精品解析:重庆市第一中学2023-2024学年高一下学期化学第一次月考试卷
2024-08-19
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.01 MB |
| 发布时间 | 2024-08-19 |
| 更新时间 | 2024-08-23 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46907918.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024年重庆一中高2026届高一下期月考
化学试题卷
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
I卷(选择题,共50分)
一、选择题(本题包括10个小题,每题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 中国“大国重器”频频问世,彰显了中国科技发展的巨大成就。下列有关说法错误的是
A. “天问一号”火星车的保温材料为纳米气凝胶,能产生丁达尔效应
B. “华龙一号”核电海外投产,其反应堆所用轴棒中含有的与互为同素异形体
C. “梦天实验舱”搭载铷原子钟计时,铷是碱金属元素
D. “中国天眼”发现纳赫兹引力波,其太阳能电池使用的高柔韧性单晶硅为半导体材料
2. 化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列有关化学用语正确的是
A. 用电子式表示水分子的形成过程:
B. 中子数为10的氧原子:
C. 二氧化硅的分子式:
D. 铵根离子结构式:
3. 下列说法正确的是
A. 分别与和反应,生成的沉淀相同
B. 分别与和反应,生成的气体相同
C. 分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
D. 分别与和反应,生成的离子相同
4. 下列贮存化学试剂的方法正确的是
A. 新制的氯水保存在棕色细口瓶中,并放在阴凉处
B. 用做感光片的溴化银贮存在无色试剂瓶中
C. 烧碱溶液放在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
D. 金属锂保存在煤油中
5. 已知:,为阿伏加德罗常数,若消耗(标准状况下)的,下列说法错误的是
A. 转移电子数为 B. 产物质量为
C. 生成的氧化产物分子数为 D. 生成的分子是极性分子
6. 下列各组溶液中的离子能大量共存的是
A. 溶液中:、、、
B. 溶液中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. 加入粉放出气体的溶液中:、、、
7. 同一主族元素形成的物质在结构和性质上往往具有一定的相似性。下列说法正确的是
A. 可以与碱反应,也可以与碱反应
B. 在氧气中燃烧生成,在氧气中燃烧也生成
C. 分子是正四面体形,分子也是正四面体形
D. 可与水生成和,也可与水生成和
8. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 将固体投入中:
B. 通入石灰乳中:
C. 向溶液中加入含的溶液生成:
D. 将溶液滴入溶液中:
9. 已知电对的标准电极电势(Eϴ)越高,其电对中氧化剂的氧化性越强。现有4组电对的标准电极电势:①;②;③;④。下列有关说法正确的是
A. 溶液中浓度均为1mol/L的Fe3+和Cl-可发生反应:
B. 酸化高锰酸钾时既可以用硫酸也可以用盐酸
C. 向含2 mol FeCl2的溶液中加1 mol PbO2可观察到黄绿色气体产生
D. PbO2与酸性MnSO4反应的离子方程式:
10. 下列操作、现象、结论正确是
操作
现象
结论
A
、NiOOH中分别加浓盐酸
NiOOH中有气体
NiOOH氧化性大于
B
将固体粉末加入过量溶液中
固体溶解得到无色溶液
既体现碱性又体现酸性
C
淀粉-KI中滴加过量氯水
溶液最终没有变蓝
氯水无法氧化KI
D
与反应
产生淡黄色沉淀
说明可以完全电离
A. A B. B C. C D. D
二、选择题(本题包括10个小题,每题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
11. 从干海带中提取碘的实验流程如下:
下列说法错误的是
A. 氧化步骤中氯水可用过氧化氢代替
B. 试剂可以为,反萃取的离子方程式为:
C. 操作I要用到分液漏斗、烧杯、铁架台
D 可循环利用减少试剂浪费
12. 下列实验不能达到实验目的的是
A
B
通过控制止水夹a来制取
吸收氨气
C
D
分离和水的混合物
验证非金属性:N>C>Si
A. A B. B C. C D. D
13. 在测定1mol气体体积的实验中(实验装置如下图所示,试样为镁),该温度和压强下,气体摩尔体积的计算公式为:,请问造成测定结果偏小的原因可能有
A. 反应的镁条中含有杂质铝
B. 未等反应溶液冷却就读取气体体积
C. 量气管中并非纯净的氢气
D. 在读取气体体积时,水准管内液面高于量气管内液面而未及时调整到两边液面相平齐
14. 电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键):
元素
Li
Be
B
C
N
F
Na
Mg
Al
Si
Cl
Ca
电负性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
0.9
a
1.5
1.8
3.0
1.0
下列说法不正确的是
A. 根据电负性变化规律,确定a的最小范围为1.0<a<1.5
B. NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强
C. AlCl3是一种可溶性盐,属于离子化合物
D. 可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC
15. 下列关于分子的结构和性质的描述中,正确的是
A. 和均为三角锥形,它们的沸点大小为
B. 氨分子间有氢键,故气态氨分子的热稳定性比水蒸气的高
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D. 分解时吸收的热量比分解时吸收的热量多
16. 类推的思维方法在化学学习中应用广泛,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
