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- 2021-07-06 发布
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山东省 2020 年普通高中学业水平等级考试(模拟卷)
化 学 试 题
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形
码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用 2B 铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使
用 0.5 毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草
稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cr 52 Cu 64
一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合
题意。
1.山梨醇[CH2OH(CHOH)4CH2OH]可用作牙膏、食品的水分保持剂。其生产路线如下图所示。
下列说法错误的是
A. 活性炭脱色的过程为物理变化
B. 加压氢化时葡萄糖中醛基转化为羟基
C. 离子交换时可选用阴离子交换树脂
D. 山梨醇可作水分保持剂是因为能与水形成氢键
【答案】C
【解析】
【分析】
由生产流程图可知,葡萄糖先溶解后经过活性炭吸附褪色,后醛基加压氢化还原成羟基,再
利用阳离子交换膜去除重金属离子得到山梨醇,以此分析。
【详解】A. 活性炭脱色利用了活性炭的吸附性,属于物理变化,故 A 正确;
B. 加压氢化时葡萄糖中醛基转化为羟基,故 B 正确;
C. 离子交换为了除去重金属离子,应选用阳离子交换膜,故 C 错误;
D. 山梨醇可作水分保持剂是因为山梨醇中羟基能与水形成氢键,故 D 正确;
故答案选:C。
2.下列实验操作或实验仪器使用正确的是
A. 将高锰酸钾溶液盛装在碱式滴定管中
B. 容量瓶、滴定管使用前均需用蒸馏水洗净并烘干
C. 用 10 mL 量筒量取 2.5 mL 浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸
D. 溶液蒸发浓缩时,用坩埚钳夹持蒸发皿直接加热
【答案】C
【解析】
【详解】A. 将高锰酸钾溶液应盛装在酸式滴定管中,故 A 错误;
B. 容量瓶使用前不需要烘干,滴定管使用前需用蒸馏水洗净然后再用标准液润洗,不需要烘
干,故 B 错误;
C. 可用 10 mL 量筒量取 2.5 mL 浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸,操作正确,故 C 正确;
D. 溶液蒸发浓缩时,蒸发皿应放置在泥三角上加热,不能直接用坩埚钳夹持加热,故 D 错误;
故答案选:C。
3.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是
A. ⅡA 族基态原子最外层电子排布均为 ns2
B. 第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差 8
C. 第四周期ⅡA 族与ⅢA 族元素的原子序数相差 11
D. 基态原子 3d 轨道上有 5 个电子的元素位于ⅥB 族或ⅦB 族
【答案】B
【解析】
【详解】A. ⅡA 族基态原子最外层电子排布均为 ns2,故 A 正确
B. 第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA 均相差 8,ⅢA-0 族均相差 18,故 B 错误;
C. 第四周期ⅡA 族与ⅢA 族元素的原子序数相差 11,故 C 正确;
D. 基态原子 3d 轨道上有 5 个电子的元素位于ⅥB 族或ⅦB 族,故 D 正确;
故答案选:B。
4.中医药是中华民族的瑰宝,厚朴酚是一种常见中药的主要成分之一,有抗菌、消炎等功效,
其结构简式如图 a 所示。下列说法错误的是
A. 厚朴酚与溴水既可发生加成反应又可发生取代反应
B. 图 b 所示为厚朴酚的一种同分异构体
C. 厚朴酚分子中所有碳原子可能共平面
D. 厚朴酚分子中不含手性碳原子
【答案】B
【解析】
【分析】
由厚朴酚的结构简式可知,厚朴酚含官能团酚羟基、碳碳双键,图 a 图 b 有机物结构相同,
为同一物质;苯环中所有原子共面,碳碳双键中所有原子共面;手性碳原子是指与四个各不
相同原子或基团相连的碳原子,以此分析。
【详解】A. 厚朴酚含有酚羟基、碳碳双键可与溴水发生加成反应又可发生取代反应,故 A 正
确;
B. 图 b 结构与厚朴酚相同,和厚朴酚为同一物质,故 B 错误;
