【文档说明】北京市海淀区十一学校2020届高三下学期三模化学试题(教师版).pdf,共(13)页,1.788 MB,由小赞的店铺上传
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三模化学题解析可能用到的相对原子质量:H-1,C-12,N-14,O-16,Na-23,Cl-35.51.历史文物蕴含丰富的化学知识。下列关于历史文物的描述中,错误的...一项是选项ABCD图片战国·曾侯乙编钟《竹林七贤与启荣期》模印砖画清朝·乾隆“瓷母”釉彩大瓶宋·
王希孟《千里江山图》绢本描述青铜属于金属材料砖属于传统无机非金属材料瓷属于新型无机非金属材料由蚕丝织成的绢属于天然高分子材料解析:陶瓷属于传统的无机非金属材料(包括:玻璃、水泥、陶瓷),不是新型材料。2.下列有关生活中常见有机物和基本营养物质叙述正确的是A.无糖饼干没有甜味,糖尿病患者可随
意食用B.疫苗要求冷链运输,以免温度升高使蛋白质氧化C.油脂都不能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D.可通过灼烧区别棉花和羊毛解析:A.饼干是由淀粉做的,淀粉属于多糖,糖尿病人必须严格控制摄取。B.疫苗属于蛋白质,温度高即会变性,而未必发生氧化。C.油
主要成分是不饱和脂肪酸甘油酯,含碳碳双键,能使溴水和酸性高锰酸钾褪色。D.棉花属于多糖,主要成分是纤维素,棉花灼烧会得到焦糖气味或者说烧纸的气味;羊毛属于蛋白质,灼烧会有烧焦的羽毛气味。3.下列关于物质用途和反应类型说法正确的是A.用SO2漂白纸张,发生了氧化还原反应B.用高锰酸钾溶液
浸泡过的硅藻土吸收乙烯给水果保鲜,发生了加成反应C.食醋可加快漂粉精的漂白速率,漂粉精溶液加醋时发生了复分解反应D.用蛋白质生产肥皂和甘油,发生了水解反应解析:A.SO2漂白性,不是发生氧化还原反应,是与色素暂时结合。B.发生的是氧化反应,高锰酸钾将乙烯氧化。C.主要反应为:Cl
O-+H+=HClO。注意!这个就是复分解反应哟!不是化合反应。D.制肥皂用的是油脂在碱性条件下水解,而非蛋白质。4.下列指定微粒数目一定相等的是A.等质量的15N2与12C16O中的分子数B.等质量的C2H4与C3H6中含有的碳原子数C.等体积、等浓度的NH4
Cl与(NH4)2SO4溶液中的NH4+数D.等质量的Fe与Cu分别与足量Cl2反应时转移的电子数解析:A.15N2与12C16O的摩尔质量分别是是30、28g/mol,质量相同时,分子数不相同。B.C2H4与C3H6的最简式都是CH2,等质量时,
所含碳原子数相同;也可用最基本的计算:mgC2H4中含有的碳原子数为:m/28×2=m/14,mgC3H6中含有的碳原子数为:m/42×3=m/14。C.等体积、等浓度时含有相同物质的量的NH4Cl与(NH4)
2SO4,有NH4Cl=NH4++Cl-,(NH4)2SO4=2NH4++SO42-,如果忽略水解差异,后者是前者的2倍。D.Fe、Cu与足量Cl2反应的产物分别是FeCl3、CuCl2,等质量(mg)铁转移的电子数是:m/56×3,铜转移的电子数是m/64×
2,二者不相等。5.铊(81Tl)是超导材料的组成元素之一,下列有关叙述正确的是A.Tl位于第五周期第IIIA族B.离子半径:Cs+>Tl3+C.20381Tl和20581Tl互为同素异形体D.碱性:Al(OH)3>Tl(OH)3解析:A.根据原子序数81可以判断Tl是第六周期第III
A族。B.Cs与Tl同一周期,分别是IA、IIIA,同一周期金属阳离子半径逐渐减小。(注意此处严格地讲不具有可比性!因为Cs+与Tl3+的电子层结构不同,后者价层有d电子前者没有。此题主要是因四选一确定的B,其他仨选项都有“硬伤”。)C.同素异形体是
同一种元素形成的结构不同的单质,20381Tl和20581Tl互为同位素。D.Al和Tl同一主族,自上而下,金属性增强,最高价氧化物水化物的碱性增强。6.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.厚朴酚与溴可发生加成反应或取代反应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.1mol厚朴酚最多可跟8molH2发生加成反应解析:A.厚朴酚的官能团有酚羟基、碳碳双键,酚可以
与溴水发生邻对位的取代反应,碳碳双键可以与溴水发生加成反应。B.图a和图b示同一种物质。C.根据苯和碳碳双键的结构模型,苯中所有碳和氢原子共平面,乙烯中2个碳原子和4个氢原子共平面,结合厚朴酚结构,有可能所有碳原子共平面。D.1mol厚朴酚有2mol苯环、2mol
碳碳双键,可以与6+2=8molH2加成。7.为解决污染、变废为宝,我国科研人员研究在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如下图。OHOHOH图bHO图a图a图b下列说
法中,不正确的....是A.反应I、II、III均有副产物H2O产生B.最终产物X、Y属于同系物C.产物X名称为“2-甲基丁烷”或“异戊烷”D.产物X、Y都有4种一氯代物(不考虑立体异构体)解析:A.看上图,III只有烯烃与氢气作用,根本没有氧元素参与,不会有H
2O产生。B.X、Y都属于烷烃,相差一个-CH2-,属于同系物。C.简单有机物的命名要会哟!D.X、Y都有4种氢原子,一氯代物有4种。8.在下列各溶液中,指定的离子组一定能大量共存的是A.无色溶液中:K+、
Cu2+、Cl-、SO42-B.含有0.1mol·L-1Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、I-、NO3-C.在pH=1的溶液中:K+、Ba2+、Cl-、NO3-D.室温下,𝐾𝑤𝑐(𝑂𝐻−)=10−13
的溶液中:Na+、Fe3+、NO3-、SO42-解析:A.Cu2+是蓝色。B.Fe3+与I-氧化还原反应。C.H+与上述离子都共存。D.计算出c(OH-)=0.1mol·L-1,大量OH-与Fe3+不
共存。9.按右图所示装置进行实验,观察到灵敏电流计指针偏转,图中a、b电极均为铜单质,下列说法正确的是A.该装置的能量转换形式为:电能→化学能B.b的电极反应为:Cu-2e-=Cu2+C.溶液中SO42-穿过阴离子交换膜发生迁移D.外电路转移的
电子最多为0.01mol解析:A.装置中没有电源,这是一个原电池装置,不是电解池,无电能向化学能的转化。B.由图中所标电子移动方向可知,b电极为正极,电极反应只能是Cu2++2e-=Cu。C.此选项不易判断!这是一个Cu2+浓度差电池,因两边
Cu2+浓度的不同导致存在电势差。负极不断生成Cu2+,而正极则不断消耗Cu2+,按说有可能是负极的Cu2+向正极迁移。但是我们要知道,这种Cu2+由低浓度区域向高浓度区域扩散的假设是不成立的(没有外在动力!),只能是SO42-穿过离子交换膜向负极移动,最终的结果是左右两侧
硫酸铜浓度相同,电化学过程停止。所以,最终此题的解决是通过计算确认D选项错误而决定选C的。D.当左右两池SO42-的浓度、Cu2+浓度均相等即均为0.2mol/L时,电池将停止工作、不再有电流产生,溶液中迁移的n(SO42-)=0
.1L×(0.3-0.2)mol/L=0.01mol,所以外电路中转移电子的物质的量最多为0.02mol。此题难度很大!考试时不宜在这样的地方纠结停留。10.下列实验方案和实验装置都合理的是编号ABCD实验目的用铜和浓硝酸反应制取
NO2用标准盐酸测定烧碱溶液浓度制取并收集氯气制乙炔并使之与溴反应实验装置解析:A.二氧化氮与水反应,不能用排水法收集。B.盐酸溶液应该用酸式滴定管滴加,而且烧碱溶液要放在锥形瓶中,滴定过程中应通过旋摇锥形瓶使溶液向同一方向作圆周运动,
不用玻璃棒搅拌。C.氯气的密度比空气大,应该把试管插到集气瓶底部,用向上排空气法收集,而且没有尾气吸收装置!D.正确。11.T℃时,在1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)∆H=-49.0
kJ·mol-1,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如右图所示。下列叙述中,正确的是A.T℃时,平衡常数K=3,CO2与H2的平衡转化率相等B.T℃时,上述条件下达到平衡时放出49.0kJ的热量C.降温和缩小容器体积均可使反应的平衡常数增大D.从
