精品解析：甘肃省兰州第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试 化学试题

兰州一中2024-2025-1学期期末考试试题 高二化学 说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间75分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。 可能用到的原子量：H1 O16 Na23 S32 Cu64 第Ⅰ卷(选择题) 一、单选题(每个3分，共计42分) 1. 适量铁粉与的稀盐酸反应，以下方法不能加快此反应速率的是 A. 适当升高温度 B. 滴入几滴硫酸铜溶液 C. 加入少量醋酸钠固体 D. 加几滴浓硫酸 2. 25℃，下列指定条件下离子能够大量共存的是 A. 澄清透明的溶液： B. 酸性条件下，Fe2+可以大量存在的体系：、、、 C. 由水电离出c(H+)为1.0×10-12mol•L-1的溶液：、HCO、Fe3+、Na+ D. 甲基橙为黄色的溶液：、、、 3. 下列说法正确但不能用勒夏特列原理解释的是 A. 对平衡体系加压，气体颜色变深 B. 合成氨工业使用高压以提高氨的产量 C. 用饱和食盐水除去中的，可减少的损失 D. 硫酸工业将催化氧化成的反应，往往需要使用过量空气 4. 城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是 A. 钢铁输水管作为负极 B. 金属镁是作为牺牲阳极材料 C. 该装置只有一条电线，没有构成闭合回路 D. 这种防腐蚀的方法称为外加电流法 5. 某同学设计如图所示实验，探究化学反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. I、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验I中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多 C. 实验Ⅱ中可用温度计进行搅拌，加快反应 D. 实验Ⅲ中若用固体测定中和反应的反应热，则测定的偏低 6. 下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是 A. B. C. D. 7. 下列事实能说明某一元酸是强电解质的是 A. 等体积、等物质的量浓度的与溶液两者恰好完全反应 B. 溶液能使紫色石蕊试液变红 C. 用溶液和溶液做导电性实验，灯泡亮度相同 D. 常温下溶液的 8. 下列说法不正确的是 A. 化学反应速率越快，实验现象一定越明显 B. 活化分子之间的碰撞不一定能发生化学反应 C. 物质发生化学变化的同时一定伴有能量变化 D. 恒温恒容，充入不参加反应的惰性气体，单位体积内活化分子的数目不变 9. 硫酸工业中SO2催化氧化生成SO3：。将一定量的SO2和O2混合气在催化剂作用下反应。不同条件下，反应达到平衡时SO2的转化率如下表。下列有关说法正确的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 其他条件相同，500℃一定比450℃时反应速率快 C. 实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强10MPa D. 常温常压下，将0.5molO2和2molSO2混合充分反应，放出热量98.3kJ 10. 在常温下，有关下列4种溶液的叙述不正确的是 编号 ① ② ③ ④ 溶液 醋酸 盐酸 氨水 氢氧化钠溶液 pH 3 3 11 11 A. 4种溶液中由水电离出的均为 B. 等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应，溶液①产生氢气更多 C. 将溶液②、③等体积混合，所得溶液中： D. 将溶液②与溶液④混合后，若所得溶液的，则 11. 下列说法不正确的是 A. 图①装置构成了原电池 B. 图②操作可排出盛有滴定管尖嘴内的气泡 C. 图③装置中橡皮管能减小气体体积测量的误差 D. 图④装置可用于定量测定化学反应速率 12. 已知：，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量溶液，产生的实验现象是 A. 固体逐渐溶解，最后消失 B. 固体由白色变为黑色 C. 固体颜色变化但质量不变 D. 固体逐渐增多，但颜色不变 13. 数字化实验是研究化学变化的重要手段，为验证次氯酸光照分解的产物，某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、体积分数的变化，实验数据如图所示，下列叙述错误的是 A. 从0s到150s，溶液pH降低的原因是右移 B. 