宁夏石嘴山市平罗县高考化学四模试卷(含解析)

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2017年宁夏石嘴山市高考化学四模试卷
一、选择题:(本题共7小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.化学与生活密切相关.下列有关说法错误的是()
A.SiO2、MgO熔点高,可用于制作耐高温材料
B.天然气是可再生清洁能源,可用于工业制盐酸
C.硝酸铵属于氧化剂,严禁用可燃物(如纸袋)包装
D.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称.丝绸的主要成分是蛋白质,属于高分子化合物
2.下列叙述正确的是()
A.水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积增大、pH减小
B.用金属活动性顺序可解释反应:Na(l)+KCl(l)═NaCl(l)+K(g)
C.对于平衡2HI(g)⇌I2(g)+H2(g),压缩容器体积,平衡不移动,气体的颜色不变
D.由反应SiO2+2C Si+2CO↑,可得出C的非金属性强于Si
3.下列有关说法正确的是()
A.分子式为C4H10O的同分异构体有4种
B.可用溴水鉴別苯、四氯化碳和酒精
C.石油分馏后可获得乙烯、丙烯和丁二烯
D.乙二酸与乙二醇生生成聚乙二酸乙二酯的反应属于加聚反应
4.下列实验方案能达到实验目的是()
A.A B.B C.C D.D
5.2016年8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏如皋落户.用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示.下列说法正确的是()
A.放电时,甲电极反应为:NiO(OH)+H2O+e‾═Ni(OH)2+OH‾
B.放电时,甲电极为正极,OH‾移向乙电极
C.电池总反应为H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2
D.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连
6.根据下列框图分析,下列说法正确的是()
A.E2+的氧化性比M2+的氧化性强
B.在③反应中加稀硫酸可抑制Fe2+的水解
C.反应④的离子方程式可表示为:E3++3SCN﹣⇌E(SCN)3↓
D.在反应①中只能用浓硫酸,既表现了酸性、又表现了氧化性
7.常温下,向100mL0.01mol•L﹣1HA溶液中逐滴加入0.02mol•L﹣1MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(溶液体积变化忽略不计).下列说法中正确的是()
A.MOH为一元强碱HA为一元强酸
B.K 点对应的溶液中:c(M+)+c(MOH)=c(A﹣)
C.K点对应的溶液中:c(MOH)+c(OH﹣)﹣c(H+)=0.005mol•L﹣1
D.N点水的电离程度小于K点水的电离程度
二、非选择题
8.Ⅰ几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:已知X是短周期中最活泼的金属,且与R同周期.(请用化学用语答题)
(1)R的元素符号为; M在元素周期表中的位置为.
(2)X与Y按原子个数比1:1构成的物质的电子式为;所含化学键类型.(3)X+,Y2‾,M2‾离子半径由大到小的顺序为(用离子符号表示).
(4)用Cu单质作阳极,石墨作阴极,X的最高价氧化物对应的水化物溶液作电解液进行电解,写出
阳极的电极反应式.
Ⅱ如图转化关系A B C,若B为白色胶状不溶物,则A与C反应的离子方程式为.9.马日夫盐是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理.以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)为原料制备马日夫盐的流程如图:
(1)软锰矿要先制成矿浆的目的是,葡萄糖(C6H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为.
(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的列子方程式为.
(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示、“调pH并过滤”时,应调整的pH范围为,滤渣1的主要成分为(填化学式).
(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为.
(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐,已知软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9%,则1t该软锰矿可制得马日夫盐t.
10.硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程中:
(1)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0;恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡,图1图象能正确表示该过程中相关量的变化的是.(选填字母).
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应.若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率a1= ;若向该容器中再加入1molN2和3molH2,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2a1(填“>”、“<”或“=”).
(3)2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g).在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图2).
①比较P1、P2的大小关系:P1P2(填“>”、“<”或“=”).
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是.
(4)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气.
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是.
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2.若每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.05mol,则反应的离子方程式是.
【化学----选修3:物质结构与性质】完成下列问题.
11.根据已学物质结构与性质的有关知识,回答下列问题:
(1)请写出第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子的元素符号:,某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布是4s24p4,该元素的名称是.
(2)根据价层电子对互斥理论推测下列离子或分子的空间立体构型:H3O+,BF3.
(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,写出有关反应的离子方程式、.
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示.则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为;若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同,则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为.
【化学---选修5:有机化学基础】
12.有机物A只含有C、H、O三种元素,且它们的质量比为9:2:4;A的核磁共振氢谱显示有四种不同类型的氢原子.物质D是一种芳香族化合物,请根据如图(所有无机产物已略去)中各有机物的转化关系回答问题.
RCHO+R′CH2CHO+H2O
已知,两分子醛在一定条件下可以发生如下反应(其中R、R′为H或烃基):
(1)写出质A的名称:;C的结构简式:;E中含氧官能团的名称:.
(2)写出下列反应的有机反应类型:A→B;D→H.
(3)写出H到I的化学方程式:.
(4)写出D到E过程中的①的反应化学方程式:.
(5)1molF与足量的氢氧化钠水溶液反应最多消耗mol NaOH.
(6)根据题中信息,G的可能结构为种.
(7)请写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式.
i.该物质水解产物之一为乙酸; ii.苯环上的一氯代物只有两种结构.
2017年宁夏石嘴山市平罗中学高考化学四模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:(本题共7小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.化学与生活密切相关.下列有关说法错误的是()
A.SiO2、MgO熔点高,可用于制作耐高温材料
B.天然气是可再生清洁能源,可用于工业制盐酸
C.硝酸铵属于氧化剂,严禁用可燃物(如纸袋)包装
D.“一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称.丝绸的主要成分是蛋白质,属于高分子化合物
【分析】A.耐高温材料应具有较高的熔点;
B.天然气属于化石燃料,是不可再生能源;
C.硝酸铵在有可被氧化的物质(还原剂)存在的条件下发生氧化还原反应,有爆炸的危险;D.丝绸的成分为蛋白质,蛋白质是高分子化合物.
【解答】解:A.SiO2、MgO熔点高,一般条件下不易熔融,所以可以用于制作耐高温仪器,故A正确;
B.天然气属于不可再生的清洁能源,故B错误;
C.硝酸铵属于氧化剂,应储存于阴凉、通风的库房,远离火种、热源,应与易(可)燃物、还原剂、酸类、活性金属粉末分开存放,故C正确;
D.丝绸的主要原料为蚕丝,蚕丝成分为蛋白质,蛋白质是高分子化合物,故D正确;
故选B.
【点评】本题考查了化学知识在生活实际的应用,为高考常见题型,熟悉物质的组成、性质、用途等即可解答,题目有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,难度不大.
2.下列叙述正确的是()
A.水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积增大、pH减小
B.用金属活动性顺序可解释反应:Na(l)+KCl(l)═NaCl(l)+K(g)
C.对于平衡2HI(g)⇌I2(g)+H2(g),压缩容器体积,平衡不移动,气体的颜色不变
D.由反应SiO2+2C Si+2CO↑,可得出C的非金属性强于Si
【分析】A.水电离平衡为吸热反应;
B.Na(l)+KCl(l)═NaCl(l)+K(g)中K为气态,逸出后使平衡正向移动;
C.压缩容器体积,浓度增大;
D.SiO2+2C Si+2CO↑为非自发的氧化还原反应.
【解答】解:A.水电离平衡为吸热反应,则升高温度,促进水的电离,氢离子、氢氧根离子浓度均增大,则水的离子积增大、pH减小,故A正确;
B.Na(l)+KCl(l)═NaCl(l)+K(g)中K为气态,逸出后使平衡正向移动,而金属性K大于Na,不能利用金属活动性顺序解释,故B错误;
C.压缩容器体积,浓度增大,气体的颜色加深,但反应为气体体积不变的反应,平衡不移动,故C错误;
D.SiO2+2C Si+2CO↑为非自发的氧化还原反应,则不能比较C、Si的非金属性,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查电离平衡及化学平衡,为高频考点,把握平衡移动原理的应用、平衡移动为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项D为解答的易错点,题目难度不大.
3.下列有关说法正确的是()
A.分子式为C4H10O的同分异构体有4种
B.可用溴水鉴別苯、四氯化碳和酒精
C.石油分馏后可获得乙烯、丙烯和丁二烯
D.乙二酸与乙二醇生生成聚乙二酸乙二酯的反应属于加聚反应
【分析】A.分子式为C4H10O的有机物,包括醇和醚两类,醇分子中含有﹣OH,该有机物为丁醇,先书写丁基﹣C4H9异构,丁基异构数目等于丁醇的异构体数目,醚分子中含有﹣O﹣,据此进行解答;
B.溴与苯、四氯化碳发生萃取现象,且有机层位置不同,酒精易溶于溴水;
C.石油是由多种烷烃和环烷烃组成的混合物,石油裂解可获得乙烯、丙烯和丁二烯;D.乙二酸与乙二醇生生成聚乙二酸乙二酯的反应为缩聚反应.
