内容正文:
哈师大附中2025-2026学年度下学期高一期中考试
化学试题
可能用到的相对原子质量: H-1 Li-7 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Ba-137
一、选择题(本题包含20小题,每题有一个选项符合题意。其中1-15小题每题2分,16-20小题每题3分,共45分)
1. 中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施,下列利用电化学原理防锈的是
A. 涂刷油漆 B. 镶嵌锌块 C. 打磨处理 D. 镀铬防护
2. 下列关于金属冶炼方法叙述不正确的是
A. 在高温下C、CO、Al等还原剂可以将还原为Fe
B. 用电解熔融的方法来冶炼铝
C. Hg和Ag都可以用加热分解它们氧化物的方法来冶炼
D. 火法炼铜()中,得到1mol Cu转移3mol电子
3. 硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是
A. 陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐
B. 水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂
C. 某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
D. 高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
4. 化学反应常常伴随热量的吸收和释放。下列说法正确的是
A. 已知:(s,红磷)(s,白磷) ,则白磷比红磷稳定
B. 的燃烧热为,则
C. 稀硫酸与稀溶液发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3 kJ
D. 已知: ,则正反应活化能大于逆反应活化能
5. 金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外,还有“氧浓差腐蚀”,如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同,在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是
A. 纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀
B. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极的电极反应式为Fe﹣3e﹣=Fe3﹢
C. 海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用
D. 在图示氧浓差腐蚀中,M极处发生的电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
6. 下列电极反应式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应式:
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应式:
C. 向溶液滴入溶液中:
D. CH4燃料电池在碱性条件下的负极反应式:CH4 + 10OH- - 8e- = + 7H2O
7. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
8. 半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是
A. SiO2+2CSi+2CO B. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
C. Si+3HClSiHCl3+H2 D. SiHCl3+H2Si+3HCl
9. 氮、硫元素的“价-类”二维图如图所示。下列有关叙述正确的是
A. a与氧化铜反应生成b,该过程属于氮的固定
B. 反应:a′+c′→b′+H2O中,m(氧化产物):m(还原产物)=2:1
C. d、c′均可与NaOH反应,都属于酸性氧化物
D. e的稀溶液中通入c′反应的离子方程式为:
10. 实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是
A. 是氨气发生装置
B. 是氨气发生装置
C. 是氨气吸收装置
D. 是氨气收集、检验装置
11. 黄铁矿(,其中S的化合价为-1)常被误认为是黄金,又称为“愚人金”。在酸性条件下,其催化氧化的转化关系如图。下列说法正确的是
A. 反应I中是氧化剂
B. 总反应的离子方程式为
C. 检验反应II中生成的试剂为稀盐酸和Ba(NO3)2溶液
D. 反应II中和的物质的量之比为14:1
12. 将充有a mL NO和b mL NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入a mL O2。气体体积均在同温同压下测定,且b>a,则充分反应后,试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
13. 某实验小组学生用的盐酸与的溶液,在装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量,计算中和反应的反应热。下列说法正确的是
A. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的ΔH偏大
B. 将NaOH溶液分三次慢慢倒入盐酸溶液中
C. 实验需要记录反应前溶液初始温度及反应后溶液温度不变时的最终温度
D. 将盐酸改为盐酸,所得中和热的数值变大
14. 下列相关原理、装置及操作正确的是
A. 利用装置甲将海带灼烧成灰烬 B. 利用装置乙除去海水中的
C. 利用装置丙生产、和NaOH D. 利用装置丁收集Br2
