(3)H2O2的作用是__________。
(4)HT是一种难溶于水的有机溶剂，它能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为Ce3+(水层)+3HT(有机层)_______。
(5)从平衡的角度解释加碱调pH值生成Ce(OH)3悬浊液的原因________。
【答案】 (1). +3 (2). AB (3). 4CeFCO3+O2+2H2O=4CeO2+4HF+4CO2 (4). 把CeO2还原为Ce3+ (5). 分液（或萃取分液） (6). 过滤、洗涤、干燥 (7). 在溶液中存在平衡：Ce3++3H2O
Ce(OH)3+3H+，加碱后与H+反应，使c(H+)减小，水解平衡向右移动，生成Ce(OH)3
CeT3(有机层)+3H+(水层)。操作I的名称是________，操作III的步骤是
c(OH-)3增大，从而使沉淀溶解平衡沉淀（或加碱后，溶液中c(OH-)变大，使c(Ce3+)·Ce(OH)3(s)【解析】 【分析】
氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，由流程可知，氧化焙烧生成二氧化碳、HF气体及CeO2，再加稀硫酸、过氧化氢发生2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O，溶液中加入萃取剂HT，操作I为分液将溶液中Ce3+萃取出来，再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液，调节溶液的pH得到Ce(OH)3沉淀，再经过氧气氧化发生4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4，过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品，以此解答该题。
Ce3+(aq)+3OH-逆向移动，产生Ce(OH)3沉淀）
【详解】(1)根据化学式书写原则，F显-1价，碳酸根整体为-2价，则CeFCO3中Ce的化合价为+3 价；酸浸时，升高温度、延长浸出时间可提高矿石的浸出率，故答案为:+3；AB； (2)氧化焙烧过程中氧气参与反应，生成无色无味酸性气体CO2，故发生的反应方程式为：4CeFCO3+O2+2H2O=4CeO2+4HF+4CO2；
(3)H2O2是常见的氧化剂，在反应中的作用是：把CeO2还原为Ce3+；
(4)HT是一种难溶于水的有机溶剂，它能将Ce3+从水溶液中萃取出来，该过程可表示为Ce3+(水层)+3HT(有机层)
CeT3(有机层)+3H+(水层)，操作I的名称是分液（或萃取分液）；Ce(OH)3沉
淀在氧气的作用下氧化为Ce(OH)4，操作III的步骤是：过滤、洗涤、干燥； 故答案为：分液（或萃取分液）；过滤、洗涤、干燥； (5)在溶液中存在平衡：Ce3++3H2O
c(OH-)3增大，从而衡向右移动，生成Ce(OH)3沉淀（或加碱后，溶液中c(OH-)变大，使c(Ce3+)·使沉淀溶解平衡Ce(OH)3(s)生成Ce(OH)3悬浊液。
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的Ce(OH)3+3H+，加碱后与H+反应，使c(H+)减小，水解平
Ce3+(aq)+3OH-逆向移动，产生Ce(OH)3沉淀），故加碱调pH值可
20. 高铁电池作为新型可充电电池，具有放电曲线平坦，高能高容量，原料丰富，绿色无污染等优点。
I.下图为简易的高铁电池的工作装置。已知：放电后，两极都产生红褐色悬浮物。 请回答下列问题：
(1)该电池放电时的总反应为___________。
(2)放电时，此盐桥中阴离子的运动方向是__________(填“从左向右”或“从右向左”)。 (3)该电池充电时阳极反应的电极反应方程式为___________。 II.现用蓄电池Fe+NiO2+2H2O下图所示：
放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2为电源，制取少量高铁酸钾。反应装置如
(1)电解时，石墨电极连接的a极上放电的物质为__________(填“Fe”或“NiO2”)。 (2)写出电解池中铁电极发生的电极反应式__________。 (3)当消耗掉0.1 mol NiO2时，生成高铁酸钾__________g。
(4)Mg和Fe都是生产生活中的常用金属。加热锅炉时，水中的MgCO3可以先转化为Mg(HCO3)2，然后转化为Mg(OH)2，求MgCO3+H2O
Mg2++HCO3+OH-在80℃时的平衡常数__________。
-(已知：80℃时H2O的KW＝2.5×10?13，Ksp(MgCO3)＝8.4×10?6，Ka1(H2CO3)＝4.2×10?7、Ka2(H2CO3)＝5.6×10?11)。
【答案】 (1). Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH (2). 从右向左 (3). Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO4+4H2O (4). Fe (5). Fe-6e-+8OH-=FeO4+4H2O (6). 6.6 (7). 3.75×10-8
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2-2-
【解析】
【详解】I.(1)由装置图可知，左侧铁作负极，右侧石墨为正极，高铁酸钾为正极反应物，放电后，两极都产生红褐色悬浮物可知，两电极产物均为氢氧化铁，则总反应为Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH，故答案为：Fe+K2FeO4+4H2O=2Fe(OH)3+2KOH；
(2)原电池电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的阴离子向负极铁移动，即由右向左移动，故答案为：由右向左；
(3)充电时阳极为原电池正极的逆过程，电极方程式为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO4+4H2O，故答案为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO4+4H2O；
II.(1)由题意可知，通过电解制备高铁酸钾，铁应作电解池的阳极失电子，产生高铁酸根离子，则石墨作阴极，石墨所连电极为原电池的负极，结合原理反应可知，负极Fe失电子，故答案为：Fe；
(2)由题意可知铁电极失电子应得到高铁酸根，电极反应为：Fe-6e-+8OH-=FeO4+4H2O ，故答案为：Fe-6e-+8OH-=FeO4+4H2O；
(3)当消耗掉0.1 mol NiO2时，转移电子物质的量为0.2mol，结合阳极反应Fe-6e-+8OH-=FeO4+4H2O，转移0.2mol电子时，产生的高铁酸根离子为铁酸钾的质量为：(4)MgCO3+H2OK=
-2?c(Mg2+)?c(HCO3)?c(OH-)?c(CO3)?c(H+)Ksp(MgCO3)?KWc(Mg)?c(HCO)?c(OH)=?2?c(CO3)?c(H+)Ka22+-3-2-2-2-2-2-0.2mol，产生的高60.2mol?198g/mol=6.6g，故答案为：6.6g； 6-Mg2++HCO3+OH-在80℃时的平衡常数
8.4?10?6?2.5?10-13==3.75?10-8，故答案为：3.75×10-8 -115.6?1021. 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理和化学平衡对于消除环境污染有重要意义。
(1)NO在空气中存在如下反应2NO(g)+O2(g) ? 2NO2(g) △H 上述反应分两步完成，其反应历程如图所示。
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请回答下列问题：
①写出反应II的热化学方程式____________。
②反应I和反应II中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g) ? 2NO2(g)反应速率的是_______(填“反应I”或“反应II”)，请写出判断的理由__________。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g) ? N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，T℃时，各物质起始浓度及12min和15min时各物质的平衡浓度如表所示：
①T℃时，该反应的平衡常数为________。
②在12min时，若只改变某一条件使平衡发生移动，15min时重新达到平衡，则改变的条件是_______。
③在15min时，保持温度和容器体积不变再充入NO和N2，使二者的浓度均增加至原来的两倍，此时反应v正______ v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)NO2存在如下平衡：2NO2(g) ? N2O4(g) △H＜0，在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各p2(NO2)，v逆(N2O4)＝自的分压(分压＝总压×物质的量百分数)有如下关系：v正(NO2)＝k1·
k2·p(N2O4)，相应的速率与其分压关系如下图所示。一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是Kp＝______(用k1、k2表示)；图中标出的点0、A、B、C、D中，能表示反应达到平衡状态的点是________。
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(1). N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g) △H=(E1-E2)kJ·mo1-1 (2). 反应Ⅱ (3). 反应Ⅱ的【答案】
活化能大于反应I的活化能，反应Ⅱ断键时需要更多的能量，反应速率慢 (4). 2.25 (5). 增大N2的浓度 (6). ＞ (7). Kp=【解析】 【分析】
(1)①根据能量关系图，反应Ⅱ为放热反应，结合△H=正反应的活化能-逆反应的活化能计算；②反应活化能越大，反应速率越慢；
k1 (8). BD 2k2c?CO2?c?N2?(2)①根据K=计算；②根据表中数值知，15min时重新达到平衡时，NO、氮气
c2?NO?的浓度增大，二氧化碳的浓度减小，说明平衡逆向移动，据此判断改变的条件；③根据Qc与K的关系分析；
p?N2O4?1(3)反应达到平衡时v正=v逆，即v逆(N2O4)= v正(NO2)，结合Kp=2以及NO2与N2O4
2p?NO2?的消耗速率与各自的分压的关系计算，满足平衡条件v(NO2)=2v(N2O4)即为平衡点。
【详解】(1)①根据能量关系图，反应Ⅱ为放热反应，热化学方程式为：N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g) △H=(E1-E2)kJ/mo1，故答案为：N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g) △H=(E1-E2)kJ/mo1； ②反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应速率由最慢的一步决定，所以决定
2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)反应速率的是反应Ⅱ，故答案为：反应Ⅱ；反应Ⅱ的活化能大于反应I的活化能，反应Ⅱ断键时需要更多的能量，反应速率慢； (2)①根据表格数据，T℃时，12min 时为平衡状态，K=故答案为：2.25；
②根据表中数值知，15min时重新达到平衡时，NO、氮气的浓度增大，二氧化碳的浓度减小，说明平衡逆向移动，说明改变条件是增大N2的浓度，故答案为：增大N2的浓度；
c?CO2?c?N2?0.075?0.075==2.25，
0.052c2?NO?
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清华大学附属中学中学生标准学术能力基础性测试2021届高三9月测试化学试题 Word版含解析
