内容正文:
河北景县中学高二年级25-26学年上学期期末
化学试题(清北)
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5 K:39
第 I卷(共25分)
一、单选题(本题包括25小题,每小题1分,共25分。每小题只有一个正确)
1. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式: B. 的结构示意图:
C. 的电子式: D. 的电子云图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态原子的价层排布为3s23p3,电子轨道表示式为,故A正确;
B.K+有三个电子层,共18个电子,结构示意图为,故B正确;
C.CS2的结构为S=C=S,电子式为,故C错误;
D.轨道为纺锤形,z轴为对称轴,电子云图为,故D正确;
故答案为C。
2. 实验室用反应制备。下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 中氮原子采取杂化
C. 配位能力: D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.过氧化氢是含有共价键的共价化合物,电子式为,故A错误;
B.氨分子中氮原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化,故B错误;
C.氮元素的电负性小于氧元素,氨分子中氮原子提供孤对电子的能力强于水分子中的氧原子提供孤对电子的能力,所以氨分子的配位能力强于水分子,故C正确;
D.水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的VSEPR模型为,故D错误;
故选C。
3. 下列叙述中,事实与对应解释不正确的是
事实
解释
A
酸性:HCOOH > CH3COOH
H3C–是推电子基团,使羧基中羟基的极性减小
B
在CS2中的溶解度:H2O < CCl4
H2O为极性分子,CS2和CCl4是非极性分子
C
硬度:金刚石>石墨
金刚石属于共价晶体只含共价键,石墨属于混合型晶体,既存在共价键又存在范德华力
D
热稳定性:H2O > H2S
水分子间存在氢键作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H3C–是推电子基团,使羧基中氧氢键极性减小,氢离子不易电离,所以酸性:HCOOH > CH3COOH,A正确;
B.H2O为极性分子,CS2和CCl4是非极性分子,根据相似相溶,在CS2中的溶解度:H2O < CCl4,B正确;
C.金刚石为共价晶体,石墨为混合型晶体,层内共价键,层间为范德华力,所以硬度:金刚石>石墨,C正确;
D.范德华力、氢键影响物质的部分物理性质,稳定性属于物质的化学性质,H2O的稳定性强于H2S,是因为O的原子半径比S小,O的非金属性比S强,导致H-O键能强于H-S,即H2O的稳定性强于H2S,D错误;
故选D。
4. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法不正确的是
A. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子
B. 原子半径:Al > C > N > O
C. 第一电离能:C < N < O
D. 气态氢化物的稳定性:H2O > NH3 > CH4
【答案】C
【解析】
【详解】A.N原子核外有7个电子,根据泡利原理,基态N原子核外有7种运动状态不同的电子,A正确;
B.对于主族元素来说,一般情况下电子层越多原子半径越大,同周期电子层相同,核电荷数越大,半径越小,原子半径:Al > C > N > O,B正确;
C.同周期第一电离能从左到右有增大趋势,N原子2p轨道半充满稳定,第一电离能大于O,第一电离能C<O<N,C错误;
D.非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,气态氢化物的稳定性:H2O > NH3 > CH4,D正确;
答案选C。
5. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B. 实验室中用饱和 溶液除去 中的
C. 对于反应 ,平衡后增大压强颜色变深
D. 配制 溶液时,常将 晶体溶于较浓的盐酸中
【答案】C
【解析】
【详解】A.因啤酒中存在二氧化碳的溶解平衡,开启啤酒瓶后,压强减小,二氧化碳逸出,能用勒夏特列原理解释,A不合题意;
B.Cl2在水中的溶解是一个可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和NaCl溶液中的大量Cl-会抑制这一平衡向右移动,使得平衡向左移动,从而减少了Cl2在水中的溶解度,能用勒夏特列原理解释,B不合题意;
C.对平衡体系增加压强容器体积减小,碘浓度增大而使颜色变深,压强增大但平衡不移动,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.铁离子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,配制溶液,常将晶体溶于较浓的盐酸中,抑制铁离子水解,能用勒夏特利原理解释,D不合题意;
故选C。
6. 在日常生活中,很多物品都离不开电镀,现将一块铜牌镀上一层银,工作示意图如下,下列说法正确的是
A. 银片与电源的正极相连
B. 电镀一段时间后,溶液的浓度会变小
C. 阴极发生的电极反应式为
D. 反应一段时间后,将电源反接,铜牌可以恢复到原来的状态
【答案】A
【解析】
【分析】本图为在铜牌表面镀银,银作阳极,与电源正极相连,铜作阴极,与电源负极相连,电镀过程中电镀液浓度不变。
【详解】A.银片与电源的正极相连,A正确;
B.电镀过程中溶液的浓度不变,B错误;
C.铜作阴极,阴极发生的电极反应式为,C错误;
D.Cu活泼性比Ag强,将电源反接,铜牌作阳极,发生的电极反应式为,即Cu会溶于溶液中,铜牌不能恢复到原来的状态,D错误;
故选A。
7. 某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是
A. 甲池为原电池,乙池中A(石墨)电极为阳极
B. 甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为:CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O
C. 若将CuCl2溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,丙池中溶液的pH将减小
D. 当乙池中B极质量增加5.40g时,丙池中D极析出1.60g铜
【答案】C
【解析】
【分析】甲池是甲醇燃料电池,左侧电极通入甲醇,左侧电极是负极,发生氧化反应,电极反应式为:CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O、右侧电极是正极,发生还原反应,电极反应式为:2H2O+O2+4e−=4OH−;乙、丙与电源相连,乙、丙是电解池;乙池中,A与电源正极相连、B与电源负极相连,A是阳极,电极反应式为:2H2O-4e−=4H++O2↑、B是阴极,电极反应式为Ag++e−=Ag;丙池中C与电源正极相连、D与电源负极相连,C是阳极,电极反应式为:2Cl−-2e−= Cl2↑、D是阴极,电极反应式为:Cu2++2e−= Cu,据此回答。
【详解】A.由分析知,甲池为原电池,乙池中A(石墨)电极为阳极,A正确;
B.由分析知,甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为:CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O,B正确;
C.若将CuCl2溶液换成NaCl溶液,电极C是阳极,电极反应式为:2Cl−-2e−= Cl2↑、电极D是阴极,电极反应式为:2H2O +2e−=2OH−+H2↑,电键闭合一段时间后,丙池中碱性增强,溶液的pH将增大,C错误;
D.乙池中B是阴极,电极反应式为Ag++e−=Ag,当B极质量增加5.40g时,转移的电子数为0.05mol,丙池中D极的电极反应式为:Cu2++2e−= Cu,转移的电子数为0.05mol,析出Cu的物质的量为0.025mol,质量为1.60g,D正确;
故选C。
8. 科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电极a是负极
B. 离子交换膜a为阴离子交换膜
C. 电极b的反应式:O2 + 4e− + 4H+= 2H2O
D. 酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,电极a产生氧气,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故a为负极,电极反应为;b为正极,电极反应为。
【详解】A.由上述分析可知,a为负极,A正确;
B.K+由负极移向正极定向移动,由图可知离子交换膜a为阳离子交换膜,B错误;
C.由上述分析可知,b为正极,电极反应为,C正确;
D.由电极方程式可知,在酸性条件下O2得电子作氧化剂,碱性条件下O2作氧化产物,则酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性,D正确;
故答案选B。
9. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
【答案】D
【解析】
【分析】由反应2Na+O2=Na2O2可知,反应中Na元素化合价升高,被氧化,O元素化合价降低,被还原,则Na为负极,石墨烯、空气为正极,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,钠被氧化,A电极为负极,发生氧化反应,故A正确;
B.b为正极,原电池工作时,阳离子向正极移动,故B正确;
C.由分析可知,A电极为负极,B电极为正极,外电路电流方向为,故C正确;
D.B极为正极,过氧化钠中氧显-1价,电极反应式为O2+2Na++2e-=Na2O2,当转移电子时,消耗0.1mol,标准状况下的体积为2.24L,故D错误;
故选D。
10. 关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法正确的是
A. 配位体是Cl-和H2O,配位数是8
B. 中心离子是Ti3+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C. 该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
D. 在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3 mol AgCl沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】根据配合物的化学式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,结合化合价代数和为0可知,配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+;
【详解】A.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+,配位体是Cl-和H2O,配位数是6,A错误;
B.据分析,[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的中心离子是Ti3+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+,B正确;
C.结合选项B可知,该配离子中含有的化学键有共价键(配体水分子内氢氧原子之间)、配位键(中心离子和配体之间),C错误;
D.内界Cl-为1,外界Cl-为2,内界配体Cl-不与Ag+反应,外界Cl-离子与Ag+反应,在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到2 mol AgCl沉淀,D错误;
选B。
11. 当某实验小组设计的晶体制备实验方案如下:
胆矾晶体蓝色溶液深蓝色溶液晶体
下列说法不正确的是
A. 形成深蓝色溶液说明与的配位能力:
B. 加入乙醇的目的是减小的溶解度
C. 为促进晶体析出可以用玻璃棒摩擦试管内壁
D. 含有键的数量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.蓝色溶液中是,形成深蓝色溶液中是,说明与的配位能力:,A正确;
B.加入乙醇的目的是降低溶剂极性,减小的溶解度,从而析出晶体,B正确;
C.玻璃棒摩擦试管内壁可以形成晶核,促进晶体析出,C正确;
D.分子中含有3个键,配位键也是键,含有键的数量为,D错误;
故选D。
12. 室温下,根据下列实验过程及现象,不能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液中加5mL0.1mol·L-1KI溶液,振荡,加入1mLCCl4充分振荡,静置分层,下层呈紫红色,向上层溶液中加入4滴KSCN溶液,溶液变红色
Fe3+和I-的反应存在限度
B
向0.1mol·L-1MgSO4溶液滴加少量NaOH溶液,有白色沉淀产生,再滴加少量0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色沉淀变为蓝色沉淀
C
等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应,温度高的溶液中先出现浑浊
温度升高,反应速率加快
D
分别测浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者
水解程度:CH3COO-<HCO
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe3+与I-反应生成I2和Fe2+,加入CCl4萃取后下层呈紫红色,但上层加KSCN显红色,说明Fe3+未完全反应,证明反应存在限度,A正确;
B.Cu(OH)2与Mg(OH)2为同类型的难溶电解质,相同类型的难溶电解质,Ksp与溶解度正相关。沉淀转化是由溶解度大的转变为溶解度小的,向Mg(OH)2沉淀中加入CuSO4,沉淀变蓝说明生成Cu(OH)2。因此通过实验现象可以直接验证Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],B正确;
C.温度高的溶液先出现浑浊,说明升温加快反应速率,符合温度对速率的影响规律,C正确;
D.CH3COO-和HCO水解生成对应弱酸,对应弱酸酸性越弱,对应的酸根离子水解程度越大,溶液的pH越大,NaHCO3的pH大于CH3COONH4,说明弱酸根的水解程度:CH3COO-<HCO,但CH3COONH4中的NH也能发生水解,可能对CH3COO-的水解产生影响,因此不能直接得出结论:CH3COO-<HCO,D错误。
答案选D。
13. 工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和)制备。工艺流程如图所示,已知,。下列说法错误的是
A. 用硫酸酸浸产生的滤渣有和
B. 从溶液中获得,需要经过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥等操作
C. 沉镁沉钙时加入NaF溶液,当和沉淀完全时,混合液中的
D. 氧化沉铁时加入NaClO溶液,在碱性条件下反应的离子方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和),向其中加入硫酸在高压下进行酸浸,NiO与硫酸反应生成NiSO4,CoO与硫酸反应生成CoSO4,FeO与硫酸反应生成FeSO4,Fe2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3,Al2O3与硫酸反应生成Al2(SO4)3,MgO与硫酸反应生成MgSO4,CaO与硫酸反应生成CaSO4,SiO2与硫酸不反应;加入氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,调节pH,将铁离子、铝离子沉淀;加入可溶氟化物,将镁离子转化为氟化镁沉淀,将钙离子转化为氟化钙沉淀;经过萃取、反萃取得到NiSO4溶液;NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥最终得到NiSO4•7H2O晶体。
【详解】A.不溶于硫酸,硫酸可以和红土镍矿中所有金属氧化物反应,但是微溶,A正确;
B.要获得带结晶水的盐,需要通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,B错误;
C.当和沉淀完全时,两种沉淀均存在沉淀溶解平衡,是相同的,所以,C正确;
D.FeSO4与NaClO在碱性条件下发生反应的离子方程式为,氧化沉铁离子方程式正确,D正确;
答案选B。
14. 钛酸钙矿物的晶体结构如图(a)所示,某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的晶胞结构如图(b)所示,其中A为,另两种离子为和。下列说法正确的是
A. 图(b)中,X为
B. 钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个
C. 中H-N-H键角小于中H-N-H键角
D. 钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正四面体
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据均摊法,由图b可知,晶胞中有A离子个,有B离子1个,有X离子个,根据正负化合价代数和为0可知,X为, A错误;
B.由图a可知在钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个,B正确;
C.中的N原子没有孤电子对,键角较大,氨气中氮原子有1对孤电子对,其对成键电子对的排斥力较大,键角较小,C错误;
D.由图a可知钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正八面体,钛离子位于其中心,D错误;
故选B。
15. 短周期主族元素的原子序数依次增大,且在前三周期均有分布,W与X同主族,Y的基态原子的价层电子排布式为原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 简单离子半径:
C. 的简单氢化物的水溶液均显酸性 D. 电负性:
【答案】D
【解析】
【分析】Y的价层电子排布为nsnnpn+1,n=2时对应N(2s22p3),Y为N。Z的最外层电子数为次外层的3倍,次外层为2(第一层),故Z为O(最外层6电子)。 因Y(N)、Z(O)均为第二周期元素,再根据题干“在前三周期均有分布”及原子序数递增可知,X为第一周期元素,W为第三周期元素。又因X、W同主族,可推断出X为H,W为Na。
【详解】A.N的2p轨道半充满更稳定,第一电离能N>O,A错误;
B.Na+、O2-、N3-核外电子排布相同,质子数越小,离子半径越大,离子半径顺序为Na+<O2-<N3-,B错误;
C.NH3的水溶液显碱性,NaH与水反应生成NaOH和H2,呈碱性,C错误;
D.O的电负性大于H,D正确;
故答案选D。
16. 如图是乙烯催化氧化的过程(部分配平相关离子未画出),下列描述错误的是
A. “过程Ⅰ”中涉及到非极性键的断裂
B. 反应过程中部分碳原子杂化类型由
C. 分子中键与键数目之比为6:1
D. “过程V”中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:4
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图知,在反应过程Ⅰ中碳碳双键保持不变,故A错误;
B.乙烯中碳原子为杂化,乙醛中碳原子为、杂化,反应过程中部分碳原子杂化类型由,故B正确;
C.分子中有4个“”键、1个“”键,1个碳氧键,1个碳氧键,故C正确;
D.过程Ⅴ反应为,其中氧化剂是、还原剂是,其物质的量之比为,故D正确;
故选A。
17. 已知是阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
A. 含共价键的水蒸气中,分子间存在个氢键
B. 和含有的质子数均为
C. 中键的个数为
D. 中硫的价层电子对数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.水蒸气分子间几乎不存在氢键,A错误;
B.D2O相对分子质量为20,18gD2O中含有的质子数为即9NA,B错误;
C.SiO2中每个Si原子可形成4个Si-O键,60gSiO2的物质的量为,所以60gSiO2中Si−O键的个数4NA,C错误;
D.SF6的价层电子对数为,故0.5molSF6中硫的价层电子对数为3NA,D正确;
故选D。
18. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 由水电离的的溶液中:
B. 无色溶液中:
C. pH=14的溶液中:
D. 含有的溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由水电离的的溶液中,可能含有大量氢离子,也可能含有大量氢氧根,氢氧根与不能大量共存,A错误;
B.浅绿色,紫红色,B错误;
C.pH=14的溶液中,含有大量氢氧根,氢氧根与可以大量共存,C正确;
D.碘离子与银离子生成碘化银沉淀,D错误;
故选C。
19. 由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数()
;
A. 同物质的量浓度溶液的pH:
B. 过量的HCN与溶液等体积混合:
C. 溶液中,比程度大
D. 溶液中存在:
【答案】D
【解析】
【分析】由表格的数据可知,酸性HNO2>H2CO3>HCN>。
【详解】A.Na2CO3对应的酸为,NaNO2对应的酸为HNO2,根据越弱越水解的规律可知,Na2CO3的水解程度更大,故pH:Na2CO3>HNO2,A正确;
B.由于酸性H2CO3>HCN>,过量的HCN与Na2CO3溶液反应的方程式为+HCN+CN-,B正确;
C.H2CO3的Ka2=4.7×10-11,Kh2==≈2.22×10-8>Ka2,因此的水解程度大于电离程度,C正确;
D.Na2CO3溶液中由物料守恒可知c(Na+)=2[c()+c()+c(H2CO3)],D错误;
故选D。
20. 利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成气体和气体,在其他条件不变的情况下,只改变温度或加入催化剂对CO浓度的影响结果如图,下列分析不合理的是
A. 对比曲线Ⅰ和Ⅱ可知,Ⅱ使用了催化剂
B. 对比三条曲线,可知Ⅲ的温度最低
C. 该反应:
D. 平衡常数:
【答案】B
【解析】
【分析】Ⅰ、Ⅱ反应速率不同,但平衡时c(CO)相同,可知平衡未发生移动,故反应温度相同,反应II达到平衡时用时少,反应速率快,则Ⅱ使用了催化剂;对比Ⅰ、Ⅲ,两者平衡时c(CO)浓度不同,平衡发生了移动,说明不是加入催化剂,而是改变了温度,反应速率加快,则温度升高,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知,Ⅱ使用了催化剂,A项正确;
B.由分析可知,Ⅲ的反应速率加快,则温度升高,说明对比三条曲线,可知Ⅲ的温度最高,B项错误;
C.NO和CO转化成气体和气体,同时该反应放热,则该反应的热化学方程式为: ,C项正确;
D.Ⅰ、Ⅱ温度相同,则平衡常数相同,Ⅲ温度升高,平衡逆向移动,则平衡常数变小,则平衡常数:,D项正确;
答案选B。
21. 大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基能够催化分解,加速臭氧层的破坏。反应进程及其能量变化如图。下列说法正确的是
A. 催化反应①和②均为放热过程
B. 增大了臭氧分解反应的活化能
C. 使臭氧分解的速率和限度均增大
D. 催化分解的反应速率主要由决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,催化反应①中反应物总能量低于生成物总能量,是吸热过程;催化反应②中反应物总能量高于生成物总能量 ,是放热过程,A错误;
B.Cl⋅是催化剂,催化剂的作用是降低反应的活化能,而不是增大臭氧分解反应的活化能,B错误;
C.Cl⋅作为催化剂,能降低反应的活化能,加快臭氧分解的反应速率,但催化剂不能改变反应的限度(化学平衡状态 ),C错误;
D.在多步反应中,反应速率由活化能最大的步骤决定,催化反应①的活化能大于催化反应②的活化能,所以Cl⋅催化O3分解的反应速率主要由决定,D正确;
故选D。
22. 2025年1月,我国科研人员针对高效转化为HCOOH的研究取得了突破性进展。下列关于的说法正确的是
A. 三种物质均属于有机化合物
B. 均为非极性分子
C. 和体现了和的氧化性
D. 通过测定常温下HCOONa溶液的pH可以判断HCOOH是否为弱电解质
【答案】D
【解析】
【详解】A.不是有机化合物,A错误;
B.正负电荷的中心重合,是非极性分子,正负电荷的中心不重合,是极性分子,B错误;
C.,碳元素从-4价升高到+2价,体现了的还原性;,碳元素从+4价降低到+2价,体现了的氧化性,C错误;
D.常温下HCOONa溶液的pH不等于7,则存在甲酸根的水解,即HCOOH为弱电解质,D正确;
故选D。
23. ℃时,分别向浓度均为的和溶液中滴的溶液,滴加的过程中和与溶液体积(V)的关系如图所示[已知:,]。下列有关说法错误的是
A. 该温度下
B. 过程中,水电离出的氢离子浓度先逐渐减小后逐渐增大
C. 溶液中
D. 点的纵坐标为
【答案】D
【解析】
【分析】由于,即溶解度,饱和溶液中,可知曲线ad表示的滴定曲线,曲线ae表示的滴定曲线。
【详解】A.加入时恰好完全反应,溶液中,因为,则,A项正确;
B.盐类的水解会促进水的电离,未加入时,金属阳离子的水解促进水的电离,随着的加入,金属阳离子和形成沉淀,溶液中水解的离子越来越少,水的电离程度逐渐减小,当完全沉淀时,即点,水的电离程度最小,继续加入溶液,溶液中越来越多,而会发生水解,所以的过程中,水的电离程度逐渐增大,B项正确;
C.溶液中,根据电荷守恒有,根据物料守恒有,则,C项正确;
D.浓度均为的和溶液中滴的溶液,达到滴定终点时,,,点时,,而,故,点纵坐标为,D项错误;
答案选D。
24. 下列说法正确的是
A. 和 含有的 键数目之比为
B. 三种分子的空间结构相同
C. 二氯甲烷 分子的中心原子采取 杂化,键角均为
D. 第一电离能介于 之间的第二周期元素有1种
【答案】A
【解析】
【详解】A.CO2结构式为O=C=O,存在2个π键,N2结构式为,存在2个π键,故1molCO2和 1molN2含有的 π键数目之比为 1:1,A正确;
B.CO2价层电子对数为2+=2+0=2,为直线形分子,O3价层电子对数为2+=2+1=3,为V形分子,H2O价层电子对数为2+=2+2=4,为V形分子,B错误;
C.二氯甲烷分子的中心原子采取sp3杂化,因为C-H键和C-Cl键的键长不一样,键角发生改变,键角不是109°28',C错误;
D.第一电离能介于 B、 N之间的第二周期元素有C、O,有2种,D错误;
故答案为A。
25. 软包电池的关键组件是一种离子化合物,其结构如图。X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,X元素基态原子最外层电子数是次外层电子数的一半,W和Q同主族。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 第一电离能:
D. 相同条件下,在水中的溶解度:
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,X元素最外层电子数是次外层电子数的一半,则X为Li元素;W和Q同主族,由阴离子的结构示意图可知,W、Q形成共价键的数目分别为2和6,则W为O元素、Q为S元素;Y、M形成共价键的数目分别为4和1,则Y为C元素、Z为N元素、M为F元素。
【详解】A.S2-有3个电子层,离子半径最大,Li+只有1个电子层,半径最小,F-和O2-电子层数结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,则氟离子的离子半径小于氧离子,故离子半径:,故A正确;
B.元素的非金属性越强,简单气态氢化物的热稳定性越强,元素的非金属性强弱顺序为F>O>S,则氢化物的稳定性强弱顺序为HF>H2O>H2S,故B正确;
C.同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,但是N原子价电子为半满结构,失电子困难,第一电离能比O大,故第一电离能:,故C错误;
D.O2是非极性分子,O3是极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,相同条件下,在水中的溶解度:,故D正确;
答案选C。
第II卷 非选择题(共75分)
二、基础知识填空(共10分)
26. Ⅰ.水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于___________键;依据О与H的电负性判断,属于___________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为___________,杂化轨道类型为___________。
(3)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因,请写出两条:①___________;②___________。
(4)酸溶于水可形成,的电子式为___________。由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:___________(填“>”或“<”)。
(5)我国科学家利用高分辨原子力显微镜技术,首次拍摄到质子在水层中的原子级分辨图像,发现两种结构的水合质子,其中一种结构如图所示。下列有关该水合质子的说法正确的是___________。
A.化学式为 B.氢、氧原子都处于同一平面 C.氢、氧原子间均以氢键结合
Ⅱ.已知四种晶体的晶胞示意图:
(6)依据图Ⅰ分析,铜晶胞平均含有的铜原子数是___________。
(7)依据图Ⅱ分析,干冰晶胞平均含有的分子数是___________。
(8)依据图Ⅲ分析,碘晶体中碘分子的排列有___________种不同的方向。
(9)依据图Ⅳ分析,晶体M的化学式是___________。
Ⅲ.思考下面问题
(10)写出的结构式并用“→”标出配位键___________。
(11)三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是___________,中心离子的配位数为___________。
Ⅳ.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:
(12)以非极性键结合的非极性分子是___________。
(13)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是___________。
(14)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是___________。
(15)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是___________。
【答案】(1) ①. s-sp3σ ②. 极性
(2) ①. 4 ②. sp3杂化
(3) ①. 水和氨气分子极性相似 ②. 两者间可以形成氢键
(4) ①. ②. >
(5)A (6)4
(7)4 (8)2
(9)或
(10) (11) ①. ②. 6
(12)N2 (13)CS2
(14)CH4 (15)BF3
【解析】
【小问1详解】
依据原子轨道重叠方式判断,水分子的共价键为氢原子的s轨道和氧原子的sp3轨道重叠形成,属于s-sp3σ键,氧原子和氢原子电负性不同,属于极性共价键;
【小问2详解】
水分子中氧原子的价层电子对数为,氧原子含有2对孤电子对,杂化轨道类型为sp3杂化;
【小问3详解】
水是极性分子,属于极性溶剂,也是极性分子,相似相溶;水分子中的氧原子和中的N原子电负性均较大,可以形成氢键,增大氨气在水中的溶解度;
【小问4详解】
酸溶于水可形成,的电子式为,成键电子对和孤电子对之间的斥力小于孤电子对和孤电子对之间的斥力,水分子有两对孤电子对,中只有一对孤电子对,所以的键角大于的键角;
【小问5详解】
A. 图中为3个水分子,以氢键和结合,化学式为,A正确;
B. 水合质子结构中中心原子的价层电子对数为,那么为三角锥形,4个原子一定不在同一平面,B错误;
C. 水分子内部氢、氧原子之间是极性共价键,C错误;
故选A;
【小问6详解】
铜晶胞平均含有的铜原子数是;
【小问7详解】
干冰晶胞平均含有的分子数是
【小问8详解】
由图可知碘晶体的四个侧面和上下两个面的分子取向不同,碘晶体中碘分子的排列有2种方向;
【小问9详解】
晶体M的晶胞中,,晶体M的化学式是AB或BA;
【小问10详解】
氨气分子中氮原子最外层有5个电子,3个与氢原子形成共价键,还剩一对孤电子对,三氟化硼分子中硼原子最外层有3个电子,与氟原子形成共价键后硼原子只有6个电子,未达到8电子稳定结构,存在一个空轨道,因此N原子和B原子形成配位键,方向由提供孤电子对的N原子指向提供空轨道的B原子,结构式为;
【小问11详解】
中心离子是,配体中的、和含有孤电子对的是N、O和Cl三种原子,可以提供电子形成共价键,其中有3个N,2个O,1个Cl,总配位数为3+2+1=6;
【小问12详解】
非极性键是由同种元素原子形成的共价键,只有N2符合条件;
【小问13详解】
分子结构为直线形且整体是非极性的,则正负电荷中心重合,分子中含有极性键,则必须有不同元素原子,综上符合条件的是CS2,C和S形成极性键,C采取sp杂化,分子呈直线行,结构对称,属于非极性分子;
【小问14详解】
分子中含有极性键,则必须有不同元素原子,分子结构为正四面体,原子数必须大于等于4,结构非极性需要结构对称,极性键相同,符合条件的是CH4,氢原子位于顶点,C采取sp3杂化,正负电荷中心重合,属于非极性分子;
【小问15详解】
分子中含有极性键,则必须有不同元素原子,中心原子采取sp2杂化,通常对应平面三角形结构,符合条件的是BF3,B和F形成极性键,B最外层3个电子,与3个F形成3个σ键,没有孤电子对,价层电子对数为3,因此采取sp2杂化。
三、综合题(共8道题,65分)
27. Ti是一种密度小,强度大的金属。钛合金也有广泛应用。
(1)将Ti的基态原子价电子轨道表示式:___________。
(2)Ti的三种四卤化物的熔点如下表。
四卤化物
熔点/℃
38.3
155
、、的熔点依次升高的原因是___________。
(3)合金有良好的生物相容性,其晶体有和两种立方晶胞结构,如下图。
①中,Au周围最近且等距的Au的个数为___________。
②若和两种晶胞棱长分别为anm和bnm,则两种晶体的密度之比为___________。
(4)用滴定法测定合金中Ti含量:取ag合金,加入足量浓硫酸共热,得到紫色溶液,并在酸性条件下定容至250mL;取25mL溶液于锥形瓶中,以KSCN为指示剂,用 溶液进行滴定,逐渐变为(无色),达到滴定终点时,消耗溶液VmL。
①滴定过程被氧化为的离子方程式为___________。
②滴定终点的现象:滴入最后半滴溶液,___________。
③合金中Ti的质量分数为___________。
【答案】(1) (2)、、均为分子晶体,相对分子质量依次增大,范德华力随之增大
(3) ①. 6 ②.
(4) ①. ②. 溶液变为红色,半分钟内不褪色 ③.
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素,位于第四周期IVB族,价电子排布式为3d24s2,故Ti的基态原子的价电子轨道表示式为;
【小问2详解】
、、三种化合物均为分子晶体,分子晶体的熔点受范德华力的大小影响,分子量越大范德华力越大,熔点也越高;
【小问3详解】
①由晶胞结构可知,在晶胞中,Au原子构成简单立方晶格,因此每个Au原子周围最近且等距的Au原子有6个;
②晶胞密度,其中N为一个晶胞中包含的化学式单元数,为摩尔质量。由均摊法可知晶胞中含1个单元、晶胞中含2个单元,分别为,代入公式可得和的密度之比为;
【小问4详解】
①由题,、与水反应生成和硫酸,反应的离子方程式为;
②当溶液中的全部反应,继续滴加的溶液会与KSCN反应使溶液变红色,故当滴入最后半滴溶液,溶液变为红色,且半分钟内不褪色说明达到滴定终点;
③结合与反应的离子方程式可知有如下计量关系:Ti~~,则合金中Ti的质量分数为。
28. 电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题:
(1)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池,该电池的总反应式为。该电池放电时的负极材料为___________;放电时,___________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如图1所示,写出放电过程中负极的电极反应式:___________,若过程中产生,则消耗标准状况下的体积为___________L。
(3)人工肾脏采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[,其中N元素显-3价、O元素显-2价],原理如图2所示。
①阳极室中发生的反应依次为___________、___________。
②电解结束后,阴极室溶液的与电解前相比将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. ②. 正
(2) ①. ②. 16.8
(3) ①. ②. ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
放电时为原电池,化合价升高、失电子的物质作负极,Zn元素从0价升高到+2价,因此负极材料为Zn;放电时正极反应为:,正极生成,因此正极附近溶液碱性增强;
【小问2详解】
该燃料电池中,在负极失电子生成,质子交换膜允许通过,酸性环境下负极电极反应为;生成时,从价升高到价,共转移电子,反应转移电子,根据电子转移守恒,消耗的物质的量为,标准状况下体积为;
【小问3详解】
①阳极连接电源正极,溶液中优先放电生成,生成的再氧化尿素,因此依次发生的反应为:、;
②阴极反应为,每生成,阳极生成,会通过质子交换膜转移到阴极室,恰好与阴极生成的结合为水,因此阴极室不变。
29. 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
(1)利用和空气中的可合成氨,同时生成。
已知:Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
则上述合成氨的热化学方程式为______。
(2)合成尿素[]的反应为 。向恒容密闭容器中按物质的量之比4∶1充入和,使反应进行,保持温度不变,测得的转化率随时间的变化情况如图所示。
①若用的浓度变化表示反应速率,则A点的逆反应速率______B点的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是______(填选项字母)。
A.体系压强不再变化
B.气体平均摩尔质量不再变化
C.的消耗速率和的消耗速率之比为2∶1
D.固体质量不再发生变化
③工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有______(填选项字母)。
A.升高温度 B.加入催化剂
C.将尿素及时分离出去 D.增大反应体系的压强
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。实验发现,NO易发生二聚反应并快速达到平衡。向真空钢瓶中充入一定量的NO进行反应,测得温度分别为和时NO的转化率随时间变化的结果如图所示。
①温度为时,达到平衡时体系的总压强为200kPa,X点的物质的量分数为______(保留三位有效数字),X点对应的平衡常数______(用分压表示,保留小数点后三位)。
②如图所示,利用电解原理,可将废气中的NO转化为,阳极的电极反应式为______,通入的目的是______。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. C ③. D
(3) ①. 78.6% ②. 0.086 ③. ④. 使电解产物全部转化为
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,-2×Ⅰ-3×Ⅱ得,
【小问2详解】
①由图可知,A点时反应未达平衡,在达到平衡过程中,增大,平衡时,故A点的逆反应速率<B点的正反应速率;
②A.该反应为气体分子数减少的反应,体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.反应后气体质量减小,气体物质的量也减小,但是减小程度不同,平均摩尔质量为可变的值,当平均摩尔质量不再变化,说明反应达到平衡状态,B正确;
C.的消耗速率和的消耗速率之比始终为2∶1,不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.固体质量不再发生变化,说明反应达到平衡状态,D正确;
故选C。
③该反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,加快反应速率,平衡正向移动,可提高原料利用率;升高温度,平衡逆向移动,原料利用率减小;加催化剂或减少固体产物平衡不移动,故选D项。
【小问3详解】
①假设起始时NO为amol,则根据三段式:,X点的物质的量分数为,;
②电解NO制备,阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为,根据得失电子守恒,阳极产生的的物质的量大于阴极产生的的物质的量,通入氨气可使电解产物全部转化为。
30. 镍氢电池是一种新型绿色电池,利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为、及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴,其工艺流程如图所示。
已知:①和都能与盐酸发生氧化还原反应。
②常温下,部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表;
金属阳离子
开始沉淀时pH
6.3
1.5
3.4
7.2
—
7.0
完全沉淀时pH
8.3
2.8
4.7
9.1
1.1
9.0
提示:当离子浓度小于时,认为该种离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“步骤①”用稀硫酸浸取金属电极芯前,需先粉碎金属电极芯,粉碎的目的是____________。
(2)“步骤②”调pH的范围为_____。
(3)常温下,,则m=___________。
(4)“步骤④”中从环保角度分析不采用盐酸的原因是_______________________。
(5)“步骤⑤”制的离子方程式为________________________________________________。
(6)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料[]。该反应的离子方程式为__________________。
(7)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时阳极的电极反应式为__________________。
【答案】(1)增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率
(2)4.7~7.0 (3)38.6
(4)实验过程中会生成氯气,污染环境
(5)
(6)
(7)
【解析】
【分析】含镍废电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni,还含少量Fe、Al等)加入硫酸溶液酸溶,浸取液加入双氧水氧化将Fe2+氧化为Fe3+,调pH,产生Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀,过滤后,母液1加入次氯酸钠将Co2+氧化为Co3+、调pH,得到Co(OH)3沉淀,在硫酸参与下,被双氧水还原为Co2+,加入碳酸钠溶液得CoCO3沉淀;过滤所得母液2,经加入氨气、硫酸后转化为Ni(OH)3沉淀,过滤后,在硫酸参与下,得到NiSO4,用于生成NiSO4•7H2O,据此分析解答。
【小问1详解】
“步骤①”用稀硫酸浸取金属电极芯前,需先粉碎金属电极芯,增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率;故答案为增大固体与酸溶液的接触面积,使之充分反应,提高浸取速率。
【小问2详解】
由流程图中最终产物可知,调节pH的作用是除去溶液中的Fe3+、Al3+,故沉淀A的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3;为了保证Fe3+、Al3+沉淀完全而不沉淀Ni2+、Co2+,由表格数据可知,要调节pH的范围为4.7~7.0,故答案为4.7~7.0。
【小问3详解】
已知pH=2.8时,pOH=11.2,此时铁离子沉淀完全,则,;故答案为38.6。
【小问4详解】
若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,实验过程中会生成氯气,污染环境,故答案为实验过程中会生成氯气,污染环境。
【小问5详解】
母液1加入次氯酸钠将Co2+氧化为Co3+、调pH,得到Co(OH)3沉淀,在硫酸参与下,被双氧水还原为Co2+,加入碳酸钠溶液得CoCO3沉淀,离子方程式为;故答案为。
【小问6详解】
在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得[],Ni从+2价变为+3价,Cl从+1价转化为-1价,根据得失电子守恒有,故答案为。
【小问7详解】
碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时为阳极,失电子;电极反应式为;故答案为。
31. 以CO2为原料催化加氢可以制备CH4、CH3OH、C2H4,为我国科学家发明的二氧化碳加氢的一种催化剂。回答下列问题:
(1)基态原子电子排布式为___________,其核外电子空间运动状态有___________种。
(2)每个基态氧原子含有未成对电子的数目为___________,同一周期第一电离能大趋势在逐渐增大,但是存在反常,比如,请解释原因:___________。
(3)催化加氢制备的化学方程式为。
①等物质的量的CH3OH和CO2分子中键数目之比为___________。
②沸点:CH3OH___________(填“>”或“<”)CH4,其原因为___________。
(4)四方体晶胞结构如图所示,原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,、、原子的坐标参数分别为、,。
①R原子的坐标参数为___________。
②假设ZrO2的密度为,摩尔质量为,表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中Zr原子和O原子的最短距离为___________(列出算式即可)。
(5)MnO电极材料充放电过程的原理如下图所示:
①MnO晶胞的边长相等均为a nm,已知MnO的摩尔质量是 M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为___________g/cm3。(1 cm = 107 nm)
②I为MnO活化过程:MnO___________e− = Mn0.61匚0.39O + 0.39 Mn2+; II代表电池___________过程(填“放电”或“充电”)。
【答案】(1) ①. 或 ②. 15
(2) ①. 2 ②. 氮原子为半充满稳定结构,难失电子
(3) ①. ②. > ③. CH3OH分子间能形成氢键
(4) ①. ②.
(5) ①. ②. − 0.78 ③. 放电
【解析】
【小问1详解】
基态Zn为30号元素,电子排布式为 ;核外电子空间运动状态由轨道决定,Zn共填充15个轨道,故空间运动状态有 种。
【小问2详解】
基态O原子电子排布为,2p轨道有2个未成对电子,故未成对电子数目为 ; 第一电离能反常的原因:原子的轨道为半充满的稳定结构,失去一个电子需要的能量大于O,故第一电离能。
【小问3详解】
①的结构式为,单键是σ键,共含5个键;结构式为,双键中含有1个σ键,共含2个σ键,故等物质的量二者键数目比为 。
②分子间存在氢键,分子间仅存在范德华力,氢键强于范德华力,故沸点更高。
【小问4详解】
① 根据已知坐标,晶胞原点为,晶胞中O原子位于晶胞内和,故R的坐标参数为 。
② 晶胞中含Zr:个,O:8个,即晶胞含4个,晶胞质量,由得晶胞边长,Zr与O的最短距离为体对角线的,即,故最短距离为 。
【小问5详解】
① MnO为NaCl型晶胞,Mn2+的个数为,晶胞含4个MnO,晶胞边长,体积,密度。
② 根据电荷守恒,配平电极反应式为:;II过程是嵌入正极空位,放电过程中阳离子向正极移动嵌入,故II代表放电过程。
32. 四氟硼酸锂()是锂离子电池常用的电解质。一种利用与在无水体系中制备的实验装置如图所示,回答下列问题:
注:该装置能控制反应进行的快慢,有效提高原料的利用率。
(1)装置中的仪器均使用聚四氟乙烯材料制成,不能使用普通玻璃仪器的原因是___________。
(2)中为+3价,遇水极易发生水解,生成与另一种物质,其化学方程式为___________。
(3)装置B的作用除干燥外,另一个用途是___________。装置C中倒置漏斗的作用是___________。
(4)是一种弱酸,其水溶液称氢氟酸。
①在的溶液中,下列说法正确的是___________。
A. B.
C.加水稀释,的电离程度增大,溶液pH减小 D.加入少量固体,水的电离程度减小
②常温下,测得的溶液中,忽略的电离损失,计算此时的电离常数=___________。
【答案】(1)反应过程中产生的气体能与玻璃中的反应,会腐蚀玻璃
(2)
(3) ①. 通过观察装置B中气泡产生的速率来控制装置A中反应进行的快慢 ②. 防止倒吸
(4) ①. AB ②.
【解析】
【分析】装置A中、与浓硫酸反应生成气体,浓硫酸一方面参与反应、另一方面可初步干燥生成的,生成的通入装置B再次深度干燥,干燥后的进入三颈烧瓶,与瓶内的无水体系发生反应制备目标产物,实验全程仪器选用聚四氟乙烯材质规避腐蚀玻璃的问题,尾气通入装置C吸收处理,倒置漏斗用于防倒吸,整套装置依靠浓硫酸滴加速率调控A中产气速率,进而控制主反应快慢、提升原料利用率;
【小问1详解】
普通玻璃仪器中含有,会与发生反应,化学方程式为,所以不能使用普通玻璃仪器;
【小问2详解】
根据化学反应前后元素守恒,遇水水解生成,另一种物质为,化学方程式为;
【小问3详解】
装置B中浓硫酸除干燥外,还可通过观察装置B中气泡产生的速率来控制装置A中反应进行的快慢;反应过程中可能会有气体溶解导致压强变化,倒置漏斗增大了气体与液体的接触面积,使液体不易倒吸入前面的装置,所以装置C中倒置漏斗的作用是防止倒吸;
【小问4详解】
①A.根据溶液中的电荷守恒原理,在溶液中,阳离子有,阴离子有和,所以,A正确;
B.是弱酸,部分电离,,同时,来自和 的电离,所以,且最大,浓度最小,即,B正确;
C.加水稀释,平衡正向移动,的电离程度增大,但溶液体积增大的程度大于物质的量增大的程度,减小,溶液增大,C错误;
D.加入少量固体,浓度增大,平衡逆向移动,减小,对水的电离抑制作用减弱,水的电离程度增大,D错误;
②的电离方程式为,电离常数,已知,由可知,,,将,,,代入可得。
33. 一种锂离子电池的工作原理:。从废旧电池再生的一种流程如下。
(1)考虑到安全性和锂回收,废旧电池需要充分放电,其电极反应如下。
负极:;正极:___________。
(2)为保证正极材料在空气中充分反应,可采取的措施是___________(答一条即可)。
(3)向浸出液中加入氨水调节溶液pH,有沉淀生成。pH对沉淀中Fe和P的物质的量之比的影响如图1所示。
已知:i.分别与形成的化合物均难溶于水;
ii.体系中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图2所示。
①实验中控制沉淀的最佳pH在___________左右。
②当时,沉淀中一定有的含铁物质是和___________(填化学式)。
③若向的浊液中继续加入氨水至,会导致的值增大,主要反应的化学方程式是___________。
(4)下列关于该流程的说法正确的是___________填序号)。
A. 正极材料在空气中加热,理论上生成的
B. 当浸出液的pH从0增大为2时,的值增大了倍
C. 向滤液中加入氨水,可减少饱和溶液的用量
D. 由和再生时,所加的蔗糖作氧化剂
【答案】(1)
(2)粉碎正极材料 (3) ①. 2.0(1.9~2.1数值均可) ②. ③. (4)ABC
【解析】
【分析】废旧电池放电后拆分得到以LiFePO4为主要成分的物质,在空气中加热,除去里面的有机物,得到Li3Fe2(PO4)3和Fe2O3,酸浸后得到含Fe3+、Li+、H3PO4的浸出液,浸出液中加氨水中和磷酸,得到FePO4沉淀,滤液中含Li+,向滤液中加氨水和饱和碳酸钠溶液,得到Li2CO3沉淀,Li2CO3、FePO4和蔗糖反应得到LiFePO4。
【小问1详解】
根据题目中的总反应方程式判断,从左到右是原电池,已知负极反应,根据总反应减去负极反应,消去负极反应物LixC6得到正极反应为:Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4,故答案为:Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4。
【小问2详解】
正极材料Li1-xFePO4与空气中氧气反应,为使其充分反应,将固体粉碎可以增大其接触面积,或者鼓入足量的空气,确保正极材料充分反应。故答案为:粉碎正极材料或鼓入足量空气。
【小问3详解】
①根据FePO4沉淀中Fe与P原子之比为1:1,及图像1中纵坐标的点1.0判断其pH在2.0附近,故答案为:最佳pH在2.0(1.9~2.1数值均可)。
②当pH=1.5时,利用图像2中pH为1.5时存在微粒是磷酸和磷酸二氢根离子,所以沉淀中一定有的含铁物质是FePO4和Fe(H2PO4)3,故答案为:Fe(H2PO4)3。
③若向pH=2.1的浊液中继续加入氨水至pH=2.6,会导致n(Fe):n(P)的值增大,即说明沉淀中的铁原子量增多,三价铁离子一般在pH为1.7左右时开始沉淀,在pH为2.1到2.6过程中三价铁离子转化为Fe(OH)3,导致沉淀中铁元素的含量增多,故n(Fe):n(P)的值增大。故答案为:FePO4+NH3.H2O+2H2O=Fe(OH)3+NH4H2PO4。
【小问4详解】
A.根据反应物LiFePO4中铁原子和P原子的关系比为1:1,则生成的Li3Fe2(PO4)3:Fe2O3为2:1,故A正确;
B.,因为Ka不变,pH从0变为2,氢离子浓度为10-2mol/L,代入公式得增大106倍,故B正确;
C.向滤液中加入氨水可以调节溶液呈碱性环境,故可以减少碳酸钠溶液的用量,故C正确;
D.由和再生时,铁元素的化合价由+3价变为+2价,故所加的蔗糖作还原剂,故D错误;
故选答案ABC。
34. 某钒渣主要成分为(含有少量、),以其为原料生产的工艺如下图:
已知:
i.钒酸()是强酸,(偏钒酸铵)难溶于水;价钒在溶液中的主要存在形式与溶液的关系如表所示。
4~6
6~8
8~10
10~12
主要离子
ii.室温下,,。
iii.在溶液时开始沉淀,溶液时沉淀完全。
请回答以下问题:
(1)焙烧过程中生成的化学方程式为___________。
(2)已知难溶于水,可溶于盐酸。若“酸浸”时溶液的,则溶于盐酸的离子方程式为___________。
(3)“转沉”时,发生反应,该反应的平衡常数___________(用含m、n的代数式表示)。
(4)“沉钒2”的沉钒率随温度的变化如图所示,温度高于80℃沉钒率下降的原因是___________。
(5)产品纯度测定:将产品()溶于足量稀硫酸配成溶液。取该溶液于锥形瓶中,用标准溶液进行滴定,经过三次滴定,达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为。
①完成下列滴定过程的离子方程式:___________。
②产品的纯度为___________(用质量分数表示,)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)高于80℃时水解程度增大,减小
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】由题给流程可知,废钒渣中加CaO在空气中焙烧时,与、空气中的氧气反应转化为,与CaO反应转化为;向焙烧后的固体中加入盐酸,pH=5时将为转化为,转化为沉淀,过滤得到含有的滤渣1和含有的滤液;向滤液中加入石灰乳,将转化为沉淀,过滤得到滤液1和;向中加入碳酸铵溶液,将转化为,过滤得到含有的滤渣2和含有的滤液;向滤液中加入固体,将转化为沉淀,过滤得到滤液2和;灼烧脱氨制得。
【小问1详解】
V从+3价升高为+5价,1 mol共失去4 mol电子;从0价降为-2价,1 mol共得到4 mol电子,电子转移守恒,配平化学方程式为:;
【小问2详解】
pH=5,属于4~6范围,+5价钒主要以存在,根据电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为;
【小问3详解】
平衡常数表达式 ,结合溶度积:,,代入消去得;
【小问4详解】
温度高于80℃时,水解程度增大,挥发,溶液中浓度降低,因此沉钒率下降;
【小问5详解】
①中V为+5价,还原为中V为+4价,每个V得;中C为+3价,氧化为中C为+4价,每个失,电子转移守恒得系数为2,再结合电荷、原子守恒配平离子方程式:;
②20 mL溶液中,由方程式得,100 mL溶液中,对应,,故纯度为。
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河北景县中学高二年级25-26学年上学期期末
化学试题(清北)
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Mg:24 S:32 Cl:35.5 K:39
第 I卷(共25分)
一、单选题(本题包括25小题,每小题1分,共25分。每小题只有一个正确)
1. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式: B. 的结构示意图:
C. 的电子式: D. 的电子云图:
2. 实验室用反应制备。下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 中氮原子采取杂化
C. 配位能力: D. 的VSEPR模型:
3. 下列叙述中,事实与对应解释不正确的是
事实
解释
A
酸性:HCOOH > CH3COOH
H3C–是推电子基团,使羧基中羟基的极性减小
B
在CS2中的溶解度:H2O < CCl4
H2O为极性分子,CS2和CCl4是非极性分子
C
硬度:金刚石>石墨
金刚石属于共价晶体只含共价键,石墨属于混合型晶体,既存在共价键又存在范德华力
D
热稳定性:H2O > H2S
水分子间存在氢键作用
A. A B. B C. C D. D
4. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法不正确的是
A. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子
B. 原子半径:Al > C > N > O
C. 第一电离能:C < N < O
D. 气态氢化物的稳定性:H2O > NH3 > CH4
5. 下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是
A. 开启啤酒瓶后,瓶中立刻泛起大量泡沫
B. 实验室中用饱和 溶液除去 中的
C. 对于反应 ,平衡后增大压强颜色变深
D. 配制 溶液时,常将 晶体溶于较浓的盐酸中
6. 在日常生活中,很多物品都离不开电镀,现将一块铜牌镀上一层银,工作示意图如下,下列说法正确的是
A. 银片与电源的正极相连
B. 电镀一段时间后,溶液的浓度会变小
C. 阴极发生的电极反应式为
D. 反应一段时间后,将电源反接,铜牌可以恢复到原来的状态
7. 某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。下列有关判断不正确的是
A. 甲池为原电池,乙池中A(石墨)电极为阳极
B. 甲池中通入CH3OH电极的电极反应式为:CH3OH-6e−+8OH− = CO+6H2O
C. 若将CuCl2溶液换成NaCl溶液,电键闭合一段时间后,丙池中溶液的pH将减小
D. 当乙池中B极质量增加5.40g时,丙池中D极析出1.60g铜
8. 科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电极a是负极
B. 离子交换膜a为阴离子交换膜
C. 电极b的反应式:O2 + 4e− + 4H+= 2H2O
D. 酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
9. 是强氧化剂,也是航天航空、水下作业的供氧剂。近几年科学家研制出较锂电池稳定性更高、电压损失更小的“钠—空气电池”。其反应原理是:,装置如图,其中电解液为,可传导。电池放电时,下列说法不正确的是
A. A电极为负极,发生氧化反应
B. 向电极移动
C. 外电路电流方向为
D. 当转移电子时,消耗(标准状况)
10. 关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法正确的是
A. 配位体是Cl-和H2O,配位数是8
B. 中心离子是Ti3+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C. 该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
D. 在1 mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3 mol AgCl沉淀
11. 当某实验小组设计的晶体制备实验方案如下:
胆矾晶体蓝色溶液深蓝色溶液晶体
下列说法不正确的是
A. 形成深蓝色溶液说明与的配位能力:
B. 加入乙醇的目的是减小的溶解度
C. 为促进晶体析出可以用玻璃棒摩擦试管内壁
D. 含有键的数量为
12. 室温下,根据下列实验过程及现象,不能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
向2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液中加5mL0.1mol·L-1KI溶液,振荡,加入1mLCCl4充分振荡,静置分层,下层呈紫红色,向上层溶液中加入4滴KSCN溶液,溶液变红色
Fe3+和I-的反应存在限度
B
向0.1mol·L-1MgSO4溶液滴加少量NaOH溶液,有白色沉淀产生,再滴加少量0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色沉淀变为蓝色沉淀
C
等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3与H2SO4溶液在不同温度下反应,温度高的溶液中先出现浑浊
温度升高,反应速率加快
D
分别测浓度均为0.1mol·L-1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者
水解程度:CH3COO-<HCO
A. A B. B C. C D. D
13. 工业上用红土镍矿(主要成分为NiO,含CoO、FeO、、、MgO、CaO和)制备。工艺流程如图所示,已知,。下列说法错误的是
A. 用硫酸酸浸产生的滤渣有和
B. 从溶液中获得,需要经过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥等操作
C. 沉镁沉钙时加入NaF溶液,当和沉淀完全时,混合液中的
D. 氧化沉铁时加入NaClO溶液,在碱性条件下反应的离子方程式为
14. 钛酸钙矿物的晶体结构如图(a)所示,某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的晶胞结构如图(b)所示,其中A为,另两种离子为和。下列说法正确的是
A. 图(b)中,X为
B. 钛酸钙晶体中离钙离子最近的钛离子有8个
C. 中H-N-H键角小于中H-N-H键角
D. 钛酸钙晶体中离钛离子最近的氧离子形成了正四面体
15. 短周期主族元素的原子序数依次增大,且在前三周期均有分布,W与X同主族,Y的基态原子的价层电子排布式为原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 简单离子半径:
C. 的简单氢化物的水溶液均显酸性 D. 电负性:
16. 如图是乙烯催化氧化的过程(部分配平相关离子未画出),下列描述错误的是
A. “过程Ⅰ”中涉及到非极性键的断裂
B. 反应过程中部分碳原子杂化类型由
C. 分子中键与键数目之比为6:1
D. “过程V”中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:4
17. 已知是阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是
A. 含共价键的水蒸气中,分子间存在个氢键
B. 和含有的质子数均为
C. 中键的个数为
D. 中硫的价层电子对数为
18. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 由水电离的的溶液中:
B. 无色溶液中:
C. pH=14的溶液中:
D. 含有的溶液中:
19. 由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数()
;
A. 同物质的量浓度溶液的pH:
B. 过量的HCN与溶液等体积混合:
C. 溶液中,比程度大
D. 溶液中存在:
20. 利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成气体和气体,在其他条件不变的情况下,只改变温度或加入催化剂对CO浓度的影响结果如图,下列分析不合理的是
A. 对比曲线Ⅰ和Ⅱ可知,Ⅱ使用了催化剂
B. 对比三条曲线,可知Ⅲ的温度最低
C. 该反应:
D. 平衡常数:
21. 大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基能够催化分解,加速臭氧层的破坏。反应进程及其能量变化如图。下列说法正确的是
A. 催化反应①和②均为放热过程
B. 增大了臭氧分解反应的活化能
C. 使臭氧分解的速率和限度均增大
D. 催化分解的反应速率主要由决定
22. 2025年1月,我国科研人员针对高效转化为HCOOH的研究取得了突破性进展。下列关于的说法正确的是
A. 三种物质均属于有机化合物
B. 均为非极性分子
C. 和体现了和的氧化性
D. 通过测定常温下HCOONa溶液的pH可以判断HCOOH是否为弱电解质
23. ℃时,分别向浓度均为的和溶液中滴的溶液,滴加的过程中和与溶液体积(V)的关系如图所示[已知:,]。下列有关说法错误的是
A. 该温度下
B. 过程中,水电离出的氢离子浓度先逐渐减小后逐渐增大
C. 溶液中
D. 点的纵坐标为
24. 下列说法正确的是
A. 和 含有的 键数目之比为
B. 三种分子的空间结构相同
C. 二氯甲烷 分子的中心原子采取 杂化,键角均为
D. 第一电离能介于 之间的第二周期元素有1种
25. 软包电池的关键组件是一种离子化合物,其结构如图。X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,X元素基态原子最外层电子数是次外层电子数的一半,W和Q同主族。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 第一电离能:
D. 相同条件下,在水中的溶解度:
第II卷 非选择题(共75分)
二、基础知识填空(共10分)
26. Ⅰ.水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于___________键;依据О与H的电负性判断,属于___________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为___________,杂化轨道类型为___________。
(3)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因,请写出两条:①___________;②___________。
(4)酸溶于水可形成,的电子式为___________。由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:___________(填“>”或“<”)。
(5)我国科学家利用高分辨原子力显微镜技术,首次拍摄到质子在水层中的原子级分辨图像,发现两种结构的水合质子,其中一种结构如图所示。下列有关该水合质子的说法正确的是___________。
A.化学式为 B.氢、氧原子都处于同一平面 C.氢、氧原子间均以氢键结合
Ⅱ.已知四种晶体的晶胞示意图:
(6)依据图Ⅰ分析,铜晶胞平均含有的铜原子数是___________。
(7)依据图Ⅱ分析,干冰晶胞平均含有的分子数是___________。
(8)依据图Ⅲ分析,碘晶体中碘分子的排列有___________种不同的方向。
(9)依据图Ⅳ分析,晶体M的化学式是___________。
Ⅲ.思考下面问题
(10)写出的结构式并用“→”标出配位键___________。
(11)三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是___________,中心离子的配位数为___________。
Ⅳ.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:
(12)以非极性键结合的非极性分子是___________。
(13)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是___________。
(14)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是___________。
(15)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是___________。
三、综合题(共8道题,65分)
27. Ti是一种密度小,强度大的金属。钛合金也有广泛应用。
(1)将Ti的基态原子价电子轨道表示式:___________。
(2)Ti的三种四卤化物的熔点如下表。
四卤化物
熔点/℃
38.3
155
、、的熔点依次升高的原因是___________。
(3)合金有良好的生物相容性,其晶体有和两种立方晶胞结构,如下图。
①中,Au周围最近且等距的Au的个数为___________。
②若和两种晶胞棱长分别为anm和bnm,则两种晶体的密度之比为___________。
(4)用滴定法测定合金中Ti含量:取ag合金,加入足量浓硫酸共热,得到紫色溶液,并在酸性条件下定容至250mL;取25mL溶液于锥形瓶中,以KSCN为指示剂,用 溶液进行滴定,逐渐变为(无色),达到滴定终点时,消耗溶液VmL。
①滴定过程被氧化为的离子方程式为___________。
②滴定终点的现象:滴入最后半滴溶液,___________。
③合金中Ti的质量分数为___________。
28. 电池是人类生产和生活中重要的能量来源。各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。回答下列问题:
(1)纯电动车采用了高效耐用的新型可充电电池,该电池的总反应式为。该电池放电时的负极材料为___________;放电时,___________(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。
(2)一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如图1所示,写出放电过程中负极的电极反应式:___________,若过程中产生,则消耗标准状况下的体积为___________L。
(3)人工肾脏采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[,其中N元素显-3价、O元素显-2价],原理如图2所示。
①阳极室中发生的反应依次为___________、___________。
②电解结束后,阴极室溶液的与电解前相比将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
29. 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
(1)利用和空气中的可合成氨,同时生成。
已知:Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
则上述合成氨的热化学方程式为______。
(2)合成尿素[]的反应为 。向恒容密闭容器中按物质的量之比4∶1充入和,使反应进行,保持温度不变,测得的转化率随时间的变化情况如图所示。
①若用的浓度变化表示反应速率,则A点的逆反应速率______B点的正反应速率(填“>”“<”或“=”)。
②下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是______(填选项字母)。
A.体系压强不再变化
B.气体平均摩尔质量不再变化
C.的消耗速率和的消耗速率之比为2∶1
D.固体质量不再发生变化
③工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有______(填选项字母)。
A.升高温度 B.加入催化剂
C.将尿素及时分离出去 D.增大反应体系的压强
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。实验发现,NO易发生二聚反应并快速达到平衡。向真空钢瓶中充入一定量的NO进行反应,测得温度分别为和时NO的转化率随时间变化的结果如图所示。
①温度为时,达到平衡时体系的总压强为200kPa,X点的物质的量分数为______(保留三位有效数字),X点对应的平衡常数______(用分压表示,保留小数点后三位)。
②如图所示,利用电解原理,可将废气中的NO转化为,阳极的电极反应式为______,通入的目的是______。
30. 镍氢电池是一种新型绿色电池,利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为、及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴,其工艺流程如图所示。
已知:①和都能与盐酸发生氧化还原反应。
②常温下,部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表;
金属阳离子
开始沉淀时pH
6.3
1.5
3.4
7.2
—
7.0
完全沉淀时pH
8.3
2.8
4.7
9.1
1.1
9.0
提示:当离子浓度小于时,认为该种离子沉淀完全。回答下列问题:
(1)“步骤①”用稀硫酸浸取金属电极芯前,需先粉碎金属电极芯,粉碎的目的是____________。
(2)“步骤②”调pH的范围为_____。
(3)常温下,,则m=___________。
(4)“步骤④”中从环保角度分析不采用盐酸的原因是_______________________。
(5)“步骤⑤”制的离子方程式为________________________________________________。
(6)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料[]。该反应的离子方程式为__________________。
(7)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时阳极的电极反应式为__________________。
31. 以CO2为原料催化加氢可以制备CH4、CH3OH、C2H4,为我国科学家发明的二氧化碳加氢的一种催化剂。回答下列问题:
(1)基态原子电子排布式为___________,其核外电子空间运动状态有___________种。
(2)每个基态氧原子含有未成对电子的数目为___________,同一周期第一电离能大趋势在逐渐增大,但是存在反常,比如,请解释原因:___________。
(3)催化加氢制备的化学方程式为。
①等物质的量的CH3OH和CO2分子中键数目之比为___________。
②沸点:CH3OH___________(填“>”或“<”)CH4,其原因为___________。
(4)四方体晶胞结构如图所示,原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,、、原子的坐标参数分别为、,。
①R原子的坐标参数为___________。
②假设ZrO2的密度为,摩尔质量为,表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中Zr原子和O原子的最短距离为___________(列出算式即可)。
(5)MnO电极材料充放电过程的原理如下图所示:
①MnO晶胞的边长相等均为a nm,已知MnO的摩尔质量是 M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为___________g/cm3。(1 cm = 107 nm)
②I为MnO活化过程:MnO___________e− = Mn0.61匚0.39O + 0.39 Mn2+; II代表电池___________过程(填“放电”或“充电”)。
32. 四氟硼酸锂()是锂离子电池常用的电解质。一种利用与在无水体系中制备的实验装置如图所示,回答下列问题:
注:该装置能控制反应进行的快慢,有效提高原料的利用率。
(1)装置中的仪器均使用聚四氟乙烯材料制成,不能使用普通玻璃仪器的原因是___________。
(2)中为+3价,遇水极易发生水解,生成与另一种物质,其化学方程式为___________。
(3)装置B的作用除干燥外,另一个用途是___________。装置C中倒置漏斗的作用是___________。
(4)是一种弱酸,其水溶液称氢氟酸。
①在的溶液中,下列说法正确的是___________。
A. B.
C.加水稀释,的电离程度增大,溶液pH减小 D.加入少量固体,水的电离程度减小
②常温下,测得的溶液中,忽略的电离损失,计算此时的电离常数=___________。
33. 一种锂离子电池的工作原理:。从废旧电池再生的一种流程如下。
(1)考虑到安全性和锂回收,废旧电池需要充分放电,其电极反应如下。
负极:;正极:___________。
(2)为保证正极材料在空气中充分反应,可采取的措施是___________(答一条即可)。
(3)向浸出液中加入氨水调节溶液pH,有沉淀生成。pH对沉淀中Fe和P的物质的量之比的影响如图1所示。
已知:i.分别与形成的化合物均难溶于水;
ii.体系中含磷粒子的物质的量分数与pH的关系如图2所示。
①实验中控制沉淀的最佳pH在___________左右。
②当时,沉淀中一定有的含铁物质是和___________(填化学式)。
③若向的浊液中继续加入氨水至,会导致的值增大,主要反应的化学方程式是___________。
(4)下列关于该流程的说法正确的是___________填序号)。
A. 正极材料在空气中加热,理论上生成的
B. 当浸出液的pH从0增大为2时,的值增大了倍
C. 向滤液中加入氨水,可减少饱和溶液的用量
D. 由和再生时,所加的蔗糖作氧化剂
34. 某钒渣主要成分为(含有少量、),以其为原料生产的工艺如下图:
已知:
i.钒酸()是强酸,(偏钒酸铵)难溶于水;价钒在溶液中的主要存在形式与溶液的关系如表所示。
4~6
6~8
8~10
10~12
主要离子
ii.室温下,,。
iii.在溶液时开始沉淀,溶液时沉淀完全。
请回答以下问题:
(1)焙烧过程中生成的化学方程式为___________。
(2)已知难溶于水,可溶于盐酸。若“酸浸”时溶液的,则溶于盐酸的离子方程式为___________。
(3)“转沉”时,发生反应,该反应的平衡常数___________(用含m、n的代数式表示)。
(4)“沉钒2”的沉钒率随温度的变化如图所示,温度高于80℃沉钒率下降的原因是___________。
(5)产品纯度测定:将产品()溶于足量稀硫酸配成溶液。取该溶液于锥形瓶中,用标准溶液进行滴定,经过三次滴定,达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为。
①完成下列滴定过程的离子方程式:___________。
②产品的纯度为___________(用质量分数表示,)。
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