8.【答案】+3 Fe(OH)3 Zn 2NiC2O4 Ni2O3+3CO↑+CO2↑ Li 4OH--4e-=2H2O+O2↑ Cl- c→b
(或右到左) 【解析】
2+
高温
故答案为:Cl;c→b(或右到左)。
制备草酸镍晶体(NiC2O4?2H2O)的流程:废镍催化剂(主要成分为Ni,还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO)加入硫酸溶解得到含有Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+的酸性溶液,部分Ca2+与SO42-结合得到微溶物CaSO4,SiO2不溶于酸,过滤,滤渣I为SiO2和CaSO4,向滤液中加入NaClO溶液
2+3+
氧化Fe为Fe,同时将其沉淀为Fe(OH)3,过滤,滤渣II为Fe(OH)3,再向滤液中加入NH4F2+2+
溶液,沉淀Ca为CaF,滤渣III为CaF,最后加入有机萃取剂萃取Zn,得到的水层主要为
-
解:(1)NiC2O4?2H2O中镍元素+2价,氧元素-2价,化合物中元素化合价总共为0,则碳元素+3价;
故答案为:+3;
2+3+
(2)根据分析,NaClO溶液氧化Fe为Fe,同时将其沉淀为Fe(OH)3,故滤渣II的主要成分
是:Fe(OH)3; 故答案为:Fe(OH)3;
(3)根据分析,杂质离子主要是Zn、Fe、Ca,NaClO溶液除去Fe,NH4F溶液除去Ca,则萃取剂除去Zn2+; 故答案为:Zn;
(4)高温煅烧无水NiC2O4得到Ni2O3和两种含碳元素的气体,气体为一氧化碳和二氧化碳,故反应为:2NiC2O4
Ni2O3+3CO↑+CO2↑;
2+
2+
2+
2+
2+
2+
Ni2+,再向其中加入(NH4)2C2O4溶液,得到产品草酸镍晶体(NiC2O4?2H2O),高温煅烧无水NiC2O4的反应为:2NiC2O4
Ni2O3+3CO↑+CO2↑,
用高能锂离子电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni:高能锂离子中,Li为电源负极,FeS为电源正极,电解池中连接电源负极的为阴极,发生还原反应,连接电源正极为阳极,发生氧化反应,据此分析作答。
本题考查了物质的制备和电化学原理,掌握工业流程具体原理和电化学原理是答题关键,主要对基础知识的准确把握,综合性较强,题目难度中等。
故答案为:2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑;
9.【答案】3d64s2 3:2 sp CN- > NiO Ni2+半径小于Fe2+,使得NiO晶格能大于FeO,熔点NiO
>FeO 4 44.8 【解析】
2+-(5)①电解含镍酸性废水回收Ni,根据图,c池为废水,反应为Ni+2e=Ni,发生还原反应,作
为电解池的阴极,连接电源的负极,Y为电源的负极,在电池中,总反应为2Li+FeS═Fe+Li2S,活泼金属Li做电源的负极,故电极Y的材料是Li; 故答案为:Li;
②a池是电解池的阳极区,由溶液中的阴离子放电,氢氧化钠中由阴离子氢氧根离子放电,失
--去电子发生氧化反应,电极反应为:4OH-4e=2H2O+O2↑;
解:(1)Fe是26号元素,第四周期第VIII族,属于过渡元素,价电子包括3d、4s电子,价电子排
62
布式为:3d4s, 62
故答案为:3d4s;
(2)单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,故硫氰酸分子(H-S-C≡N)中σ键和π键之比为3:3;碳原子没有孤对电子,杂化轨道数目为2,C原子采取sp杂化;配体含有孤对电子,中心离子含有空轨道,Fe含有空轨道,CN含有孤对电子,配体为CN, 故答案为:3:2;sp;CN;
5162
(3)①Cr价电子排布式为3d4s,Fe为价电子排布式为3d4s,且Fe原子半径更小,Fe更难失
-3+
--
故答案为:4OH-4e=2H2O+O2↑;
③电解池中c池为阴极区,得到电子发生还原反应,溶液中负电荷增多,故通过阴离子交换膜将Cl从c→b(或右到左)平衡溶液的电性;
-
--
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去4s全充满稳定状态的电子,故第一电离能Fe>Cr, 故答案为:>;
2+2+
②Ni半径小于Fe,使得NiO晶格能大于FeO,熔点NiO>FeO,故NiO先析出,
2
解:(1)A的结构简式为CH2=CH2,名称是:乙烯;①的反应方程式是:CH2=CH2+CO2CH2=CHCOOH,
故答案为:乙烯;CH2=CH2+CO2(2)
CH2=CHCOOH;
故答案为:NiO;Ni半径小于Fe,使得NiO晶格能大于FeO,熔点NiO>FeO;
(4)①由晶胞结构可知,Mg原子周围与之距离最近且相等的Fe原子有4个,即Mg原子配位数
2+2+
中的官能团名称是:酯基,故答案为:酯基;
(3)反应②是CH2=CHCOOH与乙醇发生酯化反应,所需的无机试剂和反应条件是:浓硫酸、加
为4,
热,故答案为:浓硫酸、加热;
故答案为:4;
24g/mol=4mol,故储存②晶胞中Mg原子数目=8,H2数目=1+12×=4,Mg的物质的量为=96g÷H2为4mol×=2mol,标况下H2的体积约为2mol×22.4L/mol=44.8L, 故答案为:44.8。
(1)Fe是26号元素,第四周期第VIII族,属于过渡元素,价电子包括3d、4s电子;
3+
(2)单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键;碳原子没有孤对电子,杂化轨道数目为2;Fe
(4)由C前、后物质结构,结合信息、C的分子式,可知C为HOCH2COOCH3,故答案为:HOCH2COOCH3; (5)试剂P为代反应; (6)E是试剂P(
)的同分异构体,且E可发生银镜反应,说明E中含有醛基,可以看,由⑤前、后物质结构,则 ⑤的反应类型为取代反应,故答案为:取
含有空轨道,CN含有孤对电子;
(3)①具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子稳定性高,原子半径越小越难失去电子,第一电离能相对较大;
甲基位置时-CHO有1种位置结构。2个-Br取代不同碳原子上H原子有2种结构,均取代甲基
②晶格能大、熔点越高,晶体越先析出,离子电荷相同,离子半径越小晶格能越大;
位置时-CHO有2种位置结构,若分别取代甲基、亚甲基位置时-CHO有3种位置结构,故符合
(4)①由晶胞结构可知,Mg原子周围与之距离最近且相等的Fe原子有4个;
条件的共有3+1+2+3=9种,其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积之比为3:2:1的E的结构简式
②均摊法计算晶胞中Mg、H2数目,计算Mg原子物质的量,根据晶胞中Mg原子、H2分子数目之比计算H2的物质的量,再根据V=nVm计算氢气体积。
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、化学键、杂化方式、配合物、电离能、晶格能、晶体结构与计算等,注意从结构上理解电离能,掌握均摊法进行晶胞有关计算。
10.【答案】乙烯 CH2=CH2+CO2 CH2=CHCOOH 酯基 浓硫酸、加热 HOCH2COOCH3 取代反
应 9 CH3-C(Br)2-CH2-CHO、C CH3-CH2-C(Br)2-CHO 【解析】
催化剂
-
作CH3CH2CH3被-CHO、2个-Br取代。
2个-Br取代同一碳原子上H原子有2种结构,取代甲基位置时-CHO有3种位置结构,取代亚
有:CH3-C(Br)2-CH2-CHO、CH3-CH2-C(Br)2-CHO、CH2Br-C(CH3)Br-CHO, 故答案为:9;CH3-C(Br)2-CH2-CHO、CH3-CH2-C(Br)2-CHO等。
乙烯与二氧化碳发生加成反应生成CH2=CHCOOH,CH2=CHCOOH与乙醇发生酯化反应生成
B为CH2=CHCOOCH2CH3,B与
发生加聚反应生成M.由C前、
后物质结构,结合信息可知C为HOCH2COOCH3.试剂P为
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,由⑤前、后物质结
构,该反应属于取代反应。
本题考查有机物的合成,涉及有机物命名、有机反应方程式书写、官能团识别、有机反应类型、限制条件同分异构体的书写等,题目涉及有机物结构复杂,容易出错,关键是根据结构理解发生的反应,侧重考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力,熟练掌握官能团的性质与转化。 11.【答案】球形冷凝管 b 过滤 温度过高或过低(或温度控制不在90~100℃范围内);加热时间不
2+
够,回流时间不充分;糠醛滴加速率过快等 CO2 防止Fe被氧化 85.00%
马酸亚铁,
(1)①根据仪器特点和用途分析可得; ②分离固体和液体的操作是过滤; ③根据反应条件分析;
③富马酸(HOOC-CH=CH-COOH)为酸,根据酸的通性可得;根据Na2SO3的还原性分析; (2)根据结构简式有:富马酸亚铁~Fe,溶液中的Fe被Ce被还原为Ce,反应为:
Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,故富马酸亚铁~Ce4+,n(富马酸亚铁)=n[(NH4)2Ce(SO4)3],据此计算。 本题考查了物质的制备,确实验原理及实验基本操作方法是解题关键,试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力,注意题目信息的与相关基础知识联合分析,题目难度中等。 12.【答案】-112 < Ⅱ 0.8 < 达到平衡状态时正逆反应速率相等,根据k正c2(NO2)=k逆c2(NO)
22
?c(O2),且k正=k逆,可知c(NO2)=c(NO)?c(O2),T2时化学平衡常数K等于1,大于0.8,且该
2+2+4+3+
【解析】
解:(1)①仪器a为球形冷凝管冷凝水从b口入,a口出; 故答案为:球形冷凝管;b;
②富马酸已经从溶液中结晶析出,用过滤得到粗产品; 故答案为:过滤;
③由题可知生成富马酸的反应条件严苛,若不达到所需条件,产率会降低,故可能导致富马酸产率降低的因素有:温度过高或过低(或温度控制不在90~100℃范围内);加热时间不够,回流时间不充分;糠醛滴加速率过快等;
故答案为:温度过高或过低(或温度控制不在90~100℃范围内);加热时间不够,回流时间不充分;糠醛滴加速率过快等;
④富马酸(HOOC-CH=CH-COOH)含有羧基,显酸性,能电离出氢离子,加入Na2CO3溶液反应得到CO2气体; 加入的FeSO4溶液易被氧化,Na2SO3具有还原性,可以防止Fe2+被氧化;
2+
故答案为:CO2;防止Fe被氧化;
2+2+4+3+
(2)根据结构简式有:富马酸亚铁~Fe,溶液中的Fe被Ce被还原为Ce,反应为:
反应的正反应是吸热反应,说明升高温度平衡正向移动,所以T1<
T2 2OH-+S2O82-+NO2?2SO42-+NO3-+H2O < 增加Na2S2O8的初始浓度或适当升高温度 【解析】
解:(1)①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180 kJ/mol ②N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+68 kJ/mol
2得到2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=-112KJ/mol, 盖斯定律计算②-①×故答案为:-112;
(2)Ⅰ.2NO(g)?N2O2(g)(快), Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)(慢),
决定2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)速率的是反应Ⅱ,所以反应Ⅰ的活化能E1远小于反应Ⅱ的活化能E2,E1<E2,决定反应速率的是反应Ⅱ, 故答案为:<;II;
(3)①温度为T1时,在容积为1 L的恒容密闭容器中充入0.6 molNO2(g),达平衡时c(O2)=0.2 mol/L,
发生反应:2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)△H>0,
Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,故富马酸亚铁~Ce4+,n(富马酸亚铁)=n[(NH4)2Ce(SO4)3],故产品的纯度为:
故答案为:85.00%。
糠醛与NaClO3和V2O5在90~100℃条件下被氧化,反应得到富马酸(HOOC-CH=CH-COOH),向富马酸(HOOC-CH=CH-COOH)中加入Na2CO3溶液、FeSO4溶液和适量Na2SO3溶液得到富
×100%=85.00%;
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起始量(mol/L) 0.6 0 0 变化量(mol/L) 0.4 0.4 0.2 平衡量(mol/L) 0.2 0.4 0.2 平衡常数K=故答案为:0.8;
②温度为T1时,在容积为1L的恒容密闭容器中充入0.6mol的NO2,达平衡时c(O2)=0.2mol/L,仅发生反应:2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)(△H>0)。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v
2
=vNO=2vO=kcNO)?c(O2),k正、k逆为速率常数,仅受温度影响。当温度改()()2消耗逆消耗逆(
(3)①结合三行计算列式计算平衡浓度,平衡常数K=;
22
②达到平衡状态时正逆反应速率相等,根据k正c(NO2)=k逆c(NO)?c(O2),且k正=k逆,可知
=0.8,
c2(NO2)=c2(NO)?c(O2),T2时化学平衡常数K等于1;
(4)碱性条件下,强氧化剂过硫酸钠(Na2S2O8)可脱除水体中的NO2,反应生成硫酸钠、硝酸钠和水,温度越高反应速率越大,若要提高NO2的脱除率偏高正向进行。
本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律的计算应用、化学反应速率影响因素和平衡影响因素的理解应用、平衡常数计算、图象分析判断等,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
--
变为T2时,若k正=k逆,可知c2(NO2)=c2(NO)?c(O2),T2时化学平衡常数K等于1,大于0.8,且该反应的正反应是吸热反应,说明升高温度平衡正向移动,所以 T1<T2,
故答案为:<;达到平衡状态时正逆反应速率相等,根据k正c(NO2)=k逆c(NO)?c(O2),且k
22
=kcNO=c,可知()(NO)?c(O2),T2时化学平衡常数K等于1,大于0.8,且该反应的正反2正逆
2
2
应是吸热反应,说明升高温度平衡正向移动,所以T1<T2;
(4)碱性条件下,强氧化剂过硫酸钠(Na2S2O8)可脱除水体中的NO2,反应生成硫酸钠、硝酸钠
-2-2--和水,反应的离子方程式为:2OH+S2O8+NO2?2SO4+NO3+H2O,
-2---2--反应2为NO2+S2O8+2OH?NO3+2SO4+H2O,温度越高NO2脱除率越大,说明升温反应速-率增大,a、b点的反应速率va<vb,若要提高NO2的脱除率,可以采取的措施有:增加Na2S2O8
-
的初始浓度或适当升高温度,
-2-2--故答案为:2OH+S2O8+NO2?2SO4+NO3+H2O;<;增加Na2S2O8的初始浓度或适当升高温
度。
(1)①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180 kJ/mol ②N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+68 kJ/mol
2得到2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H; 盖斯定律计算②-①×
(2)因为决定2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)速率的是反应Ⅱ,所以反应Ⅰ的活化能E1远小于反应Ⅱ的活化能E2;决定反应速率的是反应Ⅱ;
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