内容正文:
2024年下学期高二期中考试试卷
化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Cl:35.5 Fe:56
一、选择题(本题包括 14小题,每小题3分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述正确的是
A. 问天实验舱搭载了2张25m长的柔性太阳翼,太阳翼是一种将太阳能转化为电能的新型原电池装置
B. 国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,比氟利昂更加环保
C. 二氧化氯泡腾片和75%的酒精均可杀灭COVID-19,二者消毒时均表现出强氧化性
D. 葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”二者为可逆反应
2. 两份2 mol H2分别与足量的O2充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ、生成水蒸气的反应热为ΔH2。下列说法正确的是
A. ΔH2>-571.6 kJ/mol
B. 用热化学方程式表示氢气的燃烧热为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) ΔH1=-571.6 kJ/mol
C. 2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量低于2 mol H2O (l)具有的能量
D. 反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)的ΔH<0,ΔS>0
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使酚酞试剂显红色的溶液:Na+、Ba2+、、
B. 0.1 mol·L−1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中:H+、Al3+、Cl−、
C. 滴加KSCN显红色的溶液:Na+、K+、Cl−、
D. 由水电离的c(H+)=1×10−13 mol·L−1的溶液:Na+、[Ag(NH3)2]+、、
4. NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:
CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH= -374.3 kJ·mol-1 K=2.5×1060, 反应速率较小。有关该反应的说法正确的是
A. K很大,NO与CO在排入大气之前就已反应完全
B. 增大压强,平衡将向右移动,K> 2.5×1060
C. 升高温度,既增大反应速率又增大K
D. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
5. 现有常温下水电离出的c(H+)均为1×10-11 mol·L-1的4种溶液:①HCl溶液;②CH3COOH溶液;③NaOH溶液;④氨水。有关上述溶液的比较中,正确的是( )
A. 向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的pH:③>④>②>①
B. 等体积的①、②、③溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量①最小
C. ②、③溶液等体积混合后,溶液显碱性
D. ①、④溶液混合后,若pH=7,则消耗溶液的体积:④>①
6. 下列各图所示装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
用已知浓度的盐酸测定NaOH溶液浓度
用pH试纸测定盐酸的pH
比较Mg和Al的金属性强弱
蒸干溶液制取无水
A. A B. B C. C D. D
7. 下列实验中,由实验现象不能得到正确结论的是
选项
实验
现象
结论
A
将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡
沉淀由白色变为红褐色
Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度
B
在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热
加热后红色加深
证明盐类水解是吸热反应
C
向1.0 mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加2滴甲基橙
溶液呈黄色
NaHCO3溶液呈碱性
D
相同的铝片分别与同温同体积,且c(H+)=1 mol·L-1的盐酸、硫酸反应
铝与盐酸反应产生气泡较快
可能是Cl-对该反应起到促进作用
A. A B. B C. C D. D
8. 是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和)制备并回收金属资源的流程如图:
下列说法错误的是
A. 滤渣l的成分为 B. 滤渣2的成分为中可能含S单质
C. “操作1”为蒸发浓缩、冷却结晶 D. 第一步“酸溶”时可选用硝酸
9. 反应 3Fe(s)+4H2O(g) ⇌ Fe3 O4 (s)+ H2 (g) 在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能使反应速率加快的是 ( )
①增加铁的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大④保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大.
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
10. 下列说法正确的是
A. 常温下,pH=13的溶液中,由水电离出的为
B. 常温下,的盐酸
C. 常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为2或12
D. 常温下,将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
11. 常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是
A. 在溶液中
B. 在溶液中
C. 在溶液中
D. 氨水和溶液混合,形成的溶液中
12. 已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中﹣lg[c()]、﹣lg[c()]与﹣lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①中y2=4.9
