内容正文:
2024级高二第一学期期末考试
化学科试卷
第Ⅰ卷 (选择题 共44分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Zn 65 Cu 64 Ag 108
一、单项选择题(本题包括16小题,1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。)
1. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的最高能级的电子云轮廓图: B. 的结构示意图:
C. 的电子式: D. 基态铜原子的价层电子排布图:
2. 下列叙述正确的是
A. 焰色试验时可以使用铂丝或者洁净的铁丝,是因为铂丝和铁丝在加热时不会发生电子的跃迁,所以火焰没有特征焰色
B. 基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p5
C. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
D. 离子半径:S2->Cl->K+
3. 下列说法正确的是
A. 能层中有、、三个能级,共9个轨道,可容纳18种运动状态的电子
B. 元素周期表中从第Ⅲ族到第Ⅱ族共8个纵列的元素都是金属元素
C. 根据共价键的极性可推知O3为非极性分子
D. 所有非金属元素都分布在区
4. 已知连有个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。下列关于乳酸的描述错误的是
A. 每个乳酸分子中含有个键 B. 乳酸分子中含有手性碳原子
C. 乳酸分子中的原子都采取杂化 D. 根据乳酸分子的结构,可推测乳酸能溶于水
5. 反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能)。下列有关叙述错误的是
A. 该反应为吸热反应
B. 升高温度,活化分子百分数增大
C. 使用催化剂,该反应的不变
D. 该反应的
6. 在1L密闭容器中,发生反应,若最初加入的和物质的量均为4mol,测得10s内的平均速率mol·L-1·s-1,则反应进行到10s时容器中的物质的量是
A. 1.6mol B. 2.8mol C. 3.2mol D. 3.6mol
7. 已知反应的,。在恒容密闭容器中反应达到平衡时,若升高体系温度,下列说法正确的是
A. 增大 B. 平衡常数K增大
C. D. 混合气体的平均相对分子质量变大
8. 下列物质的水溶液因水解呈酸性的是
A. CH3COOH B. NaHCO3 C. (NH4)2Fe(SO4)2 D. NaHSO4
9. 常温下,将50mL0.1的硫酸与50mLc的KOH溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液pH=13.则c的数值为
A. 1.0 B. 0.8 C. 0.6 D. 0.4
10. 硼化钒()—空气电池储电能力高,其结构如图所示,负极反应式为。下列叙述正确的是
A. 电池工作时,电子由电极X经负载流向硼化钒电极
B. 该电池实现了电能转化为化学能
C. 正极反应式为
D. 电池总反应为
11. 在体积固定的密闭容器中,放入足量镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B. 25℃时反应的平衡常数为
C. 在80℃时,测得某时刻、的浓度均为,则此时
D. 80℃达到平衡时,往体系中再充入一定量的,再次达到平衡后的体积分数增大
12. 利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下,将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,已知为用平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是
A. 该反应的△H<0
B.
