内容正文:
南昌二中2025—2026学年度上学期第一次阶段性考试
高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mn-55
一、单选题(本大题共14小题,且每小题只有一个正确选项。每题3分,共42分)
1. 下列事实与相应化学知识不匹配的是
事实
化学知识
A
粗锌粒(含杂质的锌粒)与稀硫酸制更快
形成原电池可加快反应速率
B
合成氨为放热反应,温度选择为500℃,而不是常温
勒夏特列原理
C
用明矾溶液除铁锈
明矾水解显酸性
D
除去锅炉中沉积的用饱和溶液浸泡,再用稀盐酸溶解
将转化为
A. A B. B C. C D. D
2. 下列对有关实验理解正确的是
A.温度计示数将下降
B.温度计示数上升,且上升速率先快后慢再变快
C.探究反应物浓度对化学平衡的影响
D.镀件上镀银
A. A B. B C. C D. D
3. 为了达成下列实验目的,下列实验方案设计和现象、结论均正确的是
实验目的
方案设计和现象
结论
A
比较和醋酸的酸性强弱
用试纸测定等浓度的溶液、溶液的,后者更大
的酸性更弱
B
比较与的金属性
将和溶液与和溶液组成双液原电池,银电极表面有银白色金属析出
金属活动性:
C
证明压缩容积,平衡会向气体分子数减小的方向移动
已达平衡状态,压缩容积时,气体颜色立刻变浅
压缩容积后平衡正向移动
D
比较和的大小
向、的混合溶液中滴入少量溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
4. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B. 已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
5. 反应:是氢化合成甲醇技术的原理,一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①:(慢反应)
反应②:(快反应)
下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
6. 450℃时,向某恒容密闭容器中充入、,控制适当条件使其发生反应: ,反应在5 s时达到平衡且此时体系内。下列分析错误的是
A. 密度恒定不变,不能作为已达平衡的标志
B. 从开始到平衡时间段内,用的表达的反应速率为
C. 平衡时压强是反应开始前的0.75倍
D. 向该平衡体系中再充入和后,容器中v(正)<v(逆)
7. NA为阿伏加德罗常数,下列溶液中的微粒数目关系正确的是
A. 1 mol/L NH4Cl水溶液中与H+的个数之和一定大于
B. 1 L 1 mol/L Na2CO3水溶液中含有的O原子的个数一定为3
C. 1 L pH=12的NaOH溶液中含有的个数一定为0.02
D. 36℃下,1 L pH=6的醋酸溶液中含有H+的个数一定为10-6
8. 硅锰原电池在酸性环境下的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 正极的电极反应式为:Si+2H2O-4e-=SiO2+4H+
B. 每当正极区溶液质量增加44.5 g,就有1 mol e-从右向左穿过质子交换膜
C. 放电过程中,负极附近溶液pH减小
D. 将交换膜更换为阴离子交换膜,电解液换为NaOH溶液,电流更平稳,电池寿命更长
9. 电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是
A. b极接电源正极
B. a极反应式为:
C. 电解过程中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区
D. 相同时间内,a、b两极消耗N2的物质的量之比为5:3
10. 如图装置可实现CO2的转化,其总反应为 (忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化,催化电极均为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 该装置中的能量转换:太阳能→电能→化学能
B. 太阳能电池电极电势:A极<B极
C. 电极II的电极反应式为
D. 理论上每消耗22.4 L CO2,左室溶液质量就增重18 g
11. 维持常温,将初始导电能力相同的NaOH溶液和氨水分别加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 初始时,两溶液的物质的量浓度相同
B. 曲线I表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系
C. a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为a>b>c
D. 导电能力相等时,c(Na+)=c()
12. 已知H2A是一种二元弱酸(常温时,Ka1=10-1.3、Ka2=10-6.6)。常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L H2A溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中:c(H2A)=c(HA-) B. c点溶液中:c(Na+)<3c(A2-)
C. d点溶液中:c(OH-)>2c(H2A) D. 水的电离程度最大点为b点
13. 已知H2R是一种二元弱酸。常温下,用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定pH=4的未知浓度H2R溶液。溶液中,pH与分布系数变化关系如图所示。下列叙述错误的是
[已知:R2-的分布系数:]
A. 曲线①代表 (H2R)
B. H2R的第二步电离平衡常数Ka2的数量级为10-11
C. NaHR溶液显酸性
D. 曲线①和③相交时,pH=8.3
14. 某温度下,NiS和Ag2S的沉淀溶解平衡曲线如图所示,图中p(Mn+)=-lgc(Mn+),p(S2-)=-lgc(S2-)。下列说法错误的是
A. 曲线I表示NiS的沉淀溶解平衡曲线
B. 该温度下,Ksp(Ag2S)=10-50
C. 对于两种物质而言,X点均为饱和溶液
D. 向浓度均为0.1 mol/L的Ag+、Ni2+溶液中滴加Na2S溶液,先产生Ag2S沉淀
二、非选择题(共58分)
15. 实验室中有一瓶未知浓度的氨水,分别进行以下实验:
实验I:测定氨水pH值
(1)常温下,测得其pH=11.1,该数据值是通过___________(填“pH试纸”或“pH计”)测出的。通过计算,可知该氨水物质的量浓度约为___________mol/L(结果保留小数点后1位,已知常温下Kb=10-4.8)。
实验Ⅱ:滴定测定氨水的物质的量浓度。
取20.00 mL该氨水于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用0.11 mol/L的盐酸标准溶液进行滴定。
(2)合适的指示剂为___________(填“石蕊”、“酚酞”或“甲基橙”)。
(3)滴定前后盛放盐酸的滴定管液面位置如图所示,该次滴定所消耗的盐酸体积为___________mL。由此算出的氨水浓度为___________mol/L(结果保留两位有效数字)。
(4)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果,既氨水浓度偏低的为___________。
A. 锥形瓶水洗后未干燥
B. 酸式滴定管使用前,水洗后未用待装盐酸溶液润洗
C. 临近终点,未遵循“半滴操作”
D. 滴定终点读数时俯视读数
实验Ⅲ:中和热的测定。
利用该氨水与稍过量的某稀硫酸进行中和热的测定实验。
(5)测得的中和热的数值___________(填“>”、“=”或“<”)57.3。
(6)从如图实验装置看,其中缺少的一件玻璃仪器名称是___________。
16. 乙烯是重要化工原料,下列是有关乙烯生产的三种途径。
途径I:以乙醇C2H5OH(g)为原料制备乙烯C2H4(g)的反应如下:
①C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH1>0
②2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g) ΔH2<0
两反应的lnK随温度(T)的变化如图所示:
(1)表示反应①的lnK随温度(T)的变化曲线为___________(填“a”或“b”)。
(2)混合体系处于图中M点时,平衡体系中各个物质的物质的量浓度间应满足的关系为c(C2H5OC2H5)=___________。
途径Ⅱ:以乙烷C2H6(g)为原料制备C2H4(g)的反应如下:
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH
(3)依据下列键能及各物质的结构式,求算ΔH=___________kJ/mol。
C-C
C=C
C-H
H-H
键能(kJ/mol)
350
610
410
440
(4)该反应倾向于___________(填“高温”、“低温”、“任意温度均”或“任意温度均不”)自发。
(5)在恒温恒容密闭容器中充入一定量C2H6(g),仅发生该反应,下列叙述正确的有___________。
A. 起始时,充入更多C2H6(g),则C2H6(g)活化分子百分数升高,反应速率加快
B. 反应过程中,及时分离产生的H2(g),可提高C2H6(g)的转化率
C. 混合气体的平均相对分子质量不随时间变化,既达平衡
D. 平衡后,压缩容器,平衡将逆向移动,故正反应的平衡常数K减小
途径Ⅲ:以丙烷C3H8(g)为原料制备乙烯C2H4(g)的反应如下:
C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)
(6)在某温度下,总压保持为120 kPa,向体积可变的密闭容器中充入2 mol C3H8(g)和3 mol氩气,达到平衡时,C2H4(g)的分压p(C2H4)为20 kPa,则C3H8的转化率为___________,该温度下,该反应的平衡常数Kp=___________kPa。(提示:用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数Kp,分压=总压×物质的量分数)。
17. 一种从富锌的废渣(主要含CoO、ZnO、PbO、FeO及油污)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知:
I.在pH=3~7环境下,KMnO4一般还原为MnO2
II.溶液中相关离子沉淀完全(c≤10-5 mol/L)时的pH:
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
(1)为了去除废渣表面附着的油污,“酸浸”之前先用热的Na2CO3溶液浸泡。用离子方程式表示“Na2CO3溶液具有去油污能力”的原理___________。
(2)“滤渣1”主要成分为___________(填化学式)。
(3)常温下,向“过滤1”后的溶液中加入H2O2,其H2O2实际消耗量超过理论用量,其可能原因是___________。
(4)“加入X调pH=4”过程中,溶液中未出现新的杂质离子,且溶液中Co2+浓度无明显变化,则试剂X可能为___________(填化学式,任写一种即可)。
(5)“氧化沉钴”的离子方程式为___________。
(6) “除钴液”中主要的金属阳离子有___________(写离子符号),残留的Co3+浓度为___________mol/L。