B. 加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到c点
C. 曲线②中a点:2c(Ba2+)+c(H+)=2c()+c(OH﹣)+c()
D. c(Ba2+)=10-5.1mol/L时,两溶液中,=10
13. 某原电池装置如图所示,电池总反应为。下列说法正确的是
A. 充分放电后左、右两侧溶液中的盐酸浓度基本不变
B. 正极反应为
C. 放电时,交换膜左、右两侧溶液都会有白色沉淀生成
D. 当电路中转移0.01mol时,经过交换膜的离子是0.01mol
14. 0.1000mol/L的盐酸滴定20 mL0.1000mol/L氨水,滴定曲线如下图,下列说法正确的是( )
A. 该中和滴定适宜用酚酞作指示剂
B. 两者恰好中和时,溶液的pH=7
C. 达到滴定终点时,溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D. 当滴入盐酸达40 mL时,溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)
二、非选择题(本题包括4个大题,每空2分,共58分。)
15. 莫尔盐[(相对分子质量为392)]。某兴趣小组欲制备莫尔盐并测定其纯度。先在封闭体系中利用铁和硫酸制备硫酸亚铁溶液,再将硫酸亚铁溶液和硫酸铵饱和溶液反应,即可得到莫尔盐。实验装置如图。
(1)仪器a的名称为___________。配制溶液时所用的蒸馏水需经煮沸并迅速冷却后再使用,目的是___________。
(2)连好装置,检验气密性后,将过量铁屑和少量碳粉加入c中,加入其他试剂,打开仪器a的塞子,然后旋开K2,为保证硫酸顺利滴入c中,还应采取的操作是___________。
(3)为加快反应速率,需将c中试剂温度保持在80~95℃,一般采取的加热方式是___________。
(4)充分反应一段时间后,打开K3,关闭K1、K2.c中液体会自动流入d中,此时d中发生的主要反应的化学方程式为___________。
(5)经系列操作后,取9.000g实验所得莫尔盐样品配成溶液,用的酸性溶液滴定。消耗酸性溶液,该样品纯度为____%(保留至0.1%)。
16. 用中和滴定法测定烧碱的纯度,烧碱中含有与酸不反应的杂质。
(1)取4.3g烧碱样品配成100mL待测液,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器有___________。
(2)用___________式滴定管量取10.00mL待测液于锥形瓶中,并滴入2至3滴甲基橙。
(3)用标准盐酸滴定待测烧碱溶液,判断滴定终点现象是___________。
(4)某学生3次实验记录数据如下:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积
第一次
10.00
0.00
26.11
26.11
第二次
10.00
1.56
30.30
28.74
第三次
10.00
0.22
26.31
26.09
计算滴定时消耗盐酸的体积为___________mL。
(5)分析下列操作对实验结果产生的误差(填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法判断”)。
①未用待测碱液润洗滴定管___________;
②读数:滴定前平视,滴定后俯视___________;
②滴定接近终点时,用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁___________。
17. “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题,二氧化碳甲烷化是其中重要反应之一,根据所学知识回答下列问题:
I.主反应1:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
已知:①常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1:
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1。
(1)ΔH1=___________kJ·mol-1。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、30kPa,加入催化剂并加热使其发生主反应1,研究表明CH4的反应速率(CH4)=2×10-6p(CO2)·p4(H2)kPa·s-1,某时刻测得H2O(g))的分压为10kPa,则该时刻(H2O)=___________。
(3)研究发现主反应1前三步历程如图甲所示,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面的粒子用“·”标注,Ts表示过渡态。从粒子吸附在催化剂表面到形成过渡态过程会___________(填“放出”或“吸收“)热量;反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。
(4)不同条件下,按照c(CO2):c(H2O)=1:4投料同时发生主反应1和副反应2,CO2的平衡转化率如图乙所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________。
②压强为p1时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是_________。
Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) ΔH=+802.3kJ·mol-1。
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。350°C时,A点的平衡常数K=___________(填计算结果)。为提高CO2的转化率,除改变温度外,还可采取的措施为___________。
18. 乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。
Ⅰ.已知25℃时,部分物质的电离常数如下表所示。
弱酸
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离常数
(1)根据表中数据,将pH=3的下列三种酸溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是___________(填标号)。
a.CH3COOH b.H2CO3 c.HClO