【解答】解:A.分子式为C4H10O的有机物,包括醇和醚两类,醇分子中含有﹣OH,该有机
物为丁醇,丁基﹣C 4H 9可能的结构有:﹣CH 2CH 2CH 2CH 3、﹣CH (CH 3)CH 2CH 3、﹣CH 2CH (CH 3)2、﹣C (CH 3)3,丁基异构数目等于丁醇的异构体数目,则丁醇的可能结构有4种,分别为:CH 3CH 2CH 2CH 2OH 、CH 3CH 2CH (CH 3)OH 、(CH 3)2CHCH 2OH 、C (CH 3)3OH ;醚分子中含有﹣O ﹣,可能结构有3种,分别为:CH 3OCH 2CH 2CH 3,CH 3CH 2OCH 2CH 3,CH 3OCH (CH 3)2,所以分子式为C 4H 10O 的同分异构体共有7种,故A 错误;
B .溴水与苯混合,有机层在上层;溴水与四氯化碳混合,有机层在下层;溴水与乙醇互溶,则可用溴水鉴別苯、四氯化碳和酒精,故B 正确;
C .石油是由多种烷烃和环烷烃组成的混合物,不含乙烯、丙烯和丁二烯,故乙烯、丙烯和丁二烯不是石油分馏的产物,故C 错误;
D .草酸(乙二酸)与乙二醇按1:1生成聚乙二酸乙二酯,还生成水,反应方程式为:nHOCH 2CH 2OH+n HOOC ﹣COOH
+(2n ﹣1)H 2O ,该反应为缩聚反应,故D 错误;
故选B .
【点评】本题考查较为综合,涉及石油分馏与蒸馏、同分异构体书写、反应类型判断、有机物鉴别等知识,明确常见有机物组成、结构与性质为解答关键,注意掌握同分异构体的书写原则、有机物鉴别方法,试题培养了学生的灵活应用能力.
4.下列实验方案能达到实验目的是( )
A .A
B .B
C .C
D .D 【分析】A .稀硝酸能够氧化亚硫酸钠,干扰了检验结果;
B .生成的乙烯能够使溴水褪色;
C.制备氢氧化铁胶体时应该用饱和氯化铁溶液;
D.氢氧化钠过量,氢氧化钠和氯化镁、氯化铁都生成沉淀.
【解答】解:A.亚硫酸钠可被硝酸氧化,不能溶于硝酸,应溶于盐酸,故A错误;
B.向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液,若溶液褪色,证明有乙烯生成,该方案能够达到实验目的,故B正确;
C.向沸水中逐滴加氯化铁饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热即制得氢氧化铁胶体,不能用稀的氯化铁溶液,故C错误;
D.氢氧化钠过量,氢氧化钠与氯化镁、氯化铁都反应生成沉淀,无法证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查化学实验方案评价,涉及离子检验、卤代烃的性质、氢氧化铁胶体的制备等知识,注意掌握氢氧化铁胶体的制备方法,D为易错点,注意氢氧化钠应该少量,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.
5.2016年8月,联合国开发计划署在中国的首个“氢经济示范城市”在江苏如皋落户.用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示.下列说法正确的是()
A.放电时,甲电极反应为:NiO(OH)+H2O+e‾═Ni(OH)2+OH‾
B.放电时,甲电极为正极,OH‾移向乙电极
C.电池总反应为H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2
D.充电时,电池的碳电极与直流电源的正极相连
【分析】开关连接用电器时,应为原电池原理,甲电极为负极,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O,乙电极为正极得电子发生还原反应,电极反应为:NiO(OH)+H2O+e﹣═Ni(OH)2+OH﹣;开关连接充电器时,为电解池,充电与放电过程相反,据此解答.
【解答】解:A.放电时,乙电极为正极得电子发生还原反应,电极反应为:NiO(OH)+H2O+e
﹣═Ni(OH)
+OH﹣,故A错误;
2
B.放电时,该电池为原电池,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以OH﹣向负极甲电极移动,故B错误;
C.放电时,正极电极反应式为2NiO(OH)+2H2O+2e﹣═2Ni(OH)2+2OH﹣,负极电极反应式
为:H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O,则两式相加得总反应:H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2,故C正确;
D.放电时,氢气在碳电极发生氧化反应,碳电极作负极,充电时,碳电极发生还原反应作阴极,应与电源的负极相连,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查了原电池和电解池原理,明确正负极上发生的电极反应及阴阳离子的移动方向即可解答,易错选项是D,注意结合电解原理确定与原电池哪个电极相连,为易错点.
6.根据下列框图分析,下列说法正确的是()
A.E2+的氧化性比M2+的氧化性强
B.在③反应中加稀硫酸可抑制Fe2+的水解
C.反应④的离子方程式可表示为:E3++3SCN﹣⇌E(SCN)3↓
D.在反应①中只能用浓硫酸,既表现了酸性、又表现了氧化性
【分析】由转化关系图可知,红色金属M为Cu,①中发生Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,蓝色溶液含CuSO4,结合红褐色固体及红色溶液可知,E为Fe,X为FeSO4,③中亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子,则⑤中硫酸铁与氨水反应生成Z为Fe(OH)3,④中发生络合反应生成Fe(SCN)3,溶液为血红色,以此来解答.
【解答】解:A.金属性Fe>Cu,则E2+的氧化性比M2+的氧化性弱,故A错误;
B.因亚铁离子可发生水解反应,在③反应中加稀硫酸,可抑制Fe2+的水解,③中发生氧化还原反应生成硫酸铁和水,故B正确;
C.反应④的离子方程式可表示为:E3++3SCN﹣⇌E(SCN)3,不生成沉淀,故C错误;
D.①中发生Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,Cu为还原剂,过氧化氢为氧化剂,硫酸可为稀硫酸,只体现酸性,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查无机物的推断,为高频考点,把握图中转化、物质的性质、元素化合物知识为解答的关键,侧重分析与推断能力的考查,注意红色金属、红褐色固体及红色溶液为推断的突破口,题目难度不大.
7.常温下,向100mL0.01mol•L﹣1HA溶液中逐滴加入0.02mol•L﹣1MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(溶液体积变化忽略不计).下列说法中正确的是()
A.MOH为一元强碱HA为一元强酸
B.K 点对应的溶液中:c(M+)+c(MOH)=c(A﹣)
C.K点对应的溶液中:c(MOH)+c(OH﹣)﹣c(H+)=0.005mol•L﹣1
D.N点水的电离程度小于K点水的电离程度
【分析】0.01mol•L﹣1 HA溶液中pH=2,则HA是强酸,N点时溶液呈中性,MOH的物质的量大于HA的物质的量,说明MOH是弱碱,酸或碱性溶液抑制水电离,含有弱根离子的盐促进水电离,根据物料守恒计算K点c(MOH)和c(M+)的和.
A.根据0.01mol/L的HA溶液的pH=2可知,HA在溶液中完全电离,则HA为强电解质;N 点为中性溶液,而K点溶液显示碱性;
B.K点溶液为等量的MA和MOH;
C.根据物料守恒、电荷守恒判断溶液中c(MOH)+c(OH﹣)﹣c(H+)结果;
D.由图象可知,N点溶液呈中性,水电离的氢离子为10﹣7mol/l,K点溶液呈碱性,MOH电离的氢氧根离子抑制了水电离,水电离的氢离子小于10﹣7mol/l,所以N点水的电离程度大于K点水的电离程度.
【解答】解:A.0.01mol•L﹣1 HA溶液中pH=2,则HA是强酸,N点为中性溶液,51mLMOH恰好溶液呈中性,说明碱为弱碱,故A错误;
B.由c、V可知,K点溶液为等量的MA和MOH,由物料守恒可知c(M+)+c(MOH)=2c(A﹣),故B错误;
C.在K点时混合溶液体积是碱溶液的2倍,由物料守恒结合溶液体积变化可知c(MOH)+c (M+)=0.01mol•L﹣1,根据电荷守恒得c(M+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(A﹣),c(MOH)+c(OH ﹣)﹣c(H+)=c(M+)﹣c(A﹣)+c(MOH)=0.01mol•L﹣1﹣0.005mol•L﹣1=0.005mol•L﹣1,故C正确;
D.由图象可知,N点溶液呈中性,水电离的氢离子为10﹣7mol/l,K点溶液呈碱性,MOH电离的氢氧根离子抑制了水电离,水电离的氢离子小于10﹣7mol/l,所以N点水的电离程度大于K点水的电离程度,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断,为高频考点,把握酸碱混合后溶液的溶质、酸碱性、电荷及物料守恒为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的难点,题目难度不大.
二、非选择题
8.Ⅰ几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:已知X是短周期中最活泼的金属,且与R同周期.(请用化学用语答题)
(1)R的元素符号为Al ; M在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族.
(2)X与Y按原子个数比1:1构成的物质的电子式为;所含化学键类型离子键、非极性共价键.
(3)X+,Y2‾,M2‾离子半径由大到小的顺序为(用离子符号表示)S2﹣>O2﹣>Na+.(4)用Cu单质作阳极,石墨作阴极,X的最高价氧化物对应的水化物溶液作电解液进行电解,写出
阳极的电极反应式Cu﹣2e﹣=Cu2+.
Ⅱ如图转化关系A B C,若B为白色胶状不溶物,则A与C反应的离子方程式为Al3++3AlO2﹣+6H
O=4Al(OH)3↓.
2
【分析】I.由短周期元素化合价及原子半径可知,X属于第IA族、Y属于第ⅥA族、Z属于第VA族、M属于第VIA族、R属于第IIIA族,M没有正化合价,所以M为O元素,则Y为S 元素;X是短周期中最活泼的金属元素,则X是Na元素,X与R同周期,且R属于第IIIA 族,则R为Al元素,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,Z原子半径大于M,且相差较小,所以Z为N元素,以此解答(1)~(4);
Ⅱ.由转化关系A B C,若B为白色胶状不溶物,则B为Al(OH)3,A为AlCl3,X为NaOH,C为NaAlO2,以此来解答.
【解答】解:I.由上述分析可知,X为Na,Y为S,Z为N,M为O,R为Al,
(1)R的元素符号为Al; M在元素周期表中的位置为第二周期ⅥA族,故答案为:Al;第二周期ⅥA族;
(2)X与Y按原子个数比1:1构成的物质为Na2S2,其电子式为,所含化学键类型为离子键、非极性共价键,
故答案为:;离子键、非极性共价键;
(3)电子层数越多,其离子半径越大,电子层结构相同的离子,其离子半径随着原子序数增大而减小,则离子半径为S2﹣>O2﹣>Na+,
故答案为:S2﹣>O2﹣>Na+;
(4)用Cu单质作阳极,石墨作阴极,X的最高价氧化物对应的水化物溶液作电解液进行电解,阳极上Cu失去电子,阳极的电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+,
故答案为:Cu﹣2e﹣=Cu2+;
Ⅱ.由转化关系A B C,若B为白色胶状不溶物,则B为Al(OH)3,A为AlCl3,X为NaOH,C为NaAlO2,则A与C反应的离子方程式为Al3++3AlO2﹣+6H2O=4Al(OH)3↓,故答案为:Al3++3AlO2﹣+6H
O=4Al(OH)3↓.
2
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,把握短周期元素的性质、元素化合物知识为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学用语的使用,题目难度不大.9.马日夫盐是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理.以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)为原料制备马日夫盐的流程如图:
(1)软锰矿要先制成矿浆的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用
率,葡萄糖(C6H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为12:1 .
(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的列子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O .(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示、“调pH并过滤”时,应调整的pH范围为 5.0~7.8 ,滤渣1的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3(填化学式).
(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为MnCO3+2H3PO4═Mn(H2PO4)2+CO2↑+H2O .(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐,已知软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9%,则1t该软锰矿可制得马日夫盐 2.5935 t.
