1、滚动测试卷()(第一八单元)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2020河北保定高三模拟)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()。A.在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋,可防止被盛装食品受潮B.淀粉可用于制取葡萄糖、乙醇、乙酸C.化妆品中添加甘油,具有保湿效果D.使用75%的酒精、0.1%的次氯酸钠和1%的食盐水均可以快速高效杀死新冠病毒答案:D解析:在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋,硅胶(具有吸湿性)能吸收水分,A项正确。淀粉水解可以生成葡萄糖,葡萄糖发酵生成乙醇,乙醇氧化生成乙酸,B项正确。甘油分子中含亲水
2、基,具有吸湿性,添加到化妆品中有保湿作用,C项正确。75%的酒精、0.1%的次氯酸钠均能使病毒的蛋白质变性,可用来杀死新冠病毒,而1%的食盐水不能杀灭病毒,不能用1%的食盐水杀死新冠病毒,D项错误。2.常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是()。编号XYZNaOH溶液Al(OH)3稀硫酸KOH溶液SiO2浓盐酸O2N2H2FeCl3溶液Cu浓硝酸A.B.C.D.答案:B解析:Al(OH)3是两性氢氧化物,与强酸、强碱均能反应。中SiO2与浓盐酸不反应。中N2与H2常温下不反应,N2与O2需要在放电条件下反应。Cu与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,Cu与浓硝酸生成Cu(NO3
3、)2、NO2和H2O。只有符合。3.下列有关说法正确的是()。A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解B.Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥D.SiO2既能与NaOH溶液反应又能与氢氟酸反应,所以是两性氧化物答案:C解析:Na2CO3的性质稳定,在酒精灯加热条件下不分解,而NaHCO3分解,A项错误;Fe(OH)3胶体为红褐色,B项错误;H2、SO2、CO2都不与浓硫酸反应,所以都能用浓硫酸干燥,C项正确;SiO2是酸性氧化物,D项错误。4.(2020广西河池高三模拟)下列溶液中,溶质的物质的量浓度不是1 m
4、olL-1的是()。A.10 g NaOH固体溶解在水中配成250 mL溶液B.将80 g SO3溶于水并配成1 L的溶液C.将0.5 molL-1的NaNO3溶液100 mL加热蒸发掉50 g水的溶液D.标准状况下,将22.4 L氯化氢气体溶于水配成1 L溶液答案:C解析:10gNaOH的物质的量为10g40gmol-1=0.25mol,所得溶液浓度为0.25mol0.25L=1molL-1,A项不符合题意。80g三氧化硫的物质的量为80g80gmol-1=1mol,1mol三氧化硫溶于水生成1molH2SO4,所得溶液浓度为1mol1L=1molL-1,B项不符合题意。将0.5molL-1
5、的NaNO3溶液100mL加热蒸发掉50g水,所得溶液的体积不是50mL,则所得溶液的浓度不是1molL-1,C项符合题意。标准状况下,22.4LHCl的物质的量为22.4L22.4Lmol-1=1mol,所得溶液浓度为1mol1L=1molL-1,D项不符合题意。5.下列有关说法或对有关现象的解释正确的是()。A.SiO2既可与NaOH溶液反应也可与HF溶液反应,均生成盐和水,所以SiO2属于两性氧化物B.SO2和NH3分别通入水中,水溶液均可以导电,所以SO2和NH3均属于电解质C.“水滴石穿”不仅包含着“量变到质变”的哲学思想,同时也包含了物理变化和化学变化D.14CO2和12CO2具有
6、相同的元素组成,所以14CO2、12CO2属于同素异形体答案:C解析:A项,SiO2属于酸性氧化物,能与HF溶液反应,而与其他的酸一般不反应,错误;B项,SO2和NH3均与水反应生成了电解质,而不是SO2和NH3自身电离出离子,SO2和NH3均为非电解质,错误;C项正确;D项,同素异形体指单质,错误。6.将0.2 molL-1的KI溶液和0.05 molL-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2的是()。A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成C.向混合液
7、中滴入K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色答案:A解析:0.2molL-1的KI溶液和0.05molL-1Fe2(SO4)3溶液等体积混合,KI过量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中仍含有Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,A项正确;KI过量,溶液中存在I-,B项错误;该反应生成Fe2+,向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液,有蓝色沉淀生成,只能说明溶液中含有Fe2+,不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,C项错误;该反应生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色,说明溶液中含有碘单质
8、,不能说明溶液中存在化学平衡2Fe3+2I-2Fe2+I2,D项错误。7.六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,其中A与E、B与F同主族,E与F同周期;D的核电荷数是F的最外层电子数的2倍;B的最高正价与最低负价的代数和为0;常温下单质A与E的状态不同。下列判断正确的是()。A.A、D两种元素形成的化合物中只含有极性键B.A、C、D三种元素形成的化合物一定是共价化合物,其溶液一定呈酸性C.原子半径由大到小的顺序是FECDD.最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是C答案:D解析:B不可能为氢元素,只能处于A族,B与F同主族,且原子序数BSiNO,即EFCD,故C项错误;D项,H
9、2CO3、HNO3、H2SiO3中HNO3的酸性最强,故D项正确。8.工业上可通过下列方法制得高效饮用水处理剂高铁酸钠(Na2FeO4):Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O,下列说法正确的是()。A.反应中Fe2O3是还原剂B.Fe2O3可以通过铁丝在氧气中燃烧制得C.3 mol Na2O2参加反应,有3 mol电子转移D.在Na2FeO4中Fe为+4价,具有强氧化性,能杀菌消毒答案:A解析:反应Fe2O3+3Na2O22Na2FeO4+Na2O中,Fe元素的化合价升高,氧化铁为还原剂,过氧化钠中O元素的化合价降低,为氧化剂,A项正确;铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,B项错误;
10、3molNa2O2参加反应,有6mol电子转移,C项错误;在Na2FeO4中Fe为+6价,D项错误。9.在容积不变的密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响。其中分析正确的是()。A.图表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高B.图表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C.图表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D.图中A、B、C三点中只有B点已经达到化学平衡状态答案:B解析:根据“先拐先平数值大”,可知乙的温度高,A项错误;使用催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,故B项正确;增大O2浓度的瞬间,正反应速率
11、增大,逆反应速率不变,故C项错误;B点说明正、逆反应的平衡常数相等,不能说明达到平衡状态,故D项错误。10.(2020广西桂林高三模拟)图甲为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。图乙为电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。下列说法中正确的是()。A.a极要与Y极连接B.N电极发生还原反应,当N电极消耗5.6 L(标准状况下)气体时,则a电极增重64 gC.不论b为何种电极材料,b极的电极反应式一定为2Cl-2e-Cl2D.若有机废水中主要含有乙醛,则图甲中M极发生的电极反应为CH3CHO+3H2O-10e-2CO2+10H+答案:D解析:图甲中,X极为电源
12、负极,Y极为电源正极;图乙中,a极上Cu2+发生还原反应,连接X极,b极上Cl-发生氧化反应,连接Y极,A项错误。理论上,N电极消耗5.6LO2(标准状况下)时,转移电子的物质的量为5.6L22.4Lmol-14=1mol,又因a极上发生反应Cu2+2e-Cu,生成0.5molCu,质量为32g,B项错误。当b为活泼电极时,比如锌、铁、铜等,电极材料均会发生氧化反应,C项错误。若有机废水中主要含有乙醛,则图甲中M极发生的电极反应式应为CH3CHO+3H2O-10e-2CO2+10H+,D项正确。11.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()。选项实验现象结论A将稀硝酸加入
13、过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成,溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B将铜粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝,有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成,后变为蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小答案:D解析:A项,稀硝酸与过量的Fe充分反应,产物为硝酸亚铁、NO和水,无Fe3+生成,所以加入KSCN溶液后,溶液不变红色,现象和
14、结论错误;B项,Cu与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象和结论错误;C项,铝在空气中加热表面生成氧化铝其熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,现象错误;D项,硫酸镁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜溶液,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,符合由溶解度较小的沉淀向溶解度更小的沉淀转化,又两者均为AB2型化合物,所以相同温度下氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,现象和结论都正确。12.已知:常温下浓度为0.1 molL-1的下列溶液的pH如表:溶质NaFNa2CO3NaClONaHCO3pH7.511.69.78.3下列有关说法正确的是()。A.在相同温度下
15、,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:H2CO3HClOHFB.若将CO2通入0.1 molL-1 Na2CO3溶液至溶液呈中性,则溶液中:2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1 molL-1C.等体积等物质的量浓度的NaClO溶液与NaF溶液中离子总数大小:N前ClO-HCO3-F-,酸性大小顺序是HCO3-HClOH2CO3HF,在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HClOH2CO3HF,A项错误;溶液存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(HCO3-)+2c(C
16、O32-)=0.2molL-1,B项错误;由酸性HClOF-,根据电荷守恒n(Na+)+n(H+)=n(X-)+n(OH-),X-水解程度越大,n(H+)越小,C项正确;酸性:HCO3-H2CO3c(Cl-)c(NH4+)c(OH-)D.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)c(Cl-)=c(I-)答案:B解析:pH=a的醋酸溶液,稀释10倍后,其pH=b,因醋酸是弱酸,稀释仍继续电离,故ab-1,A项错误;含等物质的量的NaHSO3和Na2SO3的溶液中,根据物料守恒:2c(Na+)=3c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3),B项正确;0.1molL-1盐酸与0.2mo
17、lL-1氨水等体积混合,所得溶液是等物质的量的NH3H2O和NH4Cl,以NH3H2O电离为主,故c(NH4+)c(Cl-)c(NH3H2O)c(OH-),C项错误;含有AgCl和AgI固体的悬浊液中c(Ag+)一定,故Ksp(AgCl)Ksp(AgI)=c(Ag+)c(Cl-)c(Ag+)c(I-),c(Cl-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgI)c(I-),即c(Cl-)c(I-),D项错误。14.下列图示与对应的叙述相符的是()。A.图表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热H=-241.8 kJmol-1B.图表示反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g),达到平衡时A2
18、的转化率大小为BACC.图表示0.1 mol MgCl26H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化D.图表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液的pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH大于同浓度的NaB溶液的pH答案:C解析:图中H2与O2反应生成的是气态水,因此H=-241.8kJmol-1不是H2的燃烧热,A项错误;图中A、B、C三点均是在T2温度下反应,随着B2浓度的不断增大,平衡不断右移,A2的转化率不断增大,因此A2的转化率CBA,B项错误;图中MgCl26H2O在空气中充分加热时最终得到的固体是MgO,其质量为4.0g,C项正确;图中HA的酸性比HB的酸性强,因此NaA
19、溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH,D项错误。15.单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,下列说法正确的是()。A.S(s,单斜)S(s,正交)H=+0.33 kJmol-1B.相同物质的量的正交硫比单斜硫含有的能量高C.正交硫比单斜硫稳定D.表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ答案:C解析:A项,根据图示可知,单斜硫的能量比正交硫的能量高,所以S(s,单斜)S(s,正交)H=-0.33kJmol-1,A项错误;B项,相同物质的量的正交硫比单斜硫含有的能量低,B项错误;C项,物质所含有的能量越低,物质的稳
20、定性就越强,由于正交硫比单斜硫的能量低,所以正交硫比单斜硫稳定,C项正确;D项,表示断裂1molO2和1mol单斜硫的化学键所吸收的总能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297.16kJ,D项错误。16.用电渗析法处理厨房垃圾发酵液同时得到乳酸的原理如图所示(图中HA表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子)。下列说法正确的是()。A.通电后,阳极附近pH增大B.电子从负极经电解质溶液回到正极C.通电后,A-通过阴离子交换膜从阴极室进入浓缩室D.当电路中通过2 mol电子的电量时,会有1 mol O2生成答案:C解析:由图示判断左侧为阳极,右侧为阴极,阳极电极反应式为2H2O-4e-O2+
21、4H+,氢离子浓度增大,pH减小,A项错误;电子从电源的负极到电解池的阴极,由阳极回到电源的正极,电子不能进入电解质溶液,电解质溶液中靠离子传递电荷,B项错误;氢离子由阳极室进入浓缩室,A-由阴极室进入浓缩室,得到乳酸,C项正确;由电极反应式2H2O-4e-O2+4H+可知,当电路中通过2mol电子的电量时,会有0.5molO2生成,D项错误。17.高铁酸盐在水溶液中有四种含铁型体,25 时,它们的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列叙述错误的是()。A.已知H3FeO4+的电离平衡常数分别为:K1=2.510-2,K2=4.810-4,K3=5.010-8,当pH=4时,溶液中c(HFeO
22、4-)c(H2FeO4)=1.2B.为获得尽可能纯净的高铁酸盐,应控制pH9C.向pH=5的高铁酸盐溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-FeO42-+H2OD.pH=2时,溶液中主要含铁型体浓度的大小关系为c(H2FeO4)c(H3FeO4+)c(HFeO4-)答案:A解析:H3FeO4+的电离平衡常数K2=4.810-4,当pH=4时,溶液中c(HFeO4-)c(H2FeO4)=K2c(H+)=4.8,A项错误;pH9时,高铁酸盐的物质的量分数接近100%,则为获得尽可能纯净的高铁酸盐,应控制pH9,B项正确;向pH=5的高铁酸盐溶液中(根据图示可以看出其中含有H
23、FeO4-)加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为HFeO4-+OH-FeO42-+H2O,C项正确;由图像纵坐标可知pH=2时,溶液中主要含铁型体浓度的大小关系为c(H2FeO4)c(H3FeO4+)c(HFeO4-),D项正确。18.某温度时,CuS、MnS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是()。A.A点对应的Ksp大于B点对应的KspB.向CuSO4溶液中加入MnS发生如下反应:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq)C.在含有CuS和MnS固体的溶液中c(Cu2+)c(Mn2+)=(210-23)1D.该温度下,Ksp(CuS)小于Ksp(MnS)答
24、案:A解析:因为A点和B点都在CuS的沉淀溶解平衡曲线上,Ksp是相同的,A项错误;因为Ksp(CuS)”“H2CO3HCN(3)bac酸性NH4+H2ONH3H2O+H+NH3H2O、NH4Cl碱性(4)NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3解析:(1)Cu是金属单质,不是电解质;液氨属于非电解质;CH3COOH是弱酸,在溶液中部分电离,属于弱电解质;NaHCO3是盐,属于强电解质;H2O能微弱电离,属于弱电解质;熔融NaCl能完全电离,属于强电解质;NH3H2O在溶液中部分电离,属于弱电解质;NH4Cl是盐,在溶液中完全电离,属于强电解质,所以属于弱电解质的是。(2)相同条件下,酸的
25、电离平衡常数越大,越易电离,溶液中离子浓度越大,导电能力越强,则在相同温度下,相同浓度的三种酸溶液的导电能力由强到弱的顺序为CH3COOHH2CO3HCN。(3)酸的电离平衡常数越大,越易电离,酸性越强,其盐的水解程度越小,25时,等浓度的a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液,其水解程度:bac,水解程度越大,溶液的碱性越强,其pH越大,则pH:bac。浓度相同的NaCN溶液与CH3COOK溶液中,分别存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),c(K+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)-c(CN-)=c(OH-
26、)-c(H+),c(K+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+),NaCN溶液水解程度比CH3COOK大,则NaCN溶液中的c(OH-)-c(H+)大,所以c(Na+)-c(CN-)c(K+)-c(CH3COO-)。将等体积等物质的量浓度的盐酸和氨水混合后,生成氯化铵,氯化铵水解使溶液显酸性,其水解的离子方程式为NH4+H2ONH3H2O+H+。已知氯化铵溶液显酸性,B点所示溶液pH=7,说明溶液的溶质为NH3H2O、NH4Cl。已知NH3H2O的Kb=1.810-5,H2CO3的K1=4.410-7,说明碳酸的电离程度小,则形成盐时HCO3-的水解程度大,所以NH4HCO3溶液呈碱
27、性。(4)由表中数据可知,酸性:H2CO3HCNHCO3-,则向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2HCN+NaHCO3。21.(12分)汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源。(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无害的气体,其热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)H1=-746.5 kJmol-1已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-221.0 kJmol-1CO2(g)C(s)+O2(g)H3=+393.5 kJmol-1C(s)的燃烧热为。NO(g)分解成两种气体单质的热化
28、学方程式为。(2)一定温度下,向初始容积均为2 L的A、B、C三个容器中,均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。如图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图,则X代表的物理量是,Y1(填“”或“tCb.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为ABCc.当A容器内气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态d.当B容器内气体密度保持不变时,说明该反应处于化学平衡状态当B容器中保持平衡时,NO所占体积分数为25%。则相同温度下,A容器中逆反应的平衡常数K=(保留两位有效数字)。(3)利用反应NO2+N
29、H3N2+H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。a电极上的反应式为。常温下,若用该电池电解0.6 L饱和食盐水,一段时间后,测得饱和食盐水的pH变为13,则理论上b电极上消耗B气体的体积(标准状况)为 mL(假设电解过程中溶液体积不变)。答案:(1)393.5 kJmol-12NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.5 kJmol-1(2)压强d4.5(3)2NH3+6OH-6e-2N2+6H2O336解析:(1)根据CO2(g)C(s)+O2(g)H3=+393.5kJmol-1,得C(s)+O2(g)CO2(g)H3=-393.5kJmol-1,则C(s)的燃烧热为39
30、3.5kJmol-1。已知:.2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)H1=-746.5kJmol-1.2C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-221.0kJmol-1.CO2(g)C(s)+O2(g)H3=+393.5kJmol-1由盖斯定律,+2得,2NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.5kJmol-1。(2)反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)H1=-746.5kJmol-1为气体分子数减小的放热反应,则NO的平衡转化率()随温度的升高而减小,随压强的增大而增大,故X为压强,Y1Y2。已知反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
31、HtC,a项正确;b项,A容器相当于对B容器加压,增大压强,平衡正向移动,NO转化率增大,C容器看作对B容器加热,温度升高,平衡逆向移动,NO转化率减小,故3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为ABC,b项正确;c项,A容器中气体质量不变,气体的总物质的量减小,则根据M=m混n混,气体平均摩尔质量不变时,说明该反应处于化学平衡状态,c项正确;d项,B容器中气体质量不变,容器容积恒定不变,根据=m混V,气体密度始终不变,故不能说明该反应达平衡状态,d项错误。向初始容积均为2L的B容器中,投入5molCO气体和4molNO气体发生反应,设生成氮气的物质的量为xmol,列三段式:2CO(g)+2NO
32、(g)2CO2(g)+N2(g)起始n/mol:5400转化n/mol:2x2x2xx平衡n/mol:5-2x4-2x2xx平衡时,NO所占体积分数为25%,则4-2x9-x100%=25%,解得x=1,则B容器中K为0.5molL-1(1molL-1)2(1.5molL-1)2(1molL-1)2=29,相同温度下,K不变,则A容器中逆反应的平衡常数K=92=4.5。(3)根据装置图可知,a极失去电子发生氧化反应,则为氨气在碱性条件下发生氧化反应生成氮气的反应,电极反应式为2NH3+6OH-6e-2N2+6H2O。电解0.6L饱和食盐水,电解反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2
33、,一段时间后,测得饱和食盐水的pH变为13,则溶液中n(OH-)=0.6L0.1molL-1=0.06mol,则转移电子为0.06mol,同一串联电路转移电子相同,设消耗的NO2体积为V,根据b极电极反应:2NO2+4H2O+8e-N2+8OH-44.8L8molV0.06mol则V=44.8L0.06mol8mol=0.336L=336mL。22.(2020全国)(12分)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO47H2O):溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Ni2
34、+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01molL-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.010-5molL-1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题:(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是。为回收金属,用稀硫酸将“滤液”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式。(2)“滤液”中含有的金属离子是。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液”中可能含有的杂质离子为。(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=(列出计算式) 。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 molL-1,则“调pH”应控制的pH范
35、围是。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是。答案:(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)O2或空气Fe3+(4)0.01(107.2-14)2或10-5(108.7-14)23.26.2(5)2Ni2+ClO-+4OH-2NiOOH+Cl-+H2O(6)提高镍回收率解析:本题考查了以废弃的含镍催化剂为原料,通过一定的工艺流程制取硫酸镍晶体的过程。(1)废镍催化剂中能与NaOH溶液反应的有油
36、脂、铝及其氧化物。滤液中的溶质为NaAlO2、高级脂肪酸钠和甘油,当向该滤液中滴加稀硫酸时,其中的NaAlO2可与稀硫酸反应得到Al(OH)3沉淀。(2)滤饼的成分为Ni、Fe及其氧化物等,用稀硫酸酸浸时可得到NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等,则滤液中的金属阳离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+。(3)加H2O2溶液“转化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,替代起氧化作用的H2O2溶液的可以为O2或空气,这样既能将Fe2+氧化,又不引进新杂质。由于Fe2+开始沉淀、沉淀完全时的pH与Ni2+的相近,所以若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,则“调pH”得到Fe(OH)3沉淀,Fe2+
37、与Ni2+一起存在于溶液中,通过“转化”(氧化)使Fe2+转变为Fe3+而被沉淀出来,则滤液中可能的杂质离子为氧化得到的Fe3+。(4)根据Ni2+开始沉淀时的pH为7.2,可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)c2(OH-)=0.01(107.2-14)2;根据Ni2+完全沉淀时的pH为8.7,也可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)c2(OH-)=10-5(108.7-14)2。“调pH”是为了使Fe3+沉淀完全,根据Fe3+完全沉淀时的pH为3.2可知,pH应大于3.2;同时不能使Ni2+沉淀,则c(Ni2+)c2(OH-)0.01(107.2-14)2,根据c(Ni2+)=1.0molL-1,可求得c(OH-)10-6.2molL-1,则“调pH”的pH应小于6.2,则“调pH”控制的pH范围是3.26.2。(5)Ni2+被ClO-氧化为NiOOH,ClO-被还原为Cl-,根据电子守恒可配平得:2Ni2+ClO-2NiOOH+Cl-,最后可配平得:2Ni2+ClO-+4OH-2NiOOH+Cl-+H2O。(6)母液中含有未结晶的硫酸镍,循环使用母液可提高镍的回收率。
