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(15分)[化学——选修2:化学与技术]铁、铝是现代金属材料的主角。但其腐蚀造成...

15分[化学——选修2:化学与技术]铁、铝是现代金属材料的主角。但其腐蚀造成很大的经济损失,寻求金属制品抗腐蚀处理的方法意义重大。

1一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡。但是加热或在稀HNO3中,铁与硝酸会不断反应。不同浓度的 HNO3 与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

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①钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是:      

②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是:       

③由图示可知,密度等于1.35 g/mL 的硝酸与铁反应时,其还原产物主要是      请用一句话概括该图反映出的基本结论      

2以下为铝材表面处理的一种方法

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①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是         用离子方程式表示。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的     

a.NH3         b.CO2        c.NaOH         d.HNO3

②以铝材为阳极,在H2SO4 溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为        。电解后的铝材再经氨洗的目的是                

③取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是       

 

(15分) (1)①铁在冷的浓硝酸中会“钝化”,在钢铁表面形成一层致密氧化物保护膜。 (1 分) ②硝酸易挥发,且不稳定,见光易分解,故不易操作;生成物对环境污染严重 (2分) ③NO2、NO (2分) ;硝酸的浓度越大,其还原产物中氮元素化合价越高(或者硝酸浓度越低,还原产物中氮元素化合价越低)(2分) (2)①2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑(2分)b(1分) ②2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+。(2分) 中和表面的酸溶液(1分) ③HCO3-与H+反应使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀(2分) 【解析】 试题分析:(1)①钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是铁在冷的浓硝酸中发生钝化,在钢铁表面形成一层致密氧化物保护膜,不会被腐蚀; ②铁表面的氧化铁一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理, 是因为浓硝酸具有挥发性,且不稳定,见光易分解,故不易操作;生成物为氮的氧化物,对环境污染严重; ③根据图像可知,当硝酸的密度是1.35 g/mL 时,硝酸的还原产物物质的量发生较大的是NO2、NO,所以此时的还原产物是NO2、NO;根据图像当硝酸的密度最小时的还原产物是铵根离子,N元素的化合价最低,随硝酸的浓度增大,其还原产物中氮元素化合价升高(或者硝酸浓度越低,还原产物中氮元素化合价越低); (2)①碱洗时应是氢氧化钠与氧化铝反应,但常有气泡冒出,说明内部的Al与氢氧化钠反应生成氢气的缘故,离子方程式是2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑;碱洗后的Al以偏铝酸根离子形式存在,所以以沉淀形式回收Al元素,则应产生氢氧化铝沉淀,所以需加入酸性物质,如二氧化碳、硝酸,但生成的氢氧化铝会溶于硝酸,所以最好的试剂是二氧化碳,因为氢氧化铝不溶于碳酸,答案选b; ②阳极发生氧化反应,则Al失去电子,因为最终生成氧化铝,所以需结合水,生成氧化铝薄膜和氢离子,电极反应式是2Al+3H2O-6e-═Al2O3+6H+;因为阳极材料附着有氢离子,显酸性,所以电解后的铝材再经氨洗的目的是中和表面的酸溶液; ③废电解液中含有少量的铝离子,加入碳酸氢钠后,则碳酸氢根离子与铝离子发生双水解反应,生成二氧化碳气体和Al(OH)3沉淀。 考点:考查对工业流程的分析判断,对图象的分析,物质性质的应用  
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考点分析:
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15分硫酸亚铁铵又称莫尔盐,是浅绿色晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定,是常用的Fe2+试剂。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其组成,他们进行了以下实验。

Ⅰ.莫尔盐的制取

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把图中“一定实验步骤”换成“加热蒸发、浓缩结晶”

请回答下列问题。

1废铁屑中含氧化铁,无需在制备前除去,理由是__________________用离子方程式回答,实验前都需将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸,倾倒出液体,用水洗净铁屑。从以下仪器中选择组装,完成该操作必需的仪器有________填编号

①铁架台    ②玻璃棒    ③广口瓶    ④石棉网    ⑤烧杯    ⑥漏斗   ⑦酒精灯

2步骤2中加热方式            填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”;必须在铁屑少量剩余时,进行热过滤,其原因是                                   

II.莫尔盐组成的测定

①将摩尔盐低温烘干后,称取7.84 g加热至100℃失去结晶水,质量变为5.68 g。

②选择下图所示的部分装置连接起来,检查气密性后,将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中,再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液,充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68 g。

③向A中加入适量3%的H 2 O 2 溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,测得其质量为1.6 g。

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根据上述实验回答下列问题。

3步骤②中,选择的装置是A接_______接_______填代号,A装置中未使用分液漏斗的理由是______________。

4向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_______;吸收A中产生的气体所用试剂应是_______。实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收以准确测量其质量,他们在A中反应停止后再进行的操作是______________。

5根据上述实验数据计算,摩尔盐中满分5 manfen5.com=_______。

 

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14分硝基苯甲酸乙酯在OH 存在下发生水解反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-满分5 manfen5.com O2NC6H4COO-+C2H5OH

两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L ,某温度下测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:

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1列式计算该反应在120~180s与330~530s区间的平均反应速率__________,__________;比较两者大小可得出的结论是______________________________。

2列式计算该温度下反应的平衡常数____________________。

3为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,可以采取的措施有_______________要求写出两条

4硝基苯甲酸乙酯有     种,其中苯环上的一氯代物最少的结构简式为          

 

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14分氮化硅Si3N4是一种优良的高温结构陶瓷,在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。工业上有多种方法来制备氮化硅,常见的方法有:

1在1 300-l 400℃时,高纯粉状硅与纯氮气化合,其反应方程式为_________。

2在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl。

①已知:25℃,101 kPa条件下的热化学方程式:

3Sis+2N2g=Si3N4s)  △H= -750.2kJ/mol

Sis+2Cl2g=SiCl4g)  △H=-609.6 kJ/mol

H2g+Cl2g=2HClg)  △H=--184.6 kJ/mol

四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式为____________________。

②工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:

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已知:X,高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色。

上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu?________填“能”或“不能”。写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式。阳极:        ;阴极:        

3)由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示

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把图中的①·⑤改为I-V

①石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学方程式表示其原因:               

②图示I-V的变化中,属于氧化还原反应的是         

③SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解,产生白雾,军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学方程式为___________________。

④在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成SiNH24和一种气体        填分子式;在反应V中SiNH24受热分解,分解后的另一种产物的分子式为          

 

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将Cl2通人适量KOH溶液,产物中可能有KC1、KClO、KC1O3,且cCl-/cClO-的值与温度高低有关。当nKOH=a mol时,下列有关说法不正确的是

A.参加反应的氯气的物质的量等于1/2amol

B.改变温度,产物中KC1O3的最大理论产量为1/7amol

C.若某温度下,反应后cCl-/cClO-=11,则溶液中cClO-/cClO3-=1/2

D.改变温度,反应中转移电子的物质的量ne的范围:1/2amol≤ne≤5/6amol

 

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茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是

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A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨

B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦

C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦

D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩

 

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