27.(15分)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。NaCl熔点801℃,易溶于水、难溶于乙醚等。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
完全沉淀 |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
请回答下列问题:
⑴在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为(写出二点) 、 。
⑵加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是 。
⑶操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是 和过滤。
⑷制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是 。
⑸为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是(写出二点) 、 。
⑹在实验室中,为了从上述产品中获得更纯净的CoCl2·6H2O,采用的方法是 。
26.(14分)氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。
⑴如图表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化,据此请回答:
①写出氮气与氢气合成氨的热化学反应方程式: 。
②对于合成氨的反应下列说法正确的是
(填编号)。
A.该反应在任意条件下都可以自发进行
B.加入催化剂,能使该反应的E和△H都减小
C.若该反应在298K、398K时的化学平衡常数
分别为K1、K2,则K1>K2
D.该反应属于人工固氮
⑵现在普遍应用的工业合成氨的方法是哈伯于
1905年发明的,但此法达到平衡时反应物的转
化率不高。
①为了能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是 。
A.使用的更高效催化剂 B.升高温度
C.及时分离出氨气 D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中进行。得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
N2 |
1.50 |
n1 |
1.20 |
n3 |
1.00 |
H2 |
4.50 |
4.20 |
3.60 |
n4 |
3.00 |
NH3 |
0.00 |
0.20 |
n2 |
1.00 |
1.00 |
根据表中数据计算:
②反应进行到2小时时放出的热量为 KJ。
③0~1小时内N2的平均反应速率
④此条件下该反应的化学平衡常数K= (保留两位小数)。
⑤反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1mol,化学平衡向 方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”)
25.(15分)已知:X、Y、Z、W、U是短周期元素中的五种元素。其中,除了U元素外其他元素都是非金属元素,它们的原子序数依次增大,X元素的原子形成的离子就是一个质子;Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。常见化合物U2W2与水反应生成W的单质,且溶液使酚酞试液变红。请回答下列问题:
(1)Z在周期表中的位置是______________,ZX3在催化剂存在的条件下,可用于减少汽车尾气对大气的污染,该反应的化学方程式是________________________;Z2X 4的性质与ZX3类似,也能与HCl反应生成盐A(Z2X6Cl2),则A电子式为______________,A的水溶液因分步水解而呈弱酸性。
①盐A显酸性原因(用离子方程式表示) 。
②写出足量金属镁加入盐A的水溶液中产生H2的化学方程式 。
(2)最近意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的Z4气态分子。Z4分子结构如图所示,则由Z4变成Z2属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐,该化合物的水溶液
与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为
。
(4)一定量的U2W2与YW2反应后的固体物质,恰好与0.8mol稀盐酸完全反应生成正盐,并收集到0.25mol气体,则该固体物质的组成及其物质的量为 。
24.(22分).如图光滑斜面的倾角θ=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框用细线通过定滑轮与重物相连,重物质量M=2kg,斜面上ef线与gh线(ef∥gh ∥pq)间有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B1=0.5T, gh线与pq线间有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度B2=0.5T.如果线框从静止开始运动,当ab边进入磁场时恰好做匀速直线运动,ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为2.3s ,求:
(1)求ef线和gh线间的距离s;
(2)ab边刚进入磁感应强度为B2的区域瞬间线框的加速度;
(3)ab边由静止开始运动到gh线这段时间内产生的焦耳热Q。
23.(20分).如图所示,放在水平地面上的光滑直轨道AB和半圆形的光滑轨道CED处于同一竖直平面内,两轨道与水平地面平滑连接,其端点B和C相距1.2m,半圆轨道两端点的连线CD与地面垂直。今有一质量为0.1kg的小球从离地面高度为4.2m处无初速释放,运动到C点时速度为m/s,g取10m/s2。求:
⑴若要使小球恰能到达半圆形光滑轨道的最高点D,半圆形轨道CED的半径r应为多大?
⑵若半圆形轨道CED的半径就是前面求得的r,在B点正上方高度为3m处设置一垂直于纸面粗细可不计的横杆,若要使小球刚好能够从横杆上越过。则小球在光滑直轨道AB上释放时离地的高度应为多少?
21.(9分)(I)为了测量两个质量不等的沙袋的质量,由于没有直接测量工具,某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套(总质量为m=0.5kg),细线、米尺,他们根据学过的物理知识改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量,操作如下(g取10m/s2)
(1)实验装置如图所示,设左右两边沙袋的质量分别为m2、m1
(2)从m中取出质量为m/的砝码放在右边沙袋中(剩余砝码
都放在左边沙袋中,发现质量为m1的沙袋下降,质量为
m2的沙袋上升(质量为m1的沙袋下降过程未与其他物体
相碰);
(3)用米尺测出质量为m1的沙袋从静止下降的距离h,用秒表
测出质量为m1的沙袋下降时间t,则可知沙袋的加速度大
小为a=
(4)改变m′,测量相应的加速度a,得到多组m′及a的数据作出 (填“a-m′”或“a-”)图线;
(5)若求得图线的斜率k = 4m/kg·s2,截距为b = 2 m/s2,沙袋的质量m1= kg , m2= kg
(II)(11分)现提供以下器材:
(1)电压表V1(量程6V,内阻约为30kΩ)
(2)电压表V2(量程3V,内阻约为3kΩ)
(3)电池E(电动势6V,内阻不计)
(4)定值电阻R1=3kΩ
(5)滑动变阻器R2(最大阻值为20Ω)
(6)开关S一只,导线若干
(1)在所给的两只电压表中,能较准确地测出电压表 的内阻(选填“V1”或“V2”)
(2)根据你的选择,请在方框中画出实验电路原理图(标注所用器材符号)
(3)实验中,要读出的物理量有 (写出物理量名称并用相应字母表示)
(4)请用已知量和测量量的对应字母表示被测电压表内阻的表达式RV =
22(16分).静止在光滑水平面上的木板B的质量为m2=0.5kg,长为L=1m,某时刻质量为m1=1kg的物体A以V0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面,为了使A不至于从B上滑落,在A滑上B的同时, 给B施加一个水平向右的恒力F,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2 ,求恒力 F应满足的条件(A可视为质点,g=10m/s2)。
20.如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化大小分别用△I1、△U1、△U2和△U3表示,下列比值正确的是 ( )
A.U1/I不变,△U1/△I不变
B.U2/I不变,△U2/△I 变大
C.U2/I变大,△U2/△I不变
D.U3/I变大,△U3/△I 不变
第Ⅱ卷(非选择题 共10题 共180分)
19.一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点开始计时,已知P点相继出现两次波峰的时间间隔为0.4s,下列说法正确的是 ( )
A.这列波的波长一定是4m
B.这列波的传播速度一定是10m/s
C.质点Q(x=9m)经过0.5s才第一次出现波峰
D.M点以后各质点开始振动的方向一定都是向上
18.据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在南昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨后,于5月1日成功定点在东径77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”下列说法正确的是 ( )
A.其运行速度大于7.9km/s
B.其离地高度保持不变且相对地面静止
C.其绕地球运动的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D.其向心加速度大小等于静止在赤道上物体的向心加速度大小
17.如图所示,在绝缘水平面上固定两个等量同种电荷P、Q,在PQ连线上的M点由静止释放一带电滑块,滑块从静止开始一直向右运动到PQ连线上的另一点N(未标出,且PN间距不等于QN间距)时速度恰好为零。以下说法正确的是 ( )
A.PM间距一定大于QN间距
B.滑块的电势能一定逐渐变小
C.滑块的动能与电势能之和一定减小
D.滑块受到的电场力一定是先减少后增大
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