内容正文:
邢台一中2025—2026学年第一学期第三次月考
高二年级化学试题
考试范围:水溶液中的离子反应与平衡 电化学
说明:
1.本试卷共8页,满分100分,
2.请将所有答案填写在答题卡上,答在试卷上无效。
相对原子质量:H:1 Li:7 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 K:39 Mn:55 Fe:56 Cu:64
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列说法错误的是
A. 含氟牙膏可以预防龋齿,利用沉淀转化的原理,降低龋齿的发生率
B. 运动会场馆使用“碲化镉”光伏发电系统,将化学能转化为电能
C. 明矾水去除青铜器上的铜锈是利用盐类水解产生的酸与碱式盐反应
D. 人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用
2. 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 5.6g铁完全发生吸氧腐蚀最终生成铁锈(),电化学过程中转移了电子
B. 用惰性电极电解溶液一段时间,加入0.1mol使溶液恢复原样,则电路中转移电子数目为
C. 36℃下,1L的醋酸溶液中含有的个数一定为
D. 向1L0.1mol/L的溶液中通入至中性,铵根离子数为
3. 下列关于各装置图的叙述正确的是
A.排出盛有溶液的滴定管尖嘴内的气泡
B.盐桥中的移向左边烧杯
C.电解精炼铜的过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
D.验证牺牲阳极法保护铁
A. A B. B C. C D. D
4. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液更易去除油污
B. 铁制器件附有铜质配件,久置,在接触处铁易生锈
C. 用稀硫酸洗涤沉淀比用等体积蒸馏水洗涤损失的少
D. 不溶于水,但能溶于浓溶液中
5. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 水解制备:
B. 固体溶于重水发生水解:
C. 工业上用FeS处理废水中的:
D. 用惰性电极电解溶液:
6. 过氧化氢燃料电池的独特之处在于用H2O2同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该电池表明 在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过0.4mol时,中间室生成 的质量为34.8g
D. 反应中产生22.4L气体(标准状况下),则溶液中转移2mol电子
7. 下列说法正确的是
A. 常温下,向饱和溶液中加少量粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生,证明常温下,
B. 某温度下,,;将的滴液逐滴滴入浓度均为的KCl和混合溶液中,则先产生AgCl沉淀
C. 向,的NaHA溶液中加入NaOH溶液的离子方程式:
D. 用广泛pH试纸测得某浓度NaClO溶液的
8. 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。以下说法错误的是
A. 正极反应的催化剂是ⅰ
B. 图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能高
C. 电池工作过程中,负极室的溶液质量保持减小
D. 相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数之比为1:2
9. 下列实验操作、现象都正确且能得出相应结论的是
实验操作
实验现象
实验结论
A
等浓度、等体积的溶液与溶液混合
产生白色沉淀
二者水解相互促进生成氢氧化铝
B
测定饱和溶液和饱和溶液的pH值
前者pH值更大
水解程度:
C
用3mL稀硫酸与纯锌粒反应,再加入几滴的溶液
迅速产生无色气体
形成原电池加快了制取的速率
D
常温下,向盛有2滴溶液的试管中滴加溶液,再向其中滴加KI溶液
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
10. 某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L-1Na2CO3溶液和40mL0.2mol·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
下列说法正确的是
A. 图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B. 当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+=CO2↑+H2O
C. 根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D. Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
11. 下列溶液中各离子浓度的大小比较,正确的是
A. 同浓度的①、②、③、④,:①>②④③
B. 相同浓度的:①、②、③NaHS中,:①>②>③
C. 相同pH的:①NaClO、②、③,:①②③
D. 同浓度的:①、②、③、④,:①②③④
12. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置。下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图,其中X、Y均为复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法不正确的是
A. 电极Y是正极,电极反应为:
B. 该电池的优点是无需更换电极,只需定期调节左右NaCl溶液的浓度
C. c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
D. 相同条件下收集到的气体的体积比
13. 某温度下,两种难溶性银盐AgX、的饱和溶液中与pX或的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线代表pAg与pX的关系
B. a点是AgX的过饱和溶液,的不饱和溶液
C. 若混合溶液中各离子浓度如b点所示,加入固体,平衡时变小
D. 的平衡常数
14. 乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为EDA)是常用的分析试剂,为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。25℃时,向20mL 0.l mol·L-1 其盐酸盐溶液EDAH2Cl2中加入NaOH固体(溶液体积变化忽略不计),体系中EDAH、EDAH+、EDA三种粒子的浓度的对数值(lgc)、所加NaOH固体质量与pOH(OH-浓度的负对数)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 乙二胺的第二步电离常数为10-7.2
B. P2时,c(Na+)=c(EDAH+)+2c(EDA)
C. pH=12时:c(EDA)>c(EDAH+)>c(EDAH)
D. P1、P2、P3中,水的电离程度最大的是P3
二、非选择题
15. 实验室可用和亚硫酰氯()制备无水,装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水能吸收空气里的水分而潮解;沸点为77℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)仪器E的名称是___________。
(2)D中发生反应的化学方程式为___________。
(3)反应前后都需要通,反应后通的目的是___________。
(4)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下表:
温度/℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
由溶液制得晶体的方法为:___________。最后过滤洗涤干燥。
(5)有人认为产品不纯,可能含,原因是___________。
(6)实验完毕后,测定产品成分。取一定量产品配成溶液,分成甲、乙两等份,进行如下实验:
实验1:在甲中加入足量KI,再滴几滴淀粉溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
实验2:在乙中滴几滴溶液作指示剂,用溶液测定氯离子的量,滴定至终点,消耗溶液。
已知:实验1中滴定反应为。
①若溶液酸性较强,测得结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②若___________时,可判断产品中全部是。
16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
(1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极间用允许、通过的半透膜隔开。
电池负极电极反应式为___________;放电过程中需补充的物质A为___________(填化学式)。
(2)锰酸锂可充电电池的总反应为:,充电时,电池的阳极反应式为___________。
(3)一种肼—空气燃料电池,能将饱和食盐水淡化,同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如图所示:
①燃料电池电极A的电极反应式为___________。
②N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2mol电子转移时,正极室质量增加___________g。
(4)某科研单位利用来制备硫酸,装置如图所示。通入的电极反应式为___________;若的通入速率为(标准状况),为维持硫酸浓度不变,理论上左侧水流入速率为___________mL/min。
17. 水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。回答下列问题:
(1)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理:___________。
(2)已知碳酸:,,,草酸:,,。若将少量草酸溶液加入到足量的碳酸钠溶液中,则反应的离子方程式为:___________。
(3)室温时,向100mL溶液中滴加NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________。
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
②在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________。
(4)常温下,用氨水吸收可得到溶液,反应的平衡常数___________[已知:常温下电离常数,,]。
(5)是二元弱碱,在水溶液中存在如下两步电离:
第一步: ;
第二步:___________(写出在水溶液中的第二步电离方程式) ;
25℃时,向的水溶液中加入稀硫酸,欲使,同时,应控制溶液的pH范围为___________(用含a、b的式子表示)。
(6)25℃时,将与盐酸等体积混合,溶液恰好呈中性,的电离常数___________(用含a的代数式表示,需化简,不考虑混合时体积的变化)
18. 碱式碳酸锰是一种不溶于水的固体,是制造其他含锰化合物的原料。工业上以方锰矿(主要成分为MnO,还含有少量的Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2)为原料制备碱式碳酸锰。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,滤渣I的成分是_______(填化学式)。
(2)“氧化”时,该反应的离子方程式为_______。
(3)“除杂”时,使用氨水的目的是将Fe3+和Al3+转化为沉淀而除去,若调节pH为5时,Al3+恰好沉淀完全,则_______,已知:,则此时溶液中_______ mol·L-1(通常认为溶液中的离子浓度 mol·L-1沉淀完全)。
(4)“沉锰”时,反应的离子方程式为_______,过滤、洗涤、干燥,得到,检验已洗涤干净的操作是_______。
(5)为测定产品中锰的含量,取wg样品于烧杯中,加入足量的稀硫酸溶解,滴加过量的0.1000 mol·L-1 溶液将锰元素转化为,充分反应后,加热一段时间除去剩余的。冷却,将烧杯中的溶液全部转移至100 mL容量瓶中,并加水至刻度线。取20.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.1000 mol·L-1 FeSO4标准溶液滴定,达滴定终点时,消耗FeSO4溶液的体积为V mL。该产品中锰元素的质量分数为_______%。(用含w、V的式子表示)。
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邢台一中2025—2026学年第一学期第三次月考
高二年级化学试题
考试范围:水溶液中的离子反应与平衡 电化学
说明:
1.本试卷共8页,满分100分,
2.请将所有答案填写在答题卡上,答在试卷上无效。
相对原子质量:H:1 Li:7 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 K:39 Mn:55 Fe:56 Cu:64
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列说法错误的是
A. 含氟牙膏可以预防龋齿,利用沉淀转化的原理,降低龋齿的发生率
B. 运动会场馆使用“碲化镉”光伏发电系统,将化学能转化为电能
C. 明矾水去除青铜器上的铜锈是利用盐类水解产生的酸与碱式盐反应
D. 人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用
【答案】B
【解析】
【详解】A. 含氟牙膏中的氟离子与牙齿中的羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石,通过沉淀转化原理降低龋齿发生率,A正确;
B. “碲化镉”光伏发电系统是将太阳能(光能)直接转化为电能,而非化学能转化为电能,B错误;
C. 明矾()中铝离子水解产生,与青铜器上的碱式碳酸铜()反应去除铜锈,C正确;
D. -体系通过电离平衡缓冲血液中H⁺浓度,维持pH稳定,D正确;
故答案为B。
2. 设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 5.6g铁完全发生吸氧腐蚀最终生成铁锈(),电化学过程中转移了电子
B. 用惰性电极电解溶液一段时间,加入0.1mol使溶液恢复原样,则电路中转移电子数目为
C. 36℃下,1L的醋酸溶液中含有的个数一定为
D. 向1L0.1mol/L的溶液中通入至中性,铵根离子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.5.6 g Fe的物质的量为,铁吸氧腐蚀的电化学过程(原电池过程)中,Fe失电子生成,负极反应为,转移电子,A正确;
B.加入使溶液复原,可将看作,说明放电完毕后又电解了水;析出转移电子,电解水转移电子,总转移电子数为,B正确;
C.pH=−lgc(H+),说明溶液中,溶液中,数目为,C正确;
D.溶液呈中性时,根据电荷守恒:,可得。 根据物料守恒得:,溶液为1L,因此,那么,铵根离子数小于,D错误;
故选D。
3. 下列关于各装置图的叙述正确的是
A.排出盛有溶液的滴定管尖嘴内的气泡
B.盐桥中的移向左边烧杯
C.电解精炼铜的过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
D.验证牺牲阳极法保护铁
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.是强氧化性溶液,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,必须用酸式滴定管,A错误;
B.该原电池中活泼性强于,为负极,原电池中阴离子向负极移动,因此盐桥中的移向左侧的负极附近的烧杯,B正确;
C.电解精炼铜时,粗铜阳极中含有的、、Ni等金属杂质会优先放电溶解,阴极只有放电析出铜,转移相同电子时,阳极减少的质量不等于阴极增加的质量,C错误;
D.该装置为原电池,比活泼,作负极被腐蚀(牺牲阳极),作正极被保护。若Fe被保护,溶液中不会生成;若要验证牺牲阳极法,应取正极(铁极)附近的溶液,滴加溶液,若不产生蓝色沉淀,则证明未被氧化,起到保护作用。由于滴入的溶液可能会与电极Fe反应生成,该装置不能达到实验目的,D错误;
故选B。
4. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 用热的纯碱溶液更易去除油污
B. 铁制器件附有铜质配件,久置,在接触处铁易生锈
C. 用稀硫酸洗涤沉淀比用等体积蒸馏水洗涤损失的少
D. 不溶于水,但能溶于浓溶液中
【答案】B
【解析】
【详解】A.纯碱(Na2CO3)水解呈碱性(+ H2O ⇌ + OH-),加热促进水解平衡正向移动(吸热反应),碱性增强,更易去除油污,符合平衡移动原理,A正确;
B.铁与铜在潮湿环境中形成原电池,铁作为负极发生电化学腐蚀,与化学平衡移动无关,B错误;
C.稀硫酸中的抑制BaSO4溶解(BaSO4(s) ⇌ Ba2+(aq) + (aq),同离子效应),符合平衡移动原理,C正确;
D.与OH-反应( + OH- ⇌ NH3 + H2O),降低OH-浓度,促进Mg(OH)2溶解平衡(Mg(OH)2(s) ⇌ Mg2+(aq) + 2OH-(aq))正向移动,符合平衡移动原理,D正确;
故选B。
5. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 水解制备:
B. 固体溶于重水发生水解:
C. 工业上用FeS处理废水中的:
D. 用惰性电极电解溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.TiCl4水解制备TiO2,同时有HCl生成,化学方程式为TiCl4 + (x+2)H2O = TiO2·xH2O↓ + 4HCl,A正确;
B.NH4Cl溶于重水的水解方程式为:,B错误;
C.工业上用FeS处理Hg2+生成HgS和Fe2+,离子方程式为FeS + Hg2+=HgS + Fe2+,C错误;
D.电解溶液时,生成的会和结合生成沉淀,正确的离子方程式为,D错误;
故选A。
6. 过氧化氢燃料电池的独特之处在于用H2O2同时作燃料和氧化剂,能高效转换能量。某研究小组利用该电池和离子交换膜进行电解质溶液处理,其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该电池表明 在酸性环境中的氧化性强于碱性环境
B. 电池的总反应为
C. 当外电路通过0.4mol时,中间室生成 的质量为34.8g
D. 反应中产生22.4L气体(标准状况下),则溶液中转移2mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】由图中电子移动方向可知,石墨1为负极,在碱性条件下过氧化氢被氧化生成氧气和水,电极反应式为:,负极室溶液中钾离子通过阳离子交换膜1进入中间室;石墨2为正极,在酸性条件下过氧化氢被还原生成水,电极反应式为:,正极室溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜2进入中间室,则电池总反应为,据此解答:
【详解】A.由分析可知,该原电池放电时,石墨1为负极,石墨2为正极,碱性条件下,负极上被氧化生成和;酸性条件下,正极上被还原生成,即在酸性环境中的氧化性强于碱性环境,故A正确;
B.由分析可知,总反应为,故B正确;
C.当外电路通过0.4mol时,有0.4mol通过阳离子交换膜1进入中间室,有0.2mol 通过阴离子交换膜2进入中间室,则中间室生成0.2mol,其质量为,故C正确;
D.电子不能进入溶液,溶液中是通过阴、阳离子的定向移动导电,不是电子导电,故D错误;
故答案选D。
7. 下列说法正确的是
A. 常温下,向饱和溶液中加少量粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生,证明常温下,
B. 某温度下,,;将的滴液逐滴滴入浓度均为的KCl和混合溶液中,则先产生AgCl沉淀
C. 向,的NaHA溶液中加入NaOH溶液的离子方程式:
D. 用广泛pH试纸测得某浓度NaClO溶液的
【答案】B
【解析】
【详解】A. 实验现象表明有BaCO3生成,但结论Ksp(BaCO3)<Ksp(BaSO4)错误,因为实际Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4),沉淀转化是由于浓度大而非Ksp大小,A错误;
B. 生成AgCl沉淀所需[Ag+] = = 1.56×10-7mol/L,生成Ag2CrO4沉淀所需[Ag+] = ≈ 3.16×10-5mol/L,前者更小,故先产生AgCl沉淀,B正确;
C. NaHA溶液pH=1,说明[H⁺]=0.1 mol/L,HA⁻完全电离为H+和A2-,加入NaOH反应的离子方程式应为H+ + OH⁻ = H2O,而非HA⁻ + OH⁻ = A2- + H2O,C错误;
D. NaClO溶液具有强氧化性,会漂白广泛pH试纸,无法准确测定pH,D错误;
故答案选B。
8. 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中获得第一个电子的过程最慢。以下说法错误的是
A. 正极反应的催化剂是ⅰ
B. 图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能高
C. 电池工作过程中,负极室的溶液质量保持减小
D. 相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数之比为1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.正极反应的催化剂是i在图a的催化循环中,物质i参与反应过程,反应结束后又再生,是正极反应的催化剂,A正确。
B.图a中,i到ii过程的活化能高题目说明 “O2获得第一个电子的过程最慢”,慢反应的活化能更高,而i到ii正是O2得第一个电子的步骤,因此活化能高,B正确;
C.负极电极反应为H2 = 2H⁺ + 2e⁻,H+通过质子交换膜迁移至正极室,无物质补充。若忽略质子迁移携带水分子,则负极室溶液质量可视为不变,C错误;
D.正极总反应:O2+4H++4e− = 2H2O,每完成1次催化循环,转移4e⁻,负极总反应: H2 = 2H++2e−,每完成1次催化循环,转移2e⁻,电子守恒要求:正极1次循环(4e⁻)对应负极2次循环(2×2e⁻),故完成次数之比为1:2,D正确;
故选C。
9. 下列实验操作、现象都正确且能得出相应结论的是
实验操作
实验现象
实验结论
A
等浓度、等体积的溶液与溶液混合
产生白色沉淀
二者水解相互促进生成氢氧化铝
B
测定饱和溶液和饱和溶液的pH值
前者pH值更大
水解程度:
C
用3mL稀硫酸与纯锌粒反应,再加入几滴的溶液
迅速产生无色气体
形成原电池加快了制取的速率
D
常温下,向盛有2滴溶液的试管中滴加溶液,再向其中滴加KI溶液
先有白色沉淀生成,后又产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.等浓度、等体积的Na[Al(OH)4]溶液与NaHCO3溶液混合产生白色沉淀,反应的本质是:,是强酸制弱酸,不是双水解反应,A错误;
B.测定饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液的pH,前者pH更大,不能得出水解程度:的结论;因为比较水解程度时,需要保证溶液浓度相同,而饱和Na2CO3溶液和饱和NaHCO3溶液浓度并不相同,B错误;
C.加入Cu(NO3)2后迅速产生气体,由于在酸性条件下可能被还原,产生气体NO而不是H2,而且NO可能会与空气中的O2发生反应生成红棕色的NO2,所以现象和结论都存在错误,C错误;
D.向少量的AgNO3溶液中,先加NaCl产生白色AgCl沉淀,再加KI产生黄色AgI沉淀,证明AgI更难溶,即Ksp(AgCl) > Ksp(AgI),操作、现象和结论均正确,D正确。
故选D。
10. 某同学在两个相同的特制容器中分别加入20mL0.4mol·L-1Na2CO3溶液和40mL0.2mol·L-1NaHCO3溶液,再分别用0.4mol·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如图曲线:
下列说法正确的是
A. 图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B. 当滴加盐酸的体积为V1mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为:HCO+H+=CO2↑+H2O
C. 根据pH—V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D. Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,故碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,则碳酸钠溶液的起始pH较大,甲曲线表示碳酸钠溶液中滴加盐酸,碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠,碳酸氢根离子再与氢离子反应产生碳酸,进而产生二氧化碳,则图中丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,A项错误;
B.由图示可知,当滴加盐酸的体积为20mL时,碳酸根离子恰好完全转化为碳酸氢根子,而V1> 20mL,V1mL时(a点、b点),没有二氧化碳产生,则所发生的反应为碳酸氢根离子与氢离子结合生成碳酸,离子方程式表示为:HCO+H+=H2CO3,B项错误;
C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范围,可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,C项正确;
D.根据电荷守恒和物料守恒,则Na2CO3中存在c(OH-)-c(H+)=2c(H2CO3)+c(HCO), NaHCO3溶液中满足c(H2CO3)-c(CO)=c(OH-)-c(H+),D项错误;
答案选C。
11. 下列溶液中各离子浓度的大小比较,正确的是
A. 同浓度的①、②、③、④,:①>②④③
B. 相同浓度的:①、②、③NaHS中,:①>②>③
C. 相同pH的:①NaClO、②、③,:①②③
D. 同浓度的:①、②、③、④,:①②③④
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na2CO3中会发生水解,但其浓度最高,(NH4)2CO3中双水解部分发生,较高,NaHCO3中电离产生少量,NH4HCO3中抑制电离,最低,顺序为① > ② > ④ > ③,A正确;
B.①(NH4)2S与②Na2S相比,①中存在和S2-的双水解相互促进,S2-消耗得更多,因此 ② > ①,NaHS中的S2-仅靠HS-微弱电离产生,浓度极小,正确顺序应为:② > ① > ③,B错误;
C.根据“越弱越水解”原理,酸性强弱顺序为:CH3COOH > H2CO3 > HClO,对应的水解能力ClO- > > ,要达到相同的 pH(即相同的碱性),水解能力越强的盐,所需的浓度就越低,因此盐的初始浓度(即Na+的浓度)大小顺序为:③ > ② > ①,C错误;
D.①(NH4)2SO4中含有两个,浓度基数最大,②NH4HCO3与 ③NH4Cl相比,②中的水解呈碱性,会促进的水解,导致②中剩余的比③少,即 ③ > ②,④NH3·H2O为弱电解质,微弱电离,产生的最少,正确顺序应为:① > ③ > ② > ④,D错误;
故答案为A。
12. 浓差电池是利用两极电解质溶液中浓度不同引起的电势差放电的装置。下图是利用“海水河水”浓差电池(不考虑溶解氧的影响)制备和NaOH的装置示意图,其中X、Y均为复合电极,电极a、b均为石墨,下列说法不正确的是
A. 电极Y是正极,电极反应为:
B. 该电池的优点是无需更换电极,只需定期调节左右NaCl溶液的浓度
C. c为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
D. 相同条件下收集到的气体的体积比
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,X电极为浓差电池的负极,银在负极失去电子发生氧化反应生成氯化银,电极反应式为Ag+Cl--e-=AgCl,Y电极为正极,氯化银在正极得到电子发生还原反应生成银和氯离子,电极反应式为AgCl+e-=Ag+Cl-;与X电极相连的b电极为电解池的阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,硫酸钠溶液中的钠离子通过阳离子交换膜d进入阴极室,与Y电极相连的a电极为阳极,水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,硫酸钠溶液中的硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室,则阳极室制得硫酸,阴极室制得氢氧化钠,据此分析;
【详解】A.根据分析,电极Y是正极,电极反应为:AgCl+e-=Ag+Cl-,A正确;
B.浓差电池工作时,负极(X)发生反应,正极(Y)发生反应。该过程伴随着电极材料的消耗和生成(X极的Ag消耗,Y极的AgCl消耗),因此电极需要定期更换或再生,故“无需更换电极”的说法错误,B错误;
C.由分析可知,硫酸钠溶液中的钠离子通过阳离子交换膜d进入阴极室,硫酸根离子通过阴离子交换膜c进入阳极室,C正确;
D.电解时阳极(a极)产生O2(M),阴极(b极)产生H2(N),根据电解水反应2H2O=2H2↑+O2↑,V(M):V(N)=1:2,D正确;
故答案选B。
13. 某温度下,两种难溶性银盐AgX、的饱和溶液中与pX或的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线代表pAg与pX的关系
B. a点是AgX的过饱和溶液,的不饱和溶液
C. 若混合溶液中各离子浓度如b点所示,加入固体,平衡时变小
D. 的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.AgX的溶解平衡为AgX(s)⇌Ag+(aq)+X-(aq),则Ksp(AgX)=c(Ag+)·c(X-),取负对数得pAg =- pX -pKsp(AgX),为斜率-1的直线;Ag2Y的溶解平衡为Ag2Y(s)⇌2Ag+(aq)+Y2-(aq),Ksp(Ag2Y)=c2(Ag+)·c(Y2-),取负对数得pAg = pYpKsp(Ag2Y),为斜率的直线,由斜率可知直线L1代表pAg与pX的关系,A正确;
B.由a点平行于纵坐标做直线,分别与两条直线相交,由交点可知Ag+比AgX饱和溶液中的c(Ag+)大,是AgX的过饱和溶液,Ag+比Ag2Y饱和溶液中的c(Ag+)小,是Ag2Y的不饱和溶液,B正确;
C.,加入硝酸银固体溶解后,银离子浓度上升,变大,C错误;
D.由图可知Ksp(AgX)=10-4.8×10-5=10-9.8,Ksp(Ag2Y)=10-1.7×(10-5)2=10-11.7,平衡常数K=,代入数值K=10-7.9,D正确;
故答案选C。
14. 乙二胺(H2NCH2CH2NH2,简写为EDA)是常用的分析试剂,为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。25℃时,向20mL 0.l mol·L-1 其盐酸盐溶液EDAH2Cl2中加入NaOH固体(溶液体积变化忽略不计),体系中EDAH、EDAH+、EDA三种粒子的浓度的对数值(lgc)、所加NaOH固体质量与pOH(OH-浓度的负对数)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 乙二胺的第二步电离常数为10-7.2
B. P2时,c(Na+)=c(EDAH+)+2c(EDA)
C. pH=12时:c(EDA)>c(EDAH+)>c(EDAH)
D. P1、P2、P3中,水的电离程度最大的是P3
【答案】D
【解析】
【分析】EDAH、EDAH+为碱对应的离子,因此随溶液的碱性增强,溶液中的EDAH浓度会逐渐降低,EDAH+的浓度会先增大后减小,EDA的浓度会逐渐增大。该图像纵坐标为pOH,表示越往下溶液的碱性越强,初始盐溶液中c(EDAH)=0.1mol/L,则lgc(EDAH)≈-1,因此该图像左半部分对应横坐标从左至右表示的微粒浓度逐渐增大,由此可知曲线()中代表的微粒为:①代表EDAH,②表示EDAH+,③表示EDA。
【详解】A.乙二胺为二元弱碱,第二步电离为,电离常数为,P1点处,则,此时pOH=-lg[OH-]=-lgKb2=7.20,故,A正确;
B.P2时,溶液为中性,根据电荷守恒:,初始溶液中溶质为EDAH2Cl2,由此可得物料守恒:,两式相加并结合溶液呈中性时可得c(Na+)=c(EDAH+)+2c(EDA),B正确;
C.pH=12,pOH=2,如图可知c(EDA)>c(EDAH+)>c(EDAH),C正确;
D.盐促进水的电离,碱抑制水的电离,故EDAH浓度越大,水的电离程度越大,则水的电离程度最大的是P1,D错误;
故答案为D。
二、非选择题
15. 实验室可用和亚硫酰氯()制备无水,装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知无水能吸收空气里的水分而潮解;沸点为77℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)仪器E的名称是___________。
(2)D中发生反应的化学方程式为___________。
(3)反应前后都需要通,反应后通的目的是___________。
(4)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下表:
温度/℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
由溶液制得晶体的方法为:___________。最后过滤洗涤干燥。
(5)有人认为产品不纯,可能含,原因是___________。
(6)实验完毕后,测定产品成分。取一定量产品配成溶液,分成甲、乙两等份,进行如下实验:
实验1:在甲中加入足量KI,再滴几滴淀粉溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
实验2:在乙中滴几滴溶液作指示剂,用溶液测定氯离子的量,滴定至终点,消耗溶液。
已知:实验1中滴定反应为。
①若溶液酸性较强,测得结果___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②若___________时,可判断产品中全部是。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)
(3)将反应后滞留在装置内的气体全部赶入装置G中,使其全部吸收
(4)加入适量盐酸后(或在HCl气流中),加热浓缩,冷却结晶
(5)水解产生的具有还原性,与产生
(6) ①. 偏大 ②.
【解析】
【分析】B中盛放液体,水浴加热B形成SOCl2蒸气与D中的反应生成无水、SO2和HCl,气体通过冷凝管E冷凝回流未反应的亚硫酰氯(),提高其转化率,最后注意尾气处理,以此解题。
【小问1详解】
由图可知,仪器E的名称为球形冷凝管;
【小问2详解】
根据遇水极易反应生成两种酸性气体知,装置D内发生的反应可以看成是先分解产生和水蒸气,水蒸气再与发生反应生成、HCl。反应的化学方程式为;
【小问3详解】
反应后会有一些SO2、氯化氢气体残留在装置中,则反应后通的目的是反应后将滞留在装置内的气体全部赶入装置G中,使其全部吸收;
【小问4详解】
是强酸弱碱盐,会发生水解:,直接加热蒸发溶液时,易挥发,会促进水解平衡正向移动,得到Fe(OH)3(灼烧可得),无法得到晶体;同时结合溶解度数据可知,的溶解度随温度升高显著增大,因此需采用加入适量盐酸后(或在HCl气流中)加热浓缩,冷却结晶,最后过滤、洗涤、干燥,得到晶体;
【小问5详解】
水解产生的二氧化硫气体具有还原性,可能将还原为,使得产品可能含;
【小问6详解】
①若溶液酸性较强,酸性条件下发生,导致酸性条件下分解,消耗偏多,测得结果偏大;
②铁离子和碘离子发生反应生成碘单质:,碘单质和反应:,通过测定消耗的碘单质的量,求出的量,进而求出的量,由反应可知,,所以,所以,若产品中全是,则=,即当时,可判断产品中全部是。
16. 电化学在生产、生活和科学研究中应用十分广泛,认识和研究化学能与电能相互转化的原理和规律具有重要意义。
(1)研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所示,两电极间用允许、通过的半透膜隔开。
电池负极电极反应式为___________;放电过程中需补充的物质A为___________(填化学式)。
(2)锰酸锂可充电电池的总反应为:,充电时,电池的阳极反应式为___________。
(3)一种肼—空气燃料电池,能将饱和食盐水淡化,同时可获得盐酸和NaOH。其工作原理如图所示:
①燃料电池电极A的电极反应式为___________。
②N膜为___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
③当电路中有2mol电子转移时,正极室质量增加___________g。
(4)某科研单位利用来制备硫酸,装置如图所示。通入的电极反应式为___________;若的通入速率为(标准状况),为维持硫酸浓度不变,理论上左侧水流入速率为___________mL/min。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. ②. 阳离子 ③. 62g
(4) ①. ②. 13.4
【解析】
【小问1详解】
该装置为碱性条件下的HCOOH燃料电池,左侧为负极区,HCOOH发生氧化反应;右侧为正极区,作为循环介质,为最终氧化剂。负极上,在碱性环境中失去2个电子,被氧化为,结合电荷守恒、原子守恒配平,电极反应式为:;放电过程中,右侧被氧化为(4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O),同时生成,说明体系需要补充,因此需补充的物质A为,以维持的循环;
【小问2详解】
电池总反应为。充电时为电解池,阳极发生氧化反应,对应放电时正极反应的逆过程:失去个电子,生成和,因此阳极反应式为:;
【小问3详解】
① 电极A为负极,通入(肼),在酸性条件下发生氧化反应,失去4个电子生成,结合电荷守恒配平,电极反应式为;
② 该装置用于淡化饱和食盐水,同时制备盐酸和NaOH:负极室生成,需通过M膜(阴离子交换膜)进入负极室形成盐酸;正极室得电子生成,需通过N膜进入正极室形成NaOH,因此N膜为阳离子交换膜;
③ 正极反应为,当电路中转移2mol电子时,消耗的物质的量为0.5mol,质量为;同时有2mol 通过阳离子交换膜进入正极室,质量为,因此正极室总质量增加;
【小问4详解】
通入的电极为负极,发生氧化反应,从+4价升至+6价生成,结合质子交换膜的环境,配平电极反应式为:;
标准状况下的通入速率为,则的物质的量速率为。总反应为,根据负极反应,每分钟反应0.1 mol ,生成0.1 mol (9.8 g),消耗0.2 mol (3.6 g)。设左侧水的流入速率为 mL/min(即质量为 g/min),则硫酸浓度为,解得。
17. 水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。回答下列问题:
(1)用离子方程式表示泡沫灭火器灭火原理:___________。
(2)已知碳酸:,,,草酸:,,。若将少量草酸溶液加入到足量的碳酸钠溶液中,则反应的离子方程式为:___________。
(3)室温时,向100mL溶液中滴加NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________。
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
②在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________。
(4)常温下,用氨水吸收可得到溶液,反应的平衡常数___________[已知:常温下电离常数,,]。
(5)是二元弱碱,在水溶液中存在如下两步电离:
第一步: ;
第二步:___________(写出在水溶液中的第二步电离方程式) ;
25℃时,向的水溶液中加入稀硫酸,欲使,同时,应控制溶液的pH范围为___________(用含a、b的式子表示)。
(6)25℃时,将与盐酸等体积混合,溶液恰好呈中性,的电离常数___________(用含a的代数式表示,需化简,不考虑混合时体积的变化)
【答案】(1)
(2)
(3) ①. A ②.
(4)
(5) ①. ②.
(6)或或
【解析】
【小问1详解】
泡沫灭火器通常使用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液。当两者混合时,和发生剧烈的双水解反应,生成大量的气体和沉淀,形成泡沫覆盖在燃烧物表面,隔绝空气并降温,离子方程式为:。
【小问2详解】
根据给出的电离常数,酸性强弱顺序为:,根据“强酸制弱酸”原理,草酸的酸性强于碳酸,少量草酸可以与碳酸钠反应生成 和,离子方程式为:。
【小问3详解】
①向溶液中滴加溶液,反应分两步进行:、,a点加入100mL NaOH,两者恰好完全反应,中和了电离出的,溶液中溶质为和的混合物,此时溶液中的会水解,促进水的电离;b、c、d点随着NaOH的加入,溶液中增多,碱性增强,开始抑制水的电离。因此,水的电离程度最大的是a点;
②b点时,pH=7,即,此时加入的NaOH体积在100mL到150mL之间,说明已被完全中和,且部分转化为,溶液中的主要离子有 , , , , ;根据电荷守恒:,因为,所以,由于,可以推断,和浓度很小,综上所述,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是:。
【小问4详解】
反应:平衡常数表达式为:=。
【小问5详解】
①是二元弱碱,第一步电离生成,第二步是继续与水发生电离:;
②由第一步电离平衡:,要满足,则,即,所以,,即,所以,由第二步电离平衡:,要满足,则,即,所以,,即,所以,应控制溶液的pH范围为:。
【小问6详解】
发生反应:,混合前: mol, mol,混合后(体积变为2V),若,反应生成 mol 和 mol ,剩余 mol 。溶液为和的缓冲体系,溶液恰好呈中性,pH=7,即 mol/L,电荷守恒:,所以,物料浓度: mol/L, mol/L,代入电荷守恒式:,所以,物料守恒: mol/L,所以 mol/L,。
18. 碱式碳酸锰是一种不溶于水的固体,是制造其他含锰化合物的原料。工业上以方锰矿(主要成分为MnO,还含有少量的Fe3O4、Al2O3、CaO、SiO2)为原料制备碱式碳酸锰。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,滤渣I的成分是_______(填化学式)。
(2)“氧化”时,该反应的离子方程式为_______。
(3)“除杂”时,使用氨水的目的是将Fe3+和Al3+转化为沉淀而除去,若调节pH为5时,Al3+恰好沉淀完全,则_______,已知:,则此时溶液中_______ mol·L-1(通常认为溶液中的离子浓度 mol·L-1沉淀完全)。
(4)“沉锰”时,反应的离子方程式为_______,过滤、洗涤、干燥,得到,检验已洗涤干净的操作是_______。
(5)为测定产品中锰的含量,取wg样品于烧杯中,加入足量的稀硫酸溶解,滴加过量的0.1000 mol·L-1 溶液将锰元素转化为,充分反应后,加热一段时间除去剩余的。冷却,将烧杯中的溶液全部转移至100 mL容量瓶中,并加水至刻度线。取20.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.1000 mol·L-1 FeSO4标准溶液滴定,达滴定终点时,消耗FeSO4溶液的体积为V mL。该产品中锰元素的质量分数为_______%。(用含w、V的式子表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②.
(4) ①. ②. 取最后一次洗涤液少许于洁净的试管中,加入足量稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,无白色沉淀产生
(5)
【解析】
【分析】由题给流程可知,方锰矿加稀硫酸酸浸,二氧化硅不反应、氧化钙转化为硫酸钙沉淀,过滤,滤渣I含,同时得到含有、硫酸根和少量等的滤液,在滤液中加入,将氧化为,再加入氨水调节适宜的pH,将转化为氢氧化物沉淀过滤除去,滤液经离子交换并洗脱,得到的溶液含,加入溶液沉锰,将溶液中的转化为沉淀,经过滤、洗涤、干燥得到;
【小问1详解】
据以上分析可知,“酸浸”时,滤渣I的成分是;
【小问2详解】
“氧化”时,将氧化为,还原产物为Mn2+,该反应的离子方程式为;
【小问3详解】
若调节pH为5时,,,恰好沉淀完全时,则===;已知: ,则此时溶液中;
【小问4详解】
“沉锰”时,加入溶液,将溶液中的转化为沉淀,反应的离子方程式为:,经过滤、洗涤、干燥得到,沉淀表面主要杂质为硫酸盐等,因此检验沉淀已洗涤干净,即检验最后一次的洗涤液中没有硫酸根离子,故操作为:取少量最后一次洗涤液少许于洁净的试管中,加入足量稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净;
【小问5详解】
滴定反应为,可以得到样品中Mn原子的物质的量为mol,该产品中锰元素的质量分数为。
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