精品解析:河北省沧州市十一校联考2024-2025学年高二上学期11月月考 化学试题
2025-01-22
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内容正文:
2024~2025学年度第一学期高二年级11月份月考
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修1专题1~专题3第三单元。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Mn 55
一、选择题(本题共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的)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. 钢制船壳上镶嵌铜块减缓船体的腐蚀
B. 铵态氮肥和草木灰可以混合施用
C. 铅酸蓄电池属于二次电池
D. 热的纯碱溶液可用于除铁锈
2. 下列判断正确的是
A. 微溶于水,所以是弱电解质
B. 强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液导电能力弱
C. 溶于水后导电,所以是电解质
D. 能导电,但它不是化合物,所以是非电解质
3. 下列解释实验现象或事实的表达式错误的是
A. 醋酸溶液中存在电离平衡:
B. 钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式:
C. 浓溶液有臭鸡蛋气味:
D. 电解精炼铜的阴极反应式:
4. 用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含有的数目为
B. 常温下,的溶液中数目为
C. 溶液中含有的O原子数目为
D. 常温下,的溶液中,由水电离的数目为
5. 常温常压下,下列热化学方程式(的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项
已知条件
热化学方程式或结论
A
与反应生成时,放出热量
B
增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,增大
C
同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应
不同
D
A. A B. B C. C D. D
6. 下列物质的应用与水解有关的是
A. 明矾净水 B. 蚀刻铜制电路板
C. 除去水溶液中的、 D. 食盐腌制食品
7. 已知:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol-1 。下列关于该反应的说法正确的是
A. 反应的平衡常数可表示为
B. 平衡时升高温度,v(正)减小,v(逆)增大
C. 反应物断键所需能量总和小于生成物成键所释放的能量总和
D. 使用催化剂能提高CH3OH的平衡产率
8. 为使溶液中减小,下列措施可行的是
A. 加热溶液 B. 加适量的稀盐酸
C. 加入适量蒸馏水 D. 加入适量固体
9. 下列叙述正确的是
A. 50℃时,的纯碱溶液中,
B. 已知溶液呈酸性,则溶液中
C. 将溶液蒸干灼烧可得到固体
D. 常温时,的溶液与的溶液等体积混合后
10. 我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”,引起了全球科学界的轰动。下列有关说法正确的是
A. 温度升高,水的电离平衡正向移动,增大,酸性增强
B. 向水中加入固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C. 室温下,的盐酸溶液中,
D. 由水电离出的时,溶液一定呈中性
11. 根据下列实验操作和现象能达到相应实验目的或所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
室温下,用试纸分别测定浓度均为的溶液和溶液的
比较和的酸性强弱
B
将铁片与电源正极相连,铜片与电源负极相连,溶液作电解质,形成闭合回路
在铁片表面镀铜
C
取溶液,向其中滴加溶液,取上层清液滴加KSCN溶液,溶液变成血红色
该反应是可逆反应
D
用石墨作电极电解溶液,某电极附近有白色沉淀生成
该电极为阴极
A. A B. B C. C D. D
12. 工业上,常用微生物燃料电池处理废水中的有机物,达标后才排放。某废水含醋酸盐,利用微生物燃料电池处理废水原理如图所示,下列叙述正确的是
A. 装置工作时,电流由b极经用电器流向a极
B. 高温下该装置处理废水的效率高于低温
C. b极反应式为
D. 反应时有质子向a极区迁移
13. 纳米催化剂可用于工业上合成甲醇:,按投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 低温下反应可以自发进行
B. 该反应平衡常数
C. 压强:
D. ℃、压强下,Q点对应的
14. 常温下,向的溶液中逐滴滴加等浓度的溶液,混合溶液中[X表示或]与的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. I表示
B. 随着的增大,溶液中水的电离程度一直增大
C. 的溶液中存在
D. 的溶液中存在
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 电动势是由电池中存在离子浓度差而产生的,该电池称为离子浓差电池(两侧离子浓度趋于相等)。某小组设计离子浓差电池,如图甲所示。以离子浓差电池为电源利用废料制备二氧化锰、难溶性,如图乙所示。滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。
回答下列问题:
(1)图甲中离子交换膜R是_______(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。
(2)图甲中b极与图乙中_______(填“A”或“B”)极连接。
(3)图乙中阴极的电极反应式为_______。
(4)电解一段时间后溶液中浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据是_______。
(5)电解结束,加入溶液过滤除去,再加入过量的溶液可得。写出加入溶液发生反应的离子方程式:_______。
(6)已知图甲中交换膜两侧溶液都是,忽略体积变化。利用图甲作电源,理论上制备质量为_______g。
16. 氧化钪可用于电子工业、激光及超导材料、合金添加剂等。以赤泥(含有、、、、等)为原料提取的工艺流程如图所示:
已知:①P204为二(2-乙基己基)磷酸酯,属于磷类萃取剂;
②TBP为中性磷类萃取剂;
③不与盐酸发生反应;
④为沉淀。
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”效率,可采取的措施有_______(任写两条);“酸浸”后得到的滤渣的成分是_______(填化学式)。
(2)图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和“酸浸”时间对酸浸率的影响,根据图中信息确定最佳反应条件为_______;超过70℃,浸出率下降的主要原因是_______。
(3)写出“酸溶”后所得溶液中电荷守恒关系式:_______。
(4)写出“沉钪”过程中发生反应的离子方程式:_______。
(5)、水溶液经过“萃取”除铁后,将溶液蒸发结晶,煅烧,即可得到氧化铝。用惰性电极电解熔融氧化铝制取铝时,需要加入冰晶石(),其目的是_______。
17. 、是常见的化工原料,常用作还原剂。回答下列问题:
(1)25℃时,、、存在于和溶液反应后的溶液中,某含硫微粒的物质的量分数与的关系如图所示。
①25℃时,_______。
②向溶液中逐滴滴加的溶液,开始时反应的离子方程式为_______,恰好中和时消耗溶液的体积为_______。
③若向溶液中通入制取溶液,则当溶液的为_______时应停止通入。
④溶液呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)固体久置后会被氧化,为测定某久置固体中的含量,现进行如下实验:称取0.3000g该固体于锥形瓶中,加水溶解后,边振荡边向其中滴加的标准溶液,充分反应后,向溶液中滴加2滴淀粉溶液作指示剂,继续滴加标准溶液与过量的反应(发生反应),恰好完全反应时消耗标准溶液。
①达到滴定终点的操作及现象为_______。
②该样品中的纯度为_______。
③下列情况会造成样品中含量测定结果偏高的是_______(填字母)。
A.滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶瓶壁
B.装标准溶液的滴定管水洗后未润洗
C.开始滴定时,滴定管尖嘴部分未充满液体
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
18. 的资源化利用成为研究热点。一定条件下,催化加氢发生的反应为。一定条件下,向容积为1L的恒容密闭容器中充入和,分别在温度为条件下反应,测得反应体系中的物质的量分数随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)在T1K温度下,CO2的平衡转化率=___________%。压缩平衡体系体积,平衡___________(“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。若想进一步提高CO2的平衡转化率,除改变温度外还可以采取的措施是___________
(2)在T2K温度下,经t1min后反应达到平衡。
①0~t1min内,用CO2表示的反应速率v(CO2)=___________mol·L-1·min-1。
②在温度下,该反应的平衡常数K=___________(用分数表示)。
(3)下图中能正确表示反应的化学平衡常数与温度T关系的是___________(填字母)。
(4)若反应在恒容容器中发生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内的压强不再改变
B. 容器内气体密度不再改变
C. 容器内
D. 单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
(5)已知反应的。为速率常数,x(B)为组分B的物质的量分数。a、b点的正反应速率之比va:vb___________(填“>”“<”或“=”)1;c点的=___________。
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2024~2025学年度第一学期高二年级11月份月考
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修1专题1~专题3第三单元。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Mn 55
一、选择题(本题共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的)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A. 钢制船壳上镶嵌铜块减缓船体的腐蚀
B. 铵态氮肥和草木灰可以混合施用
C. 铅酸蓄电池属于二次电池
D. 热的纯碱溶液可用于除铁锈
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe、Cu和电解质溶液构成原电池时,Fe易失电子作负极,Cu作正极,则加速钢铁被腐蚀,故A错误;
B.铵态氮肥中铵根离子水解显酸性,草木灰是碳酸钾,其中碳酸根离子水解显碱性,混合水解相互促进生成氨气,肥效损失,故B错误;
C.铅蓄电池可充电重复使用,属于二次电池,故C正确;
D.碳酸钠溶液中碳酸根离子水解,溶液呈碱性,升高温度能够促进碳酸根离子的水解,碳酸钠碱性增强,但铁锈的主要成分为Fe2O3,不能与碱液反应,故无法除去铁锈,故D错误;
故选:C。
2. 下列判断正确的是
A. 微溶于水,所以是弱电解质
B. 强电解质溶液的导电能力可能比弱电解质溶液导电能力弱
C. 溶于水后导电,所以是电解质
D. 能导电,但它不是化合物,所以是非电解质
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧化钙微溶于水,但溶于水的氢氧化钙在溶液中完全电离出钙离子和氢氧根离子,属于强电解质,故A错误;
B.溶液的导电能力强弱与离子浓度的大小有关,浓度较小的强电解质溶液中离子浓度可能小于浓度较大弱电解质溶液中离子浓度,导电能力弱于弱电解质溶液,故B正确;
C.三氧化硫自身不能电离出自由移动的离子,属于非电解质,故C错误;
D.铜是金属单质,单质既不是电解质也不是非电解质,故D错误;
故选B。
3. 下列解释实验现象或事实的表达式错误的是
A. 醋酸溶液中存在电离平衡:
B. 钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式:
C. 浓溶液有臭鸡蛋气味:
D. 电解精炼铜的阴极反应式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸是弱酸,醋酸在溶液中电离出醋酸根离子和水合氢离子,电离方程式为,故A正确;
B.钢铁发生吸氧腐蚀时,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,电极反应式为,故B正确;
C.浓硫化钠溶液有臭鸡蛋气味是因为硫离子在溶液中分步水解生成HS-,HS-在溶液中水解生成硫化氢,硫离子的水解以一级水解为主,离子方程式为,故C错误;
D.电解精炼铜时,精铜为阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜,电极反应式为,故D正确;
故选C。
4. 用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 溶液中含有的数目为
B. 常温下,的溶液中数目为
C. 溶液中含有的O原子数目为
D. 常温下,的溶液中,由水电离的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.是弱电解质,只能部分电离,故A错误;
B.常温下,则溶液中浓度是,因此每升溶液中数目为,故B正确;
C.溶液中含有水,水中含有氧原子,故溶液中含有的O原子数目大于,故C错误;
D.室温下,的溶液中,的物质的量是,水电离出1个,必然电离出1个,所以由水电离的数目亦为,故D错误;
故答案选B。
5. 常温常压下,下列热化学方程式(的绝对值均正确)或有关结论正确的是
选项
已知条件
热化学方程式或结论
A
与反应生成时,放出热量
B
增大压强平衡正向移动,放出的热量增大,增大
C
同温同压下,分别在光照和点燃条件下发生反应
不同
