精品解析：甘肃省靖远县第二中学2024-2025学年高二上学期12月期末化学试题

高二年级上学期期末考试模拟卷 化学试卷 (75分钟 100分) 考试范围：必修第一、二册，选择性必修1第一章、第二章20%＋选择性必修1第三章、第四章80% 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Cl：35.5 第Ⅰ卷(选择题 共42分) 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 碳汇是利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少大气中温室气体浓度的过程。碳汇过程中能量的转化形式是 A. 太阳能转化为内能 B. 太阳能转化为化学能 C. 化学能转化为内能 D. 内能转化为化学能 2. 中华民族有着光辉灿烂的发明史。下列过程涉及化学反应的是 A. 用铝焊接钢轨 B. 石油分馏得到汽油 C. 海水晒盐 D. 打磨磁石制指南针 3. 实验室进行下列实验操作时，不需要使用酒精灯的是 A. 石油的分馏 B. 煤的气化 C. 蔗糖水解 D. 提纯乙酸乙酯 4. 已知：在室温下，。等浓度、等体积的①和②NaCN溶液中阴离子数目大小关系正确的是 A. B. C. D. 无法确定 5. 常温下，在下列各微粒中，能使水的电离程度增大，且溶液的的是 A. B. C. D. 6. 为探究海水对钢铁的腐蚀，某兴趣小组设计了如下四种装置，铁片在这四种装置中的腐蚀速率最快的是 A. B. C. D. 7. 定量实验和定性实验是研究物质的常用实验。下列实验操作和数据记录均正确的是 A. 用托盘天平称15g NaCl固体 B. 用湿润的pH试纸测定NaClO溶液的pH C. 酸碱中和滴定实验中，锥形瓶必须用待测液润洗 D. 用25mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.70mL 8. 蚊虫在叮咬人时分泌的甲酸(HCOOH)会让皮肤红肿，能证明HCOOH是弱酸的实验事实是 A. HCOOH溶液能与Mg反应放出 B. 将的HCOOH溶液稀释100倍后 C. 用碱性肥皂水可以缓解痛痒 D. 的HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红 9. “世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示。已知，则为 A. B. C. D. 10. 变色硅胶干燥剂含有，根据颜色可判断干燥剂是否已经失效。已知：为粉红色，为蓝色。现将溶于水，再加入浓盐酸，溶液由粉红色变为蓝色，存在平衡 ，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如图所示。下列结论正确的是 A. 由实验①可推知 B. 反应速率：①<② C. 将实验②改为加入少量固体，溶液变为粉红色 D. 变色硅胶干燥剂若呈蓝色，表示不具有吸水干燥的功能 11. 一种稳定且低成本的碱性混合多硫化物-空气氧化还原液流电池的结构如图所示，其中双膜结构的液流电池缓解了硫交叉问题。下列说法正确的是 A. 膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 B. 放电时，左侧储液器中含的多硫电解质减少 C. 充电时，电极A连接电源的正极 D. 充电时的总反应为 12. 常温下，用的NaOH溶液滴定10mL 丙二酸()溶液，溶液的pH与NaOH溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是 A. 的第一步电离常数 B. 水的电离程度： C. C点： D. 第二次滴定突跃时选用酚酞作指示剂 13. 时，向10 mL 溶液中通入氨气，测得溶液中的pOH与之间的变化曲线如图所示[已知：，，忽略反应过程中溶液体积的变化]。下列说法错误的是 A. 时，的为 B. 点溶液： C. 点溶液中有沉淀产生 D. 点溶液： 14. 研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。某实验室利用如图所示微生物电池将污水中的转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。下列有关该电池工作时的说法错误的是 A. 该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B. 该电池中电子由M极经导线流向N极 C. 负极的电极反应为 D. 