D.平衡后再压缩容器Ⅱ,新平衡下混合气体颜色一定比原平衡时浅
非选择题(共80分)
16.(12分)以锌冶炼废渣(主要成分为ZnSO4、FeS2,含少量Al2O3和Fe、Cu的硫酸盐)为原料,生产氧化铁红和ZnSO4的部分工艺流程如下:
已知:
①锌灰的主要成分为ZnO,ZnO+2NaOH===Na2ZnO2+H2O。
②水浸过程中“液固质量比”与锌元素浸取率的关系如下表。
液固比
浸出率/%
液固比
浸出率/%
1.2∶1
94.45
0.8∶1
90.97
1∶1
93.06
0.6∶1
86.11
③此条件下几种金属离子完全生成氢氧化物沉淀时的pH如下表。
金属离子
Fe2+
Fe3+
Al3+
Cu2+
Zn2+
pH
9.0
3.2
4.7
6.7
8.0
(1)“水浸”采用的最佳“液固比”为0.8∶1,从制取ZnSO4晶体时耗能角度分析,不选择1.2∶1的主要原因是________________________________________________。
(2)用足量的锌灰调节溶液的pH约为5.2后,加入H2O2氧化并沉淀铁元素的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)检验滤液1中是否存在Fe3+的操作为____________________________________。
试剂X的化学式为________。
(4)碱浸温度对产品中氧化铁含量的影响如右图所示。
应选择的最佳碱浸温度为________。
滤液2中溶质的主要成分有________________(填化学式)。
17.(15分)白藜芦醇查尔酮酰胺衍生物(F)是活性较高的新型抗肿瘤分子。
以白藜芦醇(A)为原料合成的部分路线如下:
(1)C中的含氧官能团的名称为________________(写两种)。
(2)E→F的反应类型为________。
(3)X的分子式为C8H7OF,写出X的结构简式:
________________。
(4)A的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
________________________________________________________________________。
①分子中含有两个苯环
②能发生银镜反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应
③分子中只有6种不同化学环境的氢
(5)已知:
写出以CH3和CH3COCl为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18.(12分)二氧化锰可用于燃料电池领域。
以软锰矿脱硫吸收液(主要成分为MnSO4,少量金属杂质离子)为原料,生产MnO2的部分工艺流程如下:
已知:
25℃时,Ksp[Mn(OH)2]=4.0×10-14,脱硫吸收液中Mn2+的浓度为1.0mol·L-1。
(1)在常温“净化”过程中,为提高锰元素的利用率,应控制溶液pH范围是________(lg5=0.7)。
(2)“制MnCO3”时沉淀剂是NH4HCO3和氨水混合液,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
____________________。
(3)碳酸锰在空气中经高温分解,经两步反应生成二氧化锰:
MnCO3
MnO+CO2↑、2MnO+O2
2MnO2。
实验室高温分解2.300g纯净碳酸锰,得1.600g产品(残留杂质含有MnCO3和MnO)。
为确定产品中各组分的量,测定方法如下:
①取0.0500mol·L-1草酸钠溶液25.00mL,加入25mL蒸馏水和5mL稀硫酸,在60℃微热后,用一定浓度KMnO4溶液滴定,消耗25.00mL。
反应的离子方程式为5C2O
+2MnO
+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。
②称取0.200g产品,放入锥形瓶中,加入上述草酸钠溶液25.00mL和30mL稀硫酸,在60℃下充分溶解。
用上述KMnO4溶液滴定,消耗5.00mL。
计算产品中残留MnCO3的物质的量(写出计算过程)。
19.(15分)以AlCl3、工业V2O5(纯度为96%)为原料,低温提纯制备高纯V2O5,其主要实验流程如下:
已知:
①无水AlCl3升华温度约170℃,在空气中会吸水部分水解。
②VOCl3(三氯氧钒)熔点约78℃,沸点约127℃,易水解生成V2O5。
③V2O5易溶于碱生成VO
(偏钒酸盐),溶于强酸生成VO
(氧基钒离子)。
图1
(1)“氯化”产物为VOCl3和Al2O3,装置如图1所示。
向反应装置中不断通入氩气的目的是________________________;反应温度采用160℃左右的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“沉钒”时控制温度为35℃、pH约为1,VOCl3转化为(NH4)2V6O16(多钒酸铵),其离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“煅烧”时为避免生成的NH3将产物还原,需采取的措施是________________________。
(4)氨解沉钒时也可将VOCl3与氨水作用,生成NH4VO3(为避免反应过于剧烈,需先将一定量VOCl3溶解于水中配制成钒溶液)。
沉钒率与钒溶液浓度、氨解温度的关系分别如图2、图3所示。
图2
图3
①钒溶液中会存在少量颗粒状沉淀,其可能成分为________(填化学式)。
②为确定较适宜的沉钒条件,请结合上图曲线,补充完整“探究氨水浓度对沉钒率的影响”的实验方案:
____________________________________________________________________________________________________________,使用专用仪器测定并计算沉钒率。
(实验中可供选择的试剂:
50g·L-1的钒溶液、10g·L-1的钒溶液、25%的优级纯氨水、高纯水)
20.(14分)高炉废渣在循环利用前,需要脱硫(硫元素主要存在形式为S2-,少量为SO
和SO
)处理。
(1)高温“两段法”氧化脱硫。
第一阶段在空气中相关热化学方程式如下:
CaS(s)+2O2(g)===CaSO4(s) ΔH=-907.1kJ·mol-1
CaS(s)+
O2(g)===CaO(s)+SO2(g)ΔH=-454.3kJ·mol-1
①第二阶段在惰性气体中,反应CaS(s)+3CaSO4(s)===4CaO(s)+4SO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
②整个过程中,CaS完全转化生成1molSO2,转移的电子数为________mol。
③生成的SO2用硫酸铜溶液吸收电解氧化,总反应为CuSO4+SO2+2H2O
Cu+2H2SO4。
写出电解时阳极的电极反应式:
________________________________________。
(2)喷吹CO2脱硫。
用水浸取炉渣,通入适量的CO2,将硫元素以含硫气体形式脱去。
当CO2的流量、温度一定时,渣水混合液的pH、含碳元素各种微粒(H2CO3、HCO
、CO
)的分布随喷吹时间变化如图1和图2所示。
图1
图2
①已知Ksp(CdS)=8.0×10-27,Ksp(CdCO3)=4.0×10-12。
取渣水混合液过滤,可用如下试剂和一定浓度盐酸验证滤液中存在SO
。
试剂的添加顺序依次为________(填字母)。
a.H2O2 b.BaCl2 c.CdCO3
②H2CO3第二步电离的电离常数为Ka2,则pKa2=________(填数值,已知pKa2=-lgKa2)。
③通入CO215~30min时,混合液中发生的主要脱硫反应的离子方程式为____________________________________。
21.(12分)铜及其化合物的用途非常广泛。
硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ)是铜的一种重要化合物,化学式为[Cu(En)2]SO4,En是乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)的简写。
[Cu(En)2]SO4可由CuCl2溶液与乙二胺反应生成。
(1)基态Cu2+的电子排布式为________。
(2)乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,相对分子质量相近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是______________________________________________。
(3)乙二胺分子中氮原子的杂化类型为________,写出一种与SO
互为等电子体的分子的化学式:
________________。
(4)画出配位离子[Cu(En)2]2+的结构示意图:
________________。
(5)Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在该晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点(如图1)。
①与Au距离最近的Cu个数为________。
②该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图2)相似,该晶体储氢后的化学式为________。
2019年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)
