内容正文:
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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
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密 封 线 内 不 要 答 题
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满分100分,限时60分钟
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50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.化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是 ( )
A.在室外大雪的时候MgCl2可以用作融雪剂,原因是其溶解的时候可以放热
B.铬是硬度最高的金属,常在不锈钢中添加
C.TiO2为半导体,可作新型太阳能电池主要材料
D.氧化镁在工业生产中常用作耐火材料
2.除去下列括号内的杂质,所选用的试剂或方法正确的是 ( )
A.FeSO4溶液[Fe2(SO4)3]:加入过量的铁粉,过滤
B.Al2O3(Fe2O3):加入过量的NaOH溶液,过滤
C.CO2(CO):通入氧气,点燃
D.NaCl溶液(Na2SO4):加入过量的BaCl2溶液,过滤
3.“类比”是预测物质性质与化学反应的重要方法之一,但“类比”不能违背客观事实,下列“类比”合理的是 ( )
A.Al能与O2发生缓慢氧化生成致密氧化膜保护Al,则Fe与O2也可发生缓慢氧化生成氧化膜保护Fe
B.Na在空气中燃烧生成Na2O2,则同族的Li在空气中燃烧也生成Li2O2
C.Al(OH)3溶于NaOH溶液生成Na[Al(OH)4],则Be(OH)2也能溶于NaOH溶液生成Na2[Be(OH)4]
D.Al3+与S2-在水溶液中因互相促进水解无法大量共存,则Fe3+与S2-在水溶液中也因互相促进水解无法大量共存
4.某白色固体样品,可能含有KNO3、Na2CO3、Na2SO4、BaCl2、SiO2中的一种或几种。对该样品进行如下实验:
①取少量固体加入足量水中,固体部分溶解;
②取①中滤液做焰色试验,透过蓝色钴玻璃未观察到紫色;
③取①中滤渣,向其中加入足量的盐酸,产生气泡,固体部分溶解。
下列说法不正确的是 ( )
A.固体粉末中一定不含KNO3
B.固体粉末中一定含有BaCl2和Na2CO3
C.取①中滤液,加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,若未产生白色沉淀,则样品中无Na2SO4
D.为进一步确定原样品组成,可以向③中未溶解的固体中加入KOH溶液
5.下列反应的离子方程式正确的是 ( )
A.向O中投入Na2O2固体:2O+2Na2O2 4Na++4OH-+18O2↑
B.小苏打溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HC+Ba2++OH- BaCO3↓+H2O
C.向含有1 mol FeBr2的溶液中通入一定量氯气发生反应,当转移电子数为6.02×1023时:2Fe2++2Br-+2Cl2 2Fe3++Br2+4Cl-
D.向一元弱酸H3PO2的溶液中加入足量的NaOH溶液:H3PO2+OH- H2P+H2O
6.纳米铁粉可用于处理水中污染物,一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,生成纳米铁粉、H2和[B(OH)4]-;Fe3O4可用作锂离子电池的电极材料,电池工作时有Li+嵌入其中生成LiFe3O4;铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}遇Fe2+发生反应生成深蓝色沉淀{KFe[Fe(CN)6]},常用于检验Fe2+。下列表述不正确的是 ( )
A.制备纳米铁粉的离子反应:2Fe2++B+4OH- 2Fe↓+2H2↑+[B(OH)4]-
B.FeS2制硫酸过程中的物质转化:FeS2(s) SO2(g) H2SO4(aq)
C.Fe3O4晶体中嵌入Li+形成LiFe3O4时,部分Fe3+转化为Fe2+
D.铁氰化钾检验Fe2+的离子反应:K++Fe2++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓
7.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 ( )
选项
实验
现象
结论
A
某粉末用酒精润湿后,用铂丝蘸取做焰色试验
火焰呈黄色
该粉末一定不含K元素
B
用熔融氯化铝做导电性实验
电流表指针不偏转
氯化铝不属于电解质
