1、北京市海淀区2021届高三化学上学期期末考试试题（含解析）本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe-56第一部分选择题(共42分)在下列各题的四个选项中，只有一个选项符合题意。(每小题3分，共42分)1. 下列发电厂(站)的电能由化学能直接转化而成的是( )ABCD燃料电池发电站地热发电厂风力发电厂水力发电站A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】【分析】【详解】A燃料电池发电站是将化学能转化为电能，故A符合题意；B
2、地热发电厂是地热能转化为电能，故B不符合题意；C风力发电厂是风能转化为电能，故C不符合题意；D水力发电站是水能转化为电能，故D不符合题意。综上所述，答案为A。2. 化学与生活息息相关，下列说法不正确的是( )A. 淀粉属于多糖B. 天然药物无毒副作用，可以长期服用C. 与铜质水龙头连接处的铁质水管更易被腐蚀D. 医疗垃圾有多种致病微生物，可用高温焚烧处理【答案】B【解析】【分析】【详解】A淀粉、纤维素属于多糖，故A正确；B俗话说“是药三分毒”，天然药物也不能长期服用，故B错误；C与铜质水龙头连接处的铁质水管更易被腐蚀，是因为形成铁铜原电池，铁更活泼，铁更易发生反应，故C正确；D医疗垃圾有多种致
3、病微生物，可用高温焚烧处理，通过将蛋白质变性杀死微生物，故D正确。综上所述，答案为B。3. 下列化学用语正确的是( )A. 中子数为18的氯原子：ClB. CO2分子的电子式：C. 顺2丁烯的结构简式：D. 铝离子的结构示意图：【答案】C【解析】【分析】【详解】A中子数为18的氯原子的质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)=17+18=35，该核素的符号为，故A错误；BCO2是共价化合物，C原子与每个O原子形成两对共用电子对，其结构式为O=C=O，其电子式为，故B错误；C顺2丁烯，主链为丁烯，碳碳双键在2号C，两个甲基位于双键的同侧，结构简式为，故C正确；D铝的原子序数为13，核内13个质子
4、，核外13个电子，铝原子失去最外层的三个电子即形成了铝离子，质子数不变，核外只有10个电子，铝离子的结构示意图为，故D错误；答案为C。4. 甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是( )A. a极为正极B. K+从a极经溶液流向b极C. 工作一段时间后，b极附近的pH会减小D. a极的电极反应为CH4+6OH-8e-=+5H2O【答案】B【解析】【分析】在燃料电池中，通入燃料的电极为负极，通入空气或O2等氧化剂的电极为正极。从而得出，CH4、O2燃料电池中，通CH4的电极为负极，通O2的电极为正极。【详解】A由分析可知，a极通入CH4作燃料，则a为负极，A不正确；B在原电池中，阳离子向正极
5、移动，则K+从a极经溶液流向b极，B正确；C电池工作时，b极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，则一段时间后，b极附近的pH会增大，C不正确；Da极为负极，CH4失电子产物与电解质反应生成等，电极反应为CH4+10OH-8e-=+7H2O，D不正确；故选B。5. 下列化学用语对事实的表述不正确的是( )A. 工业上用乙醛催化氧化法制乙酸：2CH3CHO+O22CH3COOHB. 向AgNO3溶液中加入过量氨水：Ag+NH3H2O=AgOH+C. 用Na2S除去工业废水中的Hg2+：Hg2+S2-=HgSD. 电镀铜的阴极反应：Cu2+2e-=Cu【答案】B【解析】【分析】【详解】A工
6、业上用乙醛制取乙酸时，常使用氧气作氧化剂，在催化剂和加热条件下发生反应，化学方程式为：2CH3CHO+O22CH3COOH，A正确；B向AgNO3溶液中加入过量氨水，起初生成白色沉淀，后来沉淀溶解，最终得到澄清溶液(银氨溶液)，Ag+NH3H2O=AgOH+只是起初发生的反应，B不正确；C用Na2S除去工业废水中的Hg2+时，Hg2+与Na2S电离出的S2-发生沉淀反应，离子方程式为：Hg2+S2-=HgS，C正确；D电镀铜时，电解质为可溶性铜盐，在阴极上，溶液中的Cu2+得电子生成Cu，附着在阴极材料表面，电极反应式为：Cu2+2e-=Cu，D正确；故选B。6. 2Na2S2O3+I2=2N
7、aI+Na2S4O6是定量分析中的常用反应。下列关于说法不正确的是( )A. 反应中，I2表现了氧化性B. 反应中，每生成1 mol Na2S4O6，有4 mol e-发生转移C. Na2S2O3是含有共价键的离子化合物D. Na2S2O3在空气中放置会变质，产物可能有Na2SO4【答案】B【解析】【分析】【详解】A在反应中，I元素化合价降低，得到电子被还原，所以I2表现了氧化性，A正确；B在该反应中，每生成1 mol Na2S4O6，有2 mol e-发生转移，B错误；CNa2S2O3是盐，Na+与以离子键结合，在阴离子中含有共价键，因此该化合物是含有共价键的离子化合物，C正确；D在Na2S
8、2O3中S元素化合价为+2价，具有强的还原性，在空气中放置，会被空气中的氧气氧化导致变质，产物可能有Na2SO4，D正确；故合理选项是B。7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y的原子最外层只有1个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料。下列说法正确的是( )A. 原子半径：r(W)r(Z)r(Y)r(X)B. Z的非金属性比X的强C. 由X、Y组成的化合物中可能含有共价键D. Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的强【答案】C【解析】【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，则X为O，Y的原子最外层只有1
9、个电子，则Y为Na，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si，则W是P、S、Cl中的一种。【详解】A根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，原子半径：r(Y)r(Z)r(W)r(X)，故A错误；B根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，同主族从上到下，非金属性逐渐减弱，因此Si的非金属性比O的弱，故B错误；C由X、Y组成的化合物过氧化钠中含有非极性共价键，故C正确；D根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强，因此Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱，故D错误。综上所述，答案为C。8. 常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )A. 由水电
10、离的c(H+)=1012 molL1的溶液中：Na+、NH、Cl、K+B. 无色溶液中：Na+、K+、Cr2O、NOC. 含有I的溶液中：H+、Na+、Cl、NOD. pH=14的溶液中：K+、ClO、CO、Cl【答案】D【解析】【分析】【详解】A由水电离的c(H+)=1012 molL1的溶液，可能是酸溶液，可能是碱溶液，NH与OH反应生成氨水，故A不符合题意；BCr2O是橙红色，故B不符合题意；CI与H+、NO发生氧化还原反应，故C不符合题意；DpH=14的溶液，溶液中存在OH，K+、ClO、CO、Cl都大量共存，故D符合题意。综上所述，答案为D。9. 下列图示实验能达成相应目的的是( )