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据已知条件:与反应生成时,会放出的热量,A正确;
B.的正反应是气体体积减小的反应,在其它条件不变时,增大压强,化学平衡正向移动,导致反应放出的热量增大,但反应热不会改变,即Q不变,B错误;
C.同温同压下,同一反应的反应热相同,与引发反应的条件无关,C错误;
D.、为弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,电离过程需吸热,所以产生二者反应时,放出的热量小于,D错误;
故选A。
6. 下列物质的应用与水解有关的是
A. 明矾净水 B. 蚀刻铜制电路板
C. 除去水溶液中的、 D. 食盐腌制食品
【答案】A
【解析】
【详解】A.明矾净水利用了铝离子水解生成氢氧化铝胶体:(胶体),A项正确;
B.蚀刻铜制电路板利用的是的氧化性:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B项错误;
C.除去水溶液中的、,是利用硫离子和、反应生成的硫化物难溶于水,与水解无关,C项错误;
D.NaCl为强酸强碱盐,不水解,所以食盐腌制食品均未涉及水解,D项错误;
故答案为:A。
7. 已知:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol-1 。下列关于该反应的说法正确的是
A. 反应的平衡常数可表示为
B. 平衡时升高温度,v(正)减小,v(逆)增大
C. 反应物断键所需能量总和小于生成物成键所释放的能量总和
D. 使用催化剂能提高CH3OH的平衡产率
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学平衡常数等于生成物的浓度系数次方与反应物的浓度系数次方之比,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数可表示为,A错误;
B.平衡时升高温度,化学反应速率增大,因此v(正)、v(逆)均增大,B错误;
C.ΔH=反应物所含化学键键能总和-生成物所含化学键键能总和。ΔH=-90.7kJ·mol-1,ΔH<0,则反应物断键所需能量总和小于生成物成键所释放的能量总和,C正确;
D.催化剂不影响化学平衡的移动,因此不能提高CH3OH的平衡产率,D错误。
答案选C。
8. 为使溶液中减小,下列措施可行的是
A. 加热溶液 B. 加适量的稀盐酸
C. 加入适量蒸馏水 D. 加入适量固体
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解吸热,加热促进水解,c(S2-)减小,c(Na+)不变,则增大,A项错误;
B.加入稀盐酸,n(S2-)减小,n(Na+)不变,则增大,B项错误;
C.加入适量蒸馏水,S2-水解程度增大,n(S2-)减小,n(Na+)不变, 增大,C项错误;
D.加入固体,据平衡移动原理可知增大,又c(Na+)不变,则减小,D项正确;
故答案为:D。
9. 下列叙述正确的是
A. 50℃时,的纯碱溶液中,
B. 已知溶液呈酸性,则溶液中
C. 将溶液蒸干灼烧可得到固体
D. 常温时,的溶液与的溶液等体积混合后
【答案】B
【解析】
【详解】A.50℃时水的离子积常数大于10—14,所以pH为12大于的碳酸钠溶液中氢氧根离子浓度大于1×10—2mol/L,故A错误;
B.磷酸二氢钠溶液呈酸性,说明磷酸二氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度,所以溶液中磷酸氢根离子浓度大于磷酸浓度,故B正确;
C.硝酸铜在溶液中水解生成氢氧化铜和硝酸,硝酸铜溶液受热时硝酸受热挥发使水解平衡右移直至趋于完全得到氢氧化铜,氢氧化铜灼烧分解生成氧化铜,则将硝酸铜溶液蒸干灼烧不可能得到硝酸铜固体,故C错误;
D.醋酸在溶液中部分电离出氢离子,pH为3的醋酸溶液的浓度大于10—3mol/L,则pH为3的醋酸溶液与pH为11的氢氧化钠溶液等体积混合时,醋酸溶液过量,溶液呈酸性,pH小于7,故D错误;
故选B。
10. 我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”,引起了全球科学界的轰动。下列有关说法正确的是
A. 温度升高,水的电离平衡正向移动,增大,酸性增强
B. 向水中加入固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C. 室温下,的盐酸溶液中,
D. 由水电离出的时,溶液一定呈中性
【答案】B
【解析】
【详解】A.水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,但仍为中性,A错误;
B.电离出的抑制了水的电离,B正确;
C.室温下,的盐酸溶液中,C错误;
D.酸、碱性溶液中,由水电离出的与都相等,D错误;
故选B。
11. 根据下列实验操作和现象能达到相应实验目的或所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
室温下,用试纸分别测定浓度均为的溶液和溶液的
比较和的酸性强弱
B
将铁片与电源正极相连,铜片与电源负极相连,溶液作电解质,形成闭合回路
在铁片表面镀铜
C
取溶液,向其中滴加溶液,取上层清液滴加KSCN溶液,溶液变成血红色
该反应是可逆反应
D
用石墨作电极电解溶液,某电极附近有白色沉淀生成
该电极为阴极
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.次氯酸钠溶液具有强氧化性,会使有机色质漂白褪色,无法用pH试纸测得溶液pH,所以题给实验无法达到比较次氯酸和醋酸酸性强弱的实验目的,故A错误;
B.在铁片表面镀铜时,应将铁片与电源负极相连,铜片与电源正极相连,故B错误;
C.向过量氯化铁溶液中加入碘化钾溶液后,再滴入硫氰化钾溶液,溶液变成血红色无法说明溶液中铁离子过量,证明该反应是可逆反应,故C错误;
D.用石墨作电极电解硫酸镁溶液,某电极附近有白色沉淀生成说明水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,氢氧根离子与溶液中镁离子反应生成氢氧化镁白色沉淀,则有白色沉淀生成的电极为电解池的阴极,故D正确;
故选D。
12. 工业上,常用微生物燃料电池处理废水中的有机物,达标后才排放。某废水含醋酸盐,利用微生物燃料电池处理废水原理如图所示,下列叙述正确的是
A. 装置工作时,电流由b极经用电器流向a极
B. 高温下该装置处理废水的效率高于低温
C. b极反应式为
D. 反应时有质子向a极区迁移
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,左侧a电极为燃料电池的正极,酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,右侧b电极为负极,微生物作用下水分子作用下醋酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子。
【详解】A.由分析可知,左侧a电极为燃料电池的正极,右侧b电极为负极,则装置工作时,电流由a极经用电器流向b极,故A错误;
B.高温条件微生物的主要成分蛋白质会变性失去活性,导致处理废水的效率降低,故B错误;
C.由分析可知,右侧b电极为负极,微生物作用下水分子作用下醋酸根离子在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为,故C正确;
D.缺标准状况下,无法计算11.2L氧气的物质的量和质子移动数目,故D错误;
故选C。
13. 纳米催化剂可用于工业上合成甲醇:,按投料比将与充入恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 低温下反应可以自发进行
B. 该反应平衡常数
C. 压强:
D. ℃、压强下,Q点对应的
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,随温度升高CO的平衡转化率下降,说明升温平衡逆向移动,则正向为放热反应,,又因为正反应为气体分子数减小的反应,,根据,低温时可以自发,A不符合题意;
B.N、M点温度相同,则K相同,B符合题意;
C.正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则压强:P1>P2>P3,C不符合题意;
D.T1℃、P3压强下M点为平衡状态,Q点转化率低于平衡转化率,则反应正向进行,,D不符合题意;
答案选B。
14. 常温下,向的溶液中逐滴滴加等浓度的溶液,混合溶液中[X表示或]与的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. I表示
B. 随着的增大,溶液中水的电离程度一直增大
C. 的溶液中存在
D. 的溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】草酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,电离以一级电离为主,Ka1(H2C2O4)= >Ka2(H2C2O4)= ,则lgX为0时,溶液中>lg,则曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示lg、与的变化关系,由图可知,lgX=0时,溶液pH分别为1.3、4.3,则Ka1(H2C2O4)=10-1.3、Ka2(H2C2O4)= 10-4.3。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示lg、与的变化关系,故A错误;
B.向草酸溶液中滴加氢氧化钠溶液时,lgX会逐渐增大,当草酸完全转化为草酸钠后,再滴加氢氧化钠溶液,氢氧化钠在溶液中电离出的氢氧根离子抑制水的电离,水的电离程度将会减小,故B错误;
C.的溶液显酸性,此时存在,二者浓度相等时,由分析可知,,的电离程度大于水解程度,的电离程度远大于,因此溶液中的一级电离抑制了其二级电离,可以确定溶液中c(H2C2O4)>c(NaHC2O4),则此时溶液中,、,则,即=,故C错误;
D.由图可知,溶液pH为4.3时,溶液中草酸根离子浓度等于草酸氢根离子浓度,由电荷守恒关系可知,溶液中,故D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 电动势是由电池中存在离子浓度差而产生的,该电池称为离子浓差电池(两侧离子浓度趋于相等)。某小组设计离子浓差电池,如图甲所示。以离子浓差电池为电源利用废料制备二氧化锰、难溶性,如图乙所示。滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过。
回答下列问题:
(1)图甲中离子交换膜R是_______(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜。
(2)图甲中b极与图乙中_______(填“A”或“B”)极连接。
(3)图乙中阴极的电极反应式为_______。
(4)电解一段时间后溶液中浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据是_______。
(5)电解结束,加入溶液过滤除去,再加入过量的溶液可得。写出加入溶液发生反应的离子方程式:_______。
(6)已知图甲中交换膜两侧溶液都是,忽略体积变化。利用图甲作电源,理论上制备质量为_______g。
【答案】(1)阴离子 (2)A
(3)LiMn2O4+3e-+8H+=Li++2Mn2++4H2O
(4) ①. 增大 ②. 反应生成了锰离子,溶液中锰离子浓度增大
(5)
(6)
【解析】
【分析】图甲为离子浓差电池,左侧硫酸铜浓度大,右侧硫酸铜浓度小,负极铜失去电子,所以b为负极,铜离子浓度增大,两侧离子浓度趋于相等,则离子交换膜R是阴离子交换膜,两侧离子浓度趋于相等;图乙装置为电解池,电极A为与直流电源负极相连的阴极,酸性条件下,LiMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成锰离子,电极反应式为LiMn2O4+3e-+8H+=Li++2Mn2++4H2O,电极B为阳极,水分子作用下,锰离子在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化锰和氢离子,电极反应式为2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,则电解的总反应方程式为,据此解答。
【小问1详解】
离子浓差电池的两侧离子浓度趋于相等,左侧硫酸铜浓度大,右侧硫酸铜浓度小,负极铜失去电子,所以b为负极,铜离子浓度增大,两侧离子浓度趋于相等,离子交换膜R是阴离子交换膜;
【小问2详解】
电极A上LiMn2O4得到电子发生还原反应生成锰离子,为阴极,图甲中b极与图乙中A极连接;
【小问3详解】
图乙中阴极的电极反应式为LiMn2O4+3e-+8H+=Li++2Mn2++4H2O;
【小问4详解】
由分析可知,电解的总反应方程式为,反应生成了锰离子,溶液中锰离子浓度增大;
【小问5详解】
加入过量的溶液得,根据反应物和产物及发生的条件,可得发生反应的离子方程式为;
【小问6详解】
图甲中交换膜两侧溶液都是,左侧硫酸铜为1mol,右侧硫酸铜为0.2mol,左侧硫酸根离子向右侧转移0.4mol,会停止放电,必有0.8mol电子转移,利用图甲作电源,根据电极反应式2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+,可知制备理论上制备0.4mol,质量为。
16. 氧化钪可用于电子工业、激光及超导材料、合金添加剂等。以赤泥(含有、、、、等)为原料提取的工艺流程如图所示:
已知:①P204为二(2-乙基己基)磷酸酯,属于磷类萃取剂;
②TBP为中性磷类萃取剂;
③不与盐酸发生反应;
④为沉淀。
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”效率,可采取的措施有_______(任写两条);“酸浸”后得到的滤渣的成分是_______(填化学式)。
(2)图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和“酸浸”时间对酸浸率的影响,根据图中信息确定最佳反应条件为_______;超过70℃,浸出率下降的主要原因是_______。
(3)写出“酸溶”后所得溶液中电荷守恒关系式:_______。
(4)写出“沉钪”过程中发生反应的离子方程式:_______。
(5)、水溶液经过“萃取”除铁后,将溶液蒸发结晶,煅烧,即可得到氧化铝。用惰性电极电解熔融氧化铝制取铝时,需要加入冰晶石(),其目的是_______。
【答案】(1) ①. 适当加热、搅拌 ②. TiO2、SiO2
(2) ①. 70℃、2h ②. 盐酸受热易挥发
(3)3c(Sc3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(4)2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+
(5)作助熔剂,降低氧化铝的熔点
【解析】
【分析】由题给流程可知,赤泥用盐酸酸浸时,钪、铝、铁的氧化物溶于盐酸转化为可溶性氯化物,二氧化钛、二氧化硅不与盐酸反应,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅的滤渣和含有可溶性氯化物的滤液;向滤液中加入萃取剂萃取钪元素,分液得到氯化铁、氯化铝溶液和有机相;有机相用盐酸洗涤、分液得到水相和有机相;向有机相中加入氢氧化钠溶液反萃取、得到萃取剂和氢氧化钪;向氢氧化钪中加入盐酸酸溶得到含有氯化钪的溶液,向溶液中加入TBP萃取、分液得到有机相和水相;向有机相中加入水反萃取分液得到氯化钪溶液;向氯化钪溶液中加入草酸溶液,将溶液中氯化钪转化为草酸钪沉淀,过滤得到草酸钪;草酸钪在空气中灼烧得到三氧化二钪。
【小问1详解】
适当加热、搅拌等措施能提高酸浸效率;由分析可知,滤渣的主要成分包括二氧化钛和二氧化硅;故答案为:适当加热、搅拌;TiO2、SiO2;
【小问2详解】
由图1可知,温度为70℃时,酸浸率最高;由图2可知,酸浸时间为2h时,酸浸率已高达96%,2h后,浸出率变化很小,则酸浸的最佳反应条件为70℃、2h;盐酸受热易挥发,温度超过70℃时,加快盐酸的挥发,浸液中盐酸的浓度减小导致酸浸率降低,故答案为:70℃、2h;盐酸受热易挥发;
【小问3详解】
由分析可知,“酸溶”后所得溶液为氯化钪溶液,溶液中存在电荷守恒关系3c(Sc3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故答案为:3c(Sc3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-);
【小问4详解】
由分析可知,加入草酸溶液的目的是将溶液中氯化钪将转化为草酸钪沉淀,反应的离子方程式为2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+,故答案为:2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+;
【小问5详解】
电解熔融氧化铝制取铝时加入冰晶石的目的是冰晶石作助熔剂,降低氧化铝的熔点,便于氧化铝在较低的温度下熔融电离出铝离子和氧离子,故答案为:作助熔剂,降低氧化铝的熔点。
17. 、是常见的化工原料,常用作还原剂。回答下列问题:
(1)25℃时,、、存在于和溶液反应后的溶液中,某含硫微粒的物质的量分数与的关系如图所示。
①25℃时,_______。
②向溶液中逐滴滴加的溶液,开始时反应的离子方程式为_______,恰好中和时消耗溶液的体积为_______。
③若向溶液中通入制取溶液,则当溶液的为_______时应停止通入。
④溶液呈_______(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)固体久置后会被氧化,为测定某久置固体中的含量,现进行如下实验:称取0.3000g该固体于锥形瓶中,加水溶解后,边振荡边向其中滴加的标准溶液,充分反应后,向溶液中滴加2滴淀粉溶液作指示剂,继续滴加标准溶液与过量的反应(发生反应),恰好完全反应时消耗标准溶液。
①达到滴定终点的操作及现象为_______。
②该样品中的纯度为_______。
③下列情况会造成样品中含量测定结果偏高的是_______(填字母)。
A.滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶瓶壁
B.装标准溶液的滴定管水洗后未润洗
C.开始滴定时,滴定管尖嘴部分未充满液体
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
【答案】(1) ①. ②. ③. 20.00 ④. 5 ⑤. 酸
(2) ①. 当滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点 ②. 84% ③. D
【解析】
【分析】25℃时,、、存在于和溶液反应后的溶液中,随着pH的增大,c(OH-)增大,c()减小,c()先增大后减小,c()增大,则;由图,当c()=c()时,pH=1.9,,同理,;
【小问1详解】
①25℃时,由图,当c()=c()时,pH=1.9,。
②向溶液中逐滴滴加的溶液,开始反应生成亚硫酸氢钠和水,离子方程式为;恰好中和时反应为,消耗溶液的体积为;
③由图可知,pH=5时,的物质的量分数最高,、的物质的量分数几乎为零,若向氢氧化钠溶液中通入二氧化硫制取亚硫酸氢钠溶液,则当溶液的pH为5时应停止通入;
④溶液中的水解常数为,其电离大于水解,则溶液显酸性;
【小问2详解】
①碘单质能使淀粉溶液变蓝色,I2溶液中滴加淀粉溶液作指示剂,溶液变蓝,加入Na2S2O3标准溶液消耗I2至反应完全时溶液变无色,则滴定终点时的实验现象是:当滴入最后半滴硫代硫酸钠溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点;
②由反应,剩余的n(I2)=0.5n(Na2S2O3)=0.5×0.1000 mol·L-1×16×10-3L=0.8×10-3mol,则与Na2SO3反应的n(I2)= 0.1000mol·L-1×28×10-3L-0.8×10-3mol =2×10-3mol,该反应的离子方程式为,则n(Na2SO3)= n(I2)= 2×10-3mol,m(Na2SO3)=2×10-3mol×126g/mol=0.252g,Na2SO3的含量为=84%;
③A.滴定过程中用蒸馏水冲洗锥形瓶瓶壁,不影响标准液用量,不影响测定结果,A不符合题意;
B.装Na2S2O3标准溶液的滴定管水洗后未润洗,导致标准液浓度减小,滴定过程中消耗标准液体积偏大,计算与样品反应的碘的物质的量偏小,测定结果偏低,B不符合题意;
C.开始滴定时,滴定管尖嘴部分未充满液体,导致消耗标准液体积偏大,计算与样品反应的碘的物质的量偏小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,读取的标准液体积偏小,计算与样品反应的碘的物质的量偏大,测定结果偏高,D符合题意;
故选D。
18. 的资源化利用成为研究热点。一定条件下,催化加氢发生的反应为。一定条件下,向容积为1L的恒容密闭容器中充入和,分别在温度为条件下反应,测得反应体系中的物质的量分数随时间的变化关系如图所示。回答下列问题:
(1)在T1K温度下,CO2的平衡转化率=___________%。压缩平衡体系体积,平衡___________(“正向移动”“不移动”或“逆向移动”)。若想进一步提高CO2的平衡转化率,除改变温度外还可以采取的措施是___________
(2)在T2K温度下,经t1min后反应达到平衡。
①0~t1min内,用CO2表示的反应速率v(CO2)=___________mol·L-1·min-1。
②在温度下,该反应的平衡常数K=___________(用分数表示)。
(3)下图中能正确表示反应的化学平衡常数与温度T关系的是___________(填字母)。
(4)若反应在恒容容器中发生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. 容器内的压强不再改变
B. 容器内气体密度不再改变
C. 容器内
D. 单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
(5)已知反应的。为速率常数,x(B)为组分B的物质的量分数。a、b点的正反应速率之比va:vb___________(填“>”“<”或“=”)1;c点的=___________。
【答案】(1) ①. 40 ②. 不移动 ③. 将水蒸气液化后分离出来(或其他合理答案)
(2) ①. ②.
(3)d (4)D
(5) ①. > ②. 2.25或
【解析】
【小问1详解】
该反应气体分子数不变,则在T1K温度下,CO2的平衡转化率,压缩平衡体系体积,压强增大,但反应前、后气体分子数目不变,则平衡不移动。若想进一步提高CO2的平衡转化率,即平衡正向移动,除改变温度外还可以采取的措施是充入H2或将水蒸气液化后分离出来;
【小问2详解】
①0~t1min内,用CO2表示的反应速率;
②在T2K温度下,平衡时CO2的转化量为:,建立三段式:
则该反应的平衡常数;
【小问3详解】
根据“先拐先平衡,高温比低温先达到平衡”,由题给图像可知:T2>T1,且升高温度,CO2的物质的量分数减小,说明平衡正向移动,平衡常数K增大,lnK也增大,则lnK随温度T升高而增大,故选d;
【小问4详解】
A.因反应前、后气体分子数不变,则恒容容器中总气体分子数不变,压强始终不变,所以容器内的压强不再改变,不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.混合气体质量不变,容器体积不变,则混合气体密度始终不变,所以容器内气体密度不再改变,不能说明反应达到平衡状态,B不符合题意;
C.容器内c(CO2)∶c(H2)∶c(CO)∶c(H2O)=1∶1∶1∶1,即各组分浓度相等,但并未体现正、逆反应速率相等,则不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.单位时间内,断开C=O键的数目和断开H−O键的数目相同,则,体现同一组分的正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,D符合题意;
故选D。
【小问5详解】
a、b两点的x(CO2)相等,即a、b两点的反应物浓度相等,但T2>T1,温度越高,反应速率越快,则va>vb,则;c点已达平衡,此时CO2转化量为,建立三段式:
则x(CO2)=0.3、x(H2)=0.3、x(CO)=0.2、x(H2O)=0.2,c点已达平衡,此时,则。
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