池的阴极，其电极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−，故B正确； C．石墨电极为阳极，阳极发生氧化反应，其电极反应式为4H2O-8e−=2O2↑+8H+，阴极反应式为+6H2O+8e−=NH3↑+9OH−，阴极生成的氢氧根通过阴离子交换膜向阳极移动，和阳极生成的氢离子中和生成水，以转移8mol电子为例，阳极消耗4molH2O、阴极转移过来的8molOH−生成8molH2O，电解一段时间后，阳极区硫酸根离子物质的量不变，即氢离子物质的量不变，但溶液中水的量增多，pH增大，故C错误； D．选项未指明标准状况，故O2的物质的量无法计算，硫酸根迁移的物质的量无法计算，故D错误； 故答案为B。 10. 在含、和的溶液中，发生反应：，其分解机理及反应过程中的能量变化如图所示。下列有关该反应的说法错误的是 A. 步骤②决定总反应的速率 B. 步骤①是吸热过程，步骤②是放热过程 C. 由反应机理可以看出，是中间产物 D. 反应速率： 【答案】A 【解析】 【详解】A．图中可见步骤①的活化能更大，则步骤①是决速步骤，故A错误； B．步骤①反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应；步骤②反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故B正确； C．由反应机理可以看出，Fe3+是该反应催化剂，Fe2+是该反应的中间产物，故C正确； D．同一化学反应用不同物质表达的速率之比等于化学计量数之比，由方程式可得反应速率：2v()=v(I−)，故D正确； 故选A。 11. 根据下列实验操作和现象所得到结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向硫酸钡沉淀中加入浓碳酸钠溶液，充分搅拌后，取洗净后的沉淀放入盐酸中，有气泡产生 B 向2mL溶液中滴加2~3滴石蕊试液，溶液变红 发生了水解 C 向苯酚浊液中滴加溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚> D 将3体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液。前者溶液中产生白色沉淀，后者溶液褪色 与的反应为可逆反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为，故A错误； B．由于和均可发生水解显酸性，故B错误； C．向苯酚浊液中滴加溶液，浊液变澄清说明苯酚和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，说明苯酚的酸性强于碳酸氢根，故C正确； D．由于二氧化硫过量，故不能说明此反应是可逆反应，故D错误； 故选C。 12. 氢硫酸()是二元弱酸。常温下，某小组进行如下两组实验： 实验1：向20mL溶液中滴加溶液，有气泡产生。 实验2：向20mL溶液中滴加溶液，生成黑色沉淀且有气泡产生。 已知：常温下，的电离常数，，，溶液混合后体积变化忽略不计，下列说法错误的是 A. 溶液中 B. 实验1所得溶液中 C. 实验2中发生反应 D. 实验2中加入30mL溶液，溶液中 【答案】B 【解析】 【详解】A．由H2S⇌2H++S2-的平衡常数得K==Ka1·Ka2<Kw，得<=c(OH-)，即c(OH−)⋅c(H2S)>c(H+)⋅c(S2−)，A正确； B．若反应中有H2S逸出，根据物料守恒得溶液中存在c(Na+)>c(H2S)+c(HS−)+c(S2−)，B错误； C．由于开始滴加的氯化铜量较少而NaHS过量，因此该反应在初始阶段发生的是2HS−+Cu2+=CuS↓+H2S↑，该反应的平衡常数为K=6.7×1033，因为平衡常数很大，说明反应能够完全进行，当NaHS完全消耗后，H2S再和CuSO4发生反应，C正确； D．加入30mL CuSO4溶液后，由于有H2S气体产生，溶液中c(Cu2+)>=0.02mol⋅L−1，溶液中c(S2−)=，D正确； 故答案为：B。 13. 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。 ，下列有关说法正确的是 A. B. 延长点的反应时间，能提高的转化率 C. 在260~320℃间，以为催化剂，升高温度的产率几乎不变 D. 高于320℃后，以为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 【答案】B 【解析】 【分析】在两种不同催化剂作用下反应相同时间，化学反应速率越大、CH4选择性越高，则甲烷的产率越高。 【详解】A．反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)可以由反应I-反应Ⅱ得到，故该反应ΔH等于反应I的ΔH减去反应Ⅱ的ΔH，故ΔH=-(a+b)kJ⋅mol−1，A错误； B．W点未达到平衡状态，延长反应时间可以增加转化率， B正确； C．在260℃~320℃间，以CeO2为催化剂，升高温度CH4的选择性虽然基本不变，但CO2的转化率在上升，所以CH4的产率上升， C错误； D．由图中信息可知，高于320℃后以Ni为催化剂，CO2转化率明显低于相同温度下以CeO2为催化剂的转化率，反应一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快， D错误； 答案选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 钼()及其化合物广泛应用于医疗、国防等领域。一种以镍钼矿(主要成分为和)制备的工艺流程如下： （1）基态原子核外电子排布式为_______。 （2）“焙烧”中生成和，该反应的化学反应方程式为______。