2021届高三化学4月新高考仿真模拟试卷四（Word版附解析）

2021 届新高考高考化学模拟试题四（有答案和详细解析） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N14 O 16 Fe 56 第一部分 本部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。在每题列出四个选项中，选出最符合题目要求 的一项。 1. 下列有关我国古代技术的应用中，其工作原理不涉及化学反应的是( ) A.火药使用 B.粮食酿酒 C.转轮排字 D.铁的冶炼 答案 C 解析 A 项，火药在适当条件下自身迅速燃烧生成大量气体，此过程涉及化学变化；B 项，粮 食酿酒经历了淀粉→葡萄糖→乙醇的化学变化过程；C 项，转轮排字过程中没有新物质生成， 不涉及化学反应；D 项，铁的冶炼是利用氧化还原反应，将铁元素还原为铁单质的过程。 2.下列说法正确的是( ) A．苯和溴水在铁作催化剂的条件可以制取溴苯 B．油酸和硬脂酸可用酸性 KMnO4 溶液鉴别 C．顺-2-戊烯和反-2-戊烯加氢产物不相同 D． 的名称为：2-氯-3-甲基-3-戊烯 答案 B 解析 溴应该是液溴，故 A 错误；油酸是不饱和脂肪酸，硬脂酸是饱和脂肪酸，因此可用酸 性 KMnO4 溶液鉴别两者，故 B 正确；顺-2-戊烯和反-2-戊烯加氢产物都得到正戊烷，故 C 错 误； 的名称为：3-甲基-4-氯-2-戊烯，故 D 错误。 3.．(2020·全国卷Ⅰ，9)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是( ) 气体(杂质) 方法 A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液 B Cl2(HCl) 通过饱和的食盐水 C N2(O2) 通过灼热的铜丝网 D NO(NO2) 通过氢氧化钠溶液 答案 A 解析 酸性高锰酸钾溶液不仅能与 H2S 反应，而且也能与 SO2 反应，A 项不能实现目的。 4.依据反应 2NaIO3＋5SO2＋4H2O===I2＋3H2SO4＋2NaHSO4，并利用下列装置从含 NaIO3 的废 液中制取单质碘的 CCl4 溶液并回收 NaHSO4。 其中装置正确且能达到实验目的的组合是( ) A．①②③④ B．①②③ C．②③ D．②④ 答案 C 解析 ①铜与浓硫酸反应需要加热，故错误；②气体和液体反应，且防倒吸，故正确；③用 四氯化碳从废液中萃取碘，静置后分液，故正确；④蒸发溶液用蒸发皿，故错误，故选 C。 5.NA 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．常温下 1 L 0.1 mol·L－1 Na2CO3 溶液中含 0.1NA 个 CO2－ 3 B．标准状况下，22.4 L SO3 含 NA 个分子 C．常温下 100 mL 0.1 mol·L－1 醋酸溶液中含 0.01NA 个醋酸分子 D．0.1 mol Na2O2 与足量水反应转移 0.1NA 个电子 答案 D 解析 CO 2－ 3 在溶液中会水解，故溶液中碳酸根的个数小于 0.1NA 个，故 A 项错误；标况下三 氧化硫为固体，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，故 B 项错误；醋酸是弱电解质， 在溶液中会部分电离，故溶液中的醋酸分子小于 0.01NA 个，故 C 项错误；过氧化钠和水的反 应为歧化反应，氧元素由－1 价歧化为 0 价和－2 价，故 0.1 mol 过氧化钠转移 0.1NA 个电子， 故 D 项正确。 6 下列指定反应的离子方程式不正确的是( ) A．NO2 溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－ 3 ＋NO B．漂白粉溶液呈碱性的原因：ClO－＋H2O HClO＋OH－ C．酸性条件下用 H2O2 将海带灰中 I－氧化：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O D．氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－ 2 ＋4NH＋ 4 ＋2H2O 答案 D 解析 NO2 溶于水生成硝酸与 NO，其离子方程式为：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－ 3 ＋NO，A 项 正确；漂白粉溶液呈碱性的原因是次氯酸根离子发生水解所致，其离子方程式为：ClO－＋ H2O HClO＋OH－，B 项正确；酸性条件下，用 H2O2 将海带灰中 I－氧化，其离子方程式为： H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，C 项正确；氯化铝的溶液中加入过量氨水，沉淀不会溶解，其 正确的离子反应方程式为 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 ，D 项错误。 