18. 天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3和CeCl3的工艺流程如图:
已知:25℃时,Ksp[Al(OH)3]=10-33,Ksp[Fe(OH)3]=10-38
(1)下列不能有效增大“酸浸”效率的为___________。
A. 适当升温 B. 粉碎 C. 加压 D. 搅拌
(2)“酸浸”过程中产生的气体X为___________(填化学式)。
(3)“滤渣1”的主要成分难溶性钙盐和FePO4外还有___________(填化学式)。
(4)“加氨水调pH”的目的是沉淀Al3+和Fe3+。25℃时,分离出“滤渣2”时,所得的滤液中c(Al3+):c(Fe3+)=___________。
(5)“沉铈”过程中有CO2放出,写出“沉铈”时发生反应的离子方程式为___________。
(6)“沉铈”后的“滤液”中最主要的溶质为___________(填物质名称)。
(7)选用NH4HCO3进行“沉铈”,而不用NaHCO3,试分析使用NaHCO3可能带来的问题___________。
(8)Ce2(CO3)3溶于盐酸后,由CeCl3溶液获得CeCl3固体的操作为___________。
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南昌二中2025—2026学年度上学期第一次阶段性考试
高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mn-55
一、单选题(本大题共14小题,且每小题只有一个正确选项。每题3分,共42分)
1. 下列事实与相应化学知识不匹配的是
事实
化学知识
A
粗锌粒(含杂质的锌粒)与稀硫酸制更快
形成原电池可加快反应速率
B
合成氨为放热反应,温度选择为500℃,而不是常温
勒夏特列原理
C
用明矾溶液除铁锈
明矾水解显酸性
D
除去锅炉中沉积的用饱和溶液浸泡,再用稀盐酸溶解
将转化为
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.粗锌中的杂质与锌、稀硫酸形成原电池,加快反应速率,A正确;
B.合成氨选择500℃主要因催化剂活性及反应速率,而非勒夏特列原理(该原理建议低温),B错误;
C.明矾溶液含有,水解产生,可以溶解铁锈,C正确;
D.饱和溶液使转化为(溶度积更小),再用盐酸溶解,D正确;
故选B。
2. 下列对有关实验理解正确的是
A.温度计示数将下降
B.温度计示数上升,且上升速率先快后慢再变快
C.探究反应物浓度对化学平衡的影响
D.镀件上镀银
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.与的反应为吸热反应,会吸收环境热量,导致体系温度降低,温度计示数下降,A正确;
B.铝与盐酸的反应为放热反应,温度会上升,反应速率先增大,后随盐酸浓度减小反应速率逐渐减慢,故温度上升速率应先快后慢,最终趋于平缓,不会“再变快”,B错误;
C.与的平衡为,KCl电离出的、不参与该平衡,加入KCl固体对平衡无影响,无法探究反应物浓度对平衡的影响,C错误;
D.镀银时镀件应作阴极(接电源负极),Ag作阳极(接电源正极),图中镀件接正极(阳极)会被腐蚀,无法实现镀银,D错误;
故选A。
3. 为了达成下列实验目的,下列实验方案设计和现象、结论均正确的是
实验目的
方案设计和现象
结论
A
比较和醋酸的酸性强弱
用试纸测定等浓度的溶液、溶液的,后者更大
的酸性更弱
B
比较与的金属性
将和溶液与和溶液组成双液原电池,银电极表面有银白色金属析出
金属活动性:
C
证明压缩容积,平衡会向气体分子数减小的方向移动
已达平衡状态,压缩容积时,气体颜色立刻变浅
压缩容积后平衡正向移动
D
比较和的大小
向、的混合溶液中滴入少量溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaClO溶液具有漂白性,不能用pH试纸测量其pH值,方案设计错误;且客观事实是醋酸酸性强于次氯酸,根据越弱越水解的规律,其等浓度的盐溶液碱性应该是NaClO大,A错误;
B.双液原电池中,银电极析出银,说明银电极为正极(发生还原反应),铜电极为负极(被氧化),证明铜的金属活动性强于银,现象与结论一致,B正确;
C.压缩容积瞬间,气体浓度增大,颜色应变深,之后因平衡正向移动颜色逐渐变浅;现象描述“立刻变浅”与实际不符,不能支持结论,C错误;
D.向NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3,生成黄色沉淀(AgI),若原混合溶液中Cl-和I-浓度一致,则说明AgI的溶度积更小(Ksp(AgI) < Ksp(AgCl)),但题干中方案设计混合溶液中Cl⁻和I⁻浓度未知,方案设计未控制变量,D错误;
故选B。
4. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. 已知正丁烷的燃烧热为2878 kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1
B. 已知在一定条件下,1 mol N2与3 mol H2充分反应生成NH3(g),释放出38.6kJ的热量,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. 已知稀盐酸与稀NaOH溶液发生中和反应的反应热为57.3 kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. 已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的焓变,而该方程式中反应物为2 mol正丁烷,ΔH应为-5756 kJ·mol⁻¹,与题目数据不符,A错误;
B.合成氨为可逆反应,1mol N2与3 mol H2无法完全转化为2mol NH3,释放的热量小于理论值,因此热化学方程式中的ΔH不能直接取38.6kJ,B错误;
C.中和热是强酸和强碱生成1 mol H2O的焓变,稀硫酸与稀NaOH反应生成1 mol H2O时ΔH为-57.3 kJ·mol⁻¹,方程式书写正确,C正确;
D.ΔH=+1.9 kJ·mol⁻¹表明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低更稳定,D错误;
故选C。
5. 反应:是氢化合成甲醇技术的原理,一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①:(慢反应)
反应②:(快反应)
下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】反应①为吸热反应,反应②为放热反应,根据盖斯定律:,总反应为放热反应,又因为反应①是慢反应,说明反应①活化能大,故选A。
6. 450℃时,向某恒容密闭容器中充入、,控制适当条件使其发生反应: ,反应在5 s时达到平衡且此时体系内。下列分析错误的是
A. 密度恒定不变,不能作为已达平衡的标志
B. 从开始到平衡时间段内,用的表达的反应速率为
C. 平衡时压强是反应开始前的0.75倍
D. 向该平衡体系中再充入和后,容器中v(正)<v(逆)
【答案】D
【解析】
【分析】根据三段式分析,,解得x=,=80。
【详解】A.密度由总质量和容器体积决定,反应前后总质量不变,体积恒定,故密度始终不变,不能作为平衡标志,A正确;
B.根据上述分析可知的浓度变化为,时间5s,反应速率,B正确;
C.初始总物质的量,平衡时,压强比为,C正确;
D.再充入和后,,反应正向进行,,D错误;
故选D。
7. NA为阿伏加德罗常数,下列溶液中的微粒数目关系正确的是
A. 1 mol/L NH4Cl水溶液中与H+的个数之和一定大于
B. 1 L 1 mol/L Na2CO3水溶液中含有的O原子的个数一定为3
C. 1 L pH=12的NaOH溶液中含有的个数一定为0.02
D. 36℃下,1 L pH=6的醋酸溶液中含有H+的个数一定为10-6
【答案】D
【解析】
【详解】A.未指明溶液体积,无法确定微粒总数,A错误;
B.Na2CO3溶液中的水分子中也含O原子,则1 L 1 mol/L Na2CO3水溶液中总O原子数大于3,B错误;
C.没有温度,不确定pH=12时溶液中氢氧根离子浓度,不确定溶液中OH-个数,C错误;
D.pH=6时,[H+]=10-6 mol/L,与温度和弱酸性质无关,1 L pH=6的醋酸溶液中H+个数为10-6,D正确;
故选D。
8. 硅锰原电池在酸性环境下的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A. 正极的电极反应式为:Si+2H2O-4e-=SiO2+4H+
B. 每当正极区溶液质量增加44.5 g,就有1 mol e-从右向左穿过质子交换膜
C. 放电过程中,负极附近溶液pH减小
D. 将交换膜更换为阴离子交换膜,电解液换为NaOH溶液,电流更平稳,电池寿命更长
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,在碳硅电极上Si被氧化生成SiO2,则碳硅电极为负极,电极反应式为:Si-4e-+2H2O=SiO2+4H+;在MnO2电极上MnO2被还原生成Mn2+,则MnO2电极为正极,电极反应式为:2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O;
【详解】A.正极发生还原反应,应得到电子。选项中电极反应式为Si失去电子生成SiO2,是氧化反应,为负极反应式,A错误;
B.质子交换膜允许H+通过,电子不能穿过交换膜(电子通过外电路移动)。且H+从负极区(左)向正极区(右)移动,B错误;
C.负极反应为Si-4e-+2H2O=SiO2+4H+,生成H+且消耗水使负极附近H+浓度增大,pH减小,C正确;
D.酸性环境中Si生成SiO2可能覆盖电极导致反应受阻,而碱性环境下Si与NaOH反应生成可溶性硅酸盐,可能避免电极钝化,但若未形成原电池时Si易与NaOH自反应,反而缩短寿命,D错误;
故选C。
9. 电催化氮气制备铵盐和硝酸盐的原理如图所示。下列说法正确的是
A. b极接电源正极
B. a极反应式为:
C. 电解过程中H+从b极区通过质子交换膜转移至a极区
D. 相同时间内,a、b两极消耗N2的物质的量之比为5:3
【答案】B
【解析】
【分析】由图中物质变化可知,a极,氮元素失去电子化合价升高,发生氧化反应,即a极为阳极;则b极为阴极。
【详解】A.b极生成,N元素化合价从0价降为-3价,发生还原反应,为阴极,应接电源负极,A错误;
B.a极生成,N元素化合价从0价升为+5价,发生氧化反应(阳极),每个分子失去10个电子。结合酸性环境,电极反应式为:,B正确;
C.电解池中H+(阳离子)向阴极(b极)移动,应从a极区(阳极区)转移至b极区,C错误;
D.a极(阳极)1 mol 失10e⁻,b极(阴极)1 mol 得6e⁻,电子转移相等时,消耗的物质的量之比为6:10=3:5,D错误;
故答案选B。
10. 如图装置可实现CO2的转化,其总反应为 (忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化,催化电极均为惰性电极)。下列说法错误的是
A. 该装置中的能量转换:太阳能→电能→化学能
B. 太阳能电池电极电势:A极<B极
C. 电极II的电极反应式为
D. 理论上每消耗22.4 L CO2,左室溶液质量就增重18 g
【答案】D
【解析】
【分析】由图中物质变化可知,催化电极I通入,出来,化合价降低发生还原反应,因此太阳能电池A为负极,B为正极。
【详解】A.该装置由太阳能电池提供电能,驱动电解反应,能量转换为太阳能→电能→化学能,A正确;
