精品解析:新疆乌鲁木齐市第二十三中学、乌鲁木齐市第八中学等校2024-2025学年高二上学期期末联考 化学试题
2025-03-12
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 新疆维吾尔自治区 |
| 地区(市) | 乌鲁木齐市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.43 MB |
| 发布时间 | 2025-03-12 |
| 更新时间 | 2026-01-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50965362.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024—2025学年第一学期高二年级期末联考考试
化学试卷
(考试时长:100分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:Ag-108
一、选择题(本题共23小题,每题2分,共46分,每小题只有一个正确答案)
1. 通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1 kJ·mol-1
A. 反应①中电能转化为化学能
B. 反应②为放热反应
C. 反应③使用催化剂,ΔH3不变
D. 反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=-74.8 kJ·mol-1
2. 10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
A. K2O B. CH3COONa C. CuSO4 D. Na2CO3
3. 用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A. 气体的质量不再改变
B. 氯化氢的转化率不再改变
C. 断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键
D. n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2
4. 在密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g),下列有关图像的说法不正确的是
A. 依据图a可判断正反应为放热反应
B. 在图b中,虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C. 若ΔH<0,图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D. 由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应吸热
5. 下列关于醋酸性质的描述,不能证明它是弱电解质的是
A. 1mol·L-1的醋酸溶液中H+浓度约为10-3mol·L-1
B. 醋酸稀溶液中存在CH3COOH分子
C. 常温下10mLpH=1的醋酸溶液与10mLpH=13的KOH溶液混合pH<7
D. 10mL0.1mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1的NaOH溶液恰好完全中和
6. 下列各物质投入水中,因促进水的电离而使溶液呈酸性的是
A. NaHSO4 B. Na3PO4 C. CH3COOH D. Al2(SO4)3
7. 下列各项叙述正确的是
A. 镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B. 价电子排布为4s24p1的元素位于第四周期第ⅠA族,是s区元素
C. 所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D. 24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
8. 下列曲线中,可以描述乙酸(甲, Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙, Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度与浓度关系的是
A. A B. B C. C D. D
9. 已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率,称为电离度。在相同温度时100mL0.01mol·L-1醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1醋酸溶液相比较,下列数值前者小于后者的是
A. 中和时所需NaOH的量 B. 电离度
C. H+的物质的量浓度 D. 与足量Zn粉反应产生H2的体积
10. 图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示
A. 锌棒的质量 B. c(Zn2+) C. pH D. c()
11. 今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A. ③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B. ②和③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C. 分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D. V1L④溶液与V2L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
12. 下列有关微粒性质的排列顺序正确的是
A. 离子半径:O2- >Na +> S2-
B. 最高化合价:O>N>C
C. 电负性:F>P>O
D. 基态原子中未成对电子数:Mn>Si>Cl
13. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是
A. 氯碱工业中,X电极上反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B. 电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变
C. 在铁片上镀铜时,Y是纯铜
D. 制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁
14. 下列说法中正确的是
A. 所有非金属元素都分布在p区
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D. 同一主族元素从上到下,金属性逐渐减弱
15. 下列说法中正确的是
A. 2px、2py、2pz轨道相互垂直,但能量相等
B. p能级能量一定比s能级能量高
C. 电负性越大,元素的非金属性越强,第一电离能也越大
D. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
16. 一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A. pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
B. pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C. pH=2H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c()
D. pH相同①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaOH三种溶液的c(Na+):①<②<③
17. 将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析不正确的是
A. K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-=H2↑
B. K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C. K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法
D. K2闭合,电路中通过0.2NA个电子时,铁电极产生0.1mol气体
18. 25℃时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知25℃时,CaCO3的Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。据图分析,下列说法不正确的是
A. x的数值为2×10-5
B. c点时有碳酸钙沉淀生成
C. b点与d点对应的溶度积相等
D. 加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
19. 氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示,下列叙述不正确的是
A. b极附近溶液的pH增大
B. a极发生的反应为2H2O – 4e—= O2↑+4H+
C. 该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品
D. 当电路中通过1 mol电子时,可得到2 mol LiOH
20. 同浓度的下列溶液:①NH4HSO4 ②(NH4)2SO4③(NH4)2Fe(SO4)2 ④NH4HCO3 ⑤NH3·H2O,其中NH4+的浓度的由大到小顺序为
A. ②③④①⑤ B. ③②⑤①④ C. ③②①④⑤ D. ⑤③②①④
21. 常温下,将NaOH溶液滴入某一元酸(HA)溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示[已知:]。下列叙述不正确的是
A. Ka(HA)的数量级为10-5
B. 滴加NaOH溶液的过程中,保持不变
C. m点所示溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(HA)+c(OH-)
D. n点所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
22. 常温下,浓度均为0.1mol·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,lg随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A. HX的酸性强于HY
B. a点由水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1
C. c点溶液中:c(Y-)<c(HY)
D. b点时酸碱恰好完全反应
23. 向10mL浓度均为0.1mol/L的FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入等浓度的氨水,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与氨水(Kb=1.8×10-5)体积关系如图所示,测得M、N点溶液pH分别为8.0、8.9,下列说法正确的是
已知:i.Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+
ii.Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
A. 曲线X表示Fe2+
B. Ksp[Fe(OH)2]=10-22.8
C. N点锌元素的主要存在形式是[Zn(NH3)4]2+
D. Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH- K=10-7.95
二、填空题(共4道大题,共54分)
24. X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y的族序数是周期数的2倍;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍;Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀HNO3的白色沉淀L。请回答下列问题:
(1)Y基态原子的核外电子排布式是_____,其最高能级的轨道形状是_____形。
(2)X与它同周期的相邻元素的基态原子第一电离能由大到小的顺序是_____。
(3)R的原子结构示意图是_____。
(4)Z元素位于元素周期表第_____周期第_____族。
(5)L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为_____色沉淀,其原因是_____。
(6)R3+比R2+更稳定的原因是_____。
25. “变化观念与平衡思想”是化学核心素养重要组成部分。电解质水溶液中存在电离、水解、溶解等多种平衡,请回答下列问题。
(1)25℃时,浓度为0.1mol/L的6种溶液:①HCl;②CH3COOH;③Ba(OH)2;④Na2CO3;⑤KCl;⑥NH4Cl,溶液的pH由小到大的顺序为_____(填序号)。
(2)泡沫灭火剂的中添加了硫酸铝和碳酸氢钠,请写出发生双水解的离子方程式_____。
(3)常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,试计算溶液中=_____。
(4)已知NaHR溶液中c(H2R)<c(R2-),则该溶液中c(H+)_____c(OH-)(填写“<”或“=”或“>”)
(5)SOCl2是一种液态化合物,沸点为77℃,与水剧烈反应,产生白雾和刺激性气味的气体。
①根据上述现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式_____;
②将SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热,可得到无水AlCl3,理由是_____。
26. 如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题:
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是_____。
(2)氧化池中通入氯气的目的是_____,还可以使用_____代替。
