文档文本内容
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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷02(江苏专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:试卷的题目设计体现了高考化学命题的综合性和应用性趋势。例如,选择题中涉及的元
素周期表、化学键、反应机理等内容,不仅考查了学生对基础知识的掌握,还要求他们能够灵活运用
这些知识解决实际问题。此外,题目中还融入了跨学科的内容,如物理、生物等学科的知识点,体现
了高考命题的跨学科融合趋势。题目呈现方式的变化:试卷中大量使用了图表、反应机理图、实验装
置图等,考查学生的信息提取和分析能力。例如,第13 题通过图表展示了含氮元素占比随时间的变
化,要求学生根据图表信息推导反应机理和平衡常数。这种题目呈现方式的变化,要求学生不仅要掌
握化学知识,还要具备较强的数据分析能力。
高考·新考法:常规考点的新设问:试卷中对常规考点进行了创新性设问。例如,第4 题考查了离子半
径、电离能、沸点、键角等常规知识点,但通过对比分析的方式设问,要求学生不仅要记住这些知识
点,还要能够进行比较和推理。这种设问方式增加了题目的难度和深度,考查了学生的综合分析能
力。
非常规考点的创新糅合:试卷中还涉及了一些非常规考点,如第8 题考查了有机物的合成路线和对映
异构体,第9 题考查了电解法的应用。这些题目不仅考查了学生对基础知识的掌握,还要求他们能够
理解并应用化学反应的实际应用,体现了高考命题的创新性和实用性。
高考·新情境:情境题目的创新性:试卷中设置了多个实际应用情境,如第14 题利用锰银矿制备硫酸锰
和银的实验流程,第16 题利用废定影液制备硝酸银的实验流程。这些题目不仅考查了学生的化学知
识,还要求他们能够理解并应用化学实验的实际操作,体现了高考命题的实践性和创新性。
跨学科的融合性:试卷中部分题目涉及了物理、生物等学科的知识点,如第17 题考查了氢能的制备方
法,涉及了电化学、热力学等内容。这种跨学科的融合考查了学生的综合学科素养,符合高考命题的
跨学科融合趋势。
命题·大预测:趋势性预测:从本试卷的命题特点来看,未来的高考化学试题将继续保持综合性、应用
性和创新性的趋势。题目将更加注重实际应用情境的考查,要求学生能够将化学知识应用于解决实际
问题。同时,跨学科融合的题目将会增多,考查学生的综合学科素养。
• 备考方向:学生在备考时应注重基础知识的扎实掌握,同时要加强对实际应用情境的理解和分析能
力。此外,学生还应注意跨学科知识的积累,特别是物理、生物等学科中与化学相关的内容。
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
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3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 K 39
一、选择题:本题共13 小题,每小题3 分,共39 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 我国科学家在月壤中发现一种新矿物——嫦娥石[
],探月工程取得重大进展。下列元
素属于非金属元素的是
A. 磷(P)
B. 钙(Ca)
C. 铁(Fe)
D. 钇(Y)
【答案】A
【解析】钙(Ca)、铁(Fe)、钇(Y)均为金属元素,而磷为非金属元素;
故选A。
2. 过氧化钠用于呼吸面罩的供氧剂,其反应原理为
下列说法正确
的是
A. Na2O2中含极性共价键
B. CO2的电子式为
C.
的空间构型为正四面体形
D. O 原子结构示意图为
【答案】B
【解析】A.Na2O2中O 和O 之间存在非极性共价键,A 错误;
B.CO2的电子式为
,B 正确;
C.
的中心原子的价层电子对数为
,无孤对电子,空间构型为平面三角形,C
错误;
D.O 原子的核外电子数为8,结构示意图为
,D 错误;
故选B。
3. 实验室进行炭与浓硫酸反应的实验。下列装置和操作能达到实验目的是
8
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A. 用装置甲进行炭与浓硫酸的反应
B. 用装置乙检验
C. 用装置丙检验
D. 用装置丁检验
【答案】C
【解析】A.炭与浓硫酸需要在加热条件下反应,在装置甲中缺少酒精灯,A 错误;
B.检验H2O(g)应该用无水硫酸铜,而不能用无水氯化钙,B 错误;
C.利用
的漂白性,用品红溶液检验
和
混合气体中
,C 正确;
D.由装置丙导出的气体中仍然混有
,而
也能与澄清石灰水反应出现浑浊,不能检验炭与浓硫
酸反应生成的
,D 错误;
故选C。
4. 摩尔盐
可用于治疗缺铁性贫血。下列说法正确的是
A 半径:
B. 第一电离能:
C. 沸点:
D. 键角:
【答案】D
【解析】A.O2-的核外电子数为10,电子层数为2,S2-的核外电子数为18,电子层数为3,电子层数越
多离子半径越大,则离子半径:
,故A 错误;
B.N、O 为同周期元素,同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但N 最外层2p 能级中电子为半
满稳定结构,其第一电离能大于O,故B 错误;
C.