用量对钼浸出率和浸取液中浓度的影响如图所示，分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因：_______。 （3）滤液的主要成分为______。 （4）氮化钼作为锂离子电池负极材料具有良好的发展前景。其晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为_____，原子周围与之等距离的原子个数为______。 【答案】（1）[Ar]3d84s2 （2） ①. 2MoS2+6Na2CO3+9O22Na2MoO4+6CO2+4Na2SO4 ②. 若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低 （3）Na2MoO4、Na2SO4 （4） ①. Mo2N ②. 12 【解析】 【分析】镍钼矿(主要成分为NiS和MoS2)加入碳酸钠并通入空气焙烧，发生反应2MoS2+6Na2CO3+9O22Na2MoO4+6CO2+4Na2SO4，NiS+Na2CO3+2O2NiO+CO2+Na2SO4，加水后，进入溶液中，加入硫酸镁除去多余的碳酸根，过滤后再通过低温结晶（根据Na2MoO4、Na2SO4的溶解度随温度变化特点确定），得Na2MoO4晶体； 【小问1详解】 Ni元素原子序数为28，基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2； 【小问2详解】 “焙烧”中MoS2生成Na2MoO4和Na2SO4，该反应的化学反应方程式为2MoS2+6Na2CO3+9O22Na2MoO4+6CO2+4Na2SO4；Na2CO3用量若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低，故实际生产中选择Na2CO3用量为理论用量1.2倍； 【小问3详解】 由分析，滤液的主要成分为Na2MoO4、Na2SO4； 【小问4详解】 由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有=4个Mo，=2个N，则氮化钼的化学式为Mo2N；Mo原子周围与之等距离的Mo原子距离都为晶胞面对角线一半，个数为12。 15. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含、、、、和)，实现镍、钴、镁元素的回收。 已知：①“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸()；可将氧化为。 ②常温下，已知：，，。 ③当溶液中离子浓度小于时，认为沉淀完全。 （1）常温下，工业上用一定浓度的硫酸浸取已粉碎的镍钴矿，为提高浸取率可采用的方法有_______(答出一条即可)。 （2）已知：的电离方程式为、①“氧化”时，溶液中被氧化为，该反应的离子方程式为______。 ②通入混合气中的体积分数与氧化率随时间的变化关系如图所示，若混合气中不添加，相同时间内氧化率较低的原因是_______；的体积分数高于9.0%时，相同时间内氧化率开始降低的原因是_______。 ③易被氧化为，请利用核外电子排布的相关原理解释其原因_______。 （3）“沉钴镍”时，沉淀完全，溶液的理论最小值是______。 （4）常温下，“沉镁”时发生的反应为，其平衡常数K=______。 【答案】（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2） ①. 2Fe2+++H+=2Fe3+++H2O； ②. 混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)的氧化性远强于氧气 ③. :SO2有还原性，过多将会降低H2S2O5的浓度，且生成的MnO2也会被SO2还原成Mn(II) ④. 基态Fe2+价电子排布为3d6，失去1个电子后变为Fe3+价电子排布为3d5，最高能级半满更稳定 （3）9.1 （4）101.7 【解析】 【分析】硫酸浸取液中加入混合气，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的H2SO5，加入石灰乳调节pH，Mn2+被H2SO5氧化为MnO2，亚铁离子也被H2SO5氧化成铁离子，故还有氢氧化铁沉淀生成，钙离子与硫酸根离子反应生成硫酸钙沉淀，滤渣为MnO2、CaSO4和Fe(OH)3；过滤后滤液中加入NaOH沉钴镍，过滤后滤液中加入氨水沉镁，生成氢氧化镁沉淀。 【小问1详解】 用硫酸浸取镍钴矿时，适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积可提高浸取速率； 【小问2详解】 ①由电离方程式可知，过一硫酸第一级电离完全，第二级电离不完全，离子方程式中写成的形式，溶液中的正二价铁元素Fe(Ⅱ)被H2SO5氧化为Fe2(SO4)3，被还原为硫酸根，离子方程式为：2Fe2+++H+=2Fe3+++H2O； ②通入混合气中SO2的体积分数与Mn(II)氧化率随时间的变化关系如图所示，若混合气中不添加SO2，相同时间内Mn(II)氧化率较低的原因是：混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)的氧化性远强于氧气；SO2的体积分数高于9.0%时，相同时间内Mn(II)氧化率开始降低的原因是:SO2有还原性，过多将会降低H2S2O5的浓度，且生成的MnO2也会被SO2还原成Mn(II)，降低Mn(II)氧化速率； ③基态Fe2+价电子排布为3d6，失去1个电子后变为Fe3+价电子排布为3d5，最高能级半满更稳定，故Fe2+易被氧化，失去1个电子变为Fe3+； 【小问3详解】 由Ksp[Co(OH)2]=10−14.8，Co2+沉淀完全时，c(Co2+)=1.0×10−5mol⋅L−1，则c(OH-)=，c(H+)==10-9.1mol/L，即pH值最小为9.1； 【小问4详解】 根据反应方程式，平衡常数K=。 