内容正文:
武汉六中2025~2026学年度高二上学期第2次月考
化学试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
★沉着冷静规范答题端正考风严禁舞弊★
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 S 32 Ba 137
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一项符合题意)
1. 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. 中性条件下,、、
B. 的溶液中:、、
C. 能使甲基橙变红的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、
2. 常温下,有关下列溶液的说法正确的是
A. 加水稀释溶液时,溶液中各离子浓度均减小
B. 相同的 和 溶液中水的电离程度相同
C. 相同的①②③ 三种溶液的:③>②>①
D. 将的氨水与盐酸等体积混合,平衡时, 的电离平衡常数可表示为
3. 某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是
A. 电源a极为负极
B. M为阳离子交换膜
C. 电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小
D. 通电后,若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时,理论上电路中转移0.2 mol电子
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 与反应:
B. 已知:、的分别为、,中加入足量澄清石灰水:
C. 用铜电极电解硫酸铜溶液:
D. 已知硫酸铅难溶于水,也难溶于硝酸,却可溶于醋酸铵溶液,形成无色溶液,当溶液中通入 气体时有黑色沉淀生成:
5. 常温下,向饱和氯水中以恒定速率滴加NaOH溶液,测得溶液的pH随时间的变化如下图所示,溶液中氯元素的存在形式仅考虑Cl2、Cl—、ClO—、HClO,该过程不考虑HClO的分解,下列说法错误的是
A. M点:c(H+)> c(Cl—)> c(HClO)
B. N点:c(Na+)= c(Cl—)+ c(ClO—)
C. 从M点到P点,逐渐减小
D. 从M点到P点,水的电离程度逐渐增大
6. 已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是
A. c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+) B. c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C. c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+) D. c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
7. 一种以锰尘(主要成分为,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯的清洁生产新工艺流程如下:
已知:室温下相关物质的如下表。
下列说法错误的是
A. 酸浸工序中产生的气体①为氯气
B. 滤渣①主要成分为和
C. 除杂②工序中逐渐加入溶液时,若浓度接近,则先析出
D. 沉淀工序中发生反应的离子方程式为
8. 关于下列装置说法正确的是
A. 装置①中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
B. 装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C. 装置③中钢闸门应与外接电源的正极相连获得保护
D. 装置④盐桥中KCl的Cl-移向乙烧杯
9. 是一元弱酸,向的 溶液中缓慢加入 固体(溶液温度恒为,溶液体积的变化忽略不计),平衡后与溶液的 的关系如图所示(已知:)。下列说法正确的是
A. 的数量级为
B. c点:
C. b点有50%的 与 发生了反应
D. 的分布系数等于时,溶液的
10. 如图所示,甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。下列说法正确的是
A. 甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH+6e-+2H2O=CO+8H+
B. 反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度
C. 甲池中消耗224 mL(标准状况)O2,此时丙池中理论上产生1.16 g 固体
D. 若将乙池电解质溶液换成AgNO3溶液,则可以实现在石墨棒上镀银
11. 工业上使用溶液可将转化为。一定温度下和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知,处理过程中忽略溶液体积的变化,。
下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ为的沉淀溶解平衡曲线,
B. 向m点饱和溶液中加适量固体,可使溶液由m点变到n点
C. p点条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D. 用1L 1.8mol/L 处理46.6g ,处理5次可使完全进入溶液
12. 下列实验不能得出相应实验结论的是
实验
结论
A. 该反应的
B. 平衡正向移动
实验
结论
C.取 电极附近溶液滴加铁氰化钾,证明牺牲阳极法可保护 不被腐蚀
D. 相同温度下的溶解度:
A. A B. B C. C D. D
13. 以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2−的分布系数:]
下列叙述正确的是
A. 曲线①代表,曲线②代表
B. H2A溶液的浓度为0.2000 mol·L−1