(3)沉淀混合物为_____和_____(填化学式)。
(4)MgO的作用为_____。
(5)MgCl2溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得MgCl2·6H2O,然后需在氯化氢气流中脱水(HCl气体的作用:_____)制得无水氯化镁,再进行熔融电解即可获得Mg。则电解总反应的化学方程式为_____。
27. 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1为钢铁防护模拟实验装置,检测钢铁保护效果的方法是:取少量铁电极附近的溶液于试管中,滴加_____(填化学式)溶液,若不产生蓝色沉淀,则说明保护效果好。
(2)在图2所示的装置中,闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题。
①甲池为_____(“原电池”、“电解池”或“电镀池”),B电极的电极反应式为_____。
②丙池中F电极为_____(选填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应的化学方程式为_____。
③已知丙池中有200mL,0.5mol/LCuSO4溶液,当乙池中C极质量减少10.8g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_____mL(标准状况下),一段时间后,断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_____(填字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
④已知丙池中的溶液为400mL,合上开关K,一段时间后,丙池中,阳极共收集到气体224mL(标准状况下)气体,则此时溶液的pH为_____。
(3)图3通过NOx传感器可监测NOx含量,写出NiO电极的电极反应式:_____。
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2024—2025学年第一学期高二年级期末联考考试
化学试卷
(考试时长:100分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:Ag-108
一、选择题(本题共23小题,每题2分,共46分,每小题只有一个正确答案)
1. 通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1 kJ·mol-1
A. 反应①中电能转化为化学能
B. 反应②为放热反应
C 反应③使用催化剂,ΔH3不变
D. 反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=-74.8 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】
【分析】A、太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能;
B、△H2>0,反应为吸热反应;
C、催化剂不能改变反应热的大小;
D、根据盖斯定律,③-②得目标反应CH4(g)═C(s)+2 H2(g);
【详解】A、太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,故A错误;
B、反应的△H2>0,故该反应为吸热反应,故B错误;
C、催化剂不能改变反应热的大小,只能改变化学反应速率,故C正确;
D、根据盖斯定律,目标反应CH4(g)═C(s)+2 H2(g)相当于③-②,故△H=△H3-△H2,△H=+206.1kJ·mol-1-(+131.3kJ·mol-1)=+74.8kJ·mol-1,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了化学反应与能量变化,解题关键:利用盖斯定律进行相关计算,易错点C,注意催化剂不能改变焓变,易错点D,盖斯定律计算时焓变的加减时正负号。
2. 10mL浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是
A. K2O B. CH3COONa C. CuSO4 D. Na2CO3
【答案】B
【解析】
【详解】A.加K2O溶液,消耗氢离子,氢离子浓度减小,速率减慢,氢气量减少,A错误;
B.CH3COONa,醋酸根与氢离子反应生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,随着反应进行,醋酸继续电离出氢离子,氢离子总量没变化,氢气量不变,B正确;
C.加CuSO4,锌置换出铜,形成锌铜盐酸原电池,反应速率加快,C错误;
D.加Na2CO3溶液,消耗氢离子,氢离子浓度减小,速率减慢,氢气量减少,D错误;
故选B。
3. 用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1。恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A. 气体的质量不再改变
B. 氯化氢的转化率不再改变
C. 断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键
D. n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)=4∶1∶2∶2
【答案】B
【解析】
【分析】学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论。
【详解】A.气体的质量一直不变,所以不一定达平衡状态,故A错误;
B.氯化氢的转化率不再改变,说明各物质的量不变,反应达平衡状态,故B正确;
C.只要反应发生就存在断开4 mol H-Cl键的同时生成4 mol H-O键,故C错误;
D.n(HCl):n(O2):n(Cl2):n(H2O)=4:1:2:2,不能说明各物质的量不变,故D错误;
故答案为B。
【点睛】考查化学平衡状态的判断。注意反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,必须是同一物质的正逆反应速率相等;反应达到平衡状态时,平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化,此类试题中容易发生错误的情况往往有:平衡时浓度不变,不是表示浓度之间有特定的大小关系;正逆反应速率相等,不表示是数值大小相等;对于密度、相对分子质量等是否不变,要具体情况具体分析等。
4. 在密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g),下列有关图像的说法不正确的是
A. 依据图a可判断正反应为放热反应
B. 在图b中,虚线可表示使用了催化剂时的变化情况
C. 若ΔH<0,图c可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D. 由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应吸热