11、NO2球浸泡热水和冷水中A.除去苯中少量苯酚B.验证铁钉能发生析氢腐蚀C.检验乙醇消去反应产物中的乙烯D.研究温度对化学平衡的影响A. AB. BC. CD. D【答案】D【解析】【分析】【详解】A虽然苯酚与溴水能反应生成三溴苯酚，但三溴苯酚仍溶解在苯中，不能分离，A不能达成目的；B铁钉在食盐水中发生的是吸氧腐蚀，不是析氢腐蚀，B不能达成目的；C乙醇蒸汽也能使酸性KMnO4褪色，所以不一定生成乙烯，C不能达成目的；D浸泡在热水中的NO2球颜色比浸泡在冷水中的NO2球深，则表明加热平衡向生成NO2的方向移动，D能达成目的；故选D。10. PCT树脂是应用广泛的一种高聚物，其结构简式为，它可由有机
12、物X()与另一种有机物Y反应制得。下列说法中不正确的是( )A. X可与H2发生加成反应生成YB. Y的核磁共振氢谱有4组峰C. X、Y生成PCT的反应属于缩聚反应D. PCT制品应避免长时间与碱性物质接触【答案】A【解析】【分析】【详解】A根据题干信息分析，Y的结构为，X不能与H2发生加成反应生成Y，A错误，符合题意；BY用对称结构，核磁共振氢谱有4组峰，B正确，不符合题意；C二元酸和二元醇通过缩聚反应生成高聚物，C正确，不符合题意；DPCT含有酯基，在碱性条件下能水解，不应该避免长时间和碱性物质接触，D正确，不符合题意；故选A。11. 常温下，向20 mL0.1 mol/L的某一元酸(HA
13、)溶液中加入几滴酚酞溶液，再逐滴滴加0.1 mol/LNaOH溶液，测得滴定曲线如图。下列说法不正确的是( )A. V=10 mL时，c(HA)c(A-)B. pH=7时，V(NaOH)20 mLC. 滴定终点时，溶液由无色变为浅红色D. a点的水的电离程度大于b点的水的电离程度【答案】A【解析】【分析】【详解】A向20 mL0.1 mol/L的某一元酸(HA)溶液中逐滴滴加0.1 mol/LNaOH溶液，当加入NaOH溶液10 mL时，溶液中含有等物质的量的HA和NaA，根据图象可知溶液pH7，显酸性，说明HA的电离作用大于A-的水解作用，故浓度：c(HA)c(A-)，A错误；B当加入NaO
14、H溶液体积是20.00 mL时，二者恰好反应产生NaA，此时溶液pH=87，则当溶液pH=7时，滴加NaOH溶液的体积V(NaOH)20 mL，B正确；C当滴定达到终点时，溶液显碱性，由于指示剂在待测酸溶液中，因此看到溶液会由无色变为浅红色，且半分钟内不再变为无色，C正确；Da点时溶液的溶质为NaA，该盐是强碱弱酸盐，弱酸根A-会发生水解反应，使水电离程度增大；b点为NaA与NaOH的混合溶液，碱的存在会抑制水的电离，因此水的电离程度：a点b点，D正确；故合理选项是A。12. 近期，天津大学化学团队以CO2与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成，装置工作原理如图。下列说法正确的是( )A.
15、 Ni2P电极与电源负极相连B. 辛胺转化为辛腈发生了还原反应C. In/In2O3x电极上可能有副产物H2生成D. 在In/In2O3x电极上发生的反应为CO2+H2O2e=HCOO+OH【答案】C【解析】【分析】【详解】A根据电解质“异性相吸”原理，氢氧根向Ni2P电极移动，说明Ni2P电极为阳极，与电源正极相连，故A错误；B左侧CO2变为HCOO，化合价降低，发生还原反应，则辛胺在阳极转化为辛腈发生了氧化反应，故B错误；CIn/In2O3x电极为阴极，阴极可能有氢离子得到电子，因此可能有副产物H2生成，故C正确；DIn/In2O3x电极为阴极，根据图中信息，阴极上发生的反应为CO2+H2
16、O+2e=HCOO+OH，故D错误。综上所述，答案C。13. 某种含二价铜微粒CuII(OH)(NH3)+的催化剂可用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法不正确的是( )A. 总反应焓变H0B. 由状态到状发生的是氧化还原反应C. 状态到状态的变化过程中有OH键的形成D. 该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+2NO+2O2=6H2O+3N2【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变H0，A说法正确；B由状态到状，发生CuII(OH)(NH3)3+NOCuI(H2NNO)(NH3)2+
17、H2O，Cu的化合价降低，氨分子中的N原子化合价升高，是氧化还原反应，B说法正确；C状态到状态的变化过程为CuI(H2NNO)(NH3)2+CuI(NH3)2+N2+H2O，有O-H键的形成，C说法正确；D根据图1，加入2NH3、2NO、O2，生成2N2、3H2O，该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2，D说法错误；答案为D。14. 某小组同学欲通过实验探究影响金属与酸反应速率的因素，进行下列实验。实验装置序号实验操作实验现象实验1取下胶塞，放入一小片金属钠，迅速塞上胶塞钠浮在液面上并来回移动，表面出现有白色固体；白色固体逐渐沉到烧杯底部，液体不沸腾；气球迅速鼓起，
18、15s时测量气球直径约为3cm实验2取下胶塞，放入与钠表面积基本相同的镁条，迅速塞上胶塞镁条开始时下沉，很快上浮至液面，片刻后液体呈沸腾状，同时产生大量白雾；气球迅速鼓起，15s时测量气球直径约为5cm下列说法不正确的是( )A. 实验1获得的白色小颗粒可用焰色反应检验其中的Na元素B. 对比实验1与实验2，不能说明钠比镁的金属活动性强C. 对比实验1与实验2，能说明同温下NaCl的溶解度比MgCl2的小D. 金属钠、镁与盐酸反应的速率与生成物状态等因素有关【答案】B【解析】【分析】通过对比实验1和实验2的操作与现象可知，实验1中钠太活泼，先与水反应生成氢氧化钠，再与浓盐酸反应生成溶解度不大的
19、氯化钠，附着在还未反应的Na表面，阻碍了Na反应的进行，所以出现上述现象；对比实验1，实验2中，利用相同表面积的Mg做相同的实验，表面现象看似Mg反应快，是因为Mg直接与盐酸反应生成氢气，产生的氢气比实验1多，据此分析解答。【详解】ANa元素可用焰色试验来检验，若白色小颗粒中含Na元素，则焰色反应为黄色，A正确；B根据上述分析可知，对比实验1与实验2的操作与实验现象，能说明钠比镁的金属活动性强，只是因为表面生成的白色固体颗粒阻碍了Na与HCl的反应，通过表面现象探究实质才是真理，B错误；C对比实验1与实验2，实验1中有白色固体，实验2中没有，则说明同温下NaCl的溶解度比MgCl2的小，C正确
20、；D通过上述实验可得出，金属钠、镁与盐酸反应的速率不仅与本身的性质有关，还与生成物状态等因素有关，D正确；故选B。第二部分非选择题(共58分)15. 丁烯(C4H8)是重要的化工原料，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备，反应如下：CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)H已知：i.该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果。ii.温度过高会引发正丁烷裂解生成低碳烃类的副反应。iii.H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) H2CH2=CHCH2CH3(g)
21、+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) H3(1)用H1、H2、H3表示丁烷催化脱氢反应反应热H=_。(2)寻找高效的催化剂是脱氢反应重要的研究课题之一。催化剂使用一段时间后活性会下降，通入适量氢气可使其改善，氢气的作用是_。其他条件相同时，以SiO2为载体与不同质量百分比的CrOx组合，催化效果相关数据如表。实验组催化剂组成正丁烷转化率/%正丁烯收率/%1无催化剂50.352SiO250.353SiO2+9%CrOx25.518.34SiO2+15%CrOx27.520.655SiO2+21%CrOx2417.87下列说法正确的是_(填序号)。a.脱氢反应中SiO2不起催化作用b.C
22、rOx的含量越高，反应的催化效果越好c.CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响(3)其他条件相同，30min时测得正丁烷转化率、正丁烯收率随温度的变化如图1。收率=100%实际生产温度选择590，由图1说明其理由是_。590时，向体积为1L的密闭容器中充入3mol正丁烷气体，据图1计算030min内生成正丁烯的平均反应速率为_mol/(Lmin)。(4)其他条件相同，30min时正丁烷转化率、正丁烯收率随进料气中的变化如图2。图2中，2.5后，正丁烷转化率和正丁烯收率呈减小趋势，原因是_。【答案】 (1). H2-H1-H3 (2). H2可以除去积炭，提高催化剂活性 (3). ac (4)
23、. 图1中590时正丁烯收率最高，副产物收率较低 (5). 0.02 (6). 答案一：H2含量过高，导致主反应CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)的化学平衡逆向移动；答案二：H2含量过高，不利于反应物与催化剂充分接触，导致反应速率下降【解析】分析】【详解】(1) H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1，CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) H2，CH2=CHCH2CH3(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) H3，根据盖斯定律分析，由-得丁烷催化脱氢反应的热化学方程式：CH3CH2CH2CH3(g)C
24、H2=CHCH2CH3(g)+H2(g) H=H2-H1-H3； (2)该工艺过程的副产物有炭(C)，生成的积炭会附着在催化剂表面，影响催化效果，催化剂在使用一段时间后活性会下降， H2可以除去积炭，提高催化剂活性所以通入适量氢气可使其改善；a.从实验1、2数据分析，脱氢反应中SiO2不起催化作用，故正确；b.从实验4、5数据分析，不是CrOx的含量越高，反应的催化效果越好，故错误；c.催化剂不影响平衡，所以CrOx的含量对丁烷脱氢反应的焓变无影响，故正确。故选ac；(3) 从图1分析，590时正丁烯收率最高，副产物收率较低，所以实际生产温度选择590；590时，向体积为1L的密闭容器中充入3
25、mol正丁烷气体，据图1中030min内正丁烯的收率为20%，所以生成的正丁烯的物质的量为320%=0.6mol，生成正丁烯的平均反应速率为=0.02mol/(Lmin)。 (4) 2.5后， H2含量过高，导致主反应CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CHCH2CH3(g)+H2(g)的化学平衡逆向移动，使正丁烷转化率和正丁烯收率都减小；或者H2含量过高，不利于反应物与催化剂充分接触，导致反应速率下降，造成相同时间内正丁烷转化率和正丁烯收率都减小。16. 汽车尾气中的氮氧化物(NOx)对环境有危害，可利用化学方法实现氮的转化，从而降低氮氧化物排放。(1)CO、HC(碳氢化合物)和NH3等均
26、可在催化剂作用下，将NOx转化为N2。CO在氮的转化过程中体现了_性。NH3和NO反应的化学方程式为_。(2)利用电解装置可以将尾气中的NO转化为尿素CO(NH2)2，其中碳的化合价为+4价，属于非电解质，工作原理如图。阴极的电极反应式为_。反应一段时间后，阳极区的pH基本不变，结合化学用语解释原因为_。用NO代替NO进行电化学反应，研究表明阴极反应的历程如下：I.CO2(g)+2H+2e=CO(pre)+H2OII.III.CO(pre)+2NH2(pre)=CO(NH2)2其中，CO(pre)表示CO前体，NH2(pre)表示NH2前体。用化学用语表示步骤II的反应：_。【答案】 (1).
27、 还原 (2). 4NH3+6NO5N2+6H2O (3). CO2+2NO+10H+10e=CO(NH2)2+3H2O (4). 阳极发生反应：H22e=2H+，根据闭合回路中电量守恒，同时会有等量的H+通过质子交换膜从阳极区进入阴极区，因此，阳极区的pH基本不变 (5). 2NO+12H+10e=2NH2(pre)+4H2O【解析】【分析】【详解】(1)根据题意，NOx化合价降低变为N2，则CO化合价升高，因此CO在氮的转化过程中体现了还原性；故答案为：还原。NH3和NO反应生成氮气和水，其化学方程式为4NH3+6NO 5N2+6H2O；故答案为：4NH3+6NO 5N2+6H2O。(2)
28、根据图中信息，阴极是CO2和NO反应生成CO(NH2)2，NO中N化合价降低，得到电子，CO2中C化合价不变，其电极反应式为CO2+2NO+10H+10e=CO(NH2)2+3H2O；故答案为：CO2+2NO+10H+10e=CO(NH2)2+3H2O。根据题中信息，阳极通入氢气，氢气失去电子变为氢离子，等量的氢离子穿过质子交换膜进入到左侧，因此反应一段时间后，阳极区的pH基本不变；故答案为：阳极发生反应：H22e=2H+，根据闭合回路中电量守恒，同时会有等量的H+通过质子交换膜从阳极区进入阴极区，因此，阳极区的pH基本不变。根据题中信息，说明步骤II是生成NH2(pre)的反应，根据元素守恒
29、说明氢来自于氢离子，NO中氧和氢离子反应生成水，因此表示步骤II的反应：2NO+12H+10e=2NH2(pre)+4H2O；故答案为：2NO+12H+10e=2NH2(pre)+4H2O。17. 苯巴比妥H是一种巴比妥类的镇静剂及安眠药。其合成路线如图(部分试剂和产物略)。已知：.+RBr+HBr.+ROH(1)AB的反应类型为_反应。(2)CD的化学方程式为_。(3)试剂X为_(写结构简式)。(4)E中所含官能团的名称为_。(5)已知苯巴比妥的分子结构中含有2个六元环，其结构简式为_。(6)符合下列条件的D的同分异构体共有_种(不考虑立体异构)。属于芳香族化合物；能发生水解反应；能发生银镜
30、反应；苯环上只有一个取代基(7)乙基巴比妥也是一种常用镇静剂，可用CH3CH2OH和CH2(COOH)2等为原料合成，将合成路线补充完整：_。【答案】 (1). 取代 (2). +CH3CH2OH+H2O (3). CH3CH2Br (4). 酯基 (5). (6). 5 (7). 【解析】【分析】由A的分子式C7H8，可确定其结构简式为；A与Cl2在光照条件下发生取代反应生成B，由C的结构简式，可确定B为；C与CH3CH2OH发生酯化反应生成D，其结构简式为；由信息可逆推出X为CH3CH2Br，E为；由信息，参照分子式，可推出苯巴比妥为。【详解】(1) ，是与Cl2在光照条件下发生的反应，反
31、应类型为取代反应。答案为：取代；(2)与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应，生成和水，化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。答案为：+CH3CH2OH+H2O；(3)由以上分析可知，试剂X为CH3CH2Br。答案为：CH3CH2Br；(4)E为，所含官能团的名称为酯基。答案为：酯基；(5)已知苯巴比妥的分子结构中含有2个六元环，由前面分析得出，其结构简式为。答案为：；(6)符合下列条件：“属于芳香族化合物；能发生水解反应；能发生银镜反应；苯环上只有一个取代基”的的同分异构体有、共5种。答案为：5；(7) 与CH3CH2OH在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成，由信息，可确定与CH3CH2Br反应
32、生成；由信息可确定与CO(NH2)2在CH3CH2ONa作用下生成乙基巴比妥。合成路线为：。答案为：。【点睛】由已知有机物推断未知物的结构简式时，既可采用顺推法，也可采用逆推法，关键是找出碳链及结构发生的变化。18. 聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，其化学式通常表示为Fe2(OH)2a(SO4)3ab。某化工厂制备PFS并用其处理废水。I.用硫酸铜废液制备PFS(1)试剂A为_。(2)“控温氧化”发生反应的离子方程式为_。(3)测定PFS样品中的n(OH)：取ag样品，溶解于V1mLc1 molL1HCl溶液中，用KF溶液掩蔽Fe3+(使Fe3+不能与OH反应)，滴入酚酞
33、溶液，再用c2 molL1NaOH溶液滴定，到达滴定终点时消耗NaOH溶液体积为V2mL。agPFS样品中的n(OH)=_mol。II.用石灰乳PFS法处理含砷废水已知：i.常温下，Ca3(AsO4)2、CaHAsO4的Ksp均大于FeAsO4的Ksp，Fe2(HAsO4)3可溶；ii.常温下，溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH的关系如图。(4)下列说法不正确的是_(填序号)。a.NaH2AsO4溶液的pH7b.pH=11.5时，c(H2AsO)+2c(HAsO)+3c(AsO)+c(OH)=c(H+)c.Na3AsO4溶液中，3c(Na+)=c(AsO)+c(HAsO)+c(H2AsO)+c
34、(H3AsO4)(5)“一级沉降”中，石灰乳的作用是_。(6)“二级沉降”中，溶液的pH在810之间，PFS形成的Fe(OH)3胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量，反应的离子方程式为_。(7)溶液的pH和m(Fe)/m(As)对As去除率的影响如图。某酸性含砷废水中As含量为20mg/L，为达到排放标准(As含量1mg/L)，从节约成本的角度考虑，工业上选择的最佳条件是_(填序号)。a.pH=8.2m(Fe)/m(As)=5 b.pH=8.2m(Fe)/m(As)=8c.pH=9.0m(Fe)/m(As)=5 d.pH=9.0m(Fe)/m(As)=8m(Fe)/m(As)指P
35、FS中Fe元素质量与对应废水中As元素质量之比【答案】 (1). Fe (2). 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O (3). (c1V1c2V2)103 (4). bc (5). 中和酸性溶液，调节溶液pH；形成CaSO4、Ca3(AsO4)2沉淀，去除部分SO和H3AsO4 (6). Fe(OH)3+HAsO=FeAsO+2OH+H2O (7). c【解析】【分析】硫酸铜废液中加入试剂铁发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，硫酸亚铁中加入双氧水、稀硫酸反应生成硫酸铁和水，在发生水解聚合、减压蒸发得到PFS固体。【详解】(1)试剂A主要是将铜离子置换，因此试剂A为Fe；故答案为：Fe。(
36、2)“控温氧化”主要是双氧水将亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；故答案为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O。(3)测定PFS样品中的n(OH)：取ag样品，溶解于V1mLc1 molL1HCl溶液中，用KF溶液掩蔽Fe3+(使Fe3+不能与OH反应)，滴入酚酞溶液，再用c2 molL1NaOH溶液滴定，根据题意，KF溶液掩蔽Fe3+，剩余的HCl消耗的NaOH物质的量为c2 molL1V2103L= c2V2103mol，因此agPFS样品中的n(OH)= c1 molL1V1103Lc2V2103mol=(c1V1c2V
37、2)103mol。(4)a根据题中信息H3AsO4的电离平衡常数Ka1=1.0102.2，Ka2=1.0107，Ka3=1.01011.5，NaH2AsO4溶液电离常数为1.0107，水解常数，电离大于水解，溶液显酸性，因此pH7，故a正确；b要使pH=11.5时，原溶液中加入碱性物质，根据电荷守恒得到c(H2AsO)+2c(HAsO)+3c(AsO)+c(OH)c(H+)，故b错误；cNa3AsO4溶液中，c(Na+)=3c(AsO)+3c(HAsO)+3c(H2AsO)+3c(H3AsO4)，故c错误；综上所述，答案为：bc。(5)“一级沉降”中，根据题中信息得出石灰乳的作用是中和酸性溶液
38、，调节溶液pH；形成CaSO4、Ca3(AsO4)2沉淀，去除部分SO和H3AsO4；故答案为：中和酸性溶液，调节溶液pH；形成CaSO4、Ca3(AsO4)2沉淀，去除部分SO和H3AsO4。(6)“二级沉降”中，溶液的pH在810之间，溶液中主要含有HAsO，加入Fe(OH)3胶体粒子与HAsO反应，反应的离子方程式为Fe(OH)3+HAsO=FeAsO+2OH+H2O；故答案为：Fe(OH)3+HAsO=FeAsO+2OH+H2O。(7)某酸性含砷废水中As含量为20mg/L，为达到排放标准(As含量1mg/L)，则去除率要达到，从节约成本的角度考虑，根据图中信息得到工业上选择的最佳条件
39、是pH=9.0m(Fe)/m(As)=5；故答案为：c。19. 实验小组探究酸对Fe3+3SCNFe(SCN)3平衡的影响。将0.005 molL1FeCl3溶液(接近无色)和0.01 molL1KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。(1)FeCl3水解显酸性的原因是_(用方程式表示)。(2)甲同学认为加入酸后，会使Fe3+3SCNFe(SCN)3体系中_浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。【设计并实施实验】【查阅资料】Fe3+和Cl、SO均能发生络合反应：Fe3+4Cl FeCl4(黄色)；Fe3+2SO Fe(SO4)2(无色)。实验I.探
40、究现象a中溶液颜色变化的原因编号操作现象向2mL红色溶液中滴加5滴水溶液颜色无明显变化向2mL红色溶液中滴加5滴3 molL1KCl溶液溶液颜色变浅，呈橙色(3)实验的目的是_。(4)根据实验和实验的结果，从平衡移动角度解释现象a：_。实验.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因编号操作现象取1mL0.0025 molL1Fe2(SO4)3溶液(无色)，加入1mL0.01 molL1KSCN溶液，再加入5滴1.5 molL1H2SO4溶液溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色取1mL 0.005 molL1FeCl3溶液， (5)结合实验可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是_。(6)乙同学进一
41、步补充了实验，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种，请将实验的操作及现象补充完整：_、_。【答案】 (1). Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+ (2). c(Fe3+) (3). 排除稀释使溶液颜色变化的干扰(证明溶液颜色变化是否与稀释有关) (4). 在Fe3+3SCNFe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，Fe3+和Cl发生络合反应使得c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，cFe(SCN)3减小，使溶液颜色变浅呈橙色 (5). FeCl和Fe(SCN)3 (6). 加入1mL蒸馏水，再加入5滴1.5 molL1 H2SO4溶液 (7). 得无色溶液【解析】【分析】【详解】(1
42、)FeCl3中Fe3+水解，结合水电离出氢氧根离子，剩余氢离子，导致氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，因此显酸性的原因是Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+；故答案为：Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+。(2)甲同学认为加入酸后，会抑制铁离子水解，铁离子浓度增大，会使Fe3+3SCNFe(SCN)3体系中c(Fe3+)浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深；故答案为：c(Fe3+)。(3)实验的目的是作对比实验，排除稀释使溶液颜色变化的干扰；故答案为：排除稀释使溶液颜色变化的干扰(证明溶液颜色变化是否与稀释有关)。(4)根据实验和实验的结果，在Fe3+3SCNFe(SCN)3平衡体系中加
43、入盐酸，Fe3+和Cl发生络合反应生成FeCl4使得c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，cFe(SCN)3减小，使溶液颜色变浅呈橙色；故答案为：在Fe3+3SCNFe(SCN)3平衡体系中加入盐酸，Fe3+和Cl发生络合反应使得c(Fe3+)减小，平衡逆向移动，cFe(SCN)3减小，使溶液颜色变浅呈橙色。(5)根据题中信息，氯化铁中加入KSCN溶液，得到红色，在加入稀硫酸，由于信息中Fe(SO4)2是无色，根据溶液中的离子结合与结合实验可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是FeCl和Fe(SCN)3；故答案为：FeCl和Fe(SCN)3。(6)乙同学进一步补充了实验，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种，取1mL 0.005 molL1FeCl3溶液，加入1mL蒸馏水，与实验加入的1mL KSCN相对应的体积，再加入5滴1.5 molL1 H2SO4溶液，分析溶液是否发生变化，最后得得到无色溶液，说明实验中溶液呈浅黄色是Fe(SCN)3；故答案为：加入1mL蒸馏水，再加入5滴1.5 molL1H2SO4溶液；得无色溶液。