氯水在光照过程中可能出现 C. 从50 s到150 s，的平均生成速率约为 D. 从0 s到150 s，溶液中 增加到起始浓度的倍 14. 磷酸铁锂“刀片电池”采用叠片工艺，放电时工作原理如图所示，放电时的总反应为。下列说法正确的是 A. 放电时铝箔为负极 B. 充电过程中阴极质量减小 C. 放电过程中得电子生成单质Li D. 充电时阳极反应为 第Ⅱ卷(非选择题) 15. Ⅰ．草酸()是一种易溶于水的二元有机弱酸，可与酸性溶液发生反应：。请回答下列问题： 实验编号 所加试剂及用量 条件 溶液颜色褪至无色需时间 的溶液 的溶液 的稀硫酸 水 温度 1 20 2 20 3 30 （1）完成此实验设计，其中：___________。 （2）对比实验2、3可探究___________对反应速率的影响。 Ⅱ．许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。二维锑片()是一种新型的电化学还原催化剂，利用其做电解池的阴极材料，在酸性条件下，人工固碳装置中的气体在二维锑片表面发生三种催化竞争还原反应，其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。 （3）三种催化竞争的还原反应中，生成___________(填“”、“”、“”)吸收的能量最多。 （4）从图像中可以看出，二维锑片发挥的主要作用是___________，在二维锑片表面生成的反应可表示为___________。 Ⅲ．甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。 根据要求回答相关问题： （5）写出甲中负极的电极反应式___________。 （6）乙中石墨电极()的电极反应式为___________，为了制得纯净的产物，确保装置的安全性，乙中为___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 （7）若在标准状况下，有氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为___________。 16. 杭州亚运会主火炬塔使用了燃烧高效、排放清洁、可再生、运输便捷的甲醇燃料，这是人类历史上第一次废碳再生利用，有利于推进“碳达峰”和“碳中和”。工业上用CO2来生产燃料甲醇的反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−49.0kJ/mol，现将6molCO2和8molH2充入2L的恒温刚性密闭容器中，测得的氢气物质的量随时间变化如图甲实线所示： 回答下列问题： （1）该反应在下___________。能自发进行(填“高遇低温”或“任意温度”)。 （2）下列说法不能表明该反应已经达到平衡状态的是___________(填选项字母)。 A．体系总压强保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．混合气体中CH3OH(g)的百分含量保持不变 D．v正(CO2)=3v逆(H2) E．混合气体的密度保持不变 （3）前4min内，用CH3OH表示的平均反应速率为___________mol/(L·min)(保留两位有效数字)。 （4）平衡时CO2的转化率为___________。该条件下反应的平衡常数=___________。 （5）仅改变某一实验条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，对应的实验条件改变的是___________(任写一种)。 （6）一定条件下，单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图乙所示。温度高于710K时，随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是___________。 17. Ⅰ．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数()，回答下列各题： 酸 电离平衡常数() （1）下列相同温度的溶液中，同浓度时酸性最强的是___________。 A. B. C. D. （2）下列能使溶液中的电离程度减小，而电离平衡常数不变的操作是___________。 A. 降低温度 B. 加水稀释 C. 加少量的固体 D. 加少量冰醋酸 （3）依上表数据判断醋酸和氰化钠溶液能否反应，如果不能反应说出理由，如果能发生反应请写出相应的离子方程式___________。 （4）时，测得和的混合溶液的，则为___________。 Ⅱ．已知在家用清洁剂(溶液)、降低游泳池水的碱度等方面有重要应用。