7．(2020·河北省枣强中学高三试题)合成氨反应 1 2N2(g)＋ 3 2H2(g) NH3(g) ΔH 的反 应机理如图所示，图中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。下列说法错误的是( ) A．该反应的ΔH＝－46 kJ·mol－1 B．该反应机理中最大活化能为 79 kJ·mol－1 C．升高温度，该反应过渡态的能量会增大 D．该反应达到平衡后增大压强反应正向进行 答案 C 解析 ΔH 与始态和终态有关，与过程无关，ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。由图可 知，ΔH＝－46 kJ·mol－1，故 A 说法正确；该反应的机理中的活化能即为每一步骤的过渡态的总能 量减去该步骤的反应物的总能量，由图可知，过渡态 2 步骤的活化能最高，为 79 kJ·mol－1，故 B 说法正确；该反应过渡态的能量不会随着温度的改变而改变，故 C 说法错误；该反应为气体 分子数减小的反应，增大压强，反应向右进行，故 D 说法正确。 8．短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 原子的最外层电子数是其周期数的 3 倍，Z 是短周期元素中原子半径最大的，0.1 mol·L－1W 最高价氧化物对应的水化物的水溶液 pHX>Z>W B．由于氢键的作用导致气态氢化物的稳定性：X>W C．ZY 的水溶液使蓝色石蕊试纸显红色 D．Z 分别与其他三种元素组成的二元化合物均含有离子键 答案 D 解析 电负性同周期从左到右依次递增，同族从上到下依次递减，因此电负性大小顺序：F＞ O＞S＞Na，故 A 错误；氢键影响熔、沸点，与气态氢化物的稳定性无关，故 B 错误；NaF 的 水溶液显碱性，使红色石蕊试纸显蓝色，故 C 错误；Na 分别与其他三种元素 O、F、S 组成的 二元化合物均含有离子键，故 D 正确。 9、一种新型的合成氨的方法如图所示，下列说法错误的是( ) A．反应①中每固定 1 mol N2，消耗 Li 单质 42g B．反应②属于非氧化还原反应 C．反应③可通过电解 LiOH 水溶液实现 D．上述三步循环的总结果为 2N2＋6H2O===4NH3＋3O2 答案 C 10、．2(2020·化州市第一中学高二月考)某农民偶然发现他的一头小母牛食用腐败草料后，血 液不会凝固。化学家由此得到启发，从腐败草料中提取出结构简式为如图所示的双香豆素。 下列关于双香豆素的推论中错误的是( ) A．分子式为 C19H12O6，有望将它发展制得一种抗凝血药 B．它无嗅并略具芳香味，因而可用来制备致命性出血型的杀鼠药 C．可发生水解、加成、氧化反应 D．1 mol 双香豆素在碱性条件下水解，消耗 NaOH 6 mol 答案 D 解析 根据有机物碳原子成键特点，其分子式为 C19H12O6，A 正确；因题干中说食用双香豆素 血液不会凝固，因此可以制备致命性出血型的杀鼠药，让老鼠中毒死亡，B 正确；因含有酯基 可以发生水解反应，因存在双键可以发生加成、氧化反应，C 正确；该分子中含有两个酯基， 酯基水解生成 2 个酚羟基和 2 个羧基；酚羟基和羧基都和 NaOH 反应，所以 1 mol 双香豆素在 碱性条件下水解可消耗 NaOH 4 mol，D 错误。 11、将亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)溶液通过电渗析法来制备亚磷酸(H3PO3)的原理如图所示，下列 有关说法错误的是( ) A．阳极的电极反应式为 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑ B．在原料室与产品室间设计缓冲室的主要目的是提高产品的纯度 C．阴极的电极反应式为 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ D．膜①③④均为阳离子交换膜 答案 D 解析 阳极室产生 O2，生成的 H＋透过膜①进入产品室，原料室中的 HPO 2－ 3 透过 AM 和膜② 进入产品室，故膜①为阳离子交换膜，膜②为阴离子交换膜；阴极室产生 H2，生成的 OH－透 过膜④进入产品室，原料室中的 Na＋透过膜③和 CM 进入产品室，故膜③为阳离子交换膜，膜 ④为阴离子交换膜。A、B、C 项正确，D 项错误。 12、700 ℃时，向容积为 2 L 的密闭容器中充入一定量的 CO 和 H2O，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表(表中 t2＞t1)： 反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 0.60 t1 0.80 t2 0.20 下列说法正确的是( ) A．反应在 t1 min 内的平均速率为 v(H2)＝0.40 t1 mol·L－1·min－1 B．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol CO、0.20 mol H2O 和 0.60 mol H2 时， 平衡不移动 C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol H2O，达到新平衡时 CO 转化率增大， H2O 的浓度减小 D．温度升至 800 ℃，上述反应平衡常数为 0.86，则正反应为吸热反应 答案 B 解析 v(CO)＝0.4 2t1 mol·L－1·min－1，则 v(H2)＝0.4 2t1 mol·L－1·min－1，故 A 项错误；t1 min 时 n(CO) ＝0.8 mol，n(H2O)＝0.6 mol－0.4 mol＝0.2 mol，t2 min 时 n(H2O)＝0.2 mol，说明 t1 min 时反应 已经达到平衡状态，平衡时 c(CO)＝0.4 mol·L－1，c(H2O)＝0.1 mol·L－1，c(H2)＝c(CO2)＝ 0.2 mol·L－1，K＝1，保持其他条件不变，向平衡体系中再通入 0.20 mol CO、0.20 mol H2O 和 0.60 mol H2 后，c(CO)＝0.5 mol·L－1，c(H2O)＝0.2 mol·L－1，c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(CO2)＝ 0.2 mol·L－1，此时 Q＝1＝K，平衡不移动，故 B 项正确；保持其他条件不变，向平衡体系中 再通入 0.20 mol H2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时 CO 转化率增大，H2O 转 化率减小，H2O 的浓度会增大，故 C 项错误；700 ℃时 K＝1，温度升至 800 ℃，上述反应平 衡常数为 0.86，说明温度升高，平衡是向左移动的，那么正反应为放热反应，故 D 项错误。 13．．(2020·泰安二模)下列实验操作、现象与预期实验目的或所得实验结论一致的是( ) A 向等体积 AgCl 与 AgBr 的饱和溶液中分别加入足量的浓 AgNO3 溶液，析出沉淀的物质的量 AgCl 多于 AgBr Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr) B 向 20%蔗糖溶液中加入足量稀 H2SO4，加热；再加入银氨溶液， 加热；未出现银镜 蔗糖未水解 C 向 BaCl2 溶液中通入 SO2 和气体 X，出现白色沉淀 气体 X 具有氧化性 D 取 5 mL 0.1 mol·L－1FeCl3 溶液，向其中滴加 1 mL 0.1 mol·L－1KI 溶液，取上层清液滴加 KSCN 溶液，溶液变成红色 该反应是可逆反应 答案 A 解析 AgCl、AgBr 在溶液中存在沉淀溶解平衡，向等体积 AgCl、AgBr 饱和溶液中加入足量 AgNO3 浓 溶 液 ， 产 生 沉 淀 的 物 质 的 量 AgCl>AgBr ， 可 证 明 物 质 的 溶 度 积 常 数 Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，A 正确；向 20%的蔗糖溶液中加入一定体积稀硫酸，加热，使蔗糖发生 水解反应，然后加入 NaOH 中和硫酸，使溶液显碱性，然后再加入银氨溶液，水浴加热，才 可以发生银镜反应，否则不能证明蔗糖是否发生水解反应，B 错误；向 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体和气体 X，产生白色沉淀，该气体可能是碱性气体 NH3，反应产生的白色沉淀是 BaSO3； 也可能是具有氧化性的气体如 Cl2，反应产生的是 BaSO4 白色沉淀，C 错误；FeCl3 与 KI 会发 生反应：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl，n(FeCl3)＝5×10－4 mol>n(KI)＝1×10－4 mol，FeCl3 溶液过量，所以取反应后上层清液滴加 KSCN 溶液，溶液变为红色，不能证明该反应为可逆 反应，D 错误。 14.