C. HA−的电离常数Ka=1.0×10−2
D. 滴定终点时,溶液中
14. 电解法转化可实现资源化利用。电解制HCOOH的原理如题图所示。下有关说法正确的是
A. Pt片接电源负极
B. Sn片上发生的电极反应式为:
C. 每产生1 mol,阳离子交换膜中有4 mol通过
D. 电解一段时间后,阳极区的溶液浓度降低
15. 在一定温度下,CuCl2在液态有机相中存在以下氯化络合反应:
① ②
③ ④
保持温度不变,在CuCl2有机相稀溶液中改变溶液的起始浓度(起始时Cl-浓度很小,可近似为0),测得铜元素的部分微粒分布系数δ(平衡时某物质的浓度占各物质浓度之和的分数)与平衡浓度关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 曲线b表示微粒的物种分布系数
B. 反应的平衡常数 5×10-3
C. A点时溶液中Cu2+的氯化络合转化率为45%
D. 向上述溶液中继续加入有机试剂稀释,体系中的值增大
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是___________。
(2)和在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c()随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应___________。
②由图A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为___________。
③升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的ΔH___________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−,利用Ag+与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5mol·L−1)时,溶液中c(Ag+)为___________mol·L−1,此时溶液中c()等于___________mol·L−1.(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的还原成Cr3+,反应的离子方程式为___________。
17. 实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 ,其实验过程可表示为
(1)向氧化镁浆料中匀速通入气体以生成,常温下,能提高氧化镁浆料转化效率的措施有___________(写出一种即可)
(2)在“转化”步骤中,其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随温度的变化如图所示。当温度高于 ,升温,浆料中的氧化速率减慢,其主要原因是___________。
(3)在如图所示的实验装置中制取 :用滴液漏斗向盛有浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液,得到含有少量的溶液(此时的浓度为 ),再分批加入少量试剂 ,搅拌,调节溶液的 至合理范围,过滤,将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,所得晶体在 干燥即可得到 。
注:有关金属离子沉淀完全的 见下表,回答下列问题:
金属离子
沉淀完全 的
3.2
4.7
11.0
①试剂X可以是:___________(填化学式,1种即可)
② 的合理范围为___________。
(4)上述流程中的重要一步是生成的反应: ,则该反应的平衡常数 与 、 的代数关系式为 ___________。
(5)电催化合成:我国科研工作者以污染物 为氮源,用 纳米片电催化与 合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。
①a电极为___________极。
②b电极发生的电极反应式为___________。
18. 锂和铍是重要的稀有金属元素,被国内外视为战略性资源。一种从尾矿(主要含 BeO、Li2O、SiO2及Fe、Al元素)中主要提取锂、铍、铝的工艺如下:
已知:
① C6H5COOH 熔点为 122℃ 微溶于水;
② Li+可与 FeCl结合成LiFeCl4的形式被TBP萃取;
③ HCl (浓) + FeCl3HFeCl4 (易溶于有机溶剂)。
回答下列问题:
(1) “浸渣 ”的主要成分是_______。
(2) “氧化 ”步骤中控制反应的温度为 20℃ , 其原因是_______。
(3) “沉铁 ”步骤中加入 Na2SO4 发生反应的离子方程式为_______。
(4)若直接调节pH 进行沉铁、沉铝,会造成 Li+ 、Be2+ 损失的原因是_______。
(5) “萃取 ”步骤以TBP为萃取剂、FeCl3为协萃剂,还需加入NH4Cl的作用是_______。
(6) “反萃取 ”步骤中,最好选择_______作为反萃取剂。
(7) “操作 X ”的步骤:先 _______,再固液分离。
19. 先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇,反应原理如下:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)一定温度下,将不同量的原料通入到恒压密闭容器中,副反应热效应小,可忽略。则该温度下主反应的 ___________kJ/mol。
实验编号
反应物投入量
平衡时,热量变化
(g)
(g)
(g)
(g)
Ⅰ
0.5mol
1mol
0
0
放热x kJ
Ⅱ
0
0
1mol
1mol
吸热y kJ
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量(g)和 (g),下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
A. 混合气体的密度保持不变 B. 的体积分数不变
C. D. 反应体系的热效应为0