C. M点的压强平衡常数
D. 及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率
13. 如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池,可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是
A. 左室电极作阴极,发生氧化反应
B. 右室电极产生的气体是氢气
C. 电解一段时间后溶液的浓度减小
D. 每生成1molFe,有从交换膜右侧移动到左侧
14. 羟胺()以中间产物的形式参与地球上的生物氮循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺()广泛用于药品、香料等的合成。下列有关说法正确的是(已知25℃时,,)
A. 预测羟胺难溶于液氨
B. 和的VSEPR模型相同
C. 羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
D. 25℃同浓度水溶液pH:
15. 常温下,用0.1000mol/L的NaOH溶液分别滴定20.00mL,浓度均为0.1000mol/L的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如下图。下列说法错误的是
A. 常温下,CH3COOH的电离常数Ka≈1×10-5
B. 含有等物质的量的HCN和NaCN的混合溶液中:c(CN-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. ②对应溶液中存在:2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-)
D. 将④和⑤对应溶液混合,混合后的溶液中存在:c(CHCOO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
16. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 向X点对应溶液中加入适量的NaOH溶液,有可能得到Z点对应溶液
B. 常温下,、饱和溶液,前者较大
C. Y点对应的分散系中,
D. 相同温度下,
第Ⅱ卷 (非选择题 共 56 分)
二、非选择题(本题包括 4 小题,共 56 分)
17. 钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣主要含、、、的单质或氧化物中富集回收得到含锰高钴成品的工艺流程如图:
已知:常温下,溶液中金属离子的浓度小于时可认为沉淀完全;
、。
(1)提高“酸浸”速率的措施除粉碎废渣和搅拌外,还有__________________(写出1条即可);“滤渣”的主要成分为____________(填化学式)。
(2)“过滤”后的溶液中加入时发生反应的离子方程式为__________________________ ;“氧化”时不采用作氧化剂的原因可能为_______________________________________ 。
(3)试剂可选用下列物质中的_________ 填标号;“调”中将沉淀完全的最小为__________ 。
(4)“除钴液”中基本不再含Co2+离子,氧化沉钴反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)以惰性材料为电极,硫酸锰溶液为电解质溶液也可以制备,写出电解时,阳极的电极反应式:__________________________________________ 。
18. 我们日常食用的很多蔬菜和常见的很多花卉中都富含草酸,例如菠菜、苋菜、芹菜、芭蕉等。长期食用草酸含量高的蔬菜容易引发关节炎、膀胱结石和肾结石等疾病。某同学利用滴定法测定芭蕉叶中的草酸含量。回答下列有关问题:
Ⅰ.提取芭蕉叶中的草酸并配成待测溶液
取新鲜芭蕉叶,在研钵中捣碎,将捣碎的芭蕉叶转移到烧杯中,洗涤研钵,洗涤液也一并转移到烧杯中。向烧杯中加适量水,搅拌浸取后滤去渣滓,将浸取液假设其中只有草酸能与标准溶液反应配成溶液。
(1)将浸取液配制成待测溶液时,需要的硅酸盐仪器除烧杯、胶头滴管和玻璃棒外还有_________。
(2)用酸式滴定管量取待测液于锥形瓶中
①滴定管使用时需要先检查是否漏水,然后用蒸馏水洗涤干净,再用待测液进行_______。
②量取待测液时,若起始读数正确,则量取结束时,下列读数操作会造成量取的待测液体积偏大的是填标号______。
Ⅱ.测定草酸含量
用的酸性高锰酸钾标准溶液滴定待测液,反应原理为。重复滴定三次。
(3)本实验____________ 填“需要”或“不需要”滴加指示剂。
(4)简述如何判断到达滴定终点:______________________________________________________ 。
(5)三次滴定的数据如表所示:
次数
标准溶液起始读数
标准溶液终点读数
第一次
第二次
第三次
则新鲜芭蕉叶中草酸的含量为____________g/100g(用含c的式子表示,要求数值部分化简)。
Ⅲ.误差分析
(6)判断下列操作对测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①配制待测液时未洗涤烧杯和玻璃棒。______ 。
②量取待测液时,锥形瓶内有少量水。______ 。
③盛放标准溶液的滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失。______ 。
19. 是最简单的有机羧酸,常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题:
(1)已知:
则的 _____________ 。
