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江苏省连云港市东海县2021-2022学年高二化学下学期期中考试试题(Word版附解析)
江苏省连云港市东海县2021-2022学年高二化学下学期期中考试试题(Word版附解析)
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2021-2022学年第二学期期中调研考试高二化学试题(选修)注意事项1.本试卷包含选择题(第1题~14题,共14题)、非选择题(第15题~18题,共4题)两部分。满分100分,考试时间75分钟。考试结束后,请将答题纸交回。。2.请将自己的学校、姓名、班级、考试证号填、涂在答题纸上。3.作答非选择题时必须用0.5mm黑色签字笔写在答题纸上的指定位置,在其它位置作答一律无效。作答选择题请用2B铅笔涂黑。可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23C1-35.5S-321-127一、单项选择题:共14题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意。1.我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法(又称联合制碱法),其中涉及的反应之一为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。下列有关说法正确的是A.CO2属于电解质B.NH4Cl溶液显碱性C.NaHCO3中只含离子键D.该反应属于非氧化还原反应【答案】D【解析】【详解】A.CO2在水溶液或熔融状态自身不能电离,属于非电解质,A错误;B.NH4Cl溶液中铵根水解溶液显酸性,B错误;C.NaHCO3中钠离子和碳酸氢根之间为离子键,非金属原子之间为共价键,C错误;D.该反应中各元素化合价均未发生变化,属于非氧化还原反应,D正确;故选D。2.反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O可用于雕刻玻璃。下列有关说法正确的是A.Si在周期表中位于第3周期VIA族。B.HF的的电子式为H:FC.SiF4是非极性分子D.H2O中氧原子轨道杂化类型为sp2【答案】C 【解析】【详解】A.Si在周期表中位于第3周期IVA族,故A错误;B.HF的的电子式为,故B错误;C.SiF4为正四面体形,是非极性分子,故C正确;D.H2O中氧原子的价层电子对数为2+=4,轨道杂化类型为sp3,故D错误;故选C。3.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是A.NaClO有氧化性,可用于消毒杀菌B.Na2CO3易溶于水,可用于除油污C.Na2SO3有还原性,可用作抗氧化剂D.NaHCO3受热易分解,可用于制发酵粉【答案】B【解析】详解】A.NaClO有氧化性,能使蛋白质变性,可用于消毒杀菌,A不符合题意;B.Na2CO3溶于水碳酸根水解使溶液显碱性,可使油脂的水解,可用于除油污,B符合题意;C.Na2SO3有还原性,在氧化还原反应中失去电子,为还原剂,可用作抗氧化剂,C不符合题意;D.NaHCO3受热易分解产生气体二氧化碳,可用于制发酵粉,D不符合题意;故选B。4.在指定条件下,下列选项所示物质间转化能实现的是A.Fe(s)FeCl2(s)B.FeO(s)Fe(NO3)2(aq)C.Fe(OH)2(s)Fe(OH)3(s)D.FeCl3(aq)Fe(s)【答案】C【解析】【详解】A.铁和氯气反应生成氯化铁,不能生成氯化亚铁,A错误;B.氧化亚铁和足量硝酸反应生成硝酸铁,B错误; C.Fe(OH)2(s)很容易被氧气氧化为Fe(OH)3(s),C正确;D.铜没有铁活泼,铜不能置换出铁,D错误;故选C。5.下列有关反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1的说法正确的是A.NH3分子间能形氢键B.反应中N2体现了还原性C.提高的值可增大N2的转化率D.可以使用酶作该反应的催化剂【答案】A【解析】【详解】A.氮元素的电负性强,NH3分子间能形氢键,A正确;B.反应中氮元素化合价降低,N2体现了氧化性,B错误;C.提高的值,可理解为保持氢气的量不变,增大氮气的量,N2的转化率降低,C错误;D.酶在高温下会失去活性,不可以使用酶作该反应的催化剂,D错误;答案选A。6.前4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原子的最外层电子数与最内层电子数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有2个未成对电子,W是前4周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.X简单气态氢化物的热稳定性比Z的强C.Y的第一电离能比Z的大D.W的最高价氧化物对应的水化物的碱性比Y的弱【答案】B【解析】【分析】前4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原子的最外层电子数与最内层电子数相等,Y为Mg;基态时Z原子3p原子轨 道上有2个未成对电子,Z为Si或S;W是前4周期中金属性最强的元素,W为K,据此解题。【详解】A.同周期元素原子随核电荷数的递增半径减小,故r(Y)>r(Z),故A错误;B.非金属性越强,其简单气态氢化物的热稳定性越强,故X(O)的简单气态氢化物的热稳定性比Z(Si或S)的强,故B正确;C.同周期元素随核电荷数的递增,其第一电离能越大,故Y的第一电离能比Z的小,故C错误;D.元素的金属性越强其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故W的最高价氧化物对应的水化物的碱性比Y的强,故D错误;故选B。7.CuSO4常用作农业杀菌剂、分析试剂、媒染剂和防腐剂等。实验室利用废铜屑制备CuSO4有三种途径:一是将废铜屑与浓硫酸共热,此方法会产生污染性气体SO2;二是先将废铜屑加热氧化成CuO,然后再用稀硫酸溶解,该方法耗能较多;三是在常温下用H2O2和H2SO4的混合溶液浸取废铜屑获得CuSO4,该方法绿色环保且节能,反应为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(1)ΔH=-319.68kJ·mol-1。下列有关Cu、SO、Cu2+的说法正确的是A.Cu可以使蛋白质变性B.Cu基态价电子排布式为3d94s2C.SO的空间构型为正四面体D.Cu2+与NH3形成的[Cu(NH3)4]2+中配位数是2【答案】C【解析】【详解】A.单质铜不能使蛋白质变性,重金属盐可以使蛋白质变性,A错误;B.全满或半充满为稳定结构,Cu基态价电子排布式为3d104s1,B错误;C.SO的中心原子S的价层电子数为4,孤电子对数为0,空间构型为正四面体,C正确;D.Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,则形成的[Cu(NH3)4]2+中配位数是4,D错误;答案选C。8.CuSO4常用作农业杀菌剂、分析试剂、媒染剂和防腐剂等。实验室利用废铜屑制备CuSO4有三种途径:一是将废铜屑与浓硫酸共热,此方法会产生污染性气体SO2;二是先将废铜屑加热氧化成CuO,然后再用稀硫酸溶解,该方法耗能较多;三是在常温下用H2O2和H2SO4的混 合溶液浸取废铜屑获得CuSO4,该方法绿色环保且节能,反应为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1。对于反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1,下列有关说法正确的是A.可以采用高温条件加快该反应的速率B.反应后可以采用加热方法除去多余的H2O2C.该反应在常温下能自发进行,则反应的ΔS一定大于0D.反应中每转移lmol电子,理论上至少需消耗lmolH2O2【答案】B【解析】【详解】A.高温下H2O2分解使H2O2浓度减小,会使反应速率减慢,同时使H2O2的利用率降低,故不能采用高温条件加快反应速率,A项错误;B.由于H2O2受热易分解成H2O和难溶于水的O2,故反应后可以采用加热方法除去多余的H2O2,B项正确;C.∆G=∆H-T∆S<0的反应一定能自发进行,该反应在常温下能自发进行的主要因素是∆H<0,该反应的∆S不一定大于0,C项错误;D.反应中Cu元素的化合价由0价升至+2价,O元素的化合价由H2O2中的-1价降至-2价,每消耗1molH2O2转移2mol电子,则每转移1mol电子理论上至少需要消耗0.5molH2O2,D项错误;答案选B。9.CuSO4常用作农业杀菌剂、分析试剂、媒染剂和防腐剂等。实验室利用废铜屑制备CuSO4有三种途径:一是将废铜屑与浓硫酸共热,此方法会产生污染性气体SO2;二是先将废铜屑加热氧化成CuO,然后再用稀硫酸溶解,该方法耗能较多;三是在常温下用H2O2和H2SO4的混合溶液浸取废铜屑获得CuSO4,该方法绿色环保且节能,反应为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(1)ΔH=-319.68kJ·mol-1。实验室利用废铜屑与浓硫酸反应制备CuSO4并进行有关实验时,下列装置能达到相应实验目的的是 A.用装置甲制取CuSO4B.用装置乙观察CuSO4溶液的颜色C.用装置丙过滤得到CuSO4溶液。D.用装置丁吸收多余的SO2【答案】D【解析】【详解】A.烧瓶不能直接加热,需要垫石棉网,A错误;B.反应用到了浓硫酸,欲使反应完全,浓硫酸过量,反应后的溶液中有硫酸,观察CuSO4溶液的颜色,应将反应后的溶液倒入水中,B错误;C.过滤分离不溶性杂质和溶液,要用玻璃棒引流,C错误;D.二氧化硫为酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,可用装置丁吸收多余的SO2,D正确;答案选D。10.工业上常用“热空气法”将从海水中提取的粗溴精制得到高纯度的溴单质。下列说法正确的是A.Br2与SO2、H2O反应的离子方程式:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SOB.用CO2代替流程中的SO2也可以达到同样的目的C.通入Cl2的目的是将Br-还原为Br2D.向“Br2溶液”中加入AgNO3溶液会生成AgBr沉淀,1个AgBr晶胞(如图所示)中含有14个Br- 【答案】A【解析】【分析】粗溴中通入过量的二氧化硫,溴单质与二氧化硫发生氧化还原反应,化学方程式为:,得到了含溴离子的水溶液,通入氯气后,氯气将溴离子氧化成溴单质,溴易挥发,鼓入热空气能将溴带出得到高纯溴。【详解】A.根据分析Br2与SO2、H2O反应的离子方程式正确,A正确;B.CO2不具有还原性,不能起到富集溴离子的作用,用CO2代替流程中的SO2不会达到同样的目的,B错误;C.通入Cl2的目的是将Br-氧化为Br2,C错误;D.向“Br2溶液”中加入AgNO3溶液会生成AgBr沉淀,晶胞中根据均摊法,溴离子的个数为:,D错误;故选A。11.化合物Z是制备液晶材料的中间体之一,可由下列反应制得:下列有关X、Y、Z的说法正确的是A.X在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大B.Y与足量H2反应生成的分子中含2个手性碳原子C.1molZ中含有1mol碳氧π键D.化合物X、Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】D【解析】【分析】X经过一系列反应得到Y,甲基变成了醛基,Y到Z发生了酯化反应。【详解】A.X中酚羟基对位为甲基,为疏水基团,Y中酚羟基对位为醛基,为亲水基团,X比Y在水中的溶解度小,A错误;B.Y与足量氢气反应生成的产物为,不含手性碳原子,B错误;C.1molZ中含有1mol酯基和1mol醛基,故含有2mol碳氧π键,C错误;D.X中含羟基和酚羟基,Y中含醛基和羟基,Z中含醛基,均能使酸性KMnO4溶液褪色,D正确;故选D。12.甲醇(CH3OH)燃料电池可以作为笔记本电脑、汽车等的能量来源,其工作原理如下图所示。下列说法正确的是A.放电过程中,电能转化成化学能B.放电过程中,H+由a极区向b极区迁移C.电极a上反应为CH3OH+H2O-4e-=CO2↑+6H+D.放电过程中1molCH3OH参与反应,理论上需通入33.6LO2【答案】B【解析】【分析】电极b上O2发生得电子的还原反应,电极b为正极;电极a上CH3OH发生失电子的氧化反应,电极a为负极;结合原电池原理作答。 【详解】A.甲醇燃料电池放电过程为原电池原理,放电过程中将化学能转化为电能,A项错误;B.电极a为负极,电极b为正极,放电过程中H+由负极区(a极区)向正极区(b极区)迁移,B项正确;C.电极a上CH3OH发生失电子的氧化反应生成CO2,1molCH3OH失去6mol电子,电极反应为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+,C项错误;D.该燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O,放电过程中1molCH3OH参与反应理论上消耗1.5molO2,但O2所处温度和压强未知,无法计算O2的体积,D项错误;答案选B13.室温下,通过下列实验探究NaHSO3、Na2SO3溶液的性质。实验1:向酸性KMnO4溶液中滴加0.1mol·L-1Na2SO3溶液,溶液褪色实验2:向0.1mol·L-1Na2SO3溶液中通入少量SO2,溶液的pH从10下降到8实验3:用pH试纸测定0.1mol·L-1NaHSO3溶液的pH,测得pH约为4实验4:向0.1mol·L-1NaHSO3溶液中滴加NaClO溶液,观察不到实验现象下列说法正确的是A.实验1中溶液褪色,说明Na2SO3有氧化性B.实验2得到的溶液中有c(OH-)>c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)C.实验3可以得出:c(H+)+c(SO)>c(OH-)+c(H2SO3)D.实验4中反应的离子方程式:HSO+ClO-=SO+HClO【答案】C【解析】【详解】A.高锰酸钾有强氧化性,可以氧化亚硫酸钠,从而使高锰酸钾溶液褪色,体现了亚硫酸钠的还原性,A错误;B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO),可得c(Na+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)-c(H+),通入少量二氧化硫会生成少量亚硫酸氢钠,含硫微粒会增多,可得c(Na+)<2c(HSO)+2c(SO)+2c(H2SO3),将(Na+)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)-c(H+)代入此式可得:c(OH-)<c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3),B错误; C.pH约为4,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),溶液显酸性说明HSO电离出的SO更多,水解出的H2SO3更少,则c(H+)+c(SO)>c(OH-)+c(H2SO3),C正确;D.次氯酸有氧化性,可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,D错误;故选C。14.利用工业废气中的CO2制备甲醇。该过程发生的主要反应如下:反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-49.4kJ·mol-1反应II:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=+41.1kJ·mol-1反应III:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H3=-90.5kJ·mol-1恒压条件下,将n(CO2):n(H2)为1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,在出口处测得CO2转化率、CH3OH产率[×100%与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A.反应I的平衡常数可表示为K=B.反应3CO(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+CH3OH(g)的△H=+172.7kJ·mol-1C.240°C时,CH3OH产率最大,说明反应I、反应III已达到平衡状态D.提高CO2转化为CH3OH的转化率,可以研发在低温区高效的催化剂【答案】D【解析】【详解】A.反应I的平衡常数可表示为K=,A错误;B.由盖斯定律可知该反应=I-3II,则△H=(-49.4)-3×41.1=-172.7kJ·mol-1,B错误;C.反应III所需要的CO是反应II生成的,此时CH3OH产率最大,说明三个反应都达到平衡, C错误;D.由题中的信息可知反应I和反应III的产物有甲醇,且这两个反应都是放热反应,低温有利于反应正向进行,故提高CO2转化为CH3OH的转化率,可以研发在低温区高效的催化剂,D正确;故选D。二、非选择题:共4题,共58分。15.以磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池的正极废料(含LiFePO4及少量Fe、Al、炭黑)为原料回收锂,并重新用于制备磷酸亚铁锂电池的正极材料。过程表示如下:(1)“浸取”后溶液中除H+和Li+外,还含有的阳离子为___________(填化学式)。(2)“除杂”包括加足量H2O2、滴加NaOH溶液调节pH、过滤等步骤。有关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8①滴加NaOH溶液调节pH时,调节溶液pH至少为___________。②Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33当溶液中Fe3+、Al3+完全沉淀时,溶液中的为___________。(3)LiFePO4可以通过LiOH、(NH4)2Fe(SO4)与H3PO4溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80°C真空干燥、高温成型而制得。高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能___________。(4)FePO4可以用于制备LiFePO4.将Fe2(SO4)3和Na2HPO4溶液混合得到FePO4,反应原理为Fe2(SO4)3+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+H2SO4。不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图所示。 请补充完整以FeSO4溶液制备FePO4的方案:取一定量的FeSO4溶液,___________,固体干燥,得到较纯净的FePO4。(必须使用的试剂:1mol·L-1Na2HPO4溶液、3%H2O2溶液、盐酸、BaCl2溶液、蒸馏水)【答案】(1)Fe2+、Al3+(2)①.5.0②.3×10-6(3)与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化(4)向其中滴加的3%双氧水溶液,至溶液的颜色不再变化为止,边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加,1mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH约为2.5,静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现【解析】【分析】首先用稀硫酸溶解正极废料,除杂后加入碳酸钠沉淀溶液中的锂离子,处理后得到产品磷酸亚铁锂,在除杂的时候,考虑到要除的离子为Fe2+、Al3+,结合表格中的数据,选择合适的pH,以此解题。