内容正文:
吉林省实验中学2024-2025学年度上学期
高二年级学程性考试(二)化学试题
注意事项:
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.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。并在规定位置粘贴考试用条形码。
3.请认真阅读答题卡上的注意事项,在答题卡上与题号相对应的答题区域内答题,写在试卷、草稿纸上或答题卡非题号对应答题区域的答案一律无效。不得在答题卡上做任何标记。
4.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
5.考试结束后,答题卡要交回,试卷由考生自行保存。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Cl:35.5
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 化学与生活、生产息息相关,下列说法不正确的是
A. 钢铁制品在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B. 为了增强肥效,将草木灰与铵态氮肥混合施用
C. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥,与化学反应速率有关
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
2. 下列属于水解方程式且书写正确的是
A. B.
C. D.
3. 铅蓄电池是常见的二次电池,目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池。已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液,其充、放电按下式进行:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1),下列有关该电池的说法正确的是
A. 放电时,溶液中H+向PbO2电极迁移
B. 放电时,电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7g
C. 充电时,电解质溶液的pH增大
D. 充电时,阴极的电极反应式为:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
4. 下列叙述正确的是
A. 时,为6的纯水为酸性
B. 向水中加入固体(忽略热效应),水的电离平衡逆向移动,不变
C. 常温的溶液和的醋酸溶液中,水的电离程度不相同
D. 常温的盐酸加水稀释至原来的1000倍,所得溶液
5. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是
酸
电离常数
A. 三种酸的酸性强弱关系:
B. 的水解平衡常数:
C. 根据表格数据分析反应不能发生
D. 相同物质的量浓度的盐溶液、、,碱性依次减弱
6. 下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用、∙∙∙∙∙表示)。
元素
电离能/()
……
R
738
1451
7733
10540
……
关于元素的下列推断中,正确的是
A. R元素基态原子的价层电子排布式为
B. R元素位于元素周期表的区
C. R元素的最高正化合价为+3价
D. R元素的第一电离能高于同周期相邻元素
7. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作和现象
结论
A
向K2Cr2O7溶液中滴加大量NaOH稀溶液,黄色变为橙色
NaOH消耗氢离子,平衡向生成的方向移动
B
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色变浅
Na2CO3溶液中存在水解平衡
C
室温时,将等体积、等物质的量浓度的FeCl3、CuSO4溶液分别加入等体积的30%的H2O2溶液中
探究Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣
D
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀
相同温度
A. A B. B C. C D. D
8. 用下列实验装置进行相应实验,操作不正确或不能达到预期目的的是
A.测定盐酸的
B.测定酸碱中和的热效应
C.测定与反应速率
D.碱式滴定管排气泡
A. A B. B C. C D. D
9. X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下:
元素
相关信息
X
最外层电子数是能层数的2倍
Y
单质是工业合成氨的原料
Z
核外无未成对电子的主族元素
Q
价层电子的排布式:
M
第四周期元素
下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z的基态原子核外电子轨道表示式:
D. M的基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1
10. 一定温度下,将和充入恒容密闭容器中,发生反应: ,一段时间后达到平衡。下列说法正确的是
A. 平衡后,充入气,压强增大,正逆反应速率均增大,平衡正向移动
B. 平衡后,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率不变,平衡逆向移动
C. 其他条件不变,再充入,再次平衡时的转化率不变
D. 根据反应是否自发进行的判断依据,可知该反应低温能自发
11. 下图为常温下和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A. 由点可求得
B. 时的溶解度为