(2)常温下相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4②CH3COONa ③CH3COOH,其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是___________(填标号)。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,由水电离出来的c(OH-)=___________mol/L;请设计实验,比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小:___________(简述实验步骤和结论)。
Ⅱ.常温下,已知溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L,溶液中各含磷微粒的关系如图所示。
已知:,;x、z两点的坐标为x(7.3,1.3)、z(12.6,1.3)。
(4)H3PO3与足量的NaOH溶液反应的离子方程式为___________。
(5)表示随pOH变化的曲线是___________。(填“①”、“②”或“③”)。
(6)常温下,NaH2PO3溶液中的___________(填“<”“>”或“=”)。
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2024年下学期高二期中考试试卷
化学
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Cl:35.5 Fe:56
一、选择题(本题包括 14小题,每小题3分,共42分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述正确的是
A. 问天实验舱搭载了2张25m长的柔性太阳翼,太阳翼是一种将太阳能转化为电能的新型原电池装置
B. 国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,比氟利昂更加环保
C. 二氧化氯泡腾片和75%的酒精均可杀灭COVID-19,二者消毒时均表现出强氧化性
D. 葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”二者为可逆反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.太阳翼将太阳能转化为电能,原电池装置将化学能转化为电能,太阳翼不属于原电池装置,A项错误;
B.氟利昂会破坏臭氧层,国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,所以更加环保,B项正确;
C.二氧化氯具有强氧化性,用于杀灭COVID-19,酒精没有强氧化性,酒精能使COVID-19病毒发生变性,从而杀灭COVID-19,原理不相同,C项错误;
D.“丹砂烧之成水银”的反应为HgSHg+S,“积变又还成丹砂”的反应为Hg+S=HgS,两个过程中的反应条件不相同,不属于可逆反应,D项错误;
答案选B。
2. 两份2 mol H2分别与足量的O2充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ、生成水蒸气的反应热为ΔH2。下列说法正确的是
A. ΔH2>-571.6 kJ/mol
B. 用热化学方程式表示氢气的燃烧热为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) ΔH1=-571.6 kJ/mol
C. 2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量低于2 mol H2O (l)具有的能量
D. 反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)的ΔH<0,ΔS>0
【答案】A
【解析】
【详解】A.2 mol H2分别与足量的O2充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ,生成水蒸气放出的热量小于571.6 kJ,但反应放热,反应热ΔH2>-571.6 kJ/mol,故A正确;
B..氢气的燃烧热应该指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,应为:H2(g) + O2(g) = H2O (l) ΔH1=-285.8kJ/mol,故B错误;
C.氢气燃烧放热,2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量高于2 mol H2O (l)具有的能量,故C错误;
D. 反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)的ΔH<0,气体的物质的量减少,所以ΔS<0,故D错误;
故答案为A。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使酚酞试剂显红色的溶液:Na+、Ba2+、、
B. 0.1 mol·L−1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中:H+、Al3+、Cl−、
C. 滴加KSCN显红色的溶液:Na+、K+、Cl−、
D. 由水电离的c(H+)=1×10−13 mol·L−1的溶液:Na+、[Ag(NH3)2]+、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.使酚酞试剂显红色的溶液呈碱性,Na+、Ba2+、、与OH−不反应,能大量共存,A正确;
B.(NH4)2Fe(SO4)2中电离的Fe2+具有还原性,而溶液中的H+、具有氧化性,不能大量共存,B错误;
C.滴加KSCN显红色的溶液存在Fe3+,与发生相互促进的水解反应而不能大量共存,C错误;
D.由水电离的c(H+)=1×10−13 mol·L−1的溶液可能为酸性也可能为碱性,[Ag(NH3)2]+与H+反应不能大量共存,D错误。
答案选A。
4. NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:
CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH= -374.3 kJ·mol-1 K=2.5×1060, 反应速率较小。有关该反应的说法正确的是
A. K很大,NO与CO在排入大气之前就已反应完全
B. 增大压强,平衡将向右移动,K> 2.5×1060
C. 升高温度,既增大反应速率又增大K
D. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡常数很大,表示该反应所能进行的程度大,由于NO与CO反应速率较小,在排入大气之前没有反应完全,故A错误;
B.平衡常数只与温度有关,增大压强,K不变,故B错误;
C.CO(g)+ NO(g)=CO2(g)+N2(g)正反应放热,升高温度,速率加快,平衡逆向移动,K减小,故C错误;
D.选用适宜催化剂可加快反应速率,使尾气得到净化,达到尾气排放标准,故D正确;
选D。
5. 现有常温下水电离出的c(H+)均为1×10-11 mol·L-1的4种溶液:①HCl溶液;②CH3COOH溶液;③NaOH溶液;④氨水。有关上述溶液的比较中,正确的是( )
A. 向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的pH:③>④>②>①
B. 等体积的①、②、③溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量①最小
C. ②、③溶液等体积混合后,溶液显碱性
D. ①、④溶液混合后,若pH=7,则消耗溶液的体积:④>①
【答案】B
【解析】
【分析】常温下水电离出的c(H+)均为1×10-11mol/L,则溶质抑制了水的电离,该溶液为酸溶液或碱溶液,①③为一元强酸或强碱,则二者浓度为0.001mol/L;②④为弱电解质,在溶液中只能部分电离,则其浓度大于0.001mol/L。
【详解】A.由于加水稀释100倍后,弱电解质电离程度增大,溶液中弱酸电离出的氢离子、弱碱的电离出的氢氧根离子的物质的量增大,所以强电解质溶液的pH变化为2,弱电解质溶液的pH变化小于2,故稀释后溶液的pH大小为:④>③>①>②,故A错误;
B.铝足量时,2mol氯化氢生成1mol氢气,2mol氢氧化钠生成3mol氢气,①③的浓度相等,所以③生成的氢气大于①;②的浓度大于①,所以生成的氢气大于①,即:等体积、铝足量时①生成的氢气最少,故B正确;
C.②、③溶液等体积混合后,由于醋酸浓度大于氢氧化钠溶液,所以混合液中醋酸过量,反应后的溶液显示酸性,故C错误;
D.①、④溶液混合若pH=7,由于氨水的浓度大于氯化氢溶液,则消耗氯化氢溶液的体积应该加大,即:消耗溶液的体积:④<①,故D错误;
故选B。
6. 下列各图所示装置能达到实验目的的是
A
B
C
D
用已知浓度的盐酸测定NaOH溶液浓度
用pH试纸测定盐酸的pH
比较Mg和Al的金属性强弱
蒸干溶液制取无水
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.用酸式滴定管装盐酸,用酚酞做指示剂,可测定未知浓度的氢氧化钠溶液,故A正确;
B.应用干燥的pH试纸测定pH值,润湿后会稀释待测液,影响pH值,故B错误;
C.只有金属Al能与NaOH溶液反应,属于特殊反应,不能比较Mg和Al的活泼性,应用硫酸或盐酸做电解质溶液比较,故C错误;
D.直接蒸干氯化镁溶液会使其水解,最终蒸干产物为氢氧化镁,应在HCl气氛中蒸干水分,故D错误;
故选:A。
7. 下列实验中,由实验现象不能得到正确结论的是
选项
实验
现象
结论
A
将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡
沉淀由白色变为红褐色
Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度
B
在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热
加热后红色加深
证明盐类水解是吸热反应
C
向1.0 mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加2滴甲基橙
溶液呈黄色
NaHCO3溶液呈碱性
D
相同的铝片分别与同温同体积,且c(H+)=1 mol·L-1的盐酸、硫酸反应
铝与盐酸反应产生气泡较快
可能是Cl-对该反应起到促进作用
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡,沉淀由白色变为红褐色,说明氢氧化镁转化为氢氧化铁沉淀,则Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,故A正确;
B.在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热,加热后红色加深,说明溶液碱性增强,则升高温度促进醋酸钠水解,说明盐类水解吸热,故B正确;
C.甲基橙的变色范围为3.1~4.4,使甲基橙呈黄色的溶液可能呈酸性、中性或碱性,所以根据实验现象不能说明碳酸氢钠溶液呈碱性,故C错误;
D.两种酸中氢离子浓度相同,但酸根离子不同,反应速率不同,则可能是酸根离子影响反应速率,加入盐酸溶液的反应速率快,说明可能是Cl-对该反应起到促进作用,故D正确;
故选:C。
8. 是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和)制备并回收金属资源的流程如图:
下列说法错误的是
A. 滤渣l的成分为 B. 滤渣2的成分为中可能含S单质
C. “操作1”为蒸发浓缩、冷却结晶 D. 第一步“酸溶”时可选用硝酸
【答案】D
【解析】
【分析】含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)加入硫酸酸溶,滤渣1为SiO2,滤液1含有NiSO4、CuSO4、FeSO4,加入FeS,可除去Cu2+,生成的滤渣2含有CuS,滤液2加入碳酸钠,可生成碳酸亚铁沉淀,过滤出沉淀后加入硫酸溶液可生成硫酸亚铁,经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸亚铁晶体,滤液3含有NiSO4,以此解答该题。
【详解】A.SiO2不溶于硫酸,所以酸溶后过滤的滤渣1是SiO2,故A正确;
B.利用FeS除去Cu2+,FeS可转化为溶解度更小的CuS。由于亚铁离子易被氧化,则滤液中可含有Fe3+,Fe3+氧化S2-生成S单质,则滤渣2的成分中可能含有S单质,故B正确;
C.由溶液得到结晶水合物,为了避免结晶水在加热时失去,可用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,C正确;
D.最终制得的是NiSO4,所以第一步“酸溶”时要选择硫酸,若选择硝酸,最后得不到NiSO4,故D错误;
故合理选项是D。
9. 反应 3Fe(s)+4H2O(g) ⇌ Fe3 O4 (s)+ H2 (g) 在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能使反应速率加快的是 ( )
①增加铁的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使体系压强增大④保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大.