15. 下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示碳的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合,混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知)
D.已知稳定性顺序:B<A<C,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如丁图
A. A B. B C. C D. D
16. 工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应,某科技工作团队研究利用电化学将其转化为作为燃料再利用,转化的基本原理如图所示。
下列说法正确的是
A. M为电池负极,电池工作一段时间,M极附近溶液pH不变
B. N为电池正极,电极反应式为
C. 穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向
D. 电路中转移电子时,极电解质溶液增重
17. 城市污水循环用作城市稳定的第二水源,对缓解城市用水危机有重要意义。高铁酸盐作为一种绿色环保水处理剂,兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果,电解制备K2FeO4(紫色固体,能溶于水微溶于KOH浓溶液)的装置示意图如下图,下列说法正确的是
A. KOH可以循环使用,制备过程中无须添加
B. 工作时,左室和右室溶液的pH均减小
C. 生成1mol高铁酸钾,左室溶液质量会增加228g
D. b交换膜为阳离子交换膜
18. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是锂和碳的复合材料(碳作为锂的载体),电解质为一种能传导的高分子材料,隔膜只允许通过,电池反应式为。下列说法正确的是
A. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为
B. 放电时,正极反应式为
C. 充电时电路中每通过2 mol电子,产生28 g Li
D. 放电时从M电极一侧移向N电极一侧,从N电极一侧移向M电极一侧
19. 将1 L含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2 g Cu。此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)( )
A. 6.72 L B. 13.44 L C. 3.36 L D. 5.6 L
20. 从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下:
下列说法不正确的是
A. 试剂①可选用,试剂②可选用盐酸
B. “吸收”过程的化学方程式:
C. 第一次通入的目的是氧化,第二次通入的目的是氧化过量的
D. 电解熔融的化学方程式:(熔融)
二、非选择题(本题包含4小题,共55分)
21. 某学校兴趣小组用图示装置进行电化学原理的实验探究,回答下列问题:
(1)A装置是_______(填“原电池”或“电解池”),通H2的电极为_______极(填电极名称),其电极反应式为_______。
(2)若B为电镀池,目的是在某铁镀件上镀一层铜,则X电极材料为_______,Y电极的电极反应式为_______。
(3)若使用B精炼铜,且粗铜中含有等杂质,在_______电极(填“X”或“Y”)附近有贵重金属沉积。
(4)若X、Y均为,B电池的电解质溶液为的溶液,当电路中通过0.2 mol电子时,B电池溶液的将_______(填“增大”、“减小”或“不变”),要使该溶液恢复到原来的状态,需加入_______。
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,则该电极的电极反应式为_______。
22. 利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)和粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等),制备高效水处理剂聚合硫酸铁铝的流程如图:
(1)“酸溶I”得到的溶液中所含的金属阳离子主要有_______。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_______。“氧化”时也可以使用氯水,此步骤使用H2O2的优点是_______。
(3)“碱溶”时,Al2O3发生反应的化学方程式为_______。“沉淀”时,通入足量CO2的离子方程式为_______。滤液中溶质的主要用途为_______(写出一种用途即可)。
(4)“滤渣II”可以在_______步骤中进行再利用,提高聚合硫酸铁铝的产率。
(5)聚合硫酸铁铝的化学式为[AlaFeb(OH)c(SO4)d]m。取一定量的聚合硫酸铁铝样品与足量稀盐酸反应,将反应后所得溶液平均分成两份:一份溶液中加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀2.33 g;向另一份溶液加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧,得到固体0.64g,则该样品中b:d = _______。
23. 氯碱工业是高能耗产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图,其中的电极未标出。
请回答下列问题:
(1)电解池中产生气体X的电极为_______极(填“阳”或“阴”,下同),离子交换膜为_______离子交换膜。
(2)电解池中发生反应的离子方程式为_______。
(3)比较a%、b%和c%的值,由大到小排序为_______。
(4)在阴极产生448 mL (标准状况)气体,后停止实验,测得阴极室中溶液的体积为400 mL,则常温下此溶液的Δc(OH-)为_______mol/L(溶液体积变化忽略不计)。此时,燃料电池中消耗空气体积(标准状况)约为_______L(氧气体积按空气体积20%计算)。
24. 硫酰氯()是重要的化工试剂,常作氯化剂或氯磺化剂。也可用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的性质如下表:
物质
熔点
沸点
其他性质
与水极易反应
已知:产率是指实际产物量与理论产物量的比值,通常用百分比表示,用于衡量化学反应或工业生产的效率,计算公式为:产率(实际产量/理论产量)
在实验室利用和在活性炭催化作用下制取,装置如图所示。
(1)导管a的作用是___________。
(2)甲装置用于制,则下列试剂组合中最合适的是___________。(填序号)
A. 的硝酸和固体 B. 的硫酸和Fe
C. 的硫酸和固体 D. 的硫酸和固体
(3)c的仪器名称是___________,装置乙和丁中可以使用同一种试剂,该试剂为___________。去除乙、丁装置会降低和的利用率,可能的原因是___________(用化学方程式表示)。
(4)仪器b中盛放的试剂的作用是___________。
(5)当通入装置丙中的氯气为2.24 L(已转化为标准状况),最后通过蒸馏得到纯净的硫酰氯9.45 g,则硫酰氯的产率为___________。
(6)为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有___________(填序号)。
①先通气,再通冷凝水②加热三颈烧瓶③若三颈烧瓶发烫,可适当降温④控制气流速率,宜慢不宜快
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哈师大附中2025-2026学年度下学期高一期中考试
化学试题
可能用到的相对原子质量: H-1 Li-7 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Ba-137
一、选择题(本题包含20小题,每题有一个选项符合题意。其中1-15小题每题2分,16-20小题每题3分,共45分)
1. 中国海军拥有055型驱逐舰“遵义舰”等舰艇。舰艇为增强防锈能力采用了多种措施,下列利用电化学原理防锈的是
A. 涂刷油漆 B. 镶嵌锌块 C. 打磨处理 D. 镀铬防护
【答案】B
【解析】
【详解】A.涂刷油漆是在舰艇表面形成一层物理隔离层,将金属与空气、水等可能引发锈蚀的物质隔离开来,从而防止生锈,其原理是物理保护,没有利用电化学原理,A不符合题意;
B.镶嵌锌块利用的是牺牲阳极法,属于电化学保护法,B符合题意;
C.打磨处理主要是通过机械方法将舰艇表面的杂质、锈迹等去除,使表面更加光滑,C不符合题意;
D.镀铬防护是在金属表面镀上一层铬,铬在空气中能形成致密的钝化膜,主要利用铬的化学稳定性和钝化膜的物理隔离作用来防止金属生锈,D不符合题意。
故选B。
2. 下列关于金属冶炼方法叙述不正确的是
A. 在高温下C、CO、Al等还原剂可以将还原为Fe
B. 用电解熔融的方法来冶炼铝
C. Hg和Ag都可以用加热分解它们氧化物的方法来冶炼
D. 火法炼铜()中,得到1mol Cu转移3mol电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.C、CO、Al等还原剂,在高温下还原氧化铁生成单质铁,故A正确;
B.工业上用电解熔融Al2O3的方法来冶炼铝,故B错误;
C.工业上制备Hg和Ag,都可以用加热分解它们氧化物的方法来冶炼,故C正确;
D.的反应中氧元素化合价0价降低到-2价,铜元素化合价+1价降低到0价,硫元素化合价-2价升高到+4价,电子转移总数6e-,得到1mol Cu转移3mol电子,故D正确;
故选:B。
3. 硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是
A. 陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐
B. 水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂
C. 某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
D. 高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
【答案】C
【解析】
【详解】A.水晶主要成分是二氧化硅,是氧化物,不是硅酸盐,选项A错误;
B.水玻璃为硅酸钠的水溶液,属于混合物,选项B错误;
C.某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示,选项C正确;
D.二氧化硅可用于制造光导纤维,高纯硅可用于制造太阳能电池,选项D错误;
答案选C。
4. 化学反应常常伴随热量的吸收和释放。下列说法正确的是
A. 已知:(s,红磷)(s,白磷) ,则白磷比红磷稳定
B. 的燃烧热为,则
C. 稀硫酸与稀溶液发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3 kJ
D. 已知: ,则正反应活化能大于逆反应活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A.表示红磷转化为白磷需要吸收热量,说明白磷具有能量高于红磷具有的能量。物质具有的能量越低越稳定,稳定性白磷低于红磷,A错误;
B.燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定物质所释放的热量。的燃烧热为,对应的热化学方程式为,B错误;
C.该反应生成沉淀,也向外释放沉淀热,导致生成时放出的热量大于57.3 kJ,C错误;
D.根据,该反应,正反应活化能大于逆反应活化能,D正确;
故选D。
5. 金属的腐蚀除化学腐蚀和普通的电化学腐蚀外,还有“氧浓差腐蚀”,如在管道或缝隙等处的不同部位氧的浓度不同,在氧浓度低的部位是原电池的负极。下列说法正确的是
A. 纯铁的腐蚀属于电化学腐蚀
B. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极的电极反应式为Fe﹣3e﹣=Fe3﹢
C. 海轮在浸水部位镶一些铜锭可起到抗腐蚀作用
D. 在图示氧浓差腐蚀中,M极处发生的电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
【答案】D
【解析】
【详解】A. 纯铁发生腐蚀时,没有正极材料,不能形成原电池,所以发生的是化学腐蚀,故A错误;
B. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极Fe失电子生成亚铁离子,负极的电极反应式为Fe﹣2e﹣=Fe2﹢,故B错误;
C. Fe、Cu构成原电池时,Fe作负极,Fe失电子被腐蚀,所以海轮在浸水部位镶一些铜锭不能起到抗腐蚀作用,故C错误;
D. M处氧气的浓度大,为原电池的正极,则正极上氧气得电子生成氢氧根离子,M极处发生的电极反应为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,故D正确,答案选D。
6. 下列电极反应式或离子方程式错误的是
A. 碱性锌锰电池的正极反应式:
B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应式:
C. 向溶液滴入溶液中:
D. CH4燃料电池在碱性条件下的负极反应式:CH4 + 10OH- - 8e- = + 7H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱性锌锰电池正极MnO2得电子,Mn元素从+4价降为+3价生成MnOOH,反应式电荷、原子均守恒,A正确;
B.铅酸蓄电池的电解质为硫酸,放电时正负极产物均为PbSO4,充电时阳极反应物为PbSO4,正确阳极反应式为,选项中反应物写错误,B错误;
C.与反应生成蓝色的铁氰化亚铁钾沉淀,离子方程式书写正确,C正确;
D.碱性甲烷燃料电池负极上失电子,C元素从-4价升为+4价生成,反应式电荷、原子均守恒,D正确;
故选B。
7. 肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【详解】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
8. 半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是
A. SiO2+2CSi+2CO B. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
C. Si+3HClSiHCl3+H2 D. SiHCl3+H2Si+3HCl
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.SiO2制取Si,先用焦炭还原SiO2制得粗硅,发生反应的化学方程式为:SiO2+2CSi+2CO ;A不符合题意;
B.SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O是SiO2的性质,制取、提纯过程中不涉及该反应,B错符合题意;
C.Si+3HClSiHCl3+H2用以提纯硅,C不符合题意;
D.SiHCl3+H2Si+3HCl用以提纯硅,制取、提纯过程中涉及该反应,D不符合题意;
故选B。
9. 氮、硫元素的“价-类”二维图如图所示。下列有关叙述正确的是
A. a与氧化铜反应生成b,该过程属于氮的固定
B. 反应:a′+c′→b′+H2O中,m(氧化产物):m(还原产物)=2:1
C. d、c′均可与NaOH反应,都属于酸性氧化物
D. e的稀溶液中通入c′反应的离子方程式为:
【答案】B
【解析】
【分析】结合价类二维图的化合价和物质类别,确定各物质: 氮元素:,,c:,,, 硫元素:,,,,, ,据此分析。
【详解】A.氮的固定的定义是将游离态(单质)氮转化为化合态氮的过程,a与氧化铜反应生成b,该反应是化合态氮()转化为游离态氮(),不属于氮的固定,A选项错误;
B.该反应为:,2mol中-2价S被氧化为0价S,得到2mol氧化产物S;1mol中+4价S被还原为0价S,得到1mol还原产物S; 同种物质质量比等于物质的量之比,因此 ,B选项正确;
C.酸性氧化物的定义是与碱发生非氧化还原反应生成盐和水,d为,与反应发生歧化:,生成两种盐且存在化合价变化,不属于酸性氧化物,C选项错误;
D.稀硝酸与反应的正确离子方程式为:,D选项错误;
故选B。
10. 实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是
A. 是氨气发生装置
B. 是氨气发生装置
C. 是氨气吸收装置
D. 是氨气收集、检验装置
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl,故A错误;
B.将浓氨水滴到生石灰固体上时,生石灰与水反应放热会导致NH3逸出,此为氨气的发生装置,故B正确;
C.NH3极易溶于水,为防止倒吸,倒置的漏斗口刚接触水面即可,不能浸于水中,故C错误;
D.收集NH3时,为防止NH3与空气形成对流使收集的NH3不纯,通常在导管口放置棉花团,故D错误;
答案选B。
11. 黄铁矿(,其中S的化合价为-1)常被误认为是黄金,又称为“愚人金”。在酸性条件下,其催化氧化的转化关系如图。下列说法正确的是
A. 反应I中是氧化剂
B. 总反应的离子方程式为
C. 检验反应II中生成的试剂为稀盐酸和Ba(NO3)2溶液
D. 反应II中和的物质的量之比为14:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ中,被氧气氧化为Fe3+,铁元素由+2价上升到+3价,被氧化,作还原剂,A错误;
B.总反应中FeS2和O2反应生成Fe3+和硫酸根,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为: ,B错误;
C.检验 的标准方法是先加入稀盐酸酸化,再加入溶液,观察是否有不溶于酸的白色沉淀()生成。使用 溶液会引入。在酸性条件下,具有强氧化性,也会将-1价的S氧化为,无法判断反应Ⅱ是否会生成,C错误;
D.反应II中和 反应生成 和 ,中S的化合价为-1,Fe为+2,S的化合价从-1升高到+6,每个S原子失去7个电子,1个 共失去2×7=14个电子,中Fe元素化合价从+3降低到+2,得到1个电子,根据氧化还原反应中得失电子数相等的原则,和的物质的量之比为14:1,D正确;
故选D。
12. 将充有a mL NO和b mL NO2气体的试管倒立于水槽中,然后通入a mL O2。气体体积均在同温同压下测定,且b>a,则充分反应后,试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. mL B. mL
C. mL D. mL
【答案】A
【解析】
【分析】先根据反应3NO2+2H2O=2HNO3+NO,求出所有的NO,再根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3求出剩余气体的成分和体积。3NO2+2H2O=2HNO3+NO,
【详解】b mL NO2气体和水反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,生成mLNO,所以NO共有(a+)mL,和amL氧气反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3;若氧气过量,(a+)mL的NO消耗氧气(a+)mL=mL,剩余的氧气为a-=mL;若NO过量,则amL氧气消耗的NO为amL,剩余的NO为(a+)-a=mL。答案选A。
【点睛】本题主要考查了NO2和H2O,NO、O2和H2O三者之间的反应,在计算时要进行过量判断。
13. 某实验小组学生用的盐酸与的溶液,在装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量,计算中和反应的反应热。下列说法正确的是
A. 改用等浓度的氨水代替氢氧化钠溶液测出的ΔH偏大
B. 将NaOH溶液分三次慢慢倒入盐酸溶液中
C. 实验需要记录反应前溶液初始温度及反应后溶液温度不变时的最终温度
D. 将盐酸改为盐酸,所得中和热的数值变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.氨水中的溶质一水合氨为弱碱,电离吸热,所以与盐酸反应过程中放热比等浓度的氢氧化钠放出的热量少,测出的ΔH偏大,A正确;
B.测定中和热时,将NaOH溶液分三次慢慢倒入盐酸溶液中,会导致热量大量散失,使测得的ΔH偏大,应将NaOH溶液一次性迅速倒入盐酸溶液中,减少热量散失,B错误;
C.实验需要记录反应前溶液的初始温度和反应后溶液达到的最高温度,从而计算出反应放出的热量,最后溶液温度会趋于环境温度保持不变,C错误;
D.将盐酸改为盐酸,所测的热量会变大,因中和热为稀的强酸和稀的强碱溶液反应生成可溶性盐和1mol水所放出的热量,所以中和热数值不变,D错误。
答案选A。
14. 下列相关原理、装置及操作正确的是
A. 利用装置甲将海带灼烧成灰烬 B. 利用装置乙除去海水中的
C. 利用装置丙生产、和NaOH D. 利用装置丁收集Br2
【答案】C
【解析】
【详解】A.灼烧海带应使用坩埚,装置甲中使用的是蒸发皿(常用于蒸发溶液),不能用于灼烧固体,A错误;
B.CCl4与海水不互溶且Cl⁻不溶于CCl4,分液无法除去Cl⁻,B错误;
C.装置丙为电解饱和食盐水,石墨棒作阳极,发生反应2Cl⁻-2e⁻=Cl2↑,铁棒作阴极,发生反应2H2O+2e⁻=H2↑+2OH⁻,可生成Cl2、H2和NaOH,C正确;
D.蒸馏收集Br2需将温度计的水银球置于蒸馏烧瓶的支管口,D错误;
故答案选C。
15. 下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示碳的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、NaOH溶液混合,混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知)
D.已知稳定性顺序:B<A<C,某反应由两步反应A→B→C构成,反应过程中的能量变化曲线如丁图
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,反应为吸热反应,与图示不符,A错误;
B.C的燃烧热是指1mol C完全燃烧生成CO2(g)时的焓变,且反应物的总能量高于生成物的总能量,B错误;
C.、NaOH溶液的物质的量浓度相等,当二者体积比为1∶2时,二者恰好完全反应,放出的热量最多,混合液温度最高,若总体积为60mL,则此时溶液为20mL,NaOH溶液为40mL,则图中横坐标应该为硫酸的体积,C错误;
D.稳定性B<A<C,根据物质的能量越低越稳定可知,物质的能量:B>A>C,故A→B为吸热反应,B→C为放热反应,A→C为放热反应,D正确;
故选D。
16. 工业生产中的二氧化碳过度排放加剧了地球的温室效应,某科技工作团队研究利用电化学将其转化为作为燃料再利用,转化的基本原理如图所示。
下列说法正确的是
A. M为电池负极,电池工作一段时间,M极附近溶液pH不变
B. N为电池正极,电极反应式为
C. 穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向
D. 电路中转移电子时,极电解质溶液增重
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图示,M极上水失电子放出氧气,M电极发生氧化反应,M为电池负极,负极反应式是,电池工作一段时间,M极附近溶液pH降低,故A错误;
B.根据图示,N极上二氧化碳得电子生成一氧化碳,N电极发生还原反应,N为电池正极,电极反应式为,故B错误;
C.原电池中阳离子向正极移动,N是正极,穿过“交换膜”的箭头表示的是溶液中质子的移动方向,故C正确;
D.根据,电路中转移电子时,极生成0.5mol水,电解质溶液增重,故D错误;
选C。
17. 城市污水循环用作城市稳定的第二水源,对缓解城市用水危机有重要意义。高铁酸盐作为一种绿色环保水处理剂,兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果,电解制备K2FeO4(紫色固体,能溶于水微溶于KOH浓溶液)的装置示意图如下图,下列说法正确的是
A. KOH可以循环使用,制备过程中无须添加
B. 工作时,左室和右室溶液的pH均减小
C. 生成1mol高铁酸钾,左室溶液质量会增加228g
D. b交换膜为阳离子交换膜
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知右室铁转化为高铁酸根,铁元素化合价升高,则铁为阳极,Pt为阴极,阳极电极反应式为:,左室水得电子生成氢气,阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-。
【详解】A.阳极电极反应式为:,阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-,由阴、阳两极电极反应式可知,转移电子物质的量相同时,阳极消耗的氢氧根比阴极生成的氢氧根多,所以制备过程中要添加KOH,故A错误;
B.阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-,左室氢离子放电生成氢气,氢氧根浓度增大,溶液的pH增大,故B错误;
C.生成高铁酸钾,转移电子物质的量为6mol,由阴极电极反应式6H2O+6e-=3H2↑+6OH-可知,为了维持左室电荷守恒,有6mol钾离子通过阳离子交换膜进入左室,溶液质量会增加6×39-6=228g,故C正确;
D.阳极电极反应式为:,右室负电荷减少,则中间室中的OH-,通过阴离子交换膜进入右室,阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-,左室负电荷增多,中间室中的K+通过阳离子交换膜进入左室,所以交换膜为阳离子交换膜,交换膜为阴离子交换膜,故D错误;
答案为C。
18. 太阳能路灯蓄电池是磷酸铁锂电池,其工作原理如图。M电极材料是锂和碳的复合材料(碳作为锂的载体),电解质为一种能传导的高分子材料,隔膜只允许通过,电池反应式为。下列说法正确的是
A. 充电时M极连接电源的负极,电极反应式为
B. 放电时,正极反应式为
C. 充电时电路中每通过2 mol电子,产生28 g Li
D. 放电时从M电极一侧移向N电极一侧,从N电极一侧移向M电极一侧
【答案】A
【解析】
【分析】电池反应式为,放电时M电极反应式为,产生的移向右侧。由题图可知M电极为负极,N电极为正极,N电极的电极反应式为。充电时,M电极反应式为,M电极为阴极;N电极为阳极,电极反应式为,据此分析。
【详解】A.充电时阴极M接电源负极,充电反应是放电负极反应的逆过程,放电负极反应为,逆过程即,A正确;
B.放电时正极发生得电子的还原反应,正确的正极反应为,B错误;
C.充电时电路中每通过2 mol电子,阴极上嵌入的锂原子(即生成的Li)的物质的量也为2 mol,其质量为 ,C错误;
D.由分析知,放电时,负极生成,正极消耗,隔膜为阳离子交换膜,故从M电极移向N电极,但磷酸根离子不能透过离子交换膜,D错误;
故选A。
19. 将1 L含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2 g Cu。此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)( )
A. 6.72 L B. 13.44 L C. 3.36 L D. 5.6 L
【答案】D
【解析】
【详解】n(Cu)==0.3mol,阴极发生Cu2++2e-=Cu,由于Cu是+2价的金属,所以阴极得到0.6mol电子,阳极发生:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,则生成n(Cl2)=0.2mol,转移电子0.4mol,则生成O2转移电子0.2mol,生成氧气0.2mol÷4=0.05mol,所以阳极共生成气体的物质的量是0.2mol+0.05mol=0.25mol,其在标准状况下气体体积为:22.4L/mol×0.25mol=5.6L,故合理选项是D。
20. 从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下:
下列说法不正确的是
A. 试剂①可选用,试剂②可选用盐酸
B. “吸收”过程的化学方程式:
C. 第一次通入的目的是氧化,第二次通入的目的是氧化过量的
D. 电解熔融的化学方程式:(熔融)
【答案】C
【解析】
【分析】海水中加入石灰乳沉淀镁离子,得到氢氧化镁沉淀,加入试剂盐酸,得到氯化镁溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体,电解熔融氯化镁生成镁和氯气;所得滤液中的溴离子在酸性环境中被氯气氧化为溴单质,然后用空气吹出,吹出的溴单质被二氧化硫和水吸收反应为溴离子,实现溴的富集,最后再次利用氯气将溴离子氧化为溴单质,据此回答。
【详解】A.根据以上分析可知加入试剂①为,和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,以降低生产成本,试剂②可选用盐酸,故A正确;
B.“吸收”过程中单质溴被还原,反应的化学方程式:,故B正确;
C.根据以上分析可知两次通入氯气的目的均是氧化溴离子,故C错误;
D.镁是活泼金属,电解熔融状态下的无水MgCl2,得到Mg和氯气,反应的化学方程式为:(熔融),故D正确;
故选C。
二、非选择题(本题包含4小题,共55分)
21. 某学校兴趣小组用图示装置进行电化学原理的实验探究,回答下列问题:
(1)A装置是_______(填“原电池”或“电解池”),通H2的电极为_______极(填电极名称),其电极反应式为_______。
(2)若B为电镀池,目的是在某铁镀件上镀一层铜,则X电极材料为_______,Y电极的电极反应式为_______。
(3)若使用B精炼铜,且粗铜中含有等杂质,在_______电极(填“X”或“Y”)附近有贵重金属沉积。
(4)若X、Y均为,B电池的电解质溶液为的溶液,当电路中通过0.2 mol电子时,B电池溶液的将_______(填“增大”、“减小”或“不变”),要使该溶液恢复到原来的状态,需加入_______。
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,则该电极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. 原电池 ②. 负 ③.
(2) ①. ②.
(3)X (4) ①. 增大 ②. HCl气体
(5)
【解析】
【小问1详解】
A装置中发生了自发的氧化还原反应,所以是原电池;在原电池中,的Pt电极为负极,碱性条件下,负极反应式:;
【小问2详解】
在电镀池中,镀层金属作阳极、镀件作阴极,所以X电极材料为Cu;Y电极为阴极,电极反应式为: ;
【小问3详解】
在精炼铜时,粗铜作阳极(X电极)、纯铜作阴极,阳极上比铜不活泼的贵重金属(Ag、Au)不放电,以阳极泥的形式沉积在X电极附近;
【小问4详解】
X、Y均为Pt,B电池的电解质溶液为氯化钠溶液,电解时阳极放电生成,阴极放电生成,溶液中浓度增大,pH增大;要使溶液恢复到原来的状态,需加入HCl气体;
【小问5详解】
X、Y均是铜,电解质溶液为氢氧化钠溶液,X极附近生成砖红色沉淀氧化亚铜,该电极的电极反应式为: ;
22. 利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等)和粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等),制备高效水处理剂聚合硫酸铁铝的流程如图:
(1)“酸溶I”得到的溶液中所含的金属阳离子主要有_______。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_______。“氧化”时也可以使用氯水,此步骤使用H2O2的优点是_______。
(3)“碱溶”时,Al2O3发生反应的化学方程式为_______。“沉淀”时,通入足量CO2的离子方程式为_______。滤液中溶质的主要用途为_______(写出一种用途即可)。
(4)“滤渣II”可以在_______步骤中进行再利用,提高聚合硫酸铁铝的产率。
(5)聚合硫酸铁铝的化学式为[AlaFeb(OH)c(SO4)d]m。取一定量的聚合硫酸铁铝样品与足量稀盐酸反应,将反应后所得溶液平均分成两份:一份溶液中加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀2.33 g;向另一份溶液加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧,得到固体0.64g,则该样品中b:d = _______。
【答案】(1)Fe3+、Fe2+
(2) ①. H2O2 + 2Fe2++ 2H+ = 2H2O + 2Fe3+ ②. 过氧化氢无毒无污染
(3) ①. Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4] ②. [Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3↓+ ③. 发酵粉,胃药(合理答案都给分)
(4)酸溶Ⅰ (5)4:5
【解析】
【分析】硫铁矿烧渣加入足量溶液,、FeO会与溶液反应,生成、,滤渣I中的成分为;往滤液中加入,会将氧化成,结晶I的成分为;粉煤灰中加入NaOH溶液,会与NaOH溶液反应生成,滤渣II中的成分为、FeO,滤液中主要成分是,向其中通入,会生成Al(OH)3沉淀,向其中加入,会生成,结晶II的成分为;和反应生成聚合硫酸铁铝。
【小问1详解】
由分析可知,“酸溶I”得到的溶液中,阳离子除外主要含有、。
【小问2详解】
由分析可知,往滤液中加入,会将氧化成,发生反应的离子方程式为H2O2 + 2Fe2++ 2H+ = 2H2O + 2Fe3+;
若“氧化”时往滤液中加入氯水,会挥发出有毒的氯气,过氧化氢无毒无污染。
【小问3详解】
由分析可知,“碱溶”后过滤,向滤液中通入足量CO2,会将转化为Al(OH)3沉淀,所以生成沉淀的离子方程式为+ CO2 =Al(OH)3↓ + ;
滤液中溶质为,主要用途为发酵粉,胃药。
【小问4详解】
由分析可知滤渣II中的成分为Fe2O3、FeO,所以在流程中滤渣II可回到“酸溶I”中循环使用。
【小问5详解】
由题目可知,生成的白色沉淀为BaSO4,可得 ,另一份中得到的固体为Fe2O3,可得 ,则该样品中b﹕d的比值是0.008﹕0.01=4﹕5。
23. 氯碱工业是高能耗产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图,其中的电极未标出。
请回答下列问题:
(1)电解池中产生气体X的电极为_______极(填“阳”或“阴”,下同),离子交换膜为_______离子交换膜。
(2)电解池中发生反应的离子方程式为_______。
(3)比较a%、b%和c%的值,由大到小排序为_______。
(4)在阴极产生448 mL (标准状况)气体,后停止实验,测得阴极室中溶液的体积为400 mL,则常温下此溶液的Δc(OH-)为_______mol/L(溶液体积变化忽略不计)。此时,燃料电池中消耗空气体积(标准状况)约为_______L(氧气体积按空气体积20%计算)。
【答案】(1) ①. 阳 ②. 阳
(2)2Cl⁻ + 2H₂O2OH⁻ + H₂↑+ Cl₂↑
(3)b%>a%>c%
(4) ①. 0.1 ②. 1.12
【解析】
【小问1详解】
①电解饱和食盐水时,阳极发生氧化反应生成氯气,阴极发生还原反应,生成氢气和氢氧化钠,因此,产生气体X的电极为阳极;②为防止氯气与阴极产物发生反应,氢氧根离子不能通过,故离子交换膜为阳离子交换膜;
【小问2详解】
电解饱和食盐水的离子方程式为:
【小问3详解】
右侧为氢氧燃料电池,H2在负极反应消耗OH-,空气中的氧气在正极反应,生成OH-,从电解池进入燃料电池的NaOH溶液浓度为a%,负极消耗OH-,流出的溶液浓度降低,得到c%的氢氧化钠溶液,故a%>c%,又正极生成OH-,流出的溶液浓度升高,故b%>a%,故排序应为b%>a%>c%;
【小问4详解】
①阴极生成的气体为H2,标况下448mL即0.02molH2,根据阴极反应,生成OH-的物质的量为
溶液体积为400mL=0.4L
因此,
②电解池中转移电子的物质的量为0.04mol,燃料电池中转移电子数与电解池相等。根据燃料电池的正极反应为:,消耗O2的物质的量为 ,
标准状况下,O2体积为:
.
已知氧气按空气体积的20%计算,因此消耗空气体积:
24. 硫酰氯()是重要的化工试剂,常作氯化剂或氯磺化剂。也可用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的性质如下表:
物质
熔点
沸点
其他性质
与水极易反应
已知:产率是指实际产物量与理论产物量的比值,通常用百分比表示,用于衡量化学反应或工业生产的效率,计算公式为:产率(实际产量/理论产量)
在实验室利用和在活性炭催化作用下制取,装置如图所示。
(1)导管a的作用是___________。
(2)甲装置用于制,则下列试剂组合中最合适的是___________。(填序号)
A. 的硝酸和固体 B. 的硫酸和Fe
C. 的硫酸和固体 D. 的硫酸和固体
(3)c的仪器名称是___________,装置乙和丁中可以使用同一种试剂,该试剂为___________。去除乙、丁装置会降低和的利用率,可能的原因是___________(用化学方程式表示)。
(4)仪器b中盛放的试剂的作用是___________。
(5)当通入装置丙中的氯气为2.24 L(已转化为标准状况),最后通过蒸馏得到纯净的硫酰氯9.45 g,则硫酰氯的产率为___________。
(6)为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有___________(填序号)。
①先通气,再通冷凝水②加热三颈烧瓶③若三颈烧瓶发烫,可适当降温④控制气流速率,宜慢不宜快
【答案】(1)平衡气压,使液体顺利滴下 (2)D
(3) ①. 分液漏斗 ②. 浓硫酸 ③.
(4)吸收反应产生的防止大气污染,同时可以防止空气中水蒸气进入装置
(5)70% (6)③④
【解析】
【分析】本实验利用和在活性炭催化下制备硫酰氯()。甲装置制备,庚为制备装置,乙、丁装置干燥和,丙为反应主装置。由于与水极易反应,全程需严格防水,同时控制反应条件以提高产率。
【小问1详解】
导管a的作用是平衡气压,使液体顺利滴下。
【小问2详解】
A.硝酸具有氧化性,的硝酸和固体反应不能得到,A错误;
B.Fe在的浓硫酸中会钝化,不能得到,B错误;
C.的稀硫酸和固体虽然能生成,但会溶于溶液中,C错误;
D.根据强酸制取弱酸的原理,的浓硫酸和固体反应能够生成,D正确:
【小问3详解】
仪器c的名称是分液漏斗;装置乙和丁中可使用的同一种试剂为浓硫酸(用于干燥气体,干燥和,防止水分进入丙装置导致水解);乙、丁装置若去除,和会与水蒸气反应,降低利用率,反应方程式为:。
【小问4详解】
仪器中盛放的试剂是碱石灰作用是:吸收反应产生的、,防止大气污染,同时可以防止空气中水蒸气进入装置丙而导致发生反应导致变质;
【小问5详解】
当通入为(标准状况)时,。根据反应,理论上生成,理论质量为。因此产率为。
【小问6详解】
为提高本实验中硫酰氯的产率,应减少受热挥发的量,使、充分反应,可采取先通冷凝水再通气;控制气流速率,宜慢不宜快;若三颈瓶发烫应适当降温等措施,故为③④。
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