C. 浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D. 混合溶液中时二者不会同时沉淀
12. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、和。下列说法错误的是
A. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
B. 浸出和沉镁的操作均不应在较高温度下进行
C. 浸出镁的离子反应为
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物的不同
13. 25℃时,在的H2A、NaOH混合溶液中,溶液中H2A、HA-和A2-的部分物质的量分数随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 的的数量级为
B. 溶液呈酸性
C. 的溶液中:
D. 时,溶液中存在
14. 下列关于水溶液中的离子平衡问题叙述正确的是( )
A. 将10mL0.1mol·L-1盐酸加入到10mL0.1mol·L-1碳酸钠溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)
B. 0.02mol·L-1HCN溶液与0.02mol·L-1NaCN溶液等体积混合:c(HCN)+c(CN-)=0.04mol·L-1
C. 等物质的量浓度的下列溶液中,①NH4Al(SO4)2、②NH4Cl、③CH3COONH4、④NH3·H2O;c(NH4+) 由大到小的顺序是:①=②>③>④
D. 向0.01mol·L-1醋酸溶液中加水,稀释后溶液中比值增大(忽略稀释过程中溶液温度变化)
15. 活泼自由基与氧气反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示:下列说法正确的是
A. 参与反应的反应物总键能大于生成物的总键能
B. 产物的稳定性:
C. 相同条件下,由中间产物转化为产物的速率:
D. 该历程中最大正反应的活化能
二、非选择题(本题共4题,共55分)
16. 现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素基态原子的价电子排布式为;C元素为周期表中最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素形成的正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层只有一个电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_____________(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能;ABC三种元素的电负性由小到大的顺序为_____________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的价电子排布式为_____________。
(3)C元素基态原子的轨道表示式为__________;的离子符号为_____________。
(4)F元素位于元素周期表的______区,其基态原子的电子排布式为___________。
(5)G元素可能的性质是_____________(填序号)。
A. 其单质可作为半导体材料 B. 其电负性大于磷
C. 其原子半径大于锗 D. 其第一电离能小于硒
17. 菱锰矿又称红纹石,其主要成分为,还含有等杂质。工业上用菱锰矿制取的流程如图甲所示:
已知:常温下,①;
②部分阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀时pH
6.3
15
7.6
96
11.5
完全沉淀时的pH
8.3
3.2
10.4
11.6
13.8
(1)酸浸时是否可用盐酸代替硫酸___________(填“是”或“否”),原因是___________(答出两点即可)。
(2)写出沉淀池1中加入时发生反应的离子方程式:___________。
(3)沉淀2的主要成分是___________,沉淀率与pH的关系如图乙,加入氨水的目的是___________,此时,溶液的pH为___________,当沉淀2完全沉淀时=___________。
(4)操作a为___________。
18. 电解质的水溶液在日常生活和生产中的应用很广泛。回答下列问题:
(1)室温时,向溶液中滴加溶液,得到溶液与溶液体积的关系曲线如下图所示:
①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________。
②在点,溶液中、、由大到小的排列顺序是___________。
(2)时,将氨水与的盐酸等体积混合,所得溶液中,用含的代数式表示的电离平衡常数___________。(用含的代数式表示)
(3)在标准状况下充满的烧瓶做完喷泉实验后,得到稀盐酸,用标准碳酸钠溶液进行滴定,请你回答下列问题:
①用标准溶液滴定这种盐酸时,溶液应装在___________式滴定管中,若用甲基橙作指示剂(甲基橙的变色范围:为红色,橙色,黄色),达到滴定终点时,溶液颜色变化为___________。
①若采用上述合适浓度的标准溶液滴定,用表示,滴定时实验数据列表如下:
试验编号
待测盐酸体积
滴入碳酸钠溶液体积
1
20.00
19.80
2
20.00
16.95
3
20.00
17.05
求这种待测稀盐酸的物质的量浓度___________[用表示]。
③下列实验中,由于错误操作导致所测出的盐酸浓度一定偏低的是___________。
A.滴定时,左手控制碱式滴定管的小球,右手握持锥形瓶,眼睛注视滴定管中的液面变化
B.酸式滴定管未用待测盐酸润洗
C.滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水
D.达到滴定终点时,俯视读数
19. 将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇()是实现碳中和的一个重要途径。
I.我国科学家在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化为清洁液态燃料——甲醇。
(1)该法利用制取甲醇的有关化学反应如下:
①
②
③
___________。
II.甲醇的制备原理为:
(2)对于该反应,可以同时提高反应速率和产率的措施有___________(填字母序号)。
A. 升高反应温度 B. 使用高效催化剂 C. 增大体系压强 D. 移走
(3)为探究的反应原理,进行如下实验:在一恒温,体积为恒容密闭容器中,充入和,初始压强为,进行该反应(不考虑其它副反应)。时测得体系的压强为且不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到时,___________。
②时,体系中的物质的量分数为___________%。
③该温度下的压强平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(4)某科研小组研究不同催化剂对反应的影响,按投料,不同催化剂作用下,反应时,的产率随温度的变化如下图所示:
催化剂效果最佳的是___________(填“催化剂I”、“催化剂II”)。
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吉林省实验中学2024-2025学年度上学期
高二年级学程性考试(二)化学试题
注意事项:
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.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。并在规定位置粘贴考试用条形码。
3.请认真阅读答题卡上的注意事项,在答题卡上与题号相对应的答题区域内答题,写在试卷、草稿纸上或答题卡非题号对应答题区域的答案一律无效。不得在答题卡上做任何标记。
4.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
5.考试结束后,答题卡要交回,试卷由考生自行保存。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 Cl:35.5
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 化学与生活、生产息息相关,下列说法不正确的是
A. 钢铁制品在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B. 为了增强肥效,将草木灰与铵态氮肥混合施用
C. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥,与化学反应速率有关
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率
【答案】B
【解析】
【详解】A.在潮湿的情况下,钢铁制品中的Fe和C与电解质溶液形成原电池发生电化学腐蚀,A正确;
B.草木灰(主要成分为K2CO3)与铵态氮肥混合使用,铵根离子和碳酸根离子相互促进水解,NH3挥发,氮元素损失,铵态氮肥肥效降低,B错误;
C.在潮湿的情况下,家用铁锅、铁铲等餐具中的Fe和C与电解质溶液形成原电池发生电化学腐蚀,若保持其干燥可以极大减缓其腐蚀速率,因此与化学反应速率有关,C正确;
D.合成氨工业中将未反应的氮气和氢气通入合成塔,进行循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,D正确;
故选B。
2. 下列属于水解方程式且书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解生成和OH-,水解方程式为:,A错误;
B.碳酸根离子的水解要分步,、,B错误;
C.醋酸根离子的水解是可逆的:,C错误;
D.铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,D正确;
故选D 。
3. 铅蓄电池是常见的二次电池,目前汽车上使用的电瓶大多数是铅蓄电池。已知铅蓄电池的电解质溶液为硫酸溶液,其充、放电按下式进行:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(1),下列有关该电池的说法正确的是
A. 放电时,溶液中H+向PbO2电极迁移
B. 放电时,电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量减小20.7g
C. 充电时,电解质溶液的pH增大
D. 充电时,阴极的电极反应式为:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++
【答案】A
【解析】
【分析】根据电池总反应可知,放电时为原电池,负极Pb失电子生成PbSO4,正极PbO2得电子也生成PbSO4,充电时为电解池,负极接外电源负极作阴极,正极接外电源正极作阳极;
【详解】A.放电时相当于原电池,溶液中H+向正极PbO2电极迁移,A正确;
B.放电时,电路中转移0.2mol电子时Pb电极质量增加,B错误;
C.充电时有硫酸产生,电解质溶液的pH减小,C错误;
D.充电时,阴极得到电子生成Pb,其电极反应式为:PbSO4+2e-=Pb+,D错误;
答案选A
4. 下列叙述正确的是
A. 时,为6的纯水为酸性
B. 向水中加入固体(忽略热效应),水的电离平衡逆向移动,不变
C. 常温的溶液和的醋酸溶液中,水的电离程度不相同
D. 常温的盐酸加水稀释至原来的1000倍,所得溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.时,为6的纯水中:,为中性,A错误;