(2)恒温恒容条件下,向密闭容器中充入和合成,下列叙述正确的是 ______ (填字母)。
A. 气体压强不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡时的体积分数可能为
C. 平衡后及时移走,平衡常数增大
D. 平衡后再充入,的平衡转化率增大
(3)一定温度下,保持总压强为,向密闭容器中充入和,发生 反应:、。反应达到平衡时的转化率为,的选择性为80%(已知:甲酸的选择性)。该温度下,的平衡常数 ____ 。
(4)常温下,向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。则 ______ ,点溶液中离子浓度由大到小的排序为 ___________________。
(5)C2H5OH可作为燃料使用,用和组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则电极是_____ (填“正极”或“负极”),a电极的电极反应式为 ______________________________ 。
20. 、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,
其元素性质或原子结构如下表:
元素
元素性质或原子结构
基态原子能层所有能级上电子数相同
第二周期元素基态原子中未成对电子最多
基态原子核外能级上电子总数与能级上电子总数相等,且第一电离能低于同周期相邻元素
最外层电子数是次外层电子数的一半
最外层只有个电子,其他内层各能级所有轨道电子均成对
表示阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)W的基态原子有____ 种不同空间运动状态的电子,原子的基态价电子排布图为___________。
(2)W、R、X的简单氢化物中,键角由大到小的顺序是_________________ (用对应的分子式表示)。
(3)酸性:三氯乙酸______ 三氟乙酸填“大于”“小于”或“等于”。
(4)乙酸熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(八元环结构),请画出这种二聚体的结构简式:____________________________。
(5)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(空间结构如图)。
的(价层)孤电子对数为_________;中采取杂化原子数为_________。
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2024级高二第一学期期末考试
化学科试卷
第Ⅰ卷 (选择题 共44分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Zn 65 Cu 64 Ag 108
一、单项选择题(本题包括16小题,1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。)
1. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的最高能级的电子云轮廓图: B. 的结构示意图:
C. 的电子式: D. 基态铜原子的价层电子排布图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态原子的核外电子排布式为,最高能级为,轨道的电子云轮廓图为球形,与图示一致,A正确;
B.的核外电子数为18,结构示意图为,B错误;
C.中与每个之间形成双键,正确电子式为,C错误;
D.基态原子的价层电子排布为,价层电子排布图为,D错误;
故选A。
2. 下列叙述正确的是
A. 焰色试验时可以使用铂丝或者洁净的铁丝,是因为铂丝和铁丝在加热时不会发生电子的跃迁,所以火焰没有特征焰色
B. 基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p5
C. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
D. 离子半径:S2->Cl->K+
【答案】D
【解析】
【详解】A.焰色试验时可以使用铂丝或者洁净的铁丝,是因为铂丝和铁丝在加热发生电子跃迁后,产生的发射光谱在不可见光范围内,所以火焰没有特征焰色,A不正确;
B.Br与Cl在同一主族且在Cl的下方,基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5,B不正确;
C.2p、3p、4p的轨道数都为3,C不正确;
D.对于电子层结构相同的离子来说,随着核电荷数的递增,离子半径依次减小,S2-、Cl-、K+的电子层结构相同,核电荷数依次增大,则离子半径:S2->Cl->K+,D正确;
故选D。
3. 下列说法正确的是
A. 能层中有、、三个能级,共9个轨道,可容纳18种运动状态的电子
B. 元素周期表中从第Ⅲ族到第Ⅱ族共8个纵列的元素都是金属元素
C. 根据共价键的极性可推知O3为非极性分子
D. 所有非金属元素都分布在区
【答案】A
【解析】
【详解】A.M能层为第三能层,包含(1个轨道)、(3个轨道)、(5个轨道),共9个轨道,每个轨道最多容纳2个电子,共可容纳18个电子,因每个电子的运动状态均不相同,即可容纳18种运动状态的电子,A正确;
B.元素周期表中从第Ⅲ族到第Ⅱ族共10个纵列的元素为过渡元素,都是金属元素,B错误;
C.分子的空间结构与水分子相似,为V形结构,分子中正、负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.元素属于非金属元素,位于s区,并非所有非金属元素都分布在p区,D错误;
故选A。
4. 已知连有个不同的原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。下列关于乳酸的描述错误的是
A. 每个乳酸分子中含有个键 B. 乳酸分子中含有手性碳原子
C. 乳酸分子中的原子都采取杂化 D. 根据乳酸分子的结构,可推测乳酸能溶于水
【答案】C
【解析】
【详解】A.乳酸结构为,每个乳酸分子中含有4个键、2个键、2个键、2个键、1个键中含有1个键,共含11个键,A正确;
B.分子中与直接相连的碳原子,连有、、、四种不同基团,属于手性碳原子,B正确;
C.乳酸中羧基的原子形成碳氧双键,采取杂化,并非所有都采取杂化,C错误;
D.乳酸分子含羟基、羧基两种亲水基团,因此能溶于水,D正确;
故选C。
5. 反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能)。下列有关叙述错误的是
A. 该反应为吸热反应
B. 升高温度,活化分子百分数增大
C. 使用催化剂,该反应的不变
D. 该反应的
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,故A正确;
B.温度升高,活化分子百分数增大,故B正确;
C.催化剂不影响反应焓变,故C正确;
D.该反应的,故D错误;
答案选D。
6. 在1L密闭容器中,发生反应,若最初加入的和物质的量均为4mol,测得10s内的平均速率mol·L-1·s-1,则反应进行到10s时容器中的物质的量是
A. 1.6mol B. 2.8mol C. 3.2mol D. 3.6mol
【答案】D
【解析】
【详解】根据速率之比等于化学计量数之比, 的平均速率mol·L-1·s-1,则mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1Lsmol,剩余的物质的量为4molmolmol,答案选D。
7. 已知反应的,。在恒容密闭容器中反应达到平衡时,若升高体系温度,下列说法正确的是
A. 增大 B. 平衡常数K增大
C. D. 混合气体的平均相对分子质量变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.不受平衡移动的影响,故A错误;
B.温度升高,平衡逆向移动,K值减小,故B错误;
C.化学反应速率之比等于化学计量数之比,故C正确;
D.混合气体质量不变,物质的量增大,平均摩尔质量减小,故D错误;
答案选C。
8. 下列物质的水溶液因水解呈酸性的是
A. CH3COOH B. NaHCO3 C. (NH4)2Fe(SO4)2 D. NaHSO4
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH3COOH是弱酸,电离出氢离子,溶液呈酸性,故A不选;
B.NaHCO3是强碱弱酸盐,碳酸氢根离子发生水解,溶液呈碱性,故B不选;
C.(NH4)2Fe(SO4)2是弱碱强酸盐,铵根离子、亚铁离子发生水解,溶液呈酸性,故C选;
D.NaHSO4是强酸的酸式盐,电离出氢离子,溶液呈酸性,故D不选;
故选C。
9. 常温下,将50mL0.1的硫酸与50mLc的KOH溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液pH=13.则c的数值为
A. 1.0 B. 0.8 C. 0.6 D. 0.4
【答案】D
【解析】
【详解】混合后溶液pH=13,混合后溶液呈碱性,可得混合后,求得c=0.4,故选D。
10. 硼化钒()—空气电池储电能力高,其结构如图所示,负极反应式为。下列叙述正确的是
A. 电池工作时,电子由电极X经负载流向硼化钒电极
B. 该电池实现了电能转化为化学能
C. 正极反应式为
D. 电池总反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A.为负极,电极X为正极,电池工作时,电子由负极流出经负载流向正极,故A错误;
B.电池为化学能转化为电能的装置,故B错误;
C.电解质溶液为KOH溶液,则正极反应式为,故C错误;
D.负极反应式为,正极反应式为,可得电池总反应为,故D正确;
答案选D。
11. 在体积固定的密闭容器中,放入足量镍粉并充入一定量的气体,一定条件下发生反应:,已知该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
温度/℃
25
80
230
平衡常数
2
下列说法正确的是
A. 上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B. 25℃时反应的平衡常数为
C. 在80℃时,测得某时刻、的浓度均为,则此时
D. 80℃达到平衡时,往体系中再充入一定量的,再次达到平衡后的体积分数增大
【答案】C
【解析】
【分析】由表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡逆向移动,即反应的,据此分析;
【详解】A.正反应活化能小于逆反应活化能,A错误;
B.相同温度下,对于同一可逆反应的正、逆反应平衡常数互为倒数,故25℃时,反应的平衡常数为,B错误;
C.在80℃时,测得某时刻,、CO浓度均为,则,说明反应向正反应方向进行,此时,C正确;
D.80℃达到平衡时,保持体积不变,往体系中充入一定量的CO,相当于增大压强,平衡向正反应方向进行,达到平衡CO的体积分数减小,D错误;
故选C。
12. 利用臭氧可除去室内的HCHO(甲醛)。一定条件下,将2molHCHO(g)和2.5mol(g)充入一密闭容器中发生反应。实验测得HCHO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,已知为用平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列说法错误的是
A. 该反应的△H<0
B.
C. M点的压强平衡常数
D. 及时移出(g)可增大HCHO的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高温度,HCHO的平衡转化率降低,说明升温平衡逆向移动,则该反应的△H<0,A正确;
B.水是液体,该反应气体分子数减小,温度不变时,增大压强平衡正向移动,HCHO的平衡转化率增大,则p1>p2>p3,B正确;
C.M点列出三段式:,平衡时气体总物质的量是,M点的压强平衡常数Kp=≈,C错误;
D.及时移出O2(g),减小生成物浓度,平衡正向移动,HCHO的平衡转化率增大,D正确;
故选C。
13. 如图是一种基于氯碱工艺的新型电解池,可用于湿法冶铁的研究。下列说法正确的是
A. 左室电极作阴极,发生氧化反应
B. 右室电极产生的气体是氢气
C. 电解一段时间后溶液的浓度减小
D. 每生成1molFe,有从交换膜右侧移动到左侧
【答案】D
【解析】
【分析】装置图中右侧为饱和食盐水,右侧电极上生成气体,则右侧为电解池的阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应:;因此左室电极上转化为,元素化合价降低,得电子发生还原反应,左室为阴极,电极反应:,中间为阳离子交换膜,从阳极移动到阴极,据此分析。
【详解】A.根据分析可知,左室电极作阴极,发生还原反应,A错误;
B.根据分析可知,右室电极反应:,产生的气体是氯气,B错误;
C.左室阴极反应生成,且通过阳离子交换膜从右室移入左室,的物质的量增大,溶液浓度增大,C错误;
D.生成时,元素化合价从+3变为0,转移,根据电荷守恒,有从交换膜右侧移动到左侧,D正确;
故选D。
14. 羟胺()以中间产物的形式参与地球上的生物氮循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺()广泛用于药品、香料等的合成。下列有关说法正确的是(已知25℃时,,)
A. 预测羟胺难溶于液氨
B. 和的VSEPR模型相同
C. 羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N
D. 25℃同浓度水溶液pH:
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟胺与氨气结构相似,因此预测羟胺易溶于液氨,A错误;
B.NH3中N的价层电子对数目为:,其模型为四面体形;硝酸根中N上的孤对电子数为: ,没有孤对电子,价层电子对数目为,所以VSEPR模型为平面三角形,B错误;
C.的电负性大于,对电子吸引能力更强,因此的氢键强于,C正确;
D.和都是强酸弱碱盐,由于的电离常数比的大,则铵根的水解能力比小,所以为,D错误;
故选C。
15. 常温下,用0.1000mol/L的NaOH溶液分别滴定20.00mL,浓度均为0.1000mol/L的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如下图。下列说法错误的是
A. 常温下,CH3COOH的电离常数Ka≈1×10-5
B. 含有等物质的量的HCN和NaCN的混合溶液中:c(CN-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. ②对应溶液中存在:2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-)
D. 将④和⑤对应溶液混合,混合后的溶液中存在:c(CHCOO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】
【分析】点①和点②为一半的点,溶质分别为HCN和NaCN等浓度混合、CH3COOH和CH3COONa等浓度混合,点③为pH=7的点,溶液呈中性,点④、点⑤是恰好完全反应的点,溶液呈碱性。
【详解】A.根据图知,未加NaOH溶液时,0.1000mol/L醋酸溶液的pH值接近为3,则该溶液中c(H+)≈10-3mol/L,