C
将铁粉加入过量稀硝酸中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈浅绿色
稀硝酸将Fe氧化为Fe2+
D
向碳酸钠固体中加入少量水
白色粉末变成了晶体
Na2CO3与H2O发生了化学反应
8.氟化镁可用于制造陶瓷、玻璃,还可用作铝金属的助熔剂、光学仪器中镜头及滤光器的涂层等。用纯净的Mg制备MgF2的流程如图所示:
已知,25 ℃时,部分物质的溶度积如下:
物质
MgF2
MgCO3
溶度积(Ksp)
6.4×10-9
2.4×10-5
下列说法错误的是 ( )
A.反应器1中需通入过量的CO2
B.反应器2中需适当升高温度
C.沉淀池的上层清液中=3 750
D.从沉淀池中获取纯净MgF2的操作是过滤、洗涤、干燥
9.某小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀;
②烧杯中溶液pH变化如下
0.05 mol·L-1Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1NaHCO3溶液
下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明澄清石灰水与Na2CO3溶液不反应
C.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
D.若将试剂X换为Ca(HCO3)2,所得的pH曲线与Ⅲ的pH曲线重合
10.过氧化钙(CaO2)可用于治理赤潮、应急供氧等。2.76 g CaO2·8H2O样品(含杂质)受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化曲线,在140 ℃时恰好完全脱水,杂质受热不分解)如图所示。已知:过氧化钙在常温干燥时很稳定,在350 ℃时能迅速分解。下列说法不正确的是 ( )
A.CaO2能与水发生反应,反应的化学方程式为2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2↑
B.该样品中CaO2的含量约为26.09%
C.在60 ℃时,CaO2·xH2O中x=2
D.在350 ℃时,剩余的固体(杂质除外)的化学式为Ca
二、非选择题(本题共3小题,共50分)
11.(16分)废旧磷酸铁锂(LiFePO4)电池的正极材料中主要含有LiFePO4、Al、石墨以及少量难溶性的杂质,为了减少环境污染、缓解资源短缺,通过下图流程制备碳酸锂(Li2CO3),以实现资源的回收利用。
已知:25 ℃时,Ksp[Mg3(PO4)2]=1.04×10-24,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
回答下列问题:
(1)为了提高废料的浸出效果,可采取的措施是 (回答一项即可)。
(2)已知滤渣①中含FePO4,“浸出”过程中有Cl2生成,则“浸出”时发生的主要反应的离子方程式为 。工业生产中选择NaClO3而不用H2O2溶液的优点是 。
(3)滤液①中仍有少量的H3PO4,则“除磷”时发生反应的化学方程式为 。
(4)“除铁铝”中须控制溶液的pH<8.8,滤渣③的主要成分是 (填化学式)。若省略该过程会导致 。
(5)“沉锂”后可水洗除去Li2CO3表面的杂质,得到纯度较高的Li2CO3,判断Li2CO3洗净的方法是 。
12.(16分)氯化亚铜(CuCl)微溶于水,易被氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,CuO的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料制备CuCl流程如下:
【资料】CuCl固体难溶于水,与Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-。
(1)用Na2SO3固体配制100 mL 0.50 mol·L-1 Na2SO3溶液时,需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 (填仪器名称)。
(2)“溶解”步骤装置如图1所示。
图1
①“溶解”制备硫酸铜的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O、 。
②通入热空气的目的是 。
(3)“还原”过程中所得的氧化产物为 。NaCl的用量对铜的沉淀率的影响如图2所示,>1.1时,CuCl的沉淀率下降的原因是 。
图2
(4)准确称取所制备的氯化亚铜样品0.50 g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后过滤,将滤液及洗涤液一并转移到锥形瓶中,加入指示剂2滴,立刻滴入0.20 mol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液,至恰好反应时,消耗Ce(SO4)2标准溶液20.00 mL。(已知:FeCl3+CuCl FeCl2+CuCl2、Ce4++Fe2+ Ce3++Fe3+,且杂质不参与反应)