B.向水中加入固体(忽略热效应),完全电离产生钠离子、氢离子和硫酸根,氢离子抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,温度不变,故不变,B正确;
C.常温的溶液中c(OH-)=10-4mol/L,水电离出的氢离子浓度为:,的醋酸溶液中c(H+)=10-4mol/L,水电离出的氢离子浓度与氢氧根浓度相同,故水电离出的氢离子浓度为:,即两份溶液中水的电离程度相同,C错误;
D.常温的盐酸加水稀释至原来的1000倍,溶液仍为酸性,所得溶液,D错误;
故选B。
5. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是
酸
电离常数
A. 三种酸的酸性强弱关系:
B. 的水解平衡常数:
C. 根据表格数据分析反应不能发生
D. 相同物质的量浓度的盐溶液、、,碱性依次减弱
【答案】D
【解析】
【分析】由表格数据可知,三种酸的电离常数大小顺序为,则三种酸的酸性强弱顺序为。
【详解】A.由分析,三种酸的酸性强弱顺序为,A错误;
B.的水解平衡常数:,没有温度,不确Kw值,无法计算水解常数,B错误;
C.由分析可知,三种酸的酸性强弱顺序为,由强酸制弱酸的原理可知,能发生,C错误;
D.由盐类水解规律可知,越弱越水解,相同物质量浓度的盐溶液、、中,水解程度最大、水解程度最小,则碱性、、依次减弱,D正确;
故选D 。
6. 下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用、∙∙∙∙∙表示)。
元素
电离能/()
……
R
738
1451
7733
10540
……
关于元素的下列推断中,正确的是
A. R元素基态原子的价层电子排布式为
B. R元素位于元素周期表的区
C. R元素的最高正化合价为+3价
D. R元素的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】D
【解析】
【分析】由R元素的第二电离能远远小于第三电离能,说明R原子的最外层电子数为2,R元素可能是位于元素周期表ⅡA族的镁元素或铍元素。
【详解】A.由分析可知,短周期R元素可能是位于元素周期表ⅡA族的镁元素或铍元素,基态原子的价电子排布式可能为2s2或3s2,故A错误;
B.由分析可知,短周期R元素位于元素周期表ⅡA族,属于s区,故B错误;
C.由分析可知,短周期R元素可能是位于元素周期表ⅡA族的镁元素或铍元素,元素的最高正化合价为+2价,故C错误;
D.由分析可知,短周期R元素可能是位于元素周期表ⅡA族的镁元素或铍元素,R原子的ns轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,故D正确;
故选D。
7. 下列有关实验操作、现象和结论都正确的是
实验操作和现象
结论
A
向K2Cr2O7溶液中滴加大量NaOH稀溶液,黄色变为橙色
NaOH消耗氢离子,平衡向生成的方向移动
B
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色变浅
Na2CO3溶液中存在水解平衡
C
室温时,将等体积、等物质的量浓度的FeCl3、CuSO4溶液分别加入等体积的30%的H2O2溶液中
探究Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣
D
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀
相同温度
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.K2Cr2O7溶液中存在(橙色)+H2O2(黄色)+2H+,滴入稀NaOH溶液,NaOH消耗氢离子,平衡向生成的方向移动即平衡正向移动,溶液由橙色变为黄色,A不合题意;
B.碳酸钠溶液中存在+H2O+OH-,加入氯化钡溶液消耗碳酸根生成碳酸钡沉淀,平衡向逆反应方向移动,溶液中氢氧根离子浓度降低,溶液颜色变浅,即可证明存在平衡,B符合题意;
C.催化剂的阴离子不同,即变量不唯一,则不能探究Fe3+、Cu2+的催化效果的优劣,C不合题意;
D.向硫化锌和硫化钠的悬浊液中滴加硫酸铜溶液,由于S2-+Cu2+=CuS↓,则不一定存在ZnS向CuS的沉淀转化,不能比较二者Ksp的相对大小,欲验Ksp(CuS)<Ksp(ZnS),应该向ZnS的饱和溶液(或悬浊液)中滴加CuSO4溶液,观察是否有黑色沉淀生成,D不合题意;
故答案为:B。
8. 用下列实验装置进行相应实验,操作不正确或不能达到预期目的的是
A.测定盐酸的
B.测定酸碱中和的热效应
C.测定与反应速率
D.碱式滴定管排气泡
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.测定盐酸的pH值不能使用湿润的pH试纸,应该使用干燥的pH试纸,A错误;
B.简易量热器可以测定酸碱中和的热效应,B正确;
C.该装置可以通过测定一定时间内产生气体的体积来测定与反应速率,C正确;
D.碱式滴定管的气泡通常在橡胶管内,只要将滴定玻璃头朝上,并挤压橡皮管中的玻璃珠就可以将气泡冲出,D正确;
故选A。
9. X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下:
元素
相关信息
X
最外层电子数是能层数的2倍
Y
单质是工业合成氨的原料
Z
核外无未成对电子的主族元素
Q
价层电子排布式:
M
第四周期元素
下列说法不正确的是
A. 第一电离能:
B. 电负性:
C. Z的基态原子核外电子轨道表示式:
D. M的基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素,X原子最外层电子数是能层数的2倍,X原子最外层电子排布为2s22p2,则X为C元素;Y元素的单质是合成氨工业的原料,则Y为N元素;Z为核外无未成对电子的主族元素,则Z为Mg元素;Q的价层电子的排布式:nsn-1npn+1,s轨道填满,即n-1=2,n=3,为3s23p4,则Q为S元素;M为第四周期元素,则M为Cr元素,以此分析解答。