现有一批样品，欲测定其纯度，实验操作如下： 序号 1 2 3 4 消耗标准溶液体积 称取样品，配成溶液，每次取出配制的溶液，用的标准溶液滴定，测得的实验数据如下表： （5）可用___________(选填“”或“”)量取待测液。 （6）本实验用酚酞作指示剂，达到滴定终点时的现象是___________。 （7）下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填标号)。 A. 滴定前滴定管中有气泡，滴定后气泡消失 B. 用碱式滴定管量取溶液时，未进行润洗操作 C. 滴定达到滴定终点时俯视读数 D. 锥形瓶在取用待测液前用少量水洗涤 （8）样品的纯度为___________。 18. 湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉()、钴()等单质。用铜镉渣回收金属镉、铜等的工艺流程如图： 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的(金属离子的起始浓度为)如下表： 氢氧化物 开始沉淀的 沉淀完全的 （1）酸浸铜镉渣时，粉碎铜镉渣的目的是___________。 （2）完成操作Ⅰ所得溶液中阳离子有、、、、，滤渣Ⅰ主要成分为___________(填化学式)。 （3）操作Ⅲ中先加入适量，再加入控制反应液的范围为___________；选择___________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的已足量。 （4）请用离子方程式表示溶液显酸性的原因___________，若要从溶液中得到固体，该如何操作___________。 （5）常用沉淀转化法处理含废水，写出碳酸钙处理的离子方程式：___________； （6）电解后的废液可用于电镀锌，电镀锌时阴极上主要发生的电极反应为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 兰州一中2024-2025-1学期期末考试试题 高二化学 说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间75分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。 可能用到的原子量：H1 O16 Na23 S32 Cu64 第Ⅰ卷(选择题) 一、单选题(每个3分，共计42分) 1. 适量铁粉与的稀盐酸反应，以下方法不能加快此反应速率的是 A. 适当升高温度 B. 滴入几滴硫酸铜溶液 C. 加入少量醋酸钠固体 D. 加几滴浓硫酸 【答案】C 【解析】 【详解】A．适当升高温度，反应速率加快，A不符合题意； B．滴入几滴硫酸铜溶液，置换出铜单质，形成Fe−Cu−盐酸原电池，加快反应速率，B不符合题意； C．加入少量醋酸钠固体，醋酸根和氢离子反应生成醋酸，氢离子浓度减低，反应速率减慢，C符合题意； D．加几滴浓硫酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，D不符合题意； 故选C； 2. 25℃，下列指定条件下离子能够大量共存的是 A. 澄清透明的溶液： B. 酸性条件下，Fe2+可以大量存在的体系：、、、 C. 由水电离出c(H+)为1.0×10-12mol•L-1的溶液：、HCO、Fe3+、Na+ D. 甲基橙为黄色的溶液：、、、 【答案】A 【解析】 【详解】A．含的溶液呈紫红色，但其为澄清透明溶液，A正确； B．酸性条件下，具有强氧化性，会将Fe2+氧化为Fe3+，且与H+发生氧化还原反应而不能大量共存，B错误； C．由水电离出c(H+)为1.0×10-12mol•L-1的溶液呈酸性或碱性，酸性溶液中H+和HCO反应，碱性溶液中OH-与HCO或Fe3+都能反应，因此不能共存，C错误； D．甲基橙为黄色的溶液可能呈碱性，也可能呈弱酸性，不能在酸性环境下大量共存，不能在碱性环境下大量共存，D错误； 故选A。 3. 下列说法正确但不能用勒夏特列原理解释的是 A. 对平衡体系加压，气体颜色变深 B. 合成氨工业使用高压以提高氨的产量 C. 用饱和食盐水除去中的，可减少的损失 D. 硫酸工业将催化氧化成的反应，往往需要使用过量空气 【答案】A 【解析】 【详解】A．对平衡体系加压，平衡不移动，容器体积变小，各物质浓度增大，气体颜色变深，与平衡无关，不能用勒夏特列原理解释，A符合题意； B．合成氨反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，提高氨的产量，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，Cl2+H2OH++Cl-+HClO，饱和食盐水中氯离子浓度大，使氯气与水反应的平衡逆向移动，氯气在水中溶解度减小，能用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．硫酸工业将SO2催化氧化成SO3的反应，使用过量空气使得氧气浓度增大，可以提高二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选A。 4. 城镇地面下埋有纵横交错的金属管道，在潮湿的土壤中易腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置。下列说法正确的是 A. 钢铁输水管作为负极 B. 金属镁是作为牺牲阳极材料 C. 该装置只有一条电线，没有构成闭合回路 D. 这种防腐蚀的方法称为外加电流法 【答案】B 【解析】 【分析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。 【详解】A．该方法属于牺牲阳极的阴极保护法，其中镁作为负极，钢铁输水管是正极，A错误； B．金属镁是作为牺牲阳极材料，B正确； C．该装置接地，故已经构成了闭合回路，C错误； D．这种方法是牺牲阳极的阴极保护法，D错误； 故选B。 5. 某同学设计如图所示实验，探究化学反应中的能量变化。 下列判断正确的是 A. I、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应 B. 将实验I中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多 C. 实验Ⅱ中可用温度计进行搅拌，加快反应 D. 实验Ⅲ中若用固体测定中和反应的反应热，则测定的偏低 【答案】D 【解析】 【详解】A．与的反应属于吸热反应，镁片与盐酸、与盐酸的反应属于放热反应，A项错误； B．镁粉和镁片都是固体，更换为等质量的镁粉后，反应加快，放出的热量不变，B项错误； C．温度计不能用作搅拌器，C项错误； D．氢氧化钠固体溶解放出热量，放出热量增大，测定的结果偏低，D项正确。 答案选D。 6. 下列热化学方程式(数值均正确)能表示可燃物燃烧热的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．CO燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的热量， 能表示可燃物燃烧热，A正确； B．甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，B错误； C．氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，C错误； D．氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，D错误； 故选A。 7. 下列事实能说明某一元酸是强电解质的是 A. 等体积、等物质的量浓度的与溶液两者恰好完全反应 B. 溶液能使紫色石蕊试液变红 C. 用溶液和溶液做导电性实验，灯泡亮度相同 D. 常温下溶液的 【答案】D 【解析】 【详解】A．等体积、等物质的量浓度的HA与NaOH溶液两者恰好完全反应说明HA为一元酸，不能判断酸的强弱，A错误； B．HA溶液能使紫色石蕊试液变红说明HA为酸，不能判断酸的强弱，B错误； C．没有明确是否为同浓度的HA溶液和NaCl溶液，用HA溶液和NaCl溶液做导电性实验，灯泡亮度相同不能判断电解质强弱，C错误； D．常温下NaA溶液的pH=7说明NaA为强酸强碱盐，HA为 强酸，D正确； 故选D。 8. 下列说法不正确的是 A. 化学反应速率越快，实验现象一定越明显 B. 活化分子之间的碰撞不一定能发生化学反应 C. 物质发生化学变化的同时一定伴有能量变化 D. 恒温恒容，充入不参加反应的惰性气体，单位体积内活化分子的数目不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．化学反应速率快并不一定导致实验现象明显，例如，某些快速反应（如酸碱中和）若无明显颜色或状态变化，现象可能不易观察，A错误； B．活化分子的碰撞需满足合适取向和足够能量才能反应，故碰撞不一定引发反应，B正确； C．化学变化必然伴随旧键断裂和新键形成，必然存在能量变化（如吸热或放热），C正确； D．恒温恒容下充入不参加反应的惰性气体，反应物浓度不变，单位体积内活化分子数目不变，D正确； 故选A。 9. 硫酸工业中SO2催化氧化生成SO3：。将一定量的SO2和O2混合气在催化剂作用下反应。不同条件下，反应达到平衡时SO2的转化率如下表。下列有关说法正确的是 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 A. 正反应的活化能小于逆反应的活化能 B. 其他条件相同，500℃一定比450℃时反应速率快 C. 实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强10MPa D. 常温常压下，将0.5molO2和2molSO2混合充分反应，放出热量98.3kJ 【答案】A 【解析】 【详解】A．已知反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，结合题干已知该反应正反应是一个放热反应，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，A正确； B．已知该反应的催化剂铁触媒的活性温度为450℃到500℃，故其他条件相同，550℃不一定比450℃时反应速率快，B错误； C．由题干表中数据可知，450℃、1个标准大气压下SO2的转化率已经相当高了，故实际生产中，最适宜的条件是温度450℃、压强1MPa，C错误； D．由题干信息可知，该反应是一个可逆反应，常温常压下，将0.5molO2和2molSO2混合充分反应，O2不可能完全转化，故放出热量小于98.3kJ，D错误； 故答案为：A。 10. 在常温下，有关下列4种溶液的叙述不正确的是 编号 ① ② ③ ④ 溶液 醋酸 盐酸 氨水 氢氧化钠溶液 pH 3 3 11 11 A. 4种溶液中由水电离出的均为 B. 等体积的溶液①和②分别与足量锌充分反应，溶液①产生氢气更多 C. 将溶液②、③等体积混合，所得溶液中： D. 将溶液②与溶液④混合后，若所得溶液的，则 【答案】C 【解析】 【详解】A．酸溶液中氢氧根离子来自水的电离，碱溶液中氢离子来自水的电离，由pH可知四种溶液中水电离的均为，A正确； B．等pH值得强酸和弱酸，弱酸因不完全电离，因此弱酸浓度大于强酸，等体积时，醋酸的物质的量大于盐酸，与足量锌反应生成的氢气醋酸多，B正确； C．一水合氨是弱碱不完全电离，pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合后，一水合氨过量有剩余，混合后溶液呈碱性，则，C错误； D．将溶液②与溶液④混合后，若所得溶液的，则混合后=，，D正确； 故选C。 11. 下列说法不正确的是 A. 图①装置构成了原电池 B. 图②操作可排出盛有滴定管尖嘴内的气泡 C. 图③装置中橡皮管能减小气体体积测量的误差 D. 图④装置可用于定量测定化学反应速率 【答案】D 【解析】 【详解】A．图①装置构成了原电池，具有活泼性不同两极，闭合回路，自发的氧化还原反应，左侧为正极，右侧为负极，A正确； B．碱式滴定管中排气泡的方法：将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上，用两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃珠，使溶液从尖嘴流出，从而使溶液充满尖嘴，排出气泡，B正确； C．橡皮管可平衡气压，便于液体顺利流下，可以减小生成的气体体积测量的误差，C正确； D．气体会从漏斗上端逸出，应该换成分液漏斗，D错误； 故选D。 12. 已知：，在有白色固体ZnS存在的饱和溶液中滴加适量溶液，产生的实验现象是 A. 固体逐渐溶解，最后消失 B. 固体由白色变为黑色 C. 固体颜色变化但质量不变 D. 固体逐渐增多，但颜色不变 【答案】B 【解析】 【分析】ZnS和CuS的阴、阳离子个数比为1：1，且，可得ZnS溶解度大于CuS，因此在ZnS饱和溶液中加会使ZnS沉淀转化生成黑色CuS沉淀。 【详解】A．固体不会溶解，由白色沉淀转化为黑色沉淀，A错误； B．固体由ZnS白色沉淀转化为黑色CuS沉淀，B正确； C．固体由ZnS白色沉淀转化为黑色CuS沉淀，颜色发生变化，质量也发生变化，C错误； D．固体由ZnS白色沉淀转化为黑色CuS沉淀，质量增加，颜色也发生改变，D错误； 答案选B。 13. 数字化实验是研究化学变化的重要手段，为验证次氯酸光照分解的产物，某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、体积分数的变化，实验数据如图所示，下列叙述错误的是 A. 从0s到150s，溶液pH降低的原因是右移 B. 氯水在光照过程中可能出现 C. 从50 s到150 s，的平均生成速率约为 D. 从0 s到150 s，溶液中 增加到起始浓度的倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．氯水中存在、，HClO见光分解，使右移，c(H+)增大，溶液pH降低，A正确； B．根据电荷守恒可知，则氯水在光照过程中不会出现，B错误； C．从50 s到150 s，的变化浓度为400mg/L，则平均生成速率约为=，故C正确； D．