1、南充市嘉陵一中高2022级期中考试化学试题(考试时间：75分钟试题总分：100分)可能用到的相对原子质量：H-1C-12O-16S-32Zn-65Ag-108第I卷(选择题)一、单选(每小题3分，共45分)1. 化学与生活密切相关。下列说法不正确的是A. 水泥、普通玻璃、陶瓷均属于硅酸盐制品B. 华为“麒麟980”手机芯片的主要成分是硅单质C. “燃煤脱硫”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D. 高性能碳化硅属于有机合成材料【答案】D【解析】【详解】A水泥、普通玻璃、陶瓷的主要成分都是硅酸盐，它们均属于硅酸盐制品，A正确；B手机芯片的主要成分是硅单质，B正确；C“燃煤脱硫”、“汽车尾气催化
2、净化”，都能将大气污染物转化为无污染物质，所以能提高空气质量，C正确；D碳化硅属于无机材料，D不正确；故选D。2. 关于实验装置与试剂选择，下列说法正确的是 A. 装置可用作MnO2与浓盐酸反应制Cl2的发生装置B. 用装置吸收尾气NH3可防倒吸C. 装置可用于验证氨气在水中的溶解性D. 装置可用于收集NO2气体【答案】C【解析】【详解】AMnO2与浓盐酸反应制Cl2的反应需要加热，A不正确；BNH3易溶于水，装置中的煤油不能起到防止倒吸的作用，所以装置不可用于吸收尾气NH3，B不正确；C装置中，往烧瓶内滴入水，看到气球体积膨胀，则表明烧瓶内气体压强减小，从而表明NH3易溶于水，所以装置可用于
3、验证氨气在水中的溶解性，C正确；DNO2易与水反应生成HNO3和NO，所以装置不可用于收集NO2气体，D不正确；故选C。3. 如图所示原电池装置中，溶液为稀硫酸，电子流向如图所示。下列说法正确的是A. 电极X为正极B. X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应C. 氢气产生在X电极上，移向X电极D. 电子流动方向为：X电极导线Y电极溶液X电极【答案】B【解析】【分析】原电池中电子由负极流出，则X为负极、Y为正极。【详解】A由分析可知，电极X为负极，A错误；B由分析可知，X负极、Y为正极，故X电极上发生氧化反应，Y电极上发生还原反应，B正确；C氢得到电子发生还原反应，则氢气产生在Y电极上；阴离
4、子向负极迁移，则移向X电极，C错误；D电子不能进入电解质溶液中，D错误；故选B。4. 下列说法不正确的是A. 生成物总能量高于反应物总能量的反应是吸热反应B. 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多C. 需要加热才能发生反应一定是吸热反应D. 由C(石墨，s)=C(金刚石，s)吸收的能量为1.9kJ，可知石墨比金刚石稳定【答案】C【解析】【详解】A反应热等于生成物总能量减去反应物总能量，若生成物的总能量高于反应物的总能量，则该过程吸热，A正确；B硫固体升华成硫蒸气吸热，故硫固体完全燃烧放出热量低于硫蒸气，B正确；C需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，也可能为放热反应，C错误；D
5、能量越低，物质越稳定，金刚石能量高，故石墨比金刚石稳定，D正确；故选C。5. 向恒容密闭容器中通入N2和H2，在一定条件下发生反应：3H2(g)+N2(g)2NH3(g)，下列叙述错误的是A. 使用高效率催化剂，可增大活化分子百分数，增大反应速率B. 增大体系的压强，反应速率不一定增大C. 该反应为可逆反应，当有3电子转移时，生成氨气的量小于1D 向容器中再通入N2，速率增大【答案】C【解析】【详解】A催化剂可以降低反应活化能，增大活化分子百分数，增大反应速率，故A正确；B若恒容容器中加入He等无关气体，体系压强增大，反应速率不变，故B正确；C根据反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)，每
6、生成1mol氨气转移3mol电子，故C错误；D恒容容器中加入氮气，反应物浓度增大，反应速率加快，故D正确；故选C。6. 下列关于C、N、S等元素及其化合物的说法正确的是A. 它们的单质都是非金属单质，都不能导电B. 浓硫酸可用于干燥等气体，但不能用于干燥氨气C. 四种元素的所有氧化物都是酸性氧化物D. 它们的最高价氧化物都能与强碱反应生成含氧酸盐【答案】D【解析】【详解】A碳的单质如石墨能导电，A错误；B浓硫酸能与H2S发生氧化还原反应，不能用浓硫酸干燥氯化氢，B错误；CC和N形成的CO、NO、NO2等氧化物不是酸性氧化物，C错误；D四种元素的最高价氧化物分别为二氧化碳、N2O5、SiO2和S
7、O3，能与强碱反应生成对应的含氧酸盐，D正确；故答案选D。7. a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡；b、d相连时，H+移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为A. bdcaB. acdbC. dcabD. cabd【答案】A【解析】【详解】a、b相连时，电流由a经导线流向b，a是正极、b是负极，活动性ba；c、d相连时，电子由d到c，d是负极、c是正极，活动性dc；a、c相连时，a极上产生大量气泡，a是正极、c是负极，活动性ca；b、d相连时，H+移向d极，d是正
8、极，b是负极，活动性bd，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为bdca，选A。8. 关于反应：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)H=-2600kJ/mol；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566kJ/mol；CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=+216kJ/mol。下列叙述正确的是A. CO的燃烧热为H=+283kJ/molB. 在进行时，若加入催化剂，可以使H减小C. 若有3.2gCH4与足量水蒸气按反应，则吸收的热量是43.2kJD. 若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量小于CO【答案】C【解析】【详解】ACO的燃烧热为
9、1 mol CO完全燃烧产生CO2气体时放出热量，则反应热小于0，故根据2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/mol可知CO的燃烧热为H=-283 kJ/mol，A错误；B在进行时，若加入催化剂，可以降低反应的活化能，但不能改变反应物即生成物的总能量，因此不能使H减小，B错误；C3.2 g CH4的物质的量是n(CH4)=，根据CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+216 kJ/mol可知：若有3.2 g CH4与足量水蒸气按反应，则吸收的热量是43.2 kJ，C正确；D根据可知反应产生2 mol CO2气体，放出热量是1300 kJ，而根据反应可
10、知产生2 mol CO2气体，放出热量是566 kJ，故若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量大于CO，D错误；故选C。9. 用等浓度和等体积的盐酸与足量的石灰石反应，实验I用块状的石灰石，II用粉末状石灰石，测量反应过程中产生的体积。下列图像正确的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】盐酸的浓度和体积相等，石灰石是足量的，故生成的二氧化碳的体积相等，但是粉末状石灰石，接触面积更大，反应速率更快，故B正确。故选B。10. 下列四个常用电化学装置的叙述错误的是图I水果电池图II干电池图III铅蓄电池图IV氢氧燃料电池A. 图I所示电池中，电子从锌片流出B. 图II所示干电池中锌
11、作负极C. 图III所示电池为二次电池，放电时正极的电极反应式为Pb-2e-=PbSO4D. 图IV所示电池中正极反应为：【答案】C【解析】【详解】A图I水果电池中，锌活动性比铜强，锌作负极，铜作正极，电子由负极流向正极，A正确；B图II为锌锰干电池，锌为金属，锌作负极，石墨作正极，B正确；C图III为铅蓄电池，铅作负极，二氧化铅作正极，放电时负极的电极反应式为Pb-2e-=PbSO4，正极反应式为PbO2+ +4H+2e-=PbSO4+2H2O，C错误；D图IV为氢氧燃料电池，氢气作负极失电子，氧气作正极得电子，氧气得电子被还原，由于电解质溶液呈酸性，因此正极电极反应式为：，D正确；答案选C
12、。11. 已知H2O2(aq)分解为H2O(l)和O2(g)的能量变化如图曲线A所示，若在H2O2溶液中加入少量KI，则H2O2的分解过程可表示为：H2O2+I-=H2O+IO-，H2O2+IO-=H2O+O2+I-，其能量变化如图曲线B所示。下列有关说法不正确的是 A. 上述反应为吸热反应，反应为放热反应B. 2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量C. I-在H2O2分解过程中起到催化剂作用D. 催化剂不参与化学反应，反应前后性质、质量不变【答案】D【解析】【详解】A由图可知，反应生成物能量大于反应物为吸热反应，反应生成物能量低于反应物为放
13、热反应，A正确；B过氧化氢分解生成水和氧气总反应为放热反应，故2molH2O2(aq)具有的能量大于2molH2O(l)和1molO2(g)具有的总能量，B正确；C反应中碘离子被消耗又生成，在H2O2分解过程中起到催化剂作用，C正确；D催化剂反应前后性质、质量不变，但可以参与化学反应，D错误；故选D。12. 某温度下，在1L恒容真空密闭容器中充入5.0mol块状X，发生反应：2X(s)Y(g)+2Z(g)，测得如表数据，下列说法不正确的是时间段/s020040060产物Z的平均生成速率/molL-1s-10.100.0750.05A. 10秒时，c(Y)小于0.50mol/LB. 30秒时，混
14、合气体中Z的体积分数约为66.7%C. 40秒时，反应已达平衡状态D. 容器内压强不再变化时，达到化学反应的限度【答案】A【解析】【详解】A随着反应的进行，平均反应速率不断减小，第20秒时，Z的平均生成速率为0.10molL-1s-1，则第10秒时，Z的平均生成速率大于0.10molL-1s-1，Z的浓度大于0.10molL-1s-110s=1mol/L，此时Y的浓度大于0.50mol/L，A不正确；B反应过程中，始终满足Y(g)、Z(g)物质的量之比为1：2的关系，所以第30秒时，Z的体积分数为100%66.7%，B正确；C根据表中数据可知，40s末Z的浓度为0.075molL-1s-140
15、s=3molL-1，60s末Z的浓度为0.05molL-1s-160s=3molL-1，即40秒时，反应已达平衡状态，C正确；D随着反应的进行，X不断分解，混合气的物质的量不断增大，压强不断增大，当容器内压强不再变化时，达到化学反应的限度，D正确；故选A。13. 我国科学家设计的“海泥电池”，既可用于深海水下仪器的电源补给，又有利于海洋环境污染治理，其中微生物代谢产物显酸性，电池工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. A电极为正极B. 质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动C. 负极的电极反应式为CH2O-4e-+H2O=CO2+4H+D. 高温下微生物蛋白质变性失活，故升温不一定能提高电池
16、的效率【答案】C【解析】【分析】由图可知，A极物质由氧气转化为水，化合价降低，所以A极是正极，B极是负极，据此解答。【详解】A由分析可知，A极是正极，B极是负极，故A正确；B由分析可知，A极是正极，B极是负极，质子带正电荷，放电时向正极移动，所以质子从海底沉积层通过交接面向海水层移动，故B正确；CCH2O在微生物作用下与硫酸根离子反应生成CO2和HS-，并不是在负极的电极反应，负极上HS-失去电子发生氧化反应生成硫单质，电极反应式为：HS-2e-=S+H+，故C错误；D微生物蛋白质高温条件下会失活，故升温不一定能提高电池的效率，故D正确；故选C。14. 吸热反应，若在恒容绝热的容器中发生，下列
17、情况下能判断反应一定达到平衡状态的是A. 容器内混合气体摩尔质量不再改变B. 容器内的压强不再改变C. 容器内各气体浓度相等时D. 断开键的同时断裂键【答案】B【解析】【详解】A该反应为等体积反应，且在恒容容器中进行，无论反应是否达到平衡，混合气体摩尔质量始终不变，A错误；B该反应正反应为吸热反应，且在恒容绝热容器中反应，随着反应进行，容器内温度发生变化，则气体的压强也会变化，压强不变说明温度不变，反应达到平衡，B正确；C容器内各气体浓度相等，这取决于反应初始的投料比以及反应进行程度，不能说明反应达到平衡，C错误；D断开2molHS键的同时断裂2molHO键，此时反应才达到平衡状态，D错误；故
18、答案选B。15. 下列实验操作、现象和得出的结论正确的是实验操作现象结论A取少量Fe(NO3)2溶液于试管中，滴入硫酸酸化的H2O2溶液溶液由浅绿色变为黄色氧化性：H2O2Fe3+B取2mL0.1mol/LKI溶液于试管中，加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液，充分反应后滴入5滴10%KSCN溶液溶液变血红色KI与FeCl3的反应有一定限度C向Na2SiO3溶液中通入CO2气体有白色沉淀生成非金属性：CSiD两只试管中均加入2mL0.1mol/L酸性KMnO4溶液，分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/LH2C2O4溶液，比较溶液褪色的时间加入0.2mol/LH2C2O4溶液的褪色
19、时间更短其它条件相同时，反应物浓度越大，反应速率越大A. AB. BC. CD. D【答案】C【解析】【详解】AHNO3、H2O2都能将Fe2+氧化为Fe3+，所以少量Fe(NO3)2溶液与硫酸酸化的H2O2溶液反应，依据溶液由浅绿色变为黄色，不能证明氧化性：H2O2 Fe3+，A不正确；B向2mL0.1mol/LKI溶液中加入5mL0. 1mol/LFeCl3溶液，充分反应后，FeCl3过量， 则由滴入KSCN后溶液变为血红色，不能证明KI与FeCl3的反应有一定限度，B不正确；C向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，有白色沉淀生成，则表明酸性H2CO3 H2SiO3，从而得出非金属性：CS
20、i，C正确；D2Mn+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O，根据离子反应方程式可得，高锰酸钾和草酸恰好完全反应的物质的量之比为2:5，所以D选项实验中高锰酸钾过量，溶液并不能完全褪色，故D不正确；故选C。第II卷(非选择题)二、填空题(共55分)16. 某研究性小组同学完成了下列任务。任务一：探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。（1）比较两实验装置，图2装置的优点是：能更好的吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；_。（2）导气管e有两个主要作用：一是在反应过程中，因导管插入液面下，可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而防止污染环境；二是_。（3）能说明图2有S
21、O2气体产生的实验现象是_。（4）反应一段时间后，用滴管吸取(图2)A试管中的溶液滴入适量水中，其中所含金属离子的成分有三种可能：I：只含有Fe3+；II：只含有Fe2+；III：既有Fe3+又有Fe2+。为验证III的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：AK3Fe(CN)6溶液BNaOH溶液CKSCN溶液D酸性KMnO4溶液E氯水。取试样，滴加少量的_(填试剂序号)，观察现象可确定是否含有Fe3+；再取适量的试样滴加少量的_(填试剂序号)，观察现象可确定是否含有Fe2+。任务二：测定空气中SO2的含量（5）某课外小组的同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的300mL0.1mo/L的酸性KMn
22、O4溶液。写出SO2与该溶液反应的离子方程式为：_。若管道中空气流量为aL/min，经过bmin溶液恰好褪色，假定样品中的SO2被溶液完全吸收，则该空气样品中SO2的含量是_g/L(用含a、b的代数式表示)。【答案】（1）便于控制反应的发生和停止 （2）停止加热时，能防止倒吸或平衡压强 （3）品红溶液褪色 （4） . C . A或D （5） . 5SO2+2+2H2O=5+2Mn2+4H+ . 【解析】【分析】图1中浓硫酸与铁片在加热条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性试管中品红溶液褪色。图2中可抽动的铁丝可控制反应的进行和结束，铁与浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，
23、B中品红溶液褪色，多余的二氧化硫被C中NaOH溶液吸收。【小问1详解】图2中的装置，可抽动的铁丝可控制反应的进行和结束。【小问2详解】导管e能起到液封作用阻止二氧化硫气体逸出，同时停止加热时，能平衡气压，防止倒吸。【小问3详解】二氧化硫具有漂白性，B中品红溶液褪色即可证明二氧化硫的产生。【小问4详解】检验铁离子的存在使用KSCN溶液，取试样，滴加少量的KSCN，观察到溶液变血红色，即证明有铁离子存在。Fe2+具有还原性，可用酸性高锰酸钾检验亚铁离子，取适量试样，滴加少量酸性高锰酸钾溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，或使用K3Fe(CN)6溶液与Fe2+生成蓝色沉淀，即可证明亚铁离子的存在。【小问5
24、详解】酸性高锰酸钾可将SO2氧化生成，自身被还原为锰离子，反应的离子方程式为5SO2+2+2H2O=5+2Mn2+4H+。反应消耗的高锰酸钾的物质的量为0.03mol，则参与反应的SO2有0.075mol即0.075mol64g/mol=4.8g，管道中空气总量为abL，则空气中SO2的含量为=g/L。17. 能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。I某温度下，2L密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的量随时间变化如图所示。（1）X的平衡转化率是_；（2）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为_。（3）反应开始至2min，用Y浓度变化表示平均反应速率为_；（4）为提高该反应的速率，
25、下列措施可行的是_(填标号)。a压缩容器体积b降低温度c使用合适催化剂d恒温恒容充入He使压强增大IIH2S与CH4重整，不但可以消除污染，还可以制氢。主要反应为：CH4(g)2H2S(g)CS2(g)4H2(g)。（5）恒温恒容条件下，可作为上述反应达到平衡的判断依据是_(选填编号)。a混合气体密度不变b容器内压强不变c2v正(H2S)=v逆(CS2)dCH4与H2的物质的量之比保持不变eCH4与H2浓度之比为1：4fCH4与H2的反应速率之比为1：4g容器中CH4的物质的量分数保持不变III利用盖斯定律求反应热是常用方法之一（6）已知：C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O
26、(g)H=-2542.6kJmol-12C4H6(g)+11O2(g)=8CO2(g)+6H2O(g)H2=-4886.6kJmol-1则2C4H8(g)+O2(g)=2C4H6(g)+2H2O(g)H=_kJ/mol（7）已知下列几种物质的标准摩尔生成焓(在101kPa时，由最稳定单质合成1mol指定产物时所放出的热量)：物质CO2(g)H2(g)HCOOH(g)标准摩尔生成焓/kJmol-1-393.510-362.3则CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)H=_kJ/mol。【答案】（1）30% （2）3X+Y2Z （3）0.025mol/(Lmin) （4）ac （5）bdg （6）
27、-198.6 （7）+31.21【解析】【小问1详解】根据图示信息可知，X的转化率是；【小问2详解】由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且n(X)：n(Y)：n(Z)=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，2min达到平衡，且浓度变化量之比等于反应速率之比，反应速率之比等于化学计量数之比，可知反应的化学方程式为；【小问3详解】反应开始到2min，用气体Y表示的化学反应速率为；故答案为：；【小问4详解】a增大压强可以提高反应速率，可通过压缩容器体积来实现压强的增大，a正确；b升高温度加快反应速率，降低温度则降低反应速率，b错
28、误；c使用合适催化剂可加快反应速率，c正确；d恒温恒容充入稀有气体可使体系的压强增大，不改变反应物和生成物的分压和浓度，化学反应速率不变，d错误；故选ac；【小问5详解】a恒温恒容下，容积不变，容器内的气体质量也不变，则无论反应是否平衡，密度都不变，故混合气体密度不变不能作为反应达到平衡的判断依据，故a错误；b反应中可逆符号前后的气体化学计量数之和不相等，则容器内的压强不变时，说明容器内气体不在增加减少，反应达到最大限度，即达到平衡状态，故b正确；c根据反应的化学计算数，2v正(H2S)=4v正(CS2)=v逆(CS2)，即同一物质的正逆反应速率不相等，说明反应没有达到平衡状态，故c错误；dC
29、H4与H2的物质的量分数之比保持不变，说明CH4与H2的物质的量分数不在发生变化，说明体系反应达到最大限度，说明达到平衡状态，故d正确；eCH4与H2浓度之比为14，不能证明其正逆反应速率相等，故e错误；fCH4与H2的反应速率之比为14，不能证明其正逆反应速率相等，故f错误；g容器中CH4的物质的量分数保持不变，说明正逆反应速率相等，故g正确；故选bdg【小问6详解】设反应2C4H8(g)+O2(g)=2C4H6(g)+2H2O(g)，根据盖斯定律可知，=2-，则H=2(-2542.6kJmol-1)-( -4886.6kJmol-1)= -198.6 kJmol-1；【小问7详解】焓变=生
30、成物总能量-反应物总能量，所以H1=-362.3-0-(-393.51) kJmol-1=+31.21kJmol-1。18. 现代生活离不开方便实用的化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电池原理制造的。I下图是某原电池装置图。 （1）Cu表面发生的电极反应式为_。（2）若放电前两个电极质量恰好相等，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差2.81g，则导线上通过的n(e-)=_mol。II一种新型微生物电池可将有机废水中的CH3COO-转化为CO2，其工作原理如图所示(a、b极均为情性电极)。 （3）b极为电源的_(填“正”或“负”)极，外电路电流的方向为_(填“a到b”或“b到a”)。（
31、4）a极反应式为_（5）已知该装置能实现海水的淡化，图中NaCl溶液就是在模拟海水。阴离子交换膜只允许阴离子通过，阳离子交换膜只允许阳离子通过，隔膜1和隔膜2一个是阴离子交换膜，一个为阳离子交换膜，则隔膜_是阳离子交换膜(填“1”或“2”)。【答案】（1）Ag+e-=Ag （2）0.02 （3） . 正 . b到a （4）CH3COO-8e-+2H2O=2CO2+7H+ （5）2【解析】【分析】该装置为原电池，有机废水中的CH3COO-发生失电子的氧化反应生成CO2,则a极为负极，电极反应式为： ，b极为正极，酸性条件下，H+得电子生成H2，反应式为，以此解题。【小问1详解】在ZnCuAgNO
32、3原电池中，Zn化合价升高，失去电子，作负极，发生氧化反应，因此原电池的负极是Zn，正极是Cu，溶液中的银离子得到电子变为银单质，其正极的电极反应是Ag+e-=Ag；故答案为：Ag+e-=Ag；【小问2详解】原电池总反应为：Zn+2Ag+= Zn 2+2Ag，当电路中转移2 mol e-时，两电极质量相差65 g +2108 g =281 g，放电一段时间后再称量两个电极，发现质量相差2.81 g，则导线上通过的n(e-)为0.02 mol；故答案为：0.02；【小问3详解】由分析可知，b极为电源的正极，外电路电流的方向由正极流向负极，即由b到a；【小问4详解】由分析可知，a极为负极，电极反应
33、式为：；【小问5详解】原电池工作时，阴离子移向负极、阳离子移向正极，即NaCl溶液中的Na +通过阳离子交换膜移向b极、Cl-通过阴离子交换膜移向a极，达到海水淡化目的，所以隔膜1为阴离子交换膜，隔膜2为阳离子交换膜。19. 无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石，是很好的钻石代用品。锆石又称锆英石，常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如图所示：已知：iZr在化合物中通常显+4价，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素(包括杂质中的)均转化为高价氯化物；iiSiCl4极易水解生成硅酸；ZrCl4易溶于水，390升华；iii常用的铜抑制剂为NaC
34、N(氰化钠)，NaCN可与重金属阳离子反应，生成溶解度较小的沉淀(如Cu(CN)2)iii萃取：利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度不同，用一种溶剂将物质从它与另一种溶剂所形成的混合物中提取出来的方法。vFe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度，MIBK和水互不相溶。（1）将锆英石粉碎的目的_（2）“氯化”过程中，锆石(ZrSiO4)发生反应的化学方程式为_“氯化”过程中ZrCl4的产率与温度、压强的关系如图所示：由图可知，“氯化”过程选择的最佳条件为_(填温度和压强)，“氯化”温度超过390时，ZrCl4产率降低的原因为_。（3）滤渣
35、1除含Zr(OH)4外还含有_，“滤液1”中含有的阴离子，除OH-、Cl-外还有_。（4）“萃取”后，Zr(SCN)4在_(填“水层”或“有机层”)。【答案】（1）增大反应物接触面积，加快“氯化”速率，使反应更充分 （2） . ZrSiO4+4Cl2+4CO=ZrCl4+SiCl4+4CO2 . 1MPa、390 . 温度高于390，ZrCl4因升华而逸出 （3） . Fe(OH)3、Cu(OH)2 . AlO、SiO （4）有机层【解析】【分析】由题干可知，天然锆英石的主要成分是ZrSiO4，常含有Fe、Al、Cu等金属的氧化物杂质。根据反应流程，将粉碎后的天然锆英石用CO和Cl2氯化，得到
36、ZrCl4、SiCl4、AlCl3、FeCl3、CuCl2，之后用NaOH溶液碱浸，SiCl4、AlCl3被溶解为硅酸钠、偏铝酸钠，过滤后得到滤液1，ZrCl4、FeCl3、CuCl2与NaOH反应生成Zr(OH)4、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，过滤后得到滤渣1。滤渣1用盐酸溶解得到ZrCl4、FeCl3、CuCl2的混合溶液，向其中加入铜抑制剂(可以是NaCN，生成沉淀为Cu(CN)2)除去铜，滤渣2即为Cu(CN)2。向滤液2加入NH4SCN，NH4SCN与ZrCl4、FeCl3发生络合反应得到Fe(SCN)3和Zr(SCN)4，加入有机溶剂MIBK萃取，已知Fe(SCN)3难溶于
37、MIBK，Zr(SCN)4易溶于MIBK，所以分液后，Zr(SCN)4在有机层MIBK中。用硫酸将含有Zr(SCN)4的有机层反萃取，使Zr(SCN)4分离出MIBK，通入氨气实现沉锆，最后沉淀经过煅烧得到ZrO2。【小问1详解】锆英石“粉碎”后表面积增大，反应速率加快，“氯化”时间缩短，锆英石的转化率提高。故答案为：增大反应物接触面积，缩短“氯化”时间，使反应更充分；【小问2详解】根据已知条件i可知，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物，Zr在化合物中通常显+4价，因此“氯化”过程中，锆英石发生的主要化学反应为ZrSiO4+4Cl2+4CO=ZrCl4+SiCl4+4CO
38、2，此反应体系为无水体系，SiCl4不水解，故答案为：ZrSiO4+4Cl2+4CO=ZrCl4+SiCl4+4CO2；由图可知,压强和温度都会影响ZrCl4的产率，图中“氯化”过程中ZrCl4的产率最高时的条件为1 MPa、390。由已知条件ii可知ZrCl4易溶于水，390升华，因此若“氯化”温度超过390，ZrCl4因升华而逸出，导致其产率降低，故答案为：1 MPa、390；温度高于390，ZrCl4因升华而逸出；【小问3详解】天然锆石经过粉碎后，加入CO、Cl2，ZrSiO4反应为ZrC14和SiCl4，其它金属变为FeCl3、AlCl3、CuCl2。加入NaOH后，滤液中含有NaOH、NaCl、NaAlO2、Na2SiO3，沉淀中主要有Fe(OH)3、Zr(OH)4、Cu(OH)2，则滤渣1除含Zr(OH)4外还含有Fe(OH)3、Cu(OH)2；“氯化”后“碱浸”，“氯化”产物ZrCl4与NaOH反应生成难溶于水的Zr(OH)4，SiCl4水解生成的H2SiO3与NaOH反应生成Na2SiO3，Fe3+、Cu2+转化为沉淀，Al3+与过量NaOH溶液反应生成AlO，因此，“滤液1”中含有的阴离子除0H、CI外，还有AlO、SiO；【小问4详解】由分析可知，Zr(SCN)4在有机层MIBK中。