16. 一种以磷铁渣(主要含，以及少量、等杂质)、为原料制备磷酸锰[]的实验过程如下： （1）溶解。将一定量的磷铁渣加入如图所示装置的三颈烧瓶中，维持温度60℃，边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的稀硫酸和溶液，有、和生成。充分反应后过滤。 ①写出反应的离子方程式：_______。 ②实验中加入溶液的实验操作为______。实验中当观察到某种现象时可停止加入溶液，该现象是______。 ③实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的，防止过大降低磷元素的浸出率，原因是______。 （2）制。过滤所得的滤液除去后，得含、的水溶液，请补充完整利用该溶液制备纯净固体的实验方案：取该溶液100mL[其中，]，向其中滴加______mL，再滴加溶液至溶液=______，过滤，洗涤沉淀至_______，干燥沉淀，得固体。(已知：溶液的对所得沉淀中锰磷比[]和的沉淀率影响如图所示) 【答案】（1） ①. 5FeP+8+39H+=5Fe3++8Mn2++5H3PO4+12H2O ②. 取下分液漏斗上方玻璃塞，转动活塞使溶液滴下 ③. 加入KMnO4溶液后红色不消失 ④. Fe3+转化为FePO4沉淀 （2） ①. 50 ②. 7 ③. 最后一次洗涤滤液中加入盐酸和BaCl2溶液无沉淀生成或无明显现象 【解析】 【分析】将磷铁渣(主要含FeP，以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)维持温度60℃，边搅拌边向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液，发生反应5FeP+8+39H+=5Fe3++8Mn2++5H3PO4+12H2O，溶液中有Fe3+、Mn2+和H3PO4生成，硫酸是为了保持体系的酸度，防止生成FePO4，过滤得到滤液和滤渣，去掉滤渣主要成分为SiO2，萃取法除铁，最后制备制Mn3(PO4)2。 【小问1详解】 ①向三颈烧瓶中加入一定量的硫酸和KMnO4溶液，反应后有Fe3+、Mn2+和H3PO4生成，可知FeP在酸性条件下被KMnO4氧化，配平离子方程式为：5FeP+8+39H+=5Fe3++8Mn2++5H3PO4+12H2O； ②KMnO4溶液装在分液漏斗中，实验中加入KMnO4溶液的实验操作为取下分液漏斗上方玻璃塞，转动活塞使溶液滴下，KMnO4参加反应，紫红色褪去，当三颈烧瓶中加入KMnO4溶液后红色不消失说明反应已完全，可停止加入KMnO4溶液； ③实验中需不断补充稀硫酸控制溶液的pH，pH过大，Fe3+转化为FePO4沉淀造成磷元素的浸出率降低； 【小问2详解】 分析题中图像可知，在pH为7，沉淀中锰磷比接近3∶2，Mn的沉淀率最大，则取萃取后所得水层溶液100mL，向其中滴加50mL0.1mol/L H3PO4，再滴加NaOH溶液，至溶液pH=7，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液中加入盐酸和BaCl2溶液无沉淀生成或无明显现象，后干燥沉淀，得Mn3(PO4)2固体， 17. 空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。 （1）利用与经催化重整可制得合成气： 。已知：的结构式为，相关键能数据：、，、，则=_______；该反应在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 （2）利用电能可实现转化为，其原理如图所示，阴极表面的电极反应式为_______。电解一段时间后，生成的和的质量之比为______。 （3）催化加氢制备甲醇。某研究小组使用催化剂实现了合成甲醇，其可能的反应历程如图所示。 已知：在表面解离产生的参与的还原过程；无催化活性，形成氧空位后有助于的活化。 ①理论上，反应历程中消耗的与的物质的量之比为_______。 ②若原料气中比例过低会减弱催化剂活性，原因是_______。 【答案】（1） ①. 120 ②. 高温 （2） ①. 或 ②. 4:1 （3） ①. 6:1 ②. H2太少，形成的氧原子空位少，催化剂催化能力较弱 【解析】 【小问1详解】 化学反应ΔH=反应物总键能-生成物总键能，故该反应ΔH=745×2+413×4-1075×2-436×2= 120kJ⋅mol−1，反应吸热，反应后气体体积数增加，ΔS>0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG<0反应自发发生，故高温下反应能自发进行； 【小问2详解】 图示装置为电解池，上方电极连接电源正极，为阳极，H2O在阳极失电子生成O2，下方电极为阴极，CO2在阴极得电子生成CH4，电极反应式为或，每转移8mol电子，生成1molCH4，2molO2，故电解一段时间后，生成的O2和CH4的质量之比为2×32:1×16=4:1； 小问3详解】 ①H2首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*，随后参与到CO2的还原过程，即由得失电子守恒有3H2~CH3OH~ 6H*，所以消耗6mol H*产生1molCH3OH；理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为6∶1； ②结合反应过程，若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原料气中H2比例过低会减弱催化剂活性的原因是H2太少，形成的氧原子空位少，催化剂催化能力较弱。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$