内容正文:
高二化学期末练习
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.天然气燃烧
C.冶炼金属钠
D.行驶中的电动车
A. A B. B C. C D. D
2. 下列物质中,含有离子键的是
A. B. C. D.
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子式:
B. 硫的基态原子的价电子轨道表示式:
C. 的球棍模型:
D. 的名称:2,2,5-三甲基己烷
4. 下列说法正确的是
A. 互为同位素 B. 一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体
C. 和互为同素异形体 D. 和是同系物
5. 下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A. 非金属性: B. 熔点:
C. 碱性: D. 热稳定性:
6. 下列有关化学反应速率的说法中正确的
A. 用铁片与硫酸反应制取氢气时,用质量分数为98%的浓硫酸可增大产生氢气的速率
B. 用锌片与硫酸反应制取氢气时,加入数滴硫酸铜溶液,可以加快制取氢气的反应速率
C. 等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质的量浓度的盐酸反应,反应速率相等
D. 升高温度,反应物分子中活化分子百分数不变
7. 反应在有、无催化剂条件下能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 催化时,该反应的速率取决于步骤①
B. 使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
C. 其他条件相同,增大,的平衡转化率下降
D.
8. 阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种具有解热镇痛作用的合成药物,以水杨酸为原料生产阿司匹林的主要反应是:
下列说法不正确的是
A. 水杨酸中含有2种官能团 B. 该反应的反应类型是酯化反应
C. 乙酰水杨酸分子式为 D. 乙醇与乙酸酐反应生成乙酸乙酯和乙酸
9. 下列解释相关化学现象的化学用语正确的是
A. 常温下,溶液:
B. 用纯碱溶液去除油污:
C. 实验室制备胶体:
D. 甲烷燃料电池(熔融为电解质)负极反应式:
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,pH=3的HCOOH溶液中,H+的数目为
B. 熔融状态下1 mol氯化钠中有离子
C. 等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D. 在1 L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中,的数目为
11. 下列装置及设计不能达到实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.探究反应物浓度对反应速率的影响
C.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
12. 下列有关实验的操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH
酸性:
B
向的溶液平衡体系中加入少量KCl固体
溶液血红色基本不变
KCl不影响该平衡
C
分别测定的盐酸和醋酸与等量锌粉的反应速率
前者大于后者
盐酸的电离程度更大
D
分别测浓度均为的和溶液的pH
后者大于前者
说明的水解常数小于
A. A B. B C. C D. D
13. 某新型电池的工作原理如图所示,已知电池放电时的反应为(反应前后Na的化合价不变)。下列说法错误的是
A. 电极M是电池的正极
B. 电池的负极发生反应
C. 电池工作时,移向电极M
D. 电池工作时,每消耗的,有0.1molMn被氧化
14. 图为氯碱工业原理示意图。下列说法不正确的是
A. 电极a发生反应:
B. 阴极室通入的是稀溶液
C. 改用阴离子交换膜不影响生产效果
D. 理论上,每生成(标准状况),便生成
15. 溶液可以处理锅炉水垢中的,使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程:
①将溶液和溶液等体积混合得浊液a
②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a,溶液红色变浅
③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b,浸泡在滴有酚酞的溶液中,一段时间后溶液红色变浅
已知:
下列说法中不正确的是
A. 浊液a中硫酸根离子的浓度为
B. ②中溶液红色变浅可证明有转化为
C. ③中溶液红色变浅可证明有转化为
D. 向白色沉淀b中加入的溶液,沉淀几乎全部转化
16. 常温下,将1.0 mol/L盐酸滴入20 mL1.0 mol/L氨水中,溶液pH随加入盐酸体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
已知:不考虑溶液温度和体积的变化。
A. 该反应的离子方程式为
B. 常温下,a点对应的溶液中,
C. b点对应的溶液中,
D. 溶液导电能力:c>b>a
17. 一定温度下,向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生反应: 。下列说法不正确的是
A. 该反应在高温下能自发进行
B. 加入高效催化剂有可能提高CO的产率
C. 升高温度和减小压强一定能提高的转化率
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
18. 由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数
(25℃)
A. 同物质的量浓度溶液的pH:
B. 过量HCN与溶液混合:
C. 溶液呈碱性的原因是存在平衡:
D. 溶液中存在:
19. 处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B. “碱浸”过程中应加入过量固体,确保沉淀完全
C. “氧化”过程中体系的pH会降低
D. “沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质
20. 某学习小组通过如图所示装置探究与,能否反应产生,已知的升华温度为315℃。下列相关说法不正确的是
实验操作和现象:
操作
现象
点燃酒精灯,加热
ⅰ.试管A中部分固体溶解,上方出现白雾
ⅱ.稍后,试管A中产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
ⅲ.试管B中溶液变蓝
A. 为保证实验的严谨性,应另设置加热的对照实验
B. 黄色气体中可能含有和
C. 为进一步确认黄色气体是否含有,应在A、B间增加盛有饱和溶液的洗气瓶
D. 若实验证明A中产生,综合上述现象,试管A中的固体产物可能为
21. 催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ(副反应):
其他条件相同时,反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法正确的是
A. 280℃后,平衡总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快
B. 240℃-300℃,实际总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快,且温度对主反应的影响大于副反应
C. 240℃-300℃,二甲醚实际选择性降低的原因是:副反应速率>主反应速率
D. 由图可知:该条件下投入等物质的量时,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃
22. 回答问题:
(1)根据原子核外电子排布特征
①基态Al原子的轨道表示式是___________。
②基态原子的价层电子排布式是___________。
(2)组成分子的三种元素中,电负性最大的元素是___________。
(3)作为储氢材料的,能发生水解反应产生氢气,该反应的化学方程式是___________。
(4)存在的化学键类型是___________。
a.只含有离子键 b.只含有共价键 c.既含有离子键又含有共价键
(5)基态氮原子的电子有___________种空间运动状态。基态占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是___________。
(6)微粒间相互作用与物质性质
①下列物质的分子中同时存在键和键的是___________(填字母)。
a. b. c. d.
②比较与分子中的键角大小并给出相应解释:比较___________;解释___________。
③的沸点(-86℃)高于的沸点(-112℃),原因是___________。
④下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是___________(填字母序号)。
a.常压下,4℃时水的密度最大
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强
23. 利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇。
(1)合成原理:
①该反应的平衡常数表达式:_______。
②为提高的平衡转化率,可采取的措施有_______(写两条)。
(2)在一定温度下,将1mol和3mol充入容积为IL的恒容密闭容器中合成甲醇,下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(写序号)。
a.甲醇的质量不再增加
b.
c.混合气体压强不变
d.若使用为反应物,反应物和产物均含有
(3)相同时间内,4.00MPa,的条件下,温度对反应结果的影响如图所示:
已知:ⅰ.为转化率,为选择性,为产率。
ⅱ.;
①由图像可知,合成甲醇过程中存在副反应。依据是:_______。
②根据信息,在其他条件一定情况下,制备甲醇宜选用的反应条件:_______。
24. 海洋中蕴藏着丰富的镁资源。某海水提镁的工艺流程如下图所示(已知:海水中含有、等杂质离子)。
(1)步骤I中加适量溶液发生反应的离子方程式是______。
(2)海水中钙离子含量过高,会影响氢氧化镁的纯度,碳酸钠加入量对钙去除率和镁损失率的影响如下图所示,工业上选取碳酸钠与钙离子最佳物质的量之比为1.3,原因是______。
(3)已知:
氢氧化物
开始沉淀的pH
9.1
完全沉淀的pH
11.1
①步骤II中一般控制溶液的pH在之间,若pH过低()会导致的问题是______。
②步骤II中常采用“搅拌”和“缓慢加入石灰乳”的方式制得,以避免造成镁离子的损失,请从化学反应速率角度解释“缓慢加入石灰乳”的原因______。
(4)步骤IV中需在气流中加热晶体制得无水,请结合化学平衡移动原理解释原因______。
(5)上述流程中,可以循环利用的物质是______(写一种即可)。
25. 某小组探究含元素的化合物间的转化,进行如下实验。
资料:
ⅰ、含Cr元素的常见粒子:(橙色)、(黄色)、(溶于水,蓝紫色不稳定)、(绿色)、(蓝灰色,难溶于水,可溶于强酸、强碱)、(亮绿色)。
ⅱ、在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快。
iii、在碱性环境中,不能氧化+3价铬元素。
实验操作及现象如下:
装置
步骤
操作
现象
2mL溶液
Ⅰ
先滴入稀硫酸至,再滴入5滴5%溶液,振荡
溶液橙色加深。滴入溶液后迅速变为蓝紫色,有气泡生成。稍后,无明显气泡时,溶液由蓝紫色完全变为绿色
Ⅱ
继续缓慢滴入10滴NaOH溶液,边滴,边振荡
又有气泡生成,溶液最终变为黄色
(1)已知(橙色)(黄色)。从化学平衡移动原理可知,滴入稀硫酸后,______,导致平衡逆向移动,增大,溶液橙色加深。
(2)Ⅰ中,溶液由橙色变为绿色的总反应的离子方程式是______。
(3)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,又有气泡生成原因是______。
(4)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,预测有沉淀生成,但实验时未观察到。提出假设:在碱性环境中+3价铬元素被氧化。
①甲同学设计实验证明假设成立:取少量Ⅰ中的绿色溶液,在滴入NaOH溶液前增加一步操作:______。然后滴入NaOH溶液,有蓝灰色沉淀生成,继续滴入溶液,沉淀溶解,溶液变为亮绿色。
②乙同学进一步研究碱性环境对+3价铬元素的还原性或的氧化性的影响,设计如图实验。
右侧烧杯的溶液中,氧化剂是______。
开始时灵敏电流计指针不偏转,分别继续进行如下实验。
ⅰ、向左侧烧杯中滴入NaOH溶液,出现蓝灰色沉淀,继续缓慢滴入NaOH溶液,灵敏电流计指针向右偏转(电子从左向右运动),此时左侧的电极反应式为______。
ⅱ、向右侧烧杯中滴入NaOH溶液,有微小气泡生成,灵敏电流计指针向左偏转,左侧无明显变化。此时原电池中的总反应的化学方程式为______。
③由上述实验可知:碱性环境对______产生了影响。
A.+3价铬元素的还原性
B.的氧化性
C.+3价铬元素的还原性和的氧化性
D.不能确定
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高二化学期末练习
1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.天然气燃烧
C.冶炼金属钠
D.行驶中的电动车
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.风力发电是将风能转化为电能,A错误;
B.天然气燃烧是将化学能转化为热能和光能,B错误;
C.冶炼金属钠通常采用电解熔融氯化钠的方法,该过程将电能转化为化学能,C正确;
D.电动车行驶过程是将电能转化为机械能的过程,D错误;
故选C。
2. 下列物质中,含有离子键的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2S是共价化合物,只含有共价键,不含离子键,A不符合题意;
B.H2O2是共价化合物,只含有共价键,不含离子键,B不符合题意;
C.H2SO4是共价化合物,分子内为共价键,不含离子键,C不符合题意;
D.(NH4)2SO4是离子化合物,含有铵离子()和硫酸根离子()之间的离子键,D符合题意;
故选D。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 的电子式:
B. 硫的基态原子的价电子轨道表示式:
C. 的球棍模型:
D. 的名称:2,2,5-三甲基己烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.离子化合物,由钠离子和过氧根离子构成,过氧根离子中氧原子间形成非极性共价键,电子式为:,A正确;
B.硫原子基态的价电子构型为3s23p4,题中价电子轨道表示式未画出3s2部分,B错误;
C.分子与 NH3 类似,呈三角锥形,球棍模型符合其空间结构,C正确;
D.其主链为6个碳,三处取代基均为甲基且位置在2、2、5号碳名称为:2,2,5-三甲基己烷,D正确;
故选B。
4. 下列说法正确的是
A. 互为同位素 B. 一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体
C. 和互为同素异形体 D. 和是同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子的互称,不是分子的互称,则不互为同位素,故A错误;
B.一氯甲烷和二氯甲烷的分子式不同,不可能互为同分异构体,故B错误;
C.同素异形体是同种元素形成的不同单质的互称,一氧化碳和二氧化碳是化合物,不是单质,所以不可能互为同素异形体,故C错误;
D.和是结构相似、分子组成相差1个CH2原子团的烷烃,互为同系物,故D正确;
故选D。
5. 下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A. 非金属性: B. 熔点:
C. 碱性: D. 热稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氧和硫同主族,非金属性O>S,符合同主族从上到下非金属性减弱的规律,可用元素周期律解释,A不符合题意;
B. 卤化氢熔点是物理性质,取决于分子间作用力(如范德华力),不能用元素周期律解释,B符合题意;
C. 钠和镁同周期,金属性Na>Mg,碱性NaOH>Mg(OH)2,符合主族元素同周期从左到右金属性减弱的规律(金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强),可用元素周期律解释,C不符合题意;
D. 氮和磷同主族,非金属性N>P,热稳定性NH3>PH3,符合同主族从上到下非金属性减弱的规律(非金属性越强,氢化物越稳定),可用元素周期律解释,D不符合题意;
故答案选B。
6. 下列有关化学反应速率的说法中正确的
A. 用铁片与硫酸反应制取氢气时,用质量分数为98%的浓硫酸可增大产生氢气的速率
B. 用锌片与硫酸反应制取氢气时,加入数滴硫酸铜溶液,可以加快制取氢气的反应速率
C. 等质量的锌粉和锌片与相同体积相同物质的量浓度的盐酸反应,反应速率相等
D. 升高温度,反应物分子中活化分子百分数不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁在质量分数为98%的浓硫酸中发生钝化,形成致密氧化膜阻碍反应,无法增大氢气生成速率,A错误;
B.锌片与硫酸反应时加入硫酸铜溶液,锌置换出铜形成原电池,原电池效应可加快氢气生成速率,B正确;
C.锌粉比锌片表面积更大,与盐酸接触更充分,反应速率更快,二者不相等,C错误;
D.升高温度使更多分子获得能量成为活化分子,活化分子百分数增大,D错误;
故答案选B。
7. 反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 催化时,该反应的速率取决于步骤①
B. 使用作催化剂同时降低了正、逆反应的活化能
C. 其他条件相同,增大,的平衡转化率下降
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图中可以看出反应①的峰较低,活化能小,反应②峰较高,活化能大,催化时,反应②进行的慢,所以该反应的速率取决于步骤②,故A错误;
B.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,则使用催化剂,既能降低正反应的活化能,也能降低逆反应的活化能,故B正确;
C.其他条件相同,增大,的相对含量增多,平衡正向移动,导致的转化率升高,故C错误;
D.图中未给出能量的相关数据,不能比较焓变值。但客观条件已知,当由气态变为固态时,会放出热量,因此生成比生成放出的热量更多,所以,故D错误;
故选B。
8. 阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种具有解热镇痛作用的合成药物,以水杨酸为原料生产阿司匹林的主要反应是:
下列说法不正确的是
A. 水杨酸中含有2种官能团 B. 该反应的反应类型是酯化反应
C. 乙酰水杨酸的分子式为 D. 乙醇与乙酸酐反应生成乙酸乙酯和乙酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.水杨酸中含有羟基和羧基两种官能团,A正确;
B.酯化反应通常指羧酸与醇反应生成酯和水,该反应是酸酐与醇(酚)反应,虽然产物是酯,但在中学范畴内,该反应类型通常称为取代反应或酰化反应,而非酯化反应,B错误;
C.根据乙酰水杨酸的结构简式可知,其分子式为C9H8O4,C正确;
D.乙酸酐中的一个乙酰基(-COCH3)会与乙醇的羟基结合生成乙酸乙酯(CH3COOC2H5),乙酸酐的另一部分与乙醇羟基上的氢结合生成乙酸(CH3COOH),反应方程式为:(CH3CO)2O + C2H5OH → CH3COOC2H5 + CH3COOH ,D正确;
故选B。
9. 下列解释相关化学现象的化学用语正确的是
A 常温下,溶液:
B. 用纯碱溶液去除油污:
C. 实验室制备胶体:
D. 甲烷燃料电池(熔融为电解质)负极反应式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.铜离子()水解使溶液呈酸性,但水解程度较小,生成的较少,不会生成沉淀,正确的离子方程式为,A错误;
B.碳酸根离子()水解分两步完成,第一步水解方程式为,而非直接生成和,B错误;
C.实验室是通过往沸水中滴加几滴饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体的,反应的离子方程式为,C错误;
D.甲烷燃料电池(熔融为电解质)中,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为,该选项方程式书写规范且原子、电荷均守恒,D正确;
故选D。
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,pH=3的HCOOH溶液中,H+的数目为
B. 熔融状态下1 mol氯化钠中有离子
C. 等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D. 在1 L 0.1mol·L-1的NH4Cl溶液中,的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据选项所给信息,可以算出氢离子的浓度,但未给出溶液体积,无法计算氢离子数目,A错误;
B.熔融状态下完全电离为和,1 mol NaCl含1 mol Na+和1 mol Cl-,离子的总物质的量为2 mol,即数目为,B正确;
C.计算氧原子总数时需要给定二氧化碳和二氧化硫的具体的物质的量,C错误;
D.在水中电离出和,在溶液中发生水解,其实际数目小于,D错误;
故选B。
11. 下列装置及设计不能达到实验目的的是
A.测定中和反应反应热
B.探究反应物浓度对反应速率的影响
C.测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率
D.探究温度对化学平衡的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.此装置中,内外桶中间有隔热层,内外桶口与杯盖相平,吻合度高,有温度计、环形玻璃搅拌棒,则装置的保温效果好,最高温度的测定准确,A正确;
B.通过改变硫酸钠溶液的浓度探究反应物浓度对反应速率的影响,硫酸钠是与反应无关的物质,改变硫酸钠浓度,不会影响反应速率,则不能达到目的,B错误;
C.锌与稀硫酸反应,测定相同时间内产生的氢气体积,或者产生相同体积氢气所用的时间,可测定平均反应速率,C正确;
D.NO2呈红棕色,N2O4呈无色,依据热水中圆底烧瓶内气体的颜色与冷水中圆底烧瓶内气体的颜色的深浅,可确定平衡移动的方向,从而确定温度对化学平衡的影响,D正确;
故选B。
12. 下列有关实验的操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
测定等物质的量浓度的溶液和NaClO溶液的pH
酸性:
B
向的溶液平衡体系中加入少量KCl固体
溶液血红色基本不变
KCl不影响该平衡
C
分别测定的盐酸和醋酸与等量锌粉的反应速率
前者大于后者
盐酸的电离程度更大
D
分别测浓度均为的和溶液的pH
后者大于前者
说明的水解常数小于
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.测定等物质的量浓度的Na2CO3和NaClO溶液pH,现象Na2CO3溶液的pH更大,说明CO水解程度更大,则酸性:HCO<HClO,但不能据此判断H2CO3和HClO酸性,实际酸性H2CO3>HClO,A错误;
B.FeCl3与KSCN混合后发生反应:Fe3+ + 3SCN−Fe(SCN)3,KCl不参与反应,因此加入KCl固体,平衡不移动,溶液血红色基本不变,B正确;
C.pH=3的盐酸和醋酸初始H+浓度相同,与锌粉反应时初始速率相同,但醋酸是弱酸,会继续电离出氢离子,因此反应开始后醋酸中氢离子浓度大于盐酸,则醋酸速率更快,现象错误,且盐酸为强酸完全电离,C错误;
D.探究和HCO的水解常数大小,需控制变量,可测定等浓度的醋酸钠和碳酸氢钠的pH,而CH3COONH4溶液中CH3COO−和NH双水解,NH水解影响溶液pH,因此不能根据此实验得出结论,D错误;
故选:B。
13. 某新型电池的工作原理如图所示,已知电池放电时的反应为(反应前后Na的化合价不变)。下列说法错误的是
A. 电极M是电池的正极
B. 电池的负极发生反应
C. 电池工作时,移向电极M
D. 电池工作时,每消耗的,有0.1molMn被氧化
【答案】D
【解析】
【分析】根据题给信息电池放电时的反应为(反应前后Na的化合价不变)可知,Mn元素化合价降低,发生得电子的还原反应,所以电极M为电池的正极,C元素化合价升高,NaxCn在电极N发生失电子的氧化反应,据此分析解答。
【详解】A.由电池总反应可知,放电时,M电极发生反应Na1-xMnO2+xe-+xNa+= NaMnO2,所以电极M是电池的正极,故A正确;
B.由电池总反应可知,放电时,电池的负极发生反应NaxCn -xe-=xNa++ nC,故B正确;
C.M是正极、N是负极,电池工作时,Na+移向电极M,故C正确;
D.根据反应总方程式可知,每消耗的,有0.1molMn被还原,故D错误;
答案选D。
14. 图为氯碱工业原理示意图。下列说法不正确的是
A. 电极a发生反应:
B. 阴极室通入的是稀溶液
C. 改用阴离子交换膜不影响生产效果
D. 理论上,每生成(标准状况),便生成
【答案】C
【解析】
【分析】图为氯碱工业原理示意图,根据移动方向可知电极a为阳极,氯离子在阳极放电生成氯气,电极反应式为:;b;电极为阳极阴极b为阴极,水得电子被还原,同时生成,电极反应式为:,据此解答。
【详解】A.由分析可知,电极a为阳极,电极反应式为:,A正确;
B.、NaOH在阴极生成,则阴极室的B处通入的是稀溶液,为了增强导电性,B正确;
C.若改用阴离子交换膜,会通过阴离子交换膜向阳极移动,与阳极产生的发生反应,会影响生产效果,C错误;
D.阳极电极反应式为:,阴极电极反应式为:,则理论上,每生成(标准状况为1 mol),转移,根据阴极反应式会生成,即生成,D正确;
故选C。
15. 溶液可以处理锅炉水垢中的,使其转化为疏松、易溶于酸的。某兴趣小组模拟上述过程:
①将溶液和溶液等体积混合得浊液a
②向滴有酚酞的溶液中加等体积的浊液a,溶液红色变浅
③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b,浸泡在滴有酚酞的溶液中,一段时间后溶液红色变浅
已知:
下列说法中不正确的是
A. 浊液a中硫酸根离子的浓度为
B. ②中溶液红色变浅可证明有转化为
C. ③中溶液红色变浅可证明有转化为
D. 向白色沉淀b中加入的溶液,沉淀几乎全部转化
【答案】B
【解析】
【详解】A.将溶液和溶液等体积混合后得到浊液且硫酸根离子浓度和钙离子浓度相等,,A正确;
B.向含有酚酞的溶液中加入浊液a(含沉淀和溶液中的、),红色变浅说明浓度减小,可能原因是溶液被稀释,或是浊液a中含有溶解的 (浓度 ) 和 固体。 立即与 反应:,消耗 ,导致溶液碱性减弱,红色变浅,无法证明有转化为,B错误;
C.将过滤后的白色沉淀b固体(固体)浸泡在溶液中,红色变浅说明被消耗,此时溶液中无游离的,只能通过转化为来实现,C正确;
D.白色沉淀b为,向白色沉淀b中加入的溶液则会发生:,平衡常数,若加入,设溶液中,则,x无限接近1,说明几乎完全转化为,D正确;
故选B。
16. 常温下,将1.0 mol/L盐酸滴入20 mL1.0 mol/L氨水中,溶液pH随加入盐酸体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
已知:不考虑溶液温度和体积的变化。
A. 该反应的离子方程式为
B. 常温下,a点对应的溶液中,
C. b点对应的溶液中,
D. 溶液的导电能力:c>b>a
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题干信息可知,该反应的化学方程式为:NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O,故其离子方程式为:,A正确;
B.在a点的氨水中,,而。由可知,,B错误;
C.根据电荷守恒可知,溶液中有:,结合题干图像可知,b点对应的溶液呈中性,说明,则,故溶液中有:,C正确;
D.溶液中离子浓度越大,导电性越强,一水合氨是弱电解质,电离出的离子浓度小,盐酸为强电解质,氨水和盐酸反应生成氯化铵也为强电解质,所以滴加过程中溶液的离子浓度增大,导电能力增强,故溶液的导电能力:,D正确;
故选B。
17. 一定温度下,向恒容密闭容器中充入甲烷和水蒸气,发生反应: 。下列说法不正确的是
A. 该反应在高温下能自发进行
B. 加入高效催化剂有可能提高CO的产率
C. 升高温度和减小压强一定能提高的转化率
D. 达到平衡状态后,升高温度,的值变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应ΔH>0(吸热),ΔS>0(气体分子数增加),根据,高温时ΔG<0,反应能自发进行,A正确;
B.催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态和平衡产率,因此不能提高CO的产率,B错误;
C.反应吸热(ΔH>0)且气体分子数增加,升高温度使平衡正向移动,减小压强有利于体积增大的方向,两者均能提高转化率,C正确;
D.该表达式恰为平衡常数K的表达式,由于反应吸热,升高温度K值增大,故该比值变大,D正确;
故选B。
18. 由表中数据判断下列说法不正确的是
弱酸
HCN
电离常数
(25℃)
A. 同物质的量浓度溶液的pH:
B. 过量的HCN与溶液混合:
C. 溶液呈碱性的原因是存在平衡:
D. 溶液中存在:
【答案】C
【解析】
【分析】由表格的数据可知,酸性HNO2>H2CO3>HCN>。
【详解】A.Na2CO3对应的酸为,NaNO2对应的酸为HNO2,根据越弱越水解的规律可知,Na2CO3的水解程度更大,故pH:Na2CO3>NaNO2,A正确;
B.由于酸性H2CO3>HCN>,过量的HCN与Na2CO3溶液反应的方程式为+HCN+CN-,B正确;
C.H2CO3的Ka2=4.7×10-11,Kh2==≈2.22×10-8>Ka2,因此溶液呈碱性的原因为的水解程度大于电离程度,C错误;
D.Na2CO3溶液中由物料守恒可知c(Na+)=2[c()+c()+c(H2CO3)],D正确;
故选C。
19. 处理某酸浸液(主要含、、、)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A. “沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B. “碱浸”过程中应加入过量固体,确保沉淀完全
C. “氧化”过程中体系的pH会降低
D. “沉锂”过程利用了的溶解度比大的性质
【答案】C
【解析】
【分析】酸浸液(主要含、、、)加入铁粉“沉铜”,置换出Cu单质,溶液加入NaOH碱浸,过滤得到Al(OH)3沉淀,滤液加入H2O2,把Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,在经过多步操作,最后加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀。
【详解】A.“沉铜”过程中,Fe与Cu2+发生置换反应,Fe的还原性较强,但Cu2+的氧化性不足以将Fe氧化为Fe3+,正确离子方程式应为Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu,A错误;
B.“碱浸”目的是沉淀Al3+生成Al(OH)3,若加入过量NaOH,Al(OH)3会与OH-反应生成,导致Al3+无法沉淀完全,B错误;
C.“氧化”过程中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+发生强烈的水解反应:,生成,导致体系pH降低,C正确;
D.加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀,利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小的性质,D错误;
故选C。
20. 某学习小组通过如图所示装置探究与,能否反应产生,已知的升华温度为315℃。下列相关说法不正确的是
实验操作和现象:
操作
现象
点燃酒精灯,加热
ⅰ.试管A中部分固体溶解,上方出现白雾
ⅱ.稍后,试管A中产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
ⅲ.试管B中溶液变蓝
A. 为保证实验的严谨性,应另设置加热的对照实验
B. 黄色气体中可能含有和
C. 为进一步确认黄色气体是否含有,应在A、B间增加盛有饱和溶液的洗气瓶
D. 若实验证明A中产生,综合上述现象,试管A中的固体产物可能为
【答案】C
【解析】
【分析】加热固体混合物发生反应,生成HCl气体,同时受热失去结晶水,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴,而形成白雾,生成的氯气和KI-淀粉溶液反应生成I2,产生蓝色现象,以此解答。
【详解】A.已知升华温度为315℃,则黄色气体可能是升华产生,为保证实验严谨性应另设置加热的对照实验,A正确;
B.由题意可知,黄色气体中可能含有氯化氢、氯化铁和氯气,B正确;
C.氯化铁能与碘化钾溶液发生氧化还原反应生成碘单质,会干扰氯气的检验,由于氯气能与饱和碳酸氢钠溶液反应,则吸收黄色气体中氯化铁的试剂应选择饱和食盐水,C错误;
D.二氧化锰与FeCl3•6H2O 反应生成Fe2O3、MnCl2、Cl2及水,反应方程式为,D正确;
故选C。
21. 催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ(副反应):
其他条件相同时,反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:的选择性
下列说法正确的是
A. 280℃后,平衡总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快
B. 240℃-300℃,实际总转化率升高原因是:温度升高,反应速率加快,且温度对主反应的影响大于副反应
C. 240℃-300℃,二甲醚实际选择性降低的原因是:副反应速率>主反应速率
D. 由图可知:该条件下投入等物质的量时,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃
【答案】D
【解析】
【详解】A.为吸热反应,升高温度平衡正向移动,为放热反应,升高温度平衡逆向移动,当温度高于280℃时,随着温度升高,平衡向右移动的程度大于平衡向左移动的程度,导致CO2的平衡总转化率上升,A错误;
B.240℃-300℃,实际总转化率小于平衡总转化率,说明反应未达到平衡,实际总转化率升高原因是:温度升高,主反应和副反应反应速率均加快,不能说明温度对主反应的影响大于副反应,B错误;
C.240℃-300℃范围内,二甲醚实际选择性降低的原因是:升高温度,主反应和副反应速率均增大,但是副反应的增大程度大于主反应,不能说明副反应速率>主反应速率,C错误;
D.由图可知,260℃时实际总转化率大于220℃,260℃时实际选择性小于220℃,但260℃时实际总转化率与实际选择性的乘积大于220℃,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃,D正确;
故选D。
22. 回答问题:
(1)根据原子核外电子排布特征
①基态Al原子的轨道表示式是___________。
②基态原子的价层电子排布式是___________。
(2)组成分子的三种元素中,电负性最大的元素是___________。
(3)作为储氢材料的,能发生水解反应产生氢气,该反应的化学方程式是___________。
(4)存在的化学键类型是___________。
a.只含有离子键 b.只含有共价键 c.既含有离子键又含有共价键
(5)基态氮原子的电子有___________种空间运动状态。基态占据的最高能级的电子云轮廓图的形状是___________。
(6)微粒间相互作用与物质性质
①下列物质的分子中同时存在键和键的是___________(填字母)。
a. b. c. d.
②比较与分子中的键角大小并给出相应解释:比较___________;解释___________。
③的沸点(-86℃)高于的沸点(-112℃),原因是___________。
④下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是___________(填字母序号)。
a.常压下,4℃时水的密度最大
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强
【答案】(1) ①. ②.
(2)O (3)
(4)c (5) ①. 5 ②. 哑铃形
(6) ①. b ②. ③. 二者中心原子均为杂化,中心原子没有孤电子对,中心原子有一对孤电子对,由于孤电子对斥力大于成键电子对斥力,中键角更小 ④. 、分子结构相似,相对分子质量,分子间作用力 ⑤. ab
【解析】
【小问1详解】
①Al为13号元素,其电子排布式为:,则基态Al原子的轨道表示式是。
②Cu为29号元素,基态29Cu原子的电子排布式为:,其价层电子排布式是;
【小问2详解】
同周期从左到右电负性依次增强,则电负性:O>C;CH4中C为-4价,则电负性:C>H,则电负性最大的元素是O;
【小问3详解】
MgH2发生水解反应生成氢气和氢氧化镁,反应的化学方程式为:
【小问4详解】
K2CO3中钾离子和碳酸根离子之间存在离子键;碳酸根离子中存在共价键,故选c;
【小问5详解】
氮为7号元素,电子排布式为:,则基态氮原子的电子有5种空间运动状态;基态Cl-占据的最高能级为3p能级,其电子云轮廓图的形状是哑铃形;
【小问6详解】
①a.在H2分子中,两个氢原子之间通过σ键结合,不存在π键,a不符合题意;
b.在N2分子中,氮原子间存在一个三键,其中包括一个σ键和两个π键,b符合题意;
c.在Cl2分子中,两个氯原子之间通过σ键结合,不存在π键,c不符合题意;
d.在NH3分子中,氮原子和氢原子之间通过σ键结合,不存在π键,d不符合题意;
故选b;
②二者中心原子均为sp3杂化,中心原子没有孤电子对,NH3中心原子有一对孤电子对,由于孤电子对斥力大于成键电子对斥力,NH3中键角更小,即键角:>NH3;
③SiF4、SiH4都属于分子晶体,分子结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高;相对分子质量:,分子间作用力:,故沸点:;
④a.每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,由于氢键具有方向性,即氢键的存在迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,导致冰的体积增大,密度减小,常压下,冰刚刚融化为液态水时,热运动使冰的部分结构解体,水分子间空隙减小,密度反而增大,4℃时水的密度最大,超过4℃时,热运动加剧,分子间距离加大,密度渐渐减小,a符合题意;
b.水分子间存在氢键,硫化氢分子间没有氢键,使水的沸点比硫化氢的沸点高,b符合题意;
c.水的热稳定性比硫化氢强,是因为O-H键的键能比S-H键的键能大,与氢键无关,c不符合题意;
故选ab;
23. 利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇。
(1)合成原理:
①该反应的平衡常数表达式:_______。
②为提高的平衡转化率,可采取的措施有_______(写两条)。
(2)在一定温度下,将1mol和3mol充入容积为IL的恒容密闭容器中合成甲醇,下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______(写序号)。
a.甲醇的质量不再增加
b.
c.混合气体压强不变
d.若使用为反应物,反应物和产物均含有
(3)相同时间内,4.00MPa,的条件下,温度对反应结果的影响如图所示:
已知:ⅰ.为转化率,为选择性,为产率。
ⅱ.;
①由图像可知,合成甲醇过程中存在副反应。依据是:_______。
②根据信息,在其他条件一定情况下,制备甲醇宜选用的反应条件:_______。
【答案】(1) ①. ②. 适当增大压强、降温、增大的投料比等
(2)ac (3) ①. 高于240℃,转化率升高,但甲醇产率或选择性降低 ②. 240℃
【解析】
【小问1详解】
对于反应:;
①在一定温度下,化学平衡常数为可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值,该反应的平衡常数表达式:;
②该反应的正反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,因此降温和增大压强都可以使平衡正向移动,使的平衡转化率增大,另外增大的投料比也能增大的平衡转化率;
【小问2详解】
在一定温度下将1mol和3mol充入容积为1 L的恒容密闭容器中合成甲醇,能说明反应达到化学平衡状态的是:
a.甲醇的质量不再增加说明各组分浓度不再改变,可以判断达到平衡状态,a符合题意;
b.投料时,反应时与按照系数比1:3消耗,因此剩余的,恒为定值,不能判断达到平衡状态,b不符合题意;
c.根据反应可知,该反应为气体体积减小的反应,混合气体压强逐渐减小,当混合气体压强不变时,说明各组分浓度不再改变,可以判断达到平衡状态,c符合题意;
d.该反应为可逆反应,因此使用为反应物,不能完全转化,则反应物和产物均含有,d不符合题意;
故答案为:ac。
【小问3详解】
①由图像可知,高于240℃,转化率升高,但甲醇产率或选择性降低,因此在合成甲醇过程中存在副反应;
②由图像可知,240℃时甲醇的选择性、甲醇的产率都较高,转化率也较高,因此制备甲醇宜选用的反应条件为240℃。
24. 海洋中蕴藏着丰富的镁资源。某海水提镁的工艺流程如下图所示(已知:海水中含有、等杂质离子)。
(1)步骤I中加适量溶液发生反应的离子方程式是______。
(2)海水中钙离子含量过高,会影响氢氧化镁的纯度,碳酸钠加入量对钙去除率和镁损失率的影响如下图所示,工业上选取碳酸钠与钙离子最佳物质的量之比为1.3,原因是______。
(3)已知:
氢氧化物
开始沉淀的pH
9.1
完全沉淀的pH
11.1
①步骤II中一般控制溶液的pH在之间,若pH过低()会导致的问题是______。
②步骤II中常采用“搅拌”和“缓慢加入石灰乳”的方式制得,以避免造成镁离子的损失,请从化学反应速率角度解释“缓慢加入石灰乳”的原因______。
(4)步骤IV中需在气流中加热晶体制得无水,请结合化学平衡移动原理解释原因______。
(5)上述流程中,可以循环利用的物质是______(写一种即可)。
【答案】(1)
(2)小于1.3时,去除率较低;大于1.3时,损失率较高(合理即可)
(3) ①. 沉淀不完全,导致产率降低 ②. 控制反应速率,使海水中与充分接触,逐步生成沉淀。若加入过快,可导致局部浓度过大,覆盖,影响的纯度
(4)在气流中,增大,平衡逆向(即抑制水解的方向)移动,从而得到无水
(5)或
【解析】
【分析】海水经过步骤Ⅰ(加入适量溶液、适量溶液)得到滤液(主要含Na+、Cl-、Mg2+),滤液经步骤Ⅱ(加入石灰乳)得到,经步骤Ⅲ(加盐酸)得到溶液,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、步骤Ⅳ得到无水,再经步骤Ⅴ(电解熔融)得到和,与反应生成的HCl可回到步骤Ⅲ循环使用。
【小问1详解】
海水中含有,加入溶液,与反应生成沉淀。根据离子反应的书写规则,其离子方程式为;
【小问2详解】
观察钙去除率曲线,此时钙去除率已经比较高,再看镁损失率曲线,镁损失率较低,如果继续增加碳酸钠的量(比值大于1.3),虽然钙去除率还会有一定程度的上升,但镁损失率会明显增加,会造成镁损失过多,增加成本;如果比值小于1.3,钙去除率不够高,不能很好地除去钙离子杂质。
【小问3详解】
①步骤II中一般控制溶液的pH在之间,若pH过低(若小于10),根据开始沉淀的pH为9.1,完全沉淀的pH为11.1知,pH过低会使不能完全转化为沉淀(导致氢氧化镁产率降低);
②从化学反应速率角度看,“缓慢加入石灰乳”的原因:控制反应速率,缓慢加入石灰乳可以使反应充分进行,使与充分接触反应,逐步生成沉淀,若加入过快,可导致局部浓度过高,反应速率过快,导致沉淀中夹杂过多杂质(如),影响的纯度,生成的Mg(OH)2沉淀颗粒不均匀,易包夹未反应的Mg2+,导致其沉淀不完全,造成镁离子损失。
【小问4详解】
是强酸弱碱盐,会发生水解反应:,在气流中加热,抑制水解(增加了浓度,使水解平衡逆向移动),从而制得无水;
【小问5详解】
从流程图中可以看出,步骤V电解熔融得到,而步骤II中转化为溶液需要,又因为与反应可生成,所以或可以循环利用。
25. 某小组探究含元素的化合物间的转化,进行如下实验。
资料:
ⅰ、含Cr元素的常见粒子:(橙色)、(黄色)、(溶于水,蓝紫色不稳定)、(绿色)、(蓝灰色,难溶于水,可溶于强酸、强碱)、(亮绿色)。
ⅱ、在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快。
iii、在碱性环境中,不能氧化+3价铬元素。
实验操作及现象如下:
装置
步骤
操作
现象
2mL溶液
Ⅰ
先滴入稀硫酸至,再滴入5滴5%溶液,振荡
溶液橙色加深。滴入溶液后迅速变为蓝紫色,有气泡生成。稍后,无明显气泡时,溶液由蓝紫色完全变为绿色
Ⅱ
继续缓慢滴入10滴NaOH溶液,边滴,边振荡
又有气泡生成,溶液最终变为黄色
(1)已知(橙色)(黄色)。从化学平衡移动原理可知,滴入稀硫酸后,______,导致平衡逆向移动,增大,溶液橙色加深。
(2)Ⅰ中,溶液由橙色变为绿色的总反应的离子方程式是______。
(3)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,又有气泡生成的原因是______。
(4)Ⅱ中,继续滴入NaOH溶液后,预测有沉淀生成,但实验时未观察到。提出假设:在碱性环境中+3价铬元素被氧化。
①甲同学设计实验证明假设成立:取少量Ⅰ中的绿色溶液,在滴入NaOH溶液前增加一步操作:______。然后滴入NaOH溶液,有蓝灰色沉淀生成,继续滴入溶液,沉淀溶解,溶液变为亮绿色。
②乙同学进一步研究碱性环境对+3价铬元素的还原性或的氧化性的影响,设计如图实验。
右侧烧杯的溶液中,氧化剂是______。
开始时灵敏电流计指针不偏转,分别继续进行如下实验。
ⅰ、向左侧烧杯中滴入NaOH溶液,出现蓝灰色沉淀,继续缓慢滴入NaOH溶液,灵敏电流计指针向右偏转(电子从左向右运动),此时左侧的电极反应式为______。
ⅱ、向右侧烧杯中滴入NaOH溶液,有微小气泡生成,灵敏电流计指针向左偏转,左侧无明显变化。此时原电池中的总反应的化学方程式为______。
③由上述实验可知:碱性环境对______产生了影响。
A.+3价铬元素的还原性
B.的氧化性
C.+3价铬元素的还原性和的氧化性
D.不能确定
【答案】(1)增大
(2)
(3)在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快
(4) ①. 将试管放入沸水浴中加热,至无气泡,冷却 ②. ③. ④. ⑤. A
【解析】
【分析】该实验实验目的是探究溶液酸碱性对含铬元素化合物间转化的影响,通过实验可知,酸性条件下重铬酸根离子的氧化性强于过氧化氢,碱性条件下过氧化氢的氧化性强于铬酸根离子。
【小问1详解】
向重铬酸钾溶液中滴入稀硫酸后溶液橙色加深是因为加入滴入稀硫酸,溶液中氢离子浓度增大,平衡向逆反应方向移动,重铬酸根离子浓度增大,使得溶液橙色加深;
【小问2详解】
实验I中溶液由橙色变为绿色发生的总反应为酸性条件下重铬酸根离子与过氧化氢溶液反应生成铬离子、氧气和水,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由题给信息可知,实验Ⅱ中,继续滴入氢氧化钠溶液后,又有气泡生成是因为过氧化氢在碱性环境中比在酸性环境中分解速率快,过氧化氢分解生成氧气和水所致;
【小问4详解】
①由题意可知,实验Ⅱ中滴入氢氧化钠溶液未观察到氢氧化铬沉淀生成,则甲同学的实验目的是排出溶液中氧气的干扰,验证碱性条件下+3价铬元素的存在形式,具体操作为:取少量I中的绿色溶液于试管中,将试管放入沸水浴中加热,至无气泡,冷却;然后滴入氢氧化钠溶液,溶液中铬离子与氢氧化钠溶液反应得到蓝灰色氢氧化铬沉淀,继续滴入氢氧化钠溶液,氢氧化铬与氢氧化钠溶液反应得到含有四羟基合铬离子的亮绿色溶液;
②由题意可知,乙同学设计的原电池的目的是探究+3价铬元素的还原性或过氧化氢的氧化性的影响,由图可知,左侧为硫酸铬酸性溶液,则右侧为过氧化氢溶液,过氧化氢是反应的氧化剂;
i.由实验现象可知,向左侧烧杯中滴入氢氧化钠溶液时,左侧电极为负极,碱性条件下氢氧化铬在负极失去电子发生氧化反应生成铬酸根离子和水,电极反应式为:;
ii.由实验现象可知,向右侧烧杯中滴入氢氧化钠溶液时,左侧电极为正极,酸性条件下溶液中的氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,右侧电极为负极,碱性条件下过氧化氢在负极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,则此时原电池中的总反应为过氧化氢分解生成氧气和水,反应的方程式为:;
③由实验现象可知,碱性环境对溶液中+3价铬元素的还原性影响较大,对溶液中过氧化氢的氧化性影响较小,故选A。
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