A. 能与溶液反应,则也能与溶液反应
B. 与直接化合可得,则与直接化合可得
C. 第二周期元素气态氢化物稳定性:,则第三周期元素气态氢化物稳定性:
D. 的溶解度比的大,则的溶解度比的大
17. 海水是巨大的资源宝库,对海水资源综合利用的主要工艺如图所示。下列说法错误的是
A. 从成本角度考虑,适合选用熟石灰作沉镁试剂
B. “一系列操作”中包含灼烧、电解
C. 热空气吹出利用了易挥发的物理性质
D. 亚硫酸吸收过程发生反应的离子方程式为
18. 下图为模拟侯氏制碱法制取碳酸氢钠的实验装置,下列说法正确的是
A. a装置中可用代替
B. b装置中的溶液最好是饱和食盐水,为了吸收中的作用
C. 制取c装置中发生的反应方程式为:
D. 装置c中含氨的饱和食盐水提高了吸收效率
19. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A. 该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B. 原子半径:
C. 的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D. 的氟化物中原子均为8电子稳定结构
20. 已知W、X、Y和Z为前四周期元素,且原子序数依次增大,的原子半径在元素周期表中最小,X、Y位于同一主族,的单质在潮湿的空气中放久后,表面会慢慢变绿,分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。下列说法正确的是
A. W、X、Y、Z都是主族元素
B. 时固体成分为
C. 左右有两个吸收峰,此时发生的都是氧化还原反应
D. 破坏和之间作用力不需要吸收大量热
II卷(共4个题,共50分)
三、非选择题(本大题共4个小题,共50分)
21. I.用无水固体配制的溶液。请回答:
(1)在配制过程中需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、___________和___________。
(2)计算配制该溶液需用托盘天平称取固体___________克。
(3)定容时的操作:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加至___________。盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)下列操作会使配得的溶液浓度偏高的是___________。
A.称取相同质量的固体进行配制
B.定容时俯视容量瓶的刻度线
C.摇匀后凹液面在刻度线以下,重新加水至刻度线
Ⅱ.为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠质量分数,可通过加热分解得到的质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下,请回答:
(5)写出加热样品时发生的化学反应方程式___________。
(6)装置B中冰水的作用是___________。
(7)有关该实验的说法正确的是___________。
A. 组装好仪器,装完药品,再进行气密性检查
B. 该同学设计的实验装置存在缺陷,应该在B、C之间增加一个的干燥装置
C. 产生气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收会导致的质量分数偏低
D. 反应完全后停止加热,通入足量的氮气确保气体吸收完全
22. W、X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的六种元素回答下列问题:
元素代码
结构或性质特点
W
原子半径最小的元素
X
氢化物呈碱性
Y
最外层电子数是核外电子总数的1/3
Z
焰色为浅紫色(隔着蓝色钴玻璃观察)
M
地壳中含量第二的金属元素
R
常温下单质为液态的非金属
回答下列问题:
(1)元素在周期表中的位置是___________。R的原子结构示意图为___________。
(2)W分别与X、Y、Z形成的最简单二元化合物的沸点由高到低的顺序为___________(用化学式表示)。XW4R含有的化学键类型包含___________(填“离子键”、“极性键”或“非极性键”)。
(3)化合物是一种二元弱碱,其电子式为___________,它与足量的稀溶液反应的离子方程式为___________。
(4)元素的最高价氧化物的水化物是一种三元弱酸,其结构简式为(酸的元数酸中上的氢原子个数),Y的一种低价含氧酸是一种二元弱酸,则其结构简式为___________,它与足量的溶液反应的离子方程式为___________。
(5)将等体积的的溶液和的溶液混合充分反应后,加入振荡充分反应后,下层液体呈___________色,再向上层液体中加入___________溶液,可证明该反应为可逆反应。
23. 草酸亚铁晶体(,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作生产锂电池正极的原料。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为___________。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为___________(填仪器接口的字母编号,仪器可重复选用)。
a→g,f→___________→___________→d,e→___________→尾气处理装置
③实验前先通入一段时间,其目的为___________。
④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为___________。
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体只可能为或或二者混合物。小组成员设计实验证明了其成分只有,其操作及现象为:___________。
(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为___________。
II.草酸亚铁晶体样品中元素含量的测定
测定操作如下(已知和均可被氧化,转化为):
步骤1、称取草酸亚铁晶体样品并溶于稀中,配成溶液;
步骤2、取上述溶液,用标准液滴定至终点,消耗标准液;
步骤3、向反应后溶液中加入过量锌粉,充分反应,过滤得滤液,再用标准溶液滴定至终点,消耗标准液。
