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《江苏省常熟市2022-2023学年高三上学期阶段性抽测一化学Word版含解析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
高三化学试卷可能用到的相对原子质量:H1B11N14O16一、单项选择题:每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项最符合题意。1.油纸伞是国家级非物质文化遗产之一,《天工开物》中写道“凡糊雨伞与油扇,皆用小皮纸”,这里的皮纸主要是指桑皮和山桠皮。通常油纸伞的制作工艺主要经历备料、制伞骨架、制伞面、伞面绘图、装饰等几个步骤。下列有关说法中正确的是A.桑皮和山桠皮主要成分为蛋白质B.桐油由桐树种子压榨而得,属于油脂C.绘图颜料石绿——孔雀石主要成分碱式碳酸铜为复盐D.桐油在空气中发生物理变化变稠变干【答案】B【解析】【分析】【详解】A.桑皮和山桠皮主要成分为纤维素,故A错误;B.桐油是油脂,故B正确;C.复盐是由两种金属离子(或铵根离子)和一种酸根离子构成的盐,故碱式碳酸铜不是复盐,故C错误;D.桐油是植物油,为不饱和脂肪酸甘油酯,在空气中易被氧化变质,故不是物理变化,故D错误;故选B。2.和的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是A.与都能在水中与氨形成配合物B.和的熔点都比的低C.和均可表现出弱酸性D.和的氢化物都不能在酸中稳定存在【答案】A【解析】【详解】A.半径小,不能容纳6个氮原子和它配位,则不能在水中与氨形成配合物,A项错误;B.和属于分子晶体,而属于离子晶体,则和的熔点都比的低,B项正确;C.和均两性氢氧化物,则均可表现出弱酸性,C项正确;
1D.和的氢化物与酸反应,生成对应的盐和氢气,则都不能在酸中稳定存在,D项正确;答案选A。3.下列物质的性质与应用对应关系正确的是A.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于自来水的杀菌消毒B.具有强氧化性,可用作呼吸面具供氧剂C.氧化铝熔点很高,可用于制造耐火坩埚D.硬度大,可用于制光导纤维【答案】C【解析】【详解】A.聚合硫酸铁溶于水形成吸附性强的氢氧化铁胶体,吸附水中悬浮物形成沉淀,达到净水目的,但聚合硫酸铁没有强氧化性,不能用于自来水杀菌消毒,故A错误;B.Na2O2能与CO2、H2O反应生成O2,可用作呼吸面具供氧剂,与Na2O2具有强氧化性无关,故B错误;C.氧化铝是离子化合物,离子键强,导致其熔点很高,可用于制造耐火坩埚,故C正确;D.SiO2制光导纤维,利用的是其良好的光学性质,与其硬度大无关,故D错误;故选C。4.短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,他们组成一种团簇分子,结构如图所示。X、M的族序数等于周期数,Y是地壳中最丰富、分布最广的元素,Z原子最外层电子数为2。下列说法不正确的是A.该团簇分子的分子式为X2Z2M2Y6B.简单离子半径:Y>MC.工业上常电解熔融的ZY制取Z单质D.第一电离能:M<Z【答案】C【解析】【分析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,X、M的族序数均等于周期序数,可能为H、Be、Al;Y是地壳中最丰富、分布最广的元素,则Y是O元素,M的原子序数大于O,则M为Al
2;根据图示可知,X与O形成1个共价键,则X为H元素;Z原子最外层电子数为2则Z的化合价为+2价,其原子序数介于O、Al之间,则Z为Mg元素,以此分析解答。【详解】根据分析可知,X为H,Y为O,Z为Mg,M为Al元素,A.由团簇分子结构可知分子式为X2Z2M2Y6,故A正确;B.Y为O,M为Al元素,氧离子、铝离子的核外电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:Y>M,故B正确;C.MgO熔沸点较高,工业上通过电解熔融氯化镁冶炼镁,故C错误;D.Z为Mg,M为Al元素,Mg的3s轨道为全满稳定状态,其第一电离能大于Al,则第一电离能:M<Z,故D正确;故选:C。5.在指定条件下,下列选项所示的物质间的转化能够实现的是A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A.SO2溶于水,反应产生H2SO3,不能反应产生H2SO4,因此不能实现物质之间的转化关系,A不符合题意;B.SO3与HBr不能发生氧化还原反应产生Br2,因此不能实现物质之间的转化关系,B不符合题意;C.S与O2在点燃时反应产生SO2,不能反应产生SO3,因此不能实现物质之间的转化关系,C不符合题意;D.浓H2SO4具有强氧化性,会将S氧化反应产生SO2,能实现物质之间的转化关系,D不符合题意;故合理选项是D。6.下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是A.滴入酚酞溶液B.吸氧腐蚀C.钠的燃烧D.石蜡油的热分解
3A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠都会因水解而使溶液显碱性,碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,滴入酚酞溶液后,碳酸钠溶液呈现红色,碳酸氢钠的溶液呈现浅红色,A正确;B.食盐水为中性,铁钉发生吸氧腐蚀,试管中的气体减少,导管口形成一段水柱,B正确;C.钠燃烧温度在400℃以上,玻璃表面皿不耐高温,故钠燃烧通常载体为坩埚或者燃烧匙,C错误;D.石蜡油发生热分解,产生不饱和烃,不饱和烃与溴发生加成反应,使试管中溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;故答案选C。7.科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为进入大气层,反应过程如图所示。下列说法正确的是A.过程Ⅰ中发生氧化反应B.a和b中转移的数目相等C.过程Ⅱ中参与反应的D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为【答案】D【解析】【详解】A.由图示可知,过程I中NO转化为NO,氮元素化合价由+3价降低到+2价,NO作氧化剂,被还原,发生还原反应,A错误;
4B.由图示可知,过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+2H++e-NO+H2O,生成1molNO,a过程转移1mole-,过程II为NO和NH在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1molNO,b过程转移4mole-,转移电子数目不相等,B错误;C.由图示可知,过程II发生反应的参与反应的离子方程式为:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO):n(NH)=1:1,C错误;D.由图示可知,过程I的离子方程式为NO+2H++e-NO+H2O,过程II的离子方程式为NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,过程III的离子方程式为N2H4N2↑+4H++4e-,则过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+NH=N2↑+2H2O,D正确;答案选D。8.由含硒废料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)制取硒的流程如下:下列有关说法正确的是A.“分离”的方法是蒸馏B.“滤液”中主要存在的阴离子有:SO、SiOC.“酸化”时发生的离子反应方程式为SeSO+H2O=Se↓+SO2↑+2OH-D.SiO2晶胞如图所示,1个SiO2晶胞中有16个O原子
5【答案】D【解析】【详解】A.含硒废料中除硫单质外其他物质均不溶于煤油,所以分离的方法应为过滤,A错误;B.除硫后稀硫酸进行酸溶Fe2O3、CuO、ZnO均与硫酸反应生成相应的盐,Se和SiO2不与硫酸反应,所以滤液中主要存在的阴离子为SO,B错误;C.酸性溶液中不会生成氢氧根,正确离子方程式应为SeSO+2H+=Se↓+SO2↑+H2O,C错误;D.据图可知,图中16个O原子全部位于晶胞内部,所以1个SiO2晶胞中有16个O原子,D正确;综上所述答案为D。9.抗阿尔茨海默病药物多奈哌齐的部分合成路线如下:下列说法正确的是A.1mol化合物X中含有3mol碳氧π键B.Y存在顺反异构体且所有碳原子一定共平面C.Z既能与氢氧化钠溶液反应又能与盐酸反应D.X、Y分别与足量酸性溶液反应所得芳香族化合物相同【答案】D【解析】详解】A.醛基中含有碳氧双键,故1mol化合物X中含有1mol碳氧π键,A错误;B.Y存在顺反异构体,苯环及其连接的碳原子共面,碳碳双键可确定一个平面,苯环和碳碳双键确定的两个平面有一个交点,经过旋转,两个平面有可能共面,B错误;C.Z中不含能和NaOH反应的官能团,所以不能和氢氧化钠溶液反应,C错误;D.X中醛基、Y中含碳碳双键的侧链均可被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基,所得芳香族化合物相同,D正确;故选D。10.化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。
6分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B.最高价氧化物的水化物的酸性:C.阶段热分解失去4个D.热分解后生成固体化合物【答案】D【解析】【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。【详解】A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去4个H2O,故C错误;D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。
7综上所述,答案为D。11.电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是A.充电时,电池的总反应B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时,正极发生反应【答案】C【解析】【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-=Li+)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,结合图示,充电时金属Li电极为阴极,光催化电极为阳极;则放电时金属Li电极为负极,光催化电极为正极;据此作答。【详解】A.光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应,充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确;B.充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;C.放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;D.放电时总反应为2Li+O2=Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2,D正确;答案选C。
812.由下列实验及现象推出的相应结论正确的是选项实验现象结论A向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变该食盐属于无碘盐B将某硝酸亚铁溶液用盐酸酸化,并滴加少量KSCN溶液溶液变红该硝酸亚铁溶液已变质C用热碳酸钠溶液清洗铁钉表面上油垢油垢无明显变化该油垢的主要成分不是动、植物油脂D将新制的氢氧化铜悬浊液与某饮品混合,加热未出现砖红色沉淀该饮品不含糖A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.淀粉遇I2变蓝色,加碘食盐中加入的是KIO3不是碘单质,KIO3遇淀粉无现象,A错误;B.将某硝酸亚铁溶液用盐酸酸化,亚铁一定会被氧化,无法证明原溶液是否变质,B错误;C.若该油垢的主要成分是动、植物油脂,会被洗涤,C正确;D.糖分为还原糖和非还原糖,糖类物质不一定能与氢氧化铜悬浊液反应,或饮品可能呈酸性,可溶解氢氧化铜,D错误;故选C。13.NaClO溶液具有漂白能力,已知25℃时,。下列关于NaClO溶液说法正确的是A.溶液中,B.长期露置在空气中,释放,漂白能力减弱C.通入过量,反应的离子方程式为D.25℃,的NaClO和HClO的混合溶液中,【答案】D
9【解析】【详解】A.由题意可知,次氯酸是弱酸,次氯酸根离子会在溶液中发生水解反应使溶液呈碱性,则0.01mol/L次氯酸钠溶液中质子守恒可得,A错误;B.次氯酸钠是强碱弱酸盐,次氯酸钠在溶液中发生水解反应生成次氯酸和氢氧化钠,溶液中次氯酸长期露置在空气中遇光会发生分解反应生成盐酸和氧气,不可能释放出氯气,B错误;C.过量的二氧化硫与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成硫酸和氯化钠,反应的离子方程式为SO2+ClO−+H2O=Cl-+SO+2H+,C错误;D.25℃,pH=7.0的次氯酸钠和次氯酸的混合溶液呈中性,溶液中存在电荷守恒关系c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),则溶液中c(ClO-)=c(Na+),由次氯酸的电离常数可知,次氯酸根离子在溶液中水解常数为Kh=>Ka,则等浓度的次氯酸钠和次氯酸的混合溶液中,次氯酸根离子的水解程度大于次氯酸的电离程度,溶液呈碱性,所以中性溶液中次氯酸的浓度大于次氯酸根离子,溶液中微粒浓度的大小关系为c(HClO)>c(ClO-)=c(Na+),D正确;故答案选D。14.以为原料炼铁,在生产过程中主要发生如下反应:反应I:反应II:为研究温度对还原产物的影响,将一定体积CO气体通入装有粉末的反应器,保持其它条件不变,反应达平衡时,测得CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是A.反应II的B.其他条件不变,增大压强,的产量增大C.反应温度越高,主要还原产物中铁元素的价态越低D.温度高于1040℃时,反应管中发生的主要反应的化学平衡常数【答案】A
10【解析】【详解】A.由图可知,300℃~570℃,随着温度的升高,CO的体积分数增大,而反应①是吸热反应,随着温度的升高,平衡正向移动,CO体积分数减小,说明300℃~570℃,Fe3O4(s)和CO(g)发生的主要反应为②,即反应②是放热反应,ΔH小于0,选项A正确;B.反应Ⅰ和反应Ⅱ均为气体气体不变的反应,改变压强,平衡不移动,铁的质量不变,选项B错误;C.由图可知,温度高于570℃,随着温度的升高,CO的体积分数减小,说明反应以①为主,即反应温度越高,Fe3O4主要还原产物中铁元素的价态越高,选项C错误;D.1040℃时,Fe3O4(s)和CO(g)发生的主要反应为①,=4,反应①是吸热反应,随着温度的升高,平衡正向移动,K值增大,所以温度高于1040℃时,Fe3O4(s)和CO(g)发生的主要反应的化学平衡常数K>4,选项D错误;答案选A。二、非选择题(共4题,共58分)15.一种主要成分为、、,还含有少量CaO、、等的SCR催化剂广泛应用于燃煤烟气的处理。从废SCR催化剂中回收钨的工艺如下:(1)“酸浸还原”中转化成可溶于水的,该反应的化学方程式为_______。(2)“碱浸”时转化为的离子方程式为_______。(3)“滤渣”的主要成分是_______。(4)常温下,。“沉钨”过程中不断加入石灰乳,当“滤液”的时,为_______。(5)“熔融电解”过程中阴极反应为。电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是_______。【答案】(1)(2)
11(3)(4)(5)石墨此时作阳极,发生氧化反应,生成了,石墨被消耗【解析】【分析】SCR催化剂的主要成分为、、以及少量CaO、、,加入H2C2O4酸浸还原时,会转化为可溶于水的,随钒浸液离开体系。CaO会转化为CaC2O4随TiO2、、进入碱浸环节,加入NaOH溶液后,会转化为NaAlO2,WO3会转化为Na2WO4,其余物质跟随钛渣分离;调pH时加入盐酸,NaAlO2转化为Al(OH)3,溶液中剩余的Na2WO4中加入石灰乳可获得CaWO4沉淀,经熔融电解获得W,据此分析解答。【小问1详解】“酸浸还原”中转化成可溶于水的,H2C2O4被氧化为二氧化碳,根据得失电子守恒、元素守恒配平该反应的化学方程式为。【小问2详解】“碱浸”时转化为的离子方程式为。【小问3详解】根据分析知,“滤渣”的主要成分是。【小问4详解】当“滤液”的时,,。【小问5详解】“熔融电解”过程中阴极反应为。电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是石墨此时作阳极,发生氧化反应,生成了,石墨被消耗。16.化合物G为一种促进睡眠药物,其部分合成路线如下:
