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2CO3分解
加快搅拌速率
2H2O,还含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3,加入(NH4)2CO3溶液浸取,其中CaSO4(4)工业废渣主要含CaSO4·
与(NH4)2CO3反应生成CaCO3和(NH4)2SO4,SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反应,过滤后所得滤渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,与此同时发生反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反应,经过滤除去SiO2;得到的滤液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根据“pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全,pH=8.5时Al(OH)3开始溶解”,为了将滤液中Al3+、Fe3+完全除去,应加入Ca(OH)2调节溶液的pH介于5~8.5[加入Ca(OH)2的过程中要边加边测定溶液的pH],然后过滤即可制得CaCl2溶液。答案:在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测得溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体的实验流程为载体,考查溶度积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能力等。难点是第(4)问实验方案的设计,设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的成分,然后结合题给试剂和已知进行分析,作答时要答出关键点,如pH介于5~8.5等。
20.CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
CaO可在较高温度下捕集CO2,CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,(1)在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:________。
H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是②与CaCO3热分解制备CaO相比,CaC2O4·________。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
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①写出阴极CO2还原为HCOO?的电极反应式:________。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________。 (3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应: 反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol?1
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol?1
CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。在恒压、其中:
CH3OCH3的选择性=
2?CH3OCH3的物质的量×100%
反应的CO2的物质的量①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________。 【答案】 (1). CaC2O4
400~600℃CaCO3+CO↑ (2). CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的
HCOO?或CO2+HCO3+2e?
?CaO更加疏松多孔 (3). CO2+H++2e?
HCOO?+CO3 (4). 阳极产
2?
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生O2,pH减小,HCO3浓度降低;K+部分迁移至阴极区 (5). 反应Ⅰ的ΔH>0,反应Ⅱ的ΔH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度 (6). 增大压强,使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 【解析】
本题注重理论联系实际,引导考生认识并体会化学科学对社会发展的作用,试题以减少CO2排放,充分利用碳资源为背景,考查《化学反应原理》模块中方程式的计算、电化学、化学平衡移动等基本知识; H2O的物质的量为1mol,即质量为146g,根据图像,前一阶段剩余固体质量为【详解】(1)①令CaC2O4·128,原固体质量为146g,相差18g,说明此阶段失去结晶水,第二阶段从剩余固体质量与前一阶段剩余固体质量相对比,少了28g,相差1个CO2,因此400℃-600℃范围内,分解反应方程式为CaC2O4
CaCO3+CO↑;H2O热分解放出更多的气体,②CaC2O4·制得的CaO更加疏松多孔,增加与CO2
的接触面积,更好捕捉CO2;
(2)①根据电解原理,阴极上得到电子,化合价降低,CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-,或CO2+H++2e-=HCOO-;
②阳极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,pH减小,H+与HCO3-反应,同时部分K+迁移至阴极区; (3)①根据反应方程式,反应I为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,反应II为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,CO2的转化率降低,根据图像,上升幅度超过下降幅度,因此温度超过300℃时,CO2转化率上升;
②依据CH3OCH3选择性公式,提高CH3OCH3选择性,化学平衡向正反应方向进行,根据反应II,可以增大压强,或者使用对反应II催化活性更高的催化剂。
【点睛】本题的难点(1)是文字叙述,应根据图像和所学知识,结合所问问题进行分析解答;(2)电极反应式的书写,阴极反应是将CO2还原成HCOO-,先写出CO2+2e-→HCOO-,然后根据原子守恒,得出CO2
+------
+H+2e=HCOO,或者为CO2+HCO3+2e=HCOO+CO32。
?
21.选做题:本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小....................题评分。
A.[物质结构与性质]
Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu?O。
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(1)Cu2+基态核外电子排布式为____。
?(2)SO2;Cu2+与OH?反应能生成[Cu(OH)4]2?,[Cu(OH)4]2?中的配位原4的空间构型为____(用文字描述)
子为____(填元素符号)。
(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为____;推测抗坏血酸在水中的溶解性:____(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为____。
【答案】 (1). [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2). 正四面体 (3). O (4). sp3、sp2 (5). 易溶于水 (6). 4 【解析】
A.考查物质结构与性质,涉及内容为电子排布式的书写、空间构型、配合物知识、杂化类型的判断、溶解性等知识,都属于基础性知识,难度系数不大;
【详解】A.(1)本小题考查电子排布式的书写,Cu位于第四周期IB族,其价电子排布式为3d104s1,因此Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;
(2)本小题考查空间构型或配位原子,SO42-中S有4个σ键,孤电子对数为(6+2-2-4×2)/2=0,因此SO42-空间构型为正四面体形;[Cu(OH)4]2-中Cu2+提供空轨道,OH-提供孤电子对,OH-只有O有孤电子对,因此[Cu(OH)4]2-中的配位原子为O;
(3)考查杂化类型和溶解性,根据抗坏血酸的分子结构,该结构中有两种碳原子,单键的碳原子和双键的碳原子,单键碳原子以sp3杂化,双键的碳原子以sp2杂化;根据抗环血酸分子结构,其中含有-OH,能与水形成分子间氢键,增加在水中的溶解度,因此抗坏血酸易溶于水;
(4)考查晶胞的计算,白球位于顶点和内部,属于该晶胞的个数为8×1/8+1=2,黑球全部位于晶胞内部,属于该晶胞的个数为4,化学式为Cu2O,因此白球为O原子,黑球为Cu原子,即Cu原子的数目为4; 【点睛】A.有关物质结构与性质的考查,相对比较简单,考查点也是基本知识,这就要求考生在《物质结
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构与性质》的学习中夯实基础知识,同时能够达到对知识灵活运用,如考查抗坏血酸分子溶解性,可以从乙醇极易溶于水的原因分析;
非选择题(共80分)
16.(1)2NH3+2O2①3HClO+2NO+H2O强
N2O+3H2O@(2)①BC@②NaNO3@NO@(3)
3Cl?+2NO3+5H+@②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越
?17.1)(酚)羟基@、羧基@(2)取代反应@(3)@(4)@
(5)
@
18.(1)2Fe2++ H2O2+2H+
2Fe3++2H2O@减小@(2)①偏大@②n(Cr2O7)=5.000×10?2 mol·L?1×22.00
2?2?mL×10?3 L·mL?1=1.100×10?3 mol@由滴定时Cr2O7→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:Cr2O7~6Fe2+(或Cr2O7+14H++6Fe2+
2?2?6Fe3++2Cr3++7H2O)则n(Fe2+)=6n(Cr2O7)=6×1.100×10?3
2?mol=6.600×10?3 mol@样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.600×10?3 mol×56 g·mol?1=0.3696 g@样品中铁元素的质量分数:w(Fe)=19.(15分) (1)1.6×104 H2O(2)HCO3+NH3·
?2??NH+CO3+H2O(或HCO3+NH3·H2O4+
2?NH+CO3+H2O) 4+
0.3696g×100%=12.32%
3.000g
【江苏卷】2019年普通高等学校招生全国统一考试化学真题(Word版,解析版)
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