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据图像分析,温度升高,正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向进行,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,A项正确;
B.使用催化剂化学反应速率增大,可以缩短反应达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以虚线可表示使用了催化剂,B项正确;
C.若正反应的△H<0,升高温度平衡逆向移动,正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,图像符合反应速率的变化,C项正确;
D.升高温度平均摩尔质量减小,总质量不变,说明气体物质的量变大,所以平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,D项错误;
答案选D。
5. 下列关于醋酸性质的描述,不能证明它是弱电解质的是
A. 1mol·L-1的醋酸溶液中H+浓度约为10-3mol·L-1
B. 醋酸稀溶液中存在CH3COOH分子
C. 常温下10mLpH=1的醋酸溶液与10mLpH=13的KOH溶液混合pH<7
D. 10mL0.1mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1的NaOH溶液恰好完全中和
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 mol·L-1的醋酸溶液中H+浓度约为10-3 mol·L-1,说明醋酸未完全电离,证明醋酸是弱酸,A不符合题意;
B.醋酸溶液中存在CH3COOH分子,说明醋酸的电离存在平衡,证明醋酸是弱酸,B不符合题意;
C.常温下10mLpH=1的醋酸溶液与10mLpH=13的KOH溶液混合pH<7,说明醋酸浓度大于0.1 mol·L-1,说明醋酸的电离存在平衡,证明醋酸是弱酸,C不符合题意;
D.10mL0.1 mol·L-1的醋酸溶液与10mL0.1 mol·L-1的NaOH溶液中醋酸和氢氧化钠的物质的量相等,恰好完全中和,与醋酸的电离程度无关,无法判断是否为弱酸,D符合题意;
故选D。
6. 下列各物质投入水中,因促进水的电离而使溶液呈酸性的是
A. NaHSO4 B. Na3PO4 C. CH3COOH D. Al2(SO4)3
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaHSO4投入水中,电离出H+而使溶液呈酸性,水的电离受到抑制,A错误;
B.Na3PO4为强碱弱酸盐,发生水解反应使溶液呈碱性,B错误;
C.CH3COOH投入水中,电离出H+而使溶液呈酸性,水的电离受到抑制,C错误;
D.Al2(SO4)3为强酸弱碱盐,发生水解反应呈酸性,发生水解反应时促进了水的电离,D正确;
故选D;
7. 下列各项叙述正确的是
A. 镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B. 价电子排布为4s24p1的元素位于第四周期第ⅠA族,是s区元素
C. 所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D. 24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量,变为激发态,A错误;
B.价电子排布为4s24p1的元素最外层电子数为3,电子层数是4,最后一个电子排在p轨道,所以该元素位于第四周期第ⅢA族,是p区元素,B错误;
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,C正确;
D.24Cr原子的电子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1,轨道半充满、能量较低,D错误;
故选C;
8. 下列曲线中,可以描述乙酸(甲, Ka=1.8×10-5)和一氯乙酸(乙, Ka=1.4×10-3)在水中的电离程度与浓度关系的是
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】根据题给电离常数分析乙酸和一氯乙酸均为弱电解质且在相同温度、相同浓度时,醋酸的电离程度小于一氯乙酸,即甲的电离程度小于乙;弱电解质的浓度越大,电离程度越小,只有B中图像符合,而A、C、D均不符合,故B可选;
故答案选B。
9. 已知弱电解质在水中达到电离平衡状态时,已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数的百分率,称为电离度。在相同温度时100mL0.01mol·L-1醋酸溶液与10mL0.1mol·L-1醋酸溶液相比较,下列数值前者小于后者的是
A. 中和时所需NaOH的量 B. 电离度
C. H+的物质的量浓度 D. 与足量Zn粉反应产生H2的体积
【答案】C
【解析】
【详解】A.100mL0.01醋酸溶液与10mL0.1醋酸溶液中醋酸的物质的量相等,因此中和时消耗的NaOH的量相等,A错误;
B.醋酸为弱电解质,溶液浓度越大,电离度越小,故电离度前者大于后者,B错误;
C.酸的浓度越大,c(H+)越大,故c(H+)前者小于后者,C正确;
D.100mL0.01醋酸溶液与10mL0.1醋酸溶液中醋酸的物质的量相等,与足量Zn粉反应产生H2的体积在同温同压下相等,未说明温度压强,无法比较,D错误;
故选C;
10. 图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示
A. 锌棒的质量 B. c(Zn2+) C. pH D. c()
【答案】A
【解析】
【分析】在铜锌原电池图1中,Zn为负极,发生反应;Cu为正极,发生反应。
【详解】A.随着流入正极电子物质的量增多,即反应进行,锌棒不断溶解,锌棒质量不断减小,与图 2 曲线变化相符,A正确;
B.因为,随着流入正极电子物质的量增多,反应生成的增多,c()应增大,与图 2 曲线变化不符,B错误;
C.由于正极反应消耗,随着流入正极电子物质的量增多,溶液中c()减小,pH应增大,与图 2 曲线变化不符,C错误;
D.不参与原电池反应,其浓度不变 ,与图 2 曲线变化不符,D错误;
故选A。
11. 今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A. ③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B. ②和③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C. 分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D. V1L④溶液与V2L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
【答案】D
【解析】
【分析】醋酸和一水合氨是弱电解质,NaOH和HCl是强电解质,pH相等的醋酸和盐酸、NaOH和氨水,醋酸的浓度大于盐酸、氨水的浓度大于NaOH,加水稀释促进弱电解质的电离,但弱酸弱碱的酸碱性减弱。
【详解】A.醋酸溶液中存在电离平衡,加入醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,醋酸酸性减弱,盐酸中加入醋酸钠固体,能够反应生成醋酸,氢离子浓度减小,故两溶液的pH均增大,故A正确;