12(1)A能与以任意比水混溶,原因是_______。(2)化合物G中碳原子的杂化方式有几种_______。(3)由C和D转化为E的过程中,还生成2分子的甲醇,则化合物的结构简式为_______。(4)F经水解并还原得到的一种产物为,写出满足下列条件的H的同分异构体的结构简式_______。①苯环上有4个取代基;②能发生银镜反应,存在4种不同化学环境的氢原子。(5)已知:。写出以苯酚和碘甲烷为原料制备的合成路线流程图_____。(无机试剂任用,合成路线流程图见本题题干)【答案】(1)该分子为极性分子且能与水分子间形成氢键(2)3种(3)(4)或(5)【解析】【分析】此流程中各物质基本都已给出,A到B根据物质结构的特点变化判断发生了取代反应;B到C根据官能团的变化,发生了加成反应,根据E的结构简式及(3)已知信息可以判断出条件D
13的结构简式为:;E到F根据结构简式的变化判断发生了取代反应,利用取代反应的特点:有上有下进行判断;【小问1详解】根据物质的溶解性影响因素进行判断:A分子属于极性分子易溶于极性溶剂,其次A中含有氧原子和氮原子可以与水分子中的氢原子形成氢键;故答案为A分子属于极性分子且能与水分子间形成氢键;【小问2详解】化合物G中碳原子的成键方式有单键、双键、三键,所以杂化方式有sp3、sp2、sp共3种;【小问3详解】根据E的结构简式判断D中含有苯环,且含两个取代基在间位,根据C的结构简式和生成2分子的甲醇判断C和D反应时,C中脱去2个-CH3O,D分子中脱去2个氢原子,故D的结构简式为:;【小问4详解】F分子经水解,根据F中含有肽键判断水解成氨基和羧基,根据能发生银镜判断一般含有醛基,根据存在4中不同化学环境的氢原子判断分子非常对称,判断H的同分异构体的结构简式为:或;【小问5详解】以苯酚和碘甲烷为原料制备的合成路线,根据目标产物判断是苯环发生了加成生成了烷烃环,在根据已知碳基最终合成肽键,故苯酚先和氢气发生加成,生成环己醇,环己醇变为酮后即可利用已知反应过程,故环己醇又被氧气氧化生成环己酮,根基已知反应利用其反应条件进行后推,硫酸试剂后得到肽键,再根据题目中流程在碘乙烷作用下发生取代反应上烷基,根据所得产物判断用碘甲烷进行制取;故流程为:
14;【点睛】此题考查有机物的推断,根据官能团的变化,或者结构简式的变化判断反应类型或者反应的条件。17.硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品KSCN熔点为172℃,加热至430℃会发生变化,500℃时发生分解。实验室制备硫氰化钾的装置如图所示:已知:I.不溶于,密度比水大且不溶于水;II.三颈瓶内盛放:、水和催化剂;III.,该反应比较缓慢且在高于170℃时易分解。(1)制备KSCN溶液①A装置的作用是_______。②实验过程中待观察到三颈烧瓶中出现_______现象时,关闭,保持三颈烧瓶内液温105℃一段时间,然后打开,继续保持液温105℃一段时间,缓缓滴入适量的KOH溶液,充分反应。打开,继续保持液温105℃一段时间的原因是_______。写出三颈烧瓶中生成KSCN的化学方程式_______。③得到硫氰化钾晶体:_______、_______、_______、过滤,洗涤,减压干燥,得硫氰化钾晶体(2)性质探究在试管中依次加入1滴溶液、5mL饱和碘水、1滴溶液,tmin后加入1滴KSCN溶液,溶液变红。甲同学认为是氧化了,乙同学提出了质疑,认为实验现象不能证明氧化了,可能是氧化了。请设计实验方案验证乙同学的质疑_______。
15(3)上题中涉及的溶液是由溶于水得到,实验室常用标准溶液测定过二硫酸铵的纯度(过二硫酸铵的相对分子量为238,滴定反应的离子方程式为:)。取wg过二硫酸铵样品溶于蒸馏水配制成250mL溶液。准确量取20.00mL配制的溶液于锥形瓶中,用标准溶液滴定至终点,重复进行三次平行实验,测得有关数据如表所示:实验序号起始读数/mL终点读数/mLI2.5022.58II1.0023.12III0.0019.92根据上述数据计算,样品的纯度为_______(用含w、c的代数式表示,可不化简)。【答案】(1)①.观察气泡的产生速率,便于控制氨气的生成速率②.三颈烧瓶中溶液不再分层③.使溶液中的分解完全④.⑤.滤去三颈烧瓶中的固体催化剂⑥.减压蒸发浓缩⑦.冷却结晶(2)在试管中依次加入1滴溶液、5mL蒸馏水、1滴溶液,tmin后加入1滴KSCN溶液,溶液若变红,可能是氧化了(3)【解析】【小问1详解】不溶于,装置A的作用是观察气泡的产生速率,便于控制氨气的生成速率;三颈瓶内盛放:、水和催化剂,溶液分层,通入氨气发生反应:,该反应比较缓慢且在高于170℃时易分解,实验过程中待观察到三颈烧瓶中出现三颈烧瓶中溶液不再分层现象时,关闭。保持三颈烧瓶内液温105℃一段时间,然后打开,继续保持液温105℃
