安徽自主招生化学模拟试题沉淀反应的应用Word格式.docx
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kJ·
mol-1
PtF6(g)+e-1
PtF6-(g)
H2="
-"
771.1kJ·
O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6-
H3="
482.2"
则反应O2(g)+PtF6(g)=O2+PtF6-(s)的
H="
_____________"
mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1mol·
L-1的MgCL2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________。
已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×
10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×
10-20。
(4)在25℃下,将amol·
L-1的氨水与0.01mol·
L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);
用含a的代数式表示NH3·
H2O的电离常数Kb=__________。
7:
利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。
除去NO2-的离子方程式为________。
(二)某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cu2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7.0
—
4.7
沉淀完全时的pH
3.2
9.0
11.1
8
6.7
9(>
9溶解)
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。
(2)调pH=8是为了除去________(填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是________(填Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(4)试配平氧化还原反应方程式:
□Na2Cr2O7+□SO2+□H2O=□Cr(OH)(H2O)5SO4+□Na2SO4;
每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为________。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。
腐蚀铜板后的混合浊液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·
L-1,请参照上表给出的数据和提供的药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
①________;
②________;
③过滤。
(提供的药品:
Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。
8:
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
回答以下问题:
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=
________mol·
L-1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:
Ksp[Ca3(AsO4)2]=
________,若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×
10-4mol·
L-1,c(AsO43-)的最大是
___mol·
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式
。
⑷在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为
__;
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为
_____。
9:
(9分)运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)氮是地球上含量丰富的元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
①下图是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:
(△H的数值用含字母a、b的代数式表示)
②氨气溶于水得到氨水。
在25°
C下,将mmol·
L-1的氨水与nmol·
L-1的盐酸等体积混合,反应后的溶液呈中性,则c(NH+4)
c(Cl-)(填“>
”、“<
”或“=”);
用含m和n的代数式表示出混合液中氨水的电离平衡常数表达式
(2)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。
25°
C下,向0。
1mol·
L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0。
L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是
,向反应后的浊液中,继续加入适量0。
L-1的NaI溶液,振荡、静置,看到的现象是
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
(已知25°
C时
)10:
胆矾是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料,现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾。
有人设计了如下流程:
pH值控制可参考下列数据
物质
开始沉淀时的pH值
完全沉淀时的pH值
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A可选用________(填字母)a。
