精品解析：新疆兵团地州学校2023-2024学年高二上学期期末联考化学试题

兵团地州学校2023—2024学年第一学期期末联考 高二化学试卷 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间90分钟。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。 4.可能用到的相对原子质量： 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 甲醛(结构如图所示)的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本，下列说法正确的是 A. 基态碳原子中，电子占据的最高能层符号为p B. 基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高 C. 氧元素位于元素周期表第二周期ⅣA族 D. 基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数依次增多 2. 甲酸(结构如图所示)在工业上可用作还原剂，也是合成医药、农药和染料等原料。下列说法正确的是 A. 酸性： B. 稳定性： C. 的空间结构：V形 D. 甲酸在水中的电离方程式为 3. 某恒容密闭容器中，发生反应　，下列说法正确是 A. 仅加入合适的催化剂，有利于提高的平衡转化率 B. 仅增大的物质的量浓度，该反应的平衡常数也增大 C. 断裂键的同时断裂键，则该反应达到平衡 D. 该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和 4. 乙二醇(结构如图所示)可用于生产汽车的防冻液，下列说法正确的是 A. 乙二醇中既含有非极性共价键，又含有极性共价键 B. 的电子式为 C. 基态碳原子核外有5种不同运动状态的电子 D. 基态氧原子的轨道表示式为 5. 蛋白质分子结构的一部分如图所示，下列说法正确的是 A. 第一电离能： B. 电负性： C. 核电荷数： D. 基态原子的未成对电子数： 6. 一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为浓溶液。下列说法正确的是 A. 电池工作时，电极上得到电子，发生氧化反应 B. 基态原子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 C. 离子半径： D. 与位于同一主族，不能与溶液反应，则也不与溶液反应 7. 常温下，下列溶液可用来除铁锈的是 A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 8. 为了除去锅炉水垢中的，可先用溶液处理。下列说法正确的是 A. 在溶液中，存在 B. 属于非电解质 C. 由题意可知： D. 熟石膏的化学式为 9. 利用下列装置不能达到相应实验目的的是 A．①测定中和反应反应热 B．②测定溶液的 C．③进行电解精炼铜 D．④探究分解的热效应 A. A B. B C. C D. D 10. 三氯化硅()是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2L的恒容密闭容器中充2mol，分别在温度为，条件下发生反应： ，反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 容器内气体的压强： B. 时，若起始时向该容器中充入0.8mol，1mol、0.6mol，反应将向逆方向进行 C. 时，反应自开始至达到平衡过程中， D. ， 11. 已知℃时，溶液的，的HA溶液中，则的HA溶液中水电离出的为 A. B. C. D. 12. 我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了的溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A. 可增加电解质溶液的导电性 B. 充电时，阳极的电极反应式为 C. 放电时，电极N为负极 D. 放电时，每转移，参与反应的铁元素的总质量为112g 13. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 100g5.85%的溶液中，所含的阳离子总数为 B. 常温下，的稀硫酸中，所含的总数为 C. 1L溶液中，所含的总数为 D. 1L溶液中，所含的阴离子总数大于 14. 常温下，用盐酸滴定溶液，滴定曲线如图所示。下列说法错误的是 已知：①； ②不考虑溶液体积和温度的变化。 A. B. 常温下， C. 的过程中，水的电离程度先减小后增大 D. 的过程中，一定存在 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 根据所学知识回答下列问题： （1）化学反应中能量的变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。和反应生成过程中的能量变化如图所示。 ①下列物质间的能量变化与如图所示能量变化相符的是_______(填标号)。 A．浓硫酸的稀释 B．二氧化碳与灼热的炭的反应 C．甲烷在氧气中燃烧 D．稀盐酸与碳酸氢钠的反应 ②第一电离能：_____(填“>”或“<”)，判断的理由为_____。 ③对于反应 ，每转移0.4mol电子，此时变化的热量为____kJ。 （2）短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，这四种元素形成的单质依次为、、、，、、是这些元素组成的二元化合物。其中为形成酸雨的主要物质之一；常温下，溶液中，这几种物质的转化关系如图。 由图可知，m、p、q均能在n中燃烧，由z为形成酸雨的主要物质之一，溶液中，0.01mol/LW溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L可知，m为氢气、n为氧气、p为钠、q为硫，x为水、y为过氧化钠、z为二氧化硫、w为氢氧化钠，短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，则a为H元素、b为O元素、c为Na元素、d为S元素； ①基态原子有_______个自旋平行的未成对电子。 ②基态原子的简化电子排布式为_______。 ③过量的通入溶液中反应的离子方程式为_______。 （3）从能量角度来看，比的稳定性更_______(填“强”或“弱”)，从原子结构角度分析其原因：_______。 16. 碱式硫酸铁难溶于水，可做净水剂、媒染剂、颜料和药物。可由硫酸亚铁与稀硝酸共热制得。某实验小组欲用如图所示装置进行实验，回答下列问题： （1）锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________；某同学认为用溶液代替稀硝酸更好，理由是___________。 （2）酸性高锰酸钾溶液可除去一氧化氮，反应的离子方程式为。 该反应分两步进行。第一步是高锰酸钾把一氧化氮氧化为二氧化氮，反应的离子方程式为，则第二步反应的离子方程式为___________。 （3）某同学测定产物纯度方法如下：称取产物溶于适量稀硫酸中，加入足量KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，用标准溶液滴定至终点，消耗标准液(涉及的反应方程式为 、)。 ①盛装标准溶液的滴定管应选用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。 ②判断达到滴定终点的方法为___________。 ③该产品的纯度为___________，滴定过程中，如果滴定速度过慢，可能导致所测结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 17. 回收废旧电池，既可以减轻重金属对环境的污染，又可以变废为宝。对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属的工艺路线如图： 已知：常温下，的电离常数，的电离常数、、、。 回答下列问题： （1）写出一条提高焙烧效率的措施：_______。 （2）若烧渣是LiCl、和的混合物，写出焙烧时发生反应的化学方程式：_______。 （3）简述洗涤滤饼3的操作：_______。 （4）现有pH相同的以下三种溶液。 a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．氨水 ①_______(填“>”、“＜”或“=”)1。 ②三种溶液中由水电离出的的浓度的关系是_______(用a、b、c表示)。 （5）Co2+完全沉淀时(溶液中离子浓度小于时可认为沉淀完全)，溶液的pH最小值约为_______。 （6）煅烧滤饼2时发生反应的化学方程式为_______，得到的的组成类似于，则中与的个数比为_______。 18. 金属钛(Ti)在航空航天，医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： ⅰ.直接氯化法： TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1>0 Kpl ⅱ.碳氯化法： TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2<0 Kp2 ①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 Kp3，则△H3=______(用含△H1、△H2的代数式表示)，Kp3=______(用含Kp1，Kp2的代数式表示)，____(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于该反应自发进行。 ②对于直接氯化法：仅增大压强，平衡_______(填“向左”“向右”或“不”)移动；仅升高温度，Cl2(g)平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）在压强为170kPa恒压作用下，将TiO2(s)、C(s)、Cl2(g)以物质的量之比为1：2.2：2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为______。 ②反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(T2℃)=______kPa(分压=物质的量分数×总压)。 （3）查阅资料可知：Kp2>Kp1，即碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法，其原因为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 兵团地州学校2023—2024学年第一学期期末联考 高二化学试卷 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间90分钟。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。 4.可能用到的相对原子质量： 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 甲醛(结构如图所示)的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本，下列说法正确的是 A. 基态碳原子中，电子占据的最高能层符号为p B. 基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高 C. 氧元素位于元素周期表第二周期ⅣA族 D. 基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数依次增多 【答案】B 【解析】 【详解】A．碳元素的原子序数为6，基态C原子的价电子排布式为2s22p2，则电子占据的最高能层符号为L，故A错误； B．由构造原理可知，基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高，故B正确； C．氧元素的原子序数为8，位于元素周期表第二周期ⅥA族，故C错误； D．基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数相同，都为1，故D错误； 故选B。 2. 甲酸(结构如图所示)在工业上可用作还原剂，也是合成医药、农药和染料等的原料。下列说法正确的是 A. 酸性： B. 稳定性： C. 的空间结构：V形 D. 甲酸在水中的电离方程式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．酸性：，A错误； B．氧非金属性大于碳，则稳定性：，B错误； C．中碳形成4个共价键为sp3杂化，空间结构为正四面体形，C错误； D．甲酸为弱酸，水溶液中部分电离，D正确； 故选D。 3. 某恒容密闭容器中，发生反应　，下列说法正确的是 A. 仅加入合适的催化剂，有利于提高的平衡转化率 B. 仅增大的物质的量浓度，该反应的平衡常数也增大 C. 断裂键的同时断裂键，则该反应达到平衡 D. 该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和 【答案】C 【解析】 【详解】A．催化剂不会改变平衡移动，不会提高的平衡转化率，A错误； B．平衡常数只与温度有关，仅增大的物质的量浓度，该反应的平衡常数不会增大，B错误； C．断裂键的同时断裂键，说明消耗氢气的同时消耗，即正反应速率等于逆反应速率，则该反应达到平衡，C正确； D．该反应，反应吸热，则该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和，D错误； 故选C。 4. 乙二醇(结构如图所示)可用于生产汽车的防冻液，下列说法正确的是 A. 乙二醇中既含有非极性共价键，又含有极性共价键 B. 的电子式为 C. 基态碳原子核外有5种不同运动状态的电子 D. 基态氧原子轨道表示式为 【答案】A 【解析】 【详解】A．乙二醇中既含有C-C非极性共价键，又含有O-H极性共价键，A正确； B．含有9个电子，电子式为，B错误； C．碳是6号元素，核外有6个电子，每个电子的运动状态都不同，则基态碳原子核外有6种不同运动状态的电子，C错误； D．O是8号元素，核外有8个电子，基态氧原子的轨道表示式为，D错误； 故选A。 5. 蛋白质分子结构的一部分如图所示，下列说法正确的是 A 第一电离能： B. 电负性： C. 核电荷数： D. 基态原子的未成对电子数： 【答案】B 【解析】 【详解】A．氢原子只有一个电子，‌位于1s轨道，‌这个电子离原子核的距离比碳原子最外层的两个电子（‌位于2s轨道）‌要近得多，氢原子电子与原子核之间的吸引力较强，电离需要消耗更多的能量，所以第一电离能：H＞C，故A项错误； B．同周期元素，从左至右电负性逐渐增加，故电负性大小：O>N；N和H形成的N的氢化物，N显负价，故电负性大小：N>H ，所以电负性大小关系为：O>N>H ，故B项正确； C．核电荷数大小关系为：O>N>C>H，故C项错误； D．基态C原子的未成对电子数为2，基态N原子的未成对电子数为3，基态O原子的未成对电子数为2，故基态原子的未成对电子数：N>C=O，故D项错误； 故本题选B。 6. 一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为浓溶液。下列说法正确的是 A. 电池工作时，电极上得到电子，发生氧化反应 B. 基态原子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 C. 离子半径： D. 与位于同一主族，不能与溶液反应，则也不与溶液反应 【答案】C 【解析】 【分析】b极通入空气，空气中的氧气有氧化性，得电子，故b为正极，发生还原反应，则a电极为负极，Mg失电子，被氧化； 【详解】A．由分析，电池工作时，电极上得到电子，发生还原反应，A项错误； B．镁元素原子序数为12，基态原子占据最高能级为3s，电子云轮廓图为球形，B项错误； C．电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，故离子半径：O2->Mg2+>H+，C项正确； D．根据对角线原则，Be性质与Al有相似性，能与溶液反应，D项错误； 本题选C。 7. 常温下，下列溶液可用来除铁锈的是 A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 溶液 【答案】C 【解析】 【详解】A．强酸强碱盐，溶液呈中性，不能用来除铁锈，A错误； B．强碱弱酸盐，溶液呈碱性，不能用来除铁锈，B错误； C．强酸弱碱盐，溶液呈酸性，能用来除铁锈，C正确； D．强酸强碱盐，溶液呈中性，不能用来除铁锈，D错误； 故选C。 8. 为了除去锅炉水垢中的，可先用溶液处理。下列说法正确的是 A. 在溶液中，存在 B. 属于非电解质 C. 由题意可知： D. 熟石膏的化学式为 【答案】A 【解析】 【详解】A．碳酸根是弱酸根，水解生成氢氧根和碳酸氢根，碳酸氢根可以继续水解为碳酸和氢氧根，即每生成1分子H2CO3的同时生成2个OH-离子，加上水的电离，故在Na2CO3溶液中，存在c(OH-)>c()+c(H2CO3)，A项正确； B．属于电解质，是强电解质，可以完全电离生成钙离子和硫酸根离子，B项错误； C．用Na2CO3溶液处理可以除去锅炉水垢中的CaSO4，是将CaSO4转化为更难溶的CaCO3，故有，C项错误； D．熟石膏的化学式为，CaSO4⋅2H2O是生石膏的化学式，D项错误； 本题选A。 9. 利用下列装置不能达到相应实验目的的是 A．①测定中和反应反应热 B．②测定溶液的 C．③进行电解精炼铜 D．④探究分解的热效应 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．①是简易量热计，用该装置可以测量中和反应反应热，能达到实验目的，A不选； B．NaClO的溶液具有氧化性，能漂白试纸，不能用pH试纸测其pH，但可以用pH计来测定其pH，B不选； C．铜的电解精炼时纯铜连接负极，粗铜连接正极，硫酸铜溶液为电解质溶液， 图中装置不能达到实验目的，C选； D．过氧化氢分解放热，红墨水左端下降，右端上升，能达到实验目的，D不选； 故选C。 10. 三氯化硅()是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2L的恒容密闭容器中充2mol，分别在温度为，条件下发生反应： ，反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A. 容器内气体的压强： B. 时，若起始时向该容器中充入0.8mol，1mol、0.6mol，反应将向逆方向进行 C. 时，反应自开始至达到平衡的过程中， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】A．2L的恒容密闭容器中充入2molSiHCl3(g)，a、b两点SiHCl3(g)的物质的量分数相同，该反应为气体体积不变的反应，温度不同则压强不同，容器内气体的压强：a≠b，故A错误； B．T1K时三段式， 平衡常数K=，若起始时向该容器中充入0.8molSiHCl3(g)，1molSiH2Cl2(g)、0.6molSiCl4(g)，则，Q＞K，反应将向逆反应方向进行，故B正确； C．T2K时，反应自开始至达到平衡的过程中，，故C错误； D．根据“先拐先平衡”，由题给图像可知：T1<T2，T2时SiHCl3(g)的物质的量分数更小，升温平衡正向移动，ΔH>0，故D错误； 故答案为：B。 11. 已知℃时，溶液的，的HA溶液中，则的HA溶液中水电离出的为 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】℃时，溶液的，由于，Kw=10-(a+2)，的HA溶液中，因此溶液中=，也等于水电离出的氢氧根离子浓度。 【详解】A．HA溶液中水电离出的等于溶液中=，A错误； B．由分析可知，=，B错误； C．由分析可知，=，C正确； D．由分析可知，=，D错误； 故选C。 12. 我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了的溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池，电池结构如图(阴离子未标出)。下列说法错误的是 A. 可增加电解质溶液的导电性 B. 充电时，阳极的电极反应式为 C. 放电时，电极N为负极 D. 放电时，每转移，参与反应的铁元素的总质量为112g 【答案】D 【解析】 【分析】放电时，N极泡沫铁失电子发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+，N是负极；M电极Fe3+在泡沫碳表面得电子发生还原反应Fe3++e-=Fe2+，M正极； 【详解】A．离子浓度越大，导电能力越强，可增加电解质溶液的导电性，故A正确； B．充电时，M是阳极，阳极的电极反应式为，故B正确； C．放电时，N极泡沫铁失电子发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+，N是负极，故C正确； D．放电时，每转移，负极消耗1molFe，正极消耗2mol Fe3+，参与反应的铁元素的总质量为168g，故D错误； 选D。 13. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 100g5.85%的溶液中，所含的阳离子总数为 B. 常温下，的稀硫酸中，所含的总数为 C. 1L溶液中，所含的总数为 D. 1L溶液中，所含的阴离子总数大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．100g5.85%的溶液中n(NaCl)= 1mol，而水中也含有H+，则所含的阳离子总数大于，A错误； B．未说明稀硫酸的体积，无法计算其所含的总数，B错误； C．1L溶液中，Fe3+会发生水解，总数小于，C错误； D．溶液中会发生水解：、，阴离子数目增多，则1L溶液中，所含的阴离子总数大于，D正确； 故选D。 14. 常温下，用盐酸滴定溶液，滴定曲线如图所示。下列说法错误的是 已知：①； ②不考虑溶液体积和温度的变化。 A. B. 常温下， C. 的过程中，水的电离程度先减小后增大 D. 的过程中，一定存在 【答案】C 【解析】 【分析】常温下，当时，，，则，此时，，也可知，，据此作答。 【详解】A．当时，根据反应，此时溶液中存在HCN、NaCl，若HCN不发生电离，则，但由于HCN为弱酸，会发生电离，由，则有，故A正确； B．根据分析可知，常温下，，故B正确； C．起点时，溶质为NaCN，发生水解促进水的电离，随着盐酸的加入，HCN的浓度逐渐增大，导致水的电离逆向移动，电离程度逐渐减小，因此在a→c的过程中，水的电离程度一直在减小，故C错误； D．当时，，根据、可知，水解程度大于电离程度，此时溶液为碱性，电荷守恒就有，则，随着盐酸的加入，H+不断增大，而OH-不断减小，因此的过程中，一定存在，故D正确； 故答案选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 根据所学知识回答下列问题： （1）化学反应中能量的变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。和反应生成过程中的能量变化如图所示。 ①下列物质间的能量变化与如图所示能量变化相符的是_______(填标号)。 A．浓硫酸的稀释 B．二氧化碳与灼热的炭的反应 C．甲烷在氧气中燃烧 D．稀盐酸与碳酸氢钠的反应 ②第一电离能：_____(填“>”或“<”)，判断的理由为_____。 ③对于反应 ，每转移0.4mol电子，此时变化的热量为____kJ。 （2）短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，这四种元素形成的单质依次为、、、，、、是这些元素组成的二元化合物。其中为形成酸雨的主要物质之一；常温下，溶液中，这几种物质的转化关系如图。 由图可知，m、p、q均能在n中燃烧，由z为形成酸雨的主要物质之一，溶液中，0.01mol/LW溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L可知，m为氢气、n为氧气、p为钠、q为硫，x为水、y为过氧化钠、z为二氧化硫、w为氢氧化钠，短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，则a为H元素、b为O元素、c为Na元素、d为S元素； ①基态原子有_______个自旋平行的未成对电子。 ②基态原子的简化电子排布式为_______。 ③过量的通入溶液中反应的离子方程式为_______。 （3）从能量角度来看，比的稳定性更_______(填“强”或“弱”)，从原子结构角度分析其原因：_______。 【答案】（1） ①. BD ②. > ③. 基态N原子的2p轨道处于半充满状态，使得原子的第一电离能比大 ④. 18 （2） ①. 2 ②. ③. （3） ①. 强 ②. 基态Fe³⁺的价层电子排布式为3d⁵，3d轨道处于半充满稳定状态 【解析】 【小问1详解】 ①图中吸收总能量大于放出总能量，为吸热反应； A．浓硫酸的稀释过程放热，A不符合； B．二氧化碳与灼热的炭的反应为吸热反应，B符合； C．甲烷在氧气中燃烧为放热反应，C不符合； D．稀盐酸与碳酸氢钠的反应为吸热反应，D符合； 故选BD； ②第一电离能：>；因为基态N原子的2p轨道处于半充满状态，使得原子的第一电离能比大； ③对于反应，，每生成2molNO，反应转移电子4mol，每转移0.4mol电子，此时变化的热量为=18 kJ； 【小问2详解】 ①氧元素的原子序数为8，基态原子的价电子排布式为2s22p4，由电子排布规律可知，原子中有2个自旋平行的未成对电子； ②钠元素的原子序数为11，基态原子的简化电子排布式为[Ne]3s1； ③过量的二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，反应的离子方程式为； 【小问3详解】 从能量角度来看，比的稳定性更强，因为基态Fe³⁺的价层电子排布式为3d⁵，3d轨道处于半充满稳定状态。 16. 碱式硫酸铁难溶于水，可做净水剂、媒染剂、颜料和药物。可由硫酸亚铁与稀硝酸共热制得。某实验小组欲用如图所示装置进行实验，回答下列问题： （1）锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________；某同学认为用溶液代替稀硝酸更好，理由是___________。 （2）酸性高锰酸钾溶液可除去一氧化氮，反应的离子方程式为。 该反应分两步进行。第一步是高锰酸钾把一氧化氮氧化为二氧化氮，反应的离子方程式为，则第二步反应的离子方程式为___________。 （3）某同学测定产物纯度的方法如下：称取产物溶于适量稀硫酸中，加入足量KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，用标准溶液滴定至终点，消耗标准液(涉及的反应方程式为 、)。 ①盛装标准溶液的滴定管应选用___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。 ②判断达到滴定终点的方法为___________。 ③该产品的纯度为___________，滴定过程中，如果滴定速度过慢，可能导致所测结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 【答案】（1） ① ②. 无污染性气体生成，且装置简单 （2） （3） ①. 碱式 ②. 当滴入最后半滴标准液时，溶液蓝色褪去，且不恢复原色 ③. 94.64 ④. 偏高 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，锥形瓶中硫酸亚铁和稀硝酸反应生成产物，方程式为：；根据方程式可知，该反应生成一氧化氮，容易污染环境，故可以用溶液代替稀硝酸，原因是：无污染性气体生成，且装置简单； 【小问2详解】 结合总方程式和第一步反应的方程式可知第二步反应的离子方程式为：； 【小问3详解】 ①溶液显碱性，应该放在碱式滴定管中； ②根据，当达到滴定终点时，单质碘消耗完毕，指示剂为淀粉溶液，则判断达到滴定终点的方法为当滴入最后半滴标准液时，溶液蓝色褪去，且不恢复原色； ③根据方程式可知， ，故该产品的纯度为：；滴定过慢，则溶液中的二价铁容易被空气中氧气氧化为三价铁，三价铁可以和碘离子反应生成单质碘，消耗增多，导致结果偏高。 17. 回收废旧电池，既可以减轻重金属对环境的污染，又可以变废为宝。对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属的工艺路线如图： 已知：常温下，的电离常数，的电离常数、、、。 回答下列问题： （1）写出一条提高焙烧效率的措施：_______。 （2）若烧渣是LiCl、和的混合物，写出焙烧时发生反应的化学方程式：_______。 （3）简述洗涤滤饼3的操作：_______。 （4）现有pH相同的以下三种溶液。 a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．氨水 ①_______(填“>”、“＜”或“=”)1。 ②三种溶液中由水电离出的的浓度的关系是_______(用a、b、c表示)。 （5）Co2+完全沉淀时(溶液中离子浓度小于时可认为沉淀完全)，溶液的pH最小值约为_______。 （6）煅烧滤饼2时发生反应的化学方程式为_______，得到的的组成类似于，则中与的个数比为_______。 【答案】（1）粉碎 （2） （3）向漏斗内加水至浸没滤饼3，待水流干后，重复操作2～3次 （4） ①. ＜ ②. a=c＜b或b>a=c （5）9.1 （6） ①. ②. 1：2 【解析】 【分析】根据题干流程图可知，将LiCoO2粗品在500℃下与SiCl4焙烧，发生反应方程式为：，将烧渣进行水浸后过滤得到滤饼1，主要成分是SiO2，向滤液1中加入NaOH溶液进行沉钴过滤出滤饼2，主要成分是Co(OH)2，滤液2中加入Na2CO3溶液进行沉锂过滤得到滤饼3，主要成分是Li2CO3和滤液3，将滤饼2在空气中850℃下煅烧得到Co3O4，(5)根据溶度积进行计算即可，据此分析解题。 【小问1详解】 将LiCoO2粗品粉碎能够提高焙烧效率，故答案为：将LiCoO2粗品粉碎； 【小问2详解】 若烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物，即焙烧时LiCoO2和SiCl4反应生成LiCl、CoCl2、SiO2和O2，根据氧化还原反应配平可得，该反应的化学方程式为：，故答案为：； 【小问3详解】 根据洗涤沉淀的操作可知，洗涤滤饼3的操作为：向漏斗内加水至浸没滤饼3，待水流干后，重复操作2～3次，故答案为：向漏斗内加水至浸没滤饼3，待水流干后，重复操作2～3次； 【小问4详解】 ①已知三种溶液pH相同，NaOH为强碱、氨水为弱碱，Na2CO3是由于碳酸根离子发生水解呈碱性，故三种溶液的浓度大小顺序为：Na2CO3＞氨水＞NaOH，故＜1，故答案为：＜； ②NaOH溶液、氨水电离出的OH-离子抑制水的电离，而碳酸根离子水解促进水的电离，故三种溶液中由水电离出的的浓度的关系是b ＞a=c或者a=c＜b，故答案为：b ＞a=c或者a=c＜b； 【小问5详解】 Co2+完全沉淀时(溶液中离子浓度小于时可认为沉淀完全)，则溶液中的c(OH-)≥==4×10-5.5mol/L，则溶液中的c(H+)≤=2.5×10-9.5mol/L，故溶液的pH最小值约为-lg2.5×10-9.5=9.1，故答案为：9.1； 【小问6详解】 由分析可知，滤饼2的主要成分是Co(OH)2，结合题干合成流程图可知，煅烧滤饼2时发生反应的化学方程式为，得到的的组成类似于，设Co3O4中Co2+个数为x个，则Co3+个数为(3-x)个，则2x+3(3-x)=8，解得x=1，故中与的个数比为：1:2，故答案为：；1:2。 18. 金属钛(Ti)在航空航天，医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： （1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下： ⅰ直接氯化法： TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1>0 Kpl ⅱ.碳氯化法： TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2<0 Kp2 ①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 Kp3，则△H3=______(用含△H1、△H2的代数式表示)，Kp3=______(用含Kp1，Kp2的代数式表示)，____(填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于该反应自发进行。 ②对于直接氯化法：仅增大压强，平衡_______(填“向左”“向右”或“不”)移动；仅升高温度，Cl2(g)平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。 （2）在压强为170kPa恒压作用下，将TiO2(s)、C(s)、Cl2(g)以物质的量之比为1：2.2：2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。 ①原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为______。 ②反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(T2℃)=______kPa(分压=物质的量分数×总压)。 （3）查阅资料可知：Kp2>Kp1，即碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法，其原因为___________。 【答案】（1） ①. △H2-△H1 ②. ③. 任意温度 ④. 不 ⑤. 变大 （2） ①. ＋1或-1 ②. 1740.8 （3）碳氯化法反应的气体分子数增加，△H<0，是熵增、放热过程，为自发过程，而直接氯化法的体系中气体分子数不变，且是吸热过程 【解析】 【小问1详解】 ①由盖斯定律，反应ii-反应i可得反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)，则△H3=△H2-△H1，两式相减则平衡常数相除，则Kp3=，△H3<0，正反应是气体系数增加，则△S>0，由△G=△H-T△S<0能自发进行，则任意温度有利于该反应自发进行； ②对于直接氯化法，正反应是气体系数不变的反应，仅增大压强，同等程度增大正、逆反应速率，则平衡不移动，△H1>0是吸热反应，仅升高温度，平衡正向移动，则Cl2(g)平衡转化率变大； 【小问2详解】 ①基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，3d2是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子，4s轨道填了自旋方向相反的2个电子，则其价电子自旋磁量子数的代数和为2×(+)=+1或2×(-)=-1； ②压强为170kPa恒压，由图可知T2℃时各物质的分压为p(CO)= 170kPa×0.64=108.8kPa，p(CO2)= 170kPa×0.04=6.8kPa，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(T2℃)= kPa； 【小问3详解】 碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法，其原因为碳氯化法反应的气体分子数增加，△H<0，是熵增、放热过程，为自发过程，而直接氯化法的体系中气体分子数不变，且是吸热过程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$