16一段时间,缓缓滴入适量的KOH溶液,充分反应生成硫氰化钾:。打开,继续保持液温105℃一段时间的原因是使溶液中的分解完全;滤去三颈烧瓶中的固体催化剂后减压蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤,减压干燥,得硫氰化钾晶体;【小问2详解】实验设计的关键是将碘水替换成等体积的蒸馏水,实验探究在无碘单质只有银离子的情况下是否会生成三价铁离子。方案为在试管中依次加入1滴溶液、5mL蒸馏水、1滴溶液,tmin后加入1滴KSCN溶液,溶液若变红,可能是氧化了;【小问3详解】三次滴定中第二次滴定数据有较大误差,删除掉,求算实验I和实验III的平均值,标准液体积为mL,根据滴定反应的离子方程式为:知20mL溶液中过二硫酸铵的物质的量为,故250mL溶液中含有的过二硫酸铵的物质的量为,质量为,样品的纯度为。18.钴()的常见化合价有+2、+3等,均容易形成相应配离子,如、。脱除烟气中NO的机理如下:I.活化氧气:在氨水中与氧气作用生成具有强氧化性微粒X(其中Co的化合价为+3),X的结构如上图所示。(1)用“□”标识出X中体现强氧化性的基团:_______。II.配位较钴的其它配位离子易吸收NO生成,将NO由气相转入液相。溶液的pH对NO的配位脱除率的影响如图所示。
17(2)图中时,NO脱除率较低,其原因可能是_______。III.氧化吸收:被X氧化为,在氨水中生成硝酸铵和亚硝酸铵,达到脱除NO的效果。(3)用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现的再生,维持溶液脱除NO的能力,可能机理如图所示。已知:活性炭表面既有大量的酸性基团,又有大量的碱性基团。溶液的pH对活性炭表面所带电荷有影响。时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。①由步骤(ii)可知活性炭表面有大量的_______(填“酸性”或“碱性”)基团。②写出步骤(iii)的离子反应方程式:_______。(4)一定温度下,pH对再生反应的影响如图所示。
18①当时,的转化率随pH的减小而降低_______的原因是。当时,的转化率随pH的增大而降低的原因是_______。(5)一定pH下,反应相同时间,转化率随温度的升高而增大,可能的原因是_______。(至少答出2点)【答案】(1)(2)在pH相对较低的溶液中不稳定(3)①.酸性②.(4)①.pH越低,活性炭表面所带正电荷越多,与静电斥力增加,不利于的催化还原②.pH增加,的解离受到抑制,不利于的生成,从而不利于的催化还原(5)温度升高,反应速率加快,有利于反应的转化率;温度升高有利于的解离,有利于的生成,从而有利于的还原;温度升高,氧气在水中的溶解度下降,有利于反应产物氧气从活性炭表面脱除,从而有利于的吸附与还原【解析】【小问1详解】在该微粒中含有双氧链,该结构具有强氧化性,故用"口标识出X中体现强氧化性的基团为。【小问2详解】
19图中pH=9.75时,NO脱除率较低,其原因可能是在pH相对较低的溶液中不稳定;【小问3详解】①由步骤(ⅱ)可知有Co3+产生,所以活性炭表面有大量的酸性基团。②步骤(ⅲ)中Co3+被还原为Co2+,反应的离子反应方程式为。【小问4详解】①由于pH越低,活性炭表面所带正电荷越多,与静电斥力增加,不利于的催化还原,因此当时,的转化率随pH的减小而降低。②由于pH增加,的解离受到抑制,不利于的催化还原,所以当pH>6.5时,的转化率随pH的增大而降低。【小问5详解】温度升高,反应速率加快,有利于反应的转化率;温度升高有利于的解离,有利于的生成,从而有利于的还原;温度升高,氧气在水中的溶解度下降,有利于反应产物氧气从活性炭表面脱除,从而有利于的吸附与还原,因此的转化率随温度的升高而增大。
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