【详解】A.由分析可知,X为C,Y为N,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA,ⅤA与ⅥA反常,故第一电离能:C小于N即,A正确;
B.由分析可知,Q为S,Y为N,在S和N的化合物中N显负电性,S显正电性,则电负性N>S即,B错误;
C.由分析可知,Z为Mg,则Z的基态原子核外电子轨道表示式为:,C正确;
D.由分析可知,M为Cr,是26号元素,故M的基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,D正确;
故答案为:B。
10. 一定温度下,将和充入恒容密闭容器中,发生反应: ,一段时间后达到平衡。下列说法正确的是
A. 平衡后,充入气,压强增大,正逆反应速率均增大,平衡正向移动
B. 平衡后,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率不变,平衡逆向移动
C. 其他条件不变,再充入,再次平衡时的转化率不变
D. 根据反应是否自发进行的判断依据,可知该反应低温能自发
【答案】D
【解析】
【详解】A.平衡后,充入He气(不参与反应),恒容环境下,各物质浓度不变,正逆反应速率不变,A错误;
B.平衡后,升高温度,逆反应速率增大,正反应速率增大,平衡向吸热方向移动,该反应为放热反应,故向逆向移动,B错误;
C.其他条件不变,再充入0.1molX,平衡正向移动,再次平衡时Y的转化率增大,C错误;
D.据反应是否自发进行的判断依据,,,可知该反应低温能自发,D正确;
故选D。
11. 下图为常温下和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(;可认为离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A. 由点可求得
B. 时的溶解度为
C. 浓度均为的和可通过分步沉淀进行分离
D. 混合溶液中时二者不会同时沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则===,故A错误;
B.由图中信息可知,时的浓度为,因此,的溶解度不是,故B错误;
C.由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀和,故C正确;
D.由图可知,沉淀完全时,,pM5,此时pH约为4.7,在此pH下刚开始沉淀的浓度为,而题中>,则会同时沉淀,故D错误;
答案选C。
12. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、和。下列说法错误的是
A. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
B. 浸出和沉镁的操作均不应在较高温度下进行
C. 浸出镁的离子反应为
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物的不同
【答案】C
【解析】
【分析】由流程可知,菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,其中MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣含SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水与镁离子反应生成Mg(OH)2沉淀,煅烧氢氧化镁得到高纯镁砂,以此解答该题。
【详解】A.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,在沉镁时循环使用,且沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵在浸出过程可循环使用,故A正确;
B.温度较高时氨水易挥发,氯化铵易分解,不利于沉镁,故B正确;
C.铵根离子水解显酸性,和氧化镁反应生成氯化镁和氨气,浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl═MgCl2+2NH3↑+H2O,故C错误;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确。
答案选C。
13. 25℃时,在的H2A、NaOH混合溶液中,溶液中H2A、HA-和A2-的部分物质的量分数随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 的的数量级为
B. 溶液呈酸性
C. 的溶液中:
D. 时,溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】向H2A溶液中滴加NaOH溶液随着pH的增大,H2A逐渐减小,HA-离子浓度先增大后减小,A2-离子浓度逐渐增大,故图中a代表HA-随pH的变化曲线,b代表H2A随pH的变化曲线,c代表A2-随pH的变化曲线,据此分析解题。
【详解】A.图中a代表HA-随pH的变化曲线,b代表H2A随pH的变化曲线,c代表A2-随pH的变化曲线,当溶液中c(A2-)=c(HA-)时溶液的pH=4.2,则H2A的Ka2==c(H+)=10-4.2,Ka2的数量级为10-5,A正确;
B.由图结合分析可知,HA-占主体时溶液为酸性,HA-电离程度大于水解程度,溶液中c(H+)>c(OH-),则NaHA溶液为酸性溶液,B正确;
C. c(Na+)=0.100mol•L-1时,由信息可知n(Na)=n(A),则H2A与NaOH恰好反应生成NaHA,由质子守恒可知c(H+)+c(H2A)=c(OH-)+c(A2-),C正确;