从0 s到150 s，溶液的pH由2降低到1.5，则溶液中 增加到起始浓度的=倍，故D正确； 故答案为B。 14. 磷酸铁锂“刀片电池”采用叠片工艺，放电时工作原理如图所示，放电时的总反应为。下列说法正确的是 A. 放电时铝箔为负极 B. 充电过程中阴极质量减小 C. 放电过程中得电子生成单质Li D. 充电时阳极反应为 【答案】D 【解析】 【分析】放电时的总反应：，放电时，铜箔上失电子为负极，铝箔上得电子做正极。 【详解】A．放电时，铜箔上失电子为负极，铝箔上得电子做正极，故A错误； B．用充电桩给汽车电池充电的过程中，阴极反应为：，质量增加，故B错误； C．放电过程中，是－6e-=x+6C，故C错误； D．充电时的阳极反应式为，故D正确； 故答案选D。 第Ⅱ卷(非选择题) 15. Ⅰ．草酸()是一种易溶于水的二元有机弱酸，可与酸性溶液发生反应：。请回答下列问题： 实验编号 所加试剂及用量 条件 溶液颜色褪至无色需时间 的溶液 的溶液 的稀硫酸 水 温度 1 20 2 20 3 30 （1）完成此实验设计，其中：___________。 （2）对比实验2、3可探究___________对反应速率的影响。 Ⅱ．许多有机化学反应包含电子的转移，使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。二维锑片()是一种新型的电化学还原催化剂，利用其做电解池的阴极材料，在酸性条件下，人工固碳装置中的气体在二维锑片表面发生三种催化竞争还原反应，其反应历程如下图所示(*表示吸附态中间体)。 （3）三种催化竞争的还原反应中，生成___________(填“”、“”、“”)吸收的能量最多。 （4）从图像中可以看出，二维锑片发挥的主要作用是___________，在二维锑片表面生成的反应可表示为___________。 Ⅲ．甲醇是一种绿色能源。如图所示，某同学设计一个甲醇燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理。 根据要求回答相关问题： （5）写出甲中负极的电极反应式___________。 （6）乙中石墨电极()的电极反应式为___________，为了制得纯净的产物，确保装置的安全性，乙中为___________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。 （7）若在标准状况下，有氧气参加反应，丙装置中阴极析出铜的质量为___________。 【答案】（1） （2）温度 （3） （4） ①. 通过改变反应的路径降低反应的活化能 ②. （5） （6） ①. ②. 阳 （7） 【解析】 【小问1详解】 实验1、2中所用0.01mol/L H2C2O4溶液的体积不同，根据控制变量法的原则，实验1、2探究H2C2O4浓度对反应速率的影响，两组实验溶液的总体积应保持一致，则； 【小问2详解】 对比实验2和3，其他的量都相同，只有温度不同，可探究温度对反应速率的影响； 【小问3详解】 从图中可知，生成HCOOH反应的活化能最小，反应速率最快，更容易在Sb催化剂表面生成，最后的相对能量也最高； 【小问4详解】 如图可知催化剂Sb表面上通过改变CO2还原的反应的路径而降低反应的活化能；CO2还原为CO的反应得2电子，则反应得电极方程式为*CO2+2*H++2e-=CO+H2O； 【小问5详解】 燃料电池中通入氧化剂氧气的电极是正极，正极上得电子发生还原反应，负极上燃料失电子和氢氧根离子发生氧化反应生成水，故电极反应式为； 【小问6详解】 乙中铁电极连接原电池负极而作电解池阴极，碳作阳极，电解氯化钠饱和溶液时，阳极上氯离子放电，电极反应式为；乙中电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阴极产生氢气和氢氧化钠，由于氯气与氢氧化钠反应，为了制得纯净的产物，乙中X为阳离子交换膜，防止氢氧根离子移向阳极与氯气反应； 【小问7详解】 若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气，根据转移电子守恒得：丙装置中阴极上铜离子得电子生成铜单质，析出铜的质量。 16. 杭州亚运会主火炬塔使用了燃烧高效、排放清洁、可再生、运输便捷的甲醇燃料，这是人类历史上第一次废碳再生利用，有利于推进“碳达峰”和“碳中和”。工业上用CO2来生产燃料甲醇的反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−49.0kJ/mol，现将6molCO2和8molH2充入2L的恒温刚性密闭容器中，测得的氢气物质的量随时间变化如图甲实线所示： 回答下列问题： （1）该反应在下___________。能自发进行(填“高遇低温”或“任意温度”)。 （2）下列说法不能表明该反应已经达到平衡状态的是___________(填选项字母)。 A．体系总压强保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量不变 C．混合气体中CH3OH(g)的百分含量保持不变 D．v正(CO2)=3v逆(H2) E．混合气体的密度保持不变 （3）前4min内，用CH3OH表示的平均反应速率为___________mol/(L·min)(保留两位有效数字)。 （4）平衡时CO2的转化率为___________。该条件下反应的平衡常数=___________。 （5）仅改变某一实验条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，对应的实验条件改变的是___________(任写一种)。 （6）一定条件下，单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图乙所示。温度高于710K时，随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是___________。 【答案】（1）低温 （2）DE （3）0.17 （4） ①. 33% ②. （5）加压或增大二氧化碳的浓度 （6）该反应是放热反应，随温度的升高，710K之后平衡逆向移动，的转化率下降 【解析】 【小问1详解】 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−49.0kJ/mol，正向为ΔH<0，ΔS<0，因此要满足ΔH-TΔS<0，则应在低温下，即该反应在低温下能自发。 【小问2详解】 A．压强之比等于气体的物质的量之比，反应为前后气体体积减小的反应，故压强保持不变，说明反应达到平衡，A项不符合题意； B．体系中气体总质量不变，反应过程中气体的物质的量不断变化，故当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡，B项不符合题意； C．混合气体中CH3OH(g)的百分含量保持不变，说明各物质浓度不变，故反应达到平衡，C项不符合题意； D．当正逆反应速率相等时，反应达到平衡，即反应达到平衡，因此v正(CO2)=3v逆(H2)不能说明反应处于平衡状态，D项符合题意； E．该反应中所有物质均为气体，且在恒容密闭容器中进行，因此混合气体的密度保持不变不能说明反应处于平衡状态，故E项符合题意； 故答案为DE。 【小问3详解】 前4min内，反应的氢气的物质的量为4mol，则生成的物质的量为，用其表示的平均反应速率为。 【小问4详解】 根据图象可知，14min后反应达到平衡，反应的氢气的物质的量为6mol，则反应的二氧化碳的物质的量为2mol，平衡时的转化率为；平衡时二氧化碳的物质的量为4mol，生成的甲醇和水蒸气的物质的量为2mol，该条件下反应的平衡常数，故答案为33%；。 【小问5详解】 虚线的反应速率加快，但平衡时氢气的物质的量减小，说明平衡正向移动，故改变的实验条件可能是加压或增大二氧化碳的浓度。 【小问6详解】 710K之前反应没有达到平衡，随温度的升高，反应速率增加，因此的转化率上升；该反应是放热反应，随温度的升高，710K之后平衡逆向移动，CO2的转化率下降。 17. Ⅰ．下表是几种常见弱酸的电离平衡常数()，回答下列各题： 酸 电离平衡常数() （1）下列相同温度的溶液中，同浓度时酸性最强的是___________。 A. B. C. D. （2）下列能使溶液中的电离程度减小，而电离平衡常数不变的操作是___________。 A. 降低温度 B. 加水稀释 C. 加少量的固体 D. 加少量冰醋酸 （3）依上表数据判断醋酸和氰化钠溶液能否反应，如果不能反应说出理由，如果能发生反应请写出相应的离子方程式___________。 （4）时，测得和的混合溶液的，则为___________。 Ⅱ．已知在家用清洁剂(溶液)、降低游泳池水的碱度等方面有重要应用。现有一批样品，欲测定其纯度，实验操作如下： 序号 1 2 3 4 消耗标准溶液体积 称取样品，配成溶液，每次取出配制的溶液，用的标准溶液滴定，测得的实验数据如下表： （5）可用___________(选填“”或“”)量取待测液。 （6）本实验用酚酞作指示剂，达到滴定终点时的现象是___________。 （7）下列操作会导致测定结果偏高的是___________(填标号)。 A. 滴定前滴定管中有气泡，滴定后气泡消失 B. 用碱式滴定管量取溶液时，未进行润洗操作 C. 滴定达到滴定终点时俯视读数 D. 锥形瓶在取用待测液前用少量水洗涤 （8）样品的纯度为___________。 