【市级联考】湖南省常德市2019届高三下学期第一次模拟考试理科综合化学试题(解析版)

【点睛】本题考查了物质的制备的知识。涉及化学方程式的书写、实验方案的评价、化学实验基本操作、氧化还原反应及物质纯度的计算等。明确实验原理及实验基本操作方法是解题关键，试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力，注意题目信息的与相关基础知识联合分析，题目难度较大。

9.LiNiO2是一种前景很好的锂离子电池正极材料。当温度高于850°C时，LiNiO2会分解。请按要求回答下列问题：

(1)LiNiO2中Ni的化合价为___________，C工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800°制得 LiNiO2，该反应的化学方程式为___________，加热温度不宜过高的原因是_________，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，存在的缺点可能是_______。 (2)以废旧二次电池为原料回收利用合成Ni(OH)2的工艺如下：

2+3+3+2+

已知：酸浸后滤液中含有Ni、Al、Fe、Mn；

Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10－33，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10－14； ①滤渣Ⅱ为___________。

②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下： i．5S2O82－+2Mn2++8H2O=2MnO4－+10SO42－+16H+； ii．______________________(用离子方程式表示)。

③转化操作后，还需经过过滤、洗涤、烘干得到产品。检验Ni(OH)2是否洗涤干净的实验操作是___________。 ④调pH=5操作时，已知溶液中Ni浓度为2.0mol/L，则“滤渣II”中是否存在Ni(OH)2沉淀?___________(列式计算，并使用必要的文字说明)。

【答案】 (1). +3 (2). 4Ni(OH)2+4LiOH+O2

4LiNiO2+6H2O (3). 防止温度高于850℃时

2+

LiNiO2分解 (4). 产生氮氧化物，污染环境 (5). Al(OH)3、Fe(OH)3 (6). 2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ (7). 取最后一次洗涤液，先加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净 (8). pH=5，滤液中Qc=c2(OH-)·c(Ni2+)=2×10-18

c(OH-)=10-9mol/L，

(1)根据化合物中元素正负化合价代数和等于0判断Ni的化合价；根据反应物、生成物结合电子守恒、原子守恒，书写反应方程式；从温度过高，物质的稳定性分析，结合LiNO3高温分解产生氮氧化合物的毒性判断；

(2)废旧二次电池用硫酸溶解得到的溶液中含有Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+，然后向溶液中加入NiO，调整溶液

3+3+

的pH=5，由于Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度积常数小，这时溶液中含有Al、Fe形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀

进入滤渣II中，然后载向滤液中加入(NH4)2S2O8氧化溶液中Mn变为MnO2进入滤渣III中，再向溶液中加入NaOH溶液，Ni形成Ni(OH)2沉淀。据此分析解答。

【详解】(1)由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0，Li为+1价，O为-2价，所以LiNiO2中NiC制得 LiNiO2，该反的化合价为+3价；在工业上用Ni(OH)2与LiOH的混合物在空气流中加热到700~800°应的化学方程式为4Ni(OH)2+4LiOH+O2

4LiNiO2+6H2O，加热温度不宜过高，是因为温度高于850℃

2+

2+

时LiNiO2会发生分解反应，工业上也可用LiNO3代替上述工艺中的LiOH，但也存在一定缺点，原因是LiNO3受热分解会产生氮氧化物，导致污染环境；

(2)①根据上述分析可知滤渣II中含有的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3； ②“氧化除锰”是将锰元素最终转化为MnO2而除去，反应历程如下：

2-2+-2-+-2+

第一步反应是5S2O8+2Mn+8H2O=2MnO4+10SO4+16H；反应产生的MnO4再将溶液中的Mn氧化，最-2++

终都变为MnO2，所以第二步反应用离子方程式表示为2MnO4+3Mn+2H2O=5MnO2↓+4H；

③Ni(OH)2沉淀是从含Na、SO4等的溶液中过滤出来的，因此检验Ni(OH)2是否洗涤干净可通过检验洗涤液中是否含有SO4检验，实验操作是取最后一次洗涤液，先加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净； c(OH)=④调pH=5操作时，

-2-

+2-

=

2+2+2-=10-9mol/L，已知溶液中Ni浓度为2.0mol/L，则c(Ni)? c(OH) =2.0

×(10-9)2=2.0 ×10-18< Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-14，所以 “滤渣II”中不存在Ni(OH)2沉淀。

【点睛】本题考查了化合物中元素化合价的判断、混合物的分离、提纯、氧化还原反应方程式的书写、实验方案的设计与评价等知识。掌握氧化还原反应的规律、明确反应原理是解题关键，该题较为全面的考查了学生对化学反应原理的掌握，难度适中。

10.含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。请按要求回答下列问题

(1)利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如下图所示。A包含物质为H2O和___________(填化学式)

(2)已知：4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) △H1=－a kJ/mol 4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H2=－b kJ/mol H2O(l)=H2O(g) △H3=+c kJ/mol

则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的△H=___________ kJ/mol (3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN的反应为：CH4(g)+NH3(g)

HCN(g)+3H2(g ) △H>0

①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图甲所示。则X可以是___________(填字母序号)

a．温度 b．压强 c．催化剂 d．

②在一定温度下，向2L密闭容器中加入 n mol CH4和2 moI NH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图乙所示。

a点时，CH4的转化率为___________%；平衡常数：K(a)_____K(b)(填“>”“=”或“<”)。

(4)肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为： Mb(ag)+O2(g)反应的平衡常数可表示为：的关系如图丙所示[

逆

MbO2(aq)，该

。在37℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(a)与P(O2)]。研究表明正反应速率ν正=k正·c(Mb) · P(O2)，逆反应速率ν

=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。

①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=___________(用含有k正、k逆的式子表示)。 ②试求出图丙中c点时，上述反应的平衡常数K=___________kPa。已知k逆=60s，则速率常数k正=___________s－1·kPa－1。 【答案】 (1). N2 (2). (8). 120 【解析】 【分析】

(1)根据流程图，可知NH3与废气中的NO、NO2反应产生氮气和水；

(2)根据盖斯定律，将已知的三个热化学方程式叠加，就得到相应的反应的热化学方程式； (3)①CH4(g)+NH3(g)

HCN(g)+3H2(g ) △H>0的正反应是气体体积增大的吸热反应，根据X越大，NH3

(3). bd (4). 25 (5). = (6).

(7). 2

－1

－1

的转化率越小分析影响因素；

②根据加入2molNH3、2molCH4时，利用三段式法，结合平衡时氨气含量是30%，计算出各种物质的平衡物质的量，再结合反应时二者消耗关系，可计算CH4的转化率；并根据化学平衡常数的含义计算此时反应平衡常数；

(4)①根据可逆反应达到平衡状态时，V正=V逆，结合平衡常数表达式计算K与K正、K逆的关系；