D.由分析可知,a表示HA-的物质的量分数,b表示H2A的物质的量分数,c表示A2-的物质的量分数,由图可知,pH=3时溶液中存在c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),D错误;
故答案为:D。
14. 下列关于水溶液中的离子平衡问题叙述正确的是( )
A. 将10mL0.1mol·L-1盐酸加入到10mL0.1mol·L-1碳酸钠溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)
B. 0.02mol·L-1HCN溶液与0.02mol·L-1NaCN溶液等体积混合:c(HCN)+c(CN-)=0.04mol·L-1
C. 等物质的量浓度的下列溶液中,①NH4Al(SO4)2、②NH4Cl、③CH3COONH4、④NH3·H2O;c(NH4+) 由大到小的顺序是:①=②>③>④
D. 向0.01mol·L-1醋酸溶液中加水,稀释后溶液中比值增大(忽略稀释过程中溶液温度变化)
【答案】A
【解析】
【详解】A. 10mL0.1mol·L-1盐酸加入到10mL0.1mol·L-1碳酸钠溶液中,反应生成NaCl和NaHCO3,溶液呈碱性,NaHCO3电离程度小于水解程度,所以离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-),A项正确;
B. 0.02mol·L-1HCN溶液与0.02mol·L-1NaCN溶液等体积混合,c(HCN)=c(NaCN)=0.01mol/L,根据物料守恒有c(HCN)+c(CN-)=2 c(Na+)=2×0.01mol/L=0.02mol/L,B项错误;
C. 等物质的量浓度的4种溶液①中Al3+抑制了NH4+的水解,②中NH4+的水解,③中CH3COO-水解促进了NH4+的水解,④中发生弱碱的电离,因而c(NH4+) 由大到小的顺序是①>②>③>④,C项错误;
D.醋酸溶液加水稀释后的溶液中==,由于Ka和Kw都只与温度有关,所以,比值不变,D项错误;
答案选A。
【点睛】电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数相等; 物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其他离子或分子,但离子或分子中某种特定元素原子的总数不变; 质子守恒:质子守恒是指电解质溶液中的分子或离子得到或失去的质子的物质的量相等。质子守恒也可根据电荷守恒和物料守恒联合求出;把握盐溶液中的物料守恒、电荷守恒的计算方法是解题的关键。
15. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示:下列说法正确的是
A. 参与反应的反应物总键能大于生成物的总键能
B. 产物的稳定性:
C. 相同条件下,由中间产物转化为产物的速率:
D. 该历程中最大正反应的活化能
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应,则参与反应的反应物总键能小于生成物的总键能,A错误;
B.产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低,物质的能量越低越稳定,则产物P2比产物P1要稳定,B错误;
C.由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,反应的活化能越小,反应速率越慢,则由中间产物Z转化为产物的速率为(P1)>(P2),C正确;
D.中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大,则E正═-18.92kJ•mol−1-(-205.11 kJ•mol−1)═186.19kJ•mol−1,D错误;
故答案为:C。
二、非选择题(本题共4题,共55分)
16. 现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素基态原子的价电子排布式为;C元素为周期表中最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素形成的正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层只有一个电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能_____________(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能;ABC三种元素的电负性由小到大的顺序为_____________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的价电子排布式为_____________。
(3)C元素基态原子的轨道表示式为__________;的离子符号为_____________。
(4)F元素位于元素周期表的______区,其基态原子的电子排布式为___________。
(5)G元素可能性质是_____________(填序号)。
A. 其单质可作为半导体材料 B. 其电负性大于磷
C. 其原子半径大于锗 D. 其第一电离能小于硒
【答案】(1) ①. > ②. N<O<F
(2)
(3) ①. ②.
(4) ①. ds ②. 或 (5)A
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F、G七种元素属于前四周期,且原子序数依次增大。A元素基态原子的价电子排布式为,,所以A是N元素;C元素为周期表中最活泼的非金属元素,则C是F元素,所以B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6,所以D是Mg元素;E元素形成的正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E的原子序数是18+5+3=26,即E是Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层只有一个电子,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。
