精品解析:宁夏青铜峡市第一中学2025--2026学年高二上学期12月月考化学试卷A
2026-08-24
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内容正文:
青铜峡市第一中学2025-2026学年第一学期12月月考
高二化学试卷(A卷)
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H1 Na23 Cl35.5 O16 C12
一、单选题(本题共18个小题,每小题3分,共54分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列化学电池最符合绿色化学要求的是
A. 锌锰干电池 B. 铅蓄电池 C. 纽扣锌银电池 D. 氢氧燃料电池
2. 下列溶液因水解呈酸性的是
A. 稀H2SO4溶液 B. NaHSO4溶液 C. Na2CO3溶液 D. FeCl3溶液
3. 下列过程中,将电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.电解水制氢气
C.太阳能发电
D.天然气烧水
A. A B. B C. C D. D
4. 下列方程式中,能够正确表示水解反应的是
A. HCO+H2OCO+H3O+
B. S2-+2H2OH2S+2OH-
C. CO2+H2OHCO+H+
D. CO+H2OHCO+OH-
5. 下列装置能构成原电池的是
A. B. C. D.
6. 下列电解质溶液在空气中加热蒸干后能得到原溶质的是
A. B. C. D.
7. 下面的问题中,与盐类水解有关的是
①为保存溶液,要在溶液中加入少量盐酸
②实验室盛放、等溶液的试剂瓶应用橡胶塞
③在或溶液中加入镁条会产生气泡
④长期使用硫酸铵,土壤酸性增强
A. ①②④ B. ②③④ C. ①③④ D. 全部
8. 在一定条件下,溶液中存在水解平衡:,下列说法正确的是
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 加入固体,溶液减小
C. 升高温度,减小 D. 加入固体,浓度减小
9. 一定温度下,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量盐酸,下列说法错误的是
A. c (Ag+)减小 B. AgCl的溶解度不变
C. Ksp不变 D. AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)平衡逆向移动
10. 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法错误的是
A. 沉淀的速率和溶解的速率相等
B. 难溶电解质在水中形成饱和溶液
C. 再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度不变
D. BaSO4属于难溶电解质,它在水中完全不能溶解
11. 如图所示是一种以液态肼为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在固体氧化物电解质的温度达700~900℃时,可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是
A. 放电时,电子的流向为电极甲→固体氧化物电极乙
B. 放电时,电池内的向电极乙定向移动
C. 电池负极反应为:
D. 当电路中通过时,电极乙上有参与反应
12. 如图所示装置,以石墨为电极电解氯化铜溶液,下列说法正确的是
A. a电极为阳极,发生还原反应
B. Cl-向b极移动
C. 若电解中有0.2mol电子转移,则阳极产生Cl2体积为2.24L
D. b电极有红色物质析出,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu
13. 已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是
A. 常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3
B. 逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀
C. 向NiCO3沉淀中加入0.1 mol·L-1的Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀
D. 逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
14. 在下列溶液中,的溶解度最大的是
A. 纯水 B. 2mol/L 溶液
C. 0.1mol/L 溶液 D. 1mol/L 溶液
15. 常温下,在下列给定条件的各溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. 酸性溶液中:、、、
B. 澄清透明溶液中:、、、Cl-