B.氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的醋酸与NaOH溶液等体积混合,氢氧化钠完全反应,醋酸过量,溶液显酸性,故B正确;
C.分别加水稀释10倍,NaOH溶液和盐酸的pH变为10和4,氨水的pH大于10 小于11,醋酸的pH大于3小于4,所以溶液的pH:①>②>④>③,故C正确;
D.氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的盐酸与氨水等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,V1L④和V2L①溶液混合后,若pH=7,则V1>V2,故D错误;
故答案为:D。
12. 下列有关微粒性质的排列顺序正确的是
A. 离子半径:O2- >Na +> S2-
B. 最高化合价:O>N>C
C. 电负性:F>P>O
D. 基态原子中未成对电子数:Mn>Si>Cl
【答案】D
【解析】
【详解】A. 同主族时电子层越多,离子半径越大;具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,因此离子半径大小顺序是:S2->O2->Na+,故A错误;
B. 同周期从左向右第一电离能呈增大趋势 ,但IIA>IIIA,VA>VIA,因此第一电离能大小顺序是N>O>C,故B错误;
C. 同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,F的电负性大于O,N的电负性大于P,O的电负性大于N,因此电负性大小顺序是F>O>P,故C错误;
D. Mn的价电子排布式为3d54s2,未成对电子数为5,Si的价电子排布式为3s23p2,未成对电子数为2,Cl的价电子排布式为3s23p5,未成对电子数为1,因此顺序是Mn>Si>Cl,故D正确;
答案选D。
13. 利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是
A. 氯碱工业中,X电极上反应式是4OH--4e-=2H2O+O2↑
B. 电解精炼铜时,Z溶液中的Cu2+浓度不变
C. 在铁片上镀铜时,Y是纯铜
D. 制取金属镁时,Z是熔融的氯化镁
【答案】D
【解析】
【详解】A项、X电极跟电源的正极相连,X为电解池的阳极,氯离子在阳极水失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故A错误;
B项、精炼铜时,电解液为含Cu2+溶液,粗铜除含有Cu外,还含有比铜活泼的锌、铁等杂质,锌、铁和铜在阳极发生氧化反应生成离子,而阴极上只有Cu2+得电子发生还原反应生成铜,则Z溶液中的Cu2+浓度减小,故B错误;
C项、在铁片上镀铜时,镀层金属铜与电源正极相连做阳极,镀件铁片与电源负极相连作阴极,则与负极相连的是铁片,故C错误;
D项、工业上电解熔融氯化镁得到金属镁,故D正确;
故选D。
14. 下列说法中正确的是
A. 所有非金属元素都分布在p区
B. 最外层电子数为2的元素都分布在s区
C. 元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D. 同一主族元素从上到下,金属性逐渐减弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.非金属元素H位于s区,A错误;
B.最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)、ds区(如Zn)或d区(如Ti、Fe)等,B错误;
C.从第ⅢB族到第ⅡB族共有10列,因为第Ⅷ族占有3列,副族元素均为金属元素,C正确;
D.同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,D错误;
故选C。
15. 下列说法中正确的是
A. 2px、2py、2pz轨道相互垂直,但能量相等
B. p能级能量一定比s能级能量高
C. 电负性越大,元素非金属性越强,第一电离能也越大
D. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
【答案】A
【解析】
【详解】A.2px、2py、2pz轨道相互垂直,但均为2p轨道,能量相等,A正确;
B.p能级能量不一定比s能级能量高,如2p<3s,3p<4s等,B错误;
C.电负性越大,元素的非金属性越强,第一电离能不一定也越大,如N和O,电负性:O>N,非金属性:O>N,但由于N为2p3半充满稳定结构,较难失去电子,故第一电离能:N>O,C错误;
D.不同能层的p能级的轨道数是相同的,均为3个,即px、py、pz,与能层数无关,D错误;
故选A。
16. 一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A. pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
B. pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C. pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c()
D. pH相同的①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaOH三种溶液的c(Na+):①<②<③
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH=5的H2S溶液中c(H+)=1×10-5mol·L-1,由于H2S分步电离且水还电离出氢离子,所以溶液中c(H+)> c(HS-),A错误;
B.一水合氨是弱电解质,稀释促进电离,pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,氢氧根离子浓度大于原来的,其pH的变化小于1,若其pH=b,则a<b+1,B错误;
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合应满足电荷守恒:,C正确;
D.NaOH属于强碱,完全电离;电离常数越大,酸性越强,则根据电离常数可知酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>,酸越弱,相应酸根离子的水解程度越大,等物质的量浓度三种溶液pH由大到小的顺序为NaOH>Na2CO3>CH3COONa,则pH相同的①②③NaOH三种溶液的物质的量浓度:①>②>③,最小的是③,D错误;
故选C;
17. 将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析不正确的是
A. K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-=H2↑
B. K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C. K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法