C. 厚朴酚分子中苯环中所有原子共面,碳碳双键中所有原子共面,则所有碳原子可能共面,
故 C 正确;
D. 手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,由结构图可知厚朴酚分子中不
含手性碳原子,故 D 正确;
故答案选:B。
【点睛】手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。
5.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到 8,
H 原子达到 2 所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是
A. NH3、BF3、BF4-中只有 BF3 是缺电子化合物
B. BF3、BF4-中心原子的杂化方式分别为 sp2、sp3
C. BF3 与 NH3 反应时有配位键生成
D. BF4-的键角小于 NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH3 电子式为 符合路易斯结构,BF3 电子式为 ,B 原子价
层电子数为 6,不符合路易斯结构、BF4-电子式为 ,只有 BF3 是缺电子化合
物,故 A 正确;
B. BF3 中心原子 B 价层电子对数为 ,则杂化方式为 sp2 杂化;BF4-中心原
子 B 价层电子对数为 ,则杂化方式分别为 sp3 杂化,故 B 正确;
C. BF3 与 NH3 反应时,NH3 中 N 原子有孤电子对,BF3 中 B 有空轨道,可生成配位键,故 C
正确;
D. BF4-和 NH3 均为 sp3 杂化, BF4-中心原子无孤电子对,NH3 有一对孤电子对,根据价层电
子对互斥理论,孤电子对数增多,对成键电子的斥力增大,键角减小,则 BF4-的键角大于
NH3,故 D 错误;
故答案选:D。
6.设计如下装置制备硝酸(夹持装置略),每个虚线框表示一个装置单元,其中完全正确的是
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】A
【解析】
【分析】
制备硝酸流程为 NH3 先进行催化氧化生成 NO,NO 再和氧气、水反应生成硝酸,以此分析。
【详解】制备硝酸流程为 NH3 先进行催化氧化生成 NO,NO 再和氧气、水反应生成硝酸,图
中装置①制取氨气和氧气,图②为 NH3 的催化氧化生成 NO,③为除去氨气的装置,应使用浓
: F:
: F:
: F : B : F :
−
13+ (3-1 3)=32
×
14+ (3+1-4 1)=42
×
硫酸除去气体中的 NH3,④为防倒吸装置和吸收装置,进气应该是短口进,故①②正确,③④
错误。故答案选:A。
7.设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,1 个氧气分子体积为 cm3
B. 铜电解精炼时,当阳极质量减少 64 g 时,电路中转移电子数为 2NA
C. 标准状况下 22.4 L Cl2 完全溶于水时,所得溶液中含氯微粒总数为 2NA
D. NaCl 晶体中 Na+与最近 Cl-的核间距离为 a cm,则其晶体密度为 g·cm-3
【答案】D
【解析】
【详解】A. 标准状况下,1 个氧气分子体积由氧气分子的大小决定不能直接用气体摩尔体积
进行计算,故 A 错误;
B.铜电解精炼时,阳极中含有 Cu、Fe、Zn 等金属,Fe、Zn 先放电,当阳极质量减少 64g 时,
电路中转移电子数不等于 2NA,故 B 错误;
C. 标准状况下 22.4 L Cl2 物质的量为 1mol 完全溶于水时,所得溶液中含氯微粒有 Cl2、
HClO、Cl-、ClO-,根据氯原子守恒可知: , 则
含氯微粒总数小于 2NA,故 C 错误;
D. NaCl 晶胞中 Na+数目为 , Cl-数目为 ,则晶胞质量为: ,
与最近 Cl-的核间距离为 a cm,则体积为 ,则其晶体密度为 g·cm
-3,故 D 正确;
故答案选:D。
8.锂-空气电池是一种可充放电池,电池反应为 2Li + O2 = Li2O2,某锂-空气电池的构造原理
图如下。下列说法正确的是
4
A
2.24 10
N
×
3
A
234
8N a
- -
22n(Cl )+n(HClO)+n(ClO ) n(Cl )=2mol+
11+12 =44
× 1 18 +6 =48 2
× ×
A
4M
N
38a cm3
3
A
m 234ρ= =V 8N a
A. 可选用有机电解液或水性电解液
B. 含催化剂的多孔电极为电池的负极
C. 放电时正极的电极反应式为 O2 + 2Li+ + 2e-= Li2O2
D. 充电时锂电极应连接外接电源的正极
【答案】C
【解析】
【分析】
