内容正文:
上海市育才中学2025学年第一学期
高三年级化学(等级考)期中调研卷
(考试时间60分钟,满分100分)
特别提示:
1.本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,错选不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
2.除特殊说明外,本卷所用相对原子质量:
一、钴配位聚合物
1. 钴的配位聚合物因中心Co离子的氧化还原活性、可调控的孔道结构及多样的配位模式,在气体吸附、催化、能源存储等领域展现出独特优势。钴的一种配位聚合物的化学式为:。
(1)基态核外电子排布式为___________。
(2)的空间结构为___________。
A. 直线形 B. 角形 C. 平面三角形 D. 四面体形
bte的结构简式如下图所示。
(3)bte的分子式为___________。
(4)中,与形成配位键的原子是___________和___________。(填元素符号)
(5)C、H、N的电负性从大到小顺序为___________。
A.C>H>N B.C>N>H C.N>C>H D.N>H>C
(6)bte分子中碳原子轨道杂化类型为___________。(不定项)
A.sp杂化 B.杂化 C.杂化
(7)1mol bte分子中含σ键的数目为___________mol。
A. 13 B. 17 C. 21 D. 22
铁、钴、镍均为第四周期第Ⅷ族元素,它们的单质及化合物具有广泛用途。
2. NiO、FeO的晶体类型与NaCl晶体相同,和的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点:NiO___________FeO,原因是___________。
A.> B.= C.< D.无法确定
3. 一种铁氮化合物具有高磁导率,其结构如图所示。
该铁氮化合物的化学式为___________。
二、电池的综合利用
4. 某学习小组自制氢氧燃料电池如下:用支管U形管、石墨碳棒(经表面预处理)、低压直流电源、硫酸、橡胶塞和导线按下图连接装置,合上、断开,调整直流电源电压为24V,通电30s左右后停止通电。再合上、断开。
(1)合上、断开时,U形管右边石墨电极为___________。
A. 正极 B. 负极 C. 阳极 D. 阴极
(2)自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为___________。
A.电能→化学能→电能 B.化学能→电能→化学能
(3)燃料电池工作时正极的电极反应式为___________。
(4)石墨碳棒,经表面预处理,使其表面粗糙多孔的目的是___________。
(5)若将硫酸替换为KOH溶液重复上述过程,发生变化的是___________。
A.反应的总反应 B.负极的电极反应 C.电子转移方向
肼又称联氨,外观为无色油状液体,具有强还原性,有着广泛的应用。
5. 发射火箭时用肼为燃料,作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知16g 在上述反应中放出284kJ的热量,写出该反应的热化学方程式___________。
6. 一种以为燃料的电池装置如图所示。电极与电解质溶液充分接触,以空气中的氧气(体积分数为20%)作为氧化剂,KOH溶液作为电解质。
(1)负极的电极反应式为___________。
(2)图中离子交换膜的类型为___________交换膜。
A.正离子 B.负离子 C.质子
7. 在恒容容器中充入,一定温度下发生反应: 。下列能够表明上述反应已达到平衡状态的有
A.
B. 气体密度不再改变
C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变
D. 、、的浓度之比为3∶4∶1
三、苯氧布洛芬钙
8. 苯氧布洛芬钙H[]是一种优良的抗炎解热镇痛药,其合成路线如下(有些反应条件已略,Ph代表苯环,例如苯酚可写为PhOH)。
(1)F中含氧官能团的名称为___________。
A. 羧基 B. 羟基 C. 醚键 D. 酮羰基
(2)反应①的反应试剂和条件为___________。
A. 溴水、光照 B. 溴水、铁 C. 液溴、光照 D. 液溴、铁
(3)用“*”标出D中的不对称碳原子___________。能测定D的相对分子质量的仪器是___________。
A. X射线衍射仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.原子发射光谱仪
(4)下列反应中属于加成反应的是___________。
A. 反应② B. 反应③ C. 反应⑤ D. 反应⑥
(5)写出由D合成E的化学反应方程式:___________。
(6)按下列要求写出A的同分异构体的结构简式___________。
ⅰ.属于芳香族化合物
ⅱ.能发生银镜反应。
ⅲ.核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3
(7)有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯(结构简式为,简称PMMA)广泛应用于仪表表盘。请参照上述合成路线,以丙酮()和甲醇为原料,写出PMMA的合成路线图___________。(其他无机试剂自选)
(可表示为:N……目标产物)
四、乙二酸
9. 乙二酸(,俗名草酸)是一种二元弱酸,广泛分布于植物、动物和真菌中。乙二酸的分步电离方程式为___________。
10. 常温下,向20mL 草酸溶液中逐滴加入 NaOH溶液,所得溶液中、、三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。
(1)溶液呈___________性,请结合相关数据计算并说明理由:___________。
A.酸 B.中 C.碱 D.无法确定
(2)c点溶液的pH值为___________。
11. 实验室常用酸性溶液和溶液反应来测定溶液中钙的含量:取25.00mL待测液,向其中加入足量的溶液,反应生成沉淀,滤出的沉淀洗净并用稀硫酸溶解后,再用标准溶液滴定。
(1)溶液在酸性条件下滴定草酸的离子方程式如下所示,请配平该反应方程式并单线桥标出电子转移的方向及数目___________。
________________________________
(2)判断滴定达到终点的现象为___________。
(3)已知酸性标准溶液的物质的量浓度为,若该实验消耗 20.00mL,则该溶液中钙的含量为___________。
五、铬的废水处理
12. 某工业废水中主要含有三价铬,同时还含有少量的、、和等,且酸性较强。可采用如图流程处理废水同时回收铬元素。
已知:①常温下,部分金属氢氧化物恰好完全沉淀时溶液的pH如表所示:
氢氧化物
pH
3.2
9.6
11.1
5.2
5.6
②为难溶于水的两性氢氧化物,在时溶解形成;在碱性环境下易被氧化为。
(1)“步骤Ⅰ”中加入过量的目的是___________。
(2)“步骤Ⅰ”可以代替最合适的试剂是___________。
A. B. C. D.
(3)“步骤Ⅱ”除去的离子是___________。
A. B. C. D.
(4)“步骤Ⅲ”中钠离子交换树脂的原理为:,此步操作被交换除去的杂质离子是___________。
(5)通常情况下,体系中离子浓度不超过时可认为该离子已完全沉淀。结合表中数据,计算常温下的溶度积___________。(写出计算过程)
(6)“步骤Ⅳ”中加入的X可能为___________。
A. NaOH B. C. D.
(7)为尽可能回收铬元素实现尾水达标排放,“步骤Ⅳ”中pH要精确控制。若pH过高,则固体会溶解,尾水中残留铬量增大,其原因为:___________。(用离子方程式表示)
已知铬酸在水中存在如下过程:
①
②
③
常温下,铬酸溶液中各含铬微粒平衡浓度与pH关系如下表所示:
pH
4
0.0003
0.104
0.448
5
0.0033
0.103
0.447
6
0.0319
0.0999
0.437
7
0.2745
0.0860
0.3195
8
0.902
0.0282
0.0347
9
0.996
0.0031
0.0004
(8)由上表可知,微粒Y为___________。
A. B. C.
(9)运用平衡移动原理解释随着pH增大而减小的原因___________。
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上海市育才中学2025学年第一学期
高三年级化学(等级考)期中调研卷
(考试时间60分钟,满分100分)
特别提示:
1.本试卷标注“不定项”的选择题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不得分;有2个正确选项的,漏选1个得一半分,错选不得分。未特别标注的选择题,每小题只有1个正确选项。
2.除特殊说明外,本卷所用相对原子质量:
一、钴配位聚合物
1. 钴的配位聚合物因中心Co离子的氧化还原活性、可调控的孔道结构及多样的配位模式,在气体吸附、催化、能源存储等领域展现出独特优势。钴的一种配位聚合物的化学式为:。
(1)基态核外电子排布式为___________。
(2)的空间结构为___________。
A. 直线形 B. 角形 C. 平面三角形 D. 四面体形
bte的结构简式如下图所示。
(3)bte的分子式为___________。
(4)中,与形成配位键的原子是___________和___________。(填元素符号)
(5)C、H、N的电负性从大到小顺序为___________。
A.C>H>N B.C>N>H C.N>C>H D.N>H>C
(6)bte分子中碳原子轨道杂化类型为___________。(不定项)
A.sp杂化 B.杂化 C.杂化
(7)1mol bte分子中含σ键的数目为___________mol。
A. 13 B. 17 C. 21 D. 22
【答案】(1)[Ar]3d7 (2)C
(3)
(4) ①. N ②. O
(5)C (6)BC (7)C
【解析】
【小问1详解】
是27号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2,则基态核外电子排布式为[Ar]3d7;
【小问2详解】
的中心N原子价层电子对数为,无孤电子对,采取sp2杂化,其空间结构为平面三角形,故选C;