铂基催化剂表面的氧化还原反应(ORR)是燃料电池最重要的阴极反应。厦门大学李剑锋课 题组模拟研究了在酸性条件下铂单晶表面的反应路径如图所示，其中吸附在铂基催化剂表面 上的物种用*标注。下列说法正确的是( ) A．②为氧氧双键的断裂过程 B．过程③断裂非极性键，过程⑤形成非极性键 C．该历程的总反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．若在碱性条件下，铂单晶表面的 ORR 过程及产物均不变 答案 C 解析 ②是 O2 *变为*OOH，*OOH 还存在氧氧键，故不是氧氧双键的断裂过程，故 A 错误；过程 ③是*OOH 变为*OH 和 O*，是断裂非极性键，过程⑤是 O*变为*OH，形成极性键，故 B 错误；根据 该反应的历程得到总反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故 C 正确；该过程是在酸性条件下，若 在碱性条件下，过程中不再是氢离子，产物不是生成水，因此碱性条件下，铂单晶表面的 ORR 过程及产物均发生变化，故 D 错误。 第二部分 本部分共 5 题，共 58 分 15、（10 分）工业合成氨解决了人类的生存问题。回答下列问题： (1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用 “ad”表示，对图中线间距离窄小的部分，其能量差用 的方式表示。由图可知合成氨反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1，反应速率最慢的步骤的化学方程 式为_____________________。 (2)工业合成氨反应为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当进料体积比 V(N2)∶V(H2)＝1∶3 时，平衡气体中 NH3 的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示： 则 500 ℃时： ①平衡常数 KP(30 MPa)________(填“＜”“＝”或“＞”)KP(100 MPa)。 ②30 MPa 时，氢气的平衡转化率为________(结果保留 3 位有效数字)。用平衡分压表示平衡 常数 KP＝_____________________________(列出计算式即可，不必化简)。 (3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨，工作时阴极区的微观反应过程如图所示，其 中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。 ①阴极区生成 NH3 的电极反应式为_________________________________。 ②下列说法正确的是________(填字母)。 A．三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性 B．选择性透过膜可允许 N2 和 NH3 通过，防止 H2O 进入装置 C．保持电流强度不变，升高溶液的温度，可以加快电解反应的速率 答案 (1)－92 N(ad)＋3H(ad) NH(ad)＋2H(ad) (2)＝ 33.3% 30×20% 2 30×20%× 30×60% 3 (3)①N2＋6e－＋6C2H5OH===2NH3＋6C2H5O－ ②AB 解析 (1)由图可知，反应物[1 2 N2(g)＋3 2 H2(g)]和生成物[NH3(g)]的能量差为 46 kJ·mol－1，合 成氨反应 1 2 N2(g)＋3 2 H2(g) NH3(g)的ΔH＝－46 kJ·mol－1，则 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的ΔH＝2×(－46 kJ·mol－1)＝－92 kJ·mol－1；反应的活化能越大，破坏化学键消耗 的能量越大，反应速率越慢，由图可知，(N(ad)＋3H(ad))转化为(NH(ad)＋2H(ad))时，反应物破坏化 学键消耗能量最大，则反应速率最慢，反应的化学方程式为 N(ad)＋3H(ad) NH(ad)＋2H(ad)。 (2)①化学平衡常数是温度函数，只受温度变化的影响，则 500 ℃时，反应平衡常数 Kp(30 MPa) ＝Kp(100 MPa)。 ②设参加反应 N2 的物质的量为 x，由题意建立如下三段式： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 起始量/mol 1 3 0 变化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 3－3x 2x 由图可知，氨气的物质的量为 20%，则由三段式可得 2x 4－2x ＝ 20 100 ，解得 x＝1 3 ，则氢气的平衡 转化率为 3×1 3 3 ×100%≈33.3%；由三段式数据可得 N2 的体积分数为 1－x 4－2x ×100%＝20%，H2 的体 积分数为3－3x 4－2x ×100%＝60%，则用平衡分压表示平衡常数 KP＝ 30×20% 2 30×20%× 30×60% 3。 (3)①从阴极区的微观反应过程示意图可知，N2 与 C2H5OH 在阴极区得到电子发生还原反应生成 NH3 和 C2H5O－，电极反应式为 N2＋6e－＋6C2H5OH===2NH3＋6C2H5O－。 ②从阴极反应看，电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液，三氟甲磺酸锂并未参与 反应，作用是电离出离子，使溶液中离子浓度增大，增强溶液导电性，A 正确；从示意图可知， 水在选择性透过膜上方，说明选择性透过膜可允许 N2 和 NH3 通过，不允许 H2O 透过，B 正确； 保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率，C 错误。 16（10 分）．(2020·滨州二模)“阿比朵尔”是一种抗病毒药物，能有效抑制新型冠状病毒，其 合成路线如下： 回答下列问题： (1)阿比朵尔中含氧官能团的名称为__________，反应②④⑥中属于取代反应的是__________。 (2)在合成阿比朵尔的整个流程中，设计由 A 到 B 的目的是__________。 (3)反应③的化学方程式为___________________________________________。 (4)M 是 B 的一种同分异构体，满足下列条件的同分异构体有__________种； ①苯环上有 3 个取代基； ②能发生银镜反应； ③能发生水解反应，且 1 mol M 水解时消耗 4 mol NaOH。 其中核磁共振氢谱显示有 4 组峰，峰面积之比为 2∶2∶2∶1 的结构简式为____________。 (5)参照上述合成路线，设计由甲苯和 2-丙醇为原料制备 的合成路线________(其 他无机试剂任选)。 答案 (1)(酚)羟基、酯基 ⑥ (2)保护酚羟基 (3) (4)6 、 (5) 解析 (4)M 是 B 的一种同分异构体，满足下列条件：①苯环上有三个取代基、②能发生银镜 反应、③能发生水解反应，且 1 mol M 水解时消耗 4 mol NaOH；说明结构中含有 2 个甲酸形 成的酯基，为—OOCH，则另一个取代基为—NH2，则满足以上三个条件的同分异构体共有 6 种 ； 其 中 核 磁 共 振 氢 谱 显 示 有 4 组 峰 ， 峰 面 积 之 比 为 2∶2∶2∶1 的 结 构 简 式 为 或 。 (5) 中的碳氮双键，类似于 中的碳氮双键，由—NH2 与含有羰基的 物质反应得到；—NH2 的引入可模仿 B 到 C；利用硝化反应在甲苯中甲基的对位引入—NO2， 再还原得到—NH2；2-丙醇可以发生催化氧化引入羰基。 17、（12 分）碲(Te)常用于冶金工业，也是石油裂解的催化剂。工业上用精炼铜的阳极泥(主要 含有 TeO2，还含有少量 Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下： 已知 TeO2 微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。 (1)从滤渣 A 中分离出 Au 的方法是___________________________________。 (2)“沉碲”时控制溶液的 pH 为 4.5～5.0，生成 TeO2 沉淀。防止溶液局部酸性过强的操作是 _____________________________________________________________________________。 (3)写出“碱浸”时发生反应的离子方程式：________________________________________。 滤液 B 经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到的副产品是__________________(填 化学式)。 (4)为了提高“碱浸”的浸出率，宜采取的措施有________________________________(写两条 即可)。“酸溶”时要控制温度，温度不宜过高，原因是_____________________________。 (5)写出“还原”中发生反应的化学方程式：________________________________________。 (6)经上述流程，从质量为 m t 的某阳极泥中提取出质量为 n t 的碲，已知该阳极泥含 TeO2 的质 量 分 数 为 w ， 则 碲 的 提 取 率 为 ________( 用 含 w 、 m 、 n 的 代 数 式 表 示 ， 提 取 率 ＝ 实际提取产品的质量 理论提取产品的质量 ×100%)。 答案 (1)加稀硝酸充分反应，过滤、洗涤、干燥 (2)缓慢加入稀硫酸，同时搅拌，并随时检测溶液的 pH (3)TeO2＋2OH－===TeO2－ 3 ＋H2O Na2SO4 (4)粉碎阳极泥、加热、增大氢氧化钠溶液的浓度、搅拌等(合理即可) 温度过高，加快盐酸挥 发，降低原料的利用率 (5)TeCl4＋2SO2＋4H2O===Te↓＋2H2SO4＋4HCl (6) 5n 4mw ×100% 解析 (1)滤渣 A 的主要成分是金、银，金不溶于硝酸。(2)为了避免溶液局部酸性过强，应缓 慢加入稀硫酸，同时搅拌，并随时检测溶液的 pH。(3)二氧化碲类似 SO2，与氢氧化钠反应生 成亚碲酸钠。“碱浸”时加入 NaOH 溶液，“沉碲”时加入稀硫酸，故滤液 B 中所得副产品 是 Na2SO4。(4)从影响化学反应速率的因素角度考虑，即从增大接触面积、升温、增大浓度等 角度分析。酸浸用到盐酸，温度高，盐酸挥发快。(5)二氧化硫是还原剂，还原四氯化碲生成 碲、硫酸和盐酸。(6)理论上提取碲的质量 m(Te)＝wm t×128 160 ，碲的提取率为 n t wm t×128 160 ×100% ＝ 5n 4wm ×100%。 18、（12 分）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属 Ni、Al、Fe 及其氧化物，还有少 量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示： 金属离子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ 开始沉淀时 (c＝0.01 mol·L－1)的 pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时 (c＝1.0×10－5 mol·L－1)的 pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“碱浸”中 NaOH 的两个作用分别是____________________________________________ ________________________________________________________________________。为回收 金 属 ， 用 稀 硫 酸 将 “ 滤 液 ①” 调 为 中 性 ， 生 成 沉 淀 。 写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式 ________________________。 (2)“滤液②”中含有的金属离子是________________。 (3)“转化”中可替代 H2O2 的物质是________________。若工艺流程改为先“调 pH”后“转 化”，即 ，“滤液③”中可能含有的杂质离子为____________。 (4)利用上述表格数据，计算 Ni(OH)2 的 Ksp＝_________________________(列出计算式)。 如果“转化”后的溶液中 Ni2＋浓度为 1.0 mol·L－1，则“调 pH”应控制的 pH 范围是_____。 (5)硫酸镍在强碱溶液中用 NaClO 氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的 NiOOH。写出该 反应的离子方程式___________________________________________________________。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是________________________。 答案 (1)除去油脂，溶解铝及其氧化物 AlO－ 2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ (2)Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋ (3)O2 或空气 Fe3＋ (4)0.01×(107.2－14)2[或 10－5×(108.7－14)2] 3.2～6.2 (5)2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋ Cl－＋H2O (6)提高镍的回收率 解析 (1)因为废镍催化剂表面沾有油脂，所以“碱浸”的目的是除去油脂，同时还可以溶解 催化剂中混有的铝及氧化铝杂质。