在锂空气电池中,锂失电子作负极,锂不能与该电解液直接反应,负极反应式为: Li-e-=Li+,
以空气中的氧气作为正极反应物,氧气得电子生成 Li2O2,正极反应为:O2 + 2Li+ + 2e-=
Li2O2,总反应为:2Li + O2 = Li2O2,据此解答。
【详解】A. 应选用有机电解液,水性电解液会与 Li 直接反应,故 A 错误;
B. 含催化剂的多孔电极为电池的正极,故 B 错误;
C. 放电时正极的电极反应式为 O2 + 2Li+ + 2e-= Li2O2,故 C 正确;
D. 充电时锂电极应连接外接电源的负极发生电极反应: Li++ e-= Li,故 D 错误;
故答案选:C。
9.实验室利用反应 合成洋茉
莉醛的流程如下。下列说法错误的是
A. 水洗的目的是除去 KOH B. 试剂 X 应选用有机溶剂
C. 加入 Na2CO3 溶液的目的是除去酸 D. 进行蒸馏操作时可选用球形冷凝管
【答案】D
【解析】
【分析】
由流程图可知黄樟油素通过反应 1 生成异黄樟油素,异黄樟油素水洗过滤除去 KOH,通过反
应Ⅱ得到洋茉莉醛,利用有机溶剂将含洋茉莉醛的有机剂萃取出来,再加入 Na2CO3 除去酸,
再通过蒸馏分离得到洋茉莉醛,以此分析。
【详解】A. 黄樟油素和异黄樟油素不溶于水,水洗的目的是除去 KOH,故 A 正确;
B. 洋茉莉醛不溶于水溶液有机溶剂,则试剂 X 应选用有机溶剂,故 B 正确;
C. 加入 Na2CO3 溶液 目的是除去稀硫酸,故 C 正确;
D. 进行蒸馏操作时应选用直形冷凝管,故 D 错误;
故答案选:D。
10.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生,其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中,反应Ⅲ
发生在氧化塔中,不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是
化学平衡常数
温
度
(K)
反应Ⅰ: 4NH3 + 5O2 → 4NO +
6H2O
反应Ⅱ: 4NH3 + 3O2 → 2N2 +
6H2O
反应Ⅲ: 2NO + O2 →
2NO2
500 1.1×1026 7.1×1034 1.3×102
700 2.1×1019 2.6×1025 1.0
A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中 NO 的含量
B. 通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C. 通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度
【答案】A
【解析】
【详解】A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ,增大氧化炉中 NO
的含量,故 A 正确;
B. 升高温度,反应Ⅰ和反应ⅡK 值均减小,则正反应均为放热反应,无法通过改变氧化炉的
温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ,故 B 错误;
的
C. 反应Ⅰ和反应Ⅱ正反应均为增大压强的反应,无法通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而
抑制反应Ⅱ,故 C 错误;
D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度,提高氨气的转化率,故 D 错误;
故答案选:A。
二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符
合题意,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。
11.下列关于有机物结构的说法错误的是
A. 环己烷中所有 C—C—C 键角均 120°
B. CnH2n+1Cl 与 CnHCl2n+1 同分异构体数目相同
C. C 原子与 N 原子之间可形成单键、双键和叁键
D. 含有手性碳原子的饱和链烃中,碳原子数最少的一定是 3-甲基己烷
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 环己烷中所有 C—C—C 键角为四面体结构,键角不是 120°,故 A 错误;
B. CnH2n+1Cl 与 CnHCl2n+1 等效氢数目相同,则同分异构体数目相同,故 B 正确;
C. C 原子与 N 原子之间可形成单键、双键和叁键,故 C 正确;
D. 含有手性碳原子的饱和链烃中,碳原子数最少的可能是 3-甲基己烷,也可能是 2,3-二甲基
戊烷,故 D 错误;