【小问3详解】
1个bte分子中含有6个C原子、8个H原子和6个N原子,其分子式为;
【小问4详解】
中,bte分子中只有N原子有孤电子对,分子中只有O原子有孤电子对,所以与形成配位键的原子是N和O;
【小问5详解】
C、N元素位于同一周期,同周期元素从左往右,电负性依次增大,即电负性:C<N, 且CH4中C、H元素化合价分别为-4、+1,即C、H原子间形成的共用电子对偏向C原子,即电负性:C>H,所以C、H、N的电负性从大到小顺序为:N>C>H,故选C;
【小问6详解】
bte分子中含有的2个饱和碳原子采取杂化;2个五元环中的碳原子价层电子对数均为3,采取杂化。因此bte分子中碳原子的杂化类型有和两种,故选BC;
【小问7详解】
共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键和1个键,1个bte分子中含有21个σ键,因此1 mol bte分子中含σ键的数目为21 mol,故选C。
铁、钴、镍均为第四周期第Ⅷ族元素,它们的单质及化合物具有广泛用途。
2. NiO、FeO的晶体类型与NaCl晶体相同,和的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点:NiO___________FeO,原因是___________。
A.> B.= C.< D.无法确定
【答案】 ①. A ②. NiO和FeO都是离子晶体,Ni2+的离子半径小于Fe2+,NiO晶体的晶格能大于FeO晶体
【解析】
【详解】离子晶体的晶格能越大,晶体的熔点越高,由题意可知,氧化亚铁和氧化镍都是离子晶体,镍离子的离子半径小于亚铁离子,所以氧化镍晶体的晶格能大于氧化亚铁晶体,熔点高于氧化亚铁晶体。
3. 一种铁氮化合物具有高磁导率,其结构如图所示。
该铁氮化合物的化学式为___________。
【答案】或
【解析】
【详解】根据均摊法可计算晶胞中(一个小立方体)得原子个数,位于顶点,个数为;位于面心,个数为,氮原子位于体心,个数为1,则Fe原子总数为1+3=4。所以该铁氮化合物的化学式为或。
二、电池的综合利用
4. 某学习小组自制氢氧燃料电池如下:用支管U形管、石墨碳棒(经表面预处理)、低压直流电源、硫酸、橡胶塞和导线按下图连接装置,合上、断开,调整直流电源电压为24V,通电30s左右后停止通电。再合上、断开。
(1)合上、断开时,U形管右边石墨电极为___________。
A. 正极 B. 负极 C. 阳极 D. 阴极
(2)自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为___________。
A.电能→化学能→电能 B.化学能→电能→化学能
(3)燃料电池工作时正极的电极反应式为___________。
(4)石墨碳棒,经表面预处理,使其表面粗糙多孔的目的是___________。
(5)若将硫酸替换为KOH溶液重复上述过程,发生变化的是___________。
A.反应的总反应 B.负极的电极反应 C.电子转移方向
【答案】(1)D (2)A
(3)O2+4e-+4H+=2H2O
(4)增大固体表面积,有利于气体吸附在电极表面,提高燃料电池的放电效率
(5)B
【解析】
【分析】由图可知,合上K1、断开K2时,该装置为电能转化为化学能的电解池,左边石墨电极为电解池的阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,右边石墨电极为阴极,氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气;再合上K2、断开K1时,该装置为化学能转化为电能的燃料电池,左边石墨电极为燃料电池的正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,右边石墨电极为负极,氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子。
【小问1详解】
由分析可知,合上K1、断开K2时,该装置为电能转化为化学能的电解池,右边石墨电极为电解池的阴极,故选D;
【小问2详解】
由分析可知,合上K1、断开K2时,该装置为电能转化为化学能的电解池,再合上K2、断开K1时,该装置为化学能转化为电能的燃料电池,则自制燃料电池的整个过程中涉及的能量转化形式为:电能→化学能→电能 ,故选A;
【小问3详解】
由分析可知,燃料电池工作时,左边石墨电极为燃料电池的正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;
【小问4详解】
石墨碳棒,经表面预处理,使其表面粗糙多孔可以增大固体表面积,有利于电解生成的氢气和氧气吸附在电极表面,提高燃料电池工作时的放电效率;
【小问5详解】
将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时,合上K1、断开K2时,该装置还是电能转化为化学能的电解池,左边石墨电极为电解池的阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,右边石墨电极为阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电解的总反应还是水电解生成氢气和氧气;再合上K2、断开K1时,该装置还是化学能转化为电能的燃料电池,左边石墨电极为燃料电池的正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,右边石墨电极为负极,碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,总反应还是氢气和氧气反应生成水;
A.由分析可知,将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时,电解的总反应不变,都是水电解生成氢气和氧气;燃料电池的总反应也不变,都是氢气和氧气反应生成水,则反应的总反应不变,A不符合题意;
B.由分析可知,将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时,负极的电极反应由氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子变为碱性条件下氢气在负极失去电子发生氧化反应生成水,总反应还是氢气和氧气反应生成水,则负极的电极反应会发生变化,B符合题意;
C.由分析可知,将硫酸溶液换为氢氧化钾溶液时,电解池的阳极、阴极没有发生变化,电子转移方向不变;燃料电池的正负极没有发生变化,电子转移方向不变,所以电子转移方向没有发生变化,C不符合题意;
故选B。
肼又称联氨,外观为无色油状液体,具有强还原性,有着广泛的应用。
5. 发射火箭时用肼为燃料,作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知16g 在上述反应中放出284kJ的热量,写出该反应的热化学方程式___________。
【答案】
【解析】
【详解】16g的物质的量为,与二氧化氮反应生成氮气与气态水放出284kJ的热量,热化学方程式是:;故答案为:。
6. 一种以为燃料的电池装置如图所示。电极与电解质溶液充分接触,以空气中的氧气(体积分数为20%)作为氧化剂,KOH溶液作为电解质。
(1)负极的电极反应式为___________。
(2)图中离子交换膜的类型为___________交换膜。
A.正离子 B.负离子 C.质子
【答案】(1)
(2)B
【解析】
【分析】根据图示,左侧通入 ,生成 ,说明 在负极被氧化;右侧通入空气, 在正极被还原。电解质是 溶液,属于碱性环境。
【小问1详解】
在负极, 失去电子被氧化为 ,根据得失电子守恒和电荷守恒配平负极的电极反应式为:。
【小问2详解】
在正极, 被还原为 :,负极消耗了 ,而正极生成了 ,为了维持电荷平衡, 需要从正极区域迁移到负极区域。这说明离子交换膜必须允许 通过,即负离子交换膜,故选B。
7. 在恒容容器中充入,一定温度下发生反应: 。下列能够表明上述反应已达到平衡状态的有
A.
B. 气体密度不再改变
C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变
D. 、、的浓度之比为3∶4∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应达到平衡状态时,用不同物质表示的正逆反应速率之比应等于其化学计量数之比,即,整理得,则3v正(N2H4)=4v逆(NH3)时反应没有达到平衡状态,故A不符合题意;
B.气体总质量是定值,容器体积不变,则气体的密度为定值,气体密度不变不能说明反应达到了平衡状态,故B不符合题意;
C.气体总质量不变,反应后气体的总物质的量增大,则气体的平均摩尔质量减小,平均相对分子质量也在减小,当平均相对分子质量不再改变,反应一定了达到平衡状态,故C符合题意;
D.、、的浓度之比为3∶4∶1,不能判断浓度是否还发生改变,反应不一定平衡,故D不符合题意;
故选C。
三、苯氧布洛芬钙
8. 苯氧布洛芬钙H[]是一种优良的抗炎解热镇痛药,其合成路线如下(有些反应条件已略,Ph代表苯环,例如苯酚可写为PhOH)。
(1)F中含氧官能团的名称为___________。
A. 羧基 B. 羟基 C. 醚键 D. 酮羰基
(2)反应①的反应试剂和条件为___________。
A. 溴水、光照 B. 溴水、铁 C. 液溴、光照 D. 液溴、铁
(3)用“*”标出D中的不对称碳原子___________。能测定D的相对分子质量的仪器是___________。
A. X射线衍射仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.原子发射光谱仪
(4)下列反应中属于加成反应的是___________。
A. 反应② B. 反应③ C. 反应⑤ D. 反应⑥
(5)写出由D合成E的化学反应方程式:___________。
(6)按下列要求写出A的同分异构体的结构简式___________。
ⅰ.属于芳香族化合物
ⅱ.能发生银镜反应。
ⅲ.核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3
