题目内容
【题目】一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以钴以Co2O3CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面，锂混杂于其中．从该废料中回收（CoO） 的工艺流程如图： 
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为 ．
（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根） ． 在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因 ．
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3 ， 碳酸钠溶液在产生Al（OH）3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式 ．
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是 ．
（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是（填序号）．
A.c（Na+）=2c（CO32﹣）
B.c（Na+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣）
C.c（OH﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（H+）
D.c（OH﹣）﹣c（H+）=c（HCO3﹣）+2c（H2CO3）
【答案】
（1）2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑
（2）4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O； Co2O3?CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境
（3）2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
（4）调整pH,提供CO32﹣,使Co2+沉淀为CoCO3
（5）BCD
【解析】解：（1）铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子反应方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑，
所以答案是：2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑；（2）Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O，反应方程式为：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；盐酸具有还原性，能被Co2O3CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境，所以不能盐酸，
所以答案是：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境；（3）铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；
所以答案是：2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳；碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH，提供CO32﹣，使Co2+沉淀为CoCO3；
所以答案是：调整pH，提供CO32﹣，使Co2+沉淀为CoCO3；（5）A．由物料守恒可知c（Na+）=2c（HCO3﹣）+2c（CO32﹣）+2c（H2CO3），故A错误；
B．碳酸根离子发生水解，且以第一步水解为主，所以溶液中离子浓度：c（Na+）＞c（CO32﹣）＞c（HCO3﹣），故B正确；
C．碳酸根离子发生水解，水解呈碱性，且存在两步水解，则溶液中离子浓度：c（OH﹣）＞c（HCO3﹣）＞c（H+），故C正确；
D．Na2CO3溶液中质子守恒：c（OH﹣）﹣c（H+）═c（HCO3﹣）+2c（H2CO3），故D正确；
所以答案是：BCD．
【题目】原子序数依次增加的前四周期的主族元素A~I，有关性质如下：
元素代号 | A | B | C | D | E | F | G | H | I |
原子半径/nm | 0.037 | 0.074 | 0.073 | 0.071 | 0.143 | 0.102 | 0.099 | 0.197 | 0.114 |
主要化合价 | +1 | +5、-3 | -2 | -1 | +4、-4 | +6、-2 | +7、-1 | +2 | +7、-1 |
已知E的单质是一种常见的半导体材料，分析表中数据，回答有关问题：
（1）元素G在周期表中的位置是_______，元素C的气态氢化物的电子式为_______。
（2）元素A、B、G可形成化合物B A4G，该化合物中存在的化学键有_______， E的单质晶体属于_______晶体（填“离子”、“分子”或“原子”），
（3）元素D、G、I的非金属性由强到弱的顺序是________（用元素符号表示），
（4）元素C、D的气态氢化物的稳定性顺序为_______（用化学式表示），元素D的单质可以将元素C从化合物A2C中置换出来，该置换反应的化学方程式为_______。
【题目】雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度mol/L | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据判断试样的pH=_________。
（2）汽车尾气中NOx和CO的生成：
①已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H>0恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是____
A.混合气体的密度不再变化 B.混合气体的平均分子量不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2 D.氧气的百分含量不再变化
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO(g)=2C(s)+O2(g)，已知该反应的△H＞0，则该设想能否实现______________（填“能”或“不能”）
（3）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：
H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=－241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g) =CO(g)△H =-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：___________________。
②洗涤含SO2的烟气。
（4）汽车尾气净化的主要原理：2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)；△H＜0，若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_________（填序号）。（如图中v正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：
物质 温度/℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
（1）写出NO与活性炭反应的化学方程式______________________；
（2）计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=__________________；若T1＜T2，则该反应的△H__________________0(填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________；
【答案】 4 D 不能 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1 BD C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) 4 < 80%
【解析】（1）根据表格提供的离子可知，NH4＋ 水解导致试样溶液呈酸性，再根据电荷守恒可知，c(K＋)+c(NH4＋ )+c(Na＋)+c(H＋)=2c(SO42-)+c(Cl－)+c(NO3-)，将表格中的数据代入得H+离子浓度为10-4，则PH值为4。
（2）①在恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积始终不变，混合气体的密度也始终不变，密度不能作为达到平衡状态的判据，A项错误；该反应是气体体积不变的可逆反应，根据M=质量/n，则混合气体的平均分子量始终不变，不能作为达到平衡的判据，B项错误；N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2不能说明反应各物质的浓度保持不变，C项错误；氧气的百分含量不再变化，说明反应达到平衡状态，D项正确；答案选D。
②化学反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一个熵减、吸热的反应，则△H-T△S>0，所以该设想不能实现。
（3）已知：①H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g) △H=－241.8kJ·mol-1、②C(s)+1/2O2(g) =CO(g) △H =-110.5kJ·mol-1，利用盖斯定律，将②-①可得C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=（-110.51kJmol-1）-（-241.81kJmol-1）=+13l.3 kJmol-1，所以焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +131.3 kJmol-1 。
（4）可逆反应达化学平衡状态时正逆反应速率不再变化，A项错误；该物质的浓度在化学平衡时保持不变，所以K不再变化，B项正确；对于恒容容器而言，各物质的物质的量不再改变，C项错误；平衡时NO的质量分数不再改变，D项正确，答案选BD。
（5）①由表中数据可知，C、NO、E、F的化学计量数之比为0.040：0.080：0.040：0.040 =1：2：1：1，反应中C被氧化，结合原子守恒可知，生成物为N2与CO2，且该反应为可逆反应，则反应方程式为C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)。
②从表中数据可知T1℃时的平衡浓度c(NO)=0.004mol/L，c(N2)=c(CO2)=0.008 mol/L，则T1℃时该反应的平衡常数为K1=（0.008×0.008）÷(0.004×0.004)=4从T1到T2，NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，若T1＜T2，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，则该反应的正向为放热反应，则△H < 0。
③在T1时，K=4，设NO的转化率为x，根据三段式解答：
C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g)
起始浓度 0.04 0 0
变化浓度 0.04x 0.02x 0.02x
平衡浓度 0.04-0.04x 0.02x 0.02x
K=[0.02x×0.02x]÷[(0.04-0.04x)×(0.04-0.04x)=4，解得x=0.8，即达到新的平衡时，NO的转化率为80%。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：
已知：钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO4和FeSO4，TiOSO4遇水会水解。请回答下列问题：
（1）操作1用到的玻璃仪器除烧杯外还有_________；
（2）请结合化学用语解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理_______________。
（3）已知钛的还原性介于铝与锌之间。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁，那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是____________。
（4）电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解质，用碳块作电解槽，其阴极反应的电极反应式是___________________________________。
（5）为测定溶液中TiOSO4的含量，先取待测钛液10 mL用水稀释至100 mL，加过量铝粉，充分振荡，使其完全反应：3TiO2+ +Al+6H+=3Ti3++Al3++3H2O。过滤后，取无色滤液20.00 mL，向其中滴加2～3滴KSCN溶液作指示剂，用______________________（填一种玻璃仪器的名称）滴加0.1000mol·L-1 FeCl3溶液，发生Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。滴定终点时的现象是___________________________________，若用去了30.00mL FeC13溶液，待测钛液中TiOSO4的物质的量浓度是______________mol/L。