故答案选:AD。
【点睛】含有手性碳原子的饱和链烃中,碳原子数最少的可能是 3-甲基己烷,也可能是 2,3-二
甲基戊烷。
12.工业上常用电解铬酐(CrO3,遇水生成 H2Cr2O7 和 H2CrO4)水溶液的方法镀铬,电镀液中
需加入适量的催化剂和添加剂,并通过加入 H2O2 提高或降低电镀液中 Cr(Ⅲ)的含量,发生
的部分反应有:
①Cr2O72-+14H++6e−=2Cr3++7H2O
②2H++2e−=H2
③2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
④CrO42-+8H++6e−=Cr+4H2O
⑤2H2O−4e−=O2+4H+
⑥2Cr3++7H2O−6e−=Cr2O72-+14H+
为
下列说法错误的是( )
A. 反应①②在镀件上发生
B. H2O2 既体现氧化性又体现还原性
C 当镀件上析出 52g 单质铬时,电路中转移 6mol 电子
D. 电镀一段时间后,电极附近溶液的 pH:阳极>阴极
【答案】CD
【解析】
【详解】A.反应①②得到电子发生还原反应。在阴极上发生,镀件为阴极,故 A 正确;
B. H2O2 既能提高也能降低电镀液中 Cr(Ⅲ)的含量,则 H2O2 既体现氧化性又体现还原性,
故 B 正确;
C.阴极上发生反应①②④,当镀件上析出 52g 单质铬时,电路中转移电子大于 6mol,故 C 错
误;
D. 由反应②可知阴极 pH 增大,由反应⑥可知阳极 pH 减小,则 pH 阳极<阴极,故 D 错误;
故答案选:CD。
13.改良 Claus 法利用天然气脱硫产生的 H2S 回收单质硫,首先将原料气通入反应炉并发生高
温反应Ⅰ:2H2S(g) + 3O2(g) =2SO2(g) + 2H2O(g);反应后的混合气体通入串联的多个温度逐渐
降低的转化器内进行反应Ⅱ:2H2S(g) + SO2(g) 3S(l) + 2H2O(g)。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ、Ⅱ消耗等量 H2S 时,转移电子数之比为 2:1
B. 根据工艺流程判断反应Ⅱ为吸热反应
C. 通过串联多个转化器可提高硫的回收率
D. 反应Ⅰ中消耗 H2S 的量占通入 H2S 总量的 时,硫的回收率最高
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 反应Ⅰ消耗 1molH2S 时,转移电子 6mol,反应Ⅱ消耗 1molH2S 时,转移电子
2mol,则转移电子数之比为 3:1,故 A 错误;
B. 为了提高原料利用率,反应Ⅱ温度降低,平衡正移,则正反应为放热反应, 故 B 错误;
C. 通过串联多个转化器,分离出硫,平衡正移,可提高硫的回收率,故 C 正确;
D. 反应Ⅰ中消耗 H2S 的量占通入 H2S 总量的 时,反应Ⅱ中 H2S 和 SO2 物质的量之比为 2:
1,此时反应进行的最彻底,硫的回收率最高,故 D 正确;
1
3
1
3
故答案选:CD。
14.常温下,将 10 mL 0.1 mol·L-1 NaA 溶液逐滴加入 10 mL 0.1 mol·L-1 HA 溶液中,已知 HA
的电离平衡常数 Ka = 1.8×10-4。下列说法正确的是
A. 滴加过程中,混合溶液中 始终变小
B. 滴加过程中,混合溶液中 c(H+) + c(OH-) > 2.0×10-7 mol·L-1
C. 充分混合后,溶液中 A-的水解程度比原 NaA 溶液中 A-的水解程度大
D. 充分混合后,溶液中 c(Na+) > c(A-) > c(HA) > c(H+) > c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A. ,滴加过程中,氢离子浓度减小,则混合溶
液中 始终变大,故 A 错误;
B. Ka = 1.8×10-4,则 HA 的电离大于 A-水解,滴加过程中,混合溶液呈酸性,且水的离子
键 ,则 ,故 B
正确;
C. 充分混合后,溶液为 NaA 和 HA 的混合液,HA 溶液抑制 A-的水解,故 C 错误;
D. 充分混合后,溶液为 NaA 和 HA 的混合液,且 HA 的电离大于 A-水解,则溶液中 c(A-)>
c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-),故 D 错误;
故答案选:B。
15.氨基甲酸铵发生分解的化学方程式为 NH2COONH4(s) 2NH3(g) + CO2(g)。利用如下装
置测定不同温度下该反应以分压表示的化学平衡常数 Kp,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭 K3,打开 K1 和 K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭 K1;