【答案】（1）B （2）CD （3） （4） （5）a （6）滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不褪色 （7）AB （8） 【解析】 【小问1详解】 电离常数越大，电离程度越大，酸性越强，，酸性最强的是，故选B； 【小问2详解】 A．降低温度电离平衡常数减小，A错误； B．“越稀越电离”，加水稀释电离平衡正向移动，电离程度增大，温度不变平衡常数不变，B错误； C．加少量的CH3COONa固体，醋酸根离子浓度增大，醋酸电离平衡逆向移动，电离程度减小，电离常数不变，C正确； D．“越稀越电离”，加少量冰醋酸，醋酸浓度增大，电离程度减小，电离常数不变，D正确； 答案选CD； 【小问3详解】 因为Ka()>Ka()，醋酸的酸性比氢氰酸酸性强，根据强酸制弱酸可以发生反应，反应离子方程式为：； 【小问4详解】 根据，混合溶液的，有； 【小问5详解】 溶液显酸性，可用酸式滴定管量取溶液，故选a； 【小问6详解】 用氢氧化钠滴定，恰好完全反应时，呈中性，本实验可用酚酞作指示剂，达到滴定终点时的现象是，滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不褪色； 【小问7详解】 A．滴定前滴定管中有气泡，滴定后气泡消失，则偏大，偏大，A正确； B．用碱式滴定管量取NaOH溶液时，未进行润洗操作，消耗偏大，则偏大，B正确； C．滴定达到滴定终点时俯视读数，偏小，则偏小，C错误； D．锥形瓶在取用待测液前用少量水洗涤，由于的物质的量不变，不影响，结果不变，D错误； 答案选AB 【小问8详解】 四次实验，第2次实验体积误差较大，取1、3、4次实验溶液体积的平均值：，，溶液中的质量为，样品的纯度为：； 18. 湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉()、钴()等单质。用铜镉渣回收金属镉、铜等的工艺流程如图： 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的(金属离子的起始浓度为)如下表： 氢氧化物 开始沉淀的 沉淀完全的 （1）酸浸铜镉渣时，粉碎铜镉渣的目的是___________。 （2）完成操作Ⅰ所得溶液中阳离子有、、、、，滤渣Ⅰ主要成分为___________(填化学式)。 （3）操作Ⅲ中先加入适量，再加入控制反应液的范围为___________；选择___________(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂，能证明添加的已足量。 （4）请用离子方程式表示溶液显酸性的原因___________，若要从溶液中得到固体，该如何操作___________。 （5）常用沉淀转化法处理含废水，写出碳酸钙处理的离子方程式：___________； （6）电解后的废液可用于电镀锌，电镀锌时阴极上主要发生的电极反应为___________。 【答案】（1）增大与酸的接触面积，加快反应速率，提高原料的浸出率 （2） （3） ①. ②. 铁氰化钾 （4） ①. ②. 在干燥的气流中加热蒸发结晶，过滤 （5） （6） 【解析】 【分析】由流程可知，铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，加入稀硫酸后，铜不溶解，操作I过滤，滤渣I主要成分为Cu，滤液含有Zn2+、Fe2+、Cd2+、H+、Co2+，向滤液中加入锌和Sb203，反应生成 Co、Sb，操作Ⅱ为过滤，向除钴后的溶液中加入H2O2溶液氧化Fe2+变为Fe3+，再加入氧化锌调节pH使Fe3+沉淀后经操作III过滤除去，即滤渣 II主要为Fe(OH)3，最后经电解制得镉单质，以此解答； 【小问1详解】 将铜镉渣粉碎成粉末，是为了增大与酸的接触面积，加快反应速率，提高原料的浸出率； 【小问2详解】 根据分析可知滤渣I主要成分为Cu； 【小问3详解】 双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为三价铁离子，离子方程式为：，根据表格中的信息可知在3.2≤pH＜7.2时，能确保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不会沉淀，因此再加入ZnO控制反应液的pH范围为3.2≤pH＜7.2，若加入的双氧水过量，则溶液中没有亚铁离子残余，所以检验亚铁离子即可，故选用铁氰化钾； 【小问4详解】 溶液显酸性的原因是亚铁离子的水解，离子方程式为；属于强酸弱碱盐，加热蒸发时促进水解，所以应该在干燥的气流中加热蒸发结晶，过滤； 【小问5详解】 处理含镉废水常用加入碳酸钙实现沉淀转化，该沉淀转化的反应方程式为：； 【小问6详解】 电镀锌时，阴极Zn2+得到电子生成Zn单质，电极反应式为：； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $