内容正文:
高二年级12月考试化学试题
可能用到的相对原子质量:N14 O16 Ca40 Cu64
一、单选题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)
1. 水解原理在生产、生活科研中都具有重要的应用。下列事实与盐类的水解无关的是
A. 用热的纯碱溶液清洗油污
B. 实验室保存和配制溶液时,加入少量
C. 水溶液应存放在塑料瓶中,而不能存放于玻璃瓶中
D. 实验室保存溶液时,常在溶液中加入适量铁粉
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热促进碳酸根离子的水解,溶液碱性增强,热的溶液可以增强清洗油污的效果,和盐类的水解有关,A不符合题意;
B.保存和配制溶液时,加入少量,增大氢氧根离子浓度,可以抑制硫离子的水解,B不符合题意;
C.氟离子水解生成的HF会和玻璃中成分反应,故水溶液应存放在塑料瓶中,而不能存放于玻璃瓶中,和盐类的水解有关,C不符合题意;
D.亚铁离子容易被氧化为铁离子,铁和铁离子生成亚铁离子,实验室保存溶液时,常在溶液中加入适量铁粉,是防止亚铁离子被氧化,与盐类的水解无关,D符合题意;
故选D。
2. 常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 由水电离出的的溶液: 、、、
B. 使甲基橙变红的溶液中: 、、、
C. 澄清透明的溶液中:、、、
D. 的溶液中: 、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.由水电离出的的溶液,该溶液可能显酸性或碱性,在酸性中要反应不能共存,A不符合题意;
B.使甲基橙变红的溶液显酸性,酸性溶液中与不能共存,B不符合题意;
C.澄清透明的溶液中,该组离子都不反应,能共存,C符合题意;
D.该组离子中与要反应不能共存,D不符合题意;
故答案为:C。
3. 提供几组常见的实验装置示意图,下列有关叙述正确的是
A. 装置①中阳极上有红色物质析出
B. 装置②中的铜片应与直流电源的负极相连
C. 装置③中,若电解液为KOH溶液,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
D. 装置④中,CuSO4溶液的浓度始终不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置①中用惰性电极电解CuCl2溶液,在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2,阳极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑;在阴极上Cu2+得到电子被还原为单质Cu,阴极的电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故电解时在阴极上有红色物质析出,A错误;
B.在装置②电镀铜时,应该使镀层金属铜片与直流电源的正极相连,作阳极;镀件与直流电源的负极连接作阴极,B错误;
C.在装置③的氢氧燃料电池中,通入燃料H2的电极a为负极,通入O2的电极b为正极,若电解液为KOH溶液,溶液显碱性,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O,C正确;
D.在装置④的金属铜的精炼中,粗铜作阳极,精铜作阴极。阳极上Cu及活动性比Cu强金属如Zn、Fe等会失去电子变为金属阳离子进入电解质溶液;在阴极上只有Cu2+得到电子被还原变为单质Cu。由于同一闭合回路中电子转移数目相等,因此电解一段时间后,溶液中CuSO4的浓度会逐渐降低,D错误;
故选C。
4. 在化学学习过程中要树立“变化观念与平衡思想”。已知 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ/mol,下列相关说法正确的是
A. 恒温恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后,放出196 kJ的热量
B. 密闭容器中该反应达到平衡后,缩小容器体积,V逆 减小,V正 增大,平衡正向移动
C. 加入催化剂,可加快反应速率,同时提高SO2的平衡转化率
D. 升高温度,V逆 增大的程度比V正 增大的程度更显著
【答案】D
【解析】
【详解】A.热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ/mol表示每有2 mol SO2与O2反应产生SO3气体,放出196 kJ的热量。在恒温恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2时,由于该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故充分反应后,放出的热量小于196 kJ,A错误;
B.密闭容器中该反应达到平衡后,缩小容器体积,导致体系的压强增大,反应速率都加快,因此V逆 增大,V正 也增大,由于正反应是气体体积减小的反应,增大压强后,导致正反应速率增大的程度大于逆反应速率,故化学平衡向正向移动,B错误;
C.加入催化剂,可加快反应速率。由于催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同,使用催化剂,化学平衡不移动,因此不能提高SO2的平衡转化率,C错误;
D.升高温度,化学反应速率加快,V正 、V逆 都增大。由于该反应的正反应是放热反应,温度改变对吸热反应影响更大,因此升高温度后,逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数,即V逆的程度比V正 增大的程度更显著,所以化学平衡向吸热的逆反应方向移动,D正确;
故合理选项是D。
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.探究压强对平衡的影响
C.测定NaOH溶液的pH
D.比较和的大小
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中缺少玻璃搅拌器,无法准确测定中和反应的反应热,A错误;
B.该可逆反应是气体分子数保持不变的反应,通过压缩针筒体积增大压强,虽然气体颜色变深,但平衡不移动,该装置只是增大压强使气体浓度增大而已,不能达到探究目的,B错误;
C.用pH试纸测定溶液的pH时,不能直接将pH试纸插入溶液中,C错误;
D.把AgNO3溶液滴加到NaCl和NaI的混合溶液中,先产生黄色的AgI沉淀,后产生白色沉淀,说明AgI的溶解度比AgCl小,D正确;
故选D。
6. 卤族元素包括F、Cl、Br、I等,位于周期表第ⅦA族。卤族元素形成的物质种类众多,溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似。下列有关方程式表示正确的是
A. 向黄色的AgI悬浊液中加入 溶液后变黑:
B. 向溶液中滴入过量溴水:
C. IBr与水反应:
D. 用铁电极作阳极,电解饱和食盐水:
【答案】C
【解析】
【详解】A.向黄色的AgI悬浊液中加入 溶液后变黑,反应的离子方程式为,A错误;
B.碘化亚铁溶液与过量溴水反应生成溴化铁和碘,反应的离子方程式为,B错误;
C.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素相似,Br的化合价为 价,I的化合价为+1价,IBr与水发生复分解反应生成HBr和HIO,化学方程式为,C正确;
D.用铁电极作阳极电解饱和食盐水,Fe在阳极会失去电子生成,总反应方程式为,D错误;
故选C。
7. 如图是某压强下,与按体积比1:3投料时,反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线。其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线。下列说法不正确的是
A. 图中曲线Ⅰ是平衡时的曲线
B. 图中c点,v(正)>v(逆)
C. 图中b点,容器内气体
D. 550℃后曲线Ⅱ下降的原因可能是催化剂活性下降
【答案】C
【解析】
【分析】条件相同的情况下,平衡状态时氨气的体积分数应该是最大的,因此I表示平衡时的曲线,II表示经过一定时间反应后的曲线。
【详解】A.根据分析可知,曲线I表示平衡时的曲线,A正确;
B.从图中可知,c点温度下,氨气的体积分数小于该温度下平衡状态时的体积分数,说明此时反应还在正向进行,v(正)>v(逆),B正确;
C.图中b点氨气的体积分数为25%,不妨令开始时氮气和氢气的物质的量为1mol和3mol,设反应消耗氮气xmol,则消耗氢气3xmol,生成氨气2xmol,平衡时气体总物质的量为(4-2x)mol,氨气的体积分数为2x÷(4-2x)=0.25,解得x=0.4mol,此时容器中氮气和氨气的物质的量之比为3:4,C错误;
D.550℃以后曲线II下降,可能的原因高温导致催化剂活性降低,使得反应速率减小,氨气的体积分数减小,D正确;
故答案选C。
8. 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。下列说法错误的是
HCN
;
;
A. 三种酸的酸性强弱顺序为:
B. 常温下,向溶液中加入 固体,的值减小
C. 少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
D. 的草酸溶液中,
【答案】B
【解析】
【详解】A.比较电离平衡常数:H2C2O4的Ka1=5.6×10-2,H2CO3的Ka1=4.5×10-7,HCN的Ka=6.2×10-10,Ka越大酸性越强,顺序为H2C2O4 > H2CO3 > HCN,A正确;
B.HCN电离平衡:HCN ⇌ H+ + CN-,Ka = ,故=;加入NaOH后溶液中c(H+)减小,Ka不变(温度不变),比值增大,B错误;
C.酸性:H2C2O4 (Ka1=5.6×10-2) > (Ka2=1.5×10-4)>(Ka1=4.5×10-7)>(Ka2=4.7×10-11),根据强酸制弱酸,少量H2C2O4与足量反应生成和HCO3-,离子方程式正确,C正确;
D.H2C2O4为二元酸, = ,已知pH=2,则c(H+)=10-2 mol/L,代入数据:= =8.4×10-2,D正确;
故选B。
9. 从废旧锂离子电池正极材料(含少量金属Cu)中回收和的工艺流程如图所示。得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。
下列说法不正确的是
A. 将正极材料充分研磨,可加快“浸取”速率
B. “浸取”过程中产生的气体主要是
C. 由图示过程可推知在水中的溶解度大于在水中的溶解度
D. 的再生反应为:
【答案】C
【解析】
【分析】正极材料 (含少量金属Cu)中加入、,被还原为,同时生成,与、作用转化为,将反应后的溶液中加入NaOH溶液沉铜,转化为沉淀,过滤后,往滤液中继续加入 溶液沉钴,此时转化为沉淀;将滤液2经过一系列操作,最后制得。
【详解】A.将正极材料充分研磨,增大反应物接触面积,可加快“浸取”速率,A正确;
B.“浸取”过程中在酸性条件下,被还原为,同时生成,B正确;
C.由图示过程可知,加入 溶液过程中,先生成沉淀,后生成沉淀,则表明沉淀时,所需大,所以在水中的溶解度小于在水中的溶解度,C错误;
D.根据题意,和在空气中煅烧,可实现的再生,反应为:,D正确。
故答案选C。
10. 常温下,向20ml0.1mol/LHA溶液中滴入0.1mol/LNaOH溶液,体系中-lgc(HA)、-lgc(A-)、NaOH溶液的体积与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 25℃时,HA的电离平衡常数的数量级为
B. 曲线①表示与溶液pH的关系
C. 点对应的溶液中:
D. 点对应的溶液中:
【答案】C
【解析】
【分析】未加NaOH溶液时,0.1mol/LHA溶液的pH>2,则表明HA为弱酸,随着NaOH溶液的不断加入。HA不断发生电离,不断减小,不断增大,溶液的pH不断增大,则曲线①表示,曲线②)表示。
【详解】A.25℃时,,,HA的电离平衡常数为,所以HA的电离平衡常数的数量级为,A正确;
B.由分析可知,曲线①表示与溶液pH的关系,B正确;
C. 点对应的溶液中,加入NaOH的物质的量刚好为HA物质的量的一半,溶质为等物质的量的NaA和HA的混合溶液,所以溶液中存在两个守恒:物料守恒,电荷守恒,从而得出:,且此时溶液呈酸性,,C不正确;
D. 点时溶质为等物质的量的NaA和HA的混合溶液,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,因此,D正确;
故选C。
11. 图甲是一种将微生物降解废水中尿素(,氮元素价态为-3)产生的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时可利用此装置的电能在铁上镀铜。下列说法错误的是
A. M电极为负极,发生氧化反应 B. 甲装置中,由M向N迁移
C. Fe电极与Y电极相接 D. 当M电极生成0.1 mol气体时,铜电极质量减少9.6 g
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,N电极的电极反应为,该极发生还原反应为正极。M电极为负极,发生氧化反应,电极反应为。根据已知条件,装置乙可用于给铁镀铜,则Fe极的电极反应为,该极发生还原反应为阴极。Cu极为阳极,电极反应为。据此分析;
【详解】A.M电极为负极,发生氧化反应,A正确;
B.原电池电解质中的正离子由负极向正极迁移,B正确;
C.电解池的阴极与原电池的负极相连,在该题中即为Fe电极通过X与M极相连,C错误;
D.由M电极反应可知,该电极生成的气体是和的等物质的量混合物。因此,每生成0.1 mol气体会转移0.3 mol电子。结合Cu电极反应可知,若转移0.3 mol电子会消耗0.15 mol Cu,则电极质量减少量,D正确;
故答案选C。
12. 北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S—B2S3—P2S5—LiI)电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。充电时固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和I,原理如下图:
下列叙述错误的是
A. 放电时负极区反应为:Li2S-2e-=S+2Li+
B. 放电时Li+从石墨电极向In电极迁移
C. 充电时,石墨电极接外电源正极
D. 新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能
【答案】B
【解析】
【分析】充电时,固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和I,石墨电极为阳极,In电极为阴极,放电时,In电极为负极,Li2S发生氧化反应生成硫,电极反应式为:Li2S-2e-=S+2Li+,石墨电极为正极。
【详解】A.据分析,放电时负极区反应为:Li2S-2e-=S+2Li+,A不符合题意;
B.放电时阳离子向正极移动,则Li+从In电极向石墨电极迁移,B符合题意;
C.充电时,石墨电极为阳极、则接外电源正极,C不符合题意;
D.已知:新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S—B2S3—P2S5—LiI)电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。则新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能,D不符合题意;
故选B。
13. 如图所示,装置中电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是
A. 还原性:A>B
B. 丙池中水的电离程度逐渐增大
C. 通电一段时间后,Y极可能会产生气体
D. 当0.5 mol 通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下22.4 L气体
【答案】C
【解析】
【分析】X极上产生能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体,则该气体为Cl2,X极为阳极,Y极为阴极,A极为正极,B极为负极。
【详解】A.由分析可知,A极为正极,B极为负极,故还原性:B>A,A错误;
B.Cu2+促进水的电离,丙池中消耗Cu2+,水的电离程度逐渐减小,B错误;
C.通电一段时间后,Cu2+可能被消耗完,则Y极上H+放电,产生H2,C正确;
D.0.5 mol 通过阴离子交换膜时,电路中转移电子的物质的量为1 mol,X极生成0.5 mol Cl2,标准状况下的体积为11.2 L,D错误;
故答案选C。
14. 和是在不同pH的溶液体系中的两种可能产物。25℃时,二者的沉淀溶解平衡曲线如图。
已知:25℃时,,。下列说法正确的是
A. 溶液中
B. M点,溶液中存在
C. P点所示条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中,因此元素守恒为,故A项错误;
B.M点,曲线上的点均为饱和溶液,因此,,因此,故B项错误;
C.P点位于溶度积曲线之上、溶度积曲线之下,纵坐标越往上,越大,因此P点为的过饱和状态,为的不饱和溶液,故C项错误;
D.的平衡常数,故D项正确
综上所述,正确的是D项。
15. 25°C时,向含的溶液中滴加氨水,混合液中或或]与 的关系如图所示。下列叙述正确的是
已知:下,。
A.
B. 直线代表与 的关系
C. 溶液中
D. 的平衡常数 为
【答案】D
【解析】
【分析】随着pH增大,增大,逐渐减小,则逐渐增大;,随着pH增大,增大,不变,则减小,逐渐增大;,随着pH增大,减小,不变,增大,减小,则代表。,时,,则代表,代表,据此分析;
【详解】A.代表p(Mg2+),由N点坐标可知,当pH=9时即c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=10-5mol/L,此时c(Mg2+)=10-1.25mol/L,==,A错误;
B.由分析可知,代表,即与pH的关系,B错误;
C.溶液中,和CH3COO-相互促进水解,导致离子浓度减小,又因,则和CH3COO-水解程度相同,因此,C错误;
D.的平衡常数==,结合M点坐标可知pH=7时,,,则,D正确;
故选D。
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. Ⅰ.常温下,如果取0.2 mol/LCH3COOH溶液与0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=9,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=9的原因是:(用离子方程式表示)___________。
(2)该混合溶液中由水电离出的c(H+)和pH=9的NaOH溶液中由水电离出c(H+)的比值为___________。
(3)求该混合溶液中下列算式的计算结果:
c(Na+)-c(CH3COO-)=___________mol/L(代入数据,列出算式即可)
c(OH-)-c(CH3COOH)=___________moL/L。
Ⅱ.(4)25℃下,向20 mL 0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol•L-1 HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴),随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO、CO___________(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中Na+、Cl-、HCO三种离子的浓度大小关系为___________;
③已知在25℃时,CO的第一步水解常数Kh1=2.0×10-4,当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,溶液的pH=___________。
(5)下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,能得到化学组成与原固体物质相同的是___________(填字母序号)。
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④Na2CO3⑤NaHCO3⑥高锰酸钾
A.③④ B.①③④ C.①②③④⑤ D.全部
【答案】 ①. CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH- ②. 104:1 ③. 10-5-10-9 ④. 10-9 ⑤. 不能 ⑥. c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO) ⑦. 10 ⑧. A
【解析】
【详解】Ⅰ. (1)等体积等浓度混合,恰好生成CH3COONa,离子反应为CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,混合后pH=9,则CH3COO-离子水解显碱性,离子反应为CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-,故答案为:CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-;
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)为10-5mol/L,pH=9的NaOH溶液中由水电离出c(H+)为10-9mol/L,则比值为10-5:10-9=104:1,故答案为:104:1;
(3)由电荷守恒可知c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=10-5mol/L-10-9mol/L,物料守恒为 c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),则c(OH-)-c(CH3COOH)=c(H+)=10-9mol/L,故答案为:10-5-10-9;10-9;
Ⅱ.(4)①由图可知,在同一溶液中,三种H2CO3、HCO、CO不能大量共存,CO减少时HCO的浓度逐渐增大,HCO逐渐减少时H2CO3的浓度增大;故答案为:不能;
②由图可知,当pH=7时,部分碳酸氢根离子转化为碳酸,溶液中含碳元素的主要微粒为HCO、H2CO3,此时溶液中的溶质为碳酸氢钠、碳酸、氯化钠,且氯化钠的物质的量大于碳酸氢钠的物质的量,因为溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以溶液中各离子的浓度关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO)>c(H+)=c(OH-);故答案为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO);
③当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,根据Kh1==2.0×10-4可得c(OH-)=1.0×10-4mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-10mol·L-1,所以溶液pH=10,故答案为:10;
(5)①胆矾溶于水后,将溶液蒸发结晶再灼烧得到硫酸铜而不是胆矾,所以得不到原物质,故①错误;
②氯化铝溶于水后,将溶液蒸发结晶时促进氯化铝水解,氯化氢具有挥发性,所以蒸发结晶得到的固体是氢氧化铝,再灼烧氢氧化铝得到氧化铝,所以得不到原物质,故②错误;
③硫酸铝溶于水后,蒸发过程中硫酸铝水解得到硫酸和氢氧化铝,但硫酸没有挥发性,所以蒸发结晶得到的固体是硫酸铝,硫酸铝较稳定,在灼烧时不分解,所以最终得到的固体是原物质,故③正确;
④纯碱溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是碳酸钠,碳酸钠较稳定,加热时不分解,所以最终得到原物质,故④正确;
⑤小苏打溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是碳酸钠,所以得不到原物质,故⑤错误;
⑥高锰酸钾溶于水后,蒸发结晶,固体高锰酸钾不稳定,受热分解得到的固体是锰酸钾、二氧化锰、氧气,所以最终得到的固体不是原物质,故⑥错误;
综上③④正确,答案选A。
17. 是化工合成中重要的镍源,工业上以金属镍废料(含Fe、Mg、Ca等杂质)为原料生产,继而生产的工艺流程如图:
已知:①,;;
②还原性:;
③流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
氢氧化物
开始沉淀的pH
1.1
6.5
7.1
9.3
沉淀完全的pH
3.2
9.7
9.2
10.8
回答下列问题:
(1)用离子反应方程式解释加入的目的___________;“除铁”时,控制溶液pH的范围为___________。
(2)“过滤”所得滤渣B的主要成分的化学式为___________。
(3)“沉镍”时,为使镍沉淀完全,溶液中应大于___________。
(4)“氧化”得到过程中,氧化剂为___________。
(5)可用于制备铁镍蓄电池,放电时总反应为。该电池工作时,正极电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)、
(3)
(4)
(5)
【解析】
【分析】金属镍废料(含Fe、Mg、Ca等杂质)盐酸酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-、Fe2+、Mg2+、Ca2+等;加入氧化为;加入调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀,滤渣A为Fe(OH)3;过滤后的滤液中再加入氟化铵沉淀Ca2+、Mg2+,则滤渣B为MgF2、CaF2;再次过滤后向滤液中加入沉淀镍离子得NiCO3;将NiCO3再溶于盐酸,得氯化镍溶液;向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得,据此分析作答。
【小问1详解】
酸性溶液中,过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,离子方程式为;“除铁”时,三价铁离子要沉淀完全,而镍离子不能产生沉淀,溶液的pH值控制在;
【小问2详解】
滤液中再加入氟化铵的目的是沉淀Ca2+、Mg2+,则滤渣B为、;
【小问3详解】
,镍离子完全沉淀时,溶液中,应保持溶液中>;
【小问4详解】
“氧化”得到过程中,Ni元素由+2价升高到+3价,则NiCl2为还原剂,中Cl元素由+1价降低到-1价,则氧化剂为;
【小问5详解】
可用于制备铁镍蓄电池,放电时总反应为,该反应中Ni元素由+3价降到+2价,得到电子,则为原电池的正极,正极电极反应式为:。
18. 新型洁净能源能够解决环境问题,能源短缺等问题,能够把“绿水青山就是金山银山”落实到我国的各个角落。氢气作为可持续“零碳”能源被广泛研究。水煤气变换反应:是工业上的重要反应,可用于制氢。
(1)水煤气变换反应经历了以下途径
该反应的 ______(用和表示)。
(2)一定温度下,以总压和水碳比向密闭容器中投料,测得 的平衡转化率随温度变化曲线如图。
①该反应的 ______0(填“>”“=”“<”,下同),AB两点对应的平衡常数______。
②该反应在460℃时______。
③关于水煤气转换反应说法正确的是______。
A.通过增大的量,可以改变 的平衡转化率
B.增大水碳比,可提高 的转化率
C.升高温度, (正)、 (逆)均增大
D.恒容条件下充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(3)该反应也可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。
①出口II出来的气体为______。
②阳极的电极反应式为______。
(4)水煤气变换反应的机理被广泛研究,某催化剂催化(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
I、
II、
III、
IV、______
请补充最后一个反应式:IV______。
【答案】(1)
(2) ①. < ②. > ③. 2 ④. C
(3) ①. ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
由图,反应1:,
反应2:,由盖斯定律得:目标反应=,即,故答案为:;
【小问2详解】
①由图像可知,温度升高,CO的平衡转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,根据勒夏特列原理,逆反应吸热,则正反应放热,因此;平衡常数只与温度有关,该反应正反应放热,A到B,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,因此>,故答案为:<;>;
②由图可知,460℃时CO转化率为80%,以水碳比进行反应,假设投入的、,可列三段式:,则各物质的分压分别为, ,,,压强平衡常数,故答案为:2;
③A.是固体,改变的量,不能改变 的平衡转化率,A错误;
B.增大水碳比,相当于增加 的量,可以提高CO的转化率,但 自身的转化率降低,B错误;
C.升高温度,增大活化分子百分比, (正)、 (逆)均增大,C正确;
D.恒容条件下充入惰性气体增加体系总压,参与反应的气体浓度未变,反应速率也不变,D错误;
故答案选C。
【小问3详解】
分析:由图,右侧接电源负极,则右侧电极为阴极,得电子,发生还原反应;左侧通入CO和水,接电源正极,失电子,发生氧化反应;结合总反应:中物质变化可得,阳极为CO失电子生成,电极反应式为;因固体电解质只允许离子通过,因此阴极电极反应为。
①由分析可知,出口II出来的气体为,故答案为:;
②由分析可知,阳极的电极反应式为,故答案为:;
【小问4详解】
根据反应I、II、III以及总反应,产物中有,根据原子守恒及盖斯定律可得反应IV为,故答案为:。
19. 亚硝酸钙常用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂、易潮解、易溶于水。可用与在加热时反应生成亚硝酸钙,实验室制取的装置如下图所示(夹持装置已略去)。
(1)仪器a的名称是_______;装置B的作用是_______。
(2)滴入稀硝酸之前需通入一段时间的,目的是_______。
(3)滴入稀硝酸后,装置A中三颈烧瓶内的现象是_______。
(4)常温下,测得亚硝酸钙溶液的,则水电离出的_______mol/L。
(5)装置E用来吸收未反应的,在该装置中中的N元素被氧化成 价,则其反应的离子方程式为_______。
(6)测定所得亚硝酸钙产品中硝酸钙含量的步骤:
Ⅰ.称量ag产品溶于水,加入足量固体充分搅拌后过滤;
Ⅱ.将滤液全部注入锥形瓶,加入足量饱和溶液,煮沸3~4分钟,再冷却(目的是除去)。
Ⅲ.再向锥形瓶中加入溶液和适量硫酸,发生反应:。
Ⅳ.加入4滴指示剂,用标准液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积5.00mL(发生的反应为:)。
①步骤Ⅰ中加入足量的目的是_______。
②所得产品中的质量分数为_______%。(用含a、、的式子表示)
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 吸收挥发的硝酸酸雾
(2)排尽装置内的空气,防止与反应生成,增加杂质含量
(3)铜片上有气泡、铜片逐渐溶解、溶液变蓝
(4)
(5)
(6) ①. 除去 ②.
【解析】
【分析】实验开始前先通氮气是为了排除装置内的空气,在装置A中由铜和稀硝酸反应制取一氧化氮,产生的气体中混有少量的HNO3,可用B装置进行除杂,则B装置中盛放的试剂为蒸馏水,吸收挥发的硝酸酸雾,装置C为干燥装置,通过D中与过氧化钙反应生成亚硝酸钙,装置E为尾气吸收装置,据此答题。
【小问1详解】
根据实验装置图可知,仪器a为分液漏斗;由于硝酸具有挥发性,这样会干扰实验结果,可以在B洗气瓶中盛放蒸馏水,除去硝酸蒸气;
【小问2详解】
向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前,应向装置中通入一段时间的N2,排除装置中的空气,防止生成的NO被空气中的O2氧化为NO2,发生反应2NO2+CaO2=Ca(NO3)2,造成产品纯度降低;
【小问3详解】
滴入稀硝酸后,装置A中三颈烧瓶内发生反应:,可观察到的现象是铜片上有气泡、铜片逐渐溶解、溶液变蓝;
【小问4详解】
亚硝酸钙溶液中氢离子和氢氧根离子均来自水的电离,亚硝酸根水解促进水的电离,则的亚硝酸钙溶液,水电离出的 mol/L。
【小问5详解】
装置E中NO被酸性高锰酸钾氧化为硝酸根离子,结合电子得失守恒以及元素守恒得反应的离子方程式:;
【小问6详解】
①步骤Ⅰ中加入足量的目的是除去;
②溶液中硫酸亚铁铵物质的量为,过量的的物质的量n(Fe2+)过量=6n()=,则与硝酸根反应的n(Fe2+)硝酸根消耗=;则n()=n(Fe2+)硝酸根消耗= ,产品中的质量分数为。
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高二年级12月考试化学试题
可能用到的相对原子质量:N14 O16 Ca40 Cu64
一、单选题(本题包括15小题,每小题3分,共45分)
1. 水解原理在生产、生活科研中都具有重要的应用。下列事实与盐类的水解无关的是
A. 用热的纯碱溶液清洗油污
B. 实验室保存和配制溶液时,加入少量
C. 水溶液应存放在塑料瓶中,而不能存放于玻璃瓶中
D. 实验室保存溶液时,常在溶液中加入适量铁粉
2. 常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 由水电离出的的溶液: 、、、
B. 使甲基橙变红的溶液中: 、、、
C. 澄清透明的溶液中:、、、
D. 的溶液中: 、、、
3. 提供几组常见的实验装置示意图,下列有关叙述正确的是
A. 装置①中阳极上有红色物质析出
B. 装置②中的铜片应与直流电源的负极相连
C. 装置③中,若电解液为KOH溶液,则电极a的反应式:H2-2e-+2OH-=2H2O
D. 装置④中,CuSO4溶液的浓度始终不变
4. 在化学学习过程中要树立“变化观念与平衡思想”。已知 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196 kJ/mol,下列相关说法正确的是
A. 恒温恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后,放出196 kJ的热量
B. 密闭容器中该反应达到平衡后,缩小容器体积,V逆 减小,V正 增大,平衡正向移动
C. 加入催化剂,可加快反应速率,同时提高SO2的平衡转化率
D. 升高温度,V逆 增大的程度比V正 增大的程度更显著
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.测定中和反应的反应热
B.探究压强对平衡的影响
C.测定NaOH溶液的pH
D.比较和的大小
A. A B. B C. C D. D
6. 卤族元素包括F、Cl、Br、I等,位于周期表第ⅦA族。卤族元素形成的物质种类众多,溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似。下列有关方程式表示正确的是
A. 向黄色的AgI悬浊液中加入 溶液后变黑:
B. 向溶液中滴入过量溴水:
C. IBr与水反应:
D. 用铁电极作阳极,电解饱和食盐水:
7. 如图是某压强下,与按体积比1:3投料时,反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线。其中一条是经过一定时间反应后的曲线,另一条是平衡时的曲线。下列说法不正确的是
A. 图中曲线Ⅰ是平衡时的曲线
B. 图中c点,v(正)>v(逆)
C. 图中b点,容器内气体
D. 550℃后曲线Ⅱ下降的原因可能是催化剂活性下降
8. 下表是几种常见弱酸的电离平衡常数(25℃)。下列说法错误的是
HCN
;
;
A. 三种酸的酸性强弱顺序为:
B. 常温下,向溶液中加入 固体,的值减小
C. 少量草酸与足量溶液反应的离子方程式:
D. 的草酸溶液中,
9. 从废旧锂离子电池正极材料(含少量金属Cu)中回收和的工艺流程如图所示。得到的和在空气中煅烧,可实现的再生。
下列说法不正确的是
A. 将正极材料充分研磨,可加快“浸取”速率
B. “浸取”过程中产生的气体主要是
C. 由图示过程可推知在水中的溶解度大于在水中的溶解度
D. 的再生反应为:
10. 常温下,向20ml0.1mol/LHA溶液中滴入0.1mol/LNaOH溶液,体系中-lgc(HA)、-lgc(A-)、NaOH溶液的体积与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 25℃时,HA的电离平衡常数的数量级为
B. 曲线①表示与溶液pH的关系
C. 点对应的溶液中:
D. 点对应的溶液中:
11. 图甲是一种将微生物降解废水中尿素(,氮元素价态为-3)产生的化学能直接转化为电能,并生成环境友好物质的装置,同时可利用此装置的电能在铁上镀铜。下列说法错误的是
A. M电极为负极,发生氧化反应 B. 甲装置中,由M向N迁移
C. Fe电极与Y电极相接 D. 当M电极生成0.1 mol气体时,铜电极质量减少9.6 g
12. 北京大学某研究团队合成了系列新型玻璃相硫化物LBPSI(Li2S—B2S3—P2S5—LiI)电解质材料,应用到全固态锂硫电池中,实现了前所未有的快速固硫电化学反应和快充能力。充电时固态电解质表面的I-可在电解质和石墨边界处被高效电化学氧化为I2和I,原理如下图:
下列叙述错误的是
A. 放电时负极区反应为:Li2S-2e-=S+2Li+
B. 放电时Li+从石墨电极向In电极迁移
C. 充电时,石墨电极接外电源正极
D. 新型玻璃相硫化物LBPSI电解质的作用是增强Li+的传导性能
13. 如图所示,装置中电极A、B为两种常见金属,当K闭合时,X极上产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。下列说法正确的是
A. 还原性:A>B
B. 丙池中水的电离程度逐渐增大
C. 通电一段时间后,Y极可能会产生气体
D. 当0.5 mol 通过阴离子交换膜时,X极收集到标准状况下22.4 L气体
14. 和是在不同pH的溶液体系中的两种可能产物。25℃时,二者的沉淀溶解平衡曲线如图。
已知:25℃时,,。下列说法正确的是
A. 溶液中
B. M点,溶液中存在
C. P点所示条件下,能生成沉淀,不能生成沉淀
D. 的平衡常数
15. 25°C时,向含的溶液中滴加氨水,混合液中或或]与 的关系如图所示。下列叙述正确的是
已知:下,。
A.
B. 直线代表与 的关系
C. 溶液中
D. 的平衡常数 为
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. Ⅰ.常温下,如果取0.2 mol/LCH3COOH溶液与0.2 mol/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=9,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=9的原因是:(用离子方程式表示)___________。
(2)该混合溶液中由水电离出的c(H+)和pH=9的NaOH溶液中由水电离出c(H+)的比值为___________。
(3)求该混合溶液中下列算式的计算结果:
c(Na+)-c(CH3COO-)=___________mol/L(代入数据,列出算式即可)
c(OH-)-c(CH3COOH)=___________moL/L。
Ⅱ.(4)25℃下,向20 mL 0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol•L-1 HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴),随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO、CO___________(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中Na+、Cl-、HCO三种离子的浓度大小关系为___________;
③已知在25℃时,CO的第一步水解常数Kh1=2.0×10-4,当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,溶液的pH=___________。
(5)下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,能得到化学组成与原固体物质相同的是___________(填字母序号)。
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④Na2CO3⑤NaHCO3⑥高锰酸钾
A.③④ B.①③④ C.①②③④⑤ D.全部
17. 是化工合成中重要的镍源,工业上以金属镍废料(含Fe、Mg、Ca等杂质)为原料生产,继而生产的工艺流程如图:
已知:①,;;
②还原性:;
③流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
氢氧化物
开始沉淀的pH
1.1
6.5
7.1
9.3
沉淀完全的pH
3.2
9.7
9.2
10.8
回答下列问题:
(1)用离子反应方程式解释加入的目的___________;“除铁”时,控制溶液pH的范围为___________。
(2)“过滤”所得滤渣B的主要成分的化学式为___________。
(3)“沉镍”时,为使镍沉淀完全,溶液中应大于___________。
(4)“氧化”得到过程中,氧化剂为___________。
(5)可用于制备铁镍蓄电池,放电时总反应为。该电池工作时,正极电极反应式为___________。
18. 新型洁净能源能够解决环境问题,能源短缺等问题,能够把“绿水青山就是金山银山”落实到我国的各个角落。氢气作为可持续“零碳”能源被广泛研究。水煤气变换反应:是工业上的重要反应,可用于制氢。
(1)水煤气变换反应经历了以下途径
该反应的 ______(用和表示)。
(2)一定温度下,以总压和水碳比向密闭容器中投料,测得 的平衡转化率随温度变化曲线如图。
①该反应的 ______0(填“>”“=”“<”,下同),AB两点对应的平衡常数______。
②该反应在460℃时______。
③关于水煤气转换反应说法正确的是______。
A.通过增大的量,可以改变 的平衡转化率
B.增大水碳比,可提高 的转化率
C.升高温度, (正)、 (逆)均增大
D.恒容条件下充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率
(3)该反应也可采用电化学方法实现,反应装置如图所示。
①出口II出来的气体为______。
②阳极的电极反应式为______。
(4)水煤气变换反应的机理被广泛研究,某催化剂催化(*表示吸附态、表示活化能)步骤如下:
I、
II、
III、
IV、______
请补充最后一个反应式:IV______。
19. 亚硝酸钙常用作水泥硬化促进剂和防冻阻锈剂、易潮解、易溶于水。可用与在加热时反应生成亚硝酸钙,实验室制取的装置如下图所示(夹持装置已略去)。
(1)仪器a的名称是_______;装置B的作用是_______。
(2)滴入稀硝酸之前需通入一段时间的,目的是_______。
(3)滴入稀硝酸后,装置A中三颈烧瓶内的现象是_______。
(4)常温下,测得亚硝酸钙溶液的,则水电离出的_______mol/L。
(5)装置E用来吸收未反应的,在该装置中中的N元素被氧化成 价,则其反应的离子方程式为_______。
(6)测定所得亚硝酸钙产品中硝酸钙含量的步骤:
Ⅰ.称量ag产品溶于水,加入足量固体充分搅拌后过滤;
Ⅱ.将滤液全部注入锥形瓶,加入足量饱和溶液,煮沸3~4分钟,再冷却(目的是除去)。
Ⅲ.再向锥形瓶中加入溶液和适量硫酸,发生反应:。
Ⅳ.加入4滴指示剂,用标准液滴定过量的至终点,消耗溶液的体积5.00mL(发生的反应为:)。
①步骤Ⅰ中加入足量的目的是_______。
②所得产品中的质量分数为_______%。(用含a、、的式子表示)
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