C. 在的NaHCO3溶液中:、、、
D. 由水电离产生的的溶液:、、、
16. 常温下,下列溶液的离子浓度关系式不正确的是
A. 相同物质的量浓度的和溶液,前者小于后者
B. 常温下pH>7的、混合溶液:
C. 0.1 mol/L 溶液中:
D. 0.1 mol/L 溶液中:
17. 常温下,向溶液中逐滴加入溶液时,溶液的与所加溶液体积的关系如图所示(不考虑溶液混合时体积和温度的变化,不考虑操作过程中质量的损失),下列说法错误的是
A. a点溶液中,
B. b点溶液中,所含阳离子只有
C. c点溶液中,
D. d点溶液中,
18. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A. 图甲:锂电池放电时,电解质中向锂电极迁移
B. 图乙:负极的电极反应式为
C. 图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. 图丁:电池放电过程中,稀硫酸的浓度不变
第II卷(非选择题 共46分)
二、非选择题:本题共3个小题,共46分。
19. 研究弱电解质电离和盐类水解有重要意义。下表是常温时某些弱酸的电离平衡常数。
化学式
HClO
HF
,
(1)写出电离方程式:______________________。
(2)常温下,NaF溶液显碱性的原因是___________(用离子方程式表示);溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)常温下,浓度相同的①、②NaClO、③溶液,其pH由大到小的顺序为___________(填序号)。
(4)泡沫灭火器(成分是NaHCO3和Al2(SO4)3)原理是盐类水解的重要应用之一,请写出泡沫灭火器的原理:__________________________(用离子方程式表示)
(5)常温下,NaHCO3溶液呈碱性,该溶液中的电荷守恒为________________。
(6)常温下,溶液的_____(填“>”、“<”或“=”)7,原因是:________________________。
20. 电化学原理在实际生产和日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
Ⅰ.甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。
(1)氧气的进气口为________。(填序号)
A. a B. b C. c D. d
(2)X电极上的电极反应式为___________。此电池工作过程中,理论上每消耗16gCH3OH转移_______mol电子。
(3)此燃料电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性_______。(填序号)
A.增强 B.减弱 C.不变
(4)Al,Mg,NaOH溶液组成的原电池中,_______作负极,负极电极反应式为:____________________。
Ⅱ.如下图所示,X、Y为两个惰性电极,它们通过导线与直流电源相连,a是NaCl溶液。实验开始前,在两侧电极附近均滴加酚酞试液。
(5)X电极被称为_______极,该电极附近观察到的实验现象是________________。
(6)Y电极的电极反应式是_______,收集该电极处生成气体的方法是___________________。
(7)装置中发生反应的化学方程式是________________________。若电解时消耗了234 g氯化钠,理论上得到的氯气的体积是____________(标准状况)。
21. Ⅰ.我国规定生活用水中镉排放的最大允许浓度为0.005mg/L。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题:
(1)碳酸镉[CdCO3]沉淀溶解平衡常数的表达式Ksp=______________。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,CdS的Ksp=7.9×10-27,欲将某含镉废水中的Cd2+沉淀下来,最好选用__________(填“Na2CO3”或“Na2S”)。
(3)若往某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8mol∙L-1时,水体中Cd2+浓度为__________mol∙L-1(已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27)。
Ⅱ、以炼锌烟尘(主要成分为ZnO,含少量CuO和FeO)为原料,可以制取氯化锌和金属锌。制取氯化锌主要工艺如下:(沉淀A只有铜)
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH。
金属离子
Fe3+
Zn2+
Fe2+
开始沉淀的pH
1.1
5.2
5.8
沉淀完全的pH
3.2
6.4
8.8
(4)加入H2O2溶液的作用是____________________。
(5)流程图中,除去Zn2+中Fe3+的方法是利用含锌的化合物调节pH,加入的试剂X(含锌化合物)可以是______(填序号)
A、ZnO B、Zn(OH)2 C、NaOH D、ZnSO4
应调整的pH的范围为:__________ ,再将生成的氢氧化铁沉淀除去。
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青铜峡市第一中学2025-2026学年第一学期12月月考
高二化学试卷(A卷)
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H1 Na23 Cl35.5 O16 C12
一、单选题(本题共18个小题,每小题3分,共54分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列化学电池最符合绿色化学要求的是
A. 锌锰干电池 B. 铅蓄电池 C. 纽扣锌银电池 D. 氢氧燃料电池
【答案】D
【解析】
【详解】A.锌锰干电池是一次电池,废旧电池将污染土壤,不符合绿色化学要求,A不合题意;
B.铅蓄电池为二次电池,但废旧电池中铅为重金属将污染土壤和地下水等,不符合绿色化学要求,B不合题意;
C.纽扣锌银电池为一次电池,废旧电池也将污染土壤,不符合绿色化学要求,C不合题意;
D.氢氧燃料电池的能源利用率高,且产物没有污染,电池装置相当于反应容器,故符合绿色化学要求,D符合题意;
故答案为:D。
2. 下列溶液因水解呈酸性的是
A. 稀H2SO4溶液 B. NaHSO4溶液 C. Na2CO3溶液 D. FeCl3溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸是强酸,在水中完全离解为,溶液酸性来源于的离解,与水解无关,A不符合题意;
B.硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在水中完全离解为、,酸性来源于的离解,而非水解,B不符合题意;
C.碳酸钠是强碱弱酸盐,水解生成和 ,方程式为:,溶液呈碱性,C不符合题意;
D.氯化铁是强酸弱碱盐,发生水解反应:,水解生成,使溶液呈酸性,D符合题意;
故选D。
3. 下列过程中,将电能转化为化学能的是
A.风力发电
B.电解水制氢气
C.太阳能发电
D.天然气烧水
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.风力发电是将风能转化为电能,A错误;
B.电解水制氢气是在外接电源提供电能的条件下使分解为和,电能转化为化学能储存在产物中,B正确;
C.太阳能发电是将太阳能转化为电能,C错误;
D.天然气烧水是通过天然气燃烧将化学能转化为热能,D错误;
故本题答案选B。
4. 下列方程式中,能够正确表示水解反应的是
A. HCO+H2OCO+H3O+
B. S2-+2H2OH2S+2OH-
C. CO2+H2OHCO+H+
D. CO+H2OHCO+OH-
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.HCO+H2OCO+H3O+是电离方程式 ,故A不选;
B.多元弱酸的酸根离子水解要分步进行,以第一步水解为主,则S2-+H2OHS-+OH-,故B不选;
C. 是化合反应,故C不选;
D.CO+H2OHCO+OH-是碳酸根离子的水解方程式,故D选;
故选:D。
5. 下列装置能构成原电池的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】构成原电池需要同时满足4个条件:①有两个活泼性不同的电极;②电极插入电解质溶液(能导电的水溶液/熔融电解质)中;③两电极之间形成闭合回路;④存在自发的氧化还原反应。
【详解】A.无水乙醇是非电解质,无法导电,不能形成定向移动的离子,不满足电解质溶液的要求,不能构成原电池,A错误;
B.和活泼性不同,插入稀硫酸(电解质溶液)中,两电极通过导线连接形成闭合回路,可与稀硫酸发生自发的氧化还原反应,满足所有原电池构成条件,可以构成原电池,B正确;
C.和虽活泼性不同、食盐水为电解质溶液且存在自发氧化还原反应,但两电极未通过导线连接,未形成闭合回路,不能构成原电池,C错误;
D.两个电极均为石墨,活泼性相同,且石墨与稀盐酸不能发生自发的氧化还原反应,不满足原电池构成条件,不能构成原电池,D错误;
故选B。
6. 下列电解质溶液在空气中加热蒸干后能得到原溶质的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.K2CO3可以发生水解,生成KOH和KHCO3,但由于KOH不挥发,蒸干时KOH和KHCO3重新生成K2CO3,最终得到原溶质,A正确;
B.MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl,加热时HCl挥发,使MgCl2的水解平衡向正反应方向移动,水解彻底,水解产物最终得到Mg(OH)2而非MgCl2,继续加热条件下会继续分解生成,B错误;
C.FeSO4中的Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,蒸干后得到Fe2(SO4)3而非FeSO4,C错误;
D.NH4HCO3受热直接分解为NH3、CO2和H2O,无法保留原溶质,D错误;
故答案选A。
7. 下面的问题中,与盐类水解有关的是
①为保存溶液,要在溶液中加入少量盐酸
②实验室盛放、等溶液的试剂瓶应用橡胶塞
③在或溶液中加入镁条会产生气泡
④长期使用硫酸铵,土壤酸性增强
A. ①②④ B. ②③④ C. ①③④ D. 全部
【答案】D
【解析】
【详解】①溶液中易水解,要在溶液中加入少量盐酸抑制水解;
②、水解导致溶液呈碱性,会与玻璃塞反应,故选用橡胶塞;
③、水解产生氢离子,可与Mg反应产生气泡;
④水解产生氢离子,使土壤酸性增强;
综上,①②③④均与盐类水解有关,故选D。
8. 在一定条件下,溶液中存在水解平衡:,下列说法正确的是
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 加入固体,溶液减小
C. 升高温度,减小 D. 加入固体,浓度减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则稀释溶液时水解平衡常数不变,故A错误;
B.向溶液中加入氢氧化钠固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡向逆反应方向移动,反应达到平衡时,溶液中氢氧根离子浓度增大,溶液pH增大,故B错误;
C.硫离子在溶液中的水解反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,溶液中的值增大,故C错误;
D.向溶液中加入硫酸铜固体,铜离子与溶液中的硫离子反应生成硫化铜沉淀,溶液中硫离子浓度减小,平衡向逆反应方向移动,氢硫酸根离子的浓度减小,故D正确;
故选D。
9. 一定温度下,向含有AgCl固体的AgCl饱和溶液中加入少量盐酸,下列说法错误的是
A. c (Ag+)减小 B. AgCl的溶解度不变
C. Ksp不变 D. AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)平衡逆向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.加入HCl后,Cl-浓度增加,Ag+浓度降低以维持Ksp不变,A正确;
B.由于同离子效应,此时溶解平衡逆向移动,溶解度减小,B错误;
C.Ksp仅与温度相关,温度不变则Ksp不变,C正确;
D.Cl-浓度增加导致平衡逆向移动,D正确;
答案选B。
10. 难溶电解质在水中达到沉淀溶解平衡时,下列说法错误的是
A. 沉淀的速率和溶解的速率相等
B. 难溶电解质在水中形成饱和溶液
C. 再加入难溶电解质,溶液中各离子的浓度不变
D. BaSO4属于难溶电解质,它在水中完全不能溶解
【答案】D
【解析】
【详解】A.达到沉淀溶解平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等,各离子浓度保持不变,故A正确;
B.达到沉淀溶解平衡时,已经达到难溶电解质的溶解限度,溶液为饱和溶液,故B正确;
C.加入的难溶电解质会以沉淀的形式存在,对于溶液中各离子的浓度无影响,故C正确;
D.虽然难溶电解质的溶解度很小,但在水中仍有极少量的溶解,故D错误;
故答案为:D。
11. 如图所示是一种以液态肼为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。在固体氧化物电解质的温度达700~900℃时,可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是
A. 放电时,电子的流向为电极甲→固体氧化物电极乙
B. 放电时,电池内的向电极乙定向移动
C. 电池负极反应为:
D. 当电路中通过时,电极乙上有参与反应
【答案】C
【解析】
【分析】该电池中以液态肼为燃料,通入N2H4的电极为负极,即电极甲为负极,通入氧气的电极为正极,即电极乙为正极,据此解答。
【详解】A.电子不能通过电解质,故A错误;
B.原电池中阴离子移向负极,故放电时,电池内的O2-由电极乙移向电极甲,故B错误;
C.反应生成物均为无毒无害的物质,所以N2H4被氧气氧化生成N2和H2O,电解质为固体氧化物,O2-在该固体氧化物电解质中自由移动,故负极反应为:,故C正确;
D.没有说明气体的状态条件,无法计算氧气体积,故D错误;
答案选C。
12. 如图所示装置,以石墨为电极电解氯化铜溶液,下列说法正确的是
A. a电极为阳极,发生还原反应
B. Cl-向b极移动
C. 若电解中有0.2mol电子转移,则阳极产生Cl2体积为2.24L
D. b电极有红色物质析出,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu
【答案】D
【解析】
【详解】A.a电极连接电源正极,为阳极,阳极发生失电子的氧化反应,而非还原反应,A错误;
B.电解池中阴离子向阳极移动,应向a极移动,B错误;
C.选项未指明气体处于标准状况,无法计算的体积,C错误;
D.b电极为阴极,在阴极得电子生成红色单质,电极反应式为,D正确;
故选D。
13. 已知:常温下,Ksp(NiCO3)=1.4×10-7,Ksp(PbCO3)=1.4×10-13,则向浓度均为0.1 mol·L-1的Ni(NO3)2和Pb(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2CO3溶液,下列说法错误的是
A. 常温下在水中的溶解度:NiCO3>PbCO3
B. 逐滴加入Na2CO3溶液,先生成NiCO3沉淀,后生成PbCO3沉淀
C. 向NiCO3沉淀中加入0.1 mol·L-1的Pb(NO3)2溶液,会生成PbCO3沉淀
D. 逐滴加入Na2CO3溶液,当两种沉淀共存时,溶液中c(Ni2+)∶c(Pb2+)=106∶1
【答案】B
【解析】
【详解】A.NiCO3的Ksp大于PbCO3,且两者化学式类型相同,故溶解度NiCO3>PbCO3,A正确;
B.PbCO3的Ksp更小,沉淀时所需浓度更低,因此先生成PbCO3沉淀,B错误;
C.NiCO3溶解产生的与Pb2+结合时,远大于PbCO3的Ksp,故会生成PbCO3沉淀,C正确;
D.共存时c(Ni2+)/c(Pb2+)=Ksp(NiCO3)/Ksp(PbCO3)=106:1,D正确;
故选B。
14. 在下列溶液中,的溶解度最大的是
A. 纯水 B. 2mol/L 溶液
C. 0.1mol/L 溶液 D. 1mol/L 溶液
【答案】A
【解析】
【详解】硫酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO(aq),增大溶液中的钡离子、硫酸根离子浓度,平衡左移,会使硫酸钡的溶解度减小,所以纯水在硫酸钡的溶解度最大,故选A。
15. 常温下,在下列给定条件的各溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. 酸性溶液中:、、、
B. 澄清透明溶液中:、、、Cl-
C. 在的NaHCO3溶液中:、、、
D. 由水电离产生的的溶液:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性溶液中,、酸性条件下的均具有强氧化性,可与还原性离子发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;
B.澄清透明溶液中、、、相互之间不发生反应,可大量共存,B正确;
C.与发生双水解反应,生成沉淀和气体,不能大量共存,C错误;
D.由水电离产生的的溶液为酸性或碱性溶液,酸性条件下可氧化,碱性条件下与反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选B。
16. 常温下,下列溶液的离子浓度关系式不正确的是
A. 相同物质的量浓度的和溶液,前者小于后者
B. 常温下pH>7的、混合溶液:
C. 0.1 mol/L 溶液中:
D. 0.1 mol/L 溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同物质的量浓度的和溶液中,中的水解呈碱性,能促进水解,而电离产生的能抑制水解,所以的浓度前者小于后者,A正确;
B.的和混合溶液中,根据电荷守恒有,因,则,故,B正确;
C.在溶液中,质子守恒为,C错误;
D.在溶液中,根据物料守恒有,D正确;
故答案为:C。
17. 常温下,向溶液中逐滴加入溶液时,溶液的与所加溶液体积的关系如图所示(不考虑溶液混合时体积和温度的变化,不考虑操作过程中质量的损失),下列说法错误的是
A. a点溶液中,
B. b点溶液中,所含阳离子只有
C. c点溶液中,
D. d点溶液中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.a点为未加入的溶液,发生水解导致浓度降低,故,A正确;
B.b点,溶液中阳离子仅为盐电离出的、和水电离出的,无其他阳离子,B正确;
C.c点加入,反应后得到等物质的量的、、,溶液呈碱性说明电离程度大于水解程度,总氯元素的量等于初始的量,因此最大;电离使浓度略大于,故,C正确;
D.d点加入,恰好完全反应生成等物质的量的和,,含氮元素满足,代入得,因此,D错误;
故选D。
18. 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法正确的是
A. 图甲:锂电池放电时,电解质中向锂电极迁移
B. 图乙:负极的电极反应式为
C. 图丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄
D. 图丁:电池放电过程中,稀硫酸的浓度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.原电池中阳离子向正极迁移,甲为锂电池,负极为锂,Li+向正极多孔碳材料迁移,故A错误;
B.乙为纽扣电池,正极为Ag2O得电子发生还原反应,反应式为,负极为活泼金属锌单质,故B错误;
C.丙为锌锰干电池,锌筒作负极,发生氧化反应被溶解,导致锌筒变薄,故C正确;
D.丁为铅蓄电池,放电时的总反应为,使用一段时间后,硫酸溶液的浓度降低,故D错误;
故答案为C。
第II卷(非选择题 共46分)
二、非选择题:本题共3个小题,共46分。
19. 研究弱电解质电离和盐类水解有重要意义。下表是常温时某些弱酸的电离平衡常数。
化学式
HClO
HF
,
(1)写出电离方程式:______________________。
(2)常温下,NaF溶液显碱性的原因是___________(用离子方程式表示);溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)常温下,浓度相同的①、②NaClO、③溶液,其pH由大到小的顺序为___________(填序号)。
(4)泡沫灭火器(成分是NaHCO3和Al2(SO4)3)原理是盐类水解的重要应用之一,请写出泡沫灭火器的原理:__________________________(用离子方程式表示)
(5)常温下,NaHCO3溶液呈碱性,该溶液中的电荷守恒为________________。
(6)常温下,溶液的_____(填“>”、“<”或“=”)7,原因是:________________________。
【答案】(1)NH3∙H2O⇌+ OH-
(2) ①. F- + H2O⇌HF + OH- ②. 中性
(3)①>②>③ (4)Al3++3=Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)c(Na+) + c(H+) = c() + 2c() + c(OH-)
(6) ①. < ②. 电离程度大于水解程度,故显酸性
【解析】
【小问1详解】
一水合氨()是弱碱,在水溶液中只能部分电离出铵根离子和氢氧根离子,存在电离平衡,方程式需使用可逆符号,即:。
【小问2详解】
为强碱弱酸盐,在水中发生水解结合水电离出的生成弱酸,同时破坏水的电离平衡使溶液中,溶液显碱性,离子方程式为;
由表格数据可知,醋酸的电离常数,一水合氨的电离常数,两者常数相等,说明溶液中和的水解程度相同,产生的和浓度相等,故溶液显中性。
【小问3详解】
根据盐类水解“越弱越水解”的规律,弱酸的电离常数越小,其对应酸根离子的结合的能力越强,水解程度越大,相同浓度下钠盐溶液的碱性越强,越大。由表格可知,酸性强弱顺序为,则对应酸根离子水解程度大小顺序为,故相同浓度的钠盐溶液由大到小的顺序为①>②>③。
【小问4详解】
泡沫灭火器中的和在溶液中混合时会发生双水解反应。水解显酸性,水解显碱性,两者相互促进使水解反应进行到底,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,离子方程式为。
【小问5详解】
溶液中存在的阳离子有、,阴离子有、、。根据电荷守恒定律,溶液中所有阳离子带的正电荷总浓度等于所有阴离子带的负电荷总浓度,即。
【小问6详解】
溶液中,既能发生电离()使溶液显酸性,又能发生水解()使溶液显碱性。常温下,由于的电离程度大于其水解程度,导致溶液中,故溶液显酸性,。
20. 电化学原理在实际生产和日常生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
Ⅰ.甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。
(1)氧气的进气口为________。(填序号)
A. a B. b C. c D. d
(2)X电极上的电极反应式为___________。此电池工作过程中,理论上每消耗16gCH3OH转移_______mol电子。
(3)此燃料电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性_______。(填序号)
A.增强 B.减弱 C.不变
(4)Al,Mg,NaOH溶液组成的原电池中,_______作负极,负极电极反应式为:____________________。
Ⅱ.如下图所示,X、Y为两个惰性电极,它们通过导线与直流电源相连,a是NaCl溶液。实验开始前,在两侧电极附近均滴加酚酞试液。
(5)X电极被称为_______极,该电极附近观察到的实验现象是________________。
(6)Y电极的电极反应式是_______,收集该电极处生成气体的方法是___________________。
(7)装置中发生反应的化学方程式是________________________。若电解时消耗了234 g氯化钠,理论上得到的氯气的体积是____________(标准状况)。
【答案】(1)C (2) ①. ②. 3
(3)B (4) ①. Al(或铝) ②.
(5) ①. 阴 ②. 有无色气泡产生,电极附近溶液变红
(6) ①. ②. 向上排空气法
(7) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
在原电池中,阴离子向负极移动。由图1可知,向X电极方向移动,说明X电极为负极,Y电极为正极。燃料电池中,正极通入氧气发生还原反应。结合图示箭头方向,c箭头向内为进气口,d箭头向外为排气口,因此氧气的进气口为c,故选C;
【小问2详解】
X电极为负极,通入的是甲醇,在碱性条件下失去电子发生氧化反应,生成碳酸根离子和水,电极反应式为:;甲醇的物质的量为 。根据电极反应式,1mol甲醇反应转移6mol电子,故0.5mol甲醇理论上转移 电子;
【小问3详解】
该甲醇碱性燃料电池的总反应方程式为:。随着反应的进行,不断消耗且生成水,导致电解质溶液中浓度降低,因此溶液的碱性减弱,故选B;
【小问4详解】
在由Al、Mg和NaOH溶液组成的原电池中,铝能与NaOH溶液自发进行氧化还原反应,而镁不与NaOH溶液反应。因此,Al作负极,失去电子发生氧化反应,其负极电极反应式为:;
【小问5详解】
图2中,X电极与直流电源的负极相连,故X电极为阴极;阴极上水电离出的得电子生成氢气(),破坏了水的电离平衡,使电极附近浓度增大,溶液呈碱性。因为实验前滴加了酚酞试液,所以观察到的现象是:有无色气泡产生,且电极附近溶液变红;
【小问6详解】
Y电极与直流电源的正极相连,为阳极。溶液中的在阳极失电子生成氯气,电极反应式为:;由于氯气密度比空气大,且能溶于水,故收集氯气应采用向上排空气法。
【小问7详解】
该装置为电解饱和食盐水,总反应的化学方程式为:;的物质的量为 。根据化学方程式可知,每消耗2mol 理论上生成1mol ,故4mol 完全反应理论上生成2mol 。在标准状况下,其体积为 。
21. Ⅰ.我国规定生活用水中镉排放的最大允许浓度为0.005mg/L。处理含镉废水可采用化学沉淀法。试回答下列问题:
(1)碳酸镉[CdCO3]沉淀溶解平衡常数的表达式Ksp=______________。
(2)一定温度下,CdCO3的Ksp=4.0×10-12,CdS的Ksp=7.9×10-27,欲将某含镉废水中的Cd2+沉淀下来,最好选用__________(填“Na2CO3”或“Na2S”)。
(3)若往某含镉废水中加入Na2S,当S2-浓度达到7.9×10-8mol∙L-1时,水体中Cd2+浓度为__________mol∙L-1(已知:Ksp(CdS)=7.9×10-27)。
Ⅱ、以炼锌烟尘(主要成分为ZnO,含少量CuO和FeO)为原料,可以制取氯化锌和金属锌。制取氯化锌主要工艺如下:(沉淀A只有铜)
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH。
金属离子
Fe3+
Zn2+
Fe2+
开始沉淀的pH
1.1
5.2
5.8
沉淀完全的pH
3.2
6.4
8.8
(4)加入H2O2溶液的作用是____________________。
(5)流程图中,除去Zn2+中Fe3+的方法是利用含锌的化合物调节pH,加入的试剂X(含锌化合物)可以是______(填序号)
A、ZnO B、Zn(OH)2 C、NaOH D、ZnSO4
应调整的pH的范围为:__________ ,再将生成的氢氧化铁沉淀除去。
【答案】(1)c(Cd2+)·c()
(2)Na2S (3)1.0×10-19
(4)将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续通过调节pH生成Fe(OH)3沉淀除去
(5) ①. A、B ②. 3.2≤pH<5.2
【解析】
【分析】向原料中加入盐酸进行酸溶,ZnO、CuO、FeO分别与盐酸反应转化为ZnCl2、CuCl2、FeCl2,再加入锌粉进行除铜,将Cu2+还原为Cu单质,过滤得到仅含铜的沉淀A,再向滤液中加入H2O2溶液,将Fe2+氧化为Fe3+,加入试剂X调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,经过滤得到主要含Fe(OH)3的沉淀B和ZnCl2溶液,据此解答。
【小问1详解】
碳酸镉的沉淀溶解平衡为:,其沉淀溶解平衡常数表达式为;
【小问2详解】
对于同类型的难溶电解质,越小,其溶解度越小,越容易形成沉淀且沉淀更完全。已知,故为了将废水中的尽可能完全沉淀,最好选用;
【小问3详解】
根据,当溶液中时,水体中的浓度为;
【小问4详解】
在炼锌烟尘酸溶并除铜后,溶液中含有和。由于沉淀的pH较高,不易与分离,因此加入具有氧化性的溶液,目的是将氧化为,便于后续通过调节pH生成沉淀除去;
【小问5详解】
调节pH的目的是消耗溶液中的使pH升高,同时不引入新的杂质离子。和均能与酸反应消耗,且生成的为目标产物离子,不引入杂质;会引入杂质,不能消耗调节pH,故选A、B;根据表格数据,要使完全沉淀,需控制;要保证不沉淀,需控制。因此应调整的pH范围为。
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