稀H2SO4
b。
浓H2SO4、加热
c。
浓FeCl3溶液
d。
浓HNO3
(2)Ⅰ中加H2O2的目的___________________________________________________。
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是___________________________________,其优点是_____________________________________________________________。
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为___________________________。
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了_________________________________________,某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是______________,若你是工程师,将对所加的A物质作何改进?
请提出建议______________________。
答案部分
1、B
试题分析:
A、AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)。
当加少量水时,C(Ag+)、C(Cl-)都由于稀释而减小,AgCl固体继续溶解电离,最终使溶液中的C(Ag+)、C(Cl-)保持不变。
错误。
B、0。
1mol/LCH3COOH溶液中存在电离平衡:
CH3COOH
CH3COO-+H+。
加水稀释,使c(H+)变小,加水使电离平衡向电解质得来的方向移动,但平衡移动使c(H+)变大的趋势远远小于加水稀释使c(H+)变小的趋势,总的来说c(H+)变小。
正确。
C、在0。
1mol/LNa2CO3中存在水解平衡:
H2O+CO32-
OH-+HCO3-。
加少量的水,使水解平衡正向移动,CO32-水解程度增大,HCO3-的个数增多,但是平衡正向移动对c(HCO3-)增加的趋势远远小于水对c(HCO3-)的的稀释作用,总的来说c(HCO3-)变小。
D、在0。
1mol/LNH4Cl溶液中存在平衡NH4Cl+H2O
HCl+NH3·
H2O。
加少量的水,平衡正向移动,NH4Cl水解程度增大。
但平衡移动的趋势是很微弱的,水对溶液的稀释作用大于平衡移动使离子浓度增大的趋势。
总的来说C(H+)减小。
因为在水溶液中存在C(H+)·
C(OH-)=Kw。
所以C(OH-)增大。
n(OH-)变大。
考点:
考查向溶液中加入少量的水对弱电解质的电离、盐的水解等的影响的知识。
2、B
略
3、A
PH=1的稀硫酸加入BaCl2溶液PH为2,则体积过大到原来的10倍,稀硫酸的体积是10mL,则氯化钡溶液体积是90mL,n(Cl-)="
n(H+)=0.001mol,"
C(Cl-)="
0.001mol/0.09L=0.011"
mol·
L-1
4、B
根据图像可知NaCl的溶解度随温度的变化最小,A错误;
300K时,MgCl2的溶解度约为55g,B正确;
300K时,NaCl的溶解度约为36g,则100g水中含有36gNaCl,C错误;
NaCl的溶解度最小,所以生成的沉淀是NaCl,D错误。
答案选B。
溶解度点评:
本题主要根据图像来进行判断,考查学生的分析能力。
5、D
①正确;
②明矾是利用胶体的吸附性净水,漂白粉是利用次氯酸的氧化性净化,两者的作用原理不相同;
③化合反应不一定是氧化还原反应,如二氧化碳与氧化钙反应;
④有些吸热反应,不需要加热也能进行,如氯化铵与氢氧化钙反应;
⑤MgCl2不含共价键;
⑥正确;
故选D。
考查化学的规律性和特殊性的关系。
点评:
在平时学习中,既要掌握化学的规律性,也要掌握化学反应中特殊性。
6、
(1)向左不改变
(2)-77.6(3)Cu(OH)2
Cu2++2NH3·
H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
(4)中
Kb=10-9/((a-0.01)mol·
L-1.
(1)在恒压条件下加入氩气,则容积增大,导致原平衡中各物质的浓度同等比例减小,所以平衡向气体体积增大的方向即向左移动;
催化剂仅是改变化学反应速率,不会影响焓变。
(2)根据盖斯定律,将化学方程式①+②-③叠加。
(3)Cu(OH)2的Ksp小于Mg(OH)2的,所以离子的浓度商首先大于Cu(OH)2的而先沉淀;
由于氨水是弱碱,书写离子方程式时不能拆开。
(4)由溶液的电荷守恒可得:
c(H*)+c(NH4*)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH4*)=c(Cl-),则有c(H*)=c(OH-),溶液显中性;
电离常数只与温度有关,则此时NH3·
H2O的电离常数Kb=[c(NH4*)·
c(OH-)]/c(NH3·
H2O)="
(0.01"
L-1·
10-7mol·
L-1)/(amol·
L-1-0.01mol·
L-1)=10-9/((a-0.01)mol·
7、(15分)
(一)2Al+OH-+NO2-+2H2O===2AlO2-+NH3·
H2O
(二)
(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可,其他合理答案也可)
(2)Fe3+、Al3+ (3)Mg2+、Ca2+ (4)1 3 11 2 1 1.5mol(三)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+ ②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7
(一)加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明氮的还原产物为NH3,除去NO2-的离子方程式为:
2Al+OH-+NO2-+2H2O===2AlO2-+NH3·
H2O,答案为:
H2O;
(二)
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施可以从温度、浓度、时间、改变反应物粒子大小等角度去答。
答案为:
升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可,其他合理答案也可);
⑵从表中看出,pH小于8时Fe3+(3.2)、Al3+(8)均沉淀完全,答案:
Fe3+、Al3+;
⑶Fe3+、Al3+已经沉淀,溶液中还有Ca2+、Mg2+,用离子交换树脂除去,答案:
Ca2+、Mg2+;
⑷用化合价升降法或电子守恒配平方程式:
1
Na2Cr2O7+
3SO2+11
H2O=
2Cr(OH)(H2O)5SO4+1
Na2SO4,由方程式每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为1.5mol,答案:
1 3 11 2 1 1.5mol(三)Fe2+在PH=9.0时才沉淀完全,而此时Cu2+已经沉淀,所以要能Cl2将Fe2+氧化成Fe3+,然后加CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调节PH至3.2~4.7。
答案:
①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+ ②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7。
氧化还原反应的配平、化学速率、Fe3+等常见离子的性质和除杂等基础知识,中等难度。
8、⑴0.29
⑵c3(Ca2+)·
c2(AsO43-)
5.7×
10-17⑶2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O⑷①CaSO4
②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀
(1)根据28.42g/L可知,硫酸的浓度是28.42÷
98mol/L=0.29mol/L。
(2)根据溶度积常数的表达式可知,Ksp[Ca3(AsO4)2]=c3(Ca2+)·
c2(AsO43-)。
若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×
L-1,则根据溶度积常数可知,c(AsO43-)分别是1.6×
10-12mol/L、5.7×
10-17mol/L。
所以最大值不能超过5.7×
(3)二氧化锰的还原产物是Mn2+,所以方程式为2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O。
(4)①由于废水中含有硫酸,所以最先生成的沉淀是硫酸钙沉淀。
②由于H3AsO4是弱酸,所以当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀。
9、
(1)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);
△H=-2(b-a)kJ·
mol-1(2分)②=(1分)
(2分)
(2)
(1分)白色沉淀转化为黄色沉淀(1分)AgCl+I-===AgI+Cl-(2分)
10、
(1)b;
(2分)
(2)将亚铁离子氧化为铁离子;
(3)除去过量的硫酸;
不引入新的杂质;
(2分)(4)Fe3++3H2O
Fe(OH)3↓+3H+;
(2分)(5)抑制Cu2+的水解;
(2分
)产生污染环境的二氧化硫,硫酸利用率低;
加热,并在稀硫酸中通入氧气。
(注:
本题为发散性试题,如有其它合理答案,酌情给分)(2分)
本道题是一道工艺流程题。
将理论与实际结合的一种转化。
往往这类题起点高,但是落点低。
工艺流程看似复杂,但考查的只是主要是化学反应原理。
一旦与流程结合,题目要求就比较高了。
在这题中是用废铜(主要是Cu,但含有少量Fe)来制取胆矾。
通常除杂的方法:
转化成易分离的物质。
通常是气体或者是沉淀。
在这里是Fe、Cu两种固体。
根据题目所给信息,Fe是转化成沉淀(氢氧化物的形式)而Fe存在两种价态,+2、+3。
根据题目中所给信息的话,通过比较Fe(OH)3和Fe(OH)2这两种物质:
一个是开始沉淀时的pH值和完全沉淀时的pH值。
可以判断出Fe(OH)3更容易沉淀,再结合Cu2+开始沉淀时的pH值,也可以得出使Fe转化为Fe(OH)3更容易除去。
因此判断出将Fe转化为三家铁后,Cu最终要转化为胆矾(CuSO4·
5H2O)。
显然要将Cu溶解后到CuSO4中去。
要将Cu完全溶解,所以使用的是浓H2SO4加热。
在这个过程中不仅溶解Cu,还溶解Fe。
Fe到FeSO4或Fe2(SO4)3或两者都有。
所以为了确保Fe全转化为三价铁,再加入H2O2,目的是将二价铁转化为三价铁,在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,目的应是调节溶液的酸碱性,原溶液中为了确保Cu、Fe全部溶解,可能硫酸过量。
所以这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7。
刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3。
接下来加热煮沸的目的,使没沉淀下来的三价铁沉淀完全。
当三价铁沉淀完全后,再进行过滤,滤液中剩余的阳离子主要有Cu2+,阴离子有SO42-。
再加硫酸,调节溶液pH值=1,目的是抑制Cu2+的水解,再分别进行蒸发、冷却、结晶后,最终得到产品胆矾。
(1)A可选用浓H2SO4、加热,稀硫酸不能溶解Cu,而浓FeCl3溶液、浓HNO3会引入杂质。
(2)Ⅰ中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子;
H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+易除去。
(3)Ⅱ中加Cu2(OH)2CO3的目的是除去过量的硫酸;
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为Fe3++3H2O
(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2+的水解;
不调成强酸性溶液,在加热蒸发过程中,Cu2+水解加重。
Cu与浓硫酸反应过程中会产生SO2,会对污染环境。
所以可以向稀硫酸中不断通氧气(或者加H2O2)并加热。
化学反应原理与实验,工业流程相结合在一起综合考查
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