化学参考答案及评分标准
1.D 解析:
聚乙烯等塑料垃圾难降解,对环境危害大,应回收利用。
2.C 解析:
表示核素时,元素符号左下角是质子数,左上角是质量数,中子数为17的硫原子表示为
S;Na+的核电荷数为11,即
;离子化合物的电子式表示时应阴、阳离子交替排列,即Na+[
]2-Na+。
3.A 解析:
Na2O2作供氧剂,是因为其能与CO2和H2O反应生成O2;石墨作锌锰干电池的正极材料,是因为其具有导电性;晶体硅作半导体材料,是因为其有半导电性。
4.C 解析:
Fe3+与SCN-发生络合反应;能使石蕊试液变红的溶液显酸性,H+与HCO
发生反应;ClO-与Fe2+、I-发生氧化还原反应。
5.D 解析:
CaSO4微溶,一般用稀盐酸与CaCO3反应制取CO2;NH3极易溶于水,为防止倒吸,进气管不能伸入液面下;尾气中NH3会污染环境,应用酸液吸收。
6.B 解析:
Na在水溶液中不能置换出金属;SO2通入Ba(NO3)2溶液,形成酸性条件,被氧化为H2SO4,产生BaSO4沉淀;H2SO4难挥发,Al2(SO4)3溶液蒸干、灼烧得到的还是Al2(SO4)3;Zn与稀硝酸反应生成NO。
7.A 解析:
B项,应为[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-===AgCl↓+2NH
+H2O;C项,应为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;D项,应为HCO
+AlO
+H2O===Al(OH)3↓+CO
。
8.A 解析:
X原子的最外层电子数是次外层的2倍,则X为C元素;Z是短周期原子半径最大的元素,则Z为Na元素;Y与W同主族,Z和W的原子序数之和是X和Y原子序数之和的两倍,则Y为N元素,W为P元素。
同周期自左而右原子半径减小,原子半径C>N;碳单质和磷单质都存在同素异形体;化合物NaCN中既含有离子键又含有共价键;同主族元素从上至下,简单气态氢化物的热稳定性减弱,稳定性NH3>PH3。
9.B 解析:
S燃烧生成SO2,A项错误;NO应先转化为NO2,再与H2O反应生成HNO3,C项错误;Fe与盐酸反应生成FeCl2,D项错误。
10.D 解析:
锡的活泼性弱于铁,A项错误;常温下可自发进行,则ΔH-TΔS<0,ΔS<0,故ΔH<0,B项错误;硅酸胶粒由多个硅酸分子聚集而成,C项错误;温度不变,NH3·H2O电离平衡常数不变,Kb=
不变,而加水稀释,c(H+)减小,c(OH-)增大,则
减小,D项正确。
11.AC 解析:
该反应生成氧化芪三酚和HI,属于取代反应;X中所有原子不一定在同一平面上;Y的加成产物分子中手性碳原子如图标注
;氧化芪三酚酚羟基邻对位上有5个H原子,还有1个碳碳双键,与足量溴水反应,1mol氧化芪三酚最多消耗6molBr2。
12.B 解析:
CO2中混有HCl气体,对实验结论有干扰,A项错误;溶液上层呈紫色说明生成I2,则发生反应Cl2+2I-===I2+2Cl-,还原剂的还原性强于还原产物,B项正确;饱和(NH4)2SO4溶液使蛋白质发生盐析,C项错误;因加入的饱和MnSO4溶液,Mn2+浓度较大,即使Ksp(MnS)>Ksp(CuS),也可能因化学平衡移动生成MnS,D项错误。
13.B 解析:
曲线b加入催化剂,可降低反应活化能,A项正确;由图乙可知,pH至4左右,Fe3+完全沉淀,Cu2+还未沉淀,但是加入NaOH会引入新杂质,可加入CuO等物质调节pH至4左右,B项错误;反应平衡常数表达式为K=
=
=
=
=2.5×106,C项正确;等pH的溶液加等量水稀释,pH变化程度小的溶质酸、碱性弱,因为存在电离平衡的缓冲,D项正确。
14.D 解析:
H3PO3为二元中强酸,溶液中存在含磷元素微粒为H3PO3、H2PO
、HPO
,不存在PO
,A项错误;电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2PO
)+2c(HPO
),则pH=7时c(Na+)=c(H2PO
)+2c(HPO
),若所用NaOH溶液体积与原H3PO3溶液体积相等,又有0.250mol·L-1=c(H3PO3)+c(H2PO
)+c(HPO
),合并可得c(Na+)=0.250mol·L-1+c(HPO
)-c(H3PO3),但实际NaOH溶液体积未知,B项错误;等体积混合生成酸式盐NaH2PO3,H2PO
的电离常数为2.1×10-7,水解常数为
=2.7×10-13,故H2PO
的电离程度大于水解程度,溶液应显酸性,c(H+)>c(OH-),C项错误;等体积混合生成Na2HPO3,质子守恒为c(OH-)=c(H+)+c(H2PO
)+2c(H3PO3),D项正确。
15.AC 解析:
正反应Δn<0,容器Ⅱ等效于1L的容器、起始量1molNO2,相较于容器Ⅰ,投料量少,转化率小,所以平衡时p2