题型02 配合物基本概念及探究实验(北京专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期中真题分类汇编
2025-04-08
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内容正文:
题型突破02 配合物基本概念及探究实验
1.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)下列关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的说法中正确的是
A.配体是C1-和H2O,配位数是9
B.中心离子是Ti3+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl-的数目比是2:1
D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
2.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)二茂铁分子是由与环戊二烯离子()形成的一种金属有机配合物,其结构如图。下列说法正确的是
A.二茂铁不能被氧化
B.二茂铁中与之间形成配位键
C. 是制备二茂铁的原料,其核磁共振氢谱有3组峰,1mol该分子中含有键的数目为
D.的轨道表示式:
3.(2023-2024·高二下·北京教育学院附中·校考期中)某物质的结构如图所示:下列有关该物质的分析中正确的是
A.该物质分子中不存在σ键
B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物,其中Ni原子为中心原子
D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对
4.(2023-2024高二下·北京市房山区·统考期中)为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是
序号
实验步骤
实验现象或结论
①
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
②
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
③
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
④
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
A.在深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对
B.加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
C.该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力
D.向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,不会产生白色沉淀
5.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)某同学分别向0.1 mol/L、5 mol/L NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液,均有白色沉淀,振荡后,前者沉淀不消失、后者沉淀消失。查阅水溶液中银氯配合物的分布曲线(以银的百分含量计),如下图所示,下列说法不正确的是
A.AgCl在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
B.银氯配合物中Ag+是中心离子,Cl−是配体
C.上述实验中,白色沉淀消失的离子方程式是Ag++ 4Cl−=AgCl
D.推测浓盐酸中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生白色沉淀,振荡后沉淀消失
6.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)分银渣是从阳极泥中提取贵金属后的尾渣,含有PbSO4、BaSO4、SnO2及Au、Ag等,有较高的综合利用价值。一种从分银渣中提取有用产品流程的如下:
已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq);ⅳ中生成[AuCl4]-和[AgCl3]2-;PbSO4、PbCO3、BaSO4、BaCO3的Ksp依次为2.8×10-8、7.4×10-14、1.1×10-10、2.6×10-9。下列说法不正确的是
A.步骤ⅰ中一定发生反应:PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq)
B.步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸
C.步骤ⅱ、ⅳ提取Pb(Ⅱ)、Ba2+时,均有H+和Cl-参加反应
D.试剂a可为NaCl,促进Au、Ag的浸出
7.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)锂离子电池广泛应用于电源领域。
(1)锂离子电池目前广泛采用溶有六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯作电解液。
①Li、P、F的电负性由大到小的排序是 。
②PF中存在 (填序号)。
a.共价键 b.离子键 c.金属键
③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是 。
④采用高温处理废旧电解液,会诱发碳酸酯发生变化,增大回收难度。碳酸二甲酯在高温发生如图转化。
EC()发生类似转化的产物是Li2CO3和 (答一种)。
(2)废旧锂离子电池含LiNiO2的正极材料经预处理后,可采用如图原理富集Ni元素。
①基态Ni2+的价层电子的轨道表示式是 。
②DMG中N原子均与Ni2+配位,且Ni2+的配位数是4;DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键。写出DMG-Ni的结构简式(用“…”标出氢键)。
(3)石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时,Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li+时,晶体部分结构的俯视示意图如图,此时C与Li+的个数比是 。
8.(2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中)某小组探究与溶液的反应。
(1)小组同学预测向溶液中通入,溶液颜色将由黄色变为浅绿色,预测的依据是 。
进行实验
实验装置(夹持仪器略)
实验现象
向溶液中通入至饱和,溶液变为红色,静置5min后,溶液的颜色从红色慢慢变为黄色,静置9h后,溶液慢慢由黄色变为浅绿色。
资料:与可以发生可逆反应,形成红棕色的配离子。可以将还原为。
(2)的空间结构是 ,Fe在周期表中属于 区。
(3)与可以形成配离子的原因是 。
(4)溶液中通入至饱和,形成配离子的方程式是 。
(5)溶液中将还原为的离子方程式是 。
(6)由实验现象分析,溶液先变为红色,最后慢慢变为浅绿色的可能原因是 。
9.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)甲醛是一种重要的有机原料,它主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药以及用作消毒、杀菌、防腐剂等行业。为探究甲醛的结构与性质之间的关系,某兴趣小组开展了以下探究。
【资料卡片】:
i.;
ii.;
iii.HCuCl2是一种弱酸;新制氢氧化铜是一种常见的弱氧化剂。
探究一:甲醛的物理性质。
甲醛的物理性质
实验数据
甲醛在常温下是无色有强烈刺激性气味的气体。
沸点:-19.5℃。
甲醛易溶于水。
室温下甲醛在水中的溶解度为37%,35~40%的甲醛水溶液即为人们所熟知的福尔马林溶液。
(1)请你从甲醛分子的结构角度进行解释可能的原因:
①解释甲醛的沸点比水低的原因: 。
②解释甲醛易溶于水的原因: 。
探究二:甲醛的化学性质。
(2)甲醛能使蛋白质变性,主要是因为甲醛能与蛋白质中的R—NH2发生化学反应。请你结合电负性,分析甲醛分子与蛋白质分子(以R-NH2表示)中化学键的电荷分布,并写出甲醛使蛋白质变性的化学反应方程式 。
为验证甲醛的还原性,兴趣小组探究了甲醛与新制氢氧化铜的反应,过程如下:
实验序号
实验操作
实验现象
实验Ι
步骤1:向6 mL 6NaOH溶液中滴加 2% 8滴CuSO4溶液振荡充分,然后滴加 1 mL 15% 甲醛水溶液,水浴加热2分钟,离心沉淀。
离心沉淀后,试管底部有红黑色固体生成,上层溶液呈无色。
步骤2:过滤,洗净沉淀,向沉淀中加入足量的浓盐酸,充分振荡;倾倒上层清液,洗净剩余的沉淀,并向沉淀中加入浓氨水,在空气中放置一段时间。
加入浓盐酸后,沉淀部分消失,溶液呈浅蓝绿色;加入浓氨水后,开始没有现象,一段时间后固体消失,溶液逐渐变成深蓝色
实验Ⅱ
步骤1:向6 mL10NaOH溶液中滴加15% 20滴CuSO4溶液振荡充分,然后滴加 1 滴 15% 甲醛水溶液,水浴加热2分钟,离心沉淀。
离心沉淀后,试管底部有砖红色固体生成,上层溶液仍为较深的蓝色
步骤2:过滤,洗净沉淀,向沉淀中加入足量的浓盐酸,充分振荡。
沉淀完全消失,溶液呈黄绿色
(3)根据实验Ι回答:
①步骤2加入足量的盐酸后,沉淀部分消失,请用化学方程式解释原因 。
②步骤2中,不溶于盐酸的固体,可以溶解在浓氨水中,请结合化学用语,解释其原因 。
③综合实验I的现象,得出步骤1中的红黑色沉淀的成分是 。
(4)实验ΙΙ通过调整新制氢氧化铜和甲醛的用量,实验现象与实验Ι出现了差异,请你帮助小组完成下面的框图,来说明两组实验所得到的结论。
提示:i.在箭头上方的长框中填入“少量甲醛”或“过量甲醛”① ;② 。
ii.其他方框中填入相应物质的化学式_③ ;④ 。
10.(2023-2024·高二下·北京第一七一中学·校考期中)在处理NO废气的过程中,催化剂会逐渐失活变为。某小组为解决这一问题,实验研究和之间的相互转化。
资料:i.
ii.
iii.和在酸性条件下均能生成
(1)探究的还原性
实验I.粉红色的溶液或溶液在空气中久置,无明显变化。
实验II.向溶液中滴入2滴酸性溶液,无明显变化。
实验III.按下图装置进行实验,观察到电压表指针偏转。
①甲同学根据实验Ⅲ得出结论:可以被酸性溶液氧化。
乙同学补充实验Ⅳ, (补全实验操作及现象),否定了该观点。
②探究碱性条件下的还原性,进行实验。
实验Ⅴ.
ii中反应的化学方程式是 。
③根据氧化还原反应规律解释还原性:在碱性条件下,与、反应,使和均降低,但 降低的程度更大,还原剂的还原性增强。
(2)探究的氧化性
根据实验Ⅲ和Ⅳ推测氧化性:,设计实验证明:向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中, (补全实验操作及现象),反应的离子方程式是 。
(3)催化剂的失活与再生
①结合数据解释能被氧化为而失活的原因: 。
③根据以上实验,设计物质转化流程图实现的再生: 。
示例:。
1.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)胆矾(CuSO4·5H2O)的结构示意图如下所示。下列说法不正确的是
A.基态Cu2+的价层电子轨道表示式是
B.H2O中氧原子的VSEPR的价层电子对数是4
C.SO中的O-S-O的键角小于H2O中的H-O-H的键角
D.胆矾中的H2O与Cu2+、H2O与SO的作用力分别为配位键和氢键
2.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)我国科学家从中国特有的喜树中分离得到具有肿瘤抑制作用的喜树碱,结构如图。
下列关于喜树碱的说法不正确的是
A.能发生加成反应
B.含有六种官能团
C.羟基中O—H的极性强于乙基中C—H的极性
D.带*的氮原子有孤电子对,能与含空轨道的H+以配位键结合
3.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)的配位化合物较稳定且运用广泛。可与、、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、黄色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:与、的反应在溶液中存在以下平衡:
下列说法不正确的是
A.I中溶液呈黄色可能是由于水解产物的颜色引起的
B.向溶液II中加入NaF后,溶液颜色变为无色,说明
C.为了能观察到溶液I中的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
D.向溶液III中加入足量的KSCN固体,溶液可能再次变为红色
4.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)化学小组研究的性质,完成如下实验:
已知:;;
下列说法不正确的是
A.溶液中加入NaCl固体:
B.溶液a中加入浓氨水时不可能出现蓝色沉淀
C.溶液a、b中铁片的颜色不同证明
D.溶液b中加入足量乙醇时可以析出深蓝色晶体
5.(2023-2024·高二下·北京教育学院附中·校考期中)精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。从阳极泥中回收多种金属的流程如下。
已知:分金液中含;分金渣的主要成分为;在反应中被氧化为。
下列说法不正确的是
A.“分铜”时加入的目的是降低银的浸出率
B.得到分金液的反应为:
C.得到分银液的反应为:
D.“滤液2”中含有大量的氨,可直接循环利用
6.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)某小组分别进行如下3组实验研究与的反应,实验记录如下:
序号
实验
试剂
现象
①
1滴溶液
溶液迅速变绿,未见白色沉淀生成;
静置2小时后底部有少量白色沉淀
②
先加入5滴溶液,再加入1滴溶液
溶液变红,未见白色沉淀生成
③
先加入5滴溶液,再加入1滴溶液
溶液变红,同时迅速生成白色沉淀,振荡后红色消失
已知:水溶液中,为白色沉淀,呈黄色。被称为“拟卤素”。
下列说法不正确的是
A.①中生成白色沉淀的原因是:
B.由①可推知:①中生成配合物反应的反应速率大于氧化还原反应的
C.由②③可推知,结合的能力:
D.由①③可推知:促进了转化为
7.(2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中)我国是世界稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术也位于世界前茅。从某种磷精矿分离稀土元素的工业流程如下。
资料:磷精矿的主要成分为,还含有少量、FeO、、等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一种重要的稀土元素,基态Sc原子的核外电子排布式是 。
(2)补全“酸浸”过程中与反应的化学方程式 。
(3)“萃取”时可选择不同的萃取剂。
①有机磷萃取剂可通过反应制得,其中-R代表烃基。-R对产率的影响如下表。
-R
产率/%
82
62
20
由表中数据分析随-R中碳原子数增加,产率降低的原因 。
②萃取剂的结构如图。其中,与配位的能力:1号O原子 2号O原子(填“>”、“<”或“=”)
(4)“反萃取”的目的是分离RE和Fe元素。向萃取液中通入,、、的沉淀率随pH变化如图。
①试剂X为 选填“”或“NaClO”),控制pH为 。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是 。
8.(2023-2024高二下·北京市房山区·统考期中)某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:ⅰ.Fe3+在水溶液中以[Fe(H2O)6]3的形式存在
ⅱ.[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6(OH)n]3﹣n+nH3O+(n=0~6);
ⅲ.[FeCl4(H2O)2]﹣为黄色。
(1)配离子[Fe(H2O)6]3+的中心离子是 ,配体是 ,配位数是 。
【实验一】分别向等浓度的Fe(NO3)3和FeCl3溶液中滴加硝酸,观察颜色变化。
Ⅰ
ⅠI
(2)②中溶液褪色的原因是 。
(3)③中溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]﹣有关,支持此结论的实验现象是 。
【实验二】分别以实验一①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。溶液透光率随温度变化曲线图如图(t1开始加热,t2停止加热;溶液颜色越深,透光率越低)。
(4)由图甲、乙可知:①、③中的试剂加热过程中,溶液颜色均 (填“变浅”“变深”或“不变”)。
(5)由实验二,可以得出如下结论:
【结论1】FeCl3溶液中存在可逆反应:[Fe(H2O)6]3++4Cl﹣⇌[FeCl4(H2O)2]﹣+4H2O
得出此结论的理由是 。
【结论2】结论1中反应的ΔH (填“>0”或“<0”)。
(6)实验小组同学重新设计了一个实验,验证(5)中结论1。
实验方案:取①中溶液, (请描述必要的实验操作和现象)。
9.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)某小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。已知:
(1)向试管中加入1 mL2%AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。写出沉淀溶解的离子方程式 。
(2)向银氨溶液中滴加乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,试管内壁产生银镜。写出反应的化学方程式 。
(3)文献记载:碱性条件有利于银镜产生。小组设计实验验证该说法。
实验
实验
试剂
混合液pH
现象
Ⅰ
NaOH
10
常温产生银镜
Ⅱ
浓氨水
10
加热无银镜
Ⅲ
无
8
加热产生银镜
①对比实验 和 ,证实了文献的说法。
②根据以上实验,结合平衡移动原理解释实验Ⅱ未产生银镜的原因 。
(4)文献还记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。小组进一步实验如下。
实验Ⅳ:向银氨溶液中加入NaOH溶液至pH=14,得到棕黑色沉淀,振荡后将试管放在热水浴中温热,有气泡产生,试管内壁产生银镜。
实验Ⅴ:向银氨溶液中加入NaOH溶液至pH=10,得到棕黑色沉淀(X),振荡后将试管放在热水浴中温热,仍是棕黑色沉淀(Y)。
①实验Ⅳ中,将Ag元素还原的微粒可能是 ,请说明理由 。
经检验棕黑色沉淀Y中含有Ag单质,请设计实验方案验证: 。
(5)综上,乙醛与银氨溶液反应产生银镜的有利条件是 。
10.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)资料显示,可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知:易溶于溶液,发生反应(红棕色);和氧化性几乎相同。
I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
部分溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
(1)初始阶段,被氧化的反应速率:实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有(蓝色)或(无色),进行以下实验探究:
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入,多次萃取、分液。
步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。
ⅰ.步骤a的目的是 。
ⅱ.查阅资料,,(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化: 。
(3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓溶液, (填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。
(4)上述实验结果,仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了能将氧化为。装置如图所示,分别是 。
(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因: 。
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题型突破02 配合物基本概念及探究实验
1.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)下列关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的说法中正确的是
A.配体是C1-和H2O,配位数是9
B.中心离子是Ti3+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl-的数目比是2:1
D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
【答案】B
【分析】配合物也叫络合物,为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成,配合物中中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对,据此分析解答。
【解析】A.由配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O结构可知,配位体是Cl和H2O,配位数是6,故A错误;
B.由配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O结构可知,中心离子是Ti3+,内配离子是Cl-,外配离子是Cl-,配离子是[TiCl(H2O)5]2+,故B正确;
C.由配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O结构可知,内配离子Cl-为1,外配离子Cl-为2,内界和外界中的Cl-的数目比是1:2,故C错误;
D.加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl-离子与Ag+反应,内配位离子Cl-不与Ag+反应,故D错误;
答案为B。
2.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)二茂铁分子是由与环戊二烯离子()形成的一种金属有机配合物,其结构如图。下列说法正确的是
A.二茂铁不能被氧化
B.二茂铁中与之间形成配位键
C. 是制备二茂铁的原料,其核磁共振氢谱有3组峰,1mol该分子中含有键的数目为
D.的轨道表示式:
【答案】B
【解析】A.二茂铁中含有亚铁离子,亚铁离子具有还原性,能被氧化,A错误;
B.二茂铁分子是由与环戊二烯离子()形成的一种金属有机配合物,则二茂铁中与之间形成配位键,B正确;
C.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键, 分子中含有3种环境的氢,其核磁共振氢谱有3组峰,1mol该分子中含有键的数目为,C错误;
D.为铁原子失去2个电子后形成的,轨道表示式: ,D错误;
故选B。
3.(2023-2024·高二下·北京教育学院附中·校考期中)某物质的结构如图所示:下列有关该物质的分析中正确的是
A.该物质分子中不存在σ键
B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物,其中Ni原子为中心原子
D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对
【答案】C
【解析】A、该物质C、C原子间存在σ键,选项A错误;
B、根据结构,该物质中H、O原子间存在氢键、C与其它原子间存在共价键、Ni、 N之间存在配位键,所以该物质的分子中含有氢键、共价键、配位键三种作用力,选项B错误;
C、Ni 原子具有空轨道,是共用电子对的接受者,是配合物的中心原子,选项C正确;
D、 C原子最外层的4个电子全部成键,没有孤对电子,选项D错误;答案选C。
4.(2023-2024高二下·北京市房山区·统考期中)为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是
序号
实验步骤
实验现象或结论
①
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
②
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
③
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
④
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
A.在深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对
B.加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
C.该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力
D.向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,不会产生白色沉淀
【答案】D
【分析】氨水呈碱性,向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物氢氧化铜,
Cu2++ 2NH3. H2O= Cu(OH)2↓ +2NH 。继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,原因是氢氧化铜和氨水反应生成了铜氨络合物,其反应为:Cu( OH)2 + 4NH3=[Cu(NH3)4]2++ 2OH- 。再加入无水乙醇,铜氨络合物溶解度降低,出现深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。以此分析解答。
【解析】A.根据上述分析可知:深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,故A正确;
B.根据上述分析可知:络合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O在极性较弱的乙醇中溶解度很小,所以有晶体析出, 故B正确;
C.根据实验将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液,无蓝色沉淀生成,说明Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力,故C正确;
D.因为④中深蓝色溶液中存在SO,加入BaCl2溶液,能产生白色沉淀,故D错误;
故答案:D。
5.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)某同学分别向0.1 mol/L、5 mol/L NaCl溶液中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液,均有白色沉淀,振荡后,前者沉淀不消失、后者沉淀消失。查阅水溶液中银氯配合物的分布曲线(以银的百分含量计),如下图所示,下列说法不正确的是
A.AgCl在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
B.银氯配合物中Ag+是中心离子,Cl−是配体
C.上述实验中,白色沉淀消失的离子方程式是Ag++ 4Cl−=AgCl
D.推测浓盐酸中滴加2滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生白色沉淀,振荡后沉淀消失
【答案】C
【解析】A.由图可知,氯化银白色沉淀能与过量的氯离子反应生成二氯合银离子、三氯合银离子、四氯合银离子,说明氯化银在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度不同,故A正确;
B.二氯合银离子、三氯合银离子、四氯合银离子中中心离子是银离子,氯离子是配体,故B正确;
C.由图可知,白色沉淀消失发生的反应为氯化银与溶液中的氯离子反应生成四氯合银离子,反应的离子方程式为AgCl+3Cl−=AgCl,故C错误;
D.由图可知,白色沉淀消失是因为氯化银白色沉淀能与过量的氯离子反应生成二氯合银离子、三氯合银离子、四氯合银离子,所以向浓盐酸中滴加2滴0.1 mol/L硝酸银溶液,溶液中产生白色沉淀,振荡后沉淀会消失,故D正确;
故选C。
6.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)分银渣是从阳极泥中提取贵金属后的尾渣,含有PbSO4、BaSO4、SnO2及Au、Ag等,有较高的综合利用价值。一种从分银渣中提取有用产品流程的如下:
已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq);ⅳ中生成[AuCl4]-和[AgCl3]2-;PbSO4、PbCO3、BaSO4、BaCO3的Ksp依次为2.8×10-8、7.4×10-14、1.1×10-10、2.6×10-9。下列说法不正确的是
A.步骤ⅰ中一定发生反应:PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq)
B.步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸
C.步骤ⅱ、ⅳ提取Pb(Ⅱ)、Ba2+时,均有H+和Cl-参加反应
D.试剂a可为NaCl,促进Au、Ag的浸出
【答案】C
【分析】分银渣中含有PbSO4、BaSO4、SnO2及Au、Ag等物质,向其中先加入Na2CO3溶液,发生沉淀转化反应:PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq),PbSO4转化为PbCO3,过滤,弃去含有的滤液,然后向滤渣中加入盐酸,发生反应:PbCO3+2H+(aq)=Pb2+(aq)+CO2↑+H2O(l),Pb2+(aq)+2Cl-(aq)=PbCl2(s),PbCl2(s)+2Cl-(aq)[PbCl4]2-(aq);然后过滤,得到含有Pb(Ⅱ)的溶液,向固体A中加入Na2CO3溶液,发生反应:BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq),过滤,弃去含有的滤液,向滤渣中加入盐酸,发生反应:BaCO3+2H+(aq)=Ba2+(aq)+CO2↑+H2O(l),得到含有Ba2+的溶液。再过滤,向固体B中加入NaClO3、HCl,在酸性条件下NaClO3可以将Au、Ag氧化变为金属阳离子,并与溶液中的Cl-结合形成络离子[AuCl4]-和[AgCl3]2-,SnO2不反应,仍以固体形式存在。
【解析】A.步骤i向分离渣中加入Na2CO3溶液,发生沉淀转化反应:PbSO4(s)+(aq)PbCO3(s)+(aq),反应后PbSO4变成PbCO3,A正确;
B.根据上述分析可知:在步骤ⅰ中PbSO4与Na2CO3反应先产生PbCO3、,过滤,弃去含有的滤液,向滤渣中加入盐酸,增大了c(H+)、c(Cl-),PbCO3先反应产生PbCl2固体,然后PbCl2再与Cl-反应变为[PbCl4]2-(aq),得到含有Pb(Ⅱ)的溶液;在步骤ⅲ中过滤后向得到的固体A中加入Na2CO3溶液,发生沉淀转化反应:BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq),再过滤,弃去含有的滤液,向滤渣中加入盐酸,发生反应:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,得到含有Ba2+的溶液,故步骤i、iii后需先过滤再加盐酸,B正确;
C.步骤ⅳ是盐酸与BaCO3反应产生Ba2+,H2O、CO2,离子方程式为:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O ,可见Cl-没有参加反应,C错误;
D.试剂a可为NaCl,NaCl的加入,增大了溶液中c(Cl-),促进与Au、Ag形成配位化合物,使Au、Ag变为络离子[AuCl4]-和[AgCl3]2-进入溶液,有利于Au、Ag的浸出,D正确;
故合理选项是C。
7.(2023-2024高二下·北京市鲁迅中学·校考期中)锂离子电池广泛应用于电源领域。
(1)锂离子电池目前广泛采用溶有六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸酯作电解液。
①Li、P、F的电负性由大到小的排序是 。
②PF中存在 (填序号)。
a.共价键 b.离子键 c.金属键
③碳酸二乙酯()的沸点高于碳酸二甲酯(),原因是 。
④采用高温处理废旧电解液,会诱发碳酸酯发生变化,增大回收难度。碳酸二甲酯在高温发生如图转化。
EC()发生类似转化的产物是Li2CO3和 (答一种)。
(2)废旧锂离子电池含LiNiO2的正极材料经预处理后,可采用如图原理富集Ni元素。
①基态Ni2+的价层电子的轨道表示式是 。
②DMG中N原子均与Ni2+配位,且Ni2+的配位数是4;DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键。写出DMG-Ni的结构简式(用“…”标出氢键)。
(3)石墨可作锂离子电池的负极材料。充电时,Li+嵌入石墨层间。当嵌入最大量Li+时,晶体部分结构的俯视示意图如图,此时C与Li+的个数比是 。
【答案】(1)F>P>Li a 二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高 CH2=CH2
(2) 或
(3)6∶1
【解析】(1)①电负性由大到小的排序:F >P >Li;
②PF中P原子和F原子形成共价键,答案选a;
③二者在固态均为分子晶体,碳酸二乙酯与碳酸二甲酯结构相似,前者的相对分子质量大,范德华力大,沸点高;
④由信息可知反应物中2个C-O断裂,形成碳碳键,则发生类似转化的产物是Li2CO3和CH2=CH2。答案:CH2=CH2。
(2)
①基态Ni2+的价层电子排布式3d8,轨道表示式是;
②DMG-Ni中两个配体之间形成分子内氢键,一个配体中和O形成共价键的H与另一个配体中的氧形成氢键,答案:或。
(3)
由晶体部分结构的俯视示意图,可选取晶胞,俯视图如图,晶胞中16个C原子在棱上,4个C在面心,4个Li+在棱心,根据均摊法,C与Li+的个数比1=6∶1。
8.(2023-2024高二下·北京市顺义二中·校考期中)某小组探究与溶液的反应。
(1)小组同学预测向溶液中通入,溶液颜色将由黄色变为浅绿色,预测的依据是 。
进行实验
实验装置(夹持仪器略)
实验现象
向溶液中通入至饱和,溶液变为红色,静置5min后,溶液的颜色从红色慢慢变为黄色,静置9h后,溶液慢慢由黄色变为浅绿色。
资料:与可以发生可逆反应,形成红棕色的配离子。可以将还原为。
(2)的空间结构是 ,Fe在周期表中属于 区。
(3)与可以形成配离子的原因是 。
(4)溶液中通入至饱和,形成配离子的方程式是 。
(5)溶液中将还原为的离子方程式是 。
(6)由实验现象分析,溶液先变为红色,最后慢慢变为浅绿色的可能原因是 。
【答案】(1)Fe3+具有氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应得到SO和Fe2+,溶液颜色将由黄色变为浅绿色
(2)V形 d
(3)含有空轨道,中O原子含有孤电子对,与可以形成配离子
(4)Fe3+++H2O=+H+
(5)++H2O=2+ SO+3H+
(6)向溶液中通入至饱和,形成红棕色的配离子,然后将还原为,溶液慢慢变为浅绿色
【解析】(1)Fe3+具有氧化性,具有还原性,二者发生氧化还原反应得到SO和Fe2+,溶液颜色将由黄色变为浅绿色。
(2)中心原子S的价层电子对数为2+=3,且含有一对孤电子对,因此SO2分子的空间构型为V形;Fe是26号元素,在周期表中属于d区。
(3)电子排布式为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5,含有空轨道,中O原子含有孤电子对,与可以形成配离子。
(4)溶液中通入至饱和,形成配离子的方程式是:Fe3+++H2O=+H+。
(5)溶液中将还原为,被氧化为SO,离子方程式是:
++H2O=2+ SO+3H+。
(6)向溶液中通入至饱和,形成红棕色的配离子,然后将还原为,溶液慢慢变为浅绿色。
9.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)甲醛是一种重要的有机原料,它主要用于有机合成、合成材料、涂料、橡胶、农药以及用作消毒、杀菌、防腐剂等行业。为探究甲醛的结构与性质之间的关系,某兴趣小组开展了以下探究。
【资料卡片】:
i.;
ii.;
iii.HCuCl2是一种弱酸;新制氢氧化铜是一种常见的弱氧化剂。
探究一:甲醛的物理性质。
甲醛的物理性质
实验数据
甲醛在常温下是无色有强烈刺激性气味的气体。
沸点:-19.5℃。
甲醛易溶于水。
室温下甲醛在水中的溶解度为37%,35~40%的甲醛水溶液即为人们所熟知的福尔马林溶液。
(1)请你从甲醛分子的结构角度进行解释可能的原因:
①解释甲醛的沸点比水低的原因: 。
②解释甲醛易溶于水的原因: 。
探究二:甲醛的化学性质。
(2)甲醛能使蛋白质变性,主要是因为甲醛能与蛋白质中的R—NH2发生化学反应。请你结合电负性,分析甲醛分子与蛋白质分子(以R-NH2表示)中化学键的电荷分布,并写出甲醛使蛋白质变性的化学反应方程式 。
为验证甲醛的还原性,兴趣小组探究了甲醛与新制氢氧化铜的反应,过程如下:
实验序号
实验操作
实验现象
实验Ι
步骤1:向6 mL 6NaOH溶液中滴加 2% 8滴CuSO4溶液振荡充分,然后滴加 1 mL 15% 甲醛水溶液,水浴加热2分钟,离心沉淀。
离心沉淀后,试管底部有红黑色固体生成,上层溶液呈无色。
步骤2:过滤,洗净沉淀,向沉淀中加入足量的浓盐酸,充分振荡;倾倒上层清液,洗净剩余的沉淀,并向沉淀中加入浓氨水,在空气中放置一段时间。
加入浓盐酸后,沉淀部分消失,溶液呈浅蓝绿色;加入浓氨水后,开始没有现象,一段时间后固体消失,溶液逐渐变成深蓝色
实验Ⅱ
步骤1:向6 mL10NaOH溶液中滴加15% 20滴CuSO4溶液振荡充分,然后滴加 1 滴 15% 甲醛水溶液,水浴加热2分钟,离心沉淀。
离心沉淀后,试管底部有砖红色固体生成,上层溶液仍为较深的蓝色
步骤2:过滤,洗净沉淀,向沉淀中加入足量的浓盐酸,充分振荡。
沉淀完全消失,溶液呈黄绿色
(3)根据实验Ι回答:
①步骤2加入足量的盐酸后,沉淀部分消失,请用化学方程式解释原因 。
②步骤2中,不溶于盐酸的固体,可以溶解在浓氨水中,请结合化学用语,解释其原因 。
③综合实验I的现象,得出步骤1中的红黑色沉淀的成分是 。
(4)实验ΙΙ通过调整新制氢氧化铜和甲醛的用量,实验现象与实验Ι出现了差异,请你帮助小组完成下面的框图,来说明两组实验所得到的结论。
提示:i.在箭头上方的长框中填入“少量甲醛”或“过量甲醛”① ;② 。
ii.其他方框中填入相应物质的化学式_③ ;④ 。
【答案】(1)水分子间存在氢键,而甲醛分子间不存在氢键;甲醛分子间只存在范德华力,且相对分子质量较小,沸点低 甲醛分子和水分子间存在氢键作用力;甲醛分子和水分子均为极性分子,相似相溶
(2)
(3); 因为,使平衡中浓度下降,平衡正向移动,提高了铜的还原性 CuO、Cu2O、Cu
(4)过量甲醛 少量甲醛 Cu2O Cu
【分析】①步骤2加入足量的盐酸后,沉淀部分消失,即步骤1中得到的固体中含有CuO和Cu2O,CuO溶于HCl生成CuCl2和H2O,Cu2O溶于HCl生成HCuCl2和H2O;
②步骤2中,不溶于盐酸的固体为Cu,可以溶解在浓氨水中,原因是Cu2++4NH3•H2O═[Cu(NH3)4]2++4H2O,使Cu-2e-⇌Cu2+平衡中Cu2+浓度下降,平衡正向移动,促进Cu的溶解;
【解析】(1)①含有氢键的物质其沸点较高,甲醛的沸点比水低的原因是:水分子间存在氢键,而甲醛分子间不存在氢键,甲醛分子间只存在范德华力,且相对分子质量较小,沸点低;
②含氢键的物质能增大水溶液的溶解度,甲醛易溶于水的原因:甲醛分子和水分子间存在氢键作用力,甲醛分子和水分子均为极性分子,相似相溶;
(2)
甲醛能使蛋白质变性,主要是因为甲醛能与蛋白质中的R—NH2发生化学反应,根据电负性,蛋白质分子(以R—NH2表示)中N显负电形,H显正电性,甲醛中O显负电形,C显正电,然后发生C=O双键的加成,则甲醛使蛋白质变性的化学反应方程式为:;
(3)①步骤2加入足量的盐酸后,沉淀部分消失,即步骤1中得到的CuO溶于HCl生成CuCl2和H2O,Cu2O溶于HCl生成HCuCl2和H2O,方程式为:CuO+2HCl═CuCl2+H2O,Cu2O+4HCl═2HCuCl2+H2O;
②步骤2中,不溶于盐酸的固体为Cu,可以溶解在浓氨水中,原因是Cu2++4NH3•H2O═[Cu(NH3)4]2++4H2O,使Cu-2e-⇌Cu2+平衡中Cu2+浓度下降,平衡正向移动;
③综合实验Ⅰ的现象,得出步骤1中的红黑色沉淀的成分是CuO、Cu2O、Cu;
(4)
实验Ⅱ通过调整新制氢氧化铜和甲醛的用量,实验现象与实验Ι出现了差异,新制氢氧化铜加入少量甲醛,首先被还原为Cu2O,再加入适量甲醛,Cu2O继续被还原为Cu,若新制氢氧化铜加入足量甲醛,氢氧化铜直接被还原为铜,由此可得:。
10.(2023-2024·高二下·北京第一七一中学·校考期中)在处理NO废气的过程中,催化剂会逐渐失活变为。某小组为解决这一问题,实验研究和之间的相互转化。
资料:i.
ii.
iii.和在酸性条件下均能生成
(1)探究的还原性
实验I.粉红色的溶液或溶液在空气中久置,无明显变化。
实验II.向溶液中滴入2滴酸性溶液,无明显变化。
实验III.按下图装置进行实验,观察到电压表指针偏转。
①甲同学根据实验Ⅲ得出结论:可以被酸性溶液氧化。
乙同学补充实验Ⅳ, (补全实验操作及现象),否定了该观点。
②探究碱性条件下的还原性,进行实验。
实验Ⅴ.
ii中反应的化学方程式是 。
③根据氧化还原反应规律解释还原性:在碱性条件下,与、反应,使和均降低,但 降低的程度更大,还原剂的还原性增强。
(2)探究的氧化性
根据实验Ⅲ和Ⅳ推测氧化性:,设计实验证明:向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中, (补全实验操作及现象),反应的离子方程式是 。
(3)催化剂的失活与再生
①结合数据解释能被氧化为而失活的原因: 。
③根据以上实验,设计物质转化流程图实现的再生: 。
示例:。
【答案】(1)将实验Ⅲ中的溶液替换为溶液进行实验,指针偏转幅度与实验Ⅲ相同
(2)加入适量盐酸,棕褐色沉淀溶解,产生黄绿色气体,溶液变为粉红色
(3)对,与、反应,使和均降低,但,降低的程度远大于,还原剂的还原性增强,能被氧化
【分析】利用不同氧化剂及还原剂,通过实验研究和之间的相互转化,探究氧化性和还原性强弱,通过分析及实验进行验证。
【解析】(1)①乙同学补充实验IV,设计不含Co2+但氯离子浓度相同的溶液代替0.1mol/LCoCl2,进行实验,如:将实验Ⅲ中的0.1mol/LCoCl2溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验,指针偏转幅度与实验Ⅲ相同,从而否定了甲同学根据实验III得出结论:Co2+可以被酸性KMnO4溶液氧化;②ii中蓝色沉淀Co(OH)2在空气中缓慢反应被氧气氧化生成棕褐色沉淀Co(OH)3,反应的化学方程式是4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;③根据氧化还原反应规律解释还原性Co(OH)2>Co2+:Co2+-e-=Co3+在碱性条件下,OH-与Co2+、Co3+反应,使c(Co2+)和c(Co3+)均降低,但c(Co3+)降低的程度更大,还原剂的还原性增强;
(2)向V中得到的棕褐色沉淀中,加入适量盐酸,棕褐色沉淀溶解,产生黄色有刺激性气味的气体,溶液变为粉红色,证明:实验III和IV推测氧化性:Co3+>Cl2;实验中酸性条件下Co(OH)3将氯离子氧化生成氯气,反应的离子方程式是2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O;
(3)①对,与、反应,使和均降低,但,降低的程度远大于,还原剂的还原性增强,能被氧化,故能被氧化为而失活;②要实现的再生,可通过酸性条件下催化产生Co2+后再利用氨气处理可得:;
1.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)胆矾(CuSO4·5H2O)的结构示意图如下所示。下列说法不正确的是
A.基态Cu2+的价层电子轨道表示式是
B.H2O中氧原子的VSEPR的价层电子对数是4
C.SO中的O-S-O的键角小于H2O中的H-O-H的键角
D.胆矾中的H2O与Cu2+、H2O与SO的作用力分别为配位键和氢键
【答案】C
【解析】
A.Cu原子核外有29个电子,基态铜原子价电子排布式为3d104s1,失去2个电子形成,基态的价层电子轨道表示式是,故A项正确;
B.中氧原子的VSEPR的价层电子对数是4,故B项正确;
C.中S原子有4个价电子对,无孤电子对,空间构型为正四面体,中O原子有4个价电子对,有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥作用较大,所以的键角大于中的的键角,故C项错误;
D.根据图示,胆矶中的与的作用力为配位键,与的作用力为氢键,故D项正确;
故本题选C。
2.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)我国科学家从中国特有的喜树中分离得到具有肿瘤抑制作用的喜树碱,结构如图。
下列关于喜树碱的说法不正确的是
A.能发生加成反应
B.含有六种官能团
C.羟基中O—H的极性强于乙基中C—H的极性
D.带*的氮原子有孤电子对,能与含空轨道的H+以配位键结合
【答案】B
【解析】A.由有机物的结构简式可知,分子中含有苯环、碳碳双键和碳氮双键等,故能发生加成反应,故A项正确;
B.由有机物的结构简式可知,分子中含有碳碳双键、碳氮双键、羟基、酯基和酰胺键5种官能团,故B项错误;
C.由于O的电负性比C的大,故O吸引电子的能力强于C,则羟基中O-H的极性强于乙基中C-H的极性,故C项正确;
D.N原子最外层上有5个电子,带*的氮原子只形成了3个共价键,说明还有一对孤电子对,能与含空轨道的H+以配位键结合,故D项正确;
故本题选B。
3.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)的配位化合物较稳定且运用广泛。可与、、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、黄色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:与、的反应在溶液中存在以下平衡:
下列说法不正确的是
A.I中溶液呈黄色可能是由于水解产物的颜色引起的
B.向溶液II中加入NaF后,溶液颜色变为无色,说明
C.为了能观察到溶液I中的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
D.向溶液III中加入足量的KSCN固体,溶液可能再次变为红色
【答案】C
【解析】A.为浅紫色,但溶液I却呈黄色,原因可能是Fe3+发生水解生成红褐色Fe(OH)3,与浅紫色形成混合体系,使溶液呈黄色,A正确;
B.加入NaF后溶液II由红色变为无色,说明转变为,反应更易生成,说明,B正确;
C.为了观察到浅紫色,需要除去红褐色,即抑制铁离子的水解,所以可向溶液中加稀硝酸,加稀盐酸会生成黄色的,C错误;
D.向溶液III中加入足量的KSCN固体,可使平衡的Q>,平衡正向移动,溶液可能再次变为红色,D正确;
故选C。
4.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)化学小组研究的性质,完成如下实验:
已知:;;
下列说法不正确的是
A.溶液中加入NaCl固体:
B.溶液a中加入浓氨水时不可能出现蓝色沉淀
C.溶液a、b中铁片的颜色不同证明
D.溶液b中加入足量乙醇时可以析出深蓝色晶体
【答案】B
【解析】A. CuSO4溶液中加入NaCl固体,四水合铜离子会和氯离子反应生成四氯合铜离子,A正确;
B.溶液a中加入少量浓氨水产生氢氧化铜蓝色沉淀,B错误;
C.从颜色上可以看出,四氨合铜离子浓度大于四氯合铜离子,故K稳[Cu(NH3)4]2+>K稳(),C正确;
D.溶液b中加入足量乙醇时硫酸四氨合铜的溶解度减小而析出,D正确;
故选B。
5.(2023-2024·高二下·北京教育学院附中·校考期中)精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。从阳极泥中回收多种金属的流程如下。
已知:分金液中含;分金渣的主要成分为;在反应中被氧化为。
下列说法不正确的是
A.“分铜”时加入的目的是降低银的浸出率
B.得到分金液的反应为:
C.得到分银液的反应为:
D.“滤液2”中含有大量的氨,可直接循环利用
【答案】D
【分析】阳极泥加入硫酸、过氧化氢和氯化钠使铜溶解,使氯化银尽量不溶解,在分铜渣中加入氯化氢和氯酸钠分金,分金液中加入二氧化硫将金还原成单质金,分渣金中加入氨水分银,分银液中加入,还原银成为银单质,据此分析。
【解析】A.“分铜”时加入,使氯离子浓度增大,利用同离子效应,使氯化银几乎不溶解,降低银的浸出率, A正确;
B.利用的氧化性,同时大量氯离子存在,可以使金形成配合离子,反应的离子方程式为:,B正确;
C.氯化银可以溶解在氨水中,形成,反应的化学方程式为:,C正确;
D.由已知被氧化成,不会生成氨气,故“滤液2”中不会含有大量的氨,D错误; 故本题选D。
6.(2023-2024高二下·北京市丰台区·统考期中)某小组分别进行如下3组实验研究与的反应,实验记录如下:
序号
实验
试剂
现象
①
1滴溶液
溶液迅速变绿,未见白色沉淀生成;
静置2小时后底部有少量白色沉淀
②
先加入5滴溶液,再加入1滴溶液
溶液变红,未见白色沉淀生成
③
先加入5滴溶液,再加入1滴溶液
溶液变红,同时迅速生成白色沉淀,振荡后红色消失
已知:水溶液中,为白色沉淀,呈黄色。被称为“拟卤素”。
下列说法不正确的是
A.①中生成白色沉淀的原因是:
B.由①可推知:①中生成配合物反应的反应速率大于氧化还原反应的
C.由②③可推知,结合的能力:
D.由①③可推知:促进了转化为
【答案】C
【解析】A.溶液中滴加1滴溶液,生成黄色,黄色与铜离子形成的蓝色混合溶液呈绿色,静置2小时后产生白色沉淀,说明发生反应:,A正确;
B.根据①中现象可知,先与形成配合物,所以溶液显变绿;静置后产生白色沉淀,说明发生氧化还原反应生成白色沉淀,B正确;
C.②中溶液变红,未见白色沉淀生成, 说明结合SCN的能力Fe3+>Cu2+;③中迅速生成白色 沉淀,振荡后红色消失,说明结合SCN的能力Cu+>Fe3+,由②③可推知;结合的能力:,C错误;
D.由①③可推知:促进了转化为,D正确;
答案选C。
7.(2023-2024高二下·北京市顺义一中·校考期中)我国是世界稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术也位于世界前茅。从某种磷精矿分离稀土元素的工业流程如下。
资料:磷精矿的主要成分为,还含有少量、FeO、、等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一种重要的稀土元素,基态Sc原子的核外电子排布式是 。
(2)补全“酸浸”过程中与反应的化学方程式 。
(3)“萃取”时可选择不同的萃取剂。
①有机磷萃取剂可通过反应制得,其中-R代表烃基。-R对产率的影响如下表。
-R
产率/%
82
62
20
由表中数据分析随-R中碳原子数增加,产率降低的原因 。
②萃取剂的结构如图。其中,与配位的能力:1号O原子 2号O原子(填“>”、“<”或“=”)
(4)“反萃取”的目的是分离RE和Fe元素。向萃取液中通入,、、的沉淀率随pH变化如图。
①试剂X为 选填“”或“NaClO”),控制pH为 。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d14s2
(2)
(3)烃基为推电子基团,随着碳原子增加,烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低 <
(4) 2 -C4H9有较强的推电子作用,使得稀土与萃取剂形成的配位键牢固,导致其难易断裂不易实现反萃取
【分析】磷精矿加入硝酸酸浸后过滤,滤液加入萃取剂萃取出稀土元素,然后加入亚硫酸钠将铁离子转化为亚铁离子,加入氨气调节pH实施反萃取后处理得到稀土元素;
【解析】(1)Sc为21号元素,基态Sc原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d14s2;
(2)根据质量守恒可知,“酸浸”过程中与反应还会生成磷酸,反应为;
(3)①烃基为推电子基团,随着碳原子增加,烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低;
②烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低,则可知,烃基导致1号位氧更难与配位,故与配位的能力:1号O原子<2号O原子;
(4)①由图可知,亚铁离子与RE的分离效果更好,则X为将铁离子转化为亚铁离子的试剂,故试剂X为,控制pH为2,此时分离效果较好;。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是-C4H9有较强的推电子作用,使得稀土与萃取剂形成的配位键牢固,导致其难易断裂不易实现反萃取。
8.(2023-2024高二下·北京市房山区·统考期中)某实验小组同学依据资料深入探究Fe3+在水溶液中的行为。
资料:ⅰ.Fe3+在水溶液中以[Fe(H2O)6]3的形式存在
ⅱ.[Fe(H2O)6]3+发生如下水解反应:[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6(OH)n]3﹣n+nH3O+(n=0~6);
ⅲ.[FeCl4(H2O)2]﹣为黄色。
(1)配离子[Fe(H2O)6]3+的中心离子是 ,配体是 ,配位数是 。
【实验一】分别向等浓度的Fe(NO3)3和FeCl3溶液中滴加硝酸,观察颜色变化。
Ⅰ
ⅠI
(2)②中溶液褪色的原因是 。
(3)③中溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]﹣有关,支持此结论的实验现象是 。
【实验二】分别以实验一①、③中的试剂作为待测液,用色度计测定其透光率。溶液透光率随温度变化曲线图如图(t1开始加热,t2停止加热;溶液颜色越深,透光率越低)。
(4)由图甲、乙可知:①、③中的试剂加热过程中,溶液颜色均 (填“变浅”“变深”或“不变”)。
(5)由实验二,可以得出如下结论:
【结论1】FeCl3溶液中存在可逆反应:[Fe(H2O)6]3++4Cl﹣⇌[FeCl4(H2O)2]﹣+4H2O
得出此结论的理由是 。
【结论2】结论1中反应的ΔH (填“>0”或“<0”)。
(6)实验小组同学重新设计了一个实验,验证(5)中结论1。
实验方案:取①中溶液, (请描述必要的实验操作和现象)。
【答案】(1)Fe3+ H2O 6
(2)由已知:[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6﹣n(OH)n]3﹣n+nH3O+,加入HNO3后,c(H+)增大,导致平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色
(3)试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色
(4)变深
(5)升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]﹣+4H2O⇌[Fe(H2O)6]3++4Cl﹣; <0
(6)先滴加HNO3,再滴加几滴NaCl溶液,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作,经过先褪色再变黄后的溶液,透光率随温度升高而减小,随温度下降而增大,则证明了(4)中结论一
【解析】(1)配离子[Fe(H2O)6]3+的中心离子是Fe3+,配体是H2O,配位数是6;
(2)由已知:[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6﹣n(OH)n]3﹣n+nH3O+,硝酸铁溶液中加入HNO3后,溶液中氢离子浓度增大,导致平衡逆向移动,溶液由黄色变为无色;
(3)试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色,说明氯化铁溶液黄色为[FeCl4(H2O)2]﹣所致;
(4)温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O⇌[Fe(H2O)6﹣n(OH)n]3﹣n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6﹣n(OH)n]3﹣n浓度增大,溶液颜色加深;
(5)升高或降低相同温度时,FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液,说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外,还存在[FeCl4(H2O)2]﹣+4H2O⇌[Fe(H2O)6]3++4Cl﹣,升高温度,FeCl3溶液透光率增大,平衡逆向移动,正反应为放热反应;
(6)对照实验②④可知,向②的溶液中加入含有氯离子物质,增大溶液中[FeCl4(H2O)2]﹣浓度,可以证明实验方案验证(4)中结论。实验方案:先滴加HNO3,再滴加几滴NaCl溶液,最后测此溶液透光率随温度改变的变化情况。若通过以上操作,经过先褪色再变黄后的溶液,透光率随温度升高而减小,随温度下降而增大,则证明了(4)中结论一。
9.(2023-2024高二下·北京市铁路第二中学·校考期中)某小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。已知:
(1)向试管中加入1 mL2%AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。写出沉淀溶解的离子方程式 。
(2)向银氨溶液中滴加乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,试管内壁产生银镜。写出反应的化学方程式 。
(3)文献记载:碱性条件有利于银镜产生。小组设计实验验证该说法。
实验
实验
试剂
混合液pH
现象
Ⅰ
NaOH
10
常温产生银镜
Ⅱ
浓氨水
10
加热无银镜
Ⅲ
无
8
加热产生银镜
①对比实验 和 ,证实了文献的说法。
②根据以上实验,结合平衡移动原理解释实验Ⅱ未产生银镜的原因 。
(4)文献还记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。小组进一步实验如下。
实验Ⅳ:向银氨溶液中加入NaOH溶液至pH=14,得到棕黑色沉淀,振荡后将试管放在热水浴中温热,有气泡产生,试管内壁产生银镜。
实验Ⅴ:向银氨溶液中加入NaOH溶液至pH=10,得到棕黑色沉淀(X),振荡后将试管放在热水浴中温热,仍是棕黑色沉淀(Y)。
①实验Ⅳ中,将Ag元素还原的微粒可能是 ,请说明理由 。
经检验棕黑色沉淀Y中含有Ag单质,请设计实验方案验证: 。
(5)综上,乙醛与银氨溶液反应产生银镜的有利条件是 。
【答案】(1)AgOH+2NH3·H2O=+OH-+2H2O
(2)CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(3)Ⅰ Ⅲ 热促进NH3·H2O分解,逸出NH3,促使平衡正向移动,浓度减小,不利于银镜反应的发生
(4)OH- 在强碱条件下,银离子氧化性强于氢氧根离子,发生反应:4Ag++4OH-4Ag+O2↑+2H2O 取棕黑色沉淀,加入稀硝酸溶液,产生无色气泡,气泡接触空气变为红棕色,说明存在Ag
(5)强碱条件下加热
【分析】向盛有1 mL2%AgNO3溶液试管中滴加2%的稀氨水,首先反应产生AgOH白色沉淀,然后继续滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解得到银氨溶液,向其中加入乙醛,振荡后水浴加热,发生银镜反应,然后探究溶液pH大小与反应关系,探究溶液pH对银镜产生的影响,从而推断出乙醛与银氨溶液反应产生银镜的有利条件。
【解析】(1)向试管中加入1 mL2%AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液,离子反应为AgOH+2NH3·H2O=+OH-+2H2O;
(2)乙醛与银氨溶液水浴加热发生银镜反应,产生Ag单质,该反应的化学方程式为:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;
(3)①对比实验Ⅰ和Ⅲ,证实了文献的说法,故合理选项是Ⅰ和Ⅲ;
②实验II未产生银镜的原因:加热促进NH3·H2O分解,逸出NH3,促使平衡正向移动,浓度减小,不利于银镜反应的发生;
(4)①实验IV中,将Ag元素还原的微粒可能是OH-,在强碱条件下,银离子氧化性强于氢氧根离子,发生反应为:4Ag++4OH-4Ag+O2↑+2H2O;
②经检验棕黑色沉淀Y中含有Ag单质,实验方案验证为取棕黑色沉淀,加入稀硝酸溶液,产生无色气泡,气泡接触空气变为红棕色,说明存在Ag;
(5)结合以上实验现象可知:在强碱性加热条件有利于产生银镜,则乙醛与银氨溶液反应产生银镜的有利条件是强碱性条件下加热。
10.(2023-2024高二下·北京市朝阳外国语学校·校考期中)资料显示,可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知:易溶于溶液,发生反应(红棕色);和氧化性几乎相同。
I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
实验现象
实验Ⅰ
极少量溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色
实验Ⅱ
部分溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色
实验Ⅲ
完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
(1)初始阶段,被氧化的反应速率:实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有(蓝色)或(无色),进行以下实验探究:
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入,多次萃取、分液。
步骤b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。
ⅰ.步骤a的目的是 。
ⅱ.查阅资料,,(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化: 。
(3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓溶液, (填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。
(4)上述实验结果,仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了能将氧化为。装置如图所示,分别是 。
(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因: 。
【答案】(1)<
(2)除去,防止干扰后续实验 、
(3)或 白色沉淀逐渐溶解,溶液变为无色 铜与碘的反应为可逆反应(或浓度小未能氧化全部的)
(4)铜、含的的溶液
(5)铜与碘反应的体系在原电池装置中,I2将Cu氧化为Cu2+;而在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu以Cu+形式存在,这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或,浓度减小使得氧化性增强,发生反应和。
【分析】因I2溶解度较小,Cu与I2接触不充分,将转化为可以提高Cu与的接触面积,提高反应速率。加入,平衡逆向移动,I2浓度减小,浓度增加,浓度增加,加入氨水后转化为,被氧化为,故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。
【解析】(1)提高KI浓度,便于提高的浓度,与Cu接触更加充分,Cu与的反应速率加快,故实验Ⅰ<实验Ⅱ;
(2)加入,I2浓度减小,平衡逆向移动, 浓度增加,其目的为:除去,防止干扰后续实验。加入浓氨水后转化为,无色的被氧化为蓝色的,方程式为、;
(3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是或;白色沉淀为CuI,加入浓溶液,CuI与I-反应转化为[CuI2]-,故产生白色沉淀溶解,溶液变为无色,出现红色固体的过程;由于n>m,铜未完全反应的原因是铜与碘的反应为可逆反应(或浓度小未能氧化全部的);
(4)要验证能将氧化为,需设计原电池负极材料为Cu,b为含的的溶液;
(5)含的的溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中,将氧化为;而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中以形式存在,这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或,浓度减小使得氧化性增强,发生反应和。
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