【小问1详解】
氮元素原子的2p轨道处于半充满状态,稳定性强,故氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能;非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N<O<F。
【小问2详解】
D为Mg元素,根据核外电子排布规律可知基态Mg原子的价电子排布式为。
【小问3详解】
C为F元素,根据核外电子排布规律可知基态F原子的轨道表示式为,的离子符号为。
【小问4详解】
F为Cu元素,位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为或。
【小问5详解】
G为As元素,位于金属与非金属的分界线处,其单质可作为半导体材料,其电负性小于磷元素,原子半径小于锗元素,第一电离能大于硒元素,故选A。
17. 菱锰矿又称红纹石,其主要成分为,还含有等杂质。工业上用菱锰矿制取的流程如图甲所示:
已知:常温下,①;
②部分阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
6.3
1.5
7.6
9.6
11.5
完全沉淀时的pH
8.3
3.2
10.4
11.6
13.8
(1)酸浸时是否可用盐酸代替硫酸___________(填“是”或“否”),原因是___________(答出两点即可)。
(2)写出沉淀池1中加入时发生反应的离子方程式:___________。
(3)沉淀2的主要成分是___________,沉淀率与pH的关系如图乙,加入氨水的目的是___________,此时,溶液的pH为___________,当沉淀2完全沉淀时=___________。
(4)操作a为___________。
【答案】(1) ①. 否 ②. 会引入杂质,在沉淀池1中氯离子会被氧化生成氯气,污染环境(或硫酸可以为产物提供硫酸根离子)(合理即可)
(2)
(3) ①. ②. 调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,同时让钙、镁离子在沉淀池2中沉淀更加完全 ③. 6.5<pH<7.6(pH下限为6.3-~6.7均对) ④. 2
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶(合理即可)
【解析】
【分析】菱锰矿,其主要成分为,还含有,加入硫酸反应生成硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、硫酸钙,过滤,向滤液中加入二氧化锰氧化亚铁离子,再加入氨水沉淀铁离子,过滤,向滤液中加入氟化铵沉淀镁离子和钙离子,过滤,将滤液经过一系列过程得到。
【小问1详解】
酸浸时不可以用盐酸代替硫酸,因为会引入氯离子,且使用盐酸代替硫酸,在沉淀池1中加入时,会把氯离子氧化成氯气,污染环境;故答案为:会引入杂质,在沉淀池1中氯离子会被氧化生成氯气,污染环境(或硫酸可以为产物提供硫酸根离子)(合理即可)。
【小问2详解】
沉淀池1中加入时将亚铁离子氧化为铁离子,而二氧化锰被还原为锰离子,其发生反应的离子方程式为;故答案为:。
【小问3详解】
根据前面加入氨水和金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH值分析,沉淀1是沉淀铁离子,因此沉淀2主要沉淀钙离子和镁离子,则沉淀2的主要成分是,加入氨水的目的是调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,为了使沉淀完全而不沉淀,根据金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH值分析得到溶液的pH应为,结合图乙知,pH为6.3~6.7时,完全沉淀,故溶液的pH为6.5<pH<7.6;当沉淀2沉淀完全时,有;故答案为:;调节溶液的pH,使完全沉淀而被除去,同时让钙、镁离子在沉淀池2中沉淀更加完全;6.5<pH<7.6;2。
【小问4详解】
从溶液中得到晶体,其操作过程可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶得到;故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、重结晶得到。
18. 电解质的水溶液在日常生活和生产中的应用很广泛。回答下列问题:
(1)室温时,向溶液中滴加溶液,得到溶液与溶液体积的关系曲线如下图所示:
①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________。
②在点,溶液中、、由大到小的排列顺序是___________。
(2)时,将的氨水与的盐酸等体积混合,所得溶液中,用含的代数式表示的电离平衡常数___________。(用含的代数式表示)
(3)在标准状况下充满的烧瓶做完喷泉实验后,得到稀盐酸,用标准碳酸钠溶液进行滴定,请你回答下列问题:
①用标准溶液滴定这种盐酸时,溶液应装在___________式滴定管中,若用甲基橙作指示剂(甲基橙的变色范围:为红色,橙色,黄色),达到滴定终点时,溶液颜色变化为___________。
①若采用上述合适浓度标准溶液滴定,用表示,滴定时实验数据列表如下:
试验编号
待测盐酸体积
滴入碳酸钠溶液体积
1
20.00
19.80
2
20.00
16.95
3
20.00
17.05
求这种待测稀盐酸的物质的量浓度___________[用表示]。
③下列实验中,由于错误操作导致所测出的盐酸浓度一定偏低的是___________。
A.滴定时,左手控制碱式滴定管的小球,右手握持锥形瓶,眼睛注视滴定管中的液面变化
B.酸式滴定管未用待测盐酸润洗
C.滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水
D.达到滴定终点时,俯视读数
【答案】(1) ①. a ②. c(Na+)>c(S)>c(N)
(2)
(3) ①. 碱 ②. 由红色变橙色且半分钟内不恢复颜色 ③. 1.7c(Na2CO3) ④. BD
【解析】
【小问1详解】
①a、b、c、d四个点,根据反应量的关系,a点恰好消耗完H+,溶液中只有(NH4)2SO4与Na2SO4;b、c、d三点溶液均含有NH3.H2O,且NH3.H2O量逐渐增大,(NH4)2SO4可以促进水的电离,而NH3.H2O抑制水的电离,b点溶液呈中性,所以a点水的电离程度最大,因此水的电离程度最大的是a;
②a点溶质为等物质的量的(NH4)2SO4与Na2SO4,b点溶液为中性,在a点基础上继续滴加NaOH溶液,溶质为(NH4)2SO4与Na2SO4、NH3.H2O,即b点V(NaOH)>V(NH4HSO4),c(Na+)>c(S),铵根离子水解,且一部分被转化为NH3.H2O,则离子浓度大小为c(Na+)>c()>c();
【小问2详解】
所得混合溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005nol/L,根据电荷守恒得c(OH- )═c(H+)=10-7mol/L;根据物料守恒得c(NH3.H2O)=(0.5a-0.005)mol/L,则NH3•H2O的电离常数Kb=;
【小问3详解】
①Na2CO3溶液呈碱性,应装在碱式滴定管中;甲基橙遇盐酸显红色,滴加Na2CO3溶液至滴定终点时,溶液由红色变橙色且半分钟内不恢复原色;
②实验1中Na2CO3溶液的体积与实验2、3中数据明显偏大,应弃去不用,因此实验2和实验3所用Na2CO3溶液体积的平均值为=17.00 mL,用甲基橙作指示剂时,Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,因此c(HCl)= =1.7c(Na2CO3);
③A. 滴定时,眼睛应观察锥形瓶内颜色的变化,以判断终点,但该错误操作导致所测出的盐酸浓度不一定偏低,A不符合题意;
B.滴定管不用待盛装的溶液润洗,相当于溶液被稀释,会造成V(碱液)减小,c(HCl)偏小,B选项符合题意;
C.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水,不影响待测液的溶质的物质的量,所以不影响消耗标准液的体积,对中和滴定结果无影响,C不符合题意;
D.滴定结束时俯视读数,读数偏小,则体积差值偏小,即读出的碱的体积偏小,所以c(酸)偏低,D符合题意;
答案:BD。
19. 将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇()是实现碳中和的一个重要途径。
I.我国科学家在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化为清洁液态燃料——甲醇。
(1)该法利用制取甲醇的有关化学反应如下:
①
②
③
___________。
II.甲醇的制备原理为:
(2)对于该反应,可以同时提高反应速率和产率的措施有___________(填字母序号)。
A. 升高反应温度 B. 使用高效催化剂 C. 增大体系压强 D. 移走
(3)为探究的反应原理,进行如下实验:在一恒温,体积为恒容密闭容器中,充入和,初始压强为,进行该反应(不考虑其它副反应)。时测得体系的压强为且不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到时,___________。
②时,体系中的物质的量分数为___________%。
③该温度下的压强平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(4)某科研小组研究不同催化剂对反应的影响,按投料,不同催化剂作用下,反应时,的产率随温度的变化如下图所示:
催化剂效果最佳的是___________(填“催化剂I”、“催化剂II”)。
【答案】(1) (2)C
(3) ①. 0.025 ②. 12.5 ③. 0.0125
(4)催化剂I
【解析】
【分析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标热化学方程式 为,则。
故答案为: 。
【小问2详解】
根据反应: 可知该反应为气体体积减小的放热反应,则可以提高反应速率的措施有:增大浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂;能增加产率的措施有:减小生成物浓度、降低温度、增大压强;则在下列的4个选项中可以同时提高反应速率和产率的措施有:
A.升高反应温度:平衡向左移动,产率降低,A不符合题意;
B.使用高效催化剂:不影响平衡移动,产率不变,B不符合题意;
C.增大体系压强:平衡向右移动,且反应速率加快,产率增大,C符合题意;
D.移走:减小了生成物的浓度,反应速率不会增大,D不符合题意;
故答案为:C。
【小问3详解】
在一恒温,体积为恒容密闭容器中,充入和,初始压强为,进行该反应,时测得体系的压强为且不再随时间变化,设反应中消耗的的物质的量为xmol,列三段式:,根据得,解得;
①反应开始到时,;
②时,体系中各物质的总物质的量为:,则的物质的量分数为;
③该温度下的压强平衡常数。
故答案为:0.025;12.5;0.0125。
【小问4详解】
根据图中信息可知,催化剂I在温度较低的条件下催化效率比催化剂II更高,故催化剂效果最佳的是催化剂I。
故答案为:催化剂I。
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