(3)在时,2MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示:
已知:
①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是___________。
②曲线b变化的原因是___________。
③150℃时,在催化剂作用下(g)和 (g)反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点,不改变反应时间和温度,一定能提高乙醇选择性的措施___________(填一条)。
(4)一定温度和压强下,向初始体积为1L的密闭容器中通入2mol (g)和1mol (g),同时发生主反应和副反应,测得平衡时,体积减小20%,则平衡时,___________,主反应的平衡常数K=___________。
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武汉六中2025~2026学年度高二上学期第2次月考
化学试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
★沉着冷静规范答题端正考风严禁舞弊★
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 O 16 S 32 Ba 137
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一项符合题意)
1. 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. 中性条件下,、、
B. 的溶液中:、、
C. 能使甲基橙变红的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.中性条件下,Fe3+会发生水解生成Fe(OH)3沉淀,无法大量存在,故不选A;
B.c(H+)水=10-12 mol·L-1的溶液可能为强酸性或强碱性。若为酸性,ClO-会与H+反应生成HClO,无法大量存在,故不选B;
C.甲基橙变红的溶液为酸性,[Al(OH)4]-在酸性溶液中会与H+反应生成Al3+,故不选C;
D.c(H+)/c(OH-)=1×10-12的溶液为强碱性,CO32-、K+、Cl-可稳定共存,故选D;
选D。
2. 常温下,有关下列溶液的说法正确的是
A. 加水稀释溶液时,溶液中各离子浓度均减小
B. 相同的 和 溶液中水的电离程度相同
C. 相同的①②③ 三种溶液的:③>②>①
D. 将的氨水与盐酸等体积混合,平衡时, 的电离平衡常数可表示为
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释溶液时促进硫离子水解,但溶液碱性降低,所以溶液中氢离子浓度增大,A错误;
B. 相同的 和 溶液中水的电离程度不相同,前者促进,后者抑制水的电离,B错误;
C.相同条件下水解程度 >>,所以 相同的①②③ 三种溶液的:③<②<①,C错误;
D.将的氨水与盐酸等体积混合,平衡时=0.05mol/L,则一水合氨浓度是(0.5a-0.05)mol/L,根据电荷守恒可知溶液中氢氧根浓度是10-7mol/L,所以 的电离平衡常数可表示为,D正确;
答案选D。
3. 某研究性学习小组利用如图装置探究氯碱工业和铜精炼的工作原理(M是离子交换膜)。下列说法错误的是
A. 电源a极为负极
B. M为阳离子交换膜
C. 电解前后装置乙中CuSO4溶液浓度逐渐变小
D. 通电后,若Fe电极上产生22.4 L Cl2(标准状况下)时,理论上电路中转移0.2 mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】乙池为铜的精炼,则粗铜作阳极,精铜作阴极;电源的右侧与粗铜相连,为电池的正极,左侧为负极,所以甲池的Fe电极为阴极,石墨电极为阳极。
【详解】A.乙池为铜的精炼,则粗铜作阳极,精铜作阴极;电源的右侧与粗铜相连,为电池的正极,左侧为负极,所以甲池的Fe电极为阴极,石墨电极为阳极,电源a极为负极,A正确;
B.通电后,石墨电极上失电子生成Cl2,Fe电极上水得电子生成H2和,则阳极区的Na+透过离子交换膜进入左侧Fe电极附近,所以此离子交换膜只可以是阳离子交换膜,若为阴离子交换膜,则氢氧化钠会与氯气反应,B正确;
C.电解精炼铜时,不纯的铜作阳极,粗铜中比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等,它们在阳极失去电子被氧化,阳极主要反应为,其他电极反应式有、等,比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等成为阳极泥根据得失电子守恒,阳极溶解的铜的物质的量小于阴极析出的铜的物质的量,则电解前后装置乙中硫酸铜溶液浓度变小,C正确;
D.甲池的Fe电极为阴极,发生的电极反应为,无Cl2生成,D错误;
故选D。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 与反应:
B. 已知:、的分别为、,中加入足量澄清石灰水:
C. 用铜电极电解硫酸铜溶液:
D. 已知硫酸铅难溶于水,也难溶于硝酸,却可溶于醋酸铵溶液,形成无色溶液,当溶液中通入 气体时有黑色沉淀生成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应中过氧化钠即是氧化剂也是还原剂,则过氧化钠与反应的离子方程式为,故A错误;
B.由溶度积可知,碳酸氢镁溶液与足量澄清石灰水反应生成氢氧化镁沉淀、碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为,故B正确;
C.用铜电极电解硫酸铜溶液时,铜做阳极,失去电子发生氧化反应生成铜离子,不可能有氧气生成,故C错误;
D.由题意可知,醋酸铅为难电离的可溶性化合物,则醋酸铅溶液中通入硫化氢气体的离子方程式为,故D错误;
故选B。
5. 常温下,向饱和氯水中以恒定速率滴加NaOH溶液,测得溶液的pH随时间的变化如下图所示,溶液中氯元素的存在形式仅考虑Cl2、Cl—、ClO—、HClO,该过程不考虑HClO的分解,下列说法错误的是
A. M点:c(H+)> c(Cl—)> c(HClO)
B. N点:c(Na+)= c(Cl—)+ c(ClO—)
C. 从M点到P点,逐渐减小
D. 从M点到P点,水的电离程度逐渐增大
【答案】D
【解析】
【分析】氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,由图可知,M点为饱和氯水,溶液呈酸性,溶液中的氢离子抑制水的电离,N点为氯化钠、次氯酸钠和次氯酸的混合溶液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度减小,水的电离程度增大,P点为氯化钠、次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液,氢氧化钠在溶液中电离出的氢氧根离子抑制水的电离,水的电离程度小于氯化钠、次氯酸钠混合溶液中水的电离程度,则从M点到P点,水的电离程度先增大后减小。
【详解】A.由分析可知,M点为饱和氯水,溶液中存在如下平衡:Cl2+H2O H++Cl—+HClO,次氯酸在溶液中部分电离出氢离子和次氯酸根离子,则溶液中微粒浓度的大小顺序为c(H+)> c(Cl—)> c(HClO),故A正确;
B.由分析可知,N点为氯化钠、次氯酸钠和次氯酸的混合溶液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(ClO—)+ c(Cl—)+c(OH—)可知,溶液中c(Na+)= c(Cl—)+ c(ClO—),故B正确;
C.由电离常数公式可得:溶液中=,从M点到P点,溶液中氢离子浓度减小、电离常数不变,则和的值减小,故C正确;
D.由分析可知,从M点到P点,水的电离程度先增大后减小,故D错误;
故选D。
6. 已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是
A. c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+) B. c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C. c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+) D. c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
【答案】A
【解析】
【详解】根据“越弱越水解”的原则,NaA的水解比NaB水解程度大,所以溶液中的c(HA)>c(HB),c(A-)<c(B-);再根据“谁强显谁性”可知溶液中的c(OH-)>c(H+);由于溶液中离子的水解毕竟是微弱的,所以c(OH-)<c(A-)和c(B-)。在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,c(Na+)> c(B-)> c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+),故A正确,
答案选A。
7. 一种以锰尘(主要成分为,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯的清洁生产新工艺流程如下:
已知:室温下相关物质的如下表。
下列说法错误的是
A. 酸浸工序中产生的气体①为氯气
B. 滤渣①主要成分为和
C. 除杂②工序中逐渐加入溶液时,若浓度接近,则先析出
D. 沉淀工序中发生反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】由图知锰尘(主要成分为,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)加入浓盐酸进行酸浸,、铝、镁、钙、铁的氧化物均生成对应的盐,由于具有氧化性,能将盐酸中的氯离子氧化为氯气,故气体①用氢氧化钠溶液进行吸收,防止污染环境,加氨水调节pH为5~6,由表中数据知,可将铁和铝沉淀而除去,故滤渣①主要成分为和,再向滤液中加入氟化钠溶液,可将镁和钙以氟化物的形式除去,滤渣②为氟化钙和氟化镁,此时滤液中主要成分为氯化锰,加入碳酸氢钠溶液,发生,将锰离子沉淀,得到纯度较高的碳酸锰。
【详解】A.由分析知,Mn2O3与浓盐酸反应生成Mn2+和Cl2,A正确;
B.结合表中数据可知,除杂①工序中调pH为pH为5~6,此时会产生和沉淀,B正确;
C.由于故 浓度接近时,先析出沉淀,C错误;
D.由题给流程和分析可知,沉淀工序中Mn2+与反应生成MnCO3、CO2和 H2O离子方程式为,D正确;
故选C。
8. 关于下列装置说法正确的是
A. 装置①中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成
B. 装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大
C. 装置③中钢闸门应与外接电源的正极相连获得保护
D. 装置④盐桥中KCl的Cl-移向乙烧杯
【答案】B
【解析】
【详解】A.锌比铁活泼,锌作负极,电子从负极锌流出经导线流向正极铁,铁被保护,不可能产生二价铁离子,故A错误;
B.a为与电源负极相连是阴极,氢离子得电子发生还原反应生成氢气,破坏水的电离平衡,氢氧根浓度增大,碱性增强,pH值增大,故B正确;
C.用外加电源的阴极保护法保护金属,被保护的金属应该接电源的负极,即钢闸门应与外接电源的负极相连,故C错误;
D.原电池中阴离子向负极移动,锌是负极,所以Cl-移向甲烧杯,故D错误。
答案选B。
9. 是一元弱酸,向的 溶液中缓慢加入 固体(溶液温度恒为,溶液体积的变化忽略不计),平衡后与溶液的 的关系如图所示(已知:)。下列说法正确的是
A. 的数量级为
B. c点:
C. b点有50%的 与 发生了反应
D. 的分布系数等于时,溶液的
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据b点数据可知的数量级为,故A错误;
B.,c点的溶液中,则,故B错误;
C.若有50%的HR与 发生了反应,则初始状态,由于的水解程度和HR的电离程度不同,因此平衡后和不相等即等于0,故C错误;
D.根据,解得,根据,可得则,故D正确。
综上所述,答案为D。
10. 如图所示,甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。下列说法正确的是
A. 甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH+6e-+2H2O=CO+8H+
B. 反应一段时间后,向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度
C. 甲池中消耗224 mL(标准状况)O2,此时丙池中理论上产生1.16 g 固体
D. 若将乙池电解质溶液换成AgNO3溶液,则可以实现在石墨棒上镀银
【答案】C
【解析】
【分析】甲池是燃料电池,是化学能转化为电能的装置,在燃料电池中,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,在碱性电解质下的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-= CO+6H2O,正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,乙、丙是电解池,乙池中石墨棒与原电池中的正极相连,即石墨棒为电解池的阳极,银电极为电解池的阴极,丙池中右端的Pt电极与原电池负极相连,则右端Pt电极为电解池阴极,左端Pt电极为电解池阳极。
【详解】A.根据分析,甲池通入CH3OH的电极为负极,发生失电子的氧化反应,电解质溶液为氢氧化钾溶液,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-= CO+6H2O,故A错误;
B.乙池中,石墨棒为电解池的阳极,电极反应为:2H2O-4e-=O2↑+4H+,银电极为电解池的阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,电解后生成的铜为固体,氧气为气体,同时生成硫酸,要想复原,需要加入氧化铜,故B错误;
C.甲池中根据电极反应:O2+2H2O+4e-=4OH-,消耗224mL(标况下为0.01mol)O2则转移0.04mol电子,根据丙装置中,在阴极上是氢离子放电,电极反应为:2H2O +2e- =H2↑+2OH-,Mg+与OH-反应生成氢氧化镁,理论上最多产生氢氧化镁0.02mol×58g/mol=1.16g,故C正确;
D.要在石墨棒上镀银,应以石墨为阴极,银为阳极上,电解质溶液为AgNO3溶液,根据分析可知,乙池中石墨棒为电解池的阳极,不能实现在石墨棒上镀银,故D错误;
答案选C。
11. 工业上使用溶液可将转化为。一定温度下和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知,处理过程中忽略溶液体积的变化,。
下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ为的沉淀溶解平衡曲线,
B. 向m点饱和溶液中加适量固体,可使溶液由m点变到n点
C. p点条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D. 用1L 1.8mol/L 处理46.6g ,处理5次可使完全进入溶液
【答案】D
【解析】
【分析】BaCO3、BaSO4均为难溶物,饱和溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[c(Ba2+)×c()]=-lg[Ksp(BaSO4)],同理可知溶液中-lg[c(Ba2+)]+{-lg[c()]}=-lg[Ksp(BaCO3)],因Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),则-lg[Ksp(BaCO3)]<-lg[Ksp(BaSO4)],由此可知曲线Ⅱ为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,曲线I为-lg[c(Ba2+)]与-lg[c()]的关系,由曲线Ⅰ上(5,3.3)可知,Ksp(BaCO3)= c(Ba2+)c()=10-5×10-3.3=10-8.3,由曲线Ⅱ上(7,3)可知,Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)c()=10-7×10-3=10-10。
【详解】A.根据分析知,曲线I为的沉淀溶解平衡曲线,的数量级是,A正确;
B.向m点饱和溶液中加适量固体,钡离子浓度增大,硫酸根离子浓度减小,Ksp(BaSO4)不变,则可使溶液由m点变到n点,B正确;
C.由分析可知,曲线Ⅰ是的溶解平衡曲线,p点相比饱和点,c(Ba2+)和c()较小,不能生成沉淀,曲线Ⅱ是的溶解平衡曲线,p点相比饱和点,c(Ba2+)和c()较大,能生成沉淀,C正确;
D.46.6gBaSO4物质的量为0.2mol,设每次用这种Na2CO3溶液能处理xmol BaSO4,根据,到达平衡时,c()=(1.8-x)mol/L,c()=x mol/L,根据,求得x=0.0353,次数为,即6次,D错误;
故选D。
12. 下列实验不能得出相应实验结论的是
实验
结论
A. 该反应的
B. 平衡正向移动
实验
结论
C.取 电极附近溶液滴加铁氰化钾,证明牺牲阳极法可保护 不被腐蚀
D. 相同温度下的溶解度:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.,升高温度,颜色加深,平衡逆向移动,反应为放热反应, ,A正确;
B.,加NaOH,中和,使浓度减小,平衡右移,颜色变黄色,B正确;
C.取Fe电极附近溶液滴加铁氰化钾,若Fe被保护,则滴加铁氰化钾后,不会生成蓝色沉淀,C能达到目的,C正确;
D.向氢氧化钠中加少量氯化镁,生成白色沉淀,氢氧化钠过量,和加入的氯化铁反应生成红褐色沉淀,无法判断氢氧化镁和氢氧化铁溶解度大小,D错误;
故答案选D。
13. 以酚酞为指示剂,用0.1000 mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。[比如A2−的分布系数:]
下列叙述正确的是
A. 曲线①代表,曲线②代表
B. H2A溶液的浓度为0.2000 mol·L−1
C. HA−的电离常数Ka=1.0×10−2
D. 滴定终点时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】根据图象,曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐减小,曲线②代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐增大,粒子的分布系数只有1个交点;当加入40mLNaOH溶液时,溶液的pH在中性发生突变,且曲线②代表的粒子达到最大值接近1;没有加入NaOH时,pH约为1,说明H2A第一步完全电离,第二步部分电离,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)==0.1000mol/L,据此分析作答。
【详解】A.根据分析,曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A错误;
B.当加入40.00mLNaOH溶液时,溶液的pH发生突变,说明恰好完全反应,结合分析,根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)= =0.1000mol/L,B错误;
C.由于H2A第一步完全电离,则HA-的起始浓度为0.1000mol/L,根据图像,当VNaOH=0时,HA-的分布系数为0.9,溶液的pH=1,A2-的分布系数为0.1,则HA-的电离平衡常数Ka==≈1×10-2,C正确;
D.用酚酞作指示剂,酚酞变色的pH范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),则c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D错误;
答案选C。
【点睛】本题的难点是判断H2A的电离,根据pH的突变和粒子分布分数的变化确定H2A的电离方程式为H2A=H++A2-,HA-⇌H++A2-;同时注意题中是双纵坐标,左边纵坐标代表粒子分布分数,右边纵坐标代表pH,图象中δ(HA-)=δ(A2-)时溶液的pH≠5,而是pH=2。
14. 电解法转化可实现资源化利用。电解制HCOOH的原理如题图所示。下有关说法正确的是
A. Pt片接电源负极
B. Sn片上发生的电极反应式为:
C. 每产生1 mol,阳离子交换膜中有4 mol通过
D. 电解一段时间后,阳极区的溶液浓度降低
【答案】D
【解析】
【分析】CO2、中碳元素的化合价分别为+4、+2,阴极发生还原反应,电极(Sn电极)反应为,阳极(Pt电极)生成O2:,据此分析解答。
【详解】A.由分析知Pt片为阳极,接电源正极,A错误;
B.由分析知,Sn片为阴极,发生得电子的还原反应,电极反应式应为 ,B错误;
C.由反应可知,每产生1 mol,转移2 mol电子,由电荷守恒得,阳离子交换膜中有2 molK+通过,C错误;
D.阳极发生反应反应,产生氢离子,消耗KHCO3,使KHCO3溶液浓度降低,D正确;
故答案选D。
15. 在一定温度下,CuCl2在液态有机相中存在以下氯化络合反应:
① ②
③ ④
保持温度不变,在CuCl2有机相稀溶液中改变溶液的起始浓度(起始时Cl-浓度很小,可近似为0),测得铜元素的部分微粒分布系数δ(平衡时某物质的浓度占各物质浓度之和的分数)与平衡浓度关系如图所示。
下列说法错误的是
A. 曲线b表示微粒的物种分布系数
B. 反应的平衡常数 5×10-3
C. A点时溶液中Cu2+的氯化络合转化率为45%
D. 向上述溶液中继续加入有机试剂稀释,体系中的值增大
【答案】C
【解析】
【分析】由图及、、、可知,随着的增加,平衡正向移动,减小,增加,故曲线a表示的分布系数,曲线b表示的分布系数,则曲线c表示的分布系数,据此回答;
【详解】A.由分析知,曲线b表示微粒的物种分布系数,A正确;
B.等于减去,,B正确;
C.A点时,、分布系数几乎为0,设、,则,,,a=4.5b,所以的氯化络合转化率约为,C错误;
D.根据,,同理,,则,稀释时,溶液中浓度减小,所以体系中的值增大,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似,在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是___________。
(2)和在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0mol·L−1的Na2CrO4溶液中c()随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应___________。
②由图A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为___________。
③升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的ΔH___________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−,利用Ag+与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5mol·L−1)时,溶液中c(Ag+)为___________mol·L−1,此时溶液中c()等于___________mol·L−1.(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的还原成Cr3+,反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)开始有灰蓝色固体生成,溶液颜色由蓝紫色褪去,随后沉淀消失,溶液变为绿色
(2) ①. 2+2H++H2O ②. 1014 ③. 小于
(3) ①. 2.0×10-5 ②. 5×10-3
(4)5H+++3=2Cr3++3+4H2O
【解析】
【小问1详解】
Cr3+与Al3+的化学性质相似,说明Cr(OH)3与过量氢氧化钠能反应生成Cr(OH),在Cr2(SO4)3溶液逐滴加入NaOH溶液直至过量,反应离子方程式为Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓、Cr(OH)3+OH-=Cr(OH),根据题中信息,观察到的现象是开始时有灰蓝色固体生成,蓝紫色溶液褪去,继续加入NaOH溶液,沉淀消失,溶液变为绿色;
【小问2详解】
①根据图像可知,随着c(H+)增大,c(Cr2O)增大,根据电荷守恒和原子守恒,转化的离子反应方程式为2CrO+2H+Cr2O+H2O;
②A点:c(H+)=1.0×10-7mol/L,c(Cr2O)=0.25mol/L,根据原子守恒有:2c(Cr2O)+c(CrO)=1.0mol/L,推出c(CrO)=0.5mol/L,该反应平衡常数K==1.0×1014;
③升高温度,CrO的平衡转化率降低,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,即ΔH小于0;
【小问3详解】
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),当Cl-恰好完全沉淀,c(Cl-)=1.0×10-5mol/L,根据Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),c(Ag+)==2.0×10-5mol/L;当出现砖红色沉淀,说明滴定到终点,即存在Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO),c(CrO)==5.0×10-3mol/L;
【小问4详解】
NaHSO3具有还原性,Cr2O具有强氧化性,将HSO氧化成SO,本身被还原成Cr3+,根据化合价升降法、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为5H++Cr2O+3HSO=2Cr3++3SO+4H2O。
17. 实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 ,其实验过程可表示为
(1)向氧化镁浆料中匀速通入气体以生成,常温下,能提高氧化镁浆料转化效率的措施有___________(写出一种即可)
(2)在“转化”步骤中,其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随温度的变化如图所示。当温度高于 ,升温,浆料中的氧化速率减慢,其主要原因是___________。
(3)在如图所示的实验装置中制取 :用滴液漏斗向盛有浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液,得到含有少量的溶液(此时的浓度为 ),再分批加入少量试剂 ,搅拌,调节溶液的 至合理范围,过滤,将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,所得晶体在 干燥即可得到 。
注:有关金属离子沉淀完全的 见下表,回答下列问题:
金属离子
沉淀完全 的
3.2
4.7
11.0
①试剂X可以是:___________(填化学式,1种即可)
② 的合理范围为___________。
(4)上述流程中的重要一步是生成的反应: ,则该反应的平衡常数 与 、 的代数关系式为 ___________。
(5)电催化合成:我国科研工作者以污染物 为氮源,用 纳米片电催化与 合成尿素。下图为电催化合成尿素的原理示意图。
①a电极为___________极。
②b电极发生的电极反应式为___________。
【答案】(1)边搅拌边通入或 采用多孔球泡通入
(2)温度升高,溶液中的溶解度减小,浓度降低,故氧化速率减慢(或温度升高,催化剂的活性降低,氧化速率减慢
(3) ①. 或或 ②. 4.7≤pH<8.5
(4)
(5) ①. 阳 ②.
【解析】
【分析】氧化镁浆料通入二氧化硫转化为亚硫酸镁,亚硫酸镁经过氧化生成硫酸镁,最后转化为MgSO4⋅H2O;
【小问1详解】
提高转化效率的本质是增大反应物接触,使反应更充分,可以采取边搅拌边通入或采用多孔球泡通入的方法提高氧化镁浆料转化效率;
【小问2详解】
该反应用负载钴分子筛作催化剂,温度过高会导致催化剂活性下降,同时O2溶解度随温度升高降低,氧气的浓度减小,故氧化速率减慢;
【小问3详解】
①调节pH除去,需要加入能与酸反应、不引入新杂质的含镁弱碱性试剂,因此可选氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁等均可;
②需要保证完全沉淀,不沉淀,因此pH需要大于沉淀完全的pH,同时小于开始沉淀的pH;pH=11时,完全沉淀,此时 , ,则氢氧化镁的溶度积,初始浓度为 ,则开始沉淀时,解得 ,则 ,则此时 为8.5,故 的合理范围为4.7≤pH<8.5;
【小问4详解】
, , , ,,,综上。
【小问5详解】
① 在 极转化为尿素, 化合价降低,发生还原反应,因此 为阴极, 为阳极;
②b电极为阴极,其发生的电极反应式为。
18. 锂和铍是重要的稀有金属元素,被国内外视为战略性资源。一种从尾矿(主要含 BeO、Li2O、SiO2及Fe、Al元素)中主要提取锂、铍、铝的工艺如下:
已知:
① C6H5COOH 熔点为 122℃ 微溶于水;
② Li+可与 FeCl结合成LiFeCl4的形式被TBP萃取;
③ HCl (浓) + FeCl3HFeCl4 (易溶于有机溶剂)。
回答下列问题:
(1) “浸渣 ”的主要成分是_______。
(2) “氧化 ”步骤中控制反应的温度为 20℃ , 其原因是_______。
(3) “沉铁 ”步骤中加入 Na2SO4 发生反应的离子方程式为_______。
(4)若直接调节pH 进行沉铁、沉铝,会造成 Li+ 、Be2+ 损失的原因是_______。
(5) “萃取 ”步骤以TBP为萃取剂、FeCl3为协萃剂,还需加入NH4Cl的作用是_______。
(6) “反萃取 ”步骤中,最好选择_______作为反萃取剂。
(7) “操作 X ”的步骤:先 _______,再固液分离。
【答案】(1)
(2)温度低于20℃时,反应速率较低;高于20℃,受热分解。
(3)
(4)直接调节pH 进行沉铁、沉铝,会生成胶体,吸附 Li+ 、Be2+ 造成损失。
(5)增加氯离子浓度,将FeCl3更多的转化为,提高Li+萃取率。
(6)浓盐酸 (7)冷却结晶
【解析】
【分析】尾矿(主要含 BeO、Li2O、SiO2及Fe、Al元素)通过硫酸酸浸得到浸渣,主要成分是不与硫酸反应的SiO2;所得酸浸液,经过氧化、沉铁,以沉淀形式除铁;利用苯甲酸钠沉铝,得到含铝沉淀的滤饼和滤液;滤液利用Li+可与 结合成LiFeCl4被TBP萃取,通过萃取与反萃取分离 Li+ 、Be2+ 。
【小问1详解】
根据分析,浸渣的主要成分是不与硫酸反应的SiO2。
【小问2详解】
温度低于20℃时,反应速率较低;高于20℃,氧化剂受热易分解。
【小问3详解】
沉铁过程中,加入 Na2SO4 发生反应生成沉淀,离子方程式为。
【小问4详解】
直接调节pH 进行沉铁、沉铝,会生成胶体,吸附 Li+ 、Be2+ 导致损失。
【小问5详解】
加入NH4Cl可以增加氯离子浓度,将FeCl3更多的转化为,Li+与 结合成LiFeCl4,提高Li+萃取率。
【小问6详解】
根据反应HCl (浓) + FeCl3HFeCl4 ,萃取后的有机相中加入浓盐酸,平衡正向移动,将LiFeCl4转化为HFeCl4,释放Li+进入水溶液,同时HFeCl4溶于有机溶剂中,分离提纯Li+。
【小问7详解】
含铝沉淀的滤饼经过90℃硫酸酸溶,获得含有苯甲酸和硫酸铝的溶液,经过冷却结晶、固液分离可得苯甲酸固体和硫酸铝的溶液。
19. 先进的甲醇低压羰基合成乙酸工艺的普及推广,导致我国乙酸产能过剩。使用特定催化剂进行乙酸直接加氢制备乙醇,反应原理如下:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)一定温度下,将不同量的原料通入到恒压密闭容器中,副反应热效应小,可忽略。则该温度下主反应的 ___________kJ/mol。
实验编号
反应物投入量
平衡时,热量变化
(g)
(g)
(g)
(g)
Ⅰ
0.5mol
1mol
0
0
放热x kJ
Ⅱ
0
0
1mol
1mol
吸热y kJ
(2)250℃下,恒压密闭容器中充入一定量(g)和 (g),下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
A. 混合气体的密度保持不变 B. 的体积分数不变
C. D. 反应体系的热效应为0
(3)在时,2MPa下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化;250℃下,平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示:
已知:
①250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是___________。
②曲线b变化的原因是___________。
③150℃时,在催化剂作用下(g)和 (g)反应一段时间后,乙醇的选择性位于m点,不改变反应时间和温度,一定能提高乙醇选择性的措施___________(填一条)。
(4)一定温度和压强下,向初始体积为1L的密闭容器中通入2mol (g)和1mol (g),同时发生主反应和副反应,测得平衡时,体积减小20%,则平衡时,___________,主反应的平衡常数K=___________。
【答案】(1)-(2x+y) (2)ABD
(3) ①. a ②. 主反应与副反应均为放热反应,温度升高,主反应和副反应的平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应 ③. 使用对主反应催化活性更高的催化剂(或“增大压强”)
(4) ①. 1mol/L ②. 2
【解析】
【小问1详解】
0.5mol与发生反应,达平衡时放热xkJ,与发生反应,达平衡时吸热ykJ,则与完全反应生成与,放热(2x+y)kJ,即;
【小问2详解】
A.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,容器体积发生改变,则怛容容器中混合气体的密度是变量,当混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡状态,A正确;
B.体积分数不变,则各组分的体积分数也保持不变,反应达平衡状态,B正确;
C.n(H2):n(CH3CH2OH)=2:1,不能说明反应达平衡状态,C错误;
D.反应体系的热效应为0是达到平衡状态,D正确;
故选ABD。
【小问3详解】
①主反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则250℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是a;
②主反应和副反应均为放热反应,升高温度,平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,所以乙醇的选择性随着温度升高而减小;
③主反应为气体体积减小的反应,增大压强,反应正向移动,可以提高乙醇选择性;
【小问4详解】
平衡时n[H2O(g)]=0.8mol,体系中气体物质的量减小20%,列化学平衡三段式,则:,
体积减小20%,说明平衡时容器体积为0.8L,平衡时混合气体总物质的量为(1-x-y+x-y+y+0.8+2-2x)=3mol×80%,x+y=0.8,解得x=0.6,y=0.2,c(H2)=;平衡时c(CH3CH2OH))= ,c(CH3COOH))= ,c(H2O)= ,Kc==;
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