D. K2闭合,电路中通过0.2NA个电子时,铁电极产生0.1mol气体
【答案】A
【解析】
【分析】根据装置图可知,当K1闭合K2打开时,该装置为原电池,发生的是铁的吸氧腐蚀;当K1打开K2闭合时,铁做阴极,C做阳极,总反应为电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH ,据此分析;
【详解】A.K1闭合K2打开时,该装置为原电池,铁棒为负极发生氧化反应:Fe-2e-=Fe2+,A错误;
B.K1闭合K2打开时,石墨棒为正极发生还原反应:O2+2H2O+4e-=4OH-,pH逐渐升高,B正确;
C.K1打开、K2闭合时,该装置为电解池,铁棒接电源负极做阴极被保护,属于外加电流的阴极保护法,C正确;
D.K2闭合构成电解池,此时阴极Fe上发生还原反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电路中通过0.2NA个电子(即0.2mol电子)时,铁电极产生0.1molH2,D正确;
故选A;
18. 25℃时,CaCO3在水中的溶解平衡曲线如图所示。已知25℃时,CaCO3的Ksp(CaCO3)=2.8×10-9。据图分析,下列说法不正确的是
A. x的数值为2×10-5
B. c点时有碳酸钙沉淀生成
C. b点与d点对应的溶度积相等
D. 加入蒸馏水可使溶液由d点变到a点
【答案】D
【解析】
【分析】图像为在水中的沉淀溶解平衡曲线,曲线上b点和d点为饱和状态,a点不饱和,而c为过饱和状态,据此分析;
【详解】A.在d点,c()=1.4×10-4 mol/L,因室温时,CaCO3 的溶度积Ksp =2.8×10-9 ,所以c(Ca2+)==2×10-5 mol/L,故x的数值为2×10-5, A正确;
B.在 c 点 c (Ca2 +)>2×10-5,即相当于增大钙离子浓度,溶解平衡左移,有CaCO3生成,B正确;
C.b 点与 d 点在相同的温度下,溶度积相等,C正确;
D.若d 点溶液中有固体剩余,加入蒸馏水后如仍为饱和溶液,则c (Ca2 +)、c()都不变,若为不饱和溶液,则二者浓度都减小,故不可能使溶液由 d 点变成 a 点,D错误;
故选D。
19. 氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料,用电解法制备氢氧化锂的工作原理如下图所示,下列叙述不正确的是
A. b极附近溶液pH增大
B. a极发生的反应为2H2O – 4e—= O2↑+4H+
C. 该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品
D. 当电路中通过1 mol电子时,可得到2 mol LiOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.阳离子移向阴极,故阴极得电子发生还原反应,则b电极反应方程式为2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH,故b极附近溶液的pH增大,A正确;
B.阴离子移向阳极,故a为阳极失电子发生氧化反应,故a极发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,B正确;
C.a极发生的反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,移向a极与H+结合生成硫酸,b极反应方程式为2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH,则可得到氢气,故该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品,C正确;
D.根据方程式2Li++2H2O+2e-=H2↑+2LiOH可知当电路中通过1 mol电子时,可得到1mol LiOH,D错误;
答案选D。
20. 同浓度的下列溶液:①NH4HSO4 ②(NH4)2SO4③(NH4)2Fe(SO4)2 ④NH4HCO3 ⑤NH3·H2O,其中NH4+的浓度的由大到小顺序为
A. ②③④①⑤ B. ③②⑤①④ C. ③②①④⑤ D. ⑤③②①④
【答案】C
【解析】
【详解】NH3·H2O属于弱碱,部分电离,的浓度最小;NH4HSO4、NH4HCO3只能电离出1个,(NH4)2SO4、(NH4)2Fe(SO4)2可以电离出2个,同浓度NH4HSO4和NH4HCO3中浓度都小于(NH4)2SO4和(NH4)2Fe(SO4)2中浓度;在NH4HSO4、NH4HCO3溶液中都存在的水解平衡+H2ONH3·H2O+H+,NH4HSO4电离出的H+抑制水解,NH4HCO3电离产生的水解产生的OH-促进的水解,同浓度NH4HSO4溶液中浓度大于NH4HCO3溶液中浓度;(NH4)2SO4和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中都存在的水解平衡+H2ONH3·H2O+H+,(NH4)2Fe(SO4)2电离的Fe2+水解产生H+抑制的水解,同浓度的(NH4)2SO4溶液中的浓度小于(NH4)2Fe(SO4)2溶液中浓度;等浓度的五种溶液中浓度由大到小的顺序为③②①④⑤,答案选C。
21. 常温下,将NaOH溶液滴入某一元酸(HA)溶液中,测得混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示[已知:]。下列叙述不正确的是
A. Ka(HA)的数量级为10-5
B. 滴加NaOH溶液的过程中,保持不变
C. m点所示溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(HA)+c(OH-)
D. n点所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)
【答案】D
【解析】
【分析】根据图象,溶液中含有HA,说明HA为弱酸,即存在HAH++A-,加入NaOH溶液,发生NaOH+HA=NaA+H2O,c(A-)/c(HA)比值增大,即,减小,然后依据溶液中三个“守恒”进行分析;
【详解】A、HA为弱酸,即存在HAH++A-,Ka=c(H+)×c(A-)/c(HA),,时,Ka=c(H+)=10-4.76=10-5+0.24,即数量级为10-5,故A说法正确;
B、,Ka和Kw只受温度的影响,因此该比值保持不变,故B说法正确;
C、根据电荷守恒,m点所示溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由A选项分析,m点时,c(A-)=c(HA),因此有c(H+)=c(HA)+c(OH-)-c(Na+),故C说法正确;
D、n点时溶液pH=2,HA的物质的量大于NaOH的物质的量,则此时溶液中:c(Na+)<c(A-)+c(HA),故D说法错误。
22. 常温下,浓度均为0.1mol·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,lg随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A. HX的酸性强于HY
B. a点由水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1
C. c点溶液中:c(Y-)<c(HY)
