内容正文:
叙州区二中2022-2023学年高二下期第二月考试
化学试题
注意事项:
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56
第I卷 选择题
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求
1. 化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 热的碳酸钠溶液可用于去除餐具的油污
B. 铵态氮肥和草木灰混合使用肥效会更好
C. 明矾可用作净水剂
D. 硫酸钡难溶于水和盐酸故可用做医疗上的“钡餐”
2. 若某元素原子处于能量最低状态时,价电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是( )
A 该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子
B. 该元素原子核外共有5个电子层
C. 该元素原子的M层共有8个电子
D. 该元素原子最外层有3个电子
3. 我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知:
化学能
键
键
键
键
键能/()
467
498
436
138
下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 过程Ⅲ中有旧化学键的断裂和新化学键的形成
C. 催化剂能减小水分解反应的焓变
D. 若分解,估算出反应吸收能量
4. 在下列溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. =10-5mol•L-1的溶液中:Ba2+、ClO-、Cl-、NO
B. 由水电离出的c(H+)=10-14mol/L的溶液中:Na+、HCO、K+、SO
C. 能使甲基橙试液变红的溶液:Fe2+、Na+、Cl-、NO
D. 无色透明溶液中:Al3+、Na+、AlO、Cl-
5. 在4 L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol/L,下列判断正确的是
A. x=1
B. 平衡时A的浓度为0.5 mol/L
C. B的转化率为20%
D. 达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
6. 在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH<0达到甲平衡,在仅改变某一条件后达到乙平衡,对改变的条件下列分析正确的是
A. 图I是增大反应物的浓度
B. 图Ⅱ只能是加入催化剂。
C. 图Ⅱ可能是恒容时充入了一定量的稀有气体(不参与反应)
D. 图Ⅲ是升高温度
7. LiFePO4可用作锂离子电池的电极材料,下图为Ca- LiFePO4可充电电池的工作原理示意图,锂离子导体膜只允许Li+通过。下列说法错误的是
A. 呈正四面体结构
B. 钙电极电势较LiFePO4电极电势低
C. 充电时,当转移0.4 mol电子时,理论上左室中电解质的质量减轻了8 g
D. 放电时的总反应式为:
第II卷(非选择题 58分)
8. 某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,装置如图所示。
(1)A装置中制备SO2的化学方程式为_______;装置B的作用_______。
(2)甲同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。甲同学预测的理论依据为_______(用离子方程式表示)。
(3)该小组探究实验具体步骤如下:
步骤
现象
结论
I.取50mL1mol/LFeCl3溶液于装置C中,并连接好装置,通入SO2至饱和。
溶液很快由黄色变为红棕色。
II.用激光笔照射步骤I中的红棕色溶液。
溶液中无明显光路。
①红棕色溶液不是____(填分散系种类)。
III.将步骤I中的溶液静置。
1小时后,溶液逐渐变为浅绿色。
②溶液中有____生成(填离子符号)。
根据步骤I、II、III现象,该小组同学查阅资料获知:
i.生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的反应为:Fe3++⇌Fe(HSO3)2+
ii.Fe(HSO3)2+离子可以将Fe3+还原为Fe2+
③溶液中Fe(HSO3)2+与Fe3+反应的离子方程式为_______;请设计实验检测该反应是否已经恰好完全进行_______。
④由上述实验可知SO2与FeCl3溶液反应生成Fe2+所需时间较长,缩短该反应所用时间可以采取的措施_______(回答两条即可)。
9. 根据物质结构有关性质和特点,回答下列问题,
(1)钴位于元素周期表的___________。
(2)基态铝原子核外电子云轮廓图的形状有(填名称)___________。
(3)2020年新冠肺炎疫情席卷全球,酒精(CH3CH2OH)成为家庭必备品,乙醇分子中碳原子轨道杂化类型是______。
(4)写出与互为等电子体的一种分子或一种离子的化学式___________。
(5)[Fe(H2NCONH2)]6 (NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(III),是一种重要的配合物。该化合物中,所含非金属元素C的最高价氧化物的电子式为___________。
(6)Co(NH3)5 BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为 [Co(NH3)5 Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br 。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________。
(7)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为___________。
(8)一氧化锰在医药、冶炼上应用广泛,其立方晶胞如图所示。
晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为a cm, MnO晶体的密度为ρg·cm3,则阿伏加德罗常数的值为___________(用含a和ρ的代数式表示) (MnO:71g/mol)
10. CO选择性催化还原技术是治理汽车尾气中的CO和的理想方案之一。某小组对反应Ⅰ:展开了如下研究。回答下列问题:
(1)已知:
则反应Ⅰ的_______kJ/mol。从理论上分析反应Ⅰ在_______条件(填“高温”“低温”或“任何温度”)可自发反应。
(2)下列能说明在恒温恒容的容器中反应Ⅰ达到平衡状态的是_______(填正确答案的字母代号)。
a.容器内的百分含量不再随时间变化
b.每消耗4molCO(g)的同时生成1mol
c.容器内气体的压强不再随时间变化
d.生成的速率与消耗CO的速率存在
(3)一定温度下,向一2L密闭容器内充入4molCO(g)和2mol发生反应Ⅰ,达到平衡时测得CO的物质的量浓度为1mol/L。
①达到平衡时CO的转化率为_______;该温度下反应Ⅰ平衡常数K的值为_______。
②平衡后,再向容器内充入2mol和2mol,平衡会_______(填“向正方向”“向逆方向”或“不”)移动。
③已知气体的颜色越深,透光率越小。若达到平衡后缩小容器的容积,下列气体透光率随时间变化的示意图中正确的是_______(填正确答案的字母代号)。
11. 硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和 12.4。
回答下列问题:
(1)为提高“浸出”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有____________。
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、_____________。
(3)“浸渣”中的物质是______________(化学式)。
(4)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_________,然后再调节溶液的pH约为5,目的是_________。
(5)“粗硼酸”中主要杂质是______________(填名称)。
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
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叙州区二中2022-2023学年高二下期第二月考试
化学试题
注意事项:
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 K 39 Ti 48 Fe 56
第I卷 选择题
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求
1. 化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 热的碳酸钠溶液可用于去除餐具的油污
B. 铵态氮肥和草木灰混合使用肥效会更好
C. 明矾可用作净水剂
D. 硫酸钡难溶于水和盐酸故可用做医疗上的“钡餐”
【答案】B
【解析】
【详解】A.加热促进碳酸钠水解平衡正向移动,溶液碱性增强,热的碳酸钠溶液可用于去除餐具的油污,故A正确;
B.铵态氮肥和草木灰混合使用,碳酸根离子、铵根离子发生水解互促反应,肥效降低,故B错误;
C.明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中悬浮杂质,可用作净水剂,故C正确;
D.硫酸钡难溶于水和盐酸,硫酸钡可用做医疗上的“钡餐”,故D正确;
选B。
2. 若某元素原子处于能量最低状态时,价电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是( )
A. 该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子
B. 该元素原子核外共有5个电子层
C. 该元素原子的M层共有8个电子
D. 该元素原子最外层有3个电子
【答案】B
【解析】
【详解】根据核外电子排布规律,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,由此可见:该元素原子中共有39个电子,分5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子;
A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有1个未成对电子,故A错误;
B.该元素原子核外有5个电子层,故B正确;
C.该元素原子M能层共有18个电子,故C错误;
D.该元素原子最外层上有2个电子,故D错误;
故答案为B。
3. 我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,主要过程如图所示。
已知:
化学能
键
键
键
键
键能/()
467
498
436
138
下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 过程Ⅲ中有旧化学键的断裂和新化学键的形成
C. 催化剂能减小水分解反应的焓变
D. 若分解,估算出反应吸收能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,则总反应为,故A正确;
B.由过程III可知,H2O2中的O-H键断裂,H-H键形成,有旧化学键的断裂和新化学键的形成,故B正确;
C.催化剂只改变反应历程,不影响始末状态,不能改变水分解反应的焓变,故C错误;
D.由,分解,∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=2×2×467-(2×436+498)=+498kJ/mol,则反应吸收能量,故D正确;
故选:C。
4. 在下列溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. =10-5mol•L-1的溶液中:Ba2+、ClO-、Cl-、NO
B. 由水电离出的c(H+)=10-14mol/L的溶液中:Na+、HCO、K+、SO
C. 能使甲基橙试液变红的溶液:Fe2+、Na+、Cl-、NO
D. 无色透明溶液中:Al3+、Na+、AlO、Cl-
【答案】A
【解析】
【详解】A.=10-5mol•L-1的溶液为碱性溶液,四种离子在碱性溶液中不发生任何反应,能大量共存,故A正确;
B.由水电离出的c(H+)=10-14mol/L的溶液可能为酸溶液,也可能为碱溶液,碳酸氢根离子既能与酸溶液中的氢离子反应,也能与碱溶液中的氢氧根离子反应,一定不能大量共存,故B错误;
C.能使甲基橙变红的溶液为酸性溶液,酸性条件下,溶液中硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应,不能大量共存,故C错误;
D.溶液中铝离子和偏铝酸根离子发生双水解反应,不能大量共存,故D错误;
故选A。
5. 在4 L恒容密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol/L,下列判断正确的是
A. x=1
B. 平衡时A的浓度为0.5 mol/L
C. B的转化率为20%
D. 达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
【答案】C
【解析】
【分析】达平衡时,生成了2molC,D物质的量为4L×0.5mol/L=2mol,则有三段式:
。
【详解】A.Δn(D)=0.5mol/L×4L=2mol,平衡时生成2molC,则2:x=2mol:2mol,解得x=2,故A错误;
B.平衡时A的浓度为,故B错误;
C.根据反应的三段式可知,B的转化率为,故C正确;
D.该反应前后气体的总物质的量不变,则压强不变,故D错误;
故答案选C。
6. 在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g) ΔH<0达到甲平衡,在仅改变某一条件后达到乙平衡,对改变的条件下列分析正确的是
A. 图I是增大反应物的浓度
B. 图Ⅱ只能是加入催化剂。
C. 图Ⅱ可能是恒容时充入了一定量稀有气体(不参与反应)
D. 图Ⅲ是升高温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.只增大反应物浓度,逆反应速率不可能突然增大,故A错误;
B.图Ⅱ正逆反应速率都增大,平衡没移动,可能是加入催化剂或增大压强,故B错误;
C.恒容时充入了一定量的稀有气体(不参与反应),反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.正反应放热,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,XY的含量减小,乙的温度大于甲,故D正确;
选D。
7. LiFePO4可用作锂离子电池的电极材料,下图为Ca- LiFePO4可充电电池的工作原理示意图,锂离子导体膜只允许Li+通过。下列说法错误的是
A. 呈正四面体结构
B. 钙电极电势较LiFePO4电极电势低
C. 充电时,当转移0.4 mol电子时,理论上左室中电解质的质量减轻了8 g
D. 放电时的总反应式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中中心P原子价层电子对数为4+=4,P原子上无孤对电子,因此呈正四面体结构,A正确;
B.放电时Ca失去电子变为Ca2+,所以Ca电极为负极,Li1-xFePO4/ LiFePO4电极为正极,负极的电势比正极的电势低,B正确;
C.充电是放电反应的逆过程,充电时阴极Ca电极上发生反应:Ca2++2e-=Ca,有每转移2 mol电子,同时有2 mol Li+从右室进入到左室,溶液质量减轻40 g-2 mol×7 g/mol=26 g,当转移0.4 mol电子时,理论上左室中电解质的质量减轻了,C错误;
D.放电时负极Ca失去电子发生氧化反应:Ca-2e-=Ca2+,正极Li1-xFePO4/ LiFePO4上发生还原反应:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4,根据同一闭合回路中电子转移数目相等,将正极、负极电极式相叠加,可得总反应方程式为,D正确;
故合理选项是C。
第II卷(非选择题 58分)
8. 某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,装置如图所示。
(1)A装置中制备SO2的化学方程式为_______;装置B的作用_______。
(2)甲同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。甲同学预测的理论依据为_______(用离子方程式表示)。
(3)该小组探究实验的具体步骤如下:
步骤
现象
结论
I.取50mL1mol/LFeCl3溶液于装置C中,并连接好装置,通入SO2至饱和。
溶液很快由黄色变为红棕色。
II.用激光笔照射步骤I中的红棕色溶液。
溶液中无明显光路。
①红棕色溶液不是____(填分散系种类)。
III.将步骤I中的溶液静置。
1小时后,溶液逐渐变为浅绿色。
②溶液中有____生成(填离子符号)。
根据步骤I、II、III的现象,该小组同学查阅资料获知:
i.生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的反应为:Fe3++⇌Fe(HSO3)2+
ii.Fe(HSO3)2+离子可以将Fe3+还原为Fe2+
③溶液中Fe(HSO3)2+与Fe3+反应的离子方程式为_______;请设计实验检测该反应是否已经恰好完全进行_______。
④由上述实验可知SO2与FeCl3溶液反应生成Fe2+所需时间较长,缩短该反应所用时间可以采取的措施_______(回答两条即可)。
【答案】(1) ①. 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O ②. 防倒吸
(2)SO2+2Fe3++2H2O=+4H++2Fe2+
(3) ①. 胶体 ②. Fe2+ ③. Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+=2Fe2+++3H+ ④. 取少量反应后的溶液置于试管中,滴加几滴硫氰化钾溶液,若溶液不变红,说明反应完全,反之则没有 ⑤. 加热、搅拌
【解析】
【分析】本实验目的是探究SO2与FeCl3反应,装置A为制备SO2的装置,装置B应是安全瓶,防止倒吸,装置C是SO2与FeCl3反应的装置,因为SO2有毒,因此需要尾气处理,因此装置D的作用是尾气处理,防止污染环境,据此分析;
【小问1详解】
装置A制备SO2,利用浓硫酸的强氧化性,与Cu发生氧化还原反应,其反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,根据装置B的特点,装置B的作用是作安全瓶,防止倒吸;故答案为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;防倒吸;
【小问2详解】
棕黄色是Fe3+引起,浅绿色是Fe2+引起,铁元素化合价降低,说明SO2与Fe3+发生氧化还原反应,其反应方程式为2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+;故答案为2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+;
【小问3详解】
①用激光笔照射步骤Ⅰ中的红棕色溶液,无明显光路,说明红棕色溶液不是胶体;故答案为胶体;
②根据现象:溶液逐渐变为浅绿色,浅绿色是由Fe2+引起,因此溶液中有Fe2+生成;故答案为Fe2+;
③根据信息ii,Fe(HSO3)2+能将Fe3+还原为Fe2+,S元素被氧化成硫酸根离子,其反应方程式为Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+=2Fe2++SO+3H+;证明实验已经恰好完全进行,需要证明Fe3+是否存在,操作步骤是取少量反应后的溶液置于试管中,滴加几滴硫氰化钾溶液,若溶液不变红,说明反应完全,反之则没有;故答案为Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+=2Fe2++SO+3H+;取少量反应后的溶液置于试管中,滴加几滴硫氰化钾溶液,若溶液不变红,说明反应完全,反之则没有;
④缩短该反应所用的时间,就是提高反应速率,可以采用搅拌,让它们充分接触,加快反应速率,也可以适当升高温度,加快反应速率;故答案为加热、搅拌等。
9. 根据物质结构有关性质和特点,回答下列问题,
(1)钴位于元素周期表的___________。
(2)基态铝原子核外电子云轮廓图的形状有(填名称)___________。
(3)2020年新冠肺炎疫情席卷全球,酒精(CH3CH2OH)成为家庭必备品,乙醇分子中碳原子轨道的杂化类型是______。
(4)写出与互为等电子体的一种分子或一种离子的化学式___________。
(5)[Fe(H2NCONH2)]6 (NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(III),是一种重要的配合物。该化合物中,所含非金属元素C的最高价氧化物的电子式为___________。
(6)Co(NH3)5 BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为 [Co(NH3)5 Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br 。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________。
(7)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+电子排布式为___________。
(8)一氧化锰在医药、冶炼上应用广泛,其立方晶胞如图所示。
晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为a cm, MnO晶体的密度为ρg·cm3,则阿伏加德罗常数的值为___________(用含a和ρ的代数式表示) (MnO:71g/mol)
【答案】(1)第四周期第VIII族
(2)球形、哑铃形(或哑铃状)
(3)sp3 (4)CH4(或SiH4、GeH4、 BH、 AlH)
(5) (6)、NH3
(7)[Ar]3d8 (或1s2 2s2 2p63s2 3p63d8)
(8)
【解析】
【小问1详解】
钴是27号元素,钴位于元素周期表的第四周期第VIII族;
【小问2详解】
基态铝原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p1,s能级原子轨道电子云为球形,p能级原子轨道为哑铃形,电子云轮廓图的形状有球形、哑铃形。
【小问3详解】
乙醇分子的结构简式为CH3CH2OH,C原子形成4个单键,碳原子轨道的杂化类型是sp3;
【小问4详解】
组成原子数相同、价电子数也相同的微粒为等电子体,的价电子数为8,与互为等电子体的一种分子或一种离子的化学式为CH4(SiH4、GeH4、 BH、 AlH);
【小问5详解】
C元素的最高价氧化物是二氧化碳,电子式为;
【小问6详解】
在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀,说明Br-在外界,则第二种配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br,配体为、NH3。
【小问7详解】
Cu是29号元素,基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]3d8。
【小问8详解】
根据均摊原则,晶胞中Mn2+数、O2-数,距离最近的两个O2-之间的距离为面对角线的一半,晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为a cm,即面对角线为2a cm,晶胞的边长为,MnO晶体的密度为ρg·cm3,则,则阿伏加德罗常数的值为;
10. CO选择性催化还原技术是治理汽车尾气中的CO和的理想方案之一。某小组对反应Ⅰ:展开了如下研究。回答下列问题:
(1)已知:
则反应Ⅰ的_______kJ/mol。从理论上分析反应Ⅰ在_______条件(填“高温”“低温”或“任何温度”)可自发反应。
(2)下列能说明在恒温恒容的容器中反应Ⅰ达到平衡状态的是_______(填正确答案的字母代号)。
a.容器内的百分含量不再随时间变化
b.每消耗4molCO(g)的同时生成1mol
c.容器内气体的压强不再随时间变化
d.生成的速率与消耗CO的速率存在
(3)一定温度下,向一2L密闭容器内充入4molCO(g)和2mol发生反应Ⅰ,达到平衡时测得CO的物质的量浓度为1mol/L。
①达到平衡时CO的转化率为_______;该温度下反应Ⅰ平衡常数K的值为_______。
②平衡后,再向容器内充入2mol和2mol,平衡会_______(填“向正方向”“向逆方向”或“不”)移动。
③已知气体的颜色越深,透光率越小。若达到平衡后缩小容器的容积,下列气体透光率随时间变化的示意图中正确的是_______(填正确答案的字母代号)。
【答案】(1) ① -1216 ②. 低温
(2)ac (3) ①. 50%或0.5 ②. 1 ③. 向正方向 ④. c
【解析】
【小问1详解】
①
②
根据盖斯定律①×2+②得的kJ/mol。
正反应放热,正反应熵减小,从理论上分析反应Ⅰ在低温可自发反应。
【小问2详解】
a.反应达到平衡状态,各物质浓度不再不变,容器内的百分含量不再随时间变化,反应一定达到平衡状态,故选a;
b.每消耗4molCO(g)的同时生成1mol,不能判断正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选b;
c.反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器内气体的压强不再随时间变化,反应一定达到平衡状态,故选c;
d.生成的速率与消耗CO的速率存在,正逆反应速率比不等于系数比,反应没有达到平衡状态,故不选d;
选ac。
【小问3详解】
一定温度下,向一2L密闭容器内充入4molCO(g)和2mol发生反应Ⅰ,达到平衡时测得CO的物质的量浓度为1mol/L。
①达到平衡时CO的转化率为;该温度下反应Ⅰ平衡常数K的值为。
②平衡后,再向容器内充入2mol和2mol,Q=,所以平衡会向正方向移动。
③若达到平衡后缩小容器的容积,NO2浓度突然增大,平衡正向移动,NO2浓度逐渐减小,达到新平衡时NO2浓度比原平衡大,所以透光率随时间变化的示意图中正确的是c。
11. 硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和 12.4。
回答下列问题:
(1)为提高“浸出”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有____________。
(2)实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有:玻璃棒、_____________。
(3)“浸渣”中的物质是______________(化学式)。
(4)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_________,然后再调节溶液的pH约为5,目的是_________。
(5)“粗硼酸”中的主要杂质是______________(填名称)。
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
【答案】(1)提高反应温度
(2)烧杯和漏斗 (3)SiO2和CaSO4
(4) ①. 将Fe2+氧化成Fe3+ ②. 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去
(5)(七水)硫酸镁 (6)2H3BO3+3Mg3MgO+2B+3H2O或2H3BO3B2O3+3H2O,B2O3+3Mg 2B+3MgO
【解析】
【分析】以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3),由流程可知,加硫酸溶解只有SiO2不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO4,“净化除杂”需先加H2O2溶液,将亚铁离子转化为铁离子,调节溶液的pH约为5,使铁离子、铝离子均转化为沉淀,则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3,以此来解答。
【小问1详解】
除适当增加硫酸浓度外,升高温度、搅拌及研碎也可以提高“浸出”速率。
【小问2详解】
过滤操作所需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗。
【小问3详解】
“浸渣”中的物质应该是不溶于酸SiO2及生成的CaSO4,原因是CaSO4微溶。
【小问4详解】
“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是将亚铁离子氧化为铁离子.然后在调节溶液的pH约为5,目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去。
【小问5详解】
最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出,则“粗硼酸”中的主要杂质是七水硫酸镁,故答案为七水硫酸镁。
【小问6详解】
以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的化学方程式为2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO,或2H3BO3+3Mg3MgO+2B+3H2O。
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