均是由分子构成的物质,两者均能形成氢键,但水分子间可形成氢键数目比氨气多,
水分子之间的分子间作用力更大,因此水的沸点高,故沸点:
,故C 错误;
D.
中中心原子价电子对数都是4,均是sp3杂化,N 原子无孤电子对、O 原子有2 个孤电
子对,孤电子对对成键电子对的斥力较大,所以键角:
,故D 正确;
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故选D。
阅读下列材料,回答5-7 题。
人类对酸碱的认识经历了漫长的时间。最早的酸碱概念由Robert Boyle 于1663 年提出,1887 年
Arrhenius 提出了酸碱电离理论,1923 年J.N.Bronsted 和Lowry 提出了酸碱质子理论。酸碱质子理论认
为:凡是能够给出质子的物质都是酸;凡是能够接受质子的物质都是碱。酸碱的概念不断更新,逐渐
完善,其他重要的酸碱理论还有酸碱溶剂理论和酸碱电子理论等。
5. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 硫酸可电离出
和
,可用作铅蓄电池的电解质
B. 盐酸易挥发,可用作金属表面除锈剂
C.
微溶于水,可用于改良酸性土壤
D.
为两性氢氧化物,其胶体可用于净水
6. 下列涉及酸或碱的化学反应表示正确的是
A. Al 粉和NaOH 溶液反应制取少量
:
B. 室温下用稀
溶解Cu:
C. 室温下用NaOH 溶液吸收
:
D. 向
溶液中加入稀
:
7. 向盛有足量液氨的容器中投入23g 钠,钠沉入容器底部,迅速发生溶剂化,生成蓝色的溶剂合电子
(过程示意如图),随后缓慢产生
,待停止产生气泡,经分离获得纯净的氨基钠(
)。下
列说法不正确的是
A. 液氨属于纯净物
B. 导电性:蓝色溶液>液氨
C. 当溶液中放出0.2mol
时,Na 共失去0.4mol 电子
D. 按酸碱质子理论,
既可作为酸,又可作为碱
【答案】5. A 6. C 7. C
【解析】【5 题详解】
10
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A.硫酸为强酸,水溶液中可电离出
和
,可用作铅蓄电池的电解质,A 正确;
B.盐酸具有酸性,能和氧化铁、氧化铝等金属氧化物反应,可用作金属表面除锈剂,与挥发性无关,
B 错误;
C.
能和酸反应,可用于改良酸性土壤,与溶解性无关,C 错误;
D.
形成胶体能加速悬浮颗粒沉淀,故其胶体可用于净水,与其是两性氧化物无关,D 错
误;
故选A;
【6 题详解】
A.Al 粉和NaOH 溶液反应制取少量
反应为:
,A 错
误;
B.室温下用稀
溶解Cu 生成硝酸铜和NO、水:
,B
错误;
C.室温下用NaOH 溶液吸收
生成氯化钠和次氯酸钠、水,C 正确;
D.向
溶液中加入稀
反应为:
,D 错
误;
故选C;
【7 题详解】
A.液氨为氨的液态,属于纯净物,A 正确;
B.溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,由图,钠沉入容器底部,迅速发生溶剂化,
生成蓝色的溶剂合电子、氨合钠离子,能导电,而液氨中无自由移动离子不导电,故导电性:蓝色溶
液>液氨,B 正确;
C.当溶液中放出0.2mol
时,H 得到0.4mol 电子,但是钠迅速发生溶剂化,生成蓝色的溶剂合电子
过程中也会失去电子,故Na 共失去电子大于0.4mol,C 错误;
D.按酸碱质子理论,
可接受质子形成铵根离子,又可以给出质子形成
,故既可作为酸,又
可作为碱,D 正确;
故选C。
8. 有机物
合成路线如下,下列说法不正确的是
A.