(Ⅱ)关闭 K2,缓慢开启 K3 至 U 型管两边液面相平并保持不变,读取压强数值。记录
25℃、30℃下压强分别为 12.0 kPa、17.1 kPa。下列说法错误的是
-c(A )
c(HA)
-
4
a
+c(A ) c(H ) =c 1 1(HA) 8 -K . 0××=
-c(A )
c(HA)
-14
WK =10 ( ) ( )+ + 7 1c H +c(OH ) >2 c H c(OH ) =2.0 10 mol L- - - -× × ⋅
A. 氨基甲酸铵分解反应的 ΔH>0
B. 该反应 25℃时的化学平衡常数 Kp = 2.56×1011 Pa3
C. 步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭 K1,Kp 测量值偏小
D 步骤Ⅱ中读数时 U 型管左侧液面偏高,Kp 测量值偏小
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 温度升高气压增大,由反应可知,平衡正移,则正反应为吸热反应,故 A 正确;
B. 设 CO2 的压强为 xPa,则 NH3 的压强为 2xPa,总压强为 12.0 kPa,则
, ,则
,故 B 正确;
C. 步骤Ⅰ中测压仪数值未稳定即关闭 K1,U 型管左侧会有残留空气,导致 Kp 测量值偏大,
故 C 错误;
D. 步骤Ⅱ中读数时 U 型管左侧液面偏高,则证明左侧气压小于右侧,Kp 测量值偏大,故 D
错误。
故答案选 CD。
三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。
16.我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3,该物质因具有
较高的光电转换效率而在太阳能电池领域具有重要的应用价值。回答下列问题
(1)C、N 基态原子中,第一电离能较大的是_____。
(2)CH3NH3+的电子式为_____,C、N 原子的杂化轨道类型分别为______、______;CH3NH3+
中,存在______(填代号)。
a.σ 键 b.π 键 c.配位键 d.氢键
已知甲基 供电子能力强于氢原子,则 CH3NH2、(CH3)2NH 中接受质子能力较强的是的
2
aP(CO )= = a12000P 4000P3 3 2P(NH )=2P(CO )= a8000P
2 11 3
p 2 3K =P(CO ) P (NH )=2 56 1 Pa. 0× ×
______。
(3)(CH3NH3)PbI3 的立方晶格结构如图所示,其中 B 代表 Pb2+,则______代表 I−,每个晶
胞中含有 I− 的数目为______。原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中,
原子分数坐标 A 为(0,0,0),B 为(1/2,1/2,1/2),则 C 的原子分数坐标为______。已
知(CH3NH3)PbI3 的晶胞参数为 a pm,晶体密度为ρ g·cm−3,设 NA 为阿伏加德罗常数的值,
则(CH3NH3)PbI3 的摩尔质量为________g·mol−1(用代数式表示)。
【答案】 (1). N (2). (3). sp3 (4). sp3 (5). ac (6). (CH3)2NH
(7). C (8). 3 (9). ( , ,0) (10). ρa3NA×10-30
【解析】
【详解】(1)C、N 均属于第二周期,第一电离能随序数递增,则 N 的第一电离能强于 C,故
答案为:N;
(2)CH3NH3+电子式为: ,C 原子含有 4 个 σ 键,则杂化轨道为 sp3;
N 原子含有 4 个 σ 键,则杂化轨道为 sp3; 由 CH3NH3+电子式可知 C、H,N、H 之间存在 σ
键,无 π 键,N 提供孤电子对,H 含有空轨道,可形成配位键;甲基的供电子能力强于氢原子,
则 CH3)2NH 中含有两个甲基接受质子能力较强,故答案为: ;sp3;
sp3;ac;(CH3)2NH;
(3)晶胞中 A 的数目为 ,B 的数目为 1,C 的数目为: ,B 代表 Pb2+,由
1
2
1
2
=118 8
× 16 =32
×
化学式可知(CH3NH3)PbI3,Pb2+和 I−个数之比为 1:3,则 C 代表 I−;个数为 3;原子分数坐标
A 为(0,0,0),B 为(1/2,1/2,1/2),则 C 的原子分数坐标为( , ,0);晶胞质量
为 ,晶胞体积为 ,晶胞密度为 ,则摩尔质
量为 ρa3NA×10-30,故答案为:C;3;( , ,0);ρa3NA×10-30。
【点睛】共价单键是 σ 键;双键中有一个 σ 键和一个 π 键;三键中有一个 σ 键和两个 π 键。
