绝密★启用前
2024年高考化学押题预测卷02(上海专用)
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一.柠檬酸铁铵和铁氰化钾的组成结构(20分)
1.柠檬酸铁铵和铁氰化钾在紫外线照射下产生普鲁士蓝(PB),可用于染色和能源行业。
(1)制备柠檬酸铁铵的原料有铁盐、氨水和柠檬酸。
①基态的价层电子轨道表示式是 。
②的VSEPR模型名称是 。
(2)避光条件下,柠檬酸铁铵与铁氰化钾反应得到普鲁士黄(PY),其晶胞形状为立方体,结构如图所示。
①PY中所有均与形成配位键。结合电子式,解释在PY中作配体的原因: 。
②已知PY中相邻之间的距离为a nm,表示阿伏加德罗常数的值,PY的密度为
(用代数式表示,)。
(3)在紫外线照射下,PY中部分转化为,同时嵌入,PY转变为PB.PB晶胞结构如图所示,其中周围最近且等距的有12个。图中“”位置被或占据,用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的 。[PB晶胞(未画出)]
(4)由于PB中的能很容易地嵌入和脱嵌,因此PB可作为钾离子电池的正极材料。充电过程中,推测会从PB中脱嵌出来,理由是 。
5.黄铁矿(FeS2)在工业上有着重要的用途,黄铁矿在空气中煅烧的反应为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,生成的SO2可用于生产Na2SO3和H2SO4。FeS2立方晶胞如图,其晶胞边长为a nm。下列有关说法不正确的是
A.FeS2中存在非极性共价键
B.的空间构型为三角锥形
C.SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D.晶胞中Fe2+位于S2-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为
6.某水性钠离子电池电极材料由、、、组成,嵌入和嵌出立方晶胞体心过程中,与含量发生变化,其过程如图所示。下列说法错误的是
A.基态铁原子价层电子排布式为
B.格林绿晶体中周围等距且最近的数为6
C.普鲁士蓝中与个数比为1∶2
D.普鲁士白的化学式为
二、以乙酸为原料制备氢气(21分)
2.乙酸是典型的有机酸,在生产、生活中有广泛应用.乙酸作为化工原料可以制备氢气,以乙酸为原料制备氢气时的反应:
反应1(热裂解):
反应2(脱羧基):
(1)中形成 中心 电子的大π键; 。
(2)向一恒容密闭容器中充入一定量的乙酸气体发生反应1和反应2,反应相同时间后,测得部分气体产率与温度的关系如图。
①已知之后氢气产率高于甲烷,试说明理由: 。
②一定温度下,若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气,氢气产率显著提高而产率下降,分析可能原因: (用化学方程式表示)。
(3)采用光催化反应技术直接合成乙酸,可符合原子经济学(原子利用率100%)。下列原料组合符合要求的是 (填标号)。
A. B. C.
(4)若利用合适的催化剂控制其他副反应(只发生反应1和反应2),温度为时反应达到平衡,此时总压强为力,反应1消耗起始乙酸总量的30%,反应2消耗起始乙酸总量的50%,则平衡时体积分数为 %;反应2的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数,计算结果用最简式表示)。
(5)研究在水溶液中的电离平衡有重要意义。若室温下将的溶液和溶液等体积混合,恢复至室温后混合溶液中存在。则乙酸的电离平衡常数 (用含a和b的代数式表示)。
三.实验室制备补铁剂甘氨酸亚铁(20分)
3.有一种新型补铁剂由甘氨酸与硫酸亚铁制取。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器省略)制备补铁剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]
有关物质性质如下表所示:
甘氨酸(H2NCH2COOH) 易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度
柠檬酸 易溶于水和乙醇,酸性较强,有强还原性。
甘氨酸亚铁 易溶于水,难溶于乙醇、冰醋酸。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是 。
(2)d的作用是 。
(3)实验开始时关闭K2,再依次打开K3和K1,使b中开始反应。此步骤的目的是 。
(4)待仪器b中反应适当时间后,再打开K2关闭K3,使b中溶液进入c中,在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌,然后向c中滴加适量NaOH溶液,调溶液pH至5.5左右,使反应物充分反应。
①c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是 。
②c中少量柠檬酸的作用是 。
③若向c中滴加NaOH溶液过多,pH过大,则会使甘氨酸亚铁的产量降低,主要原因是 。(用离子方程式表示)
(5)反应完成后,向c中反应混合液中加入无水乙醇,生成白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤得粗产品,无水乙醇的作用是 。粗产品中混有少量的甘氨酸杂质,可将粗产品放入到盛有 (a.水 b.乙醇 c.冰醋酸)(填标号)的烧杯中,搅拌、过滤、洗涤得到纯净的产品。
(6)产品中亚铁含量的测定:称取产品mg,加入稀硫酸溶解,再加入10%磷酸溶液,配成100mL,取25.00mL于锥形瓶中,加入2滴二苯胺硫磺酸钠指示剂,用0.10moL·L-1[硫酸铈Ce(SO4)2]标准液滴定至由绿色变为紫红色,消耗硫酸铈标准液24.00mL,测得亚铁含量为 %(已知:氧化性:Ce4+>Fe3+还原性:Fe2+>Ce3+)。
四、黄酮哌酯的合成(19分)
4.黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
已知:
(1)为链状结构,该分子中含有的官能团是 。
(2)A→B的反应类型为 。
(3)D的结构简式为 。
(4)C+E→F的化学方程式是 。
(5)下列关于F和G的说法正确的是 。
a.F和G互为同分异构体
b.1 mol G在催化剂作用下,最多可消耗5 mol
c.F和G可以利用溶液进行鉴别
d.1 mol F与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
(6)已知:++
G制备M的过程如下:
P、Q分别为 、 。
(7)写出M→黄酮哌酯的反应方程式 。
五、废钯催化剂中回收海绵钯的化工流程(20分)
5.钯催化剂(主要成分为Pd、α-Al2O3,还含少量铁、铜等)是石油化工中催化加氢和催化氧化等反应的重要催化剂。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如下:
已知:①钯催化剂在使用过程中Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活;H2PdCl4是一种二元强酸;
②常温下,,。
回答下列问题:
(1)“还原Ⅰ”过程中加入甲酸的主要目的是还原 (填化学式)。
(2)“酸浸”过程中Pd转化的离子方程式为 。
(3)“酸浸”过程中温度、固液比对浸取率的影响如图,则“酸浸”最佳条件为 。
(4)“离子交换”过程可简单表示为,流出液通入NH3调节pH后过滤,滤液经一系列操作可以得到CuCl2·2H2O。若假设流出液中各金属离子的浓度均为0.01 mol/L,常温下,需要调节pH的范围是 。
(5)“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:H2PdCl4 (稀溶液) [Pd(NH3)4]Cl4 (稀溶液)[Pd(NH3)4]Cl2(沉淀)。则滤液中溶质的主要成分为 (填化学式)。
(6)N2H4的电子式为 。
(7)“还原Ⅱ”过程中产生无毒无害气体。由[Pd(NH3)4]Cl2生成海绵钯的化学方程式为 。
(8) H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2-的作用下合成H2O2,反应历程如图。下列说法不正确的是
A.H2O2中存在极性键和非极性键
B.[PdCl4]2-中Pd2+提供空轨道形成配位键
C.反应①、②、③均属于氧化还原反应
D.等物质的量的H2和O2发生反应时,反应①和反应②转移的电子数之比为1:1绝密★启用前
2024年高考化学押题预测卷02(上海专用)
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一.柠檬酸铁铵和铁氰化钾的组成结构(20分)
1.柠檬酸铁铵和铁氰化钾在紫外线照射下产生普鲁士蓝(PB),可用于染色和能源行业。
(1)制备柠檬酸铁铵的原料有铁盐、氨水和柠檬酸。
①基态的价层电子轨道表示式是 。
②的VSEPR模型名称是 。
(2)避光条件下,柠檬酸铁铵与铁氰化钾反应得到普鲁士黄(PY),其晶胞形状为立方体,结构如图所示。
①PY中所有均与形成配位键。结合电子式,解释在PY中作配体的原因: 。
②已知PY中相邻之间的距离为a nm,表示阿伏加德罗常数的值,PY的密度为
(用代数式表示,)。
(3)在紫外线照射下,PY中部分转化为,同时嵌入,PY转变为PB.PB晶胞结构如图所示,其中周围最近且等距的有12个。图中“”位置被或占据,用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的 。[PB晶胞(未画出)]
(4)由于PB中的能很容易地嵌入和脱嵌,因此PB可作为钾离子电池的正极材料。充电过程中,推测会从PB中脱嵌出来,理由是 。
5.黄铁矿(FeS2)在工业上有着重要的用途,黄铁矿在空气中煅烧的反应为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,生成的SO2可用于生产Na2SO3和H2SO4。FeS2立方晶胞如图,其晶胞边长为a nm。下列有关说法不正确的是
A.FeS2中存在非极性共价键
B.的空间构型为三角锥形
C.SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D.晶胞中Fe2+位于S2-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为
6.某水性钠离子电池电极材料由、、、组成,嵌入和嵌出立方晶胞体心过程中,与含量发生变化,其过程如图所示。下列说法错误的是
A.基态铁原子价层电子排布式为
B.格林绿晶体中周围等距且最近的数为6
C.普鲁士蓝中与个数比为1∶2
D.普鲁士白的化学式为
【答案】(1) (2分)正四面体形(2分)
(2) 电子式为,C和N均能提供孤电子对(3分) (3分)
(3) (3分)
(4)充电过程中失去电子转化成,正电荷增多,从PB中脱嵌(3分)
(5)C(2分)
(6)C(2分)
【解析】(1)
①铁是26号元素,基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,价层电子轨道表示式是;
②的中心原子为N,价层电子对为4对,VSEPR模型名称正四面体形结构;
(2)
①CN-的电子式为,其中C和N均有孤对电子存在,能提供孤电子对;
②在PY的晶胞结构中最小的一个立方体中,8个Fe3+位于立方体的顶角,属于一个小立方体的Fe3+有8×=1,CN-位于小立方体的棱心,属于一个小立方体的CN-有12×=3,一个小立方体的质量为=g,一个小立方体的体积为(a×10-7)3=a3×10-21cm3,PY的密度为:g/cm3;
(3)
根据PB晶胞结构,其中周围最近且等距的有12个,用“”补全PB晶胞结构中Ⅰ和Ⅱ两个小立方体中的,结果如下:;
(4)充电过程中阳极上发生失去电子转化成,正电荷增多,从PB中脱嵌。
(5)A.FeS2的电子式为:,存在离子键、非极性共价键,A正确;
B.中S的价层电子对数为4,孤电子对数为1,则其空间构型为三角锥形,B正确;
C.SO2有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.根据均摊法,,,一个晶胞中有4个FeS2,其密度为;晶胞中Fe2+位于S2-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边为两个面心相连,其距离为,D正确;
故选C。
A.铁元素位于第四周期Ⅷ族,原子序数为26,价层电子排布式为3d64s2,故A说法正确;
B.根据晶胞的结构可知,以体心Fe3+为中心,周围等距离最近的Fe3+个数:同面4个,上下各有1个,共有6个,故B说法正确;
C.根据普鲁士蓝晶胞结构可知,Fe位于顶点、面心、棱上、体心,个数为=8,Na+位于晶胞内部,个数为4,CN-位于棱上、面上、体内,个数为=24,根据化合价代数和为0,因此有:2N(Fe2+)+3N(Fe3+)+4=24,依据原子守恒N(Fe2+)+N(Fe3+)=8,两式解得,N(Fe2+)=N(Fe3+)=4,因此Fe2+、Fe3+个数比为4∶4=1∶1,故C说法错误;
D.普鲁士白晶胞中,Fe位于顶点、面心、棱上、体心,个数为=8,Na+位于晶胞内部,个数为8,CN-位于棱上、面上、体内,个数为=24,化学式为NaFe(CN)3,故D说法正确;
答案为C。
二、以乙酸为原料制备氢气(21分)
2.乙酸是典型的有机酸,在生产、生活中有广泛应用.乙酸作为化工原料可以制备氢气,以乙酸为原料制备氢气时的反应:
反应1(热裂解):
反应2(脱羧基):
(1)中形成 中心 电子的大π键; 。
(2)向一恒容密闭容器中充入一定量的乙酸气体发生反应1和反应2,反应相同时间后,测得部分气体产率与温度的关系如图。
①已知之后氢气产率高于甲烷,试说明理由: 。
②一定温度下,若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气,氢气产率显著提高而产率下降,分析可能原因: (用化学方程式表示)。
(3)采用光催化反应技术直接合成乙酸,可符合原子经济学(原子利用率100%)。下列原料组合符合要求的是 (填标号)。
A. B. C.
(4)若利用合适的催化剂控制其他副反应(只发生反应1和反应2),温度为时反应达到平衡,此时总压强为力,反应1消耗起始乙酸总量的30%,反应2消耗起始乙酸总量的50%,则平衡时体积分数为 %;反应2的平衡常数 (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数,计算结果用最简式表示)。
(5)研究在水溶液中的电离平衡有重要意义。若室温下将的溶液和溶液等体积混合,恢复至室温后混合溶液中存在。则乙酸的电离平衡常数 (用含a和b的代数式表示)。
【答案】(1) 3 (2分) 4(2分) (2分)
(2) 反应1为吸热反应,反应2 为放热反应,温度高于640℃之后以反应1为主 (2分)(2分)
(3)B(2分)
(4) 25(3分) (3分)
(5)(3分)
【解析】(1)分子碳中心原子与2个氧原子形成2个键,孤电子对数为,价层电子对数为2,为杂化,有2个未成对电子位于2个未参与杂化的p轨道,2个p轨道与杂化轨道互相垂直,分别与1个氧原子的p轨道中未成对电子及另1个氧原子的p轨道中孤电子对形成大键,即在分子中有2个3中心、4电子的大键;
根据盖斯定律,反应1-反应2可得,故该反应的;
故答案为:3;4;;
(2)一定量的乙酸气体发生反应1和反应2,反应相同时间,之前氢气产率低于甲烷,说明反应2速度快为主反应,反应1速率慢,温度升高,反应速率都加快,之后反应1为吸热反应,反应速率加快更大,反应2 为放热反应,反应速率加快小,反应1为主反应,氢气产率高于甲烷;
乙酸气体中掺杂一定量水蒸气,水蒸气与反应生成氢气与,使产率下降,氢气产率升高;
故答案为:反应1为吸热反应,反应2 为放热反应,温度高于640℃之后以反应1为主;;
(3)A.该反应还有生成,原子利用率不等于100%,A错误;
B.只有乙酸生成,原子利用率等于100%,B正确;
C.该反应还有生成,原子利用率不等于100%,C错误;
故答案为:B;
(4)设初始乙酸物质的量为1mol,则利用三段式分析
,平衡时,总量为,则平衡时体积分数为;
反应2的平衡常数 ;
故答案为:25;
(5),混合溶液中存在、、,微粒浓度关系存在电荷守恒,由,则,物料守恒、,则、,由,乙酸的电离平衡常数 ;
故答案为:。
三.实验室制备补铁剂甘氨酸亚铁(20分)
3.有一种新型补铁剂由甘氨酸与硫酸亚铁制取。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器省略)制备补铁剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]
有关物质性质如下表所示:
甘氨酸(H2NCH2COOH) 易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度
柠檬酸 易溶于水和乙醇,酸性较强,有强还原性。
甘氨酸亚铁 易溶于水,难溶于乙醇、冰醋酸。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是 。
(2)d的作用是 。
(3)实验开始时关闭K2,再依次打开K3和K1,使b中开始反应。此步骤的目的是 。
(4)待仪器b中反应适当时间后,再打开K2关闭K3,使b中溶液进入c中,在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌,然后向c中滴加适量NaOH溶液,调溶液pH至5.5左右,使反应物充分反应。
①c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是 。
②c中少量柠檬酸的作用是 。
③若向c中滴加NaOH溶液过多,pH过大,则会使甘氨酸亚铁的产量降低,主要原因是 。(用离子方程式表示)
(5)反应完成后,向c中反应混合液中加入无水乙醇,生成白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤得粗产品,无水乙醇的作用是 。粗产品中混有少量的甘氨酸杂质,可将粗产品放入到盛有 (a.水 b.乙醇 c.冰醋酸)(填标号)的烧杯中,搅拌、过滤、洗涤得到纯净的产品。
(6)产品中亚铁含量的测定:称取产品mg,加入稀硫酸溶解,再加入10%磷酸溶液,配成100mL,取25.00mL于锥形瓶中,加入2滴二苯胺硫磺酸钠指示剂,用0.10moL·L-1[硫酸铈Ce(SO4)2]标准液滴定至由绿色变为紫红色,消耗硫酸铈标准液24.00mL,测得亚铁含量为 %(已知:氧化性:Ce4+>Fe3+还原性:Fe2+>Ce3+)。
【答案】(1)蒸馏烧瓶(2分)
(2)液封或水封,防止空气进入c中(2分)
(3)制取硫酸亚铁同时产生氢气,排出装置内空气(2分)
(4) (3分)
防止亚铁离子(或甘氨酸亚铁)被氧化,同时防止亚铁离子水解 (2分) (2分)
(5) 降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其析出 (2分) c(2分)
(6)(3分)
【解析】(1)根据b的结构特点可知其为蒸馏烧瓶;
(2)d中导管插入液面以下,可以形成液封或水封,防止空气进入c中将甘氨酸亚铁氧化;
(3)实验开始时关闭K2,再依次打开K3和K1,使b中开始反应,该操作的目的是:制取硫酸亚铁同时产生氢气,排出装置内空气;
(4)①反应物有甘氨酸、硫酸亚铁以及NaOH,已知生成物有甘氨酸亚铁,结合元素守恒可知方程式应为;
②c中少量柠檬酸既可以防止亚铁离子(或甘氨酸亚铁)被氧化,同时防止亚铁离子水解;
③若向c中滴加NaOH溶液过多,pH过大,亚铁离子会与OH-直接反应生成Fe(OH)2沉淀,,会使甘氨酸亚铁的产量降低。
(5)由题中信息可知,甘氨酸亚铁难溶于乙醇,因此用乙醇洗涤可以降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其析出;由信息可知甘氨酸在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度,甘氨酸亚铁难溶于乙醇、冰醋酸,可用冰醋酸除去粗产品中混有的少量甘氨酸杂质;
(6)滴定过程中发生反应:Ce4++ Fe2+= Fe3++ Ce3+;消耗标准液体积24.00mL,则消耗n(Ce4+)=0.10 moL·L-1×0.024L=0.0024mol,待测液中n(Fe2+)= n(Ce4+)=0.0024mol,原样品中n(Fe2+)=0.0024mol×=0.0096mol,亚铁含量为。
四、黄酮哌酯的合成(19分)
4.黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如下路线合成:
已知:
(1)为链状结构,该分子中含有的官能团是 。
(2)A→B的反应类型为 。
(3)D的结构简式为 。
(4)C+E→F的化学方程式是 。
(5)下列关于F和G的说法正确的是 。
a.F和G互为同分异构体
b.1 mol G在催化剂作用下,最多可消耗5 mol
c.F和G可以利用溶液进行鉴别
d.1 mol F与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
(6)已知:++
G制备M的过程如下:
P、Q分别为 、 。
(7)写出M→黄酮哌酯的反应方程式 。
【答案】(1)碳碳双键(2分)
(2)加成反应(2分)
(3)CH3CH2COOH(2分)
(4)+CH3CH2COCl+HCl(3分)
(5)ac(3分)
(6) (2分) H2O(2分)
(7)++H2O(3分)
【解析】(1)C3H6为链状结构,则该分子的结构简式为:CH3CH=CH2,该分子中含有的官能团是碳碳双键,故答案为:碳碳双键。
(2)
由题干流程图可知,A→B的反应为:+CH3CH=CH2,该反应的反应类型为加成反应,故答案为:加成反应。
(3)由分析可知,D的结构简式为CH3CH2COOH,故答案为:CH3CH2COOH。
(4)
由分析可知,C的结构简式为:,根据题干合成流程图可知,C+E→F的化学方程式是+CH3CH2COCl+HCl,故答案为:+CH3CH2COCl+HCl。
(5)a.由上述分析可知,F和G的分子式相同,结构不同,故互为同分异构体,a正确;
b.G的结构简式为:,苯环和酮羰基能够和H2发生加成反应,则1 mol G在催化剂作用下,最多可消耗4mol,b错误;
c.由分析可知,F分子中不存在酚羟基,而G分子中含有酚羟基,故F和G可以利用FeCl3溶液进行鉴别,c正确;
d.由F的结构简式可知,1molF中含有1mol羧基和1mol酚酯基,故1molF与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3molNaOH,d错误;
故选ac。
(6)
由G的结构简式,结合题干转化信息,可知该转化方程式为:+++H2O,故答案为:;H2O。
(7)
题干合成流程图可知,M和发生酯化反应生成黄酮哌酯的反应方程式为:++H2O。
五、废钯催化剂中回收海绵钯的化工流程(20分)
5.钯催化剂(主要成分为Pd、α-Al2O3,还含少量铁、铜等)是石油化工中催化加氢和催化氧化等反应的重要催化剂。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如下:
已知:①钯催化剂在使用过程中Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活;H2PdCl4是一种二元强酸;
②常温下,,。
回答下列问题:
(1)“还原Ⅰ”过程中加入甲酸的主要目的是还原 (填化学式)。
(2)“酸浸”过程中Pd转化的离子方程式为 。
(3)“酸浸”过程中温度、固液比对浸取率的影响如图,则“酸浸”最佳条件为 。
(4)“离子交换”过程可简单表示为,流出液通入NH3调节pH后过滤,滤液经一系列操作可以得到CuCl2·2H2O。若假设流出液中各金属离子的浓度均为0.01 mol/L,常温下,需要调节pH的范围是 。
(5)“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化:H2PdCl4 (稀溶液) [Pd(NH3)4]Cl4 (稀溶液)[Pd(NH3)4]Cl2(沉淀)。则滤液中溶质的主要成分为 (填化学式)。
(6)N2H4的电子式为 。
(7)“还原Ⅱ”过程中产生无毒无害气体。由[Pd(NH3)4]Cl2生成海绵钯的化学方程式为 。
(8) H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2-的作用下合成H2O2,反应历程如图。下列说法不正确的是
A.H2O2中存在极性键和非极性键
B.[PdCl4]2-中Pd2+提供空轨道形成配位键
C.反应①、②、③均属于氧化还原反应
D.等物质的量的H2和O2发生反应时,反应①和反应②转移的电子数之比为1:1
【答案】(1)PbO(2分)
(2)(3分)
(3)温度80℃,固液比4:1(3分)
(4)3~5(2分)
(5)NH4Cl(2分)
(6) (2分)
(7)(3分)
(8) C(3分)
【解析】(1)结合信息可知,“还原Ⅰ”加入甲酸的目的是还原PdO,使后续酸浸顺利进行;
(2)“酸浸”过程用盐酸和H2O2,Pd转化为PdC12,对应的离子方程式为:Pd+2H++ H2O2+4C1- =+2H2O;
(3)分析图像可知:较合理的浸出温度为80℃,固液比为4:1;
(4)加入氨水调节pH,使Fe3+沉淀,而Cu2+不发生反应,对于铁离子可知,c(OH-)>=1.0×10-11 mol/L,c(H+)=mol/L=1.0×10-3 mol/L,溶液pH=3;对于铜离子,c(OH-)<=1.0×10-9 mol/L,c(H+)=mol/L=1.0×10-5 mol/L,溶液pH=5,故需调节溶液的pH范围为3<pH<5;
(5)结合“沉钯”过程转化:H2PdCl4 (稀溶液) [Pd(NH3)4]Cl4(稀溶液)[Pd(NH3)4]Cl2(沉淀),则滤液中溶质的主要成分为NH4Cl;
(6)
N原子最外层有5个电子,H原子核外只有1个电子,在N2H4分子中2个N原子形成共价单键N-N,每个N原子再与2个H原子形成2个N-H共价键,使分子中各个原子都达到稳定结构,则N2H4的电子式为;
(7)“还原Ⅱ”中产生无毒无害气体,该气体是N2,由Pd(NH3)2Cl2生成海绵钯,根据电子守恒、原子守恒,可知该反应的化学方程式为:。
【解析】A.H2O2中存在H-O极性键和O-O非极性键,A正确;
B.[PdCl4]2-中Pd2+提供空轨道与Cl-提供的孤电子对形成配位键,B正确;
C.由题干反应历程图可知,反应①②③分别为:[PdCl4]2-+H2=Pd+2HCl+2Cl-,Pd+O2+2Cl-=[PdCl2O2]2-,[PdCl2O2]2-+2HCl=[PdCl4]2-+H2O2,可知反应①、②均有元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,但反应③没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应,C错误;
D.等物质的量的H2和O2发生反应时,反应①H的化合价由0→+1价,反应②O的化合价由0→-1价,转移的电子数之比为1:1,D正确;
故答案为:C。