(7)有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯(结构简式为,简称PMMA)广泛应用于仪表表盘。请参照上述合成路线,以丙酮()和甲醇为原料,写出PMMA的合成路线图___________。(其他无机试剂自选)
(可表示为:N……目标产物)
【答案】(1)AC (2)D
(3) ①. ②. B (4)BD
(5) (6) (7)
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B,B发生取代反应生成C,C发生加成反应生成D,D发生消去反应生成E,E发生水解反应生成F,F发生还原(加成)反应生成G,G和氢氧化钙发生中和反应生成H,以此解答。
【小问1详解】
由F的结构简式可知,F中含氧官能团的名称为羧基、醚键,故答案为:AC。
【小问2详解】
由分析可知,反应①为苯环上的取代反应,反应试剂和条件Br2/Fe,故答案为:D。
【小问3详解】
不对称碳又称手性碳,指连接四个不同原子或基团的碳原子,用“*”标出D中的不对称碳原子:,能测定D的相对分子质量的仪器质谱仪,X射线衍射仪主要用于确定晶体结构中原子的空间排列,适用于样品的三维结构分析,不用于测定分子量,红外光谱仪用于识别分子中的官能团和化学键类型,通过吸收峰位置判断结构特征,与分子量无关,原子发射光谱仪用于元素分析,测定样品中各元素的种类和含量,不能直接给出分子量,故答案为:B。
【小问4详解】
由分析可知,反应①-⑦中属于加成反应的是:③⑥,故答案为:BD。
【小问5详解】
D发生消去反应生成E,由D合成E的化学反应方程式:,故答案为:。
【小问6详解】
A为,且同分异构体满足条件:ⅰ属于芳香族化合物;ii能发生银镜反应,则含醛基;ⅱ核磁共振氢谱图显示有4组峰,峰面积比为1:2:2:3,符合条件的结构简式为,故答案为:。
【小问7详解】
以丙酮()和甲醇为原料合成,CH2=C(CH3)COOCH3发生加聚反应生成PMMA,CH2=C(CH3)COOH和CH3OH发生酯化反应生成CH2=C(CH3)COOCH3,CH2=C(CH3)CN发生水解反应生成CH2=C(CH3)COOH,(CH3)2C(OH)CN发生消去反应生成CH2=C(CH3)CN,CH3COCH3和HCN发生加成反应生成(CH3)2C(OH)CN,合成路线为,故答案为:。
四、乙二酸
9. 乙二酸(,俗名草酸)是一种二元弱酸,广泛分布于植物、动物和真菌中。乙二酸的分步电离方程式为___________。
【答案】、
【解析】
【详解】是一种二元弱酸,是弱电解质,要分两步电离,结合电荷守恒和原子守恒,其电离方程式为:、。
10. 常温下,向20mL 草酸溶液中逐滴加入 NaOH溶液,所得溶液中、、三种微粒的物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。
(1)溶液呈___________性,请结合相关数据计算并说明理由:___________。
A.酸 B.中 C.碱 D.无法确定
(2)c点溶液的pH值为___________。
【答案】(1) ①. A ②. 、,,说明的电离程度大于的水解程度,故溶液显酸性
(2)2.7
【解析】
【分析】草酸溶液中逐滴加入NaOH溶液,先发生反应,后发生,随反应的发生溶液中减少、先增多后减少、增多,故图像中曲线1表示的物质的量分数变化、曲线2表示的物质的量分数变化、曲线3表示的物质的量分数变化,a点表示与物质的量分数相同时,则,b点表示与物质的量分数相同时,则,c点表示与物质的量分数相同,根据,则,。
【小问1详解】
溶液存在、,,则,的电离程度大于的水解程度,故溶液显酸性,选A。
【小问2详解】
根据上述分析可知,c点。
11. 实验室常用酸性溶液和溶液反应来测定溶液中钙的含量:取25.00mL待测液,向其中加入足量的溶液,反应生成沉淀,滤出的沉淀洗净并用稀硫酸溶解后,再用标准溶液滴定。
(1)溶液在酸性条件下滴定草酸的离子方程式如下所示,请配平该反应方程式并单线桥标出电子转移的方向及数目___________。
________________________________
(2)判断滴定达到终点的现象为___________。
(3)已知酸性标准溶液的物质的量浓度为,若该实验消耗 20.00mL,则该溶液中钙的含量为___________。
【答案】(1) (2)当滴入最后半滴酸性标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色或粉红色且半分钟内不褪色
(3)
【解析】
【小问1详解】
反应中化合价降低的元素是Mn(+7→+2),得电子,化合价升高的元素是C(+3→+4),失电子,根据电子守恒,电荷守恒,原子守恒配平得: 2 5 6 2 10 8 ,转移电子数是10e-,单线桥标出电子转移的方向及数目。
【小问2详解】
高锰酸钾为紫红色,恰好完全反应时,溶液变为浅红色,则滴定终点标志为当滴入最后半滴酸性标准溶液时,溶液从无色变为浅紫红色或浅红色或粉红色,且半分钟内不变色;
【小问3详解】
由题意可判断:,,则25.00mL待测液中钙的质量为,则该溶液中钙的含量为。
五、铬的废水处理
12. 某工业废水中主要含有三价铬,同时还含有少量的、、和等,且酸性较强。可采用如图流程处理废水同时回收铬元素。
已知:①常温下,部分金属氢氧化物恰好完全沉淀时溶液的pH如表所示:
氢氧化物
pH
3.2
9.6
11.1
5.2
5.6
②为难溶于水的两性氢氧化物,在时溶解形成;在碱性环境下易被氧化为。
(1)“步骤Ⅰ”中加入过量的目的是___________。
(2)“步骤Ⅰ”可以代替最合适的试剂是___________。
A. B. C. D.
(3)“步骤Ⅱ”除去的离子是___________。
A. B. C. D.
(4)“步骤Ⅲ”中钠离子交换树脂的原理为:,此步操作被交换除去的杂质离子是___________。
(5)通常情况下,体系中离子浓度不超过时可认为该离子已完全沉淀。结合表中数据,计算常温下的溶度积___________。(写出计算过程)
(6)“步骤Ⅳ”中加入的X可能为___________。
A. NaOH B. C. D.
(7)为尽可能回收铬元素实现尾水达标排放,“步骤Ⅳ”中pH要精确控制。若pH过高,则固体会溶解,尾水中残留铬量增大,其原因为:___________。(用离子方程式表示)
已知铬酸在水中存在如下过程:
①
②
③
常温下,铬酸溶液中各含铬微粒平衡浓度与pH关系如下表所示:
pH
4
0.0003
0.104
0.448
5
0.0033
0.103
0.447
6
0.0319
0.0999
0.437
7
0.2745
0.0860
0.3195
8
0.902
0.0282
0.0347
9
0.996
0.0031
0.0004
(8)由上表可知,微粒Y为___________。
A. B. C.
(9)运用平衡移动原理解释随着pH增大而减小的原因___________。
【答案】(1)将氧化为,同时在加入NaOH溶液后将氧化为 (2)A (3)AB
(4)、
(5) (6)BC
(7)
(8)B (9)pH上升,下降,反应②的平衡正向移动,降低,使得反应③平衡逆向移动,降低
【解析】
【分析】某工业废水中主要,同时还含有少量的、、和等,且酸性较强,加过量双氧水把氧化为;加氢氧化钠调节pH=8,同时将氧化为,、转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤,滤液中主要含有、和等,通过钠离子交换树脂,除去和,然后加还原剂把还原为,再调节pH后过滤得到固体。
【小问1详解】
由分析可知,加双氧水的主要目的是作氧化剂,把氧化为,同时在加入NaOH溶液后将氧化为,故答案为将氧化为,同时在加入NaOH溶液后将氧化为。
【小问2详解】
A.做氧化剂时生成和,没有引入新的杂质,A符合题意;
B.不能氧化,B不符合题意;
C.做氧化剂时生成和,引入了新的杂质,C不符合题意;
D.做氧化剂时生成,引入了新的杂质,D不符合题意;
故选A;
【小问3详解】
根据分析,“步骤Ⅱ”加氢氧化钠调节pH=8,、转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,然后过滤除去,所以除去的离子为、,故答案为AB。
【小问4详解】
由分析可知,通过钠离子交换树脂,除去和,故答案、。
【小问5详解】
由已知,常温下时,,,此时恰好沉淀完全,即,则常温下的溶度积=,故答案为。
【小问6详解】
“步骤Ⅳ”中加入的X是把还原为,则X应具有还原性,NaOH、没有还原性,中的S元素为+4价,中的S元素为+2价,处于中间价态,化合价易升高,具有还原性,故选BC。
【小问7详解】
由已知信息可知为难溶于水的两性氢氧化物,在时溶解形成,因此若pH过高,则固体会溶解生成,用离子方程式表示为,故答案为。
【小问8详解】
①反应①为完全电离,溶液中不存在微粒,pH上升,下降,反应②的平衡正向移动,则浓度减小,浓度增大,因此微粒Y为,故选B。
【小问9详解】
pH上升,下降,反应②的平衡正向移动,降低,使得反应③平衡逆向移动,降低,因此随着pH上升而减小,故答案为pH上升,下降,反应②的平衡正向移动,降低,使得反应③平衡逆向移动,降低。
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