2019-2020学年福建福州市新高考化学模拟试卷含解析
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2019-2020学年福建福州市新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.将燃着的H 2S 不断通入盛有一定量O 2的集气瓶中。
当火焰熄灭后继续通入H 2S ,发生的主要反应是 A .2H 2S+O 2=2S+2H 2O B .2H 2S+3O 2=2SO 2+2H 2O C .2H 2S+SO 2=3S+2H 2O D .2SO 2+O 2=2SO 3
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
将燃着的H 2S 不断通入盛有一定量O 2的集气瓶中,开始氧气过量H 2S 完全燃烧生成SO 2和水。
所以当火焰熄灭后继续通入H 2S ,发生的主要反应是2H 2S+SO 2=3S+2H 2O ; 答案选C 。
2.海水中含有80多种元素,是重要的资源宝库。
己知不同pH 条件下,海水中碳元素的存在形态如图所示。
下列说法不正确的是( )
A .当pH 8.14=,此中主要碳源为3HCO -
B .A 点,溶液中23H CO 和3HCO -
浓度相同 C .当-2-
33c(HCO )=c(CO )时,c(H )c(OH )+-< D .碳酸的a2K 约为1010- 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A .根据上图可以看出,当pH 为8.14时,海水中主要以-
3HCO 的形式存在,A 项正确; B .A 点仅仅是-3HCO 和223CO +H CO 的浓度相同,-3HCO 和23H CO 浓度并不相同,B 项错误;
C .当2--33c(CO )=c(HCO )时,即图中的B 点,此时溶液的pH 在10左右,显碱性,因此+-c(H )<c(OH ),
C 项正确;
D .a2K
的表达式为+2-3-3c(H )c(CO )c(HCO )
,当B 点二者相同时,a2K 的表达式就剩下+c(H ),此时+
c(H )约为-1010,D 项正确;
答案选B 。
3.CPAE 是蜂胶的主要活性成分,也可由咖啡酸合成
下列说法不正确的是
A .咖啡酸分子中所有原子可能处在同一个平面上
B .可用金属Na 检测上述反应是否残留苯乙醇
C .1 mol 苯乙醇在O 2中完全燃烧,需消耗10 mol O 2
D .1 mol CPA
E 与足量的NaOH 溶液反应,最多消耗3 mol NaOH 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由于苯环和碳碳双键均是平面型结构,所以根据有机物的结构简式可知,咖啡酸分子中所有原子可能处在同一个平面上,A 正确;
B.CPAE 分子中含有酚羟基,也能和金属钠反应,所以不能用金属Na 检测上述反应是否残留苯乙醇,B 不正确;
C.苯乙醇的分子式为C 8H 10O ,苯乙醇燃烧的方程式为C 8H 10O+10O 2
8CO 2+5H 2O ,C 正确;
D.CPAE 分子中含有2个酚羟基和1个酯基,所以1 mol CPAE 与足量的NaOH 溶液反应,最多消耗3 mol NaOH ,D 正确; 答案选B 。
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A .用酸化的H 2O 2氧化海带灰浸出液中的碘:2I -+H 2O 2=I 2+2OH -
B .用稀氢碘酸溶液除去铁制品表面的铁锈:Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O
C .NaHSO 4溶液中加Ba(OH)2溶液至中性:Ba 2++2OH -+2H ++SO 42-=BaSO 4↓+2H 2O
D .NH 4HCO 3溶液与足量的NaOH 溶液混合:HCO 3-+OH -=CO 32-+H 2O 【答案】C
【解析】
【详解】
A.酸性环境不能大量存在OH-,A错误;
B.I-具有还原性,与Fe3+会发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;
C.反应符合事实,遵循离子方程式中物质拆分原则,C正确;
D.NH4+、HCO3-都会与OH-发生反应,不能大量共存,D错误;
故合理选项是C。
5.把35.7g金属锡投入300 mL 14 mol /L HNO3共热(还原产物为NO x),完全反应后测得溶液中c(H+) = 10 mol /L,溶液体积仍为300 mL。
放出的气体经水充分吸收,干燥,可得气体8.96 L(S.T.P)。
由此推断氧化产物可能是
A.Sn(NO3)4B.Sn(NO3)2C.SnO2∙4H2O D.SnO
【答案】C
【解析】
【分析】
根据l4mol/LHNO3为浓硝酸,完全反应后测得溶液中的c(H+)=10mol/L,则浓硝酸有剩余,即锡与浓硝酸反应生成NO2,利用得失电子守恒来分析金属锡被氧化后元素的化合价。
【详解】
35.7g金属锡的物质的量为
35.7g
118.7g/mol
=0.3mol,14mol/L HNO3为浓硝酸,完全反应后测得溶液中的
c(H+)=10mol/L,则浓硝酸有剩余,即锡与浓硝酸反应生成NO2,放出的气体经水充分吸收,干燥,可得
NO气体8.96 L,根据反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,则标准状况下NO2的物质的量为
8.96L3
22.4L/mol
⨯
=1.2mol,
设金属锡被氧化后元素的化合价为x,由电子守恒可知,0.3mol×(x−0)=1.2mol×(5−4),解得x=+4,又溶液
中c(H+)=10mol/L,而c(NO3−)=4.2mol 1.2mol
0.3L
-
=10mol/L,根据溶液电中性可判断氧化产物一定不是硝酸
盐,综合以上分析,答案选C。
6.25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和。
在这一过程中,没有发生改变的是
A.溶液中溶质的质量B.溶液中KCl质量分数
C.溶液中溶剂的质量D.KCl溶液质量
【答案】C
【解析】
25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和的过程中,随着氯化钾的增加,溶液中氯化钾的质量逐渐增加、氯化钾的质量分数逐渐增大、溶液的质量逐渐增大,但是整个过程中溶剂水的质量不变,答案选C。
7.高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂,工业上采用向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3
溶液的方法制备K2FeO4,发生反应:
①C12+KOH→KC1+KC1O+KC1O3+H2O(未配平);
②2Fe(NO3)3+3KC1O+10KOH===2K2FeO4+6KNO3+3KC1+5H2O。
下列说法正确的是
A.若反应①中n(ClO-):n(C1O3-)=5:1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
B.反应①中每消耗4molKOH,吸收标准状况下1.4LCl2
C.氧化性:K2FeO4>KC1O
D.若反应①的氧化产物只有KC1O,则得到0.2molK2FeO4时消耗0.3molC12
【答案】D
【解析】
【详解】
A选项,若反应①中n(ClO-):n(C1O3-)=5:1,设物质的量分别为5mol和1mol,则化合价升高失去10mol 电子,则化合价降低得到10mol电子,因此总共有了8mol氯气,氧化剂与还原剂的物质的量之比为10:6,即5:3,故A错误;
B选项,根据A分析反应①得出消耗氢氧化钾物质的量为16mol,因此每消耗4molKOH,吸收氯气2mol,即标准状况下44.8LCl2,故B错误;
C选项,根据第二个方程式比较氧化性,氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性,因此KC1O > K2FeO4,故C错误;
D选项,若反应①的氧化产物只有KC1O,则C12与KC1O物质的量之比为1:1,根据第二个方程式得到KC1O 与K2FeO4物质的量之比为3:2,因此得到0.2molK2FeO4时消耗0.3molC12,故D正确。
综上所述,答案为D。
8.下列化合物中,属于酸性氧化物的是()
A.Na2O2B.SO3C.NaHCO3D.CH2O
【答案】B
【解析】
【详解】
A.Na2O2是过氧化物,不属于酸性氧化物,选项A错误;
B.SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O,SO3是酸性氧化物,选项B正确;
C.NaHCO3不属于氧化物,是酸式盐,选项C错误;
D. CH2O由三种元素组成,不是氧化物,为有机物甲醛,选项D错误。
答案选B。
【点睛】
本题考查酸性氧化物概念的理解,凡是能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物,注意首先必须是氧
化物,由两种元素组成的化合物,其中一种元素为氧元素的化合物。
9.现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是()
A.第一电离能:③>②>①
B.价电子数:③>②>①
C.电负性:③>②>①
D.质子数:③>②>①
【答案】A
【解析】
【分析】
根据三种基态原子的电子排布式:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5可判断①、②、③分别代表的元素为:S、P、F。
【详解】
A.同周期自左而右,第一电离能增大,但P元素原子3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Cl>P>S;同主族自上而下第一电离能减弱,故F>Cl,故第一电离能F>P>S,即③>②>①,A正确;
B.S、P、F价电子数分别为:6、5、7,即③>①>②,B错误;
C.根据同周期电负性,从左往右逐渐变大,同族电负性,从下往上,越来越大,所以F>S>P,③>①>②,C错误;
D.S、P、F的质子数分别为:16、15、9,即①>②>③,D错误;
答案选A。
10.化学与生活密切相关。
下列物质性质与应用的对应关系错误的是()
A.硅胶吸水能力强,可用作食品、药品的干燥剂
B.氢氧化铝碱性不强,可用作胃酸中和剂
C.次氯酸钠具有强氧化性,可用作织物的漂白剂
D.葡萄糖具有氧化性,可用于工业制镜
【答案】D
【解析】
【详解】
A.硅胶具有吸水性,而且无毒,能用作食品、药品干燥剂,故A正确;
B.氢氧化铝具有弱碱性,能与盐酸发生中和反应,可用作胃酸中和剂,故B正确;
C.次氯酸钠具有强氧化性,可用作织物的漂白剂,C正确;
D.葡萄糖具有还原性,能够发生银镜反应,可用于工业制镜,故D错误;
故答案为D 。
11.某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO 和2O 物质的量百分含量分别是10%和6%,发生反应为:
()()222NO g +O g 2NO g ƒ()
,在其他条件相同时,测得试验数据如下:
根据表中数据,下列说法正确的是 A .温度越高,越有利于NO 的转化 B .增大压强,反应速率变慢
C .在5110Pa ⨯、90℃条件下,当转化率为98%时反应已达平衡
D .如进入反应塔的混合气体为a mol ,如速率v n /t =⊿⊿表示,则在5810Pa ⨯、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段,NO 的反应速率为4a /370mol /s 【答案】D 【解析】 【详解】
A.由表可知,相同压强时,温度高时达到相同转化率需要的时间多,可知升高温度不利于NO 转化,故A 错误;
B.由表可知,相同温度、压强高时达到相同转化率需要的时间少,可知增大压强,反应速率加快,故B 错误;
C.在1.0×105Pa 、90℃条件下,当转化率为98%时需要的时间较长,不能确定反应是否达到平衡,故C 错误;
D.8.0×105Pa 、30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO ,时间为3.7s ,转化的NO 为
amol×0.1×(90%-50%)=0.04amol ,反应速率v=△n/△t ,则NO 的反应速率为0.04amol/3.7s=4a/370mol/s ,故D 正确; 故选D 。
【点睛】
从实验数据中获取正确信息的关键是,比较相同压强时,温度对平衡能移动的影响及相同温度时,压强对平衡移动的影响,从时间的变化比较外界条件对反应速率的影响。
12.X、Y、Z、M、N、R均是第三周期主族元素。
25℃时,各元素最高价氧化物对应水化物的pH 与原子半径的关系如图,其中X、N、W、R 测定的是浓度均为0.01 mol/L溶液的pH,Y、Z测定的是其饱和溶液的pH。
下列说法正确的是
A.R、N分别与X形成二元化合物的水溶液均呈碱性
B.N、Z、X三种元素的最高价氧化物均不与水反应
C.单质与H2化合由易到难的顺序是:R、N、M
D.金属单质与冷水反应由易到难的顺序是:Y、X、Z
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z、M、N、R均是第三周期主族元素,25℃时,各元素最高价氧化物对应水化物的 pH与原子半径的关系如图,其中 X、N、W、R测定的是浓度均为0.01 mol/L溶液的pH,Y、Z测定的是其饱和溶液的pH,X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物的水溶液呈碱性,结合碱性强弱可知,X为Na,Y为Mg,Z为Al;R 的pH=2,则R为Cl;N的pH<2,则N为S;M的pH<4,应该为P元素,据此解答。
【详解】
根据分析可知,X为Na,Y为Mg,Z为Al,M为P,N为S,R为Cl元素。
A.NaCl溶液呈中性,故A错误;
B.Na的氧化物为氧化钠,S的最高价氧化物为三氧化硫,三氧化硫和水反应生成硫酸,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,故B错误;
C.非金属性:Cl>S>P,非金属性越强,单质与氢气化合越容易,则单质与 H2化合由易到难的顺序是:R、N、M,故C正确;
D.金属性:Na>Mg>Al,则金属单质与冷水反应由易到难的顺序是:X、Y、Z,故D错误;
故选:C。
13.中华传统文化博大精深,下列说法正确的是()
A.“霾尘积聚难见路人”,雾和霾是气溶胶,具有丁达尔效应
B.“杨花榆荚无才思”中的“榆荚”主要成分为蛋白质
C.“日照香炉生紫烟”中的紫烟指“碘的升华”
D.“火树银花不夜天”指的是金属单质的焰色反应
【答案】A
【解析】
【详解】
A、雾霾所形成的气溶胶属于胶体,具有丁达尔效应,故A正确;
B、“杨花榆荚无才思”中的“榆荚”主要成分为纤维素,故B错误;
C、水产生的雾气是由水蒸发产生的水蒸气遇冷液化而成的小液滴,是一种液化现象,不是碘升华,故C 错误;
D、很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫做焰色反应,“火树银花不夜天”指的是金属元素的焰色反应,故D错误;
故选:A。
14.下列能源中不属于化石燃料的是()
A.石油B.生物质能C.天然气D.煤
【答案】B
【解析】
【分析】
化石能源指由古动物、植物遗体变化形成的能源,主要有煤、石油、天然气等,其特点是具有不可再生性。
【详解】
化石能源指由古动物、植物遗体经过复杂的物理化学变化形成的能源,主要有煤、石油、天然气等,故A、C、D不选;
B、生物质能可通过植物光合作用获得,不属于化石燃料,故B选;
故选:B。
15.下列说法错误的是
A.《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用,这里”涉及的反应类型是分解反应
B.“用浓酒和糟入甑(蒸锅),蒸令气上,用器承滴露”涉及的操作是蒸馏
C.《本草图经》在绿矾项载:“盖此矾色绿,味酸,烧之则赤…”因为绿矾能电离出H+,所以“味酸”D.我国晋朝傅玄的《傅鹑觚集·太子少傅箴》中写道:“夫金木无常,方园应行,亦有隐括,习与性形。
故近朱者赤,近墨者黑。
”这里的“朱”指的是HgS
【答案】C
【解析】
【详解】
A.石灰石加热后制得生石灰,同时生成CO2,该反应为分解反应,A正确;
B.根据“蒸令气上”可知,是利用互溶混合物的沸点差异进行分离,其操作是蒸馏,B正确;
C.绿矾的化学式是FeSO4·7H2O,在溶液中电离出二价铁离子、硫酸根离子,不能电离出H+,C错误;D.“近朱者赤,近墨者黑”中的“朱”是指朱砂,主要成分为HgS,硫化汞的天然矿石为大红色,D正确。
答案选C。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.溴化钙晶体(CaBr2·2H2O)为白色固体,易溶于水,可用于制造灭火剂、制冷剂等。
一种制备溴化钙晶体的工艺流程如下:
(1)实验室模拟海水提溴的过程中,用苯萃取溶液中的溴,分离溴的苯溶液与水层的操作(装置如图):
使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,将活塞拧开,使下面的水层慢慢流下,待有机层和水层界面与活塞上口相切即关闭活塞,_______________。
(2)“合成”主要反应的化学方程式为__________________。
“合成”温度控制在70℃以下,其原因是
_________。
投料时控制n(Br2)∶n(NH3)=1∶0.8,其目的是_________________。
(3)“滤渣”的主要成分为____________(填化学式)。
(4)“滤液”呈强碱性,其中含有少量BrO-、BrO3-,请补充从“滤液”中提取CaBr2·2H2O的实验操作:加热驱除多余的氨,用氢溴酸调节滤液呈酸性,加入活性炭脱色,用砂芯漏斗过滤,___________________。
[实验中须使用的试剂:氢溴酸、活性炭、乙醇;除常用仪器外须使用的仪器:砂芯漏斗,真空干燥箱]
【答案】打开玻璃塞,将上层液体从上口倒入另一烧杯中3CaO+3Br2+2NH3=3CaBr2+N2↑+3H2O 温度过高,Br2、NH3易挥发使NH3稍过量,确保Br2被充分还原Ca(OH)2将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤干净后,在真空干燥箱中干燥(或低温干燥,或用滤纸吸干)
【解析】
【分析】
制备溴化钙晶体的工艺流程:将液氨、液溴、CaO与水混合发生反应3CaO+3Br2+2NH3=3CaBr2+N2↑+3H2O、CaO+H2O=Ca(OH)2,过滤,滤渣为Ca(OH)2,滤液为CaBr2溶液,呈强碱性,其中含有少量BrO-、BrO3-,加热驱除多余的氨,用氢溴酸调节滤液呈酸性,加入活性炭脱色,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、用砂芯漏斗过滤、用乙醇洗涤干净后,在真空干燥箱中干燥,得到CaBr2•2H2O晶体,据此分析作答。
【详解】
(1)实验室模拟海水提溴的过程中,用苯萃取溶液中的溴,分离溴的苯溶液与水层的操作是:使玻璃塞上的
凹槽对准漏斗上的小孔,将活塞拧开,使下面的水层慢慢流下,待有机层和水层界面与活塞上口相切即关闭活塞,将上层液体从上口倒入另一烧杯中;
(2)在“合成”中为液氨、液溴、CaO发生反应:3CaO+3Br2+2NH3=3CaBr2+N2↑+3H2O;其中液溴、液氨易挥发,所以合成过程温度不能过高;投料时控制n(Br2)∶n(NH3)=1∶0.8,确保Br2被充分还原;
(3)合成反应中:CaO+H2O=Ca(OH)2,故滤渣为Ca(OH)2;
(4)滤液为CaBr2溶液,呈强碱性,其中含有少量BrO-、BrO3-,加热驱除多余的氨,用氢溴酸调节滤液呈酸性,加入活性炭脱色,用砂芯漏斗过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、用砂芯漏斗过滤、用乙醇洗涤干净后,在真空干燥箱中干燥,得到CaBr2•2H2O晶体。
【点睛】
本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对反应条件的控制选择等,理解工艺流程的反应原理是解题的关键,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,是对学生综合能力的考查。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.美托洛尔(H)属于一线降压药,是当前治疗高血压、冠心病、心绞痛、慢性心力衰竭等心血管疾病的常用药物之一。
它的一种合成路线如下:
−−−−→CH3CH2CH2R。
已知:CH3COCH2R Zn(Hg)/HCl
(1)A物质化学名称是_________。
(2)反应B→C的化学方程式为_________________;C→D的反应类型为________。
(3)D中所含官能团的名称是______________。
(4)G的分子式为________; 已知碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子,则H(美托洛尔)中含有________个手性碳原子。
(5)芳香族化合物X与C互为同分异构体。
写出同时满足下列条件的X的一种结构简式___________。
①能发生银镜反应;
②不与FeCl3发生显色反应;
③含"C-Cl”键;
④核磁共振氢谱有4个峰,峰面积比为2:2:2:1。
(6)4-苄基苯酚()是一种药物中间体,请设计以苯甲醇和苯酚为原料制备4基苯酚的合成路线:__________(无机试剂任选)。
【答案】苯酚还原反应
羟基、氯原子C12H16O3 1 等
【解析】
【分析】
根据C结构简式及A分子式知,A为,B发生取代反应生成C,则B为,A 和乙醛发生取代反应生成B,C发生信息中的反应生成D为,D水解然后酸化得到E为,由G的结构可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,F中酚羟基上H原子被取代生成G,故F为;对比G、美托洛尔的结构可知,G发生开环加成生成H。
据此解答。
【详解】
(1)A为,其化学名称是苯酚;
(2)反应B→C的化学方程式为:,C→D的反应类型为还原反应;
(3)D为,D中所含官能团的名称是羟基、氯原子;
(4)由结构简式可知G的分子式为:C12H16O3;H(美托洛尔)中连接羟基的碳原子为手性碳原子,所以含有1个手性碳原子;
(5)芳香族化合物X与C互为同分异构体,X符合下列条件:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②不与FeCl3发生显色反应,说明不含酚羟基;③含“C-C1”键;④核磁共振氢谱有4个峰,峰面积比为2:2:2:1,符合条件的结构简式为等;
(6)苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛与苯酚反应生成,最后与Zn(Hg)/HCl作用得到目标物,其合成路线为。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在,可用电解法从溶液中去除。
电解装置如图:以铁作阴极、石墨作阳极,可进行除氮;翻转电源正负极,以铁作阳极、石墨作阴极,可进行除磷。
I.电解除氮
(1)在碱性溶液中,NH3能直接在电极放电,转化为N2,相应的电极反应式为:_______。
(2)有Cl-存在时,除氮原理如图1所示,主要依靠有效氯(HClO、ClO-)将NH4+ 或NH3氧化为N2。
在不同pH条件下进行电解时,氮的去除率和水中有效氯浓度如图2:
①当pH<8时,主要发生HClO氧化NH4+ 的反应,其离子方程式为:____________。
②结合平衡移动原理解释,当pH<8时,氮的去除率随pH的降低而下降的原因是:_____。
③当pH>8时,ClO-发生歧化导致有效氯浓度下降,而氮的去除率却并未明显下降,可能的原因是(答出一点即可):______。
II.电解除磷
(3)除磷的原理是利用Fe2+ 将PO43- 转化为Fe3(PO4)2沉淀。
①用化学用语表示产生Fe2+的主要过程:_______________。
②如图为某含Cl- 污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH的变化。
推测在20-40 min时脱除的元素是________。
(4)测定污水磷含量的方法如下:取100mL污水,调节至合适pH后用AgNO3溶液使磷全部转化为Ag3PO4沉淀。
将沉淀过滤并洗涤后,用硝酸溶解,再使用NH4SCN溶液滴定产生的Ag+,发生反应Ag++SCN-=AgSCN↓,共消耗c mol/LNH4SCN溶液V mL。
则此污水中磷的含量为___mg/L(以磷元素计)。
【答案】2NH3–6e-+6OH-=N2+6H2O 3HClO +2NH4+=3Cl-+N2+3H2O+5H+随溶液pH降低,c(H+)增大,Cl2 + H2OƒH+ + Cl- +HClO平衡逆向移动,溶液中c(HClO)减小,使NH4+的氧化率下降pH升高有利于NH4+转变为NH3,NH3可直接在电极上放电而氧化(或pH升高有利于NH4+转变为NH3,且有利于NH3逸出)
Fe–2e-=Fe2+磷310cv 3
【解析】
【分析】
(1)碱性溶液中,NH3转化为N2,化合价降低得电子;
(2)当pH<8时,HClO将NH4+ 氧化为N2;随溶液pH降低,c(H+)增大,Cl2 + H2OƒH+ + Cl- +HClO平衡逆向移动;当pH>8时,有利于NH4+转变为NH3,NH3可直接在电极上放电而氧化,或有利于NH3逸出;(3)除磷时,Fe作阳极失电子;电解除氮,pH会减小。
电解除磷,pH会增大;
(4)由关系式P~ Ag3PO4~ 3AgSCN~3NH4SCN解答。
【详解】
(1)在碱性溶液中,NH3转化为N2,化合价降低得电子,相应的电极反应式为2NH3–6e-+6OH-=N2+6H2O;(2)①当pH<8时,HClO将NH4+ 氧化为N2的离子方程式为3HClO +2NH4+=3Cl-+N2↑+3H2O+5H+;
②当pH<8时,随溶液pH降低,c(H+)增大,Cl2 + H2OƒH+ + Cl- +HClO平衡逆向移动,溶液中c(HClO)减小,使NH4+的氧化率下降,则氮的去除率随pH的降低而下降;
③当pH>8时,ClO-发生歧化导致有效氯浓度下降,NH4+的氧化率下降,而氮的去除率却并未明显下降,可能的原因是pH升高有利于NH4+转变为NH3,NH3可直接在电极上放电而氧化(或pH升高有利于NH4+转变为NH3,且有利于NH3逸出);
(3)①除磷时,Fe作阳极失电子,产生Fe2+的主要过程为Fe–2e-=Fe2+;
②由图溶液pH的变化,在碱性溶液中,电解除氮时2NH3N2+3H2,消耗NH3,pH会减小。
电解除磷,阳极电解铁,阴极电解氢离子,pH会增大,20-40min时pH增大,则脱除的元素是磷;
(4)由关系式P~Ag3PO4~3AgSCN~3NH4SCN可知:n(P)=1
3
n(NH4SCN)=
1
3
cV3
10-
⨯mol,则此污
水中磷的含量为:1
3
cV3
10-
⨯mol3
31g/mol/
10mg g
⨯⨯÷0.1L=
310
3
cV mg/L。
【点睛】
第(4)问解题关键是找准所求量与标准液的关系,如P~Ag3PO4~3AgSCN~3NH4SCN。
19.用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染,
(1)传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现,
其中,反应①为:2HCl(g)+ CuO(s )H2O(g)+CuCl2(g)△H1
反应②生成1molCl2(g)的反应热为△H2,则总反应的热化学方程式为___________(反应热用△H1和△H2表示)。
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性,
①实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的a HCl—T曲线如图,则总反应的△H___0。
(填“>”、“﹦”或“<”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是_______
______________。
③下列措施中有利于提高a HCl的有___________。
A、增大n(HCl)
B、增大n(O2)
C、使用更好的催化剂
D、移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl 2)的数据如下:
t(min)0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0~6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率______(以mol·min-1为单位,写出计算过程)。
(4)Cl2用途广泛,写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式______________。
【答案】2HCl(g)+ 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)△H=△H1+△H2<K(A)
增大压强,平衡右移,ɑHCl增大,相同温度下,HCl的平衡转化率
比之前实验的大B、D 解:设2.0~6.0min时间内,HCl转化的物质的量为n,则
2HCl(g)+ 1/2O2(g)= H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)×10-3mol
解得n=7.2×10-3mol,所以v(HCl)= 7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10-3mol/min 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据图像信息,箭头指向的是生成物可写出反应②的热化学方程式:CuCl2(g)+1/2O2(g)CuO (s)+Cl2(g)△H2,则①+②可得总反应;
(2)①根据图12可知随着温度的升高,a HCl减小,说明升高温度,平衡向逆向移动,则可知逆反应吸热反应,所以正反应是放热反应,故△H<0,同时由于升高温度,平衡逆移,则生成物减少,温度是B点大于A点,所以平衡常数K(A)>K(B);②同时由于该总反应是气体系数减小的反应,所以,压缩体积使压强增大,一定温度下,平衡应正向移动,ɑHCl应较题目实验状态下为大,所以可得曲线图:
;
③A、增大n(HCl),平衡正向移动,但是平衡移动使HCl减少的趋势小于增加HCl使增大的趋势,所以HCl的转化率减小,错;
B、增大n(O2),反应物的浓度增大,平衡向正向移动,HCl转化率增大,对;
C、使用更好的催化剂,不能使化学平衡发生移动,实验HCl的转化率不变,错;
D、移去H2O,及减小了生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,HCl转化率增大。
故答案是选项B、D。
(3)题目中给出的是n(Cl2)的数据,要求的是以HCl的物质的量变化表示的反应速率,所以根据方程式进行计算,注意是2.0~6.0min内的速率,单位是mol·min-1:设2.0~6.0min内,HCl转化的物质的量为n,则:
2HCl(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)×10-3mol
解得n=7.2×10-3mol,所以v(HCl)= 7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10-3mol/min
(4)Cl2与石灰乳发生反应制取漂白粉,反应的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。