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)与废硫酸、葡萄糖混合,得到含有金属阳离子Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+的溶液,加入过氧化氢溶液氧化Fe2+为Fe3+,调节pH5.0~7.8,沉淀Fe3+、Al3+,滤渣1为Fe(OH)3和Al(OH)3,滤液为MnSO4溶液,加入碳酸钠溶液沉锰,过滤,得到MnCO3沉淀,与磷酸反应:MnCO3+2H3PO4═Mn(H2PO4)
+CO2↑+H2O,加入碳酸钡净化,浓缩结晶得到马日夫盐Mn(H2PO4)2•2H2O,据此分析解答.2
【解答】解:(1)为增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率,软锰矿要先制成矿浆;葡萄糖(C6H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,则反应为:12MnO2+C6H12O6+24H2SO4=12MnSO4+6CO2↑+18H2O,二氧化锰为氧化剂,葡萄糖为还原剂,故反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为12:1;
故答案为:增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;12:1;
(2)过氧化氢溶液氧化Fe2+为Fe3+,反应为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
(3)调节pH沉淀Fe3+、Al3+,但不能沉淀Mn2+,由表可知,调节pH为5.0~7.8,可以达到目的,故滤渣1为Fe(OH)3和Al(OH)3;
故答案为:5.0~7.8;Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)MnCO3沉淀与磷酸反应为MnCO3+2H3PO4═Mn(H2PO4)2+CO2↑+H2O;
故答案为:MnCO3+2H3PO4═Mn(H2PO4)2+CO2↑+H2O;
(5)软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9%,设得到马日夫盐质量
为x,根据锰元素质量守恒,则有×1t×87%×91%=×x,解得x=2.5935;
故答案为:2.5935.
【点评】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、对条件的控制选择与理解等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.
10.硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程中:
(1)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0;恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡,图1图象能正确表示该过程中相关量的变化的是ab .(选填字母).
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应.若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率a1= 60% ;若向该容器中再加入1molN2和3molH2,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2>a1(填“>”、“<”或“=”).
(3)2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g).在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1、P2)下温度变化的曲线(如图2).
①比较P1、P2的大小关系:P1<P2(填“>”、“<”或“=”).
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是减小.
(4)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气.
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1034.9kJ/mol .
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2.若每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.05mol,则反应的离子方程式是2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2.
【分析】(1)恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡时,反应放热,随反应减小速率减慢,放热减少,容器体积不变,混合气体密度不变,反应正向进行,混合气体质量不变,总物质的量减少,混合气体的平均相对分子质量增大,但开始不为0;
(2)N2+3H2=2NH3
起始量(mol) 1 3 0
变化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol)1﹣x 3﹣3x 2x
(1﹣x)+(3﹣3x)+2x=(1+3)×
解得x=0.6mol,
若向该容器中再加入1mol N2和3mol H2,压强增大,平衡正向移动;
(3)①2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)是正方向体积减小的反应,根据压强对平衡的影响分析;
②根据图象2判断该反应正方向是放热还是吸热,再判断K随温度的变化;
(4)①a.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
b.N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
由盖斯定律可知,a×2﹣b得到4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g);
②用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2,C元素的化合价不变,每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转
移电子数为0.05mol,n(NO2)==0.1mol,可知N元素的化合价由+4价降低为+3
价,由+4价升高为+5价,以此来解答.
【解答】解:(1)恒温时,将N2和H2的混合气体充入2L密闭容器中,10分钟后反应达到平衡时,反应放热,随反应减小速率减慢,放热减少,容器体积不变,混合气体密度不变,反应正向进行,混合气体质量不变,总物质的量减少,混合气体的平均相对分子质量增大,但开始不为0,
故答案为:ab;
(2)N2+3H2=2NH3
起始量(mol) 1 3 0
变化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol)1﹣x 3﹣3x 2x
(1﹣x)+(3﹣3x)+2x=(1+3)×
解得x=0.6mol,则N2的转化率a1=×100=60%,
若向该容器中再加入1molN2和3molH2,压强增大,平衡正向移动,转化率增大,则a2>a1,故答案为:60%;>;
(3)①已知2NO(g)+O2(g)⇌2N02(g)是正方向体积减小的反应,增大压强平衡正移,则NO的转化率会增大,由图可知p2时NO的转化率大,则p2时压强大,即p1<p2,故答案为:<;
②由图象2可知,随着温度的升高,NO的转化率减小,说明升高温度平衡逆移,则该反应正方向是放热反应,所以升高温度平衡常数K减小;故答案为:减小;
(4)①a.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
b.N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
由盖斯定律可知,a×2﹣b得到4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g),则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1034.9kJ/mol,故答案为:4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1034.9kJ/mol;
②用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2,C元素的化合价不变,每4.6gNO2和Na2CO3溶液反应时转
移电子数为0.05mol,n(NO2)==0.1mol,可知N元素的化合价由+4价降低为+3价,由+4价升高为+5价,离子反应为2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2,故答案为:2NO2+CO32﹣=NO3
﹣+NO
2﹣+CO
2

【点评】本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握化学平衡三段法、平衡移动与图象、。

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