反应开始到3min,H2的平均反应速率υ(H2)=0.5mol•L-1•min-1解析:A.该反应的平衡常数K=0.752/(0.25×0.753)=5.33。B.CO2的转化率=75%,转化的CO2为0.75mol,因此放出的热量=49×0.75=3
6.75kJ。C.平衡常数只与温度有关,T℃下,缩小容器体积平衡常数不变。D.υ(H2)=0.5mol•L-1×3/3min=0.5mol•L-1•min-1。12.某同学进行如下趣味化学实验:将HgCl2溶液和KIO3溶液同时加入反应原理:①IO3-+3HSO3-=I-+3SO4
2-+3H+②IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O③Hg2++2I-=HgI2↓(橙红色)现象:先产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色下列说法不正确...的是A.反应①中IO3-表现了氧化性B.反应①对反应②的进行有促进作
用C.该实验条件下,反应速率:③>②D.用Na2SO3溶液代替NaHSO3进行实验,现象相同13解析:A.反应①中IO3-被还原为I-,体现了氧化性。B.反应①生成了反应②所需的I-和6H+,因此对反应②的进行有促进作用。不
能在此处死抠“反应①还消耗了IO3-呢,会不会抑制反应②呀?”这样的问题,要快速朝下读题,等把所有选项读完,就清楚到底该选哪一个了。C.根据现象:先产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色,说明反应速率:③>②。D.若用Na
2SO3溶液代替NaHSO3进行实验,则发生反应IO3-+3SO32-=I-+3SO42-,没有生成反应②所需的氢离子,反应②难以进行,现象应该不同。13.近年来我国在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图1装置可完成
天然气脱硫,甲池中发生反应如图2所示。下列关于该装置工作原理的说法中,正确的是A.碳棒为该脱硫装置的负极B.乙池中发生的反应为:H2S+2e-=S+2H+C.AQ与H2AQ间的转化属于非氧化还原反应D.除I3-/I-外,Fe3+/Fe2+
也能实现上图所示循环过程解析:A.分析装置图可知,碳棒上发生的是还原反应,为原电池正极。B.乙池中发生的反应为:H2S+I3-═3I-+S↓+2H+,H2S不是在电极上反应的,电极上是I-与I3-的循环,它们相当于做了催化剂。C.AQ与H2AQ间的转化属于氧化还原反应:AQ+2e
-+2H+═H2AQ。不要被图2的表面误导就好。D.正确。因为我们知道Fe3+也可以氧化I-。只是、只是这里不要犹豫Fe2+阳离子在负极失去不失去电子,这是一个光驱动的原电池装置,不是电解池的阳极(电极本来不带正电荷)。
14.25℃时,向10mL0.10mol·L-1一元弱酸HA(Ka=10-3)中逐滴加入0.10mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH随所加NaOH溶液体积变化如图。下列说法不正确...的是A.a点处存在c(HA)+c(OH-)=c(N
a+)+c(H+)B.b点处存在c(Na+)=c(HA)+c(OH-)+c(A-)C.由a→b,溶液中n(A-)持续增大D.V=10mL时,存在c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)解析:a点处溶质为Na
A和HA,电荷守恒式为c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由于a点pH=3,c(H+)=10-3mol•L-1,Ka=c(H+)·c(A-)/c(HA)=10-3,所以c(HA)=c(A-),代入电荷守恒式得c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)。B.根据电荷守
恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-)-c(H+),假设B选项成立,则c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故B错误。C.由图看出
,a→b的过程跨越了pH突变区域,即跨越了滴定终点,滴定终点的溶质是NaA。从a点到滴定终点,HA的电离被促进,n(A-)持续增大;从滴定终点到b点,OH-抑制A-水解,n(A-)也增大。V=10mL时,溶质为NaA,由于A-+H2O⇌HA+OH-,溶液为碱性,
因此c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。此题也是比较难的题,需要耐心与勇气。第二部分(非选择题,共58分)本部分共5大题,共58分。15.(13分)近年来,我国秋冬季雾霾天气呈现常态化趋
势,造成严重空气污染,对人类身心健康造成极大威胁。硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分,是雾霾产生的一个重要元凶。科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制。如下图所示:(1)NO2和SO2作
为大气初期污染物的主要成分,主要来自__化石燃料的燃烧(煤炭燃烧)、机动车尾气排放、工业过程等。__。基本常识(2)电子传递可以促进HSO3-中O-H键的解离,进而形成中间体SO3-,反应的离子方程式为_HSO3-+NO2=SO3-+HNO2__。看图示,陌生方程式书写。当然,如果你写成HSO3
--e-=SO3-+H+似乎也勉强符合反应原理,只是图示没有H+(它实际存在形式是弱酸HNO2嘛)。(3)通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的SO32-或HSO3-可以将电子快速转移到周围的气相NO2分子。观察图示可知“水桥”主要靠__氢键(分子间作用力)__形成。可以参看图中的标记,三
个点连成的虚线一般表示氢键,高考中对于氢键是要求的哟!写出HSO3-与NO2间发生的总反应的离子方程式_HSO3-+2NO2+H2O=2HNO2+HSO4-__。注意审题,是总反应,最终产物看图最右下角,不要写成中间某一步反应的方程式了。(4)亚硝酸(HNO
2)是一种弱酸,酸性比醋酸稍强,极不稳定,只能存在于稀的水溶液中,加热时发生歧化反应,生成一种强酸和一种遇空气变为红棕色的气体,写出该反应的化学方程式:_3HNO2HNO3+2NO↑+H2O。根据提示,歧化反应,强酸,遇空气变红棕色。(5)结合题中信息,请写出一种鉴别N
aNO2和NaCl的方法:___可能的方法:①淀粉碘化钾法(利用信息里提到的亚硝酸盐的氧化性)——取待检盐少许配成溶液,然后滴几滴稀H2SO4,再滴几滴淀粉碘化钾溶液,若溶液变蓝色,则证明该盐是NaNO2。2NO2-+2I-+2H+=2NO
↑+I2+H2O。②pH试纸法(利用信息里提到的亚硝酸的弱酸性)——取待检盐少许配成溶液,用pH试纸测定其溶液的酸碱性,若pH>7,则该盐为NaNO2。③取待检盐少许配成溶液,滴几滴稀盐酸,加热,若产生红棕色气体,则该盐为N
aNO2。此处考察陌生物质的鉴别,一定要利用好题目给的信息。关于亚硝酸,前面提到了氧化性和弱酸性,利用这两个信息则可轻易鉴别。注意!此题不宜用AgNO3溶液,因为你不知道AgNO2的溶解性、状态等物理性质。16.(11分)“84消毒液”为含氯消毒剂的代表被广泛使用
,化学小组用如下方法测定某“84消毒液”中有效氯的含量。I.准确量取2.00mL消毒液稀释成100.0mL溶液;II.取1.00mL上述稀释后溶液,依次加入3mol·L-1硫酸溶液15mL、15.00mL一定浓度的Fe2+溶液,加盖振摇混匀后,室温静置反应10mi
n;III.用0.0010mol·L-1的标准K2Cr2O7溶液滴定II中反应后溶液,记录消耗的体积为VmL;IV.另取与II中相同的15.00mL一定浓度的Fe2+溶液,依次加入1.00mL蒸馏水、3mol·L-1硫酸溶液15mL,加盖振摇混匀;V.用0.
0010mol·L-1的标准K2Cr2O7溶液滴定IV中溶液,记录消耗的体积为V0mL。(1)工业上制取“84消毒液”反应的化学方程式为________。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O漂白液、84消毒液的有效成分是N
aClO;漂白粉、漂粉精的有效成分是Ca(ClO)2。(2)Ⅰ中稀释溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。100mL容量瓶回答容量瓶时别忘了一定带上规格。(3)用KSCN溶液检测到II反应后溶液中含有Fe3+的现象是______
__,Ⅱ中反应的离子方程式为________。溶液变为血红色2H++ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3++H2O(4)Ⅲ中发生反应的离子方程式是________(Cr2O72-转化为Cr3+)。Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O(5)该“84消毒液”中有效氯
的含量为________g/100mL。(有效氯以NaClO质量计,NaClO摩尔质量:74.5g·mol-1)1.1175(V0-V)严格讲应该是1.1(V0-V)由I、II、III可知,消毒液中的ClO-氧化了部分Fe2+,剩余的Fe2+用K2Cr2O7标准溶液
滴定,消耗体积为V1mL。由IV、V可知,全部的Fe2+用K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗体积为V0mL。所以被ClO-氧化的n(Fe2+)=6×10-3mol·L-1×(V0-V)×10-3L×102=6×10-4(V0-V)mol,根据(3)问中所写方程式,有2Fe2+~ClO
-,所以n(NaClO)=3×10-4(V0-V)mol.故有效氯含量=74.5g·mol-1×3×10-4(V0-V)mol÷2mL×100mL=1.1175(V0-V)g此题计算的确比较麻烦,但还是那话,麻烦题不是难题!要
敢于下手,舍得花一定的时间做出来。(6)由于Fe2+具有________性,II、IV中实验须在密闭容器中进行。还原注意:此类滴定问题往往还会考查误差分析,此题由于篇幅限制在考试时删减了这一问,现提出该问题,请同学们思考:“在进行实验条件优化研究时
发现,II中所加硫酸过少或过多时,均会使测得结果偏低,请分析可能的原因________。”加入硫酸过多时:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,氧化的Fe2+减少(剩余的Fe2+增多),需要加入的K2Cr2O7
溶液体积偏多。加入硫酸过少时:ClO-氧化性弱,氧化的Fe2+减少,Cr2O72-氧化性弱,需要加入的K2Cr2O7溶液体积偏多。17.(13分)研究发现,曾用于抗击埃博拉冠状病毒的新药瑞德西韦(Remdesivir)对新型冠状病毒(2019-nCoV)有抑制作用。K为合成该药
物的中间体,其合成路线如下:已知:(R代表烃基或其它基团)①R-OHR-Cl②R-CHORCH(CN)-OHNH3→RCH(CN)-NH2H+/H2O→RCH(NH2)COOH回答下列问题:(1)芳香化合物A的名称为________。(2)B到C的反应类型是_
_______。(3)由G生成H反应的化学方程式为________。(4)已知E中含两个Cl原子,则E的结构简式为________。(5)J中含氧官能团的名称为________。(6)X是C的同分异构体,满足下列条件的X共________种,其中核磁共振氢谱中有4个峰的X
的结构简式是________。①苯环上连有氨基;②1mol的X与足量烧碱溶液作用时,会消耗4molNaOH。(7)设计由苯甲醛为原料制备化合物的合成路线(溶剂、无机试剂任选)【答案】(1)苯酚(1分)(2)
取代反应(1分)(3)(2分)(4)(2分)(5)酯基(1分)(6)6(1分)、(2分)(第一空答6及6以上均1分,小于6的则0分)(7)(3分)解析:A的分子式为C6H6O,一定是苯酚。A到B发生了
硝化反应,它属于取代反应的一种。B到C,根据分子式推断,下去了HCl,是酚和酰氯发生酯化的反应。化合物D有结构式,由官能团位置关系知,A到B的硝化反应,-NO2在-OH的对位(关联结构式)。接下来,E中有两个Cl原子,结合已知(1)
的信息即可推出来E。F的结构式利用酰氯和酚的酯化正向推出,也可以分析K的结构,找出来自苯酚的片段(关联结构式)。下面解决G、H、I、J路线的推断。这里希望大家注意,I中有两个碳,-CN引入一个碳,另一个碳来自于哪里?必然是G(注意有机物含碳数、碳骨架!),再根据信息,G是甲醛,最
终I为氨基乙酸(甘氨酸),自然和醇生成的分子J中,含氧官能团为酯基。一开考,到了答题人(诸位大神)那里,彻底变了味。啥啥甲氧基碳酸二酚酯(,让-NH2与-OCH3变换位置共6种结构)、啥啥羟甲基碳酸二酚酯(,让-NH2与-CH2OH变换位置共6种结构)、氨基乙炔基苯四酚(3种,氨基跟乙炔基邻
、间、对,其他位置用-OH填满即可,请自己画吧!)、环状羧酸一酚酯外加一个酚羟基之流(让-NH2与-OH变换位置共12种结构,注意右侧六元环不是对称的,跟前边五元环碳酸二酚酯不同),还有诸如(让-NH2、俩-OH在苯环上变换位置,共得12种不同结构)的五花八门答案全部喷涌而出
,这就已经讨论出合理答案45种啦!也许这还不算完呢,至少没有考虑四元环酯环的情况,因为四元环不算稳定。所以嘛!这也再一次佐证了“这种题第一时间不要做!赶紧先拿后边容易拿的分,拿完回来慢慢做着玩可以”的论断。有机推
断有时就是考查脑容量的。所以得冷静、多读,前后照应、左右关联。18.(12分)工业上从钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]中回收钴的两种方法如下:方法1:钴渣氨浸①氨水+(NH4)2SO4溶液②Na2SO3溶液过滤[Co
(NH3)6]2+滤渣1方法2:钴渣酸溶①硫酸②Na2SO3溶液过滤滤渣2Co2+已知:①Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44,Ksp[Co(OH)2]=6.3×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。②碱性条件
下,Fe(OH)3不与亚硫酸钠反应;Fe3++NH3→不发生类似Co2+、Co3+的配位化学反应。请回答下列问题:(1)方法1“氨浸”时用的氨水的质量百分数为a,密度为ρg·cm-3,该氨水的物质的量浓度为________mol·L-1
,“氨浸”过程中发生反应的离子方程式为________。(2)方法1“氨浸”时,未加Na2SO3溶液和加入Na2SO3溶液时的钴浸出率如图1所示。请解释两种情况下钴浸出率不同的原因:________。图1不同条件下钴浸出率图2浸出温度对钴浸出率的影响
(3)方法1中,浸出温度对钴浸出率的影响如图2所示,工业上选择50℃而不是更高温度的可能的原因是________。(4)方法2中,为提高酸溶速率,可采取的措施是________(写出一条即可)。(5)对比方法1和方法2,从物质分离的角度分析方法1的优点是_______
_。【答案】(1)1000𝜌𝑎17(原题中有单位,答案里就不宜再写啦!)2Co(OH)3+8NH3+SO32-+4NH4+=2[Co(NH3)6]2++SO42-+5H2O(2)Co(OH)3的Ksp太小,难以浸出,而Co(OH)2的Ksp较大,加
入Na2SO3把三价钴还原成二价钴,有利于钴的浸出.(3)50℃以上,钴的浸出率随温度的升高变化不大,且温度升高,促进氨逸出且能耗增大(4)将钴渣粉碎,增大接触面积(5)与方法2相比,方法1中Fe(OH)3不溶于氨水,减
少了后续分离Fe3+的操作【解析】(1)氨水中的溶质为NH3(这是约定俗成的,因为计量质量分数时就是按照17g/mol算的,如果你错误地认为是NH3·H2O,就坏了),已知溶液质量分数和密度,根据计算物质的量浓度的计算公式:𝐜=𝟏𝟎𝟎𝝆
𝝎𝑴(ρ为溶液密度,单位g·cm-3,ω为溶质质量分数,M为溶质的相对分子质量),带入有关数据计算即可。陌生方程式的书写,先写出主要反应物和产物,看方法1流程图,主要反应物和产物为Co(OH)3+NH3+SO32-+N
H4+=[Co(NH3)6]2++SO42-,(这里NH4+要不要直接写上,实际上是不一定的)据得失电子守恒得:2Co(OH)3+NH3+SO32-+NH4+=2[Co(NH3)6]2++SO42-,再根据电荷守恒可得:2Co(OH)3+NH3+SO32-+4NH4+=2[Co(NH3)6]2+
+SO42-,最后根据原子守恒可得:2Co(OH)3+8NH3+SO32-+4NH4+=2[Co(NH3)6]2++SO42-+5H2O。(2)分析图1可知,加入Na2SO3溶液比未加Na2SO3溶液时
的钴浸出率高,从物质性质角度分析、解决该问题,即根据Na2SO3的性质(还原性)和已知信息①可知,Co(OH)3的Ksp太小,难以被氨水浸出,加入Na2SO3把三价钴还原成二价钴,有利于钴的浸出。(3)分析图2可知,50℃时,钴的浸出率达到了9
5%左右,已经很高了。温度再高,速率可能会更快(浸出率不过提高了0.3%左右,从95%到95.3%而已),但是氨挥发性增强,另外耗能也会增大。(4)方法2中提高反应速率,从影响反应速率的因素(浓度、温度
、压强、催化剂、表面积、是否形成原电池等)考虑,钴渣是固体,可以考虑将其粉碎,从而增大表面积,或者加热升高温度、加强搅拌等均可。(5)由已知信息①、②可知,方法1“氨浸”时,Fe(OH)3不溶于氨水,方法2“酸溶”时,Fe(OH)
3→Fe3+,根据最后得到的是含Co2+的溶液可知,“酸溶”后还有除去含铁物质的操作。因此与方法2相比,方法1中Fe(OH)3不溶于氨水,减少了后续分离Fe3+的操作,缩短流程、减少步骤,也就降低了生产成本。19.(12分)某小组研究Cu与浓硝酸反应时
发现如下现象:装置与试剂现象Cu片完全溶解,产生红棕色气体,得到绿色溶液A,该溶液长时间放置后得到蓝色溶液B。反应后溶液体积几乎不变。(1)Cu与浓硝酸反应的离子方程式为________。Cu+4H++2NO3=Cu2++2H2O+2NO2↑送分题(2)甲同学猜测溶液A
不是蓝色而呈绿色与溶解了NO2有关,于是向溶液B中通入NO2,然后再持续通入一段时间N2,观察到现象:________,证实猜测合理。溶液通入NO2后变绿,通一段N2后又变蓝猜测合理则说明通入NO2应变绿,而实验中还持续通入了一段时间N2
,目的是将NO2吹出,进一步确认NO2的影响,其现象也应当写到答案中。甲同学为深入研究溶液A呈绿色的原因,查得如下资料并提出了新的假设:资料i:NO2溶于水部分发生歧化反应:2NO2+H2OHNO2+HNO3资料ii:NO2能与Cu2+络合:Cu2+(蓝色)+4NO2C
u(NO2)42(绿色)资料iii:HNO2是弱酸,加热或遇强酸发生分解3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O假设一:A中形成了Cu(NO2)42使溶液呈绿色。为了验证“假设一”的合理性,甲同学进行了如下实验:【实验一】操作现象①向20.0mL0.5mol·L
-1Cu(NO3)2蓝色溶液中通入少量NO2气体溶液呈绿色②向20.0mL水中通入与①中等量的NO2气体溶液呈无色(3)操作②的目的是________。证明NO2溶于水时没有颜色,排除这一因素在①中的干扰。(说明①中溶液变绿不是蓝色与
黄色复合而得,的确是由于得到了绿色的Cu(NO2)42)操作②显然是一个对比实验,需要答出对比的变量及其意义。(4)乙同学向①所得溶液中滴加浓硫酸,使溶液中c(H+)达约8mol/L,观察到有无色气体放出(
遇空气变为红棕色),溶液很快变回蓝色。利用平衡移动原理解释溶液变蓝的原因:________。加入浓硫酸后,温度升高且c(H+)增大,HNO2分解导致c(HNO2)下降,均引起平衡HNO2NO2+H+逆向移动,c(NO2)下降,Cu2+(蓝色)+4NO2Cu(NO2)42
(绿色)逆向移动,溶液颜色由绿色变为蓝色。或:加入浓硫酸后,c(H+)增大,引起平衡2NO2+H2OHNO2+H++NO3逆向移动,继而平衡HNO2NO2+H+和Cu2+(蓝色)+4NO2Cu(NO2)42(绿色)均逆向移动,溶液颜色由绿色变为蓝色。这一操作引起的变化是氢离
子浓度增加,资料iii指出亚硝酸遇酸易分解,资料i指出亚硝酸参与的平衡,都可以作为起因,继而引出后续相关平衡连续移动。这类题切记落到“浓度变化”(而不说***增加),肯定是得分点。(5)综合甲、乙两位同学的实验,假设一不成立。
请说明理由:________。加酸后溶液变为蓝色,说明酸性较强的溶液A中NO2不能大量存在,因此Cu(NO2)42也不能大量存在,不是溶液A呈绿色的主要原因。根据所用Cu和HNO3的量,可计算出A中大量
HNO3剩余,故知溶液A酸性很强。注意所给试剂的浓度和量,是实验探究题的一个要求。乙同学查得如下资料并提出来另一种假设:资料iv:浓硝酸中溶有NO2时呈黄色;水或稀硝酸中溶有少量NO2时呈无色假设二:A中浓硝酸溶解了NO2所得黄色溶液与Cu2+的蓝色复合形成的绿色
为验证假设二的合理性,乙同学进行了如下实验:【实验二】操作现象①配制与溶液A的c(H+)浓度相同的HNO3溶液,取20.0mL,通入少量NO2气体溶液呈黄色②加入________溶液变为绿色③……溶液立即变回蓝色(6)操作②中加入的试剂为________。0.01molC
u(NO3)2答其他铜盐,浓度正确,也得分。需要注意之前的实验给出的是浓度,需要计算相应的物质的量。(7)操作③进一步证明了假设二的合理性,写出该操作:________。加水稀释根据资料iv,稀硝酸中溶有少量NO2时呈无色,因此可以采用稀释
的方法。从命题人意图看,此处不宜再用通N2的方法,因为这只能说明“没有NO2不呈绿色”,但不能说明绿色是复合色。