(4)步骤3中加入锌粉的目的为___________。
(5)草酸亚铁晶体元素的质量分数为___________(用代数式表示);若步骤1配制溶液时部分被氧化,则测定结果将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
24. 氮化镓(GaN)是优异的第三代半导体材料。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌、]制备的工艺流程如图:
已知:
①常温下,该工艺条件下金属阳离子生成氢氧化物沉淀时的范围如表所示。
沉淀物
开始沉淀时
1.5
3.0
6.2
6.0
完全沉淀时
3.2
4.1
9.1
9.0
②、在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见表。
盐酸浓度/mol/L
2
4
6
的反萃取率/%
86
69
17
的反萃取率/%
9
52
72
③Ga俗称“类铝”,其单质及化合物的性质与Al相似。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”时所得滤渣的主要成分是___________;“酸溶”所得滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(3)为尽可能多地提取并确保不混入,“调”的范围为______________________。___________
(4)“脱铁”和“反萃取”时,所用盐酸的浓度___________mol/L,___________mol/L(选填上表中盐酸的浓度)。“萃取”时,为达到较高的萃取率,萃取剂应___________(填“一次”或“多次”)加入。
(5)“沉镓”时,若加入的量过多,会导致的沉淀率降低,原因是___________(用离子方程式表示)。
(6)“CVD”方法是将热分解所得的氧化物与作为原料,在高温下煅烧得到,请写出该反应化学方程式___________。
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2024年重庆一中高2026届高一下期月考
化学试题卷
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Cu 64
I卷(选择题,共50分)
一、选择题(本题包括10个小题,每题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 中国“大国重器”频频问世,彰显了中国科技发展的巨大成就。下列有关说法错误的是
A. “天问一号”火星车的保温材料为纳米气凝胶,能产生丁达尔效应
B. “华龙一号”核电海外投产,其反应堆所用轴棒中含有的与互为同素异形体
C. “梦天实验舱”搭载铷原子钟计时,铷是碱金属元素
D. “中国天眼”发现纳赫兹引力波,其太阳能电池使用的高柔韧性单晶硅为半导体材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.纳米气凝胶属于胶体,能产生丁达尔效应,A正确;
B.与的质子数相同、中子数不同,互为同位素,B错误;
C.铷位于第五周期IA族,是碱金属元素,C正确;
D.单晶硅为良好半导体材料,D正确;
故选B。
2. 化学科学需要借助化学专用语言来描述,下列有关化学用语正确的是
A. 用电子式表示水分子的形成过程:
B. 中子数为10的氧原子:
C. 二氧化硅的分子式:
D. 铵根离子结构式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.水为共价化合物,产物中水的电子式错误,A错误;
B.中子数为10的氧原子质量数为18,可表示为,B错误;
C.二氧化硅为共价晶体,没有分子式,C错误;
D.铵根离子中N与H之间通过单键连接,其结构式正确,D正确;
故答案选D。
3. 下列说法正确的是
A. 分别与和反应,生成的沉淀相同
B. 分别与和反应,生成的气体相同
C. 分别与空气和氧气反应,生成的产物相同
D. 分别与和反应,生成的离子相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.与不能发生反应生成沉淀,A错误;
B.Na2O2分别与H2O和CO2反应,生成的气体均为氧气,B正确;
C.镁在空气中燃烧也会部分和氮气反应生成氮化镁,C错误;
D.Al与NaOH反应生成,与HCl反应生成Al3+,D错误;
答案选B。
4. 下列贮存化学试剂的方法正确的是
A. 新制的氯水保存在棕色细口瓶中,并放在阴凉处
B. 用做感光片的溴化银贮存在无色试剂瓶中
C. 烧碱溶液放在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
D. 金属锂保存在煤油中
【答案】A
【解析】
【详解】A.新制的氯水见光或者温度较高容易分解,需要保存在棕色细口瓶中,并放在阴凉处,故A正确;
B.溴化银见光易分解,见光易分解的物质放在棕色瓶中,故B错误;
C.硅酸钠溶液具有粘性,能将玻璃瓶口和瓶塞黏在一起,碱性溶液能和玻璃的成分中的二氧化硅反应生成硅酸钠,所以碱性溶液存放时不能用磨口玻璃塞密封,故C错误;
D.锂的密度比煤油小,实验室将金属锂保存在石蜡封存,故D错误。
答案选A。
5. 已知:,为阿伏加德罗常数,若消耗(标准状况下)的,下列说法错误的是
A. 转移电子数为 B. 产物质量为
C. 生成的氧化产物分子数为 D. 生成的分子是极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.消耗44.8L(标况下)的F2,物质的量为2mol,此反应中2molF2得到4mol电子,1molNaOH中的O失去4mol电子生成1molOF2,A正确;
B.消耗F22mol,生成NaF2mol,质量为2mol×42g/mol=84g,B正确;
C.该反应中NaOH失电子生成的OF2为氧化产物,故生成的氧化产物分子数为NA,C错误;
D.生成的水分子为V形结构,正负电荷中心不重合,为极性分子,D正确;
故答案选C。
6. 下列各组溶液中的离子能大量共存的是
A. 溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 溶液中:、、、
D. 加入粉放出气体的溶液中:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中含、Fe2+、、、、,这六种离子互不反应可以共存,故A正确;
B. 的溶液中: 不能共存,故B错误;
C. 溶液中:ClO-、、会发生氧化还原反应产生氯气,ClO-、会发生复分解生成次氯酸,故C错误;
D.铝分别能与H+、强碱溶液反应放出氢气,在强碱溶液中不能大量共存, 、在酸性溶液中发生氧化还原反应,故D错误;
答案选A。
7. 同一主族元素形成的物质在结构和性质上往往具有一定的相似性。下列说法正确的是
A. 可以与碱反应,也可以与碱反应
B. 在氧气中燃烧生成,在氧气中燃烧也生成
C. 分子是正四面体形,分子也是正四面体形
D. 可与水生成和,也可与水生成和
【答案】C
【解析】
【详解】A.同主族从上到下元素金属性递增,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强, 是两性氢氧化物、可以与碱反应,属于碱、不可以与碱反应,A不正确;
B.金属性小于Na,在氧气中燃烧生成,B不正确;
C.氯和溴位于同主族,最外层均有7个电子,则和分子结构相似,分子内C原子分别与4个Cl或Br原子形成4对共用电子对,分子是正四面体形,分子也是正四面体形,C正确;
D. F的非金属性比O强,F2与水可发生置换反应,生成HF和O2,D不正确;
故选C。
8. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 将固体投入中:
B. 通入石灰乳中:
C. 向溶液中加入含的溶液生成:
D. 将溶液滴入溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.中投入少量固体,氧气中O原子完全来自过氧化钠,正确的离子反应为:,故A正确;
B.将通入冷的石灰乳中制漂白粉,石灰乳的氢氧化钙不可拆分,离子方程式为:,B错误;
C.向溶液中加入含的溶液生成和CO2:,C错误;
D.溶液与中Fe均为+3价,不发生反应,D错误;
答案选A。
9. 已知电对的标准电极电势(Eϴ)越高,其电对中氧化剂的氧化性越强。现有4组电对的标准电极电势:①;②;③;④。下列有关说法正确的是
A. 溶液中浓度均为1mol/L的Fe3+和Cl-可发生反应:
B. 酸化高锰酸钾时既可以用硫酸也可以用盐酸
C. 向含2 mol FeCl2的溶液中加1 mol PbO2可观察到黄绿色气体产生
D. PbO2与酸性MnSO4反应的离子方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电对的标准电极电势越高,其中氧化剂的氧化性越强可知,氧化剂的氧化性由强到弱的顺序为PbO2>>Cl2>Fe3+,Cl2的氧化性强于Fe3+,Fe3+不能与Cl-反应生成Cl2,A错误;
B.的氧化性强于Cl2,能与盐酸发生氧化还原反应生成Cl2,则酸化高锰酸钾时不能用盐酸,B错误;
C.还原性:Fe2+>Cl-,FeCl2溶液与少量PbO2混合时,还原性强的Fe2+先与PbO2反应,根据FeCl2与PbO2的量可知不可能有黄绿色气体生成,C错误;
D.PbO2的氧化性强于,PbO2能将Mn2+氧化成,自身转化为PbSO4沉淀,反应的离子方程式为,D正确;
故答案选D。
10. 下列操作、现象、结论正确的是
操作
现象
结论
A
、NiOOH中分别加浓盐酸
NiOOH中有气体
NiOOH氧化性大于
B
将固体粉末加入过量溶液中
固体溶解得到无色溶液
既体现碱性又体现酸性
C
淀粉-KI中滴加过量氯水
溶液最终没有变蓝
氯水无法氧化KI
D
与反应
产生淡黄色沉淀
说明可以完全电离
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.、NiOOH中分别加浓盐酸,NiOOH中有气体,则与浓盐酸发生复分解反应而溶解,NiOOH与浓盐酸发生氧化还原产生氯气,说明NiOOH氧化性大于,A正确;
B.将固体粉末加入过量NaOH溶液中,充分搅拌,溶解得到无色溶液,说明能够和碱反应,体现酸性,B错误;
C.KI中滴加过量氯水,先得到含I2的水溶液, I2进一步被氯气氧化为碘酸根,则溶液最终没有变蓝, C错误;
D.出现黄色沉淀(),说明电离出了磷酸根离子,但不能说明说明可以完全电离,D错误;
答案选A。
二、选择题(本题包括10个小题,每题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
11. 从干海带中提取碘的实验流程如下:
下列说法错误的是
A. 氧化步骤中氯水可用过氧化氢代替
B. 试剂可以为,反萃取的离子方程式为:
C 操作I要用到分液漏斗、烧杯、铁架台
D. 可循环利用减少试剂浪费
【答案】C
【解析】
【分析】干海带灼烧得到海带灰,溶于水并过滤得到海带浸取液,加入氯水,氧化碘离子生成碘单质,加入四氯化碳萃取分液,得到上层为水溶液,下层为四氯化碳的碘单质溶液,在下层溶液中加入X溶液可以为NaOH,反应原理为:3I2+6NaOH=NaIO3+5NaI+3H2O,分液得到上层溶液中加入稀硫酸过滤得到碘单质,反应原理为:NaIO3+5NaI+3H2SO4=3Na2SO4+3I2+3H2O,据此分析判断。
【详解】A.已知2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,故氧化步骤中氯水可用过氧化氢代替氯气,A正确;
B.由分析可知,试剂X可以为NaOH,反萃取的离子方程式为,B正确;
C.操作Ⅰ是把固体碘单质分离出来,操作方法为过滤,要用到普通漏斗、烧杯和玻璃棒,C错误;
D.反萃取后CCl4层中几乎不含有碘元素,故CCl4循环利用可提高CCl4的利用率,减少实际的浪费,D正确;
故答案为:C。
12. 下列实验不能达到实验目的的是
A
B
通过控制止水夹a来制取
吸收氨气
C
D
分离和水的混合物
验证非金属性:N>C>Si
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验时先打开止水夹a,稀硫酸和铁粉反应产生H2和FeSO4,H2将装置中的空气排净后,关闭a,试管A中气体压强增大,将FeSO4溶液压入试管B中,FeSO4溶液与NaOH溶液反应,产生白色Fe(OH)2沉淀,故A正确;
B.NH3不溶于CCl4,逸出后被上面的水吸收,既能吸收氨气又能防止倒吸,故B正确;
C. 和水互不相溶,能通过分液的方法分离和水的混合物,故C正确;
D.锥形瓶中硝酸和大理石反应产生气泡,证明硝酸的酸性比碳酸强,挥发出的硝酸与二氧化碳均能与硅酸钠溶液反应产生硅酸沉淀,故不能证明碳酸的酸性比硅酸强,则不能验证非金属性: C>Si,故D错误;
故答案为D。
13. 在测定1mol气体体积的实验中(实验装置如下图所示,试样为镁),该温度和压强下,气体摩尔体积的计算公式为:,请问造成测定结果偏小的原因可能有
A. 反应的镁条中含有杂质铝
B. 未等反应溶液冷却就读取气体体积
C. 量气管中并非纯净的氢气
D. 在读取气体体积时,水准管内液面高于量气管内液面而未及时调整到两边液面相平齐
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应的镁条中含有杂质铝,等质量的Al能产生更多的氢气,根据,氢气的体积偏大,则结果偏大,故A不符合题意;
B.未等反应溶液冷却就读取气体体积,会造成气体体积偏大,也会导致结果偏大,故B不符合题意;
C.量气管中并非纯净的氢气,则读出的气体体积偏大,也会导致结果偏大,故C不符合题意;
D.在读取气体体积时,水准管内液面高于量气管内液面,说明氢气压强大于大气压,则氢气的体积会偏小,根据,会导致结果偏小,故D符合题意。
答案选D。
14. 电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键):
元素
Li
Be
B
C
N
F
Na
Mg
Al
Si
Cl
Ca
电负性
1.0
1.5
2.0
25
3.0
4.0
0.9
a
1.5
1.8
3.0
1.0
下列说法不正确的是
A. 根据电负性变化规律,确定a的最小范围为1.0<a<1.5
B. NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强
C. AlCl3是一种可溶性盐,属于离子化合物
D. 可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电负性的递变规律:同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小可知,在同周期中电负性:Na<Mg<Al,即0.9<a<1.5,同主族:Be>Mg>Ca,即1.0<a<1.5,取最小范围应为1.0<a<1.5,A项正确;
B.两种元素电负性差值越大,键的极性越强,根据表中数值可知,N与F电负性差值大于N与Cl电负性差值,则NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强,B项正确;
C.根据已知条件及表中数值可知,AlCl3化合物中Al与Cl电负性的差值为1.5,小于1.7,形成共价键,为共价化合物,C项错误;
D.Li3N是离子化合物,在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,SiC是共价化合物,不能导电,可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC,D项正确。
故本题选C。
15. 下列关于分子结构和性质的描述中,正确的是
A. 和均为三角锥形,它们的沸点大小为
B. 氨分子间有氢键,故气态氨分子的热稳定性比水蒸气的高
C. 碘易溶于浓碘化钾溶液,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D. 分解时吸收的热量比分解时吸收的热量多
【答案】D
【解析】
【详解】A.和的中心原子孤电子对数均为、价层电子对数均为=3+1=4,故为sp3杂化、空间构型均为三角锥形,均为极性分子,它们构成的晶体均为分子晶体,若相对分子质量越大,分子间作用力越大、熔沸点越高,故沸点大小为,故A错误;
B.元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,氮元素的非金属性弱于氧元素,所以气态氨分子的热稳定性弱于水蒸气,故B错误;
C.碘易溶于浓碘化钾溶液是因为发生了反应:、增大了碘的溶解度,与相似相溶原理无关,不能用相似相溶原理解释,故C错误;
D.氟元素的电负性大于氯元素的电负性,则H-F比H-Cl键牢固、H-F键能比H-Cl的大,则分解时吸收的热量比分解时吸收的热量多,故D正确;
故选D。
16. 类推的思维方法在化学学习中应用广泛,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
A. 能与溶液反应,则也能与溶液反应
B. 与直接化合可得,则与直接化合可得
C. 第二周期元素气态氢化物稳定性:,则第三周期元素气态氢化物稳定性:
D. 的溶解度比的大,则的溶解度比的大
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据对角线原则,Al、Be化学性质相似,能与溶液反应,则Be(OH)2也能与NaOH溶液反应,A正确;
B.卤族元素从上到下非金属性递减,氯气的氧化性强,碘单质的氧化性较弱,与直接化合可得,B错误;
C.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,简单氢化物越稳定,第二周期元素气态氢化物稳定性:,则第三周期元素气态氢化物稳定性:,C错误;
D.的溶解度比的小,D错误;
故选A。
17. 海水是巨大的资源宝库,对海水资源综合利用的主要工艺如图所示。下列说法错误的是
A. 从成本角度考虑,适合选用熟石灰作沉镁试剂
B. “一系列操作”中包含灼烧、电解
C. 热空气吹出利用了易挥发的物理性质
D. 亚硫酸吸收过程发生反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】海水淡化处理得到淡水和盐卤,盐卤分离得到母液和粗盐,母液进行沉镁操作得到氢氧化镁沉淀,氢氧化镁沉淀中加盐酸溶解、结晶得到氯化镁晶体,氯化镁晶体在HCl气流中加热脱水生成MgCl2,电解熔融的氯化镁得到金属镁;母液的滤液中加入Cl2将溴离子转化为溴单质,热空气吹出后用亚硫酸吸收,得到HBr的浓溶液,再通入氯气生成溴单质,蒸馏得到溴。
【详解】A.熟石灰能与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,且成本较低,从成本角度考虑,适合选用熟石灰作沉镁试剂, A正确;
B.“一系列操作” 为:氢氧化镁沉淀加盐酸溶解、结晶得到氯化镁晶体,氯化镁晶体在HCl气流中加热脱水生成MgCl2,电解熔融的氯化镁得到金属镁, B错误;
C. 易挥发,热空气吹出利用了易挥发的物理性质,C正确;
D.亚硫酸能与Br2反应生成硫酸和HBr,吸收过程的离子方程式为,D正确;
故答案选B。
18. 下图为模拟侯氏制碱法制取碳酸氢钠的实验装置,下列说法正确的是
A a装置中可用代替
B. b装置中的溶液最好是饱和食盐水,为了吸收中的作用
C. 制取c装置中发生的反应方程式为:
D. 装置c中含氨的饱和食盐水提高了吸收效率
【答案】D
【解析】
【分析】该装置模拟侯氏制碱法,a装置用盐酸与碳酸钙反应生成CO2,用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl,c中CO2与含氨的饱和食盐水反应得到碳酸氢钠晶体,过滤后对碳酸氢钠晶体加热分解得到碳酸钠,d吸收挥发的氨气,进行尾气处理。
【详解】A.a装置采用了多孔隔板,需要难溶性的块状固体与盐酸反应,不能用碳酸钠,故A错误;
B.吸收中应该用饱和碳酸氢钠溶液,故B错误;
C.由分析可知,c中反应的化学方程式为:,故C错误;
D.由于氨气在水溶液中的溶解度极大,含氨的饱和食盐水可以吸收大量的CO2,提高了吸收效率,故D正确。
答案选D。
19. 一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A. 该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B. 原子半径:
C. 的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D. 的氟化物中原子均为8电子稳定结构
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z的原子序数依次增大,总和为24,W形成1条键,W为H,Z为+1价阳离子,Z为Na,Y形成3条键,结合原子序数排序可知,Y为N,X的原子序数为24-1-11-7=5,X为B元素。
【详解】A.该化合物中,H、B、N之间均通过共价键连接,A正确;
B.Na比B、N多一个电子层,原子半径最大,同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径Na>B>N,B正确;
C.N的最高价氧化物的水化物为HNO3,属于强酸,C正确;
D.B的氟化物为BF3,该物质中B周围为6个电子,没有满足8电子稳定结构,D错误;
故答案选D。
20. 已知W、X、Y和Z为前四周期元素,且原子序数依次增大,的原子半径在元素周期表中最小,X、Y位于同一主族,的单质在潮湿的空气中放久后,表面会慢慢变绿,分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。下列说法正确的是
A. W、X、Y、Z都是主族元素
B. 时固体成分为
C. 左右有两个吸收峰,此时发生的都是氧化还原反应
D. 破坏和之间的作用力不需要吸收大量热
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为前四周期元素,原子序数依次增大,W的原子半径在元素周期表中最小,W为H,Z的单质在潮湿的空气中放久后,表面慢慢变绿,则Z为Cu,CuYX4·5H2X受热分解,X、Y同主族,则X为O、Y为S,该物质为五水硫酸铜。
【详解】A.四种元素中的Cu不是主族元素,A错误;
B.600℃之前固体质量为1.6mg,此时为1.0×10-5molCuSO4,继续加热到800℃,此时固体质量为0.8mg,此时Cu物质的量仍为1.0×10-5mol,质量为0.64mg,则剩余0.16mg为O,此时固体成分为CuO,继续加热固体质量变为0.72mg,此时Cu质量仍为0.64mg,剩余0.08mg为O,则此时固体为Cu2O,B正确;
C.700℃时有两个吸热峰,此时发生两个分解反应,分别为CuSO4CuO+SO3↑和2SO32SO2+O2,第一个反应不是氧化还原反应,C错误;
D.CuSO4和H2O之间存在配位键和氢键,破坏配位键和氢键需要吸收大量热,D错误;
故答案选B。
II卷(共4个题,共50分)
三、非选择题(本大题共4个小题,共50分)
21. I.用无水固体配制的溶液。请回答:
(1)在配制过程中需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、___________和___________。
(2)计算配制该溶液需用托盘天平称取固体___________克。
(3)定容时的操作:将蒸馏水注入容量瓶,当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加至___________。盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
(4)下列操作会使配得的溶液浓度偏高的是___________。
A.称取相同质量的固体进行配制
B.定容时俯视容量瓶的刻度线
C.摇匀后凹液面在刻度线以下,重新加水至刻度线
Ⅱ.为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到的质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下,请回答:
(5)写出加热样品时发生的化学反应方程式___________。
(6)装置B中冰水的作用是___________。
(7)有关该实验的说法正确的是___________。
A. 组装好仪器,装完药品,再进行气密性检查
B. 该同学设计的实验装置存在缺陷,应该在B、C之间增加一个的干燥装置
C. 产生气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收会导致的质量分数偏低
D. 反应完全后停止加热,通入足量的氮气确保气体吸收完全
【答案】(1) ①. 玻璃棒 ②. 容量瓶
(2)2.1 (3)溶液的凹液面与刻度线相切
(4)B (5)
(6)冷凝反应生成的水 (7)BD
【解析】
【小问1详解】
配制的溶液过程中需要用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和容量瓶。
答案为:玻璃棒;容量瓶。
【小问2详解】
m()=。
答案为:2.1。
【小问3详解】
定容时,当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面与刻度线相切。
答案为:溶液的凹液面与刻度线相切。
【小问4详解】
A.称取相同质量的固体,溶质的物质的量偏少,浓度偏低;
B.定容时俯视容量瓶的刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大;
C.摇匀后凹液面在刻度线以下,重新加水至刻度线,导致溶液体积偏大,浓度偏低。
答案为:B。
【小问5详解】
碳酸氢钠受热易分解,加热样品时发生的化学反应方程式。
答案为:。
【小问6详解】
装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水,防止被碱石灰吸收,干扰二氧化碳质量的测定。
答案为:冷凝反应生成的水。
【小问7详解】
A. 组装好仪器,先进行气密性检查,再装完药品,故A错误;
B. B装置中大部分的水冷凝转化为液态,还是有少量水挥发进入C装置中,使测得的二氧化碳的质量不准确,应该在B、C之间增加一个的干燥装置,故B正确;
C. 产生气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收,导致计算所得的碳酸氢钠的质量偏小,的质量分数偏高,故C错误;
D. 反应完全后停止加热,通入足量的氮气将装置中的赶入C装置中,确保气体吸收完全,故D正确。
答案为:BD。
22. W、X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的六种元素回答下列问题:
元素代码
结构或性质特点
W
原子半径最小的元素
X
氢化物呈碱性
Y
最外层电子数是核外电子总数的1/3
Z
焰色为浅紫色(隔着蓝色钴玻璃观察)
M
地壳中含量第二的金属元素
R
常温下单质为液态的非金属
回答下列问题:
(1)元素在周期表中的位置是___________。R的原子结构示意图为___________。
(2)W分别与X、Y、Z形成的最简单二元化合物的沸点由高到低的顺序为___________(用化学式表示)。XW4R含有的化学键类型包含___________(填“离子键”、“极性键”或“非极性键”)。
(3)化合物是一种二元弱碱,其电子式为___________,它与足量的稀溶液反应的离子方程式为___________。
(4)元素的最高价氧化物的水化物是一种三元弱酸,其结构简式为(酸的元数酸中上的氢原子个数),Y的一种低价含氧酸是一种二元弱酸,则其结构简式为___________,它与足量的溶液反应的离子方程式为___________。
(5)将等体积的的溶液和的溶液混合充分反应后,加入振荡充分反应后,下层液体呈___________色,再向上层液体中加入___________溶液,可证明该反应为可逆反应。
【答案】(1) ①. 第三周期ⅤA族 ②.
(2) ①. KH>NH3>PH3 ②. 离子键、极性键
(3) ①. ②. N2H4+2H+=
(4) ①. ②. H3PO3+2OH-=+2H2O
(5) ①. 紫红色 ②. KSCN溶液
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、M、R原子序数依次增大,W是原子半径最小的元素,W为H,X的氢化物呈碱性,X为N,Y最外层电子数是核外电子总数的,Y为P,Z焰色为浅紫色,Z为K,M是地壳中含量第二的金属元素,M为Fe,R常温下单质为液态的非金属,R为Br。
【小问1详解】
Y为P,在元素周期表第三周期ⅤA族。R为Br,其原子结构示意图为。
【小问2详解】
H与N、P、K形成的最简单二元化合物分别为NH3、PH3和KH,其中NH3、PH3为分子晶体,KH为离子晶体,则KH沸点最高,NH3中存在氢键,范德华力较大,沸点高于PH3,故沸点由高到低排序为KH>NH3>PH3。NH4Br为离子化合物,存在离子键,铵根离子内部存在极性键,不存在非极性键。
【小问3详解】
N2H4为二元弱碱,其电子式为。它与足量HBr稀溶液反应的离子方程式为N2H4+2H+=。
【小问4详解】
Y的一种低价含氧酸为H3YO3,是一种二元弱酸,其结构简式为,它与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3PO3+2OH-=+2H2O。
【小问5详解】
等体积的1mol/L的FeCl3和3mol/L的NaI溶液混合充分,Fe3+与I-反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2,反应后加入CCl4振荡充分反应,I2溶于四氯化碳中使得下层溶液呈紫红色。按照离子方程式可知,Fe3+的量不足,再向上层液体中加入KSCN溶液,若溶液变血红色,说明溶液中存在铁离子,证明反应为可逆反应。
23. 草酸亚铁晶体(,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作生产锂电池正极的原料。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为___________。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为___________(填仪器接口的字母编号,仪器可重复选用)。
a→g,f→___________→___________→d,e→___________→尾气处理装置
③实验前先通入一段时间,其目的为___________。
④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为___________。
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体只可能为或或二者混合物。小组成员设计实验证明了其成分只有,其操作及现象为:___________。
(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为___________。
II.草酸亚铁晶体样品中元素含量的测定
测定操作如下(已知和均可被氧化,转化为):
步骤1、称取草酸亚铁晶体样品并溶于稀中,配成溶液;
步骤2、取上述溶液,用标准液滴定至终点,消耗标准液;
步骤3、向反应后溶液中加入过量锌粉,充分反应,过滤得滤液,再用标准溶液滴定至终点,消耗标准液。
(4)步骤3中加入锌粉的目的为___________。
(5)草酸亚铁晶体元素的质量分数为___________(用代数式表示);若步骤1配制溶液时部分被氧化,则测定结果将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 球形干燥管 ②. a→g,f→b,c→h,i→d,e→b,c→尾气处理装置 ③. 排尽装置内的空气,防止干扰实验和加热时发生爆炸 ④. C中CuO从黑色变为红色,其后的澄清石灰水变浑浊
(2)取少量固体于试管中,加入硫酸,无气体生成
(3)FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O
(4)将Fe3+还原为Fe2+
(5) ①. ×100 ②. 不变
【解析】
【分析】探究草酸亚铁晶体热分解的产物,反应前先通入一段时间氮气,除去装置内的空气,随后加热A装置,草酸亚铁晶体开始分解,生成的气体先通过D,检验是否有水蒸气生成,随后将气体通入B中检验是否有二氧化碳生成,随后通过E装置干燥后将气体通入C装置与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,再通过B装置检验生成的二氧化碳从而确定是否有CO存在,最后连接尾气处理装置。
【小问1详解】
①装置D的名称为球形干燥管。
②根据分析可知,上述装置的连接顺序为a→g,f→b,c→h,i→d,e→b,c→尾气处理装置。
③实验前先通入一段时间氮气,其目的是排尽装置内的空气,防止干扰实验和加热时发生爆炸。
④证明产物中含有CO的现象为C中CuO从黑色变为红色,其后的澄清石灰水变浑浊。
【小问2详解】
若产物中只有FeO,则其溶于硫酸就不会有气体生成,否则若存在Fe,加入硫酸一定有气体生成,因此操作和现象为取少量固体于试管中,加入硫酸,无气体生成。
【小问3详解】
根据前面两个小问的结论可知,草酸亚铁晶体加热条件下分解生成FeO、CO、CO2和水,化学方程式为FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。
【小问4详解】
步骤2加入高锰酸钾溶液后,亚铁离子和草酸根离子都能和高锰酸钾反应,亚铁离子转化为铁离子,步骤三加入Zn,Zn将Fe3+还原为Fe2+,后续再加入高锰酸钾即可求出Fe2+消耗的高锰酸钾的体积。
【小问5详解】
被锌还原生成的Fe2+消耗高锰酸钾物质的量为cV2×10-3mol,则根据得失电子守恒可知5Fe2+~,消耗Fe2+物质的量为5cV2×10-3mol,则mg草酸亚铁中含有Fe2+的质量为5cV2×10-3mol×10×56g/mol=2.8cV2g,草酸亚铁晶体Fe元素的质量分数为2.8cV2g÷mg=×100%。若步骤1配制溶液时部分亚铁离子被氧化,并不影响V2的值,测定结果不变。
24. 氮化镓(GaN)是优异的第三代半导体材料。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌、]制备的工艺流程如图:
已知:
①常温下,该工艺条件下金属阳离子生成氢氧化物沉淀时的范围如表所示。
沉淀物
开始沉淀时
1.5
3.0
62
6.0
完全沉淀时
3.2
4.1
9.1
9.0
②、在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见表。
盐酸浓度/mol/L
2
4
6
的反萃取率/%
86
69
17
的反萃取率/%
9
52
72
③Ga俗称“类铝”,其单质及化合物的性质与Al相似。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”时所得滤渣的主要成分是___________;“酸溶”所得滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(3)为尽可能多地提取并确保不混入,“调”的范围为______________________。___________
(4)“脱铁”和“反萃取”时,所用盐酸的浓度___________mol/L,___________mol/L(选填上表中盐酸的浓度)。“萃取”时,为达到较高的萃取率,萃取剂应___________(填“一次”或“多次”)加入。
(5)“沉镓”时,若加入的量过多,会导致的沉淀率降低,原因是___________(用离子方程式表示)。
(6)“CVD”方法是将热分解所得的氧化物与作为原料,在高温下煅烧得到,请写出该反应化学方程式___________。
【答案】(1)Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
(2) ①. SiO2 ②. CaSO4
(3)4.1~6.2 (4) ①. 6 ②. 2 ③. 多次
(5)Ga(OH)3+OH-=[Ga(OH)4]-
(6)Ga2O3+2NH32GaN+3H2O
【解析】
【分析】矿渣中含有铁酸镓、铁酸锌、SiO2,先加入稀硫酸酸浸,SiO2不溶于稀硫酸形成浸出渣,随后加入CaO调节pH,已知Zn(OH)2开始沉淀的pH大于Fe(OH)3和Ga(OH)3完全沉淀的pH,因此可通过控制pH将Fe3+、Ga3+完全沉淀而Zn2+不沉淀,过滤后沉淀为Fe(OH)3和Ga(OH)3,加入硫酸酸溶,生成Fe3+和Ga3+,再加入萃取剂萃取,随后加入amol/L的盐酸脱铁,从表中可知,Fe3+反萃取率较高时对应盐酸的浓度较大,故此时盐酸浓度为6mol/L,随后反萃取是将Ga3+从有机相萃取到水相中,盐酸浓度为2mol/L,此时水相中Ga3+浓度较大,加入NaOH溶液沉镓,热分解后加入CVD,得到GaN。
【小问1详解】
酸浸时,Ga2(Fe2O4)3与氢离子反应生成Ga3+、Fe3+和水,离子方程式为Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O。
【小问2详解】
根据分析可知,酸浸时所得滤渣为SiO2。酸溶时因为前期加入了CaO调节pH,反应生成的CaSO4微溶于水能形成沉淀,故酸溶所得滤渣主要成分为CaSO4。
【小问3详解】
根据表中数据可知,Zn(OH)2开始沉淀的pH为6.2,而Ga(OH)3完全沉淀的pH为4.1,因此需要控制pH在4.1~6.2之间。
【小问4详解】
根据分析可知,脱铁时盐酸浓度a=6mol/L,反萃取时,盐酸浓度b为2mol/L。萃取时为达到较高的萃取率,萃取剂应该多次加入。
【小问5详解】
沉镓时,若加入的NaOH的量过多,会导致Ga3+的沉淀率降低,原因为Ga(OH)3会与多余的NaOH反应生成[Ga(OH)4]-,离子方程式为Ga(OH)3+OH-=[Ga(OH)4]-。
【小问6详解】
Ga(OH)3热分解生成Ga2O3,Ga2O3与NH3高温条件下反应生成GaN和水,化学方程式为Ga2O3+2NH32GaN+3H2O。
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