28. (15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2 的目的是 (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后, 需将溶液中过量的H2O2 除去。除去H2O2 的简便方法是 。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:摇摇2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32- +I2=2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。
②若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽,所测定的Cu2+含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
|
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1. 1 |
3. 2 |
Fe2+ |
5. 8 |
8. 8 |
Zn2+ |
5. 9 |
8. 9 |
实验中可选用的试剂:30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为:① ;② ;③过滤;④ ;⑤过滤、洗涤、干燥;⑥900℃煅烧。
27.(14分)A、B、C是中学化学中常见的三种短周期元素。已知:①A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;②B元素最高正价与最低负价的代数和为2;③C元素有多种化合价,且常温下C元素的单质与石灰水反应,可得到两种含C元素的化合物;④B、C两种元素质子数之和是A元素质子数的4倍。
(1)写出常温下C的单质和石灰水反应的离子方程式____________________ ;
两者恰好反应所得溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
(2)意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的B4气态分子。B4分子结构与白磷分子结构相似 ,已知断裂1 mol B—B键吸收167 kJ的热量,生成1 mol B≡B键放出942 kJ热量。写出B4转化为B2的热化学方程式: ;
由此判断相同条件下B4与B2的稳定性顺序是:_____________ _。(以上均用化学式表示)
(3)由B、C两种元素组成的化合物X,常温下为易挥发的淡黄色液体,X分子为三角锥形分子,且分子里B、C两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。写出X的电子式: ;
X遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则X与水反应的化学方程式是______________ _。
( 4)写出实验室制B的 氢化物的化学方程式 .
26.(15分)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是 。
②将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中, 。
(2)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。
限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
完成原电池甲的装置示意图(见图15),并作相应标注。
要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极 。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ,其原因是 。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选 作阳极。
25.(18分)如图所示,相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下,PT下方的电场II的场强方向竖直向上,电场I的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍,在电场左边界AB上有点Q,PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子,电量为+q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求:
(1)匀强电场I的电场强度E的大小和MT之间的距离;
(2)有一边长为a、由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧且紧挨CD边界,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失),并返回Q点,需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于,求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。
24.(14分)某同学做了这样一个实验,将一个小铁块(可看成质点)以一定的初速度,沿倾角可在0—90°之间任意调整的木板向上滑动,设它沿木板向上能达到的最大位移为x, 若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角的关系如图所示。g取10m/s2。求(结果如果是根号,可以保留):
(1)小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少?
(2)当α=60°时,小铁块达到最高点后,又回到出发点,物体速度将变为多大?
23.(9分)欧姆表内部含有电源,某同学利用下列实验器材测量欧姆表的内阻和内部电源的电动势,实验器材的规格如下:
电流表A1(量程为200μA,内阻为300) 定值电阻R0(阻值为9700 )
电流表A2(量程为300 mA,内阻约为5) 滑动变阻器R(0~50 )
开关和若干导线
⑴.根据以上实验器材,把本实验的电路原理图画在下面的虚线方框中。
⑵.利用上述实验电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置,读出电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.多次改变滑动触头的位置,得到如下实验数据。在如图所示的坐标纸上作出I2-I1图线。
I1(μA) |
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
145 |
I2(mA) |
20.0 |
16.7 |
13.2 |
10.0 |
6.7 |
3.3 |
⑶.根据所作图线得到欧姆表内部电源的电动势为_____V,内电阻为______.(结果保留三位有效数字)
⑷.若把该欧姆表红黑表笔短接,通过欧姆表的电流大小为____A.(保留三位有效数字)
三、非选择题
22.(6分)(1)某同学用游标卡尺测量小钢球的直径,如图所示,则小钢球的直径为d=_____________cm。
(2)用螺旋测微器测量某电阻丝的直径,示数如图,则该金属丝的直径为 mm。
(3)如图所示,电流表的读数是 A
21.如图所示,ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨,它们被竖直固定在绝缘水平面上,CDGF面与水平面成θ角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,两金属细杆的电阻均为R,导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 ( )
A.回路中的电流强度为
B.ab杆所受摩擦力为mgsinθ
C.cd杆所受摩擦力为
D.μ与v1大小的关系为= mgcosθ
第II卷(非选择题,共174分)
20.一质量为2kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g =10m/s2,由此可知
A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.35
B.减速过程中拉力对物体所做的功约为8J
C.匀速运动时的速度约为6m/s
D.减速运动的时间等于
19.真空中有一正四面体ABCD,如图MN分别是AB和CD的中点。现在A、B两点分别固定电荷量为+Q、-Q的点电荷,下列说法中正确的是
A.将试探电荷+q从C点移到D点,电场力做正功,试探电荷+q的电势能降低
B.将试探电荷-q从M点移到N点,电场力不做功,试探电荷-q的电势能不变
C.C、D 两点的电场强度不相等
D.N点的电场强度方向平行AB且跟CD垂直
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