精品解析:贵州省安顺市第二高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试 化学试题
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内容正文:
贵州省安顺市第二中学2023-2024学年高二上学期期中考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试卷。草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
一、单选题:本题共14个小题,每题3分,共42分。
1. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20.1kJ·mol-1
下列判断正确的是
A. 1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量241.8kJ
B. 1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJ
C. 由①②知,水的热稳定性强于硫化氢
D. 若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ
2. 已知C2H4(g)+H2O(1)=C2H5OH(l) =-44.2kJ•mol-1。若C2H5OH(l)燃烧热=-QkJ/mol,则C2H4(g)的燃烧热△H为
A. -(44.2+Q)kJ•mol-1 B. -(Q-44.2)kJ•mol-1
C. +(44.2+Q)kJ•mol-1 D. -(44.2-Q)kJ•mol-1
3. 已知 ,在V2O5存在时,该反应机理为:①(快)②(慢),下列说法错误的是
A. 该反应速率主要由第②步基元反应决定
B. V2O5为该过程的催化剂,VO2为中间产物
C. V2O5的存在提高了该反应的反应速率和产率
D. 催化剂能降低反应活化能,提高活化分子百分数
4. 如图为某实验测得0.1 溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的pH变化曲线。下列说法正确的
A. a点溶液中,
B. b点溶液中,
C. ab段,pH减小说明升温抑制了的水解
D. b点后温度升高溶液pH升高,与生成有关
5. 反应,下列判断正确是
A. 在常温下能自发进行 B. 在高温下能自发进行
C. 在任何条件下都能自发进行 D. 在任何条件下都不能自发进行
6. 中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”这一诗句的有关说法正确的是
A. 雪融成水 B. 雪融成水的
C. 水成冰的 D. 水成冰的
7. 合成氨对人类生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮,其合成原理为: 。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是
A. 增大压强,可增加单位体积内的活化分子数目,则速率增大
B. 实际生产温度主要由催化剂决定
C. 在实际生产中温度越高,化学反应速率一定越快
D. 液化分离有利于合成氨
8. 在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
9. 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. 使甲基橙变黄的溶液中:、、、
B. 使酚酞溶液呈红色的溶液中:、、、
C. 水电离出的的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
10. 用0.100的溶液滴定的溶液,测得滴定过程中溶液的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. ①点溶液中:
B. ②点溶液中:
C. ③点溶液中:
D. 在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:③<②<①
11. 、、分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数,下列判断正确的是
A. 室温下,说明的电离度一定比HCN的大
B. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
C. 25℃时,pH均为4的盐酸和溶液中不相等
D. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
12. 在石油化工生产中,乙烷()是一种重要的化工原料。乙烷的燃料电池工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. Y电极为负极
B. 该电池工作时,将电能转化为化学能
C. X电极上的电极反应式为
D. 该电池工作时,每转移1.0mol电子,消耗的质量为4.0g
13. 化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解的原理如图所示(两电极均为惰性电极),下列说法错误的是
A. N电极上电极反应式为
B. 电池工作时,左侧工作室产生的穿过质子交换膜往右侧工作室迁移
C. 若电源为铅蓄电池,工作时,Q应与Pb电极相连
D. 每转移电子,同时产生气体的总体积为5.6L(标准状况下)
14. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。下列说法错误的是
A. 钢铁表面吸附的水膜(溶有一定量的氧气)呈中性,此时会发生吸氧腐蚀
B. 金属腐蚀过程中,化学腐蚀比电化学腐蚀的速率快得多
C. 温度对化学腐蚀的影响很大,钢材在高温下容易被氧化
D. 在酸性环境中,钢铁腐蚀过程中不断有放出,此过程称为析氢腐蚀
二、非选择题(共58分)
15. 火箭发射时可以用肼()作为燃料,其燃烧过程中的能量变化如图所示。回答下列问题:
已知: 。
(1)由图可知,_____(填“>”或“<”)0,理由为_________。
(2)基态氮原子外围电子轨道表示式为________。
(3)0.1mol 分子中含有_______mol极性共价健,分子中氮原子的杂化方式为____。
(4)分子中,键和键的数目之比为________。
(5)稳定性:_______(填“>”或“<”)。
(6)由图可知,每转移0.2mol电子。消耗的体积为________L(标准状况下)。
(7)表示(l)燃烧热的热化学方程式为________(焓变用含和的代数式表示)。
16. I.钠碱法的启动吸收剂为溶液,捕捉后生成和的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为_______L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含阴离子的浓度由大到小的顺序为_______。
(2)当钠碱法的吸收液pH达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是_______(填写化学式)。
(3)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中_______,此时溶液中_______。(选填“>”、“<”或“=”)
II.一定温度下,冰醋酸()稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
(4)①三点对应的溶液中,pH由小到大的顺序是_______。
②三点对应的溶液中,电离程度最大的是_______(填字母)。
17. 某校化学活动社团做了如下探究实验:
实验一:测定1 mol/L的硫酸与锌粒或锌粉反应的速率,设计如图I装置:
(1)装置图I中盛装硫酸的仪器名称是_______。
(2)按照图I装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是_______。
(3)将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ,实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是_______(至少回答两点)。
实验二:通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。
实验原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2,生成的I2可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号
0.1mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.1mol·L-1Na2SO3溶液的体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
(4)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为_______;
(5)实验①③中V1=_______,V2=_______;出现蓝色的时间由大到小的顺序_______;
(6)对比实验②、③可得出的结论是_______;
(7)资料显示序号①的反应进行至10s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.005mol·L-1,则10s内生成I2的平均化学反应速率υ(I2)=_______。
18. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn,其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中,电流计指针也发生偏转,推测:其中一个为原电池,一个为电解池,写出a端发生的电极反应___________。
(2)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”),结合化学用语解释变红的原因___________。
(3)下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
(4)我国科学家通过电解,从海水中提取到锂单质,其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成,发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式分别是___________;___________。
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贵州省安顺市第二中学2023-2024学年高二上学期期中考试
化学试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答: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。写在试卷。草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
一、单选题:本题共14个小题,每题3分,共42分。
1. 已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20.1kJ·mol-1
下列判断正确的是
A. 1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量241.8kJ
B. 1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJ
C. 由①②知,水的热稳定性强于硫化氢
D. 若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8kJ,A错误;
B.1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较,B错误;
C.由①②不能得到水的热稳定性强于硫化氢,C错误;
D.固态硫变为气体硫会吸收热量,若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ,D正确;
答案选D。
2. 已知C2H4(g)+H2O(1)=C2H5OH(l) =-44.2kJ•mol-1。若C2H5OH(l)燃烧热=-QkJ/mol,则C2H4(g)的燃烧热△H为
A. -(44.2+Q)kJ•mol-1 B. -(Q-44.2)kJ•mol-1
C. +(44.2+Q)kJ•mol-1 D. -(44.2-Q)kJ•mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】C2H4(g)+H2O(1)=C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ•mol-1……①;乙醇燃烧的热化学反应方程式C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-QkJ•mol-1……②;乙烯燃烧的方程式为C2H4+3O2→2CO2+2H2O,根据盖斯定律,有①+②得出乙烯燃烧热的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-(44.2+Q) kJ•mol-1,选项A正确;
答案为A。
3. 已知 ,在V2O5存在时,该反应机理为:①(快)②(慢),下列说法错误的是
A. 该反应速率主要由第②步基元反应决定
B. V2O5为该过程的催化剂,VO2为中间产物
C. V2O5的存在提高了该反应的反应速率和产率
D. 催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数
【答案】C
【解析】
【详解】A.慢反应决定总反应速率,第②步为慢反应,该反应速率主要由第②步基元反应决定,故A正确;
B.V2O5为该过程的催化剂,第①步反应得到VO2,第②步反应消耗VO2,VO2为中间产物,故B正确;
C.V2O5为该过程的催化剂,V2O5的存在提高了该反应的反应速率,不能提高产率,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,所以催化剂能加快反应速率,故D正确;
选C。
4. 如图为某实验测得0.1 溶液在升温过程中(不考虑水挥发)的pH变化曲线。下列说法正确的
A. a点溶液中,
B. b点溶液中,
C. ab段,pH减小说明升温抑制了的水解
D. b点后温度升高溶液pH升高,与生成有关
【答案】D
【解析】
【分析】溶液中碳酸氢根离子存在水解和电离两个过程,碳酸氢钠溶液显碱性,说明碳酸氢根离子水解程度大于电离程度。水解和电离过程都是吸热的,在升温过程,碳酸氢根离子的水解程度和电离程度都会被促进,同时Kw也会增大,ab段溶液pH减小;当温度再升高到b点以后,碳酸氢钠受热发生分解会生成碳酸钠,导致溶液pH升高。
【详解】A.a点 溶液在常温下,碳酸氢离子既存在水解也存在电离过程,碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,所以,A错误;
B.b点溶液溶质是碳酸氢钠,溶液中存在的物料守恒,B错误;
C.水解和电离都是吸热反应,ab段温度升高,碳酸氢根离子的水解和电离都会被促进,C错误;
D.b点后温度升高,溶液pH迅速升高,说明溶液碱性增强,与碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠有关,D正确;
故选D。
5. 反应,下列判断正确的是
A. 在常温下能自发进行 B. 在高温下能自发进行
C. 在任何条件下都能自发进行 D. 在任何条件下都不能自发进行
【答案】B
【解析】
【详解】当时,反应能自发进行,该反应的ΔH>0,ΔS>0,则在高温下反应能自发进行,故选B。
6. 中国诗词常蕴含着一些自然科学知识,“莫道雪融便无迹,雪融成水水成冰”这一诗句的有关说法正确的是
A. 雪融成水的 B. 雪融成水的
C. 水成冰的 D. 水成冰的
【答案】D
【解析】
【详解】A.雪融成水的过程中吸收热量,,A错误;
B.雪融成水的过程中固体转化为液体,体系混乱度增大,,B错误;
C.水成冰的过程中放出热量,,C错误;
D.水成冰的过程中液体转化为固体,体系混乱度减小,,D正确;
故选D。
7. 合成氨对人类生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮,其合成原理为: 。下列说法不符合工业合成氨生产实际的是
A. 增大压强,可增加单位体积内的活化分子数目,则速率增大
B. 实际生产温度主要由催化剂决定
C. 在实际生产中温度越高,化学反应速率一定越快
D. 液化分离有利于合成氨
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大压强,可增加单位体积内的活化分子数目,从而使反应速率增大,A正确;
B.实际生产温度主要由催化剂的最佳活性温度决定,B正确;
C.在实际生产中温度过高,催化剂失活,化学反应速率会减慢,因此不是温度越高反应速率越快,C错误;
D.液化分离,减小生成物浓度,化学平衡正向移动,有利于合成氨,D正确;
故选C。
8. 在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】属于铵盐,是强电解质,在水溶液中完全电离产生、和H+,电离方程式为:,故选A。
9. 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. 使甲基橙变黄的溶液中:、、、
B. 使酚酞溶液呈红色的溶液中:、、、
C. 水电离出的的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.使甲基橙变黄的溶液可呈酸性或碱性,酸性条件下,与、与会发生氧化还原反应,不能大量共存;碱性条件下,含有大量OH-,与OH-会发生反应产生Fe(OH)2沉淀,也不能大量共存,A错误;
B.使酚酞溶液呈红色的溶液呈碱性,此时、、、相互之间不反应,可以共存,B正确;
C.由水电离出的<1×10-7 mol/L,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。在酸性条件下,H+与ClO-会反应产生HClO,不能大量共存,碱性条件下,可以大量共存,C错误;
D.的溶液呈碱性,溶液中含有大量OH-,OH-与会反应产生弱电解质NH3·H2O,因此不能大量共存,D错误;
故合理选项是B。
10. 用0.100的溶液滴定的溶液,测得滴定过程中溶液的变化如图所示。下列说法不正确的是
A. ①点溶液中:
B. ②点溶液中:
C. ③点溶液中:
D. 在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离:③<②<①
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图示知,点①时溶液显酸性,故c(H+)>c(OH-),A正确;
B.点②pH=7,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-),B正确;
C.点③所示溶液恰好反应生成醋酸钠,醋酸钠水解,溶液显碱性,但水解程度较小:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C正确;
D.从点①到点③的滴定过程中,随着反应的进行,CH3COOH的浓度逐渐减小,CH3COONa的浓度逐渐增大,CH3COOH抑制水电离,CH3COO-水解促进水电离,水的电离程度越来越大,到点③时,两者完全反应生成CH3COONa,水的电离程度最大,故三点溶液中由水电离的c(OH-):③>②>①,D错误;
故答案选D。
11. 、、分别表示酸的电离常数、水的离子积常数、溶度积常数,下列判断正确的是
A. 室温下,说明电离度一定比HCN的大
B. 室温下向的醋酸溶液中加入水稀释后,溶液中不变
C. 25℃时,pH均为4的盐酸和溶液中不相等
D. 两种难溶电解质做比较时,越小的电解质,其溶解度一定越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.电离度与溶液的浓度、电离常数、温度等都有关,仅由电离常数无法比较电离度,A错误;
B.=,Ka和Kw均不变,故不变,B正确;
C.水的离子积适用于酸、碱、盐溶液,一定温度下,水的离子积是常数,25℃时,盐酸和溶液中相等,C错误;
D.只有具有相同结构的难溶物(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp小的溶解度小,而不同结构的 (如Ag2SO4和AgI)Ksp小的溶解度不一定小,D错误;
故选B
12. 在石油化工生产中,乙烷()是一种重要的化工原料。乙烷的燃料电池工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. Y电极为负极
B. 该电池工作时,将电能转化为化学能
C. X电极上的电极反应式为
D. 该电池工作时,每转移1.0mol电子,消耗的质量为4.0g
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料电池中,通入空气的Y电极为正极,通入燃料乙烷的X电极为负极,A错误;
B.该电池为原电池,工作时,将化学能转化为电能,B错误;
C.X电极为负极,负极的电极反应式为,C正确;
D.,当1.0mol电子转移时,消耗,其质量为0.25mol×32g/mol=8.0g,D错误;
故选C。
13. 化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解的原理如图所示(两电极均为惰性电极),下列说法错误的是
A. N电极上的电极反应式为
B. 电池工作时,左侧工作室产生的穿过质子交换膜往右侧工作室迁移
C. 若电源为铅蓄电池,工作时,Q应与Pb电极相连
D. 每转移电子,同时产生气体的总体积为5.6L(标准状况下)
【答案】D
【解析】
【分析】由题干装置示意图可知,N电极上发生转化为N2的反应,该过程N的化合价降低,发生还原反应,电极反应为:,即N电极为阴极,电源Q电极为负极,R为正极,M为阳极,电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,N电极上的电极反应式为,A正确;
B.由分析可知,M为阳极,N为阴极,故电池工作时,左侧工作室产生的H+穿过质子交换膜往右侧工作室迁移,B正确;
C.由分析可知,Q为负极,铅蓄电池中Pb为负极,PbO2电极为正极,故若电源为铅酸蓄电池,工作时,Q应与Pb电极相连,C正确;
D.由分析可知,每转移0.2mol电子,阴极上产生0.02molN2,阳极上产生0.05molO2,则同时产生气体的总体积为0.07mol×22.4L/mol=1.568L,D错误;
故选:D。
14. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。下列说法错误的是
A. 钢铁表面吸附的水膜(溶有一定量的氧气)呈中性,此时会发生吸氧腐蚀
B. 金属腐蚀过程中,化学腐蚀比电化学腐蚀的速率快得多
C. 温度对化学腐蚀的影响很大,钢材在高温下容易被氧化
D. 在酸性环境中,钢铁腐蚀过程中不断有放出,此过程称为析氢腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,溶有一定量的氧气,此时主要发生吸氧腐蚀,A正确;
B.金属腐蚀过程中,当形成原电池,会加快化学反应速率,故化学腐蚀比电化学腐蚀的速率慢得多,B错误;
C.温度升高化学反应速率加快,钢材在高温下容易被氧化,C正确;
D.在酸性较强的溶液中,铁与C或活泼性比铁低的金属形成原电池,会发生析氢腐蚀,D正确;
故选:B。
二、非选择题(共58分)
15. 火箭发射时可以用肼()作为燃料,其燃烧过程中的能量变化如图所示。回答下列问题:
已知: 。
(1)由图可知,_____(填“>”或“<”)0,理由为_________。
(2)基态氮原子的外围电子轨道表示式为________。
(3)0.1mol 分子中含有_______mol极性共价健,分子中氮原子的杂化方式为____。
(4)分子中,键和键的数目之比为________。
(5)稳定性:_______(填“>”或“<”)。
(6)由图可知,每转移0.2mol电子。消耗的体积为________L(标准状况下)。
(7)表示(l)燃烧热的热化学方程式为________(焓变用含和的代数式表示)。
【答案】(1) ①. > ②. 该过程是断开化学键,需要吸收能量,故焓变大于0
(2) (3) ①. 0.4 ②. sp3
(4)1:2 (5)>
(6)1.12 (7)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,,该过程是断开化学键,需要吸收能量,故焓变大于0;故答案为:>;该过程是断开化学键,需要吸收能量,故焓变大于0
【小问2详解】
已知氮是7号元素,根据能级构造原理可知,基态氮原子的电子排布式为,外围电子轨道表示式为,故答案为:;
【小问3详解】
结构式为分子中含有4个极性键,故0.1mol 分子中含有0.4mol极性共价健;分子中氮原子形成3个共价键,还有1个孤电子对,N的杂化方式为sp3,故答案为0.4;sp3;
【小问4详解】
N2的结构式为,分子中含有1个键和2个键,则键和键的数目之比为1:2,故答案为:1:2;
【小问5详解】
与均是由分子构成的,O的原子半径小于N,故H-O键键能大于N-H键,故稳定性:>,故答案为:>;
【小问6详解】
应中氧气得到电子,每转移0.2mol电子,消耗O2的物质的量为0.05mol,体积为1.12L;故答案为:1.12;
【小问7详解】
由图可知有热化学方程式①
② ,由①-2×②得到 ,故答案为: 。
16. I.钠碱法的启动吸收剂为溶液,捕捉后生成和的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为_______L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含阴离子的浓度由大到小的顺序为_______。
(2)当钠碱法吸收液pH达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是_______(填写化学式)。
(3)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中_______,此时溶液中_______。(选填“>”、“<”或“=”)
II.一定温度下,冰醋酸()稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
(4)①三点对应的溶液中,pH由小到大的顺序是_______。
②三点对应的溶液中,电离程度最大的是_______(填字母)。
【答案】(1) ①. 6.72 ②. c(OH-)>c()>c()
(2)Na2SO3 (3) ①. 2c() ②. >
(4) ①. b<a<c ②. c
【解析】
【小问1详解】
当生成亚硫酸氢钠时吸收的二氧化硫最多:,因此最多吸收标准状况下;当只吸收了时,,氢氧化钠过量、二氧化硫不足,溶质包括、,亚硫酸为弱酸,亚硫酸根离子微弱的水解出亚硫酸氢根离子、亚硫酸和氢氧根离子,因此所含阴离子的浓度由大到小的顺序为,故答案为:6.72;;
【小问2详解】
加热溶液,加热时,则剩余溶液的主要溶质是,故答案为;
【小问3详解】
根据电荷守恒:,pH=7时溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等,则:;根据,此时有:,从图中可得出:,则,故答案为:;>;
【小问4详解】
①导电能力越强,、越大,pH越小,故pH由小到大的顺序是,故答案为;
②加水稀释促进的电离,故c点对应的溶液中的电离程度最大,故答案为c。
17. 某校化学活动社团做了如下探究实验:
实验一:测定1 mol/L的硫酸与锌粒或锌粉反应的速率,设计如图I装置:
(1)装置图I中盛装硫酸的仪器名称是_______。
(2)按照图I装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是_______。
(3)将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ,实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是_______(至少回答两点)。
实验二:通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。
实验原理及方案:在酸性溶液中,KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2,生成的I2可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号
0.1mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.1mol·L-1Na2SO3溶液体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
(4)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为_______;
(5)实验①③中V1=_______,V2=_______;出现蓝色的时间由大到小的顺序_______;
(6)对比实验②、③可得出的结论是_______;
(7)资料显示序号①的反应进行至10s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.005mol·L-1,则10s内生成I2的平均化学反应速率υ(I2)=_______。
【答案】(1)分液漏斗
(2)收集到气体的体积
(3)待瓶中气体恢复至室温,调节软管使甲、乙中液面相平,视线平视凹液面最低点
(4)2+5+2H+=I2+5+H2O
(5) ①. 40 ②. 10 ③. t1>t2>t3
(6)其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率越快
(7)0.0001 mol·L-1·s-1
【解析】
【分析】实验①②对比可探究温度对反应速率的影响,温度越高,反应速率越快,实验②③对照,可探究亚硫酸钠反应物浓度对速率的影响,反应物浓度越大,反应速率越快;
【小问1详解】
装置图Ⅰ中放有硫酸的仪器名称是分液漏斗;
【小问2详解】
按照图Ⅰ装置实验时,限定了两次实验时间均为10min,还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积;
【小问3详解】
在读取反应前后甲管中液面的读数时应注意:①读数时要调节甲乙的液面使其同一高度;②读数时视线要与凹液面最低处相平;③待锥形瓶气体冷却到室温时读数;
【小问4详解】
碘酸钾具有氧化性,而亚硫酸钠具有还原性,两者发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的配平原则可知,反应的方程式为:2+5+2H+=I2+5+H2O;
【小问5详解】
从②可以看出混合溶液的总体积为50mL,故表格中:V1=40mL,V2=10mL;实验①②对比可探究温度对反应速率的影响,温度越高,反应速率越快,则出现蓝色的时间越短,故t1>t2,实验②③对照,可探究亚硫酸钠反应物浓度对速率的影响,反应物浓度越大,反应速率越快,则t2>t3,综上所述,可知t1>t2>t3;
【小问6详解】
根据实验设计可知,实验②③对照,温度相同,亚硫酸钠浓度不同,则可探究浓度对化学反应速率的影响,可得出的结论是:其他条件相同时,反应物浓度越大,化学反应速率越快;
【小问7详解】
根据反应原理2+5+2H+=I2+5+H2O可知,参加反应的亚硫酸钠的浓度与生成碘单质浓度关系为:5~I2,若序号①的反应进行至10 s时,测得Na2SO3溶液的浓度为0.005 mol•L-1,则反应消耗的Na2SO3溶液的浓度为(-0.005)mol/L=0.005mol/L,所以生成I2的物质的量浓度为0.001mol/L,则10 s内生成I2的平均速率v(I2)==0.0001 mol•L-1•s-1,故答案为:0.0001 mol•L-1•s-1。
18. 电化学原理在能量转换、物质制备、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
(1)下图是常见电化学装置图
① 负极材料为Zn,其在此装置中的作用是___________。
② 若用一根铜丝代替盐桥插入两烧杯中,电流计指针也发生偏转,推测:其中一个为原电池,一个为电解池,写出a端发生的电极反应___________。
(2)下图探究金属Fe是否腐蚀的示意图
在培养皿中加入一定量的琼脂和饱和NaCl溶液混合,滴入5~6滴酚酞溶液,混合均匀,将缠有铜丝的铁钉放入培养皿中。溶液变红的部位为___________端(填“左”或“右”),结合化学用语解释变红的原因___________。
(3)下图是氯碱工业电解饱和NaCl溶液的示意图
①电解饱和NaCl溶液的化学方程式是___________。
② NaOH溶液从___________(填b或c)口导出。结合化学用语解释NaOH在此区域生成的原因___________。
③电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用___________。
(4)我国科学家通过电解,从海水中提取到锂单质,其工作原理如图所示。
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)生成,发生的是___________(填“氧化”或“还原”)反应。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式分别是___________;___________。
【答案】(1) ①. 做还原剂(或失电子),失电子的场所,电子导体,(任意两点即可) ②. Cu − 2e−= Cu2+
(2) ①. 左 ②. 铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,发生吸氧腐蚀,反应为O2+4e−+2H2O=4OH−,使左端附近溶液c(OH−) > c(H+),溶液呈碱性
(3) ①. 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑ ②. c ③. c口为阴极区,阴极发生反应:2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−,OH−在阴极生成,阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极,因此NaOH在c口导出 ④. Cl2 + H2O HCl + HClO,用盐酸控制阳极的pH,增大氢离子浓度,平衡逆向移动,有利于氯气逸出收集
(4) ①. A ②. 还原 ③. 2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+ ④. 2Cl−− 2e−=Cl2 ↑
【解析】
【小问1详解】
①该图装置为原电池,Zn易失电子作负极发生氧化反应、电子经锌和导线流向Cu极,Cu作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应。负极材料为Zn,即Zn做还原剂(或失电子),失电子的场所,同时Zn也是导电,可以作为电子导体,故答案为:做还原剂(或失电子),失电子的场所,电子导体,(任意两点即可);
②若用一根铜丝代替盐桥插入烧杯,则左侧烧杯中发生锌的吸氧腐蚀,为原电池,右侧烧杯为电解池,a电极与原电池的正极相连,为阳极,电极反应Cu − 2e−= Cu2+;
故答案为:Cu − 2e−= Cu2+;
【小问2详解】
铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,整个体系中发生Fe的吸氧腐蚀,正极反应为O2+4e−+2H2O=4OH−,使左端附近溶液中,c(OH−) > c(H+),溶液呈碱性,所以铜端变红;
故答案为:左;铜、铁和溶液构成原电池,铜为正极,发生吸氧腐蚀,反应为O2+4e−+2H2O=4OH−,使左端附近溶液c(OH−) > c(H+),溶液呈碱性;
【小问3详解】
①电解饱和NaCl溶液时,阳极氯离子被氧化为氯气,阴极水电离出的氢离子被还原生成氢气,同时产生氢氧根,化学方程式是2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑,故答案为:2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑;
②由电源可知,与负极相连的为阴极,c口为阴极区,阴极发生反应:2H2O+2e-=O2↑+2OH−,OH−在阴极生成,阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极,因此NaOH在c口导出,故答案为:c;c口为阴极区,阴极发生反应:2H2O + 2e−=O2 ↑+ 2OH−,OH−在阴极生成,阳极的Na+通过阳离子交换膜进入阴极,因此NaOH在c口导出;
③阳极产生的氯气会和水发生反应,存在着下列平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,用盐酸控制阳极的pH,增大氢离子浓度,平衡逆向移动,有利于氯气逸出收集,故答案为:Cl2 + H2O HCl + HClO,用盐酸控制阳极的pH,增大氢离子浓度,平衡逆向移动,有利于氯气逸出收集;
【小问4详解】
①Li+得到电子发生还原反应转化为锂单质,根据图示电子流向分析可知A极得到电子,所以金属锂在A电极生成,发生的是还原反应;
②阳极上失电子发生氧化反应,且阳极附近主要含有OH-和Cl-等,阳极产生两种气体单质,则阳极对应的电极反应式分别是2H2O − 4e− = O2↑ + 4H+;2Cl−− 2e−=Cl2 ↑。
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