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】①Fe为固体,增加铁的量,反应速率不变,故①错误;
②将容器的体积缩小一半,气体浓度增大,反应速率增大,正逆反应速率增大,故②正确;
③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,各组分的浓度不变,反应速率不变,故③错误;
④保持体积不变,充入水蒸气使体系压强增大,反应物浓度增大,反应速率增大,故④正确;
答案选D。
10. 下列说法正确的是
A. 常温下,pH=13的溶液中,由水电离出的为
B. 常温下,的盐酸
C. 常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为2或12
D. 常温下,将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH=13的溶液并不一定是酸或碱液。也可能是盐类,盐类的水解本质酸碱性都是水电离的氢离子和氢氧根,所以由水电离出的为或者并不能妄下定论,故A错误;
B.当盐酸浓度很小时,水的电离会被促进,酸终究还是酸,不可能常温下pH>7显碱性,故B错误;
C.常温下,水电离出的c(H+)为1×10-12mol/L<1×10-7mol/L,水电离受到了抑制作用,可能是加入了酸,也可能是加入了碱,若加入酸,此溶液的pH为2;若加入碱,则该溶液的pH为12,故C正确;
D.HCl是强酸,完全电离,将pH=2的盐酸,c(H+)=10-2mol/L,将1mL稀释至100mL,此时溶液中c(H+)=10-4mol/L,溶液pH=4;醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡,主要以电解质分子存在,pH=2时,c(CH3COOH)>c(H+)=10-4mol/L,当将该溶液1mL稀释至100mL,假设醋酸电离平衡不移动,此时溶液中c(H+)=10-4mol/L;稀释时使醋酸的电离平衡正向移动,导致溶液中c(H+)>10-4mol/L,使溶液的pH<4,可见所得醋酸的pH略小,故D错误;
故选C。
11. 常温下,下列有关电解质溶液的叙述正确的是
A. 在溶液中
B. 在溶液中
C. 在溶液中
D. 氨水和溶液混合,形成的溶液中
【答案】B
【解析】
【详解】A.在溶液中,根据碳守恒,,则,A错误;
B.逐级电离,并且电离程度越来越小,则在溶液中,B正确;
C.在溶液中,根据电荷守恒:,C错误;
D.氨水和溶液混合,形成的溶液,说明的电离程度大于的水解程度,即的消耗程度小于其生成程度,因此溶液中,D错误;
故选B。
12. 已知相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中﹣lg[c()]、﹣lg[c()]与﹣lg[c(Ba2+)]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①中y2=4.9
B. 加适量BaCl2固体可使溶液由a点变到c点
C. 曲线②中a点:2c(Ba2+)+c(H+)=2c()+c(OH﹣)+c()
D. c(Ba2+)=10-5.1mol/L时,两溶液中,=10
【答案】B
【解析】
【分析】相同温度下,Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3)。则①表示饱和溶液中﹣lg[c()]与﹣lg[c(Ba2+)]的关系,②表示﹣lg[c()]与﹣lg[c(Ba2+)]的关系。
【详解】A. 曲线①中﹣lg[c(Ba2+)=1时﹣lg[c()]=9,即c(Ba2+)=0.1mol/L时c()=10-9mol/L,Ksp(BaSO4)= 10-10,则c(Ba2+)=10-5.1时c()=,y2=4.9,故A正确;
B. 加适量BaCl2固体,c(Ba2+)增大,Ksp(BaCO3)不变,所以可使溶液a点沿曲线②向左移动,故B错误;
C. ②表示﹣lg[c()]与﹣lg[c(Ba2+)]的关系,根据电荷守恒,曲线②中a点:2c(Ba2+)+c(H+)=2c()+c(OH﹣)+c(),故C正确;
D,c(Ba2+)=10-5.1mol/L时,Ksp(BaSO4)=、Ksp(BaCO3) =,两溶液中,= =10,故D正确;
选B。
13. 某原电池装置如图所示,电池总反应为。下列说法正确的是
A. 充分放电后左、右两侧溶液中的盐酸浓度基本不变
B. 正极反应为
C. 放电时,交换膜左、右两侧溶液都会有白色沉淀生成
D. 当电路中转移0.01mol时,经过交换膜的离子是0.01mol
【答案】A
【解析】
【分析】根据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl可知,Ag失电子作负极失电子,氯气在正极上得电子生成氯离子;
【详解】A. 据电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl可知,放电后左侧溶液中的氯离子由右侧通过阴离子交换膜补充,所以左侧溶液中的盐酸浓度基本不变,故A正确;
B. 正极上氯气得电子生成氯离子,其电极反应为:,故B错误;
C. 放电时,交换膜左侧银为负极失电子形成银离子与溶液中的氯离子结合成AgCl沉淀,只有左侧溶液中有大量白色沉淀氯化银生成,右侧没有白色沉淀,故C错误;
D. 当电路中转移时,中间的离子交换膜为阴离子交换膜,只允许阴离子通过,H+不能通过,故D错误;
答案选A。
14. 0.1000mol/L的盐酸滴定20 mL0.1000mol/L氨水,滴定曲线如下图,下列说法正确的是( )
A. 该中和滴定适宜用酚酞作指示剂
B. 两者恰好中和时,溶液的pH=7
C. 达到滴定终点时,溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D. 当滴入盐酸达40 mL时,溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)
【答案】C
【解析】
【详解】A.用0.1000mol/L的盐酸滴定20 mL0.1000mol/L氨水,恰好完全反应产生NH4Cl是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,为减少滴定误差,要选择在酸性范围内变色的指示剂甲基橙,A错误;
B.两者恰好中和时产生是NH4Cl,该盐是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,溶液的pH<7,B错误;
C.达到滴定终点时,NH4+水解使溶液显酸性,根据质子守恒,可得:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),C正确;
D.当滴入盐酸达40 mL时,溶液中含有等物质的量浓度的NH4Cl、NH3·H2O,根据电荷守恒可得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),D错误;
故合理选项是C。
二、非选择题(本题包括4个大题,每空2分,共58分。)
15. 莫尔盐[(相对分子质量为392)]。某兴趣小组欲制备莫尔盐并测定其纯度。先在封闭体系中利用铁和硫酸制备硫酸亚铁溶液,再将硫酸亚铁溶液和硫酸铵饱和溶液反应,即可得到莫尔盐。实验装置如图。
(1)仪器a的名称为___________。配制溶液时所用的蒸馏水需经煮沸并迅速冷却后再使用,目的是___________。
(2)连好装置,检验气密性后,将过量铁屑和少量碳粉加入c中,加入其他试剂,打开仪器a的塞子,然后旋开K2,为保证硫酸顺利滴入c中,还应采取的操作是___________。
(3)为加快反应速率,需将c中试剂温度保持在80~95℃,一般采取的加热方式是___________。
(4)充分反应一段时间后,打开K3,关闭K1、K2.c中液体会自动流入d中,此时d中发生的主要反应的化学方程式为___________。
(5)经系列操作后,取9.000g实验所得莫尔盐样品配成溶液,用的酸性溶液滴定。消耗酸性溶液,该样品纯度为____%(保留至0.1%)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 减少水中的溶解氧
(2)旋开K1 (3)水浴加热
(4)FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
(5)78.4
【解析】
【分析】根据题中图示,是先在封闭体系装置c中利用Fe和稀硫酸制备FeSO4溶液,再用制得的FeSO4溶液和(NH4)2SO4饱和溶液反应,在实验过程中加入碳粉的目的是形成原电池,加快反应速率,待锥形瓶中反应完成后,打开K3,关闭K1、K2,利用锥形瓶压强增大,将FeSO4溶液压入到d中反应得到摩尔盐;据此解答。
【小问1详解】
根据题中图示装置可知,仪器a为分液漏斗,FeSO4不稳定,易被氧化,配制本实验所需溶液的蒸馏水,均需经煮沸并迅速冷却后再使用,目的是除去水中的溶解氧,防止Fe2+被氧化;答案为减少水中的溶解氧。
【小问2详解】
为保证硫酸顺利滴入c中,应该使分液漏斗上下的压强相等,应采取的操作是打开上口玻璃塞,然后旋开K2,还应旋开K1;答案为旋开K1。
【小问3详解】
加热的温度低于100℃,常采用水浴加热的方式;答案为水浴加热。
【小问4详解】
反应一段时间后,打开K3,关闭K1、K2,c中继续反应产生H2,压强大于大气压,将c中的溶液压入d中,d中硫酸亚铁和饱和硫酸铵发生反应生成摩尔盐,反应的化学方程式为FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O;答案为FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。
【小问5详解】
溶液与Fe2+发生氧化还原反应,其离子方程式为6Fe2+++14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,由题中信息可知,n(K2Cr2O7)=0.1000mol/L×0.03L=0.003mol,则n[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=n(Fe2+)=0.003mol×6=0.018mol,m[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]=0.018mol×392g/mol=7.056g,该样品的纯度为×100%=78.4%;答案为78.4。
16. 用中和滴定法测定烧碱的纯度,烧碱中含有与酸不反应的杂质。
(1)取4.3g烧碱样品配成100mL待测液,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器有___________。
(2)用___________式滴定管量取10.00mL待测液于锥形瓶中,并滴入2至3滴甲基橙。
(3)用标准盐酸滴定待测烧碱溶液,判断滴定终点现象是___________。
(4)某学生3次实验记录数据如下:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积
第一次
10.00
0.00
26.11
26.11
第二次
10.00
1.56
30.30
28.74
第三次
10.00
0.22
26.31
26.09
计算滴定时消耗盐酸的体积为___________mL。
(5)分析下列操作对实验结果产生的误差(填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法判断”)。
①未用待测碱液润洗滴定管___________;
②读数:滴定前平视,滴定后俯视___________;
②滴定接近终点时,用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁___________。
【答案】(1)100mL容量瓶、胶头滴管
(2)碱 (3)滴入最后一滴盐酸溶液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不再变色
(4)26.10 (5) ①. 偏小 ②. 偏小 ③. 无影响
【解析】
【小问1详解】
取4.3g烧碱样品配成100mL待测液,用固体配制一定物质的量浓度的溶液是需要用到的仪器有:天平(含砝码)、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶和胶头滴管,故需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器有100mL容量瓶和胶头滴管,故答案为:100mL容量瓶和胶头滴管;
【小问2详解】
待测液显碱性,会腐蚀酸式滴定管下端的玻璃活塞使得活塞和滴定管粘合在一起,故应用碱式滴定管量取10.00mL待测液于锥形瓶中,并滴入2至3滴甲基橙,故答案为:碱;
【小问3详解】
用标准盐酸滴定待测烧碱溶液,锥形瓶中原来是甲基橙和NaOH溶液,显黄色,故判断滴定终点现象是滴入最后一滴盐酸溶液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不再变色,故答案为:滴入最后一滴盐酸溶液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不再变色;
【小问4详解】
由表中数据可知,第一次消耗了标准溶液26.11mL,第二次消耗了标准溶液28.74mL(数据明显误差,舍去),第三次消耗了标准液26.09mL,计算滴定时消耗盐酸的体积为=26.10mL,故答案为:26.10;
【小问5详解】
①未用待测碱液润洗滴定管,导致待测液的浓度偏小,消耗的标准液的体积偏小,故实验结果偏小,故偏小;
②读数:滴定前平视,滴定后俯视,将导致消耗的标准液的体积偏小,实验结果偏小,故答案为:偏小;
②滴定接近终点时,用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁此操作正确,对实验结果无影响,故答案为:无影响。
17. “低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题,二氧化碳甲烷化是其中重要反应之一,根据所学知识回答下列问题:
I.主反应1:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
已知:①常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1:
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1。
(1)ΔH1=___________kJ·mol-1。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、30kPa,加入催化剂并加热使其发生主反应1,研究表明CH4的反应速率(CH4)=2×10-6p(CO2)·p4(H2)kPa·s-1,某时刻测得H2O(g))的分压为10kPa,则该时刻(H2O)=___________。
(3)研究发现主反应1前三步历程如图甲所示,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面的粒子用“·”标注,Ts表示过渡态。从粒子吸附在催化剂表面到形成过渡态过程会___________(填“放出”或“吸收“)热量;反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。
(4)不同条件下,按照c(CO2):c(H2O)=1:4投料同时发生主反应1和副反应2,CO2的平衡转化率如图乙所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________。
②压强为p1时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是_________。
Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) ΔH=+802.3kJ·mol-1。
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。350°C时,A点的平衡常数K=___________(填计算结果)。为提高CO2的转化率,除改变温度外,还可采取的措施为___________。
【答案】(1)−164.0
(2)0.4kPa·s−1
(3) ①. 吸收 ②. ·CO+·OH+·H+3H2(g)=·CO+H2O(g)+3H2(g)或·OH+·H=H2O(g)
(4) ①. p3>p2>p1 ②. 温度低于600℃时主反应进行程度较大,CO2的转化率下降;温度超过600℃时,副反应进行程度较大,CO2的转化率上升
(5) ①. 1 ②. 适当减小c(CO2):c(H2O)的投料比(或及时移出产物)
【解析】
【小问1详解】
常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ•mol-1和-890.0kJ•mol-1,则有③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571kJ•mol-1,④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0kJ•mol-1,⑤H2O(l)=H2O(g) ΔH5=+44.0kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,2×③-④+2⑤可得反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),则ΔH1=2×ΔH3-ΔH4+2ΔH5=2×(-571kJ•mol-1)-(-890.0kJ•mol-1)+2×(44.0kJ/mol)=-164.0kJ•mol-1;
【小问2详解】
同温同体积下,气体的压强和气体的物质的量成正比,CO2、H2的起始分压分别为15kPa、30kPa,某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa,Δp(H2O)=10kPa,则Δp(CO2)=5kPa,Δp(H2)=20kPa,此时,p(CO2)=10kPa,p(H2)=10kPa,(CH4)=2×10-6p(CO2)·p4(H2)kPa·s-1=2×10-6×10×104kPa•s-1=0.2kPa•s-1,(H2O)=2(CH4)=0.4kPa•s-1,故答案为:0.4;
【小问3详解】
由图可知,从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态,能量增加,则从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会吸收热量;由图可知,形成Ts3的活化能最小,则反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为·CO+·OH+·H+3H2(g)=·CO+H2O(g)+3H2(g)或·OH+·H=H2O(g);
【小问4详解】
①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是放热反应,低温时,主要发生该反应,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,故p3>p2>p1;
②压强为p1时,温度低于600℃时,主反应进行程度大,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率下降,温度超过600℃时,副反应进行程度较大,该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO2的转化率上升,故答案为:温度低于600℃时主反应进行程度较大,CO2的转化率下降;温度超过600℃时,副反应进行程度较大,CO2的转化率上升;
【小问5详解】
恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,并结合方程式可知,曲线a表示H2O的浓度变化,曲线b表示CO2的浓度变化,曲线c表示O2的浓度变化,曲线d表示CH4的浓度变化;350℃时,c(CO2)=c(CH4),c(H2O)=c(O2),CO2和H2O按1:2投料,同时按照1:2反应,则平衡时H2O的浓度是CO2的2倍,O2的浓度是CH4的2倍,设压强为p0,则化学平衡常数Kp===1,或结合定义可计算得到KC=1,适当增大原料气中H2O(g)的含量即适当降低c(CO2):c(H2O)的比例或者及时移出产物,均可促进化学平衡正向移动,CO2的转化率提高,故答案为:1;适当减小c(CO2):c(H2O)的投料比(或及时移出产物)。
18. 乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。
Ⅰ.已知25℃时,部分物质的电离常数如下表所示。
弱酸
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离常数
(1)根据表中数据,将pH=3的下列三种酸溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是___________(填标号)。
a.CH3COOH b.H2CO3 c.HClO
(2)常温下相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4②CH3COONa ③CH3COOH,其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是___________(填标号)。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,由水电离出来的c(OH-)=___________mol/L;请设计实验,比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小:___________(简述实验步骤和结论)。
Ⅱ.常温下,已知溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L,溶液中各含磷微粒的关系如图所示。
已知:,;x、z两点的坐标为x(7.3,1.3)、z(12.6,1.3)。
(4)H3PO3与足量的NaOH溶液反应的离子方程式为___________。
(5)表示随pOH变化的曲线是___________。(填“①”、“②”或“③”)。
(6)常温下,NaH2PO3溶液中的___________(填“<”“>”或“=”)。
【答案】(1)c (2)②①③
(3) ①. 10-4 ②. 将等浓度的CH3COONa、CH3COOH两种溶液等体积混合,然后用pH测定溶液pH。若溶液pH<7,说明CH3COOH电离作用大于CH3COO-的水解作用;若溶液pH>7,说明CH3COOH电离作用小于CH3COO-的水解作用;
(4)H3PO3+2OH-=+2H2O
(5)② (6)>
【解析】
【小问1详解】
酸的电离平衡常数越大,等浓度时该酸电离程度就越大。根据表格数据可知电离平衡常数:K(CH3COOH)>K(H2CO3)>K(HClO),所以pH=3的三种溶液的浓度:c(HClO)>c(H2CO3)>c(CH3COOH),当将溶液稀释100倍后,弱酸电离产生H+,使溶液中c(H+)有所增加,因此稀释100倍后溶液中c(H+):HClO>H2CO3>CH3COOH,故溶液中 pH变化最小的是HClO,故合理选项是c;
【小问2详解】
常温下相同浓度的溶液:①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH,①②是盐是强电解质,完全电离,而③是弱酸,只有很少部分发生电离,所以③CH3COOH中c(CH3COO-)最小;在②CH3COONa中只有CH3COO-部分水解,而在①CH3COONH4中CH3COO-、双水解,水解彼此促进,使c(CH3COO-)比②CH3COONa溶液中少,因此三种溶液中c(CH3COO-)由大到小的顺序是:②①③;
【小问3详解】
常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,c(H+)=10-10 mol/L,则溶液中c(OH-)=10-4 mol/L,溶液中的OH-完全由水电离产生,所以由水电离出来的c(OH-)=10-4 mol/L;
【小问4详解】
要比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小,可将两种溶液等体积混合,得到等浓度CH3COONa、CH3COOH的混合溶液,然后用pH试纸测定溶液的pH,根据pH大小进行判断。由于溶液中同时存在CH3COOH电离作用和CH3COO-的水解作用,若溶液pH<7,说明CH3COOH电离作用大于CH3COO-的水解作用,若溶液pH>7,说明CH3COOH电离作用小于CH3COO-的水解作用;
【小问5详解】
图示有三条曲线说明H3PO3是二元弱酸,所以H3PO3与足量NaOH溶液反应产生Na2HPO3、H2O,反应的离子方程式为:H3PO3+2OH-=+2H2O;
【小问6详解】
图示三条曲线中①表示pc()、pc()、pc(H3PO3)随pOH变化曲线,所以表示pc()随pOH变化的曲线是②;
在常温下NaHPO3溶液中存在电离产生和H+,使溶液显酸性;也存在水解产生H3PO3和OH-,使溶液显碱性。由于①表示pc(),③表示pc(H3PO3),根据图示可知:在y点c()=c(H3PO3)时,溶液pOH=10,pH=4,溶液显酸性,所以水解作用小于其电离作用,因此在常温下NaH2PO3溶液中c()>c(H3PO3)。
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