B.太阳能电池中,A极连接电解池的阴极(电极I,还原为CO),B极连接阳极(电极II,Cl⁻氧化为ClO⁻),电源正极(B极)电势高于负极(A极),即A极电势<B极,B正确;
C.电极II为阳极,Cl⁻失电子被氧化为ClO⁻,结合提供O,生成ClO⁻和H⁺,电极反应式为,C正确;
D.气体体积未指明标准状况,无法确定其物质的量,D错误;
故答案选D。
11. 维持常温,将初始导电能力相同的NaOH溶液和氨水分别加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 初始时,两溶液的物质的量浓度相同
B. 曲线I表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系
C. a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为a>b>c
D. 导电能力相等时,c(Na+)=c()
【答案】D
【解析】
【分析】强电解质(NaOH)稀释时离子浓度随体积增大线性减小,导电能力下降更快;弱电解质(氨水)稀释促进电离,离子浓度下降较慢。曲线Ⅱ下降更快,为NaOH,曲线I为氨水。
【详解】A.初始时导电能力相同,说明离子浓度相同。NaOH为强电解质完全电离,氨水为弱电解质部分电离,故氨水初始物质的量浓度大于NaOH,A错误;
B.强电解质(NaOH)稀释时离子浓度随体积增大线性减小,导电能力下降更快;弱电解质(氨水)稀释促进电离,离子浓度下降较慢。曲线Ⅱ下降更快,为NaOH,曲线I为氨水,B错误;
C.导电能力与离子浓度正相关,pH取决于。三点导电能力:,故:,pH大小顺序为,C错误;
D.导电能力相等时离子总浓度相等,意味着两溶液pH相等,根据电荷守恒可知,二者存在关系:c(Na+)=c(),D正确;
故答案选D。
12. 已知H2A是一种二元弱酸(常温时,Ka1=10-1.3、Ka2=10-6.6)。常温下,用0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L H2A溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中:c(H2A)=c(HA-) B. c点溶液中:c(Na+)<3c(A2-)
C. d点溶液中:c(OH-)>2c(H2A) D. 水的电离程度最大点为b点
【答案】D
【解析】
【分析】0.1 mol/L NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol/L H2A溶液,先发生NaOH+H2A=NaHA+H2O,再发生NaHA+NaOH=Na2A+H2O,NaOH溶液体积为20mL时得到NaHA溶液,即b点;NaOH溶液体积为40mL时得到Na2A溶液,即d点;a点为NaHA、H2A混合溶液,c点为Na2A、NaHA混合溶液。
【详解】A.a点pH=1.3,由H2A的=10-1.3,此时=10-1.3,故c(H2A)=c(HA-),A正确;
B.c点pH=6.6,对应=10-6.6,即c(HA-)= c(A2-),由电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)得c(Na+)+c(H+)=3c(A2-)+c(OH-),因pH=6.6时c(H+)>c(OH-),则c(Na+)<3c(A2-),B正确;
C.由分析知,d点为Na2A溶液,由质子守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A)得c(OH-)-2c(H2A)=c(H+)+c(HA-)>0,即c(OH-)>2c(H2A),C正确;
D.由分析知,b点为NaHA溶液,溶液显酸性,HA-电离大于HA-水解,抑制水的电离,d点为Na2A溶液,A2-水解促进水的电离,水的电离程度最大点为d点,D错误;
故选D。
13. 已知H2R是一种二元弱酸。常温下,用0.1000 mol/L的NaOH溶液滴定pH=4的未知浓度H2R溶液。溶液中,pH与分布系数变化关系如图所示。下列叙述错误的是
[已知:R2-的分布系数:]
A. 曲线①代表 (H2R)
B. H2R的第二步电离平衡常数Ka2的数量级为10-11
C. NaHR溶液显酸性
D. 曲线①和③相交时,pH=8.3
【答案】C
【解析】
【分析】根据图示,二个交点,说明H2R为二元弱酸,,在曲线最左边溶液酸性较强时,主要组分是H2R,所以曲线①代表 (H2R),曲线②代表 (HR-),曲线③代表 (R2-),以此解题。
【详解】A.随着pH升高,H2R的分布系数逐渐减小,曲线①随pH增大而下降,代表δ(H2R),A正确;
B.HR⁻与R2⁻分布系数相等时,,此时pH=10.3,,数量级为10-11,B正确;
C.NaHR溶液中,HR⁻的水解常数,电离常数Ka2=10-10.3,Kh>Ka2,水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C错误;
D.曲线①(H2R)与③(R2⁻)相交时,δ(H2R)=δ(R2⁻),此时,,D正确;
故选C。
14. 某温度下,NiS和Ag2S的沉淀溶解平衡曲线如图所示,图中p(Mn+)=-lgc(Mn+),p(S2-)=-lgc(S2-)。下列说法错误的是
A. 曲线I表示NiS的沉淀溶解平衡曲线
B. 该温度下,Ksp(Ag2S)=10-50
C. 对于两种物质而言,X点均为饱和溶液
D. 向浓度均为0.1 mol/L的Ag+、Ni2+溶液中滴加Na2S溶液,先产生Ag2S沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.NiS的溶解平衡为NiS(s)⇌Ni2+(aq)+S2-(aq),其Ksp表达式为Ksp=c(Ni2+)·c(S2-),两边取负对数得p(Ni2+)+p(S2-)=pKsp,为斜率-1的直线;Ag2S的溶解平衡为Ag2S(s)⇌2Ag+(aq)+S2-(aq),Ksp=c2(Ag+)·c(S2-),取负对数得2p(Ag+)+p(S2-)=pKsp,为斜率-1/2的直线(更平缓)。曲线I上点b(15,6)满足p(Mn+)+p(S2-)=21(15+6=21),符合NiS的斜率-1特征,故曲线I为NiS的平衡曲线,A正确;
B.曲线II为Ag2S的平衡曲线,取曲线上点a(30,10),p(S2-)=30则c(S2-)=10-30,p(Ag+)=10则c(Ag+)=10⁻¹⁰。Ksp(Ag2S)=c2(Ag+)·c(S2-)=(10-10)2·10-30=10-50,B正确;
C.沉淀溶解平衡曲线上的点为饱和溶液,曲线上方Qc<Ksp(不饱和),曲线下方Qc>Ksp(过饱和)。X点位于两曲线上方,此时c(Mn+)、c(S2-)均小于平衡浓度,Qc<Ksp,对两种物质均为不饱和溶液,C错误;
D.0.1mol/L的Ag+和Ni2+中滴加Na2S,开始沉淀时所需c(S2-):Ni2+需10-21/0.1=10-20mol/L,Ag+需10-50/(0.1)2=10-48mol/L,Ag+所需S2-浓度更小,先沉淀,D正确;
故选C。
二、非选择题(共58分)
15. 实验室中有一瓶未知浓度的氨水,分别进行以下实验:
实验I:测定氨水pH值
(1)常温下,测得其pH=11.1,该数据值是通过___________(填“pH试纸”或“pH计”)测出的。通过计算,可知该氨水物质的量浓度约为___________mol/L(结果保留小数点后1位,已知常温下Kb=10-4.8)。
实验Ⅱ:滴定测定氨水的物质的量浓度。
取20.00 mL该氨水于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用0.11 mol/L的盐酸标准溶液进行滴定。
(2)合适的指示剂为___________(填“石蕊”、“酚酞”或“甲基橙”)。
(3)滴定前后盛放盐酸的滴定管液面位置如图所示,该次滴定所消耗的盐酸体积为___________mL。由此算出的氨水浓度为___________mol/L(结果保留两位有效数字)。
(4)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果,既氨水浓度偏低的为___________。
A. 锥形瓶水洗后未干燥
B. 酸式滴定管使用前,水洗后未用待装盐酸溶液润洗
C. 临近终点,未遵循“半滴操作”
D. 滴定终点读数时俯视读数
实验Ⅲ:中和热的测定。
利用该氨水与稍过量的某稀硫酸进行中和热的测定实验。
(5)测得的中和热的数值___________(填“>”、“=”或“<”)57.3。
(6)从如图实验装置看,其中缺少的一件玻璃仪器名称是___________。
【答案】(1) ①. pH计 ②. 0.1
(2)甲基橙 (3) ①. 22.00 ②. 0.12 (4)D
(5)< (6)环形玻璃搅拌棒
【解析】
【分析】(1)pH试纸测量溶液酸碱性时读数为一般整数,pH计可以读到小数点后一位或两位;(2)指示剂的变色范围必须全部或部分落在滴定反应的突跃范围内,所以滴定终点偏酸性一般选甲基橙,偏碱性一般选酚酞,不选石蕊做指示剂的原因是颜色变化不明显;(3)标准液读两次数据,做差得到消耗标准液的量,注意精确度为0.01 ml;(4)酸碱中和滴定中“半滴操作”是指接近终点时,为避免过量滴加、提升读数精确度而采用的微量加液手法,核心是精准控制“半滴”标准溶液参与反应;操作步骤为:①轻微转动酸式滴定管活塞(或挤压碱式滴定管胶管),让溶液在滴定管尖悬挂成“半滴”(未自然滴落的状态);②用锥形瓶内壁轻轻靠下这半滴溶液,使其流入瓶内;③立即用洗瓶取少量蒸馏水,冲洗锥形瓶内壁,确保半滴溶液完全与瓶内待测液混合反应;(5)中和热是指在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol液态水所释放的热量,其标准值通常约为-57.3kJ/mol(负号表示放热);(6)中和热需要的仪器有:量热计(或用简易装置替代,如大烧杯、小烧杯、碎泡沫塑料、硬纸板组成的保温体系)、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒等,实验的关键是保温;据此作答。
【小问1详解】
用pH试纸测量溶液酸碱性时读数为整数,pH计更精确,可以读取小数位,则答案①为:pH计;已知,又,代入数据得,则答案②为:0.1;
【小问2详解】
盐酸滴氨水,终点时生成氯化铵,溶液呈酸性;甲基橙变色范围为3.1~4.4,适合滴定终点,答案为:甲基橙;
【小问3详解】
滴定前读数为0.80 ml,滴定后读数为22.80 ml,则滴定所消耗的盐酸体积为22.80-0.80=22.00 ml;依据酸碱中和滴定原理有,代入数据有=;则答案为:①22.00;②0.12;
【小问4详解】
依据酸碱中和滴定原理有,变化会影响氨水的浓度,据此分析:
A.锥形瓶水洗后未干燥,不影响氨水的物质的量,对结果无影响,A错误;
B.酸式滴定管未润洗,盐酸被稀释,消耗体积偏大,导致氨水浓度偏高,B错误;
C.未遵循“半滴操作”可能是未加半滴溶液,则标准液体积偏小,氨水浓度偏低;也可能是多加了标准液,则标准液体积偏大,氨水浓度偏高,C错误;
D.滴定终点俯视读数,读取的盐酸体积偏小,则氨水浓度偏低,D正确;
则答案选D;
【小问5详解】
氨水属于弱碱溶液,中和过程中弱碱电离会吸收部分热量,导致测量数值偏小,则答案为:<;
【小问6详解】
中和热测定实验中,需要用环形玻璃搅拌棒搅拌,使酸碱充分混合,反应彻底,确保温度测量准确,则答案为:环形玻璃搅拌棒。
16. 乙烯是重要化工原料,下列是有关乙烯生产的三种途径。
途径I:以乙醇C2H5OH(g)为原料制备乙烯C2H4(g)的反应如下:
①C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g) ΔH1>0
②2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g) ΔH2<0
两反应的lnK随温度(T)的变化如图所示:
(1)表示反应①的lnK随温度(T)的变化曲线为___________(填“a”或“b”)。
(2)混合体系处于图中M点时,平衡体系中各个物质的物质的量浓度间应满足的关系为c(C2H5OC2H5)=___________。
途径Ⅱ:以乙烷C2H6(g)为原料制备C2H4(g)的反应如下:
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH
(3)依据下列键能及各物质的结构式,求算ΔH=___________kJ/mol。
C-C
C=C
C-H
H-H
键能(kJ/mol)
350
610
410
440
(4)该反应倾向于___________(填“高温”、“低温”、“任意温度均”或“任意温度均不”)自发。
(5)在恒温恒容密闭容器中充入一定量C2H6(g),仅发生该反应,下列叙述正确的有___________。
A. 起始时,充入更多C2H6(g),则C2H6(g)活化分子百分数升高,反应速率加快
B. 反应过程中,及时分离产生的H2(g),可提高C2H6(g)的转化率
C. 混合气体的平均相对分子质量不随时间变化,既达平衡
D. 平衡后,压缩容器,平衡将逆向移动,故正反应的平衡常数K减小
途径Ⅲ:以丙烷C3H8(g)为原料制备乙烯C2H4(g)的反应如下:
C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g)
(6)在某温度下,总压保持为120 kPa,向体积可变的密闭容器中充入2 mol C3H8(g)和3 mol氩气,达到平衡时,C2H4(g)的分压p(C2H4)为20 kPa,则C3H8的转化率为___________,该温度下,该反应的平衡常数Kp=___________kPa。(提示:用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数Kp,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)a (2)c(C2H4)·c(C2H5OH)
(3)+120 (4)高温 (5)BC
(6) ①. 50% ②. 20
【解析】
【小问1详解】
反应①为吸热反应,升温K增大,故lnK增大,表示反应①的lnK随温度(T)的变化曲线为a;
【小问2详解】
反应①的平衡常数为:K=,反应②的平衡常数K=,M点时两个反应的平衡常数相等,故:,故:c(C2H5OC2H5)= c(C2H4)·c(C2H5OH);
【小问3详解】
反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,故;
【小问4详解】
该反应正向气体分子数增加,为熵增的吸热反应,倾向于高温自发;
【小问5详解】
A.起始时,充入更多C2H6(g),浓度增大,单位体积内C2H6(g)活化分子数增多,反应速率加快,但活化分子百分数不变,A错误;
B.反应过程中,及时分离产生的H2(g),平衡正向移动,可提高C2H6(g)的转化率,B正确;
C.该反应正向气体分子数增加,总物质的量增大,混合气体的总质量不变,随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量一直减小,不变时即达平衡,C正确;
D.该反应正向气体分子数增加,平衡后,压缩容器,平衡将逆向移动,平衡常数仅受温度影响,正反应的平衡常数K不变,D错误;
故选BC;
【小问6详解】
平衡时C2H4(g)的分压p(C2H4)为20 kPa,则平衡时其物质的量分数为:,设平衡时C2H4的转化量为x mol,可列出三段式:,故,解得x=1,则C3H8的转化率为:;平衡时C3H8、C2H4、CH4的物质的量均为1mol,三者分压相等,均为:,。
17. 一种从富锌的废渣(主要含CoO、ZnO、PbO、FeO及油污)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知:
I.在pH=3~7环境下,KMnO4一般还原为MnO2
II.溶液中相关离子沉淀完全(c≤10-5 mol/L)时的pH:
Fe3+
Fe2+
Co3+
Co2+
Zn2+
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
(1)为了去除废渣表面附着的油污,“酸浸”之前先用热的Na2CO3溶液浸泡。用离子方程式表示“Na2CO3溶液具有去油污能力”的原理___________。
(2)“滤渣1”主要成分为___________(填化学式)。
(3)常温下,向“过滤1”后的溶液中加入H2O2,其H2O2实际消耗量超过理论用量,其可能原因是___________。
(4)“加入X调pH=4”过程中,溶液中未出现新的杂质离子,且溶液中Co2+浓度无明显变化,则试剂X可能为___________(填化学式,任写一种即可)。
(5)“氧化沉钴”的离子方程式为___________。
(6) “除钴液”中主要的金属阳离子有___________(写离子符号),残留的Co3+浓度为___________mol/L。
【答案】(1)CO+H2OHCO+OH-
(2)PbSO4 (3)Fe3+会催化H2O2的分解
(4)ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2等
(5)3Co2++MnO+7H2O=3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(6) ①. Zn2+和K+ ②. 10-16.7
【解析】
【分析】由题中信息可知,用硫酸溶液处理含有CoO、ZnO、PbO、FeO及油污的废渣,得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、等离子的溶液,PbO与硫酸反应生成难溶的PbSO4,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4,向过滤后的滤液中加入 H2O2,将Fe2+氧化为 Fe3+然后加入X,调节pH=4,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3,则“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3,滤液中的金属离子主要是Co2+和Zn2+,最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂KMnO4,将溶液中的Co2+氧化为 Co3+,在pH=5时,Co3+形成沉淀Co(OH)3,而KMnO4则被还原为MnO2,得到Co(OH)3和MnO2的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答。
【小问1详解】
Na2CO3水解使溶液呈碱性,可用于除去油污,水解以第一步为主,故离子方程式为CO+H2OHCO+OH-;
【小问2详解】
由分析可知滤渣1为PbSO4;
【小问3详解】
H2O2实际消耗量超过理论用量,原因是除了氧化Fe2+生成Fe3+,产生的Fe3+会催化H2O2的分解;
【小问4详解】
根据题意,溶液中未出现新的杂质离子,且溶液中Co2+浓度无明显变化,则X中含有Zn元素,可以为ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2等;
【小问5详解】
由分析,KMnO4与Co2+反应,形成沉淀Co(OH)3和MnO2,反应的离子方程式为3Co2++MnO+7H2O=3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+;
【小问6详解】
由分析可知,“除钴液”中主要的金属阳离子有Zn2+和K+;根据题中数据,pH=1.1时Co3+完全沉淀,此时c(H+)=10-1.1 mol/L,则c(OH-)=,Ksp[Co(OH)3]=1.0×10-5×(10-12.9)3=10-43.7,“除钴液”的pH=5,c(H+)=10-5 mol/L,则c(OH-)=,溶液中c(Co3+)=。
18. 天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3和CeCl3的工艺流程如图:
已知:25℃时,Ksp[Al(OH)3]=10-33,Ksp[Fe(OH)3]=10-38
(1)下列不能有效增大“酸浸”效率的为___________。
A. 适当升温 B. 粉碎 C. 加压 D. 搅拌
(2)“酸浸”过程中产生的气体X为___________(填化学式)。
(3)“滤渣1”的主要成分难溶性钙盐和FePO4外还有___________(填化学式)。
(4)“加氨水调pH”的目的是沉淀Al3+和Fe3+。25℃时,分离出“滤渣2”时,所得的滤液中c(Al3+):c(Fe3+)=___________。
(5)“沉铈”过程中有CO2放出,写出“沉铈”时发生反应的离子方程式为___________。
(6)“沉铈”后的“滤液”中最主要的溶质为___________(填物质名称)。
(7)选用NH4HCO3进行“沉铈”,而不用NaHCO3,试分析使用NaHCO3可能带来的问题___________。
(8)Ce2(CO3)3溶于盐酸后,由CeCl3溶液获得CeCl3固体的操作为___________。
【答案】(1)C (2)HF
(3)SiO2 (4)105
(5)
(6)硫酸铵 (7)相较于NH4HCO3,NaHCO3碱性更强,产品1中可能混有Ce(OH)3
(8)在HCl气氛保护下蒸发结晶
【解析】
【分析】根据题干要求可知,天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质,首先加入硫酸进行酸浸,CePO4转化为,SiO2与硫酸不反应,Al2O3转化为,Fe2O3转化为,CaF2转化为和,之后加入溶液转化为FePO4从而除去磷元素,此外滤渣一中含有未反应的SiO2和上一步生成的难溶性钙盐,接着加入氨水除掉溶液中的Al3+和Fe3+,再接着加入NH4HCO3进行沉铈,转化成,最后加入盐酸经过一系列转化变成CeCl3;
【小问1详解】
因为反应物为固体和硫酸溶液,加压不能增大“酸浸”效率,故选C;
【小问2详解】
根据分析可知,独居石酸浸后,CaF2会和硫酸反应转化为难溶物和气体,所以气体为;
【小问3详解】
根据分析可知,加入溶液除去磷元素的过程中,除了生成难溶物FePO4之外,还有未反应的SiO2;
【小问4详解】
题中已知25℃时,Ksp [Al(OH)3]=10-33,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,,所以;,所以,那么c(Al3+):c(Fe3+)
【小问5详解】
沉铈步骤中加入了NH4HCO3溶液,和溶液中的发生反应生成,除此之外还生成了气体CO2,所以离子方程式为:;
【小问6详解】
根据上一步骤反应的离子方程式可以分析可知,还有中的硫酸根离子以及NH4HCO3溶液中的铵根离子未反应,故溶液中的最主要的溶质为硫酸铵;
【小问7详解】
NaHCO3的碱性较强,沉铈过程中容易生成Ce(OH)3,会使产品1中混有Ce(OH)3杂质;
【小问8详解】
由于盐酸具有挥发性,在蒸发过程中部分盐酸会随着加热逸出,所以在蒸发过程中需要在HCl气氛保护下蒸发结晶。
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