的酸性比乙酸强
B.
、
都有相同的产物生成
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C.
最多可以消耗
D.
具有对映异构体
【答案】C
【解析】A.羰基为吸电子基团,使得
中羧基上的H 更易电离,故酸性比乙酸强,A 正确;
B.
、
都是取代反应,都生成了氯化氢,所以都有相同的产物生成,B 正确;
C.Z 中含有酚酯基,
水解会消耗
,C 错误;
D.
中含手性碳原子,具有对映异构体,D 正确;
故选C。
9. 利用电解法可使 Fe2(SO4)3转化成FeSO4, 加入甲醇能提高FeSO4产率, 装置如图所示。下列有关说
法不正确的是
A. 电解时 Fe3+在阴极放电
B. 可用 KMnO4溶液检验有 Fe2+生成
C. 反应中每生成 1mol HCHO,转移电子数约为1.204×1024
D. 生成的 HCHO 具有还原性,能防止 Fe2+被氧化
【答案】B
【解析】根据电解装置示意图可知:
失电子变成
,因此生成
这一极为电解池
的阳极,电极反应式为
;
得电子变成
,因此生成
这一极为
电解池的阴极,电极反应式为:
,据此分析回答问题;
A.电解时
得电子变成
,因此Fe3+在阴极放电,A 正确;
B.电解液中有甲醇,甲醇也会使KMnO4溶液褪色,因此不能用KMnO4溶液检验有 Fe2+生成,B 错
误;
C.生成
这一极的电极反应式为
,根据电极反应式可知每生成
1mol HCHO,转移电子数为
,约为
,C 正确;
D.
易被氧化,生成的 HCHO 具有还原性,能防止 Fe2+被氧化,D 正确;
故选B。
10.在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化不能实现的是
A 金属铝制备:
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B. 锅炉除垢:
C. 酸雨形成:
D. 检验葡萄糖:
【答案】A
【解析】A.
和盐酸反应生成
溶液,电解
溶液的过程中,阳离子Al3+不放电,不能
生成Al,A 符合题意;
B.
的溶解度小于
,
和碳酸钠溶液反应生成
,
和盐酸反应生成
氯化钙溶液,B 不符合题意;
C.酸雨形成过程中,
和水反应生成
,
被空气中的氧气氧化为
,C 不符合题
意;
D.检验葡萄糖过程中,
溶液和过量NaOH 溶液反应得到
悬浊液,加入葡萄糖溶液
反应生成砖红色的
,D 不符合题意;
故选A。
11.室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选
项
实验过程及现象
实验结论
A
测定等物质的量浓度的Na2CO3和 Na2SO3溶液的pH, 前者的pH 大
非金属性: S>C
B
向 Fe(NO3)2和KSCN 的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液, 溶液出
现血红色
氧化性:Ag+>Fe3+
C
用pH 计分别测定0.1mol·L⁻¹ NaClO 溶液和0.1 mol·L⁻¹CH3COONa 溶
液pH,NaClO 溶液 pH 大
结合 H+能力:ClO⁻>
CH3COO⁻
D
向 BaSO4固体中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌后, 取沉淀洗
净, 加入盐酸有气泡产生
溶度积常数: Ksp(BaSO4)>
Ksp(BaCO3)
【答案】C
【解析】A.测定等物质的量浓度的Na2CO3和 Na2SO3溶液的pH,前者的pH 大,则表明
的水
解能力大于
,酸性H2CO3<H2SO3,但由于H2SO3不属于S 的最高价氧化物对应的水化物,所以
不能得出结论:非金属性S>C,A 不正确;
B.向 Fe(NO3)2和KSCN 的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液,溶液出现血红色,表明发生反应生成
了Fe3+,Fe3+可能是由Ag+氧化Fe2+生成,也可能是由酸性条件下
氧化Fe2+生成,所以不能得出结
论:氧化性Ag+>Fe3+,B 不正确;
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C.用pH 计分别测定0.1mol·L⁻¹ NaClO 溶液和0.1 mol·L⁻¹CH3COONa 溶液pH,NaClO 溶液 pH 大,
表明ClO-的水解能力强于CH3COO-,则结合 H+能力:ClO⁻>CH3COO⁻,C 正确;
D.向 BaSO4固体中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌后, 取沉淀洗净,加入盐酸有气泡产生,表明
有BaCO3生成,由于BaSO4难溶于水,其饱和溶液中c(
)很小,而Na2CO3饱和溶液中c(
)
较大,所以不能得出结论:溶度积常数Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3),D 不正确;
故选C。
12.某实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。已知:苯酚的电离常数
,H2CO3的电离
常数
,
。
下列有关说法不正确的是
A. 操作1、操作2 均为分液
B.
NaHCO3溶液中存在:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(
)
C. 若反应1 后溶液中存在c(Na+)=2 c(C6H5O-)+2 c(C6H5OH),此时c(C6H5O-)>c(
)
D. 反应2 中通入CO2至溶液 pH=10 时, 此时溶液中存在: c(C6H5O-)= c(C6H5OH)
【答案】C
【解析】据流程图可知,将苯酚废水用有机溶剂苯先进行萃取分液,得到苯酚的苯溶液,接着加入碳
酸钠溶液,使苯酚转化成苯酚钠进入水溶液中,再通过分液分离有机层苯,随后往苯酚钠溶液中通入
二氧化碳,苯酚在水中溶解度小,析出后过滤即可得到苯酚。
A.结合流程分析,操作1、操作2 均溶液分层,采取分液的方法进行分离,A 正确;
B.
NaHCO3溶液中存在质子守恒:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(
),B 正确;
C.苯酚酸性小于碳酸,因此反应1 苯酚与碳酸钠溶液混合生成碳酸氢钠和苯酚钠,根据电离常数可
知,苯酚钠的水解能力大于碳酸氢钠,故c(C6H5O-)<c(
),C 错误;
D.反应2 中通入 CO2至溶液 pH=10 时,此时溶液中存在:
,故
(C6H5O-)
(C6H5OH),D 正确;
故选C。
13.基于单簇催化剂(SCC)的NO 还原反应(NORR)的主要反应如下:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
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(Ⅲ)
在T℃、100kPa 反应条件下,向密闭容器中充入2mol NO 和
,发生上述反应,测得含氮元素
占比[如
的含氮元素占比
]与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响;K 为用物质的量分数表示的平衡常数。
下列有关说法正确的是
A. 反应Ⅱ的
B. 曲线c 表示的是氨气的含氮元素占比
C. 若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则F 点将平移至E 点
D. 若95min 时达到平衡,则反应Ⅲ的平衡常数K 的计算式为
【答案】D
【解析】A.反应Ⅱ是气体量减少的反应,
,反应快速自发进行
,故该反
应的
,A 错误;
B.起始的含氮物质只有一氧化氮,反应ii 为快反应,曲线a 表示物质快速减少,故曲线a 表示NO,
NH3快速增加,故曲线b 表示氨气,曲线表示c 氮气,B 错误;
C.若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,反应Ⅱ会更快,生成NH3达到最高点所用时间短,NH3的
占比更大,因此F 点可能移向E 点上方的某个点,C 错误;
D.起始时,2 mol NO、6 mol H2,若95 min 时达到平衡,则由图知,NO 的含氮元素占比为6%,
n(NO)=2mol×6%=0.12mol,N2的含氮元素占比为86%,n(N2)=
,NH3的含氮
元素占比为100%-6%-86%=8%,n(NH3)=2mol×8%=0.16mol,由氧原子守恒得,
n(H2O)=2mol-0.12mol=1.88mol,由氢原子守恒得,n(H2)=
,
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此时总物质的量为(0.12+0.86+0.16+1.88+3.88)=6.9mol,N2的物质的量分数为
,H2的物质的量分
数为:
,NH3的物质的量分数为:
,则反应Ⅲ的平衡常数Kx=
,D 正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4 小题,共61 分。
14.利用锰银矿(主要成分为MnO2、Ag 和少量SiO2等杂质)制备硫酸锰和银。
(1)用蔗糖(C12H22O11)、水和浓硫酸浸取锰银矿,过滤得硫酸锰溶液和含银滤渣。
①提高锰元素浸出率的措施___________(任写—条)。
②蔗糖还原 MnO2生成硫酸锰和CO2的化学方程式为___________。
③其它条件相同,酸矿比0.33∶1,糖矿比0.04∶1 时,酸浸过程中随着水矿比的增大,锰的浸出率如图
所示:
水矿比大于2∶1 时,锰的浸出率逐渐减小的原因为___________。
(2)在空气中用 NaCN 溶液浸取含银滤渣,得到含[Ag(CN)2]⁻的浸出液, 再用锌粉置换得银。
①浸出反应的离子方程式:___________。
②如图所示,pH 小于10.5 时,随pH 的减小,银的浸出率降低的原因:___________。
③金属材料铜银合金的晶胞如图所示,该铜银合金的化学式是___________。
(3)“酸浸”所得溶液经一系列操作后得 MnSO4·H2O, 煅烧 MnSO4·H2O 生产锰氧体材料,剩余固体
质量随温度变化曲线如图所示。该曲线中 B 段所示物质的化学式为___________(写出计算过程)。
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【答案】(1) ①. 加热或粉碎、充分搅拌等 ②.
.
③水矿比大于2:1 时硫酸(或
蔗糖)的浓度降低,化学反应速率降低,浸出率下降
(2) ①.
.
②随
较低,
水解程度增
大,浓度减小,银的浸出率降低 ③.
(3)
【解析】(1)①提高锰元素浸出率的措施有加热或粉碎、充分搅拌等;
②二氧化锰将蔗糖氧化为二氧化碳,自身被还原为二价锰,化学方程式为
;
③水矿比大于2∶1 时,水较多,反应物被稀释,故锰的浸出率逐渐减小的原因为硫酸(或蔗糖)的浓度降
低,化学反应速率降低,浸出率下降;
(2)①Ag 与NaCN 溶液形成配合物[Ag(CN)2]⁻,Ag 的化合价由0 价升高到+1 价,则氧气做氧化
剂,离子方程式为
;
②由上一问可知,银的浸出需要与CN-形成配合物,CN-是弱酸的阴离子,易水解,则pH 的减小,银
的浸出率降低的原因是随
较低,
水解程度增大,浓度减小,银的浸出率降低;
③根据均摊法可知,晶胞中含有Ag 的个数为
,含有Cu 的个数是
,则晶胞的化学式
为
;
(3)n(Mn) = n(MnSO4·H2O) =
= 0 9mol;
m(Mn)= n(Mn)·M(Mn) = 0.9mol×55g·mol-1 = 49.5g;
n(O)=
=1.2mol,n(Mn):n(O)=0.9:1.2=3:4,化学式为
。
15.化合物G 是一种药物中间体,其一种合成路线如下:
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(1)G 分子中采取 sp3杂化的碳原子数目是_______。
(2)C→D 需经历 C→X→D 的过程,中间体X 的分子式为 C10H12O3, 则 X 的结构简式为
_______。
(3)E→F 中加入 K2CO3的目的是_______。
(4)E 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分子中有4 种不同化学环境的氢原子;
②碱性水解后酸化,得到两种产物,其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应。 1mol 另一种产物最多能
与2mol 金属Na 发生反应。
(5)写出以CH3OH、CH3CH2Br、
为原料制备
的合成路线流程图
_______ (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)7 (2)
(3)K2CO3可与HBr 反应,有利于反应进行
(4)
(5)
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【解析】C→D 过程中先发生和甲醛的加成反应生成
,然后再发生取代反应
生成D
,E→F 的反应方程式为:
。
(1)G 分子中形成4 个
键,即连接四个单键的C 原子有7 个,因此sp3杂化的碳原子数目是7,故
答案为:7;
(2)根据分析X 为
,故答案为:
;
(3)据分析,E→F 的过程中有HBr 生成,加入碳酸钾可以消耗HBr,使反应平衡正向移动,有利于
反应进行,故答案为:K2CO3可与HBr 反应,有利于反应进行
(4)分子中有4 种不同化学环境的氢原子,说明有四种等效位置;碱性水解后酸化,得到两种产
物,其中一种能与FeCl3溶液发生显色反应则该同分异构体为酚酯,1mol 另一种产物最多能与2mol 金
属Na 发生反应则在剩余结构中只能是水解之后有一个羧基、一个羟基,羧基来源于酯的水解,羟基
来源于卤代烃的水解。有以下结构符合要求:
,则
答案为:
;
(5)
被催化氧化生成
,进一步被氧化生成
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,
通过酯化反应得到
,利用E→F 的反
应机理可以得到:
,最终利用F→G 的机理得到目标产物:
,故
答案为:
。
16.废定影液的主要成分为Na3[Ag(S2O3)2],用废定影液为原料制备AgNO3的实验流程如图:
己知:①硫代硫酸根离子(
)可看作是
中的一个О 原子被S 原子取代的产物。
②常温下,Ksp(Ag2S)=1×10-50,Ag+(aq)+2
(aq)
[Ag(S2O3)2]3-(aq)K1=1×1013。
(1)
的空间构型是___________。
(2)“沉淀”时发生的反应为:2[Ag(S2O3)2]3-(aq)+S2-(aq)
Ag2S(s)+4
(aq),平衡常数
K=___________。检验沉淀完全的操作是___________。
(3)“反应”时有淡黄色固体生成,发生反应的化学方程式为___________。
(4)已知:2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑中,2Cu(NO3)2
2CuO+4NO↑+O2↑。AgNO3粗产品中
常含有Cu(NO3)2,请设计由AgNO3粗产品获取纯净AgNO3的实验方案:___________,蒸发浓缩,冷
却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的AgNO3。(实验中须使用的试剂:稀硝酸、NaOH 溶液、蒸馏
水)
(5)蒸发浓缩AgNO3溶液
装置如下图所示。使用真空泵的目的是___________。
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【答案】(1)四面体形
(2) ①. 1×1024
.
②静置,向上层清液中继续滴加Na2S 溶液,若不再有沉淀生成,则沉淀完
全
(3)Ag2S+4HNO3(浓)=2AgNO3+2NO2↑+2H2O+S
(4)将AgNO3粗产品加热并维持温度在200℃至恒重,同时用足量NaOH 溶液吸收产生的气体;待
固体冷却后加入蒸馏水,充分溶解、过滤、洗涤,并将洗涤液与滤液合并,再加入适量稀HNO3
(5)防止AgNO3分解;减小压强,利于水分在较低温度下蒸发
【解析】废定影液 (主要含Na3[Ag(S2O3)2] ),加入硫化钠溶液,可生成硫化银,经过滤1,所得滤渣
含有硫化银,洗涤干净后加入浓硝酸溶解Ag2S 得到硝酸银、硫单质与二氧化氮;用氢氧化钠除杂、
经过滤2 后得到硝酸银溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到硝酸银晶体,据此分析作答。
(1)
与
属于等电子体,二者的空间构型类似,
的中心原子S 原子价层电子对为4,
属于四面体形结构;
(2)根据平衡常数、硫化银的溶度积,可计算“沉淀”时发生的反应2[Ag(S2O3)2]3-(aq)+S2-
(aq)⇋Ag2S(s)+4S2
(aq)的平衡常数:K=
=
=
=1.0×1024;“沉淀”时Na3[Ag(S2O3)2]与Na2S 反应制得Ag2S,则检验沉淀
完全的操作是:静置,向上层清液中继续滴加Na2S 溶液,若不再有沉淀生成,则沉淀完全;
(3)“反应”时有淡黄色固体即S 生成,根据原子守恒可知,则为硫离子被氧化生成硫单质,则浓
HNO3被还原为NO2气体,则发生反应的化学方程式为:
Ag2S+4HNO3(浓)=2AgNO3+2NO2↑+2H2O+S;
(4)根据给定的已知信息可知,硝酸铜的分解温度为200℃,硝酸银的分解温度在440℃,则可设计
除去硝酸铜的方法为:将AgNO3粗产品加热并维持温度在200℃至恒重,同时用足量NaOH 溶液吸收
产生的气体,待固体残留物冷却后,加入蒸馏水,充分溶解、过滤、洗涤,并将洗涤液与滤液合并,
再加入适量稀硝酸;
(5)考虑硝酸银易分解,而实验装置中真空泵可以形成负压,有利于水分在较低温度下蒸发,同时
可防止AgNO3 分解,则使用真空泉的目的是:防止AgNO3 分解;减小压强,利于水分在较低温度下
蒸发。
17.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,目前有以下制取氢气的方法:
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(1)一氧化碳变换反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可用于生产氢气。该反应也可采用电化学方法
实现,反应装置如图所示。
①装置中的固体电解质应采用___________(填“氧离子导体”或“质子导体”)。
②生产时,阳极发生的电极反应式为___________。
③同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y 倍,则
CO 的转化率为___________(用a、b、y 表示)。
(2)工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。
Ⅰ.催化重整法制氢
反应1:CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.6 kJ/mol
反应2:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2 kJ/mol
则反应3:CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) ΔH3=___________kJ/mol。
Ⅱ.以CuO-ZnO-Al2O3催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其他条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,
甲醇平衡转化率及CO 选择性的影响如图所示。
CO 选择性=
。
①当水、甲醇比大于0.8 时,CO 选择性下降的原因是___________。
② 当水、甲醇比一定时,温度升高,CO 选择性有所上升,可能原因是___________。
(3)HCOOH 催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH 分解生成CO2和H2可能
反应机理如图所示。
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①HCOOD 催化释氢反应除生成CO2外,还生成___________(填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时,以 HCOOK 溶液代替 HCOOH 催化释氢的效果更佳,其具体优点是
___________。
【答案】(1) ①. 质子导体 ②. CO+H2O-2e-=CO2+2H+ ③.