标准状况下，每消耗22.4L 有个质子通过质子交换膜由乙室流向甲室 第Ⅱ卷(非选择题 共58分) 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 为测定某品牌洗厕精中酸(盐酸)含量，某学生欲用已知物质的量浓度的NaOH溶液来测定该洗厕精中酸(盐酸)的物质的量浓度时，选择酚酞作指示剂。请填写下列空白： （1）碱式滴定管用蒸馏水洗净后，接下来应该进行的操作是____________________。 （2）用NaOH标准溶液滴定待测的盐酸时，左手控制碱式滴定管的玻璃球，右手摇动锥形瓶，眼睛应注视_______________。 （3）若滴定开始和结束，碱式滴定管中的液面如图所示，则所用NaOH溶液的体积为_________mL。 （4）滴定达到终点的标志是_____________________。 （5）某学生根据三次实验分别记录有关数据如下表： 滴定次数 待测盐酸的体积/mL 溶液的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积 第一次 25.00 2.00 28.15 26.15 第二次 25.00 1.50 29.50 28.00 第三次 25.00 0.20 26.55 26.35 该洗厕精中酸(盐酸)的物质的量浓度：___________。 （6）在实验过程中，若碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗，可导致测得的结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”，下同)，锥形瓶用蒸馏水洗涤后未干燥，可导致测得的结果__________________。 16. 二氧化氯是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂，工业上有多种制备方法。回答下列问题： 方法一：亚氯酸钠与氯气发生反应，氯气可通过氯碱工业制得，装置如图1。 （1）气体M是______，P是______(填“阳”或“阴”)离子交换膜，图1中右侧为______(填“阳极室”或“阴极室”)。 （2）写出图1总反应的化学方程式：___________________________________。 方法二：惰性电极电解氯化铵溶液和浓盐酸，原理如图2。 （3）b极为电源的______(填“负”或“正”)极，气体X是______(填化学式)。 （4）c极的电极反应为_________________________________。 17. 正极材料作为锂离子电池四大关键部件之一，是决定锂离子电池——电压、能量密度以及安全性等的重要因素，磷酸铁锂是常用的锂离子电池的正极材料。现以磷灰石[主要成分是]为原料制备锂离子电池的正极材料的前体的一种流程如下： 已知：①可溶于水，微溶于水； ②； ③。 Ⅰ．制备 （1）不改变温度、酸的浓度条件下，增大酸浸反应速率的措施有__________________(只写1条)。 （2）酸浸时，用溶液、溶液分步浸取磷灰石生成、和，第一步发生的反应是，则第二步反应为____________________。 Ⅱ．制备：将、溶液、溶液混合并调节溶液的pH制备。 （3）酸性条件下，生成的离子方程式是____________________________________。 （4）含磷各微粒的物质的量分数与pH的关系如图。时，溶液中的，则______。 （5）的纯度及颗粒大小会影响其性能，沉淀速率过快容易团聚。研究表明，沉淀时可加入含的溶液，的作用是__________________________(利用平衡移动的相关原理解释)。 （6）某公司的“刀片电池”，其放电时的总反应为，则放电时正极反应为____________________________。 18. 利用的工业废气为碳源，在催化剂的作用下，与氢气反应制备可利用的其他物质对节能减排和碳资源的循环利用具有重要意义。 已知部分共价键的键能数据如下表(单位：)： 共价键 键能 799 413 436 463 在催化剂的作用下，和反应生成和，其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。 （1）主反应生成甲烷，热化学方程式为_______________________________。 （2）欲提高产率，可采取的措施是___________________(写一种即可)。 （3）一定条件下，向密闭容器中充入物质的量之比为1：3的和发生反应： a． b． 在不同催化剂(Cat 1、Cat 2)下经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性]随温度的变化如图所示。 ①间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是______(填“Cat 1”或“Cat 2”)。 ②在恒压条件下(总压强为)，达到平衡时的转化率为，的选择性为，反应b的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 （4）我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”电池。放电时该电池“吸入”，充电时“呼出”。“吸入”时，其工作原理如图所示。吸收的全部中，有转化为固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNTs)电极表面，“吸入”时，负极为______(填“钠箔”或“MWCNTs”)，其正极反应为____________________________________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级上学期期末考试模拟卷 化学试卷 (75分钟 100分) 考试范围：必修第一、二册，选择性必修1第一章、第二章20%＋选择性必修1第三章、第四章80% 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 S：32 Cl：35.5 第Ⅰ卷(选择题 共42分) 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意) 1. 碳汇是利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少大气中温室气体浓度的过程。碳汇过程中能量的转化形式是 A. 太阳能转化为内能 B. 太阳能转化为化学能 C. 化学能转化为内能 D. 内能转化为化学能 【答案】B 【解析】 【详解】A．碳汇过程的能量来源为太阳能，最终能量未转化为内能，A错误； B．碳汇依托光合作用实现，反应吸收太阳能后，将能量转化为等有机物中储存的化学能，B正确； C．该过程为吸收能量储存为化学能的过程，不存在化学能向内能的转化，C错误； D．该过程的能量输入是太阳能而非内能，不存在内能转化为化学能的过程，D错误； 答案选B。 2. 中华民族有着光辉灿烂的发明史。下列过程涉及化学反应的是 A. 用铝焊接钢轨 B. 石油分馏得到汽油 C. 海水晒盐 D. 打磨磁石制指南针 【答案】A 【解析】 【详解】A．用铝焊接钢轨利用铝热反应，即铝与铁的氧化物反应生成和，有新物质生成，属于化学反应，A符合题意； B．石油分馏是利用各组分沸点差异进行分离提纯，无新物质生成，属于物理变化，B不符合题意； C．海水晒盐是通过蒸发水分使结晶析出，无新物质生成，属于物理变化，C不符合题意； D．打磨磁石仅改变其形状，物质成分仍为，无新物质生成，属于物理变化，D不符合题意； 故选A。 3. 实验室进行下列实验操作时，不需要使用酒精灯的是 A. 石油的分馏 B. 煤的气化 C. 蔗糖水解 D. 提纯乙酸乙酯 【答案】D 【解析】 【详解】石油的分馏、煤的气化、蔗糖水解均需要使用酒精灯加热，提纯乙酸乙酯采用分液方法，分液主要使用分液漏斗，故选D。 4. 已知：在室温下，。等浓度、等体积的①和②NaCN溶液中阴离子数目大小关系正确的是 A. B. C. D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】由已知电离常数，可知水解程度。 两份溶液初始时等浓度等体积，因此初始的物质的量相等。由电荷守恒， ①溶液电荷守恒：，阴离子总物质的量为； ②溶液电荷守恒：，阴离子总物质的量为； 由于水解程度更大，②溶液的碱性更强，对应溶液中更大，根据水的离子积守恒，②溶液中就比①溶液更小； 两份溶液的相等，因此①中②中，代入电荷守恒可得阴离子总物质的量满足①>②； 故选A。 5. 常温下，在下列各微粒中，能使水的电离程度增大，且溶液的的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据微粒结构示意图可推知m=2（L层有电子填充时，K层电子数应为2），该微粒的核电荷数为，核外电子数为，该微粒是，属于弱碱对应的阳离子，会结合水电离出的促进水的电离，最终溶液中浓度大于浓度，溶液pH<7，A不符合题意； B．​是弱酸根，会结合水电离出的促进水的电离，但最终溶液中浓度大于浓度，溶液pH>7，B符合题意； C．是强酸酸式根，在水溶液中会完全电离出，会直接抑制水的电离，且使溶液显酸性，pH<7，C不符合题意； D．是，属于弱碱对应的阳离子，会结合水电离出的促进水的电离，最终溶液中浓度大于浓度，溶液pH<7，D不符合题意； 故选B。 6. 为探究海水对钢铁的腐蚀，某兴趣小组设计了如下四种装置，铁片在这四种装置中的腐蚀速率最快的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属的腐蚀快慢：电解原理引起的腐蚀 （电解池的阳极）＞原电池原理引起的腐蚀 （原电池的负极）＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 （即电解池的阴极、原电池的正极及加有镀层的金属等）。图A构成原电池，铁为负极；图B构成电解池，铁为阳极；图C为铁的化学腐蚀；图D构成原电池，铁为正极，被保护。铁片在这四种装置中的腐蚀速率由慢到快的顺序为，故选B。 7. 定量实验和定性实验是研究物质的常用实验。下列实验操作和数据记录均正确的是 A. 用托盘天平称15g NaCl固体 B. 用湿润的pH试纸测定NaClO溶液的pH C. 酸碱中和滴定实验中，锥形瓶必须用待测液润洗 D. 用25mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.70mL 【答案】D 【解析】 【详解】A．高中阶段托盘天平的精度为0.1g，定量称量固体时必须精确到小数点后1位，正确记录应为15.0g，仅写15g不符合定量实验的数据记录规范，A错误； B．NaClO溶液具有强氧化性，会漂白pH试纸，无法通过试纸显色读取pH；同时测定pH时湿润pH试纸相当于稀释待测液，也会导致测定结果偏差，操作完全错误，B错误； C．酸碱中和滴定中，锥形瓶若用待测液润洗，会残留额外的待测溶质，导致消耗标准液体积偏大，最终测定结果偏高，锥形瓶只需蒸馏水洗净即可，绝对不能用待测液润洗，C错误； D．25mL规格的酸/碱式滴定管精度为0.01mL，体积读数记录到小数点后2位，21.70mL符合滴定管的精度要求，操作和数据记录均正确，D正确； 故选D。 8. 蚊虫在叮咬人时分泌的甲酸(HCOOH)会让皮肤红肿，能证明HCOOH是弱酸的实验事实是 A. HCOOH溶液能与Mg反应放出 B. 将的HCOOH溶液稀释100倍后 C. 用碱性肥皂水可以缓解痛痒 D. 的HCOOH溶液可使紫色石蕊溶液变红 【答案】B 【解析】 【详解】A．无论是强酸还是弱酸，都能和Mg反应放出，该事实只能证明HCOOH具有酸性，无法证明它是弱酸，A错误； B．若HCOOH是强酸，则pH=1的HCOOH溶液稀释100倍后溶液pH必然等于3；实际稀释后pH<3，说明稀释过程中HCOOH的电离平衡正向移动，额外电离出了，说明HCOOH没有完全电离，属于弱酸，B正确； C．碱性肥皂水缓解痛痒是利用弱碱性物质中和蚊虫分泌的甲酸，利用酸碱中和的性质，和甲酸是否为弱酸没有关联，C错误； D．使紫色石蕊溶液变红是酸的通性，该现象只能证明HCOOH显酸性，无法证明它是弱酸，D错误； 故选B。 9. “世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示。已知，则为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题干可知：，盖斯定律可得： ，A项正确； 答案选A。 10. 变色硅胶干燥剂含有，根据颜色可判断干燥剂是否已经失效。已知：为粉红色，为蓝色。现将溶于水，再加入浓盐酸，溶液由粉红色变为蓝色，存在平衡 ，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如图所示。下列结论正确的是 A. 由实验①可推知 B. 反应速率：①<② C. 将实验②改为加入少量固体，溶液变为粉红色 D. 变色硅胶干燥剂若呈蓝色，表示不具有吸水干燥的功能 【答案】C 【解析】 【详解】A. 实验①置于冰水浴中由蓝色溶液变为粉红色溶液，说明平衡逆向移动，即降低温度，平衡逆向移动，逆反应为放热反应，故，A项错误； B. 实验①降低温度，反应速率减小，实验②加水稀释，离子浓度减小，反应速率减小，但两者的反应速率无法比较，B项错误； C. 将实验②改为加入少量固体，减小氯离子浓度，平衡逆向移动，溶液变为粉红色，C项正确； D. 根据实验②，当硅胶干燥剂吸水量已经饱和而失效时，平衡逆向移动，此时变色硅胶干燥剂呈粉红色，故变色硅胶干燥剂若呈蓝色，表示还具有吸水干燥的功能，D项错误； 答案选C。 11. 一种稳定且低成本的碱性混合多硫化物-空气氧化还原液流电池的结构如图所示，其中双膜结构的液流电池缓解了硫交叉问题。下列说法正确的是 A. 膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 B. 放电时，左侧储液器中含的多硫电解质减少 C. 充电时，电极A连接电源的正极 D. 充电时的总反应为 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，放电时，通入O2的电极为正极，电极B为正极，电极反应方程式为：，电极A为负极，失电子变为；充电时，电极A为阴极，电极B为阳极。 【详解】A．由图可知，钠离子通过膜a移向Ⅱ室，膜a为阳离子膜，正极上生成的OH-移向Ⅱ室，b为阴离子交换膜，A错误； B．放电时，电极A为负极，失电子变为，含的多硫电解质增加，B错误； C．根据分析，充电时电极A为阴极，连接电源的负极，C错误； D．充电时氢氧根氧化得到氧气，被还原为，总反应为，D正确； 故选D。 12. 常温下，用的NaOH溶液滴定10mL 丙二酸()溶液，溶液的pH与NaOH溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是 A. 的第一步电离常数 B. 水的电离程度： C. C点： D. 第二次滴定突跃时选用酚酞作指示剂 【答案】C 【解析】 【详解】A．，，。A项正确； B．点，溶液呈中性，溶质为NaHA和，基本不影响水的电离， 点的溶质为，促进水的电离，B项正确； C．点溶液的，为碱性溶液，故，由电荷守恒可知，则，C项错误； D．第二次滴定突跃时溶液呈碱性，可选用酚酞作指示剂，D项正确。 故选C。 13. 时，向10 mL 溶液中通入氨气，测得溶液中的pOH与之间的变化曲线如图所示[已知：，，忽略反应过程中溶液体积的变化]。下列说法错误的是 A. 时，的为 B. 点溶液： C. 点溶液中有沉淀产生 D. 点溶液： 【答案】B 【解析】 【详解】A．直线上存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡，c点溶液中，，，A正确； B．a点溶液中，，则，，B错误； C．直线上存在氢氧化镁的沉淀溶解平衡，由图可知，b点溶液中c(Mg2+ )大于a点c(Mg2+ )的浓度，c(OH-)浓度相同，故会有Mg(OH)2沉淀产生，C正确； D．c点溶液中，溶液呈碱性，故，根据电荷守恒：，故，D正确； 故选B。 14. 研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。某实验室利用如图所示微生物电池将污水中的转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N均为石墨电极)。下列有关该电池工作时的说法错误的是 A. 该电池在微生物作用下将化学能转化为电能 B. 该电池中电子由M极经导线流向N极 C. 负极的电极反应为 D. 标准状况下，每消耗22.4L 有个质子通过质子交换膜由乙室流向甲室 【答案】D 【解析】 【详解】A．该电池是原电池，电池在微生物作用下将化学能转化为电能，A项正确； B．该电池N极得到电子被还原，为正极，则M极为负极，失去电子被氧化，生成氮气和二氧化碳，电子由负极通过外电路流向正极，即电子由M极经导线流向N极，B项正确； C．负极上失去电子，发生氧化反应，产生、，电极反应方程式为，C项正确； D．原电池放电过程中电解液中阳离子移向正极，所以应该由甲室流向乙室，D项错误； 故选D。 第Ⅱ卷(非选择题 共58分) 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 为测定某品牌洗厕精中酸(盐酸)含量，某学生欲用已知物质的量浓度的NaOH溶液来测定该洗厕精中酸(盐酸)的物质的量浓度时，选择酚酞作指示剂。请填写下列空白： （1）碱式滴定管用蒸馏水洗净后，接下来应该进行的操作是____________________。 （2）用NaOH标准溶液滴定待测的盐酸时，左手控制碱式滴定管的玻璃球，右手摇动锥形瓶，眼睛应注视_______________。 （3）若滴定开始和结束，碱式滴定管中的液面如图所示，则所用NaOH溶液的体积为_________mL。 （4）滴定达到终点的标志是_____________________。 （5）某学生根据三次实验分别记录有关数据如下表： 滴定次数 待测盐酸的体积/mL 溶液的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积 第一次 25.00 2.00 28.15 26.15 第二次 25.00 1.50 29.50 28.00 第三次 25.00 0.20 26.55 26.35 该洗厕精中酸(盐酸)的物质的量浓度：___________。 （6）在实验过程中，若碱式滴定管未用NaOH标准溶液润洗，可导致测得的结果______(填“偏高”“偏低”或“不变”，下同)，锥形瓶用蒸馏水洗涤后未干燥，可导致测得的结果__________________。 【答案】（1）用NaOH标准溶液润洗 （2）锥形瓶中溶液颜色的变化 （3）26.10 （4）当最后半滴NaOH溶液滴入时，溶液由无色变为浅红色，且30s内不褪色 （5） （6） ①. 偏高 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 碱式滴定管水洗后内壁残留蒸馏水，若直接加入NaOH标准液会稀释标准液，因此必须用待装的NaOH标准溶液润洗2~3次，避免标准液被稀释带来误差。 【小问2详解】 滴定过程中眼睛需要紧盯锥形瓶内溶液颜色变化，及时判断滴定终点，不能只关注滴定管的液面读数。 【小问3详解】 滴定管的精度为0.01 mL，起始液面读数为0.00 mL，终点液面读数为26.10 mL，因此所用NaOH溶液体积为。 【小问4详解】 本实验用酚酞作指示剂，待测液为盐酸（酸性环境下酚酞为无色），当达到滴定终点时，HCl恰好被完全中和，最后半滴NaOH会使溶液呈弱碱性，酚酞变为浅红色，且半分钟内不褪色即可确认反应完全、NaOH未过量太多。 【小问5详解】 三组数据中第二次的NaOH体积28.00 mL和另外两组（26.15 mL、26.35 mL）偏差过大，属于异常数据，舍去。取剩余两组的平均NaOH体积：，根据，代入数据得。 【小问6详解】 碱式滴定管未用NaOH标准液润洗，残留的水会稀释标准液，导致滴定过程中消耗的标准液体积偏大，根据滴定公式，最终计算出的盐酸浓度偏高；锥形瓶内的蒸馏水不会改变待测HCl的溶质物质的量，因此滴定过程中消耗的标准液体积不受影响，测定结果不变。 16. 二氧化氯是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂，工业上有多种制备方法。回答下列问题： 方法一：亚氯酸钠与氯气发生反应，氯气可通过氯碱工业制得，装置如图1。 （1）气体M是______，P是______(填“阳”或“阴”)离子交换膜，图1中右侧为______(填“阳极室”或“阴极室”)。 （2）写出图1总反应的化学方程式：___________________________________。 方法二：惰性电极电解氯化铵溶液和浓盐酸，原理如图2。 （3）b极为电源的______(填“负”或“正”)极，气体X是______(填化学式)。 （4）c极的电极反应为_________________________________。 【答案】（1） ①. ②. 阳 ③. 阴极室 （2） （3） ①. 负 ②. （4） 【解析】 【小问1详解】 图1为氯碱工业电解饱和食盐水的装置。右侧有浓烧碱（）溶液流出，说明右侧电极上水电离出的放电生成和，发生还原反应，故右侧为阴极室；左侧通入饱和食盐水，放电生成氯气，发生氧化反应，故左侧为阳极室，气体M为。为防止生成的氯气与氢氧化钠反应，并允许左侧的向右侧移动以形成，离子交换膜P应选用阳离子交换膜； 【小问2详解】 图1中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气，总反应的化学方程式为； 【小问3详解】 图2中，c极通入溶液并生成，氮元素化合价由-3价升高到+3价，发生失电子的氧化反应，故c极为阳极，则电源的a极为正极，b极为负极。d极为阴极，溶液中的得电子发生还原反应生成氢气，故气体X为。 【小问4详解】 （4）c极为阳极，发生失电子的氧化反应生成，结合电荷守恒和原子守恒，其电极反应式为。 17. 正极材料作为锂离子电池四大关键部件之一，是决定锂离子电池——电压、能量密度以及安全性等的重要因素，磷酸铁锂是常用的锂离子电池的正极材料。现以磷灰石[主要成分是]为原料制备锂离子电池的正极材料的前体的一种流程如下： 已知：①可溶于水，微溶于水； ②； ③。 Ⅰ．制备 （1）不改变温度、酸的浓度条件下，增大酸浸反应速率的措施有__________________(只写1条)。 （2）酸浸时，用溶液、溶液分步浸取磷灰石生成、和，第一步发生的反应是，则第二步反应为____________________。 Ⅱ．制备：将、溶液、溶液混合并调节溶液的pH制备。 （3）酸性条件下，生成的离子方程式是____________________________________。 （4）含磷各微粒的物质的量分数与pH的关系如图。时，溶液中的，则______。 （5）的纯度及颗粒大小会影响其性能，沉淀速率过快容易团聚。研究表明，沉淀时可加入含的溶液，的作用是__________________________(利用平衡移动的相关原理解释)。 （6）某公司的“刀片电池”，其放电时的总反应为，则放电时正极反应为____________________________。 【答案】（1）将矿石粉碎或搅拌 （2） （3） （4） （5）发生反应，使减小，减小的沉淀速率，避免团聚，随着被沉淀，上述平衡逆向移动，生成的继续被沉淀 （6） 【解析】 【分析】由题给流程可知，磷灰石用磷酸溶液和硫酸溶液分步浸取、过滤制得粗磷酸，粗磷酸经纯化得到磷酸，向磷酸中加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液并调节溶液pH，充分反应、过滤得到磷酸铁。 【小问1详解】 增大酸浸反应速率的措施有：将矿石粉碎或搅拌； 【小问2详解】 用溶液、溶液分步浸取磷灰石生成HF、和，硫酸溶液浸取时发生的反应为磷酸浸取磷灰石得到的磷酸二氢钙与硫酸溶液反应生成硫酸钙沉淀和磷酸，反应的化学方程式为，故主要反应是和； 【小问3详解】 由题意可知，制备磷酸铁发生的反应为酸性条件下，磷酸溶液与硫酸亚铁、过氧化氢溶液反应生成磷酸铁沉淀、硫酸和水，反应的离子方程式为； 【小问4详解】 由图可知，当溶液中磷酸氢根离子浓度和磷酸根离子浓度相等时，溶液pH为12.3，则磷酸的三级电离常数，所以溶液pH为1时，磷酸根离子的浓度为； 【小问5详解】 发生反应，使减小，减小的沉淀速率，避免团聚，随着被沉淀，上述平衡逆向移动，生成的继续被沉淀； 【小问6详解】 根据总反应为，则放电时正极反应为：。 18. 利用的工业废气为碳源，在催化剂的作用下，与氢气反应制备可利用的其他物质对节能减排和碳资源的循环利用具有重要意义。 已知部分共价键的键能数据如下表(单位：)： 共价键 键能 799 413 436 463 在催化剂的作用下，和反应生成和，其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。 （1）主反应生成甲烷，热化学方程式为_______________________________。 （2）欲提高产率，可采取的措施是___________________(写一种即可)。 （3）一定条件下，向密闭容器中充入物质的量之比为1：3的和发生反应： a． b． 在不同催化剂(Cat 1、Cat 2)下经相同反应时间，的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性]随温度的变化如图所示。 ①间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是______(填“Cat 1”或“Cat 2”)。 ②在恒压条件下(总压强为)，达到平衡时的转化率为，的选择性为，反应b的平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数)。 （4）我国科研人员研制出一种室温“可呼吸”电池。放电时该电池“吸入”，充电时“呼出”。“吸入”时，其工作原理如图所示。吸收的全部中，有转化为固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNTs)电极表面，“吸入”时，负极为______(填“钠箔”或“MWCNTs”)，其正极反应为____________________________________。 【答案】（1） （2）增大压强（或适当降温等） （3） ①. Cat 1 ②. （4） ①. 钠箔 ②. 【解析】 【小问1详解】 根据题意，在催化剂的作用下，和反应生成和，总反应为，反应焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，，故主反应的热化学方程式为： ； 【小问2详解】 平衡正向移动可提高产率，该反应为放热反应，正向气体分子数减少，故可采取的措施是：增大压强（或适当降温等）； 【小问3详解】 ①由图可知，间，在甲醇的选择性上，催化效果较好的是：Cat 1； ②假设和的物质的量分别为、，在恒压条件下(总压强为)，达到平衡时的转化率为，则反应的物质的量为0.2 mol，设反应a中CO2的物质的量的变化量为x mol，可列出三段式： ，反应b中CO2的物质的量变化量为（0.2-x）mol，故 ，在恒压条件下(总压强为)，的选择性为，则，解得；则反应后、、、、的物质的量分别为、、、、，总的物质的量为3.7 mol，则反应b的平衡常数：； 【小问4详解】 根据题意，该电池放电时吸入CO2，由图可知，放电时，钠箔为负极，吸收的全部中，有转化为固体沉积在多壁碳纳米管(MWCNTs)电极表面，正极的电极反应式为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $