广东省佛山市南海区桂城中学等七校联合体2019届高三冲刺模拟理科综合化学试题 含解析 下载本文

A. 正极反应为:3O2+12e+4Al=2Al2O3

B. 传感器总反应为:3O2+4AlI3+12Ag=2Al2O3+12AgI C. 外电路转移0.01mol电子,消耗O2的体积为0.56L D. 给传感器充电时,Ag向多孔石墨电极移动 【答案】B 【解析】 【分析】

由图可知,传感器中发生4AlI3+3O2═2Al2O3+6I2,原电池反应为2Ag+I2=2AgI,所以原电池的负极发生Ag-e=Ag,正极发生I2+2Ag+2e=2AgI,充电时,阳极与外加电源正极相接、阴极阴极与外加电源负极相接,反应式与正极、负极反应式正好相反

【详解】A.原电池正极电极反应为I2+2Ag+2e=2AgI,故A错误;

B.由题中信息可知,传感器中首先发生①4AlI3+3O2═2Al2O3+6I2,然后发生原电池反应②2Ag+I2=2AgI,①+3②得到总反应为3O2+4AlI3+12Ag═2Al2O3+12AgI,故B正确; C.没有指明温度和压强,无法计算气体体积,故C错误;

D.给传感器充电时,Ag+向阴极移动,即向Ag电极移动,故D错误; 故选B。

8.制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3主要实验流程如下:

+

-3+

已知:① 氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;

② N2H4·H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。

⑴从流程分析,本流程所用的主要有机原料为_______________(写名称)。

⑵步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度为41℃,测得产物中除NaClO外还含有NaClO3,且两者物质的量之比为5∶1,该反应的离子方程式为____________________。

⑶实验中,为使步骤Ⅰ中反应温度不高于40 ℃,除减缓Cl2的通入速率外,还可采取的措施是_________________。

⑷步骤Ⅱ合成N2H4·H2O(沸点约118 ℃)的装置如图。NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2](沸点196.6℃)水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。

① 使用冷凝管的目的是_________________。 ② 滴液漏斗内的试剂是_______;

将滴液漏斗内的液体放入三颈烧瓶内的操作是______________________________; ③ 写出流程中生成水合肼反应的化学方程式________________________________。 ⑸ 步骤Ⅳ制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图所示)。

① 边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定停止通SO2的pH值为____(取近似整数值,下同);

②用制得的NaHSO3溶液再制Na2SO3溶液的pH应控制在________。

【答案】 (1). 尿素 (2). 8Cl2 + 16OH- = 5ClO-+ ClO3- + 10Cl- + 8H2O (3). 冰水浴冷却 (4). 通过冷凝回流,减少水合肼的挥发,提高水合肼的产率 (5). NaClO碱性溶液 (6). 打开滴液漏斗的活塞,旋转旋塞使漏斗内的液体缓缓流下 (7). NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH

= NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3 (8). 4 (9). 10 【解析】 【分析】

由实验流程可知,氯气和氢氧化钠溶液的反应生成NaClO,为避免生成NaClO3,应控制温度在40℃以下,生成的NaClO与尿素反应生成N2H4?H2O和Na2CO3,可用蒸馏的方法分离出N2H4?H2O,副产品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3,结合对应物质的性质以及题给信息分析解答。 【详解】⑴根据流程图,本流程所用的主要有机原料为尿素,故答案为:尿素;

(2)若温度为41℃,测得产物中除NaClO外还含有NaClO3,且两者物质量之比为5∶1,同时还生成NaCl,根据得失电子守恒,ClO-∶ClO3- ∶Cl- 物质的量之比为5∶1∶10,反应的离子方程式为8Cl2 + 16OH = 5ClO+ ClO3 + 10Cl + 8H2O,故答案为:8Cl2 + 16OH = 5ClO+ ClO3 + 10Cl + 8H2O; ⑶氯气与烧碱溶液的反应是放热反应,实验中,为使步骤Ⅰ中反应温度不高于40 ℃,除减缓Cl2

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的通入速率外,避免反应过于剧烈,放出大量的热而导致温度升高,还可以用冰水浴冷却,故答案为:冰水浴冷却;

(4)①为避免N2H4?H2O的挥发,使用冷凝管,起到冷凝回流,减少水合肼的挥发,提高水合肼的产率,故答案为:通过冷凝回流,减少水合肼的挥发,提高水合肼的产率;

②为了避免N2H4?H2O与 NaClO剧烈反应生成N2,实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液;将滴液漏斗内的液体放入三颈烧瓶内的操作是打开滴液漏斗的活塞,旋转旋塞使漏斗内的液体缓缓流下,故答案为:NaClO碱性溶液;打开滴液漏斗的活塞,旋转旋塞使漏斗内的液体缓缓流下;

③ 根据流程图,NaClO 和CO(NH2)2 在NaOH溶液中反应生成水合肼和碳酸钠,反应的化学方程式

为NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH= NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3,故答案为:NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH= NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3;

(5)用Na2CO3制备无水Na2SO3,在Na2CO3溶液中通入过量的二氧化硫生成NaHSO3,然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。

①由图像可知,溶液pH约为4时,可完全反应生成NaHSO3,此时可停止通入二氧化硫,故答案为:4;

②由图像可知pH约为10时,可完全反应生成Na2SO3,故答案为:10。

9.磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如下:

已知:碳酸锂在水中的溶解度,0℃时为1.54g,90℃时为0.85g,100℃时为0.71g。 (1)上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

(2)“氧化”发生反应的离子方程式为__________;若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。 (3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中,“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表: pH ω(Fe)/% ω(Li)/%

则最佳的沉淀pH=________。

(4)“沉锂\时的温度应选(填标号)______为宜,并用___洗涤(填“热水\或“冷水\)。 a.90℃ b.60 ℃ c.30 ℃ d.0 ℃

(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为________。

(6)工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4,该反应的化学方程式为________

3.5 66.5 0.9 5.0 79.2 1.3 6.5 88.5 1.9 8.0 97.2 2.4 10.0 97.4 4.5 12.0 981 8.0 .【答案】 (1). 5 (2). H2O2+2Fe+2H=2Fe+2H2O (3). 产生氮的氧化物,污染空气 (4). 2.6×10-6 (5). 8 (6). a (7). 热水 (8). FePO4+e-+Li+=LiFePO4 (9). 2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O4【解析】 【分析】

由已知废旧电池正极片为磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等,加氢氧化钠溶液后,铝箔溶解,通过过滤除去含铝的溶液,滤渣加入硫酸,溶解磷酸亚铁锂,炭黑不溶,再过滤除去炭黑,滤液中加入H2O2,氧化Fe2+生成Fe3+,加入NaOH和NH3·H2O调节pH,使Fe3+变成Fe(OH)3沉淀。过滤后除去沉淀,滤液中加入碳酸钠,碳酸锂在水中的溶解度很小,把易容的硫酸锂转化为微溶的碳酸锂即可。

2++3+

2LiFePO4+H2O+3CO2↑