【小问1详解】电池正极废料中含有少量的铁、铝,在酸浸的时候可以转化成Fe2+、Al3+,故还含有的阳离子为Fe2+、Al3+;【小问2详解】①除杂的目的是为了除去铝离子和三价铁离子,根据表格中的数据可知调节溶液pH至少为5.0,此时Fe3+,Al3+都可沉淀完全;②当溶液中Fe3+、Al3+完全沉淀时,此时溶液是氢氧化铁和氢氧化铝的饱和溶液,则; 【小问3详解】LiFePO4中铁为二价铁,有还原性,容易被空气中的氧气氧化为三价铁,故加入少量活性炭黑可以:与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化;【小问4详解】FeSO4中的铁为+2价,FePO4中的铁为+3价,故可以先加入氧化剂3%H2O2溶液将+2价铁氧化为+3价铁,之后加入1mol·L-1Na2HPO4溶液,根据图中数据,调整pH为2.5,具体方法为:向其中滴加的3%双氧水溶液,至溶液的颜色不再变化为止,边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加,1mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH约为2.5,静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现。16.化合物F是一种合成活性物质的中间体,其合成路线如下:(1)A中的官能团名称为___________和___________。(2)B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能与FeCl3溶液发生显色反应,能发生银镜反应;②碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:2:6:1。(3)试剂X的分子式为C3H5OBr,其结构简式为___________。 (4)E→F的反应类型为___________。(5)设计以和HC≡C-COOCH3为原料制备化合物的合成路线(无机试剂任用,合成路线示例见本题题干)___________。【答案】(1)①.醚键②.碳溴键(或溴原子)(2)或(3)(4)氧化反应(5)【解析】【分析】试剂X的分子式为C3H5OBr,再结合C和D的结构简式可知,C与X发生取代反应生成D,X为。【小问1详解】由A的结构简式可知,A中的官能团为醚键和碳溴键(或溴原子)。 【小问2详解】B的一种同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应,含酚羟基,能发生银镜反应,含-CHO,碱性水解后酸化,含苯环的产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:2:6:1,含酯基,符合条件的物质的结构简式为:或。【小问3详解】由分析可知,X的结构简式为。【小问4详解】由E和F的结构简式可知,E中的羟基变为了羰基,发生氧化反应。【小问5详解】在铁作催化剂的条件下与溴发生对位取代生成,与HC≡C-COOCH3在一定条件下反应生成,在LiAlH4的条件下变为,再与 在Na的作用下生成,合成路线为:。17.以含硫废水(主要含有Na2S和Na2SO3)为原料制备Na2S2O3·5H2O。(1)制备Na2S2O3·5H2O。反应前先向三颈烧瓶(装置见图)中通入SO2气体,一段时间后,再向其中加入含硫废水(Na2S和Na2SO3混合溶液),加热,充分反应,直至烧瓶中溶液变澄清为止。所得溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、真空干燥后即得到产品。①三颈烧瓶中SO2与Na2S、Na2SO3溶液[假设其中n(Na2S):n(Na2SO3)=2:1]反应生成Na2S2O3的其化学方程式为___________。②先向三颈烧瓶中通入SO2气体后,再滴加含硫废水的原因是___________。③NaOH溶液的作用是___________。(2)测定某样品中NaClO2的质量分数。取样品0.2000g溶于水配成100mL溶液,取出20.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量硫酸酸化的KI溶液,充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,其它物质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,然后再用0.1000mol·L-1Na2S2O3 ;标准溶液滴定,经3次测定,每次消耗Na2S2O3标准溶液的体积如下:实验序号123消耗Na2S2O3标准溶液的体积(mL)16.0215.9817.02已知:Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI①滴定终点的现象为___________。②计算该样品中NaClO2的质量分数为___________。(写出计算过程!)【答案】(1)①.2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3②.防止Na2S、Na2SO3和Na2S2O3被空气中的O2氧化,导致Na2S2O3产率降低③.吸收多余的SO2,防止污染空气(2)①.溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不变色②.消耗Na2SO3溶液体积,100mL溶液消耗Na2SO3的物质的量:,由题意可得:NaClO2~2I2~4Na2S2O3,NaClO2的质量分数=0.1810g/0.2000g×100%=90.50%【解析】【分析】该实验利用二氧化硫与含硫废水反应来制备Na2S2O3· 5H2O,在制备过程中先在三颈烧瓶中通入二氧化硫气体,Na2S、Na2SO3和Na2S2O3容易被空气中的O2氧化,先加二氧化硫,可以使滴下来的含硫废水立即反应,从而提高原料的利用率,氢氧化钠溶液为吸收多余的二氧化硫气体,防止污染空气。【小问1详解】假设其中n(Na2S) : n(Na2SO3)=2:1,该反应为氧化还原反应,根据得失电子守恒和原子守恒,生成Na2S2O3的其化学方程式为2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3;Na2S、Na2SO3和Na2S2O3容易被空气中的O2 氧化,先加二氧化硫,可以使滴下来的含硫废水立即反应,从而提高原料的利用率,故答案为:2Na2S+Na2SO3+3SO2=3Na2S2O3;防止Na2S、Na2SO3和Na2S2O3被空气中的O2氧化,导致Na2S2O3产率降低;氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的二氧化硫,防止污染空气;【小问2详解】溶液中生成碘单质,加入淀粉溶液后溶液为蓝色,用硫代硫酸钠滴定至终点的现象为:溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不变色;消耗Na2SO3溶液的体积,100mL溶液消耗Na2SO3的物质的量:,由题意可得:NaClO2~2I2~4Na2S2O3,NaClO2的质量分数=0.1810g/0.2000g×100%=90.50%。18.空气中NOx(主要指NO和NO2)、废水中NO、NH等均会对环境造成污染。有效去除它们是环境保护的重要课题。(1)将含氮氧化物(NOx)的烟气通入(NH4)2SO4、Ce2(SO4)3与Ce(SO4)2的混合溶液中可实现无害化处理,其转化过程如图所示。①该处理过程中,起催化作用的离子是___________。(填化学式) ②上述转化过程中,Ce4+与NH反应的离子方程式为___________。(2)电解氧化吸收法可将废气中的NOx转变为硝态氮。向0.1mol·L-1NaCl溶液(起始pH调至9)中通入NO,测得电流强度与NO的去除率、溶液中含氯成分的浓度变化关系如图所示。①电解时产生的ClO-会氧化吸收NO,其反应的离子方程式为___________。②当电流强度大于4A后,废气中NO的去除率下降的原因是___________。(3)用纳米Fe/Ni复合材料可以去除废水中NO(Ni不参与反应),其原理如图所示。纳米Fe/Ni复合材料去除废水中NO的过程可以描述为___________。【答案】(1)①.Ce4+②.6Ce4++2NH=6Ce3++N2↑+8H+(2)①.3ClO-+2NO+2OH-=3Cl-+2NO+H2O②.随着电流强度的增大,导致次氯酸根转化(歧化)为氯酸根离子、氯酸根离子氧化性比次氯酸根离子弱(3)NO吸附在纳米Fe/Ni复合材料上被Fe还原为NO并从材料表面解吸出来,同时Fe失去电子被氧化为Fe2+;解吸出的NO又被吸附在纳米Fe/Ni复合材料上,继续被Fe还原为NH,并从复合材料表面解吸出来 【解析】【小问1详解】根据进出图可知,Ce4+把NH氧化为N2,自身被还原为Ce3+,然后Ce3+在酸性条件下再被NOx氧化为Ce4+,NOx被还原为N2,同时还生成水。①该处理过程中,起催化作用的离子是Ce4+;②上述转化过程中,Ce4+与NH反应的离子方程式为6Ce4++2NH=6Ce3++N2↑+8H+。【小问2详解】①根据题意,ClO-氧化吸收NO生成硝酸根,本身还原为氯离子,且溶液为碱性,故离子方程式为3ClO-+2NO+2OH-=3Cl-+2NO+H2O;②根据图可知电流强度增大到4A之后,次氯酸根的浓度会下降,而氧化性较弱的氯酸根离子浓度增大,从而导致NO去除率下降,而只有温度较高时才会有氯酸根生成,所以答案为:随着电流强度的增大,导致次氯酸根转化(歧化)为氯酸根离子、氯酸根离子氧化性比次氯酸根离子弱。【小问3详解】根据图示,NO吸附在纳米Fe/Ni复合材料上被Fe还原为NO并从材料表面解吸出来,同时Fe失去电子被氧化为Fe2+;解吸出的NO又被吸附在纳米Fe/Ni复合材料上,继续被Fe还原为NH,并从复合材料表面解吸出来。
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高中 - 化学
发布时间:2023-04-22 16:15:03
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