(2) ①. +49.4
.
②增加水蒸气的用量,有利于反应2 正向进行,反应3 中更多的CH3OH 转
化为CO2,都使CO 选择性下降 ③. 升高温度,反应1 的ΔH1>0,K 增大,反应正向进行程度增
大,反应2 的ΔH2<0,K 减小,反应正向进行程度减小,都使CO 选择性上升;反应3 的ΔH3>0,温度
升高,K 增大,反应正向进行程度增大,使更多的甲醇转化为CO2,使CO2选择性上升,但此影响程
度小于前两者使CO 选择性上升的影响,故CO 选择性仍然随温度的升高而上升
(3) ①. HD
.
②
提高释放氢气的速率,提高释放出氢气的纯度(HCOOK 是强电解质,更容
易产生HCOOˉ 和K+,更快的产生KH,KH 可以与水反应生成H2和KOH,生成的KOH 可以吸收分解
产生的CO2,从而使氢气更纯净)
【解析】(1)①电解时,阳极上CO 被氧化生成CO2,则氢气要在阴极产生,即阳极产生CO2的同时
产生氢离子,氢离子通过固体电解质在阴极附近得电子生成H2,所以装置中的固体电解质应采用质子
导体;
②电解时,阳极上CO 被氧化生成CO2,同时产生氢离子,则阳极发生的电极反应式为:
;
③同温同压下,相同时间内,若进口Ⅰ处n(CO)∶n(H2O)=a∶b,则设n(CO)=amol,n(H2O)=bmol,根据
阳极的电极反应式(
)可知,阳极上每消耗1molCO,气体物质的量减少
1mol,当出口Ⅰ处气体体积为进口Ⅰ处的y 倍时,气体物质的量减少(a+b)-y(a+b)=(1-y)(a+b),则消耗
CO 物质的量为(1-y)(a+b),所以CO 的转化率为
;
(2)反应3=反应1+反应2,则根据盖斯定律可知,∆H3=∆H1+∆H2=+90.6kJ/mol+(-41.2)kJ/
mol=+49.4kJ/mol;
Ⅱ①可以从水蒸气浓度对平衡移动的角度分析,当水、甲醇比大于0.8 时,CO 选择性下降的原因是:
增加水蒸气的用量,有利于反应2 正向进行,反应3 中更多的CH3OH 转化为CO2,都使CO 选择性下
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降;
②可以从温度对平衡移动的角度分析,当水、甲醇比一定时,温度升高,CO 选择性有所上升,可能
原因是:升高温度,反应1 的ΔH1>0,K 增大,反应正向进行程度增大,反应2 的ΔH2<0,K 减小,
反应正向进行程度减小,都使CO 选择性上升;反应3 的ΔH3>0,温度升高,K 增大,反应正向进行
程度增大,使更多的甲醇转化为CO2,使CO2选择性上升,但此影响程度小于前两者使CO 选择性上
升的影响,故CO 选择性仍然随温度的升高而上升;
(3)①由反应机理图可知,HCOOH 催化分解生成CO2和H2,则HCOOD 催化释氢反应除生成CO2
外,还生成HD;
②HCOOK 是强电解质,更容易产生HCOO-和K+,更快的产生KH,KH 可以与水反应生成H2 和
KOH,生成的KOH 可以吸收分解产生的CO2,从而使氢气更纯净,所以具体优点是:提高释放氢气
的速率,提高释放出氢气的纯度(HCOOK 是强电解质,更容易产生HCOOˉ 和K+,更快的产生KH,
KH 可以与水反应生成H2和KOH,生成的KOH 可以吸收分解产生的CO2,从而使氢气更纯净)。
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