精品解析:青海省名校联盟2024-2025学年高二上学期期末联考 化学试卷
2026-08-31
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内容正文:
高二化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 医疗上常用作X射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”。下列说法错误的是
A. 固体属于电解质
B. 离子半径:
C. 和均属于酸性氧化物
D. S位于元素周期表中第三周期第ⅣA族
2. 电池在生产和生活中有着广泛应用,下列装置能产生电流的是
A. B.
C. D.
3. 元素周期表中砷元素的数据如图所示,下列说法正确的是
33
砷
74.92
A. 砷元素的质量数为33
B. 砷原子中能级的轨道数:
C. 砷原子4p能级有1个未成对电子
D. 砷原子最外层有5个能量相同的电子
4. 在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
5. 贝壳的无机成分主要是,下列说法错误的是
A. 金刚石和石墨互为同素异形体 B. 基态原子的价层电子排布式为
C. 和互为同位素 D. 氧原子的能级轨道数为3
6. 分类是学习化学的一种重要方法,下列有关物质的分类正确的是
选项
弱电解质
强电解质
非电解质
电解质
A
氨水
乙醇
B
水
金刚石
C
生铁
碳酸钠溶液
D
A. A B. B C. C D. D
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 含有的溶液中:、、、
B. 含有的溶液中:、、、
C. 稀盐酸中:、、、
D. 酸性溶液中:、、、
8. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。下列说法错误的是
A. 钢铁表面吸附的水膜(溶有一定量的氧气)呈中性,此时会发生吸氧腐蚀
B. 金属腐蚀过程中,化学腐蚀比电化学腐蚀的速率快得多
C. 温度对化学腐蚀的影响很大,钢材在高温下容易被氧化
D. 在酸性环境中,钢铁腐蚀过程中不断有放出,此过程称为析氢腐蚀
9. 碳酸钠()和碳酸氢钠()可用作食用碱或工业用碱,下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 基态钠原子的轨道表示式为
C. 碳酸氢钠溶液可使紫色石蕊溶液变红
D. 的碳酸钠溶液中,
10. 化学是一门以实验为基础的学科,下列叙述与其图示相符的是
A.铁片上镀铜
B.外加电流法保护钢闸门
C.酸式滴定管赶气泡
D.粗铜的精炼
A. A B. B C. C D. D
11. 可用作白色颜料和阻燃剂等。在实验室中可利用的水解反应制取,其总反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,盐酸中,所含的总数为
B. 等物质的量的和,所含的原子数和原子数均为
C. 与足量的水反应,可生成个
D. 常温下,的溶液中,所含的数一定大于
12. 往某密闭容器中加入、和充入,发生反应 ,氢气的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示,下列说法错误的是
A. 压强:
B. 低温条件有利于该反应自发进行
C. 平衡常数:
D. 当的质量不再改变时,该反应达到平衡
13. 氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计(两电极均为惰性电极)可大幅度降低能耗,下列说法错误的是
A. 若以铅酸蓄电池为电源,装置工作时,M电极应与电极相连
B. N电极上的电极反应式为
C. 饱和氯化钠溶液中,
D. 当电路中转移电子时,生成的气体与消耗的气体的质量之差为
14. 常温下,等体积的两种一元酸和溶液分别用的溶液滴定,滴定曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:、。
A. 常温下,该溶液的约为13
B. 常温下,
C.
D. b点和c点对应溶液中,水的电离程度:c<b
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碱性锌锰电池(构造如图所示)的总反应为。回答下列问题:
(1)O是第________周期第________族元素。
(2)基态的简化电子排布式为__________。
(3)该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(4)原子序数:K________(填“>”或“<”,下同)O;电负性:O________H;第一电离能:________。
(5)①用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯上灼烧时,透过蓝色钴玻璃,可观察到火焰呈________色。
②基态钾原子最高能级的形状为________。
(6)碱性锌锰电池的正极反应式为_______________。
16. 是一种重要的化工原料,其合成及应用一直备受科研工作者的关注。回答下列问题:
已知:四氯化碳的密度为,稀硫酸的密度为,四氯化碳不与氨气反应。
(1)实验室采用如图所示装置制备氨气(夹持装置已略去):
①仪器a的名称为________。
②装置Ⅰ中发生反应时的能量变化,与下列反应的能量变化相符的是________(填标号)。
A.大理石的煅烧
B.生石灰与水的反应
C.稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应
D.氯化铵与氢氧化钡晶体的反应
③该实验中,四氯化碳的作用为_____________________。
④装置Ⅱ中氨气收集满后,再持续通入氨气一段时间,装置Ⅲ中烧杯的上层溶液中,所含的离子种类共________种。
(2)利用氨气消除的简易装置如图所示。
已知:与反应的产物仅为和。
①该装置工作时,由________(填“化学能”或“电能”,下同)转化为________。
②Q电极上的电极反应式为________________________。
③常温下,若以该电池为电源,电解的饱和食盐水,消耗标准状况下时,发现两极产生相同体积的气体,则此时食盐水的________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
(3)液氨可用作制冷剂,原因为________________________________________________。
17. 采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是,还含少量的Fe、Mg、Ni、Si等元素的氧化物)来制备Mn的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,各种金属离子生成氢氧化物的pH如表所示:
离子
开始沉淀的pH
6.3
1.5
8.9
6.9
8.1
完全沉淀的pH
8.3
2.8
10.9
8.9
10.1
②常温下,、、。
③假设溶液中某离子浓度时,该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,常将废铁屑和软锰矿粉碎的目的是___________。
(2)实验室过滤时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和___________,其中玻璃棒的作用是___________。
(3)检验滤液中是否含有的方法为___________。
(4)利用表中数据计算,常温下,___________。
(5)加入“除杂”后得到的滤渣为___________(填化学式)。
(6)“沉锰”时,发生反应的离子方程式为___________。
(7)“电解”时,阴极上发生的电极反应为___________。
18. 甲烷在工业上有很多用途,利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染的反应如下:
ⅰ. ;
ⅱ. ;
ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)①___________(用含、的代数式表示)。
②反应ⅰ的平衡常数和反应ⅱ的平衡常数随温度的变化如表所示(已知),推断出反应ⅲ的反应热___________(填“>”或“<”)0.
温度
451
342
215
436
327
189
(2)在某容积可变的密闭容器中充入和,仅发生反应ⅰ,该反应在不同的条件下进行,的转化率随时间变化的关系如图所示。
①压强:___________(填“>”或“<”),判断的理由为___________。
②温度:___________(填“>”或“<”)。
③点对应的平衡常数___________(分压总压物质的量分数,用含的代数式表示)。
(3)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
①电池工作时,往___________(填“电极A”或“电极B”)迁移。
②在同温同压下,若生成的和的体积之比为,则消耗的和体积之比为___________。
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高二化学试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修1、选择性必修2第一章。
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 医疗上常用作X射线透视肠胃的内服药剂,俗称“钡餐”。下列说法错误的是
A. 固体属于电解质
B. 离子半径:
C. 和均属于酸性氧化物
D. S位于元素周期表中第三周期第ⅣA族
【答案】D
【解析】
【详解】A.是离子化合物,熔融状态下可电离出自由移动的离子导电,属于电解质,A正确;
B.同主族元素的简单阴离子,电子层数越多离子半径越大,比多1个电子层,故离子半径,B正确;
C.、均可与碱反应只生成盐和水,均属于酸性氧化物,C正确;
D.的原子序数为16,核外电子排布为2、8、6,位于元素周期表第三周期第ⅥA族,而非第ⅣA族,D错误;
故本题选D。
2. 电池在生产和生活中有着广泛应用,下列装置能产生电流的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.装置中锌与铁没有接触也没有通过导线相连,不能构成闭合回路,不能产生电流,A错误;
B.缺少一个电极,不能产生电流,B错误;
C.装置发生铝与氢氧化钠溶液的反应,构成了闭合回路,能产生电流,C正确;
D.碳与硫酸不反应,且没有构成闭合回路,不能产生电流,D错误;
答案选C。
3. 元素周期表中砷元素的数据如图所示,下列说法正确的是
33
砷
74.92
A. 砷元素的质量数为33
B. 砷原子中能级的轨道数:
C. 砷原子4p能级有1个未成对电子
D. 砷原子最外层有5个能量相同的电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.33是砷的原子序数(质子数),质量数是核素的特有属性,元素没有质量数,74.92为砷元素的相对原子质量,A错误;
B.能级有3个轨道,能级有1个轨道,砷原子中能级的轨道数:,B正确;
C.砷原子4p能级有3个未成对电子,C错误;
D.砷原子最外层电子排布为4s24p3,4s与4p能级能量不同,5个电子能量不完全相同,不存在5个能量相同的电子,D错误。
故答案选B。
4. 在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】属于铵盐,是强电解质,在水溶液中完全电离产生、和H+,电离方程式为:,故选A。
5. 贝壳的无机成分主要是,下列说法错误的是
A. 金刚石和石墨互为同素异形体 B. 基态原子的价层电子排布式为
C. 和互为同位素 D. 氧原子的能级轨道数为3
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,互为同素异形体,故A正确;
B.Ca是20号元素,基态原子的价层电子排布式为4s2,故B错误;
C.和是质子数相等、中子数不同的原子,互为同位素,故C正确;
D.氧是8号元素,氧原子电子排布图为,氧原子的能级轨道数为3,故D正确;
选B。
6. 分类是学习化学的一种重要方法,下列有关物质的分类正确的是
选项
弱电解质
强电解质
非电解质
电解质
A
氨水
乙醇
B
水
金刚石
C
生铁
碳酸钠溶液
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨水是混合物,不是电解质,乙醇是非电解质,A错误;
B.金刚石是单质,不是电解质,B错误;
C.生铁是合金,属于混合物,不是非电解质,碳酸钠溶液是混合物,不是电解质,,C错误;
D.醋酸()在水溶液中部分电离,属于弱电解质;在水溶液中完全电离,属于强电解质;自身不能电离,属于非电解质;是在熔融状态下能完全电离的盐,属于电解质,D正确;
故选D。
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 含有的溶液中:、、、
B. 含有的溶液中:、、、
C. 稀盐酸中:、、、
D. 酸性溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.、均可被氧化,不能大量共存,A不符合题意;
B.会与、发生双水解而不能大量共存,B不符合题意;
C.稀盐酸中:、、、相互之间不反应,能大量共存,C符合题意;
D.酸性高锰酸钾会氧化、、,不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
8. 金属腐蚀的现象普遍存在,常常是自发进行的。下列说法错误的是
A. 钢铁表面吸附的水膜(溶有一定量的氧气)呈中性,此时会发生吸氧腐蚀
B. 金属腐蚀过程中,化学腐蚀比电化学腐蚀的速率快得多
C. 温度对化学腐蚀的影响很大,钢材在高温下容易被氧化
D. 在酸性环境中,钢铁腐蚀过程中不断有放出,此过程称为析氢腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,溶有一定量的氧气,此时主要发生吸氧腐蚀,A正确;
B.金属腐蚀过程中,当形成原电池,会加快化学反应速率,故化学腐蚀比电化学腐蚀的速率慢得多,B错误;
C.温度升高化学反应速率加快,钢材在高温下容易被氧化,C正确;
D.在酸性较强的溶液中,铁与C或活泼性比铁低的金属形成原电池,会发生析氢腐蚀,D正确;
故选:B。
9. 碳酸钠()和碳酸氢钠()可用作食用碱或工业用碱,下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 基态钠原子的轨道表示式为
C. 碳酸氢钠溶液可使紫色石蕊溶液变红
D. 的碳酸钠溶液中,
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na核外有3个电子层,O核外只有2个电子层,电子层数越多原子半径越大,因此原子半径,A错误;
B.基态钠原子的电子排布式为,完整的轨道表示式需要依次表示出1s、2s、2p的所有轨道电子填充情况,图示是钠原子的价层电子轨道表示式,符合题意的表示应当为,B错误;
C.碳酸氢钠溶液中,的水解程度大于其电离程度,溶液显弱碱性,会使紫色石蕊溶液变蓝,而非变红,C错误;
D.碳酸钠溶液中发生水解:,溶液显碱性,因此必然满足选项中表达式,D正确;
故选D。
10. 化学是一门以实验为基础的学科,下列叙述与其图示相符的是
A.铁片上镀铜
B.外加电流法保护钢闸门
C.酸式滴定管赶气泡
D.粗铜的精炼
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.不能用溶液作电解质溶液,可用溶液,否则为铁片上镀银,A项不符合题意;
B.图示为牺牲阳极法保护钢闸门,B项不符合题意;
C.快速旋转打开酸式滴定管的活塞,赶走气泡,C项符合题意;
D.缺少外接电源,无法达到实验效果,D项不符合题意;
答案选C。
11. 可用作白色颜料和阻燃剂等。在实验室中可利用的水解反应制取,其总反应为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温下,盐酸中,所含的总数为
B. 等物质的量的和,所含的原子数和原子数均为
C. 与足量的水反应,可生成个
D. 常温下,的溶液中,所含的数一定大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.未给出溶液的具体体积,无法计算总数,A错误;
B.未给出具体的物质的量,无法计算原子数和原子数,B错误;
C.反应是可逆反应,不能完全进行,C错误;
D.为强酸弱碱盐,能发生水解,溶液显酸性,故的溶液中,所含的数一定大于,D正确;
故选D。
12. 往某密闭容器中加入、和充入,发生反应 ,氢气的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示,下列说法错误的是
A. 压强:
B. 低温条件有利于该反应自发进行
C. 平衡常数:
D. 当的质量不再改变时,该反应达到平衡
【答案】B
【解析】
【分析】压强一定时,升高温度氢气的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动, 升高温度平衡向吸热方向移动,根据图知,该反应的正反应是吸热反应,。
【详解】A.该反应的正反应是一个气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,氢气的转化率降低,根据图知,A正确;
B.该反应的,产物的气体的物质的量较反应物增加,则,根据自发进行,所以高温下才有利于该反应自发进行,B错误;
C.该反应的正反应是吸热反应,三个点的温度高低为:,升高温度,平衡正向移动,所以温度越高,平衡常数越大,C正确;
D.当的质量不再改变时,说明反应中各物质的物质的量均不发生改变,反应达到平衡,D正确;
故选B。
13. 氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计(两电极均为惰性电极)可大幅度降低能耗,下列说法错误的是
A. 若以铅酸蓄电池为电源,装置工作时,M电极应与电极相连
B. N电极上的电极反应式为
C. 饱和氯化钠溶液中,
D. 当电路中转移电子时,生成的气体与消耗的气体的质量之差为
【答案】A
【解析】
【分析】电解池装置中,电极M氯离子被氧化为氯气,为阳极,电极反应式为:;电极N为阴极,氧气被还原,为碱性环境,电极反应式为:。
【详解】A.铅酸蓄电池中Pb电极为负极,电解池的阴极N需要连接电源负极,因此M(阳极)不应连Pb电极,A错误;
B.N电极在碱性环境(含少量NaOH的水溶液)中,得电子生成,电极反应为,B正确;
C.根据饱和NaCl溶液中的电荷守恒:,变形可得,由于饱和NaCl溶液呈中性,极小,因此,即,C正确;
D.电路转移0.2mol电子时,阳极生成0.1mol(质量为7.1g),阴极消耗0.05mol (质量为1.6g),气体质量差为,D正确;
故选A。
14. 常温下,等体积的两种一元酸和溶液分别用的溶液滴定,滴定曲线如图所示,下列说法错误的是
已知:、。
A. 常温下,该溶液的约为13
B. 常温下,
C.
D. b点和c点对应溶液中,水的电离程度:c<b
【答案】D
【解析】
【分析】因为是强酸,所以初始的曲线Ⅰ为的滴定曲线(另外滴定终点b的pH=7也可说明),初始pH=2.7的曲线Ⅱ为的滴定曲线(滴定终点c的pH>7),曲线很平缓;
【详解】A.的溶液中,常温下,,A不符合题意;
B.曲线Ⅱ为醋酸滴定曲线,初始,,由滴定终点消耗,以及滴定盐酸到达终点消耗,可知盐酸体积为,得醋酸浓度为,,B不符合题意;
C.c点恰好完全反应生成,浓度为,,,,,C不符合题意;
D.b点溶质为,对水的电离无影响,c点溶质为,水解促进水的电离,故水的电离程度,D符合题意;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 碱性锌锰电池(构造如图所示)的总反应为。回答下列问题:
(1)O是第________周期第________族元素。
(2)基态的简化电子排布式为__________。
(3)该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(4)原子序数:K________(填“>”或“<”,下同)O;电负性:O________H;第一电离能:________。
(5)①用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯上灼烧时,透过蓝色钴玻璃,可观察到火焰呈________色。
②基态钾原子最高能级的形状为________。
(6)碱性锌锰电池的正极反应式为_______________。
【答案】(1) ①. 二 ②. ⅥA
(2)
(3)2:1 (4) ①. > ②. > ③. >
(5) ①. 紫 ②. 球形
(6)
【解析】
【小问1详解】
的原子序数为8,核外电子排布为2、6,具有两个电子层且最外层有6个电子,因此位于元素周期表第二周期第VIA族。
【小问2详解】
锌的原子序数为30,基态原子的电子排布式为;在形成时,失去最外层的两个4s电子,故其简化电子排布式为。
【小问3详解】
在总反应中,中元素的化合价由+4价降低到+3价,发生还原反应,作氧化剂;元素的化合价由0价升高到+2价,发生氧化反应,作还原剂。根据化学方程式的化学计量数,氧化剂()与还原剂()的物质的量之比为2:1。
【小问4详解】
的原子序数为19,的原子序数为8,故原子序数;的非金属性比强,吸引电子的能力更强,故电负性;和同处于第四周期,的核电荷数大于,原子半径较小,且两者最外层均为 全满稳定结构,故第一电离能。
【小问5详解】
①钾元素的焰色反应在透过蓝色钴玻璃滤去黄光后观察呈紫色。②基态钾原子的电子排布式为,其最高能级为4s能级,s能级的原子轨道(电子云)形状为球形。
【小问6详解】
碱性锌锰电池的正极发生还原反应,得到电子被还原为,由于电解质溶液为溶液,呈碱性,故正极反应式为。
16. 是一种重要的化工原料,其合成及应用一直备受科研工作者的关注。回答下列问题:
已知:四氯化碳的密度为,稀硫酸的密度为,四氯化碳不与氨气反应。
(1)实验室采用如图所示装置制备氨气(夹持装置已略去):
①仪器a的名称为________。
②装置Ⅰ中发生反应时的能量变化,与下列反应的能量变化相符的是________(填标号)。
A.大理石的煅烧
B.生石灰与水的反应
C.稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应
D.氯化铵与氢氧化钡晶体的反应
③该实验中,四氯化碳的作用为_____________________。
④装置Ⅱ中氨气收集满后,再持续通入氨气一段时间,装置Ⅲ中烧杯的上层溶液中,所含的离子种类共________种。
(2)利用氨气消除的简易装置如图所示。
已知:与反应的产物仅为和。
①该装置工作时,由________(填“化学能”或“电能”,下同)转化为________。
②Q电极上的电极反应式为________________________。
③常温下,若以该电池为电源,电解的饱和食盐水,消耗标准状况下时,发现两极产生相同体积的气体,则此时食盐水的________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
(3)液氨可用作制冷剂,原因为________________________________________________。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. BC ③. 防倒吸 ④. 4
(2) ①. 化学能 ②. 电能 ③. ④. 13
(3)液氨汽化时,要吸收大量的热,使周围温度急剧下降
【解析】
【分析】简要分析实验装置:苛性钠遇水会剧烈放热,促进浓氨水分解,装置I用于制备氨气,装置II用于收集氨气,装置Ⅲ用于吸收多余的氨气及防止倒吸。
【小问1详解】
① 根据图示,仪器a为分液漏斗,用于滴加浓氨水。
② 装置I中,浓氨水滴入苛性钠固体中,NaOH溶解放热,同时OH⁻浓度增大抑制NH3·H2O电离,促使NH3逸出。该过程是放热的。分析各选项;
A.大理石煅烧是吸热反应,A不符合题意;
B. 生石灰与水反应是放热反应,B符合题意;
C. 稀盐酸与NaOH溶液反应是中和放热,C符合题意;
D. 氯化铵与Ba(OH)2晶体反应是吸热反应,D不符合题意;
故选BC。
③ 已知四氯化碳密度大于稀硫酸,且不溶于水、不与氨气反应。氨气极易溶于水,若直接通入稀硫酸中会发生倒吸。四氯化碳位于下层,可防止倒吸,同时使氨气与稀硫酸充分接触并被吸收。
④ 装置Ⅲ中,氨气被稀硫酸吸收,反应为。由于稀硫酸足量,最终溶液中溶质为和H2SO4的混合物。故溶液中存在以下离子:H+、、、OH-。
【小问2详解】
① 该装置为原电池,将化学能转化为电能。
② 根据图示,Q极通入NH3,R极通入NO2。NH3中N为-3价,被氧化为N2(0价),故Q极为负极,R极为正极。负极(Q极)反应的化学方程式为。
③已知消耗448 mL NH3(即0.02 mol),根据负极反应:,每消耗2 mol NH3,转移6 mol e⁻。则0.02 mol NH3转移电子数为:。电解饱和食盐水的总反应为:,每转移2 mol e⁻,生成2 mol NaOH,同时产生1 mol H2和1 mol Cl2。现转移0.06 mol e⁻,则:生成NaOH的物质的量 = 0.06 mol,生成H2和Cl2各0.03 mol,溶液中c(OH⁻) = ,pOH = 1,pH = 14 - 1 = 13。
【小问3详解】
液氨汽化时吸收大量热量,使周围环境温度降低,因此可用作制冷剂。
17. 采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是,还含少量的Fe、Mg、Ni、Si等元素的氧化物)来制备Mn的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,各种金属离子生成氢氧化物的pH如表所示:
离子
开始沉淀的pH
6.3
1.5
8.9
6.9
8.1
完全沉淀的pH
8.3
2.8
10.9
8.9
10.1
②常温下,、、。
③假设溶液中某离子浓度时,该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,常将废铁屑和软锰矿粉碎的目的是___________。
(2)实验室过滤时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和___________,其中玻璃棒的作用是___________。
(3)检验滤液中是否含有的方法为___________。
(4)利用表中数据计算,常温下,___________。
(5)加入“除杂”后得到的滤渣为___________(填化学式)。
(6)“沉锰”时,发生反应的离子方程式为___________。
(7)“电解”时,阴极上发生的电极反应为___________。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率
(2) ①. 漏斗 ②. 引流
(3)取少许滤液于试管中,滴入溶液,若出现红色,则有,反之,则无
(4)
(5)NiS(MnS)
(6)或
(7)
【解析】
【分析】由题干流程图信息可知,软软锰矿主要成分是MnO2,还含少量Fe、Mg、Ni、Si等元素的氧化物杂质,加入硫酸和废铁屑,MnO2被还原为Mn2+,溶液中还有Fe3+、Mg2+、Ni2+、Fe2+,SiO2难溶于硫酸,矿渣的成分是SiO2;滤液中加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+,加氨水调节pH,生成氢氧化铁,除去铁元素,加入MnS生成NiS沉淀除去Ni2+,加入NH4HCO3、氨水生成MnCO3沉淀,过滤,用硫酸溶解MnCO3得到硫酸锰溶液,电解硫酸锰溶液得到金属锰,据此分析解题。
【小问1详解】
“酸浸”时,常将废铁屑和软锰矿粉碎的目的是增大固液接触面积,加快反应速率,提高浸取率;
【小问2详解】
实验室过滤时,用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗,其中玻璃棒的作用是引流;
【小问3详解】
已知Fe3+遇到SCN-立即变为血红色,故检验滤液中是否含有Fe3+的方法为:取滤液少许于一试管,向其中加入少量的KSCN溶液,若溶液不显红色,说明不含Fe3+;
【小问4详解】
由题干表中数据可知,当Mg2+完全沉淀时,溶液pH=10.9,即溶液中的c(OH-)=10-3.1mol/L,则常温下,c(Mg2+)c2(OH-)=10-5×(10-3.1)2=10-11.2,
【小问5详解】
由分析可知,加入MnS生成NiS沉淀目的是除去Ni2+,则加入MnS“除杂”后得到的滤渣为NiS(MnS);
【小问6详解】
由分析可知,“沉锰”时,加入NH4HCO3、氨水生成MnCO3沉淀,则发生反应的离子方程式为:或;
【小问7详解】
由分析可知,“电解”时,即电解硫酸锰溶液得到金属锰,则阴极上发生的电极反应为:Mn2++2e-=Mn。
18. 甲烷在工业上有很多用途,利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染的反应如下:
ⅰ. ;
ⅱ. ;
ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)①___________(用含、的代数式表示)。
②反应ⅰ的平衡常数和反应ⅱ的平衡常数随温度的变化如表所示(已知),推断出反应ⅲ的反应热___________(填“>”或“<”)0.
温度
451
342
215
436
327
189
(2)在某容积可变的密闭容器中充入和,仅发生反应ⅰ,该反应在不同的条件下进行,的转化率随时间变化的关系如图所示。
①压强:___________(填“>”或“<”),判断的理由为___________。
②温度:___________(填“>”或“<”)。
③点对应的平衡常数___________(分压总压物质的量分数,用含的代数式表示)。
(3)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
①电池工作时,往___________(填“电极A”或“电极B”)迁移。
②在同温同压下,若生成的和的体积之比为,则消耗的和体积之比为___________。
【答案】(1) ①. ②. <
(2) ①. < ②. 该反应为气体分子数增加的反应,降低压强,有利于该反应正向进行,可提高的平衡转化 ③. < ④.
(3) ①. 电极B ②.
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律,反应得反应,则。答案为:。
②由①分析,代入则、、对应的值分别为、、,升高温度,减小,则平衡逆向移动,反应为放热反应,焓变小于。答案为:。
【小问2详解】
①反应为气体分子数增大的反应,相同条件下,增大压强,平衡逆向移动,甲烷转化率降低,则压强:,判断的理由为该反应为气体分子数增加的反应,降低压强,有利于该反应正向进行,可提高的平衡转化率。答案为:;该反应为气体分子数增加的反应,降低压强,有利于该反应正向进行,可提高的平衡转化。
②结合(1)表,升高温度,减小,则平衡逆向移动,反应为放热反应,相同条件下,升高温度,甲烷转化率降低,则温度:。答案为:。
③根据温度不变,平衡常数相等,再利用“三段法”结合点对应的转化率可知:平衡时混合气体总物质的量为:,混合气体中气体的分压为、、、、,再代入平衡常数表达式可得。
【小问3详解】
①由图,A上二氧化碳得到电子发生还原反应,则A为阴极、B为阳极,电池工作时,阴离子往阳极B极方向移动。答案为:电极B。
②利用电子得失守恒可得,转化为和,转移的电子数为,则转化为时转移的电子数为,即,再利用碳原子个数相等,可求得,综上所述,消耗的和的体积之比为。答案为:。
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