13.选择性必修2 第一章 原子结构与性质(学生版)(按章分类)-高中化学·3年高考真题 (2024-2026)
2026-10-18
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内容正文:
【 高中化学 】
3年高考真题(2024-2026)-按章分类
选择性必修2
第一章 原子结构与性质
29个单选题 + 11个解答题
---- 学 生 版 ----
一、单选题
1.(2026高考·浙江)某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物(以作溶剂,Ph—代表苯基,电负性:)。合成机理示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.该合成中NaI可作电解质
B.化合物1、化合物2中P元素的化合价不同
C.转化为化合物4的反应中,被还原
D.该合成的反应式为
2.(2026高考·甘肃)是文物修复中使用的一种仿生材料,、、、为依次位于第一至第四周期的主族元素。其中,原子核外电子只有一种自旋取向,基态原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。的单质能在空气中自燃,基态原子价层电子数为的2倍。下列说法错误的是( )
A.和的单质均具有还原性 B.化合物WY可作干燥剂
C.X和Y的单质均可在空气中燃烧 D.化合物的水化物具有酸性
3.(2026高考·甘肃)基于我国在制备高纯氟化物熔盐、核级石墨和耐腐蚀镍基合金等领域的技术突破,第四代核裂变反应堆(钍基熔盐堆)在甘肃建成,并于2025年首次实现堆内钍铀转化。下列说法错误的是( )
A.NaF电子式
B.碳原子结构示意图
C.基态Ni原子价层电子排布图
D.元素钍(Th)有和等核素
4.(2026高考·广西)利于口腔健康的某物质,含原子序数依次增大的前四周期元素W、X、Y、Z。W是地壳中含量最高的元素,X单质在单质中氧化性最强,基态Y原子电子总数是最外层电子数的3倍,ZW是常用干燥剂。下列说法正确的是( )
A.原子半径:X>Y B.第一电离能:X>W
C.电负性:W>X>Z D.Z的价层电子轨道表示式
5.(2026高考·江苏)锡(Sn)是中国古代青铜中的重要金属,Sn位于第五周期ⅣA族。下列说法正确的是( )
A.气态分子热稳定性: B.第一电离能:
C.原子半径: D.基态原子最外层电子排布式为
6.(2026高考·重庆)X、Y、Z、Q和元素的原子序数依次增大,且皆不在0族。和处于同一周期,的核外电子分布在4个原子轨道上,和的n p轨道电子数之和等于的轨道电子数,在化合物中两种离子的电子排布式相同,离子的层电子数比层和层电子数之和多2。下列叙述正确的是( )
A.非金属性: B.的氢化物难溶于水
C.最高化合价: D.的焰色为黄色
7.(2026高考·重庆)下列描述正确的是( )
A.的电子式为 B.的空间填充模型为
C.的电子排布图为 D.中子数22的的核素符号为
8.(2026高考·江西)高能离子化合物由同一短周期元素组成。四种原子基态时未成对电子总数为7,内层电子总数为8,阴离子结构如图。下列元素中电负性最小的是( )
A.M B.X C.Y D.Z
9.(2026高考·贵州)反应可用于制备消毒剂。下列有关化学用语的说法错误的是( )
A.基态氧原子的电子云轮廓图:
B.的电子式:
C.中子数为20的氯原子符号:
D.的电离方程式:
10.(2026高考·江西)我国科学家在硅衬底上成功合成材料,实现了黄光LED的重大突破,点亮了“中国之光”。已知Ga、In和Al同族,下列说法正确的是( )
A.Ga的价层电子排布是 B.中Ga与In化合价不同
C.单晶硅是半导体材料 D.是金属材料
11.(2026高考·广东)化合物与可用作电解质饮料的配料。短周期元素M、R、L、T、Q、X原子序数依次增加,R、X同族,Q与X相邻,Q基态原子的3p轨道为半充满,则下列说法正确的是( )
A.原子半径: B.金属性:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
12.(2026高考·河南)某催化剂由、、、四种短周期主族元素及第四周期区元素组成。、、、的原子序数依次增大,基态原子的原子核外无未成对电子。基态原子的核外电子填充在3个能级,且各能级电子数相等,其价电子数等于原子核电荷数的一半。与位于不同周期,基态原子的价电子数与基态原子轨道中的电子总数相等。下列说法正确的是( )
A.电负性: B.的中心原子采取杂化
C.的原子半径在同周期中最大 D.的第一电离能高于同周期相邻元素
13.(2025高考·重庆)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4,Y只有一个未成对电子,Z+的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是( )
A.X、Y和Z位于同一周期 B.氧化物的水化物碱性最强的是X
C.单质熔点最高的是Y D.原子半径是最大的是Z
14.(2025高考·全国卷)一种化合物分子结构如图所示,其中W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种同位素的中子数为0,X和Z同族。下列说法错误的是( )
A.原子半径: B.第一电离能:
C.电负性: D.单质氧化性:
15.(2025高考·湖南)浓溶液中含有的具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是。下列说法正确的是( )
A.电负性: B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质 D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
16.(2025高考·浙江)根据元素周期律推测,下列说法不正确的是( )
A.原子半径: B.电负性:
C.非金属性: D.热稳定性:
17.(2025高考·云南)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是( )
A.M与Z可形成离子化合物 B.原子半径:
C.是极性分子 D.电负性:
18.(2025高考·重庆)根据元素周期律,同时满足条件(ⅰ)和条件(ⅱ)的元素是( )
(ⅰ)电负性大于同族其他元素;(ⅱ)第一电离能高于同周期相邻的元素
A.Al B.Si C.B D.Be
19.(2025高考·江苏)科学家通过核反应发现氚。下列说法正确的是( )
A.表示一个质子 B.的基态原子核外电子排布式为
C.与互为同位素 D.的原子结构示意图为
20.(2025高考·河北)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是( )
A.第二电离能: B.原子半径:
C.单质沸点: D.电负性:
21.(2025高考·河南)下列化学用语或图示正确的是( )
A.反二氟乙烯的结构式:
B.二氯甲烷分子的球棍模型:
C.基态S原子的价电子轨道表示式:
D.用电子式表示的形成过程:
22.(2025高考·山东)第70号元素镱的基态原子价电子排布式为。下列说法正确的是( )
A.的中子数与质子数之差为104 B.与是同一种核素
C.基态原子核外共有10个d电子 D.位于元素周期表中第6周期
23.(2025高考·浙江)下列化学用语表示不正确的是( )
A.基态S原子的电子排布式: B.质量数为14的碳原子:
C.乙烯的结构简式: D.的电子式:
24.(2024高考·全国)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数,化合物可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是( )
A.X和Z属于同一主族 B.非金属性:
C.气态氢化物的稳定性: D.原子半径:
25.(2024高考·湖北)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是( )
A.电负性: B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数: D.氧化物溶于水所得溶液的
26.(2024高考·安徽)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,和Y混合气体中氧原子数为
B.溶液中和数均为
C.完全转化为时,转移的电子数为
D.中含有的价电子总数为
27.(2024高考·安徽)下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是( )
A.键角:
B.熔点:
C.同浓度水溶液的
D.羟胺分子间氢键的强弱:
28.(2024高考·上海)下列关于氟元素的性质说法正确的是( )
A.原子半径最小 B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强 D.最高正化合价为+7
29.(2024高考·甘肃)X、Y、Z、W、Q为短周期元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子,Z和Q同族,Z的原子序数是Q的一半,W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是( )
A.X、Y组成的化合物有可燃性 B.X、Q组成的化合物有还原性
C.Z、W组成的化合物能与水反应 D.W、Q组成的化合物溶于水呈酸性
二、解答题
1.(2026高考·贵州)钪是一种关键的战略金属,对国防科技、产业升级有重要的作用。从某钪铝渣[含及、、等的氢氧化物]中回收钪和铝,工艺流程如图。
已知:
①钪铝渣中夹杂在其他金属氢氧化物中或包裹在其他颗粒的孔隙中。
②“酸浸”工序中,钪主要以的形式被浸出。
③时,, 。
回答下列问题:
(1)基态钪原子的价层电子轨道表示式为_______________。
(2)“预处理”工序的操作是________。
(3)“碱浸”工序中,在一定条件下,NaOH溶液浓度对钪和铝浸取率的影响如图1,最佳NaOH溶液浓度为________________。
(4)“酸浸”工序中浸出钪的主要离子方程式为____________________。
(5)pH对萃取率的影响如图2,HNO3溶液浓度对洗脱率的影响如图3。
①“无机溶液1”中存在的金属阳离子主要是___________。
②本工艺中去除溶液中Fe3+的工序是___________,依据是_____________________________________。
(6)“碱浸”工序中,、溶液中时,pH为________。
2.(2026高考·广东)硫、氯单质及其化合物在科研和生产中均具有重要作用。
(1)基态S原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)我国科学家在深海发现化能合成生物群落,硫化物的氧化可为生物活动提供能量。
则___________(用和表示)。
(3)的氧化可在卟啉铁配合物[](用表示)催化下进行,其中的一步反应为。为研究不同因素对该反应的影响,进行4组实验:Ⅰ~Ⅲ组仅初始不同;Ⅳ与Ⅱ组仅温度不同。时间内的实验数据如图1。
①下列说法正确的有___________。
A.0~t内反应速率:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ B.Z的平衡转化率:Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ
C.实验温度:Ⅱ>Ⅳ D.平衡时的浓度:Ⅱ和Ⅳ相等
②Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的数据点分布在一条直线上,且,则___________。
(4)可用于橡胶的硫化。其在潮湿空气中水解生成、和,该水解反应的熵变___________0(填“>”“=”或“<”)。
(5)某低共熔溶剂(D)可用于吸收,其吸收过程可表示为:
,
在一定和压强()下,吸收至饱和时,每摩尔D吸收的量为,相关信息见图2,或随的变化如图3。
①1 mol D在303 K、下吸收至饱和,再升温至、降压至,达平衡后可释放___________。
②形成的总过程表示为,其平衡常数可表示为。已知:时,,则在、、最多可吸收___________。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
3.(2026高考·河北)钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
已知:钒渣主要含、、和少量CaO、 等。
回答下列问题:
(1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。
(2)氧化工序通常采用较大的流量,其目的是_______________________;配平化学方程式:________________________________。
_____ _____ _____ _____ _____ ______
(3)滤渣的主要成分有 、__________、__________(填化学式)。
(4)80℃和40℃时,和的溶解度随 质量分数变化如图所示。结合图像分析 质量分数为30%时,冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因:________________________________。
(5)母液返回_________工序。
(6)还原工序中,反应的离子方程式为___________________________________。
4.(2026高考·云南)创新驱动,深挖“城市矿山”,一种从废弃印刷电路板(WPCB)(主要含Cu、Ni、Au、Ag)中分离回收有价金属的工艺如下:
已知:①PMS为过一硫酸盐(含过氧键),在强酸介质中会水解。
②表示具有高氧化活性的单线态氧分子。
回答下列问题:
(1)Au与Cu同族,属于__________区元素。
(2)“酸浸1”中发生反应的离子方程式为__________。
(3)“滤液2”中主要的金属离子有、__________(填离子符号)。
(4)“氧化溶金”中,KCl不能用HCl替代的原因为__________;PMS发生反应的离子方程式__________。(将离子方程式补充完整)
__________+__________
(5)工序“”中,抗坏血酸的作用为__________。
(6)“碱沉”前,用的标准溶液测定“滤液”中的及浓度,和与的关系如图(,,忽略的水解)。“滤液1”中的浓度为__________(结果保留小数点后3位)。
(7)“沉银”时,“滤液2”与“滤液3”混合时有少量生成,其反应的化学方程式为__________。
5.(2025高考·湖北)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂,通过以下两种工艺制备:
Ⅰ
Ⅱ
已知:室温下,是难溶酸性氧化物,的溶解度极低。
时,的溶解度为水,温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题:
(1)基态氟离子的电子排布式为 。
(2)时,饱和溶液的浓度为,用c表示的溶度积 。
(3)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分,测得反应的转化率为78%。水浸分离,的产率仅为8%。
①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化,推测溶解度 (填“>”或“<”)
(4)工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%,写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式 。
(5)从滤液Ⅱ获取晶体的操作为 (填标号)。
a.蒸发至大量晶体析出,趁热过滤 b.蒸发至有晶膜出现后冷却结晶,过滤
(6)研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。
a.增大反应物间的接触面积 b.破坏反应物的化学键
c.降低反应的活化能 d.研钵表面跟反应物更好接触
6.(2025高考·广东)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为 。
(2)298K下,反应的、,则298K下该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以为原料可制备。将与10.0molTi放入容积为的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。
编号
过程
(a)
(b)
(c)
(d)
① kJ/mol。
②不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为 。
③温度下, ,反应(c)的平衡常数 (列出算式,无须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼的分解反应:
(e)
(f)
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响,以肼的水溶液为原料(含的物质的量为),进行实验,得到、随时间t变化的曲线如图。其中,为与的物质的量之和;为剩余的物质的量。设为0~t时间段内反应(e)消耗的物质的量,该时间段内,本体系中催化剂的选择性用表示。
①内,的转化率为 (用含的代数式表示)。
②内,催化剂的选择性为 (用含与的代数式表示,写出推导过程)。
7.(2025高考·河北)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式: 。
(2)煅烧工序中反应生成的化学方程式: 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分:、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因: 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分: (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
8.(2025高考·上海)工业从低品位锗矿中提取精锗,使用分步升温的方法:
(1)验证矿石中的锗元素可使用的方法为 。
A.原子发射光谱法 B.红外光谱法 C.X射线衍射
(2)既能和强酸反应,也能与强碱反应,由此推测是 氧化物。
已知矿中含有、煤焦油、等杂质,相关物质的熔、沸点如下表所示:
煤焦油
熔点
升华
沸点
(3)使用分段升温的原因是 。
(4)下图为在不同温度下,使用不同浓度的真空还原时,元素的萃出率,图可知真空还原采用的最佳温度及浓度为 。
A.,2.5% B.,5.0% C.,2.5% D.,2.5%
(5)真空还原阶段用除,产物还有等生成,写出该阶段的化学方程式 。
采用滴定法测定样品中元素含量的方法如下:
(以下实验过程根据回忆所得信息结合文献资料重新整合所得,仅供参考)
准确称取含锗矿石粉末,置于圆底烧瓶中。加入浓盐酸和溶液,加热至微沸(溶解)冷却后,加入,搅拌至溶液变为无色。将溶液转移至锥形瓶,用稀盐酸冲洗烧瓶并入锥形瓶中。
加入磷酸,冷却溶液至以下(冰水浴),用橡胶塞密封锥形瓶。向锥形瓶中加入淀粉溶液作为指示剂。用标准溶液滴定至滴定终点。
记录消耗的体积为。
(还原)
(主反应)
(终点反应)
(6)装置a名称为 。
A.锥形瓶 B.恒压滴液漏斗 C.球形冷凝管 D.滴定管
(7)滴定终点时,颜色由 变为 ,半分钟不褪色。
(8)滴定时为什么要用橡胶塞塞紧锥形瓶 ?(真空还原)
(9)已知,求样品(固体)中元素的质量分数【纯度】 (用c、V、m表示)。
(10)滴定结果纯度偏大,可能的原因是 。
A.未用标准溶液润洗滴定管
B.未用将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)
C.滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡
D.在常温下滴定(未保持在以下滴定)
9.(2024高考·湖南)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
②;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题:
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 ;
(2)“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量的原因是 。
②在“除金”工序溶液中,浓度不能超过 。
(4)在“银转化”体系中,和浓度之和为,两种离子分布分数随浓度的变化关系如图所示,若浓度为,则的浓度为 。
(5)滤液4中溶质主要成分为 (填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序需在℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是 。
10.(2024高考·广东)酸在多种反应中具有广泛应用,其性能通常与酸的强度密切相关。
(1)酸催化下与混合溶液的反应(反应a),可用于石油开采中油路解堵。
①基态N原子价层电子的轨道表示式为 。
②反应a:
已知:
则反应a的 。
③某小组研究了3种酸对反应a的催化作用。在相同条件下,向反应体系中滴加等物质的量的少量酸,测得体系的温度T随时间t的变化如图。
据图可知,在该过程中 。
A.催化剂酸性增强,可增大反应焓变
B.催化剂酸性增强,有利于提高反应速率
C.催化剂分子中含H越多,越有利于加速反应
D.反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小
(2)在非水溶剂中,将转化为化合物ⅱ(一种重要的电子化学品)的催化机理示意图如图,其中的催化剂有 和 。
(3)在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测定了两种一元弱酸(X为A或B)在某非水溶剂中的。
a.选择合适的指示剂其钾盐为,;其钾盐为。
b.向溶液中加入,发生反应:。起始的物质的量为,加入的物质的量为,平衡时,测得随的变化曲线如图。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
①计算 。(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
②在该溶剂中, ; 。(填“>”“<”或“=”)
11.(2024高考·河北)是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知:i石煤是一种含的矿物,杂质为大量和少量等;苛化泥的主要成分为等。
ⅱ高温下,苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐;室温下,偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题:
(1)钒原子的价层电子排布式为 ;焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为 ,产生的气体①为 (填化学式)。
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为 (填化学式)。
(3)在弱碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 ;加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为 ;浸取后低浓度的滤液①进入 (填工序名称),可实现钒元素的充分利用。
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为 (填化学式)。
(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为 (填序号)。
a.延长沉钒时间 b.将溶液调至碱性 c.搅拌 d.降低溶液的浓度
第一章 原子结构与性质
---- 参考答案及解析 ----
一、单选题
1.B 据图可知,左侧Pt电极失去电子,则左侧为阳极,右侧Pt电极得到电子,则右侧为阴极,据此解答。 在中可电离出和,能够导电,可作电解质,同时,在阳极失去电子生成,参与后续反应后又重新生成,起到了电催化剂(氧化还原媒介物)的作用,A正确。化合物1和2为互变异构体,化合物1:P 原子与两个 O 原子(电负性 O > P)、一个 S 原子(电负性 S > P,且形成双键)和一个 H 原子相连(电负性 P> H),该P 原子的化合价为:+2+2-1= +3 价;化合物2:P 原子与两个 O 原子和一个 S 原子(形成单键)相连,该P原子化合价为:+2+1= +3 价。P元素化合价相同,B错误。化合物4的P 原子与 O、S(双键)、S(单键) 相连,所有成键电子均偏离 P,此时 P 的化合价为 +5 价。P 元素的化合价从反应前的 +3 价升高到了 +5 价,发生了氧化反应。因此,作为氧化剂,自身发生还原反应,C正确。结合反应机理,总反应的反应物为化合物1和,生成物为化合物4和,反应式配平、条件标注均正确,D正确。
2.C 原子核外电子只有一种自旋取向,位于第一周期,核外仅1个电子,只有1种自旋取向,则X为H,基态原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,位于第二周期,核外电子排布为,s能级总电子数等于p能级,则Y为O,的单质能在空气中自燃,白磷可在空气中自燃,则Z为P,基态原子价层电子数为的2倍,位于第四周期第ⅡA族,价层电子数为2,是价层电子数的2倍,则W为Ca,据此回答。 的单质、的单质磷均能失电子被氧化,具有还原性,A正确。WY为,具有吸水性,常用作干燥剂,B正确。的单质可在空气中燃烧,的单质是助燃剂,本身不能燃烧,C错误。为,其水化物为亚磷酸,属于弱酸,具有酸性,D正确。
3.A 为离子化合物,电子式为:,A错误。碳原子的质子数为6,核外电子分两层排布,K层2个电子、L层4个电子,结构示意图符合碳原子的核外电子排布规律,B正确。基态原子价层电子排布为,图示符合基态Ni原子核外电子排布规则,C正确。和质子数均为90、中子数不同,互为同位素,属于钍元素的不同核素,D正确。
4.B W是地壳中含量最高的元素,为;X单质氧化性最强,为F;Y原子序数大于F,总电子数是最外层电子数3倍,推得为P(总电子数15,最外层5个电子,);ZW为常用干燥剂,W为,故Z为Ca(为常见干燥剂),据此回答。 原子半径:同周期从左到右原子半径减小,同主族从上到下原子半径增大,P为第三周期元素,F为第二周期元素,半径,即,A错误。第一电离能:同周期元素第一电离能总体随原子序数增大而呈递增趋势,O的第一电离能低于同周期相邻的F,故,B正确。非金属性越强,电负性越大,F是电负性最大的元素,电负性顺序为,即,C错误。的价层电子排布为,轨道应填充2个自旋方向相反的电子,价层电子轨道表示式,D错误。
5.C 同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性,非金属性越强气态氢化物热稳定性越强,故稳定性,A错误。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,和同周期,原子序数,故第一电离能,B错误。同主族元素从上到下电子层数增多,原子半径逐渐增大,位于第五周期ⅣA族,位于第三周期ⅣA族,故原子半径,C正确。为ⅣA族元素,最外层电子数为4,基态原子最外层电子排布式为,D错误。
6.C X核外电子占4个原子轨道,电子排布为,X为;X、Y同第二周期,X的电子数为2,X与Y的电子数之和等于Z的电子数,且Z不在0族,故Y的电子数为3,Y为,Z的电子数为5,Z为;中两离子电子排布相同,为18电子,故Q为(也为18电子,形成符合1:1组成);的M层电子数比K、L层之和()多2,即M层有12电子,电子排布为,W为。 X为C,Z为Cl,C的最高价含氧酸为,Cl的最高价含氧酸为,酸性强于,因此非金属性弱于,即,A错误。Y为N,氢化物为,能和水分子形成氢键,其极易溶于水,B错误。Y为,最高化合价为;W为,最高化合价为,因此最高化合价,即,C正确。Q为,焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃),钠的焰色为黄色,D错误。
7.C 是共价化合物,不存在阴阳离子,其电子式为:,A错误。题图为球棍模型,不是空间填充模型,的空间填充模型为:,B错误。核外有9个电子,电子排布式为,电子排布图为,C正确。的质子数为18,中子数为22的核素质量数为,核素符号左下角应为质子数,正确符号为,D错误。
8.C 同周期主族元素,从左到右电负性逐渐增大,故B、C、N、F中电负性最小的为B元素,即元素Y,故选C。
9.C 电子云轮廓图为沿y轴伸展的哑铃形,与图示一致,A正确。中C与每个O形成双键,给出的电子式中各原子均满足8电子稳定结构,书写正确,B正确。中子数为20的氯原子,质量数=质子数+中子数=17+20=37,原子符号为,C错误。水是弱电解质,存在自偶电离,电离方程式书写正确,D正确。
10.C Ga位于第四周期第ⅢA族,价层电子排布为,是Al的价层电子排布,A错误。在中N元素显-3价,Ga和In均为第ⅢA族元素,最高正价均为+3,,满足各元素的正负化合价代数和为0,则在中二者化合价均为+3价,化合价相同,B错误。单晶硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是常用的半导体材料,C正确。中含有非金属元素N,不属于金属材料,D错误。
11.C Q基态原子3p轨道半充满,电子排布为,故Q为P;Q与X相邻且X原子序数更大,故X为S;R与X同族,故R为O;结合化合物为电解质配料为,T为Mg,原子序数依次增大规律,可推出M为H,L为Na,电解质为,据此解答。 同主族元素原子半径从上到下增大,故原子半径,即,A错误。同周期主族元素从左到右金属性减弱,故金属性,即,B错误。同周期元素第一电离能总体呈增大趋势,第ⅤA族p轨道半充满结构稳定,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能,即,C正确。元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性,故酸性,即,D错误。
12.A 、、、的原子序数依次增大,基态Q原子电子填充3个能级且各能级电子数相等,电子排布为,故Q为C;Q价电子数为4,等于W核电荷数的一半,得W核电荷数为8,故W为O;Z为第四周期s区元素且无未成对电子,电子排布为,故Z为Ca;X、Y原子序数依次增大且为短周期主族元素、不同周期,故X为第二周期、Y为第三周期,X价电子数等于Y的p轨道总电子数,X原子序数大于O,只能为F(价电子数7),则Y的p轨道总电子数为7,电子排布为,故Y为Al。 同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,电负性F>O,即,A正确。为,中心C的价层电子对数为,采取杂化,B错误。Z为Ca,第四周期原子半径从左到右逐渐减小,同周期原子半径最大的是K,不是Ca,C错误。Y为Al,同周期相邻元素为Mg和Si,同周期主族元素,第一电离能从左往右有增大的趋势,则第一电离能:,Mg的3s轨道电子能量低于Al的3p轨道电子能量,更难电离,则第一电离能:,D错误。
13.D 分析可知,X为Ge,Y为Br,Z为Rb,不属于同一周期,A错误。X为Ge,Y为Br,Z为Rb,金属性最强的元素为Rb,所以最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Z,B错误。X为Ge,单质为金属晶体;Y为Br,单质为分子晶体;Z为Rb,单质为金属晶体;Ge原子半径较小,而且价电子数多,金属键较强,熔点较高,所以单质熔点最高的是X,C错误。电子层数越多的,原子半径越大,X,Y为第四周期,Z为第五周期,所Z的原子半径最大,D正确。
14.A 同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期,从左到右,原子半径依次减小,因此原子半径:,A错误。同一周期,从左到右,第一电离能有增大的趋势,因此第一电离能:,B正确。同一周期,从左到右电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,故,推出电负性:,C正确。X、Y、Z的单质分别为O2、F2、S,因此单质氧化性:,D正确。
15.D 非金属性越强,电负性越大,中O为负化合价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误。Y(O)的单质O2是非极性分子,但O3是极性分子(V形结构导致偶极矩不为零),B错误。X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO,属于弱电解质,并非全部为强电解质,C错误。M为Zn,比Fe活泼,镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确。
16.A 同周期主族元素,从左往右原子半径依次减小,则原子半径:,A错误。C和Si位于第ⅣA族,同族元素从上到下电负性减小(原子半径增大,吸引电子能力减弱),则电负性:,B正确。Br和I位于第ⅦA族(卤素),同族元素从上到下非金属性减弱(原子半径增大,得电子能力减弱),则非金属性:,C正确。N和P位于第ⅤA族(氮族),同族元素从上到下非金属性减弱,氢化物热稳定性与非金属性正相关,故非金属性N>P,热稳定性:,D正确。
17.A H与Ca形成CaH2,为活泼金属形成的氢化物,为离子化合物,A正确。同周期原子半径从左到右逐渐减小,同主族原子半径从上到下逐渐增大,R为O、T为Na、X为Al,则它们的原子半径大小为O<Al<Na,即R<X<T,B错误。为CO2,为直线型的非极性分子,C错误。同周期电负性从左到右逐渐增大,同主族电负性从下到上逐渐增大,Q为C、R为O、Y为Si,则电负性Si<C<O,正确顺序为Y<Q<R,D错误。
18.D Al是第ⅢA族元素,同主族中电负性最大的是B,因此Al不满足条件(i),A错误。Si是第ⅣA族元素,同主族中电负性最大的是C,因此Si不满足条件(i),B错误。B是第ⅢA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(i)。B是ⅢA族元素,同周期电离能从左往右逐渐增加,但Be是第ⅡA族元素,2p为全空,比较稳定,电离能大于B,所以B的第一电离能比相邻的Be和C都小,不满足条件(ii),C错误。Be是第ⅡA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(i);Be是第ⅡA族元素,2p为全空,比较稳定,电离能大于B和Li,所以Be的第一电离能大于同周期相邻主族元素,满足条件(ii),D正确。
19.C 质量数为1,质子数为0,中子数为1,因此其表示一个中子,A错误。的基态原子核外电子排布式为,B错误。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素,与质子数相同、中子数不同,二者互为同位素,C正确。原子核外只有2个电子,原子结构示意图为,D错误。
20.A O的第二电离能高于N,因为O+的电子构型为2p3(半充满),失去电子需更高能量,而N+的电子构型为2p2,失去电子相对容易,因此X(O)的第二电离能大于Y(N),A错误。同主族从上到下,原子半径变大,同周期,从左到右原子半径变小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径S>O>F,即:,B正确。N2与F2都是分子晶体,F2范德华力大,沸点高,C正确。同主族从上到下,电负性逐渐减小,O的电负性大于S,D正确。
21.B 顺式结构中,两个相同的原子或基团位于双键的同一侧;而反式结构中,两个相同的原子或基团分别位于双键的两侧,所以为顺二氟乙烯,A错误。二氯甲烷中含有两根碳氢键和两根碳氯键,键长不一样,球棍模型为,B正确。基态S原子的价电子排布式为3s23p4,轨道表示式:,C错误。氯化铯为离子化合物,用电子式表示的形成过程:,D错误。
22.D 中子数=174-70=104,与质子数70的差为104-70=34,而非104,A错误。同位素之间质子数相同,但中子数不同,两者属于不同核素,B错误。根据构造原理可知,Yb的电子排布为[Xe]4f146s2,在3d和4d轨道上有电子,共20个d电子,C错误。根据Yb的价电子排布式可知,其有6s轨道,说明其有6个电子层,其位于第6周期,D正确。
23.A 硫原子质子数为16,位于第三周期ⅥA族,基态S原子的电子排布式:,A错误。碳原子质子数为6,质量数为14的碳原子表示为:,B正确。乙烯的官能团是碳碳双键,结构简式为:,C正确。水是共价化合物,水分子中O原子是中心原子,电子式为,D正确。
24.A 由分析可知,X为N元素,Z为P元素,X和Z属于同一主族,A正确。由分析可知,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,非金属性:F>N>P,B错误。由分析可知,Y为F元素,Z为P元素,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性:HF>PH3,C错误。由分析可知,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径:Li>N>F,D错误。
25.D W和Y可以形成,其中S显-2价,因此,电负性S>H,A不正确。是中强酸,而是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B不正确。H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,O有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数 O>H,C不正确。K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱,S的氧化物溶于水且与水反应生成或,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为 K>S,D正确。
地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺广泛用于药品、香料等的合成。已知时,,,。
完成下列小题。
26.A 标准状况下,和N2O混合气体物质的量为0.1mol,氧原子数为,A正确。HNO2为弱酸,因此能够水解为HNO2,溶液中数目小于,B错误。完全转化为时,N的化合价由-1上升到+3,物质的量为0.1mol,转移的电子数为,C错误。物质的量为0.1mol,N的价电子数等于最外层电子数为5,含有的价电子总数为,D错误。
27.D 中N原子的价层电子对数=,为sp3杂化,键角为107°,中N的价层电子对数=,为sp2杂化,键角为120°,故键角:,A错误。为分子晶体,为离子晶体,故熔点:,B错误。由题目信息可知,25℃下,,故的碱性比弱,故同浓度的水溶液中,的水解程度大于的水解程度,同浓度水溶液的pH:,C错误。O的电负性大于N,O-H键的极性大于N-H键,故羟胺分子间氢键的强弱,D正确。
28.C 同一周期主族元素从左至右,原子序数递增、原子半径递减,氟原子在本周期主族元素中半径最小,但氢原子半径小于氟原子半径,A错误。同一周期主族元素从左至右,第一电离能有增大的趋势,氟原子在本周期主族元素中第一电离能最大,但氦原子的第一电离能大于氟原子,B错误。据同一周期主族元素从左至右电负性增强、同一主族从上至下电负性减弱可知,氟元素的电负性最强,C正确。氟元素无正化合价,D错误。
29.D 若X为H,H与C组成的化合物为烃,烃能够燃烧,若X为Li,Li与C组成的化合物也具有可燃性,A正确。X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈-2价,为S元素的最低价,具有还原性,B正确。Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,C正确。W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D错误。
二、解答题
1.【答案】(1)
(2)研磨(粉碎)钪铝渣
(3)
(4)
(5);洗脱;相同条件下,时,Fe元素的洗脱率远高于Sc元素,Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2,Sc元素仍保留在有机相中
(6)12.6
【解析】(1)钪为21号元素,价层电子排布为,价层电子轨道表示式为:。
(2)已知被包裹在颗粒孔隙中,预处理需要研磨(粉碎)钪铝渣,增大接触面积,利于后续浸出。
(3)工艺需要尽可能多浸出Al、尽可能少浸出Sc,实现二者分离。由图1可知:浓度为时,Al浸出率已经达到较高值,且Sc浸出率仍很低,分离效果好,故为最佳浓度。
(4)酸浸时与氢离子反应生成,离子方程式: 。
(5) ①协同萃取时,由图2可知、的萃取率很低,而铝元素前序已除掉;因此无机溶液1中主要金属阳离子为;
② 去除的工序为洗脱;依据是:相同条件下,时,Fe元素的洗脱率远高于Sc元素,Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2,Sc元素仍保留在有机相中。
(6)已知:,,联立得: , ,。
2.【答案】(1)
(2)
(3)BC;3.2
(4)>
(5)0.82;0.22
【解析】(1)S的原子序数为16,在周期表中位于第三周期VIA族,所以其价层电子轨道表示式为
(2)根据盖斯定律,,故;
(3)①A.题图1的纵坐标是Z的反应速率,从实验Ⅰ到Ⅲ,随着的增大,Z的反应速率逐渐增大,转化率也逐渐增大,A错误。从实验Ⅰ到Ⅲ,随着的增大,Z转化率逐渐增大,B正确。温度越高反应速率越快,由题图1可知实验Ⅱ的反应速率比Ⅳ的反应速率大,故实验温度:Ⅱ>Ⅳ,C正确。Ⅱ和Ⅳ温度不同,该分步反应平衡常数不同,平衡时Z的浓度不相等,D错误,故BC。
②已知Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的数据点分布在一条直线上,故,,则。
(4)在潮湿空气中水解的化学方程式为,该反应为熵增反应,熵变。
(5)①由题干可知,每摩尔D吸收的量为。结合题图3可知,303 K、时,,,;350 K、时,,,,故达平衡后释放的为。
②由题图3可知,时,温度不变不变。时,,结合题图2中信息,,,则,解得;时,,解得,,故最多可吸收。
3.【答案】(1)d
(2)提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可);4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O
(3)Fe2O3;CaSiO3
(4)在NaOH质量分数为30%时,40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃,而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时,Na3VO4大量结晶析出,而Na2CrO4仍留在溶液中,从而实现钒和铬的分离
(5)氧化
(6)2+3+10H⁺=2Cr3+3+5H2O
【解析】(1)根据元素周期表分区规则,V(23号)属于第ⅤB族,Cr(24号)属于第ⅥB族,它们的价电子排布分别为3d34s2和3d54s1,均位于d区。
(2)首先,氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ),同时需要保证反应物充分接触,提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可)。配平化学方程式:FeO·V2O3中Fe为+2价,V为+3价;Fe2O3中Fe为+3价,Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中,Fe失去1 mol e⁻,2 mol V共失去4 mol e⁻,总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻,因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为:4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。
(3)在氧化步骤中,FeO·V2O3和FeO·Cr2O3被氧化为Fe2O3、Na3VO4、Na2CrO4,SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3。进入沉淀步骤后,加入和,与水反应生成。与沉淀,MgO与Fe2O3不与碱反应,综上,滤渣主要成分为MgO、Fe2O3、CaSiO3。
(4)观察图像:在80℃时,Na2CrO4的溶解度较高,且随NaOH浓度增加而降低。Na3VO4的溶解度较低,在40℃时,Na3VO4溶解度显著降低,而Na2CrO4溶解度仍较高。当NaOH质量分数为30%时,40℃下Na3VO4溶解度远小于80℃,而Na2CrO4溶解度变化不大。因此,降温至40℃时,Na3VO4大量结晶析出,而Na2CrO4仍留在溶液中,可实现钒和铬的分离。
(5)母液主要含NaOH,以及未结晶析出的Na3VO4、Na2CrO4等,根据流程,母液应返回“氧化”工序,继续参与反应,提高原料利用率。
(6)还原工序中,Na2CrO4被Na2SO3还原为Cr3+,被氧化为。根据氧化还原反应配平,离子方程式为2+3+10H⁺=2Cr3+3+5H2O。
4.【答案】(1)ds
(2)
(3)
(4)HCl为强酸,会引入大量 导致溶液酸性过强,使PMS发生水解而降低氧化能力失效
(5)作还原剂,将Au的阳离子还原为Au单质
(6)0.035
(7)
【解析】(1)Cu位于IB族,IB、IIB族元素属于ds区,Au与Cu同族,故为ds区元素。
(2)酸浸1加入稀盐酸,活泼金属Ni与稀盐酸反应溶解,Cu、Ag、Au不与稀盐酸反应,因此离子方程式为Ni和反应生成和,离子方程式:。
(3)滤渣1含Cu、Ag、Au,酸浸2加入稀硝酸,Cu、Ag与稀硝酸反应溶解生成、,Au不溶解,因此滤液2中金属离子除外还有。
(4)根据已知信息,PMS在强酸介质中会水解,若用HCl代替KCl,溶液酸性过强,PMS水解导致氧化能力下降。由已知②可知体系生成具有高氧化活性的单线态氧分子() ,PMS(以表示)发生分解反应生成硫酸根、氢离子和单线态氧,其离子方程式为:。
(5)“氧化溶金”后,金以 +3 价络离子形式存在于溶液中。抗坏血酸(维生素C)具有较强的还原性,在此工序中作为还原剂,将金的络离子还原析出,从而得到纳米 Au 。
(6)V(NaOH) 在 0 ~ 20.00 mL 之间时,pOH 急剧下降,此时是 NaOH 溶液中和滤液1中过量的 HCl 的阶段 。V(NaOH)在 20.00 ~ 55.00 mL 之间时,曲线趋于平缓,到达 55.00 mL 时 pNi 发生突变上升,说明此阶段NaOH均用于沉淀,沉淀消耗NaOH体积为,,由得,。
(7)滤液2中以形式存在,滤液3中含碱沉后过量的NaOH,AgOH不稳定分解为,因此反应为硝酸银与氢氧化钠反应生成氧化银、硝酸钠和水,化学方程式为。
5.【答案】(1) 氟的原子序数为9,基态氟离子电子排布为;
(2) 饱和溶液的浓度为,则、,;
(3)①正向 转化率为78%,说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行,即正向进行程度大;
②< NaF产率仅为8%,说明大部分NaF未进入溶液,则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程,根据沉淀转化的规律可推测: ;
(4) 根据工艺Ⅱ的流程,CaF2、TiO2与NaOH反应生成难溶的CaTiO3、NaF和H2O,化学方程式为:;
(5)a 由上一问可知,滤液Ⅱ主要是NaF溶液,因NaF溶解度受温度影响小(题干说明),故蒸发至大量晶体析出,趁热过滤即可得到NaF晶体,故选a;其溶解度随温度变化不明显,冷却结晶无法析出更多晶体,故不选b;
(6)ab 研磨将固体颗粒粉碎,减小粒径,从而显著增加反应物之间的接触面积,使反应更易发生,a选。研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂,产生活性位点,使反应更易发生,b选。活化能是反应固有的能量屏障,研磨主要通过增加接触和产生缺陷来提高反应速率,但一般不直接降低活化能,c不选。研钵仅作为研磨工具,其表面不参与反应,因此与反应物接触更好并非促进反应的原因,d不选。
6.【答案】(1) Ti为22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为,故答案为::
(2)能 反应的、,则根据可知,该反应在298K下能自发进行,故答案为:能;
(3)① 已知:
反应b:
反应c:
将反应c-2×反应b可得,则,故答案为:;
② 由表格可知,反应a为放热反应,反应b、c为吸热反应,反应d也是放热的,曲线Ⅰ,Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况,随着温度升高,反应b、c正向移动,反应a、d为逆向移动,所以的含量逐渐上升,的含量逐渐下降,所以曲线Ⅰ对应的物质为,故答案为:;
③0.5; 温度下,,,,根据Ti元素守恒,可推出(10+5-6-8.5)mol=0.5mol,则,,反应(c)的平衡常数=,故答案为:0.5;;
(4)① 因为肼为反应物,肼的含量逐渐下降,起始时,时, ,则内,的转化率为=,故答案为:;
② 由图可知,内,,,则,反应掉的肼为,生成的氮气和氢气的物质的量为,根据反应前后原子个数守恒,可得,反应f消耗的肼为,反应e消耗的肼为, 则本体系中催化剂的选择性===,故答案为:;
7.【答案】(1) Cr为24号元素,基态铬原子的价层电子排布式:;
(2) 煅烧工序中与过量KOH、空气中氧气反应生成、Fe2O3、,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:;
(3);MgO 根据分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分:、MgO;
(4)增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行 向中加水溶解,并通入过量CO2酸化,将转化为,加大压强,可以增大CO2的溶解度,使液体中CO2浓度增大,保证酸化反应充分进行;
(5) 根据分析可知,滤液Ⅱ的主要溶质为;
(6) 做还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的还原为,自身转化为,铁元素由0价升高到+3价,Cr由+6价降低到+3价,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:;
(7)煅烧 滤渣Ⅱ含有和可返回煅烧工序。
8.【答案】(1)A 可以通过原子发射光谱法可检验物质中所含元素,故选A;
(2)两性 既能和酸又能和碱反应生成盐和水的氧化物属于两性氧化物;既能和强酸反应,也能与强碱反应,由此推测是两性氧化物;
(3)①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质,将元素氧化为;②真空还原阶段,升温到,升华蒸出;使用分段升温,可以除去杂质,能得到较纯的;
(4)C 由图,,使用2.5%的真空还原时,元素的萃出率几乎为100%,此时能节约能源和原料;
(5) 真空还原阶段用除,产物还有、、等生成,反应中Ge化合价由+4变为+2、P化合价由+1变为+5,结合电子守恒,该阶段的化学方程式:;
(6)C 由图,装置a名称为球形冷凝管,故选C;
(7)无色;浅蓝色 根据已知,碘酸根离子和Ge2+反应生成碘离子,当Ge2+反应完,碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质遇溶液中淀粉变蓝,则实验滴定终点时,颜色由无色变为浅蓝色,半分钟不褪色。
(8)实验盖紧塞子防止被氧化【隔绝氧气,避免被氧化为(否则导致滴定结果偏低)】 空气中氧气具有氧化性,实验盖紧塞子防止被氧化(或绝氧气,避免被氧化为,否则导致滴定结果偏低),从而产生滴定误差;
(9) 由题干反应结合Ge元素守恒,存在,则样品(固体)中元素的质量分数;
(10)AD 未用标准溶液润洗滴定管,导致标准液浓度偏低,用量增大,使得测得结果偏大;未用将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a),导致Ge元素损失,使得测得结果偏低;滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡,导致标准液用量读数减小,使得测得结果偏小;在常温下滴定(未保持在以下滴定),可能被标准液氧化,使得标准液用量增大,测得结果偏大;
9.【答案】(1)ds;3d104s1。 (2)。
(3)使银元素转化为AgCl沉淀;0.5。 (4)0.05。
(5);高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产。
【解析】(1)Cu的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB族,位于ds区,其基态原子的价电子排布式为3d104s1;
(2)滤液1中含有Cu2+和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,生成、和,反应的离子方程式为:;
(3)①在“氧化酸浸”工序中,加入适量的原因是使银元素转化为AgCl沉淀;
②由题目可知,在“除金”工序溶液中,若加入过多,AgCl则会转化为,当某离子的浓度低于1.0×10−5mol⋅L−1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl发生转化,则另,由,可得,即浓度不能超过;
(4)在“银转化”体系中,和浓度之和为,溶液中存在平衡关系:,当时,此时,则该平衡关系的平衡常数,当时,,解得此时;
(5)由分析可知滤液4中溶质主要成分为Na2SO3;由不同温度下的溶解度可知,高于40℃后,的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,难以实现连续生产。
10.【答案】(1);;BD。
(2)AcOH;KI。 (3);>;>。
【解析】(1)①N的原子序数为7,位于第二周期第ⅤA族,基态N原子价层电子的轨道表示式为
;
②由已知可得:
Ⅰ.,;
Ⅱ.,;
Ⅲ.,;
Ⅳ.,;
由盖斯定律可知,目标方程式可由方程式Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ+Ⅳ得到,故反应;
③BD 催化剂不能改变反应的焓变,A错误。由图示可知,酸性:硫酸>磷酸>乙酸,催化剂酸性增强,反应速率提高,B正确。一个硫酸分子中含有2个H,一个磷酸分子中含有3个H,一个乙酸分子中含有4个H,但含H最少的硫酸催化时,最有利于加速反应,C错误。由图示可知,反应开始一段时间,反应物浓度减小,但反应速率加快,反应速率并不始终随着反应物浓度下降而减小,D正确。
(2)催化剂参与化学反应,但反应前后质量和化学性质并未改变,由催化机理示意图可知,催化剂有AcOH和KI;
(3)由变化曲线图可知,当时,,设初始,则初始,转化的物质的量浓度为,可列出三段式如下:
由,即,解得,则该反应的平衡常数为
解得;
②根据图像可知,当时,设此时转化的物质的量浓度为,可列出三段式如下:
此时,即,则,则平衡常数,则;
由于,则,。
11.【答案】(1);;。 (2)。
(3);提高溶液中浓度,促使偏钒酸钙转化为碳酸钙,释放;离子交换。
(4)。 (5)bd。
【解析】(1)钒是23号元素,其价层电子排布式为;焙烧过程中,氧气被还原,被氧化生成,偏钒酸盐中钒的化合价为价;在以上开始分解,生成的气体①为。
(2)由已知信息可知,高温下,苛化泥的主要成分与反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙,偏铝酸钠溶于水,偏铝酸钙难溶于水,所以滤液中杂质的主要成分是。
(3)在弱碱性环境下,与和反应生成、和,离子方程式为:; CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率,因为C可提高溶液中浓度,促使偏钒酸钙转化为碳酸钙,释放;滤液①中含有、等,且浓度较低,若要利用其中的钒元素,需要通过离子交换进行分离、富集,故滤液①应进入离子交换工序。
(4)由离子交换工序中树脂的组成可知,洗脱液中应含有,考虑到水浸所得溶液中含有,为避免引人其他杂质离子,且廉价易得,故洗脱液的主要成分应为。
(5)bd 延长沉钒时间,能使反应更加完全,有利于沉钒,a不选。呈弱酸性,如果将溶液调至碱性,与反应,不利于生成,b入选。搅拌能使反应物更好的接触,提高反应速率,使反应更加充分,有利于沉钒,c不选。降低溶液的浓度,不利于生成,d入选。
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