17.四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O,摩尔质量为 457 g·mol-1,难溶于水] 是一种性能优良
的绿色环保防锈颜料。实验室以锌灰(含 ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2 等)为原料制
备 Zn3(PO4)2·4H2O 的流程如下,回答下列问题:
已知:6NH4HCO3 + 3ZnSO4 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓ + 3(NH4)2SO4 + 5CO2↑
ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O + 2H3PO4 Zn3(PO4)2·4H2O + 2H2O + CO2↑
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为________;步骤Ⅰ中,需先将溶液的 pH 调至 5.1,此时应选择的最
佳试剂是________;
a.氨水 b.氢氧化钠 c.氧化锌 d.氢氧化钡
滴加 KMnO4 溶液后有 MnO2 生成,该反应的离子方程式为________;试剂 a 为________;步
骤Ⅳ反应结束后,得到 Zn3(PO4)2·4H2O 的操作包括________和干燥。
(2)称取 45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O 进行热重分析,化合物质量随温度的变化关系如图所示,
为获得 Zn3(PO4)2·2H2O 和 Zn3(PO4)2·H2O 的混合产品,烘干时的温度范围为________。
a.90~145℃ b.145~195℃ c.195~273℃ d.>273℃
1
2
1
2
A
M gN
3 -30 3a 10 cm× A
3 -30
M
Nmρ= = g cmV a 10
3/×
1
2
1
2
Δ
Δ
(3)为测定产品中 Zn3(PO4)2·4H2O 的含量,进行如下实验,已知滴定过程中 Zn2+与 H2Y2−
按 1:1 反应。
步骤Ⅰ:准确称取 0.4570 g 产品于烧杯中,加入适量盐酸使其溶解,将溶液转移至 100 mL 容
量瓶,定容。
步骤Ⅱ:移取 20.00 mL 上述溶液于锥形瓶中,加入指示剂,在 pH = 5~6 的缓冲溶液中用
0.02000mol·L-1 Na2H2Y 标准溶液滴定至终点,测得 Na2H2Y 标准溶液的用量为 27.60 mL。
步骤Ⅱ中移取溶液时所使用的玻璃仪器为________;产品中 Zn3(PO4)2·4H2O 的质量分数为
_______。下列操作中,导致产品中 Zn3(PO4)2·4H2O 含量测定值偏低的是________。
a.步骤 I 中定容时俯视刻度线
b.步骤 I 中转移溶液时未洗涤烧杯
c.步骤 II 中滴定管未用 Na2H2Y 标准溶液润洗
d.步骤 II 中滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡
【答案】 (1). SiO2、PbSO4 (2). c (3). MnO+ 3Fe2+ + 7H2O=MnO2↓ + 3Fe(OH)3↓ +
5H+ (4). Zn (5). 过滤、洗涤 (6). b (7). 移液管(或酸式滴定管) (8). 92%
(9). bd
【解析】
【分析】
酸浸时 SiO2 不参与反应,PbO 与稀硫酸反应生成难溶物质 PbSO4;调节 pH 时应注意不能带入
新的杂质;KMnO4 与溶液中亚铁离子发生氧化还原反应,以此写出化学方程式;试剂 a 为了
除去溶液中的其他金属阳离子;步骤Ⅳ反应结束后,得到 Zn3(PO4)2·4H2O 的操作有过滤、
洗涤、干燥,据此解答。
【详解】(1)酸浸时 SiO2 不参与反应,PbO 与稀硫酸反应生成难溶物质 PbSO4,故滤渣Ⅰ的主
要成分为 SiO2、PbSO4,;调节 pH 时不能带入新的杂质,也不能与所需产品反应,最佳试剂
为 氧 化 锌 ; KMnO4 与 溶 液 中 亚 铁 离 子 发 生 氧 化 还 原 反 应 :
;试剂 a 为了除去溶液中的其
他金属阳离子 Cu2+ ,为了不带入新的杂质,可用 Zn 单质;步骤Ⅳ 反应结束后,得到
Zn3(PO4)2·4H2O 的 操 作 有 过 滤 、 洗 涤 、 干 燥 ; 故 答 案 为 : SiO2 、 PbSO4 ; c ;
;Zn;过滤、洗涤;
(2)由图可知当温度小于 90℃时,产品为 Zn3(PO4)2·4H2O,此时物质的量为
,当温度为 145℃时质量为 42.1g,蒸发水分物质的量为
,则产品为 Zn3(PO4)2·2H2O,同理可得,当温度为 195℃时产品为
Zn3(PO4)2·H2O,当温度为 273℃时产品为 Zn3(PO4)2,为获得 Zn3(PO4)2·2H2O 和
Zn3(PO4)2·H2O 的混合产品,应控制温度在 145~195℃,故答案为:b;
(3)移取溶液时所使用的玻璃仪器为移液管(或酸式滴定管);滴定时有关系:
,消耗 Na2H2Y 物质的量为
,则样品中含有 Zn3(PO4)2·4H2O 的物
质的量为: ,则产品中 Zn3(PO4)2·4H2O 的质
量分数为 ;
a.步骤 I 中定容时俯视刻度线,导致产品浓度偏高,测定值偏高;
b.步骤 I 中转移溶液时未洗涤烧杯,导致产品浓度偏低,测定值偏低;
c.步骤 II 中滴定管未用 Na2H2Y 标准溶液润洗,所需标准液体积偏高,测定值偏高;
d.步骤 II 中滴定前滴定管内无气泡,滴定结束后有气泡,所需标准液体积偏低,测定值偏低;
故答案为:移液管(或酸式滴定管);92%;bd。
18.利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含 FeO·V2O3、Al2O3、SiO2 及少量可溶性磷酸盐)
生产 V2O5 的工艺流程如下,回答下列问题:
( )2
2 2 3
MnO 3Fe 7H O MnO 3Fe OH 5H+ ++ + = ↓ + ↓ +
( )2
2 2 3
MnO 3Fe 7H O MnO 3Fe OH 5H+ ++ + = ↓ + ↓ +
g = molg mol
45. 7 0. 1457 /
g- g = molg mol
45. 7 42. 1 0. 218 /
( ) 2+
3 4 2 2 22
Zn PO 4H O 3Zn 3Na H Y·
- 1 -27 6 2 mol L = mol3 - 4. 0 10 L 0. 0 000 5. 52 10× × ×
-
-mol m = molm
4
45. 52 10 100 L 9. 2 103 20 L
× × ×
- mol g mol %= %g
49. 2 10 457 / 100 920. 457
× × ×
已知:①V2O5、Al2O3、SiO2 可与 Na2CO3、NaCl 组成的混合钠盐在高温下反应,并转化为 NaVO3、
NaAlO2、Na2SiO3 等可溶性钠盐。
②AlO +4H+=Al3++2H2O。
(1)焙烧Ⅰ包括氧化和钠化成盐两个过程,氧化的目的是获得 V2O5,写出氧化过程中
FeO·V2O3 发生反应的化学方程式________;废渣Ⅰ的主要成分是________;精制Ⅰ中加盐
酸调 pH 的主要作用是________,加入 NH3·H2O 后发生反应的离子方程式为________。
(2)精制Ⅱ中加入 CaCl2 溶液除去磷酸盐,pH 过小时影响除磷效果的原因是________;pH
过大时,沉淀量增大的原因是________。
(3)沉钒所得 NH4VO3 沉淀需进行洗涤,洗涤时除去的阴离子主要是________。NH4VO3 在
500℃时焙烧脱氨制得产品 V2O5,反应方程式为 2NH4VO3 V2O5+H2O↑+2NH3↑。但脱氨过
程中,部分 V2O5 会转化成 V2O4,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 3:2,该反应的化学
方程式为________。
【答案】 (1). 4FeO·V2O3 + 5O2 2Fe2O3 + 4V2O5 (2). Fe2O3 [或 Fe(OH)3]
(3). 除 Si 并转化 AlO2-写“除 Si”即得分) (4). Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH H+
+ NH3·H2O = H2O + NH(写出第一个离子方程式即得分) (5). 形成溶解度较大的酸式盐
(或形成溶解度较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙) (6). 产生了 Ca(OH)2 沉淀 (7). Cl-
(8). 3V2O5 + 2NH3 3V2O4 + N2 + 3H2O
【解析】
【分析】
氧化过程 FeO·V2O3 生成对应的金属氧化物 Fe2O3 和 V2O5;经过氧化和钠化后,V2O5、
2
−
Δ
焙烧
500℃
Al2O3、SiO2 均转化为可溶性盐,Fe2O3[或 Fe(OH)3]成为滤渣;精制Ⅰ中加盐酸调 pH 为了和
SiO32- 反应生成硅酸沉淀,将 AlO2- 转化为 Al3+ ;加入 NH3·H2O 后与 Al3+ 发生反应生成
Al(OH)3 沉淀;精制Ⅱ中加入 CaCl2 溶液生成磷酸钙沉淀,除去磷酸盐,沉钒时加入试剂 NH4Cl,
所得 NH4VO3 沉淀,焙烧得到产品,据此分析。
【详解】(1)氧化过程 FeO·V2O3 生成对应的金属氧化物 Fe2O3 和 V2O5,化学方程式为:
4FeO·V2O3 + 5O2 2Fe2O3 + 4V2O5;经过氧化和钠化后,V2O5、Al2O3、SiO2 均转化为可
溶性盐,Fe2O3 [或 Fe(OH)3]成为滤渣;精制Ⅰ中加盐酸调 pH 为了和 SiO32-反应生成硅酸沉
淀,将 AlO2-转化为 Al3+;加入 NH3·H2O 后与 Al3+发生反应生成 Al(OH)3 沉淀,还可以中和
酸 , 反 应 方 程 式 为 : 、
,故答案为:4FeO·V2O3 + 5O2 2Fe2O3 + 4V2O5;Fe2O3
[ 或 Fe(OH)3] ; 除 Si 并 转 化 AlO2-( 写 “ 除 Si” 即 得 分 ) ;
, (写出第一个离
子方程式即得分);
(2)精制Ⅱ中加入 CaCl2 溶液生成磷酸钙沉淀,除去磷酸盐,pH 过小时形成溶解度较大的酸
式盐;pH 过大时易形成 Ca(OH)2 沉淀,故答案为:形成溶解度较大的酸式盐(或形成溶解度
较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙);产生了 Ca(OH)2 沉淀;
(3)沉钒时加入试剂 NH4Cl,因此所得 NH4VO3 沉淀含有阴离子主要为 Cl-;脱氨过程中,部
分 V2O5 会转化成 V2O4,且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 3:2,则 V2O5 为氧化剂,
NH3 为还原剂,还原产物为 V2O4,氧化产物为 N2,则氧化还原方程式为:3V2O5 + 2NH3
3V2O4 + N2 + 3H2O,故答案为:Cl-;3V2O5 + 2NH3 3V2O4 + N2 + 3H2O。
19.探索氮氧化合物反应的特征及机理,对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下
列问题:
(1)工业上利用 Na2CO3 溶液吸收 NO、NO2 混合气制备 NaNO2,该反应可实现 NO 和 NO2
的完全转化,反应的化学方程式为________。
焙烧
( )3+ +
3 2 43
Al +3NH H O=Al OH +3NH↓
+ +
3 2 2 4H +NH H O=H O+NH
焙烧
( )3+ +
3 2 43
Al +3NH H O=Al OH +3NH↓ + +
3 2 2 4H +NH H O=H O+NH
500℃
500℃
(2)NO2 可发生二聚反应生成 N2O4,化学方程式为 ,上述反应达到
平衡后,升高温度可使体系颜色加深,则该反应的 ________0(填>或<)。已知该反应
的正反应速率方程为 υ 正= k 正·c2(NO2),逆反应速率方程为 υ 逆=k 逆·c(N2O4),其中 k 正、k
逆分别为正、逆反应的速率常数。则图(lgk 表示速率常数的对数; 表示温度的倒数)所示
①、②、③、④四条斜线中,能表示 lgk 正随变化关系的是斜线________,能表示 lgk 逆随
变化关系的是斜线________。
(3)图中 A、B、C、D 点的纵坐标分别为 a + 1.5、a+0.5、a-0.5、a-1.5,则温度 T1 时化
学平衡常数 K=_______mol-1·L。已知温度 T1 时,某时刻恒容密闭容器中 NO2、N2O4 浓度均
为 0.2 mol·L-1,此时 υ 正________υ 逆(填>或<);上述反应达到平衡后,继续通入一定量
的 NO2,则 NO2 的平衡转化率将________,NO2 的平衡浓度将________(填增大、减小或不
变)。
【答案】 (1). NO + NO2 + Na2CO3=2NaNO2 + CO2 (2). < (3). ③ (4). ④
(5). 10 (6). > (7). 增大 (8). 增大
【解析】
【分析】
(1)Na2CO3 溶液和 NO、NO2 反应生成 NaNO2,再写出化学方程式;
(2)升高温度体系颜色加深,平衡逆移,则正反应为放热反应;化学反应速率和温度成正比,
随着温度下降 增大,正逆反应速率下降,则 lgk 正和 lgk 逆均减小,由于温度下降平衡正移,
υ 正>υ 逆,则下降相同温度时 lgk 逆减小更快,以此分析;
(3)化学平衡常数 ,平衡时 υ 正=υ 逆再
利用 C 点和 D 点数据求得 k 逆和 k 正;比较浓度商 Q 与 K 值得大小,若 Q>K 则平衡逆移,若
k
2 2 4k
2NO (g) N O (g)
正
逆
H∆
1
T
1
T
1
T
( )
( )
( )
( )2 4 2 4
2 2
2 2
N O N O vK = = vNO NO
逆 逆正 正
逆 正 逆正
c k c k k
k kc k c
= × ×
Q