D. b点时酸碱恰好完全反应
【答案】CD
【解析】
【详解】A.加入氢氧化钠的物质的量为零时,HX的lg大于HY,所以HX中氢离子浓度大于HY中氢离子浓度,所以酸性HX强于HY,故A正确;
B.a点时lg等于12,则氢离子的浓度为0.1mol/L,溶液中水电离出来的氢离子的浓度为,故B正确;
C.c点时,lg等于6,溶液中氢离子的浓度为10-4mol/L,此时消耗氢氧化钠的物质的量为0.005mol,则溶液中的溶质为NaY和HY,由于溶液显酸性,所以HY的电离大于NaY的水解,即c(Y-)>c(HY),故C错误;
D.浓度为0.1mol·L-1、体积均为100mL的的HY的物质的量为,所以恰好与氢氧化钠中和时消耗的氢氧化钠应为0.01mol,而b点时消耗氢氧化钠的物质的量为0.008mol,所以酸过量,故D错误;
故选CD。
23. 向10mL浓度均为0.1mol/L的FeSO4和ZnSO4的混合溶液中加入等浓度的氨水,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与氨水(Kb=1.8×10-5)体积关系如图所示,测得M、N点溶液pH分别为8.0、8.9,下列说法正确的是
已知:i.Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+
ii.Ksp[Zn(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2]
A. 曲线X表示Fe2+
B. Ksp[Fe(OH)2]=10-22.8
C. N点锌元素的主要存在形式是[Zn(NH3)4]2+
D. Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH- K=10-7.95
【答案】D
【解析】
【分析】由于,分析图像,曲线X代表,曲线Y代表,曲线Z为,据此分析;
【详解】A.根据分析可知,曲线X代表,A错误;
B.根据题目中N点pH=8.9,,,可计算出,同理M点,可求出,B错误;
C.由图可知,N点锌元素的主要存在形式是氢氧化锌,N点后氢氧化锌溶于过量氨水生成四氨合锌离子,C错误;
D., ,D正确;
故选D;
二、填空题(共4道大题,共54分)
24. X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y的族序数是周期数的2倍;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍;Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀HNO3的白色沉淀L。请回答下列问题:
(1)Y基态原子的核外电子排布式是_____,其最高能级的轨道形状是_____形。
(2)X与它同周期的相邻元素的基态原子第一电离能由大到小的顺序是_____。
(3)R的原子结构示意图是_____。
(4)Z元素位于元素周期表第_____周期第_____族。
(5)L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为_____色沉淀,其原因是_____。
(6)R3+比R2+更稳定的原因是_____。
【答案】(1) ①. 1s22s22p63s23p4 ②. 哑铃
(2)N>O>C (3)
(4) ①. 第三周期 ②. 第ⅦA
(5) ①. 黑 ②. Ag2S溶解度小于AgCl
(6)Fe3+的3d能级半充满,结构稳定
【解析】
【分析】X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大,X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7,则X为N元素、G为氨气;Y的族序数是周期数的2倍,则Y为S元素;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍,则原子的外围电子排布式为3d64s2,R为Fe元素;Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与硝酸银溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L,则Z为Cl元素、J为氯化钠、L为氯化银,据此分析;
【小问1详解】
硫元素的原子序数为16,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4;其最高能级是3p,轨道形状是哑铃形;
【小问2详解】
在同一周期中,从左到右,第一电离能逐渐增大,第ⅤA族第一电离能大于相邻元素,故C、N、O基态原子第一电离能由大到小的顺序是N>O>C;
【小问3详解】
R为Fe元素,原子结构示意图是;
【小问4详解】
Z为Cl,第17号元素,Z元素位于元素周期表第三周期第ⅦA 族;
【小问5详解】
向氯化银悬浊液中加入硫化钠溶液,白色氯化银沉淀转化为黑色硫化银沉淀说明硫化银的溶解度小于氯化银;
小问6详解】
Fe3+的价电子排布为,Fe2+的价电子排布为,Fe3+的3d能级半充满,结构稳定;
25. “变化观念与平衡思想”是化学核心素养重要组成部分。电解质水溶液中存在电离、水解、溶解等多种平衡,请回答下列问题。
(1)25℃时,浓度为0.1mol/L的6种溶液:①HCl;②CH3COOH;③Ba(OH)2;④Na2CO3;⑤KCl;⑥NH4Cl,溶液的pH由小到大的顺序为_____(填序号)。
(2)泡沫灭火剂的中添加了硫酸铝和碳酸氢钠,请写出发生双水解的离子方程式_____。
(3)常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-2,Ka2=6.0×10-8,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,试计算溶液中=_____。
(4)已知NaHR溶液中c(H2R)<c(R2-),则该溶液中c(H+)_____c(OH-)(填写“<”或“=”或“>”)。
(5)SOCl2是一种液态化合物,沸点为77℃,与水剧烈反应,产生白雾和刺激性气味的气体。
①根据上述现象,写出SOCl2与水反应的化学方程式_____;
②将SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热,可得到无水AlCl3,理由是_____。
【答案】(1)①②⑥⑤④③
(2)
(3)60 (4)>
(5) ①. SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ ②. SOCl2和结晶水反应既能消耗水,生成的HCl又能抑制AlCl3的水解
【解析】
【小问1详解】
①②⑥溶液为酸性,①HCl为强酸,②CH3COOH为弱酸,⑥NH4Cl为强酸弱碱盐,NH水解使溶液显酸性,但水解程度微弱,因此pH大小顺序是①<②<⑥,③④溶液为碱性,③Ba(OH)2为强碱,④Na2CO3为强碱弱酸盐,因此pH大小 顺序是③>④,⑤溶液显中性,综上所述,pH由小到大的顺序是①<②<⑥<⑤<④<③;
【小问2详解】
泡沫灭火器原理主要是Al3+和碳酸氢根离子的双水解,离子方程式为;
【小问3详解】
pH=9,则;
【小问4详解】
NaHR溶液中有,也有,c(H2R)<c(R2-),说明电离大于水解,所以c(H+)>c(OH-);
【小问5详解】
是一种液态化合物,与水发生剧烈的非氧化还原反应,生成两种有刺激性气味的气体,由上面的分析可知,该两种气体应该为氯化氢和二氧化硫,反应的方程式为;
与水反应生成的氯化氢会对氯化铝水解起到抑制作用,蒸干溶液不能得到无水,使与混合并加热,可得到无水,与和结晶水反应既能消耗水,生成的氯化氢会对氯化铝水解起到抑制作用;
26. 如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题:
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是_____。
(2)氧化池中通入氯气的目的是_____,还可以使用_____代替。
(3)沉淀混合物为_____和_____(填化学式)。
(4)MgO的作用为_____。
(5)MgCl2溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得MgCl2·6H2O,然后需在氯化氢气流中脱水(HCl气体的作用:_____)制得无水氯化镁,再进行熔融电解即可获得Mg。则电解总反应的化学方程式为_____。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率
(2) ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. H2O2
(3) ①. Al(OH)3 ②. Fe(OH)3
(4)消耗H+调节pH值,促进Fe3+Al3+水解平衡正向移动,生成沉淀而分离
(5) ①. 抑制MgCl2水解 ②. MgCl2Mg+Cl2↑
【解析】
【分析】菱镁矿的主要成分MgCO3,还含有杂质Al2O3、FeCO3,加HCl酸液后使MgCO3、 Al2O3、FeCO3溶解,溶液中存在Al3+、Fe2+和Mg2+,为了除去Al3+、Fe2+离子,应先入Cl2 把Fe2+离子氧化为Fe3+,然后再加入MgO促进Al3+和Fe3+的水解,进而生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,过滤将滤液蒸发浓缩、降温结晶得到MgCl2·6H2O晶体,再将该晶体在HCl气流中加热得到无水氯化镁。利用电解熔融氯化镁制取金属镁,据此进行解答;
【小问1详解】
根据上述分析可知:将菱镁矿粉碎可以增大与酸液的接触面积,加快反应速率,进而提高酸浸速率和转化率;
【小问2详解】
根据上述分析可知:因为菱镁矿中含有FeCO3,经过酸浸之后生成Fe2+,然后通入Cl2把Fe2+离子氧化为Fe3+;还可以使用H2O2代替,,不会引入新杂质;
【小问3详解】
根据上述分析可知:经过氧化后,溶液中含有Al3+、Fe3+和Mg2+,加入MgO可以促进Al3+和Fe3+的水解,进而生成沉淀,沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3;
【小问4详解】
加入MgO可以消耗H+调节pH值,促进Fe3+Al3+水解平衡正向移动,生成沉淀而分离;
【小问5详解】
MgCl2是强酸弱碱盐,加热时水解平衡正向移动,HCl气体的作用抑制MgCl2水解,电解总反应的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2↑;
27. 电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1为钢铁防护模拟实验装置,检测钢铁保护效果的方法是:取少量铁电极附近的溶液于试管中,滴加_____(填化学式)溶液,若不产生蓝色沉淀,则说明保护效果好。
(2)在图2所示的装置中,闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题。
①甲池为_____(“原电池”、“电解池”或“电镀池”),B电极的电极反应式为_____。
②丙池中F电极为_____(选填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应的化学方程式为_____。
③已知丙池中有200mL,0.5mol/LCuSO4溶液,当乙池中C极质量减少10.8g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为_____mL(标准状况下),一段时间后,断开电键K,下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是_____(填字母)。
A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 D.Cu2(OH)2CO3
④已知丙池中的溶液为400mL,合上开关K,一段时间后,丙池中,阳极共收集到气体224mL(标准状况下)气体,则此时溶液的pH为_____。
(3)图3通过NOx传感器可监测NOx的含量,写出NiO电极的电极反应式:_____。
【答案】(1)K3Fe(CN)6
(2) ①. 原电池 ②. O2+4e-+2H2O=4OH- ③. 阴极 ④. 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑ ⑤. 560 ⑥. B ⑦. 1
(3)NO-2e-+O2-=NO2
【解析】
【小问1详解】
图1是外接电源的阴极保护法,钢铁桥墩连接外电源负极,作阴极;如果铁被腐蚀,有Fe2+生成,故检验保护效果即检验Fe2+,可以加入K3Fe(CN)6溶液看是否有蓝色沉淀生成,若不产生蓝色沉淀,则说明保护效果好。
【小问2详解】
甲池为燃料电池,通入甲醇的A极为负极,通入氧气的B极电极为正极,因此C、E为阳极,D、F为阴极,则乙池为电解硝酸银溶液,丙池是电解硫酸铜溶液;
①甲池为燃料电池,是原电池,A极通入燃料甲醇,是负极,B极通入氧气,为正极,氧气得电子,由于电解质溶液为碱性,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;
②由分析可知,F电极为电解池阴极,丙池是电解硫酸铜溶液,生成铜单质,氧气和硫酸,总反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑;
③由分析可知,乙池中C极为阳极,不是惰性电极,电极本身失电子,电极反应式为Ag-e-=Ag+,C极质量减少10.8g即0.1mol Ag反应,根据电极反应式转移电子0.1mol,甲池中B电极理论上消耗O2 0.025mol,标准状况下体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL;由丙池中的总反应方程式可知,丙池中的反应相当于Cu和O以1:1离开溶液体系,故加入CuO可以使丙池恢复到反应前浓度,故选B;
④丙池中阳极H2O失电子生成H+和O2,电极方程式为2H2O-4e-=4H++O2↑,阳极收集到气体224mL(标准状况下)气体,即生成O2物质的量为0.01mol,则生成H+0.04mol,溶液体积为0.4L,故c(H+)=0.1mol/L,pH=1;
【小问3详解】
图3中NiO电极上NO转化NO2,失电子,同时固体电解质中有O2-迁移,故电极反应式为NO-2e-+O2-=NO2。
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