①样品中CuCl的质量分数为 。
②若操作过程缺少“将洗涤液一并转移到锥形瓶中”的步骤,会导致CuCl的质量分数 (填“偏大”或“偏小”)。
13.(18分)硫氰化钾(KSCN)是中学实验室的常见药品,某校化学兴趣小组在实验室制备少量样品,并进行探究实验。他们查阅有关资料:CS2+2NH3 NH4SCN+H2S,该反应比较缓慢。
Ⅰ.制备KSCN样品。
(1)先制备NH4SCN溶液,装置如图:
①实验开始时打开K1,关闭K2,加热水浴装置,缓缓地向三颈烧瓶中持续通入NH3,并持续通入N2,通入N2的作用是 。
②一段时间后,当CS2反应完毕,停止实验,此时可以观察到三颈烧瓶内的现象是 。
③烧杯内的溶液X是 。
(2)再制备KSCN溶液:关闭K1,打开K2,利用耐碱分液漏斗缓慢加入KOH溶液,继续加热,此时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是 。
(3)样品检测:待冷却后,用胶头滴管吸取少量样品滴入FeCl3溶液中,并没有观察到明显变红的现象,请分析可能的原因: 。
Ⅱ.KSCN的探究实验。同学们用实验室配制的KSCN溶液做下列实验(不是刚才兴趣小组制备的)。
(4)同学甲想检测Fe3O4中是否含有三价铁,他把在充满氧气的集气瓶中燃烧后的铁丝残渣放入试管,加适量盐酸使其溶解,再往混合液中滴入少量KSCN溶液,结果没变红,请分析原因: 。
(5)同学丙往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水,溶液变成红色,不过他注意到,当氯水过量时,红色会褪去,为此,他设计如图装置进行探究。
Y为NaClO溶液,Z为FeCl3和KSCN的混合溶液。打开分液漏斗,持续缓慢滴入NaClO溶液至过量,他观察到:C中红色变浅,有大量气泡产生,C中还有的现象为 ;D中的现象为 ;F中有气泡,由此推测,KSCN具有 性。
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答案全解全析
1.A MgCl2可用作融雪剂,主要是因为MgCl2能降低水的凝固点,与其溶解放热无关,A错误;在不锈钢中添加铬,能增强不锈钢的硬度、耐腐蚀性,B正确;TiO2为半导体,作为光电极很稳定,可作新型太阳能电池主要材料,C正确;MgO熔点高,工业生产中常用作耐火材料,D正确。
2.A 加入过量的铁粉,将Fe3+还原为Fe2+,过滤得到FeSO4溶液,A正确;氧化铝与氢氧化钠溶液反应,而氧化铁不反应,B错误;CO2中的少量CO不能被点燃,且会引入新的杂质氧气,C错误;BaCl2溶液过量,引入新的杂质离子,D错误。
3.C
A
Al与O2发生缓慢氧化生成致密氧化膜能保护Al,Fe2O3结构疏松,不能保护Fe
不合理
B
Li在空气中加热生成Li2O
不合理
C
Be、Al性质相似,其氢氧化物均可与NaOH溶液反应分别生成Na2[Be(OH)4]和Na[Al(OH)4]
合理
D
Fe3+与S2-不能大量共存的主要原因是发生氧化还原反应
不合理
关键点拨
Be、Al在元素周期表中处于对角的位置,符合“对角线规则”,二者化学性质相似。
4.C【实验分析】
①
不溶性物质可能为BaCO3、BaSO4、SiO2
②
说明滤液中不存在K+,即样品中一定没有KNO3
③
溶于盐酸产生气泡的为BaCO3,可知样品中含Na2CO3、BaCl2;无法确定未溶解的物质是BaSO4还是SiO2,或二者均有
由以上实验分析可知A、B均正确;取①中滤液,加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,若未产生白色沉淀,有可能是加水溶解时,S已沉淀完全,则不能确定样品中有无Na2SO4,C错误;SiO2能溶于KOH,BaSO4不溶于KOH,故为进一步确定原样品组成,可向③中未溶解的固体中加入KOH溶液,D正确。
5.D A项,Na2O2在H2O中反应时,Na2O2发生歧化反应,则该反应中O中的18O不得失电子,18O应在氢氧根离子中,错误;B项,Ba(OH)2是少量正确的离子方程式为2HC+Ba2++2OH- BaCO3↓+C+2H2O,错误;C项,还原性:Fe2+>Br-,当遇到强氧化剂时,Fe2+优先被氧化,则转移1 mol e-时,(易错点),正确的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,错误;D项,H3PO2为一元弱酸,书写离子方程式时不拆成离子,写化学式,则与等物质的量NaOH反应的离子方程式为H3PO2+OH- H2P+H2O,正确。
6.B 向FeSO4溶液中滴加碱性生成纳米铁粉、H2和[B(OH)4]-,离子方程式为2Fe2++B+4OH- 2Fe↓+2H2↑+[B(OH)4]-,A正确;FeS2制硫酸时的物质转化为FeS2(s) SO2(g) SO3(g) H2SO4(aq),SO2与水反应不能生成H2SO4,B错误;Li+带正电荷,Fe3O4晶体中嵌入Li+形成LiFe3O4时,部分Fe3+转化为Fe2+,C正确;K3[Fe(CN)6]遇Fe2+发生反应生成深蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3- KFe[Fe(CN)6]↓,D正确。
深度讲解
Fe2+与Fe3+的检验方法
方法
离子
试剂
现象
显色
法
Fe2+
K3[Fe(CN)6]
溶液
蓝色沉淀
KSCN溶液、
氯水
加KSCN溶液后无颜色变化,再滴加氯水后溶液变成红色
Fe3+
KSCN溶液
溶液呈红色
苯酚
溶液呈紫色
沉淀
法
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀
7.D 粉末的火焰呈黄色,说明一定含钠元素,但钾元素的焰色需透过蓝色钴玻璃观察,不能说明不含K元素,A错误;有些共价化合物熔融时不能导电,但其水溶液可导电,则不可通过熔融状态下某物质不导电,判断其不属于电解质,B错误;铁粉与过量稀硝酸反应,应生成Fe3+,C错误;向Na2CO3固体中加入少量水得到的晶体为Na2CO3·xH2O,即Na2CO3与H2O发生了化学反应,D正确。
8.C 反应器1中得到Mg(HCO3)2,应是Mg与水反应生成Mg(OH)2和H2,Mg(OH)2和过量CO2反应生成Mg(HCO3)2,A正确;反应器2中的Mg(HCO3)2在适当加热条件下可转化为MgCO3,B正确;沉淀池的上层清液中c(Mg2+)一定,则==3 750,C错误;沉淀池中的沉淀为MgF2,经过滤、洗涤、干燥可得到纯净的MgF2,D正确。
9.A Ⅰ中加蒸馏水,是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响,A正确;Ⅱ中发生反应C+Ca2+ CaCO3↓,B错误;Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,发生反应:2HC+2OH-+Ca2+ CaCO3↓+C+2H2O,C水解,溶液pH>7,C错误;若将试剂X换为Ca(HCO3)2,发生反应HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O,恰好完全反应时生成CaCO3沉淀和水,溶液pH=7,与Ⅲ的pH曲线不重合,D错误。
10.D CaO2与Na2O2性质类似,与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2O 2Ca(OH)2+O2↑,A正确;样品在140 ℃完全脱水,结合热重曲线图可知该样品中含m(H2O)=2.76 g-1.32 g=1.44 g,即0.08 mol H2O,则原样品中含n(CaO2)==0.01 mol,m(CaO2)=72 g/mol×0.01 mol=0.72 g,即样品中CaO2含量为×100%≈26.09%,B正确;60 ℃时,失去结晶水的质量为2.76 g-1.68 g=1.08 g,即0.06 mol H2O,故60 ℃时CaO2·xH2O中x==2,C正确;由B项分析可知m(CaO2)=0.72 g,m(杂质)=1.32 g-0.72 g=0.60 g,350 ℃时剩余固体(杂质除外)质量为1.16 g-0.60 g=0.56 g,由Ca原子守恒可知含0.01 mol Ca,则含n(O)= mol=0.01 mol,n(Ca)∶n(O)=1∶1,故剩余固体为CaO,D错误。
11.(除标注外,每空2分)
(1)将废料粉碎、搅拌、适当升高温度、适当增大盐酸浓度等(写出一项即可)
(2)10LiFePO4+2Cl+12H+10FePO4+10Li++Cl2↑+6H2O(3分) 过氧化氢受热或遇Fe3+易分解且氯酸钠更容易运输和储存
(3)3Mg(OH)2+2H3PO4Mg3(PO4)2+6H2O
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3 “沉锂”时,Fe3+、Al3+会随Li+一起转化为沉淀析出,影响Li2CO3的纯度
(5)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入足量的稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则已洗净(3分)
解析 【流程梳理】
(1)将废料粉碎、搅拌、适当升高温度、适当增大盐酸浓度等均能提高废料的浸出效果。
(2)根据题意可知,NaClO3在酸性条件下氧化LiFePO4生成FePO4和Cl2,该反应的离子方程式为10LiFePO4+2Cl+12H+ 10FePO4+10Li++Cl2↑+6H2O。由于H2O2受热或遇Fe3+易分解,NaClO3易运输和保存,故选用NaClO3做氧化剂。(3)滤液①中H3PO4与Mg(OH)2反应,实现“除磷”,即3Mg(OH)2+2H3PO4 Mg3(PO4)2+6H2O。(4)控制溶液pH<8.8,是为防止Al(OH)3溶解,则滤渣③的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。若省略“除铁铝”过程,“沉锂”时,Fe3+、Al3+会随Li+一起转化为沉淀析出,影响Li2CO3纯度。(5)Li2CO3表面有Cl-等,检验Li2CO3是否洗净,可取少量最后一次洗涤液于试管中,加入足量(关键点),若无白色沉淀产生,则表示已洗净。
12.(除标注外,每空2分)
(1)100mL容量瓶
(2)①CuO+H2SO4CuSO4+H2O ②充当氧化剂;搅拌溶液,加快反应速率
(3)Na2SO4 随着Cl-浓度的增大,CuCl与Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-(3分)
(4)①79.6%(3分) ②偏小
解析 (1)用Na2SO3固体配制100 mL 0.50 mol·L-1 Na2SO3溶液时,除提供的玻璃仪器量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需(2)①废铜渣中Cu、CuO在通入热空气、滴入硫酸时均能溶解,反应的化学方程式分别为2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O、CuO+H2SO4 CuSO4+H2O。②由于Cu不溶于稀硫酸,但加热时Cu与O2、硫酸发生反应,故通入热空气可充当氧化剂;同时可以起到搅拌溶液,加快反应速率的作用。(3)向CuSO4溶液中加入还原剂Na2SO3,能使Cu2+转化为Cu+,并与NaCl中的Cl-反应产生CuCl沉淀,Na2SO3被氧化为Na2SO4,故“还原”过程中得到的氧化产物为Na2SO4。由图像可知>1.1时,CuCl的沉淀率下降,是因为随着Cl-浓度的增大,CuCl与Cl-反应生成可溶于水的[CuCl2]-。(4)①根据已知方程式可得关系式CuCl~Fe2+~Ce4+,滴定时消耗n(Ce4+)=0.20 mol·L-1×0.020 L=4.0×10-3 mol,则样品中n(CuCl)=4.0×10-3 mol,故样品中CuCl的质量分数为×100%=79.6%。②若操作过程缺少“将洗涤液一并转移到锥形瓶中”的步骤,导致Fe2+部分损失,滴定时消耗Ce4+的物质的量就会偏少,则计算得到的CuCl的物质的量及其质量分数就会偏小。
13.(每空2分)
(1)①起搅拌作用,使反应物充分接触 ②溶液不再分层 ③NaOH溶液(答案合理即可)
(2)NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O
(3)原样品中加入的KOH过量,将FeCl3反应完全
(4)铁丝残渣中含有未反应的Fe,FeCl3溶液与Fe反应转化为FeCl2
(5)产生红褐色沉淀 澄清石灰水变浑浊 还原
解析 (1)①根据信息可知,NH3和CS2的反应比较缓慢,因此持续通入N2是起搅拌作用,使反应物充分接触,反应速率增大。②CS2不溶于水,与水混合后会出现分层现象,而生成物NH4SCN溶于水,当三颈烧瓶内的液体不再分层时说明CS2反应完全。③装置B中盛放NaOH溶液用来吸收H2S气体,防止污染空气。(2)装置A中NH4SCN溶液与KOH溶液在加热条件下反应生成KSCN,其化学方程式为NH4SCN+KOH KSCN+NH3↑+H2O。(3)所制得的样品中可能含过量的KOH,可将FeCl3反应完全,故没有观察到FeCl3溶液中有明显变红的现象。(4)Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,Fe3O4与稀盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和H2O,向该混合液中滴入少量KSCN溶液,没有出现红色,说明残渣中含有未反应的Fe,Fe与FeCl3溶液反应生成了FeCl2。(5)装置C中NaClO与FeCl3发生互相促进的水解反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,与KSCN发生氧化还原反应生成Na2SO4、CO2、N2和H2O等,反应生成的CO2使装置D中盛有的澄清石灰水变浑浊,装置E中盛有的NaOH溶液用于吸收CO2,装置F用于收集N2,该反应中生成CO2、N2,说明KSCN具有还原性。
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