滤液①中存在的金属元素只有铝元素，铝元素以 AlO － 2 的形 式存在，当加酸调到中性时，发生反应的离子方程式为 AlO－ 2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。 (2)滤饼①加稀硫酸酸浸，产生的滤液中的金属离子有 Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋。 (3)过程中加入 H2O2 的目的是氧化 Fe2＋，由于 Fe2＋的还原性强，能与氧气反应，因此也可以用 氧气或空气代替 H2O2。如果过程中先“调 pH”后“转化”，结合金属离子沉淀的有关 pH 数 据可知，当调节 pH 小于 7.2 时，Fe2＋不能形成沉淀，加入 H2O2 后 Fe2＋被氧化为 Fe3＋，因此滤 液③中可能混有 Fe3＋。 (4)根据溶度积的表达式得 Ksp[Ni(OH)2]＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝0.01×(107.2－14)2[或 10－5× (108.7－14)2]。当溶液中 c(Ni2＋)＝1.0 mol·L－1 时，c(OH－)＝ Ksp cNi2＋ ＝ 0.01×107.2－142 1 ＝ 10－7.8，c(H＋)＝ Kw cOH－ ＝10－14 10－7.8 ＝10－6.2，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－6.2＝6.2。所以当 pH＝6.2 时， Ni2＋开始产生沉淀，根据流程图可知，调 pH 的目的是让 Fe3＋沉淀完全，所以需要调节 pH 大 于 3.2，综合分析，应控制 pH 的范围为 3.2～6.2。 (6)分离出硫酸镍晶体后的母液中仍有 Ni2＋，采用循环使用的意义是提高镍的回收率。 19、（14 分）实验小组探究酸对 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 平衡的影响。将 0.005 mol/L FeCl3 溶液（接近无色）和 0.01 mol/L KSCN 溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶 液，进行如下操作并记录现象。 （1）FeCl3 水解显酸性的原因是_____（用方程式表示）。 （2）甲同学认为加入酸后，会使 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 体系中_____浓度改变，导致该 平衡正向移动，溶液颜色加深。 【设计并实施实验】 【查阅资料】 Fe3+和 Cl－、SO2- 4 均能发生络合反应： Fe3++4Cl－ [FeCl4]－（黄色）；Fe3++2SO2- 4 [Fe(SO4)2]－（无色）。 实验 I. 探究现象 a 中溶液颜色变化的原因 编号 操作 现象 ① 向 2 mL 红色溶液中滴加 5 滴水 溶液颜色无明显变化 ② 向 2 mL 红色溶液中滴加 5 滴 3 mol/L KCl 溶液 溶液颜色变浅，呈橙色 （3）实验①的目的是_____。 （4）根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象 a：______。 实验Ⅱ. 探究现象 b 中溶液呈浅黄色的原因 编号 操作 现象 ③ 取 1 mL 0.0025 mol/L Fe2(SO4)3 溶液（无色），加入 1mL 0.01 mol/L KSCN 溶液，再加入 5 滴 1.5 mol/L H2SO4 溶液 溶液先变红，加硫酸 后变为浅黄色 ④ 取 1 mL 0.005 mol/L FeCl3 溶液， （5）结合实验③可推测现象 b 中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是_____。 （6）乙同学进一步补充了实验④，确证了现象 b 中使溶液呈浅黄色的微粒只是（5）中的一 种，请将实验④的操作及现象补充完整：_____。 答案（1）Fe3++3H2O Fe(OH)3＋3H＋ （2）c(Fe3+) （3）排除稀释使溶液颜色变化的干扰（证明溶液颜色变化是否与稀释有关） （4）在 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 平衡体系中加入盐酸，Fe3+和 Cl－发生络合反应使得 c(Fe3+) 减小，平衡逆向移动，c[Fe(SCN)3]减小，使溶液颜色变浅呈橙色。 （5）FeCl－4 和 Fe(SCN)3 （6）加入 1mL 蒸馏水，再加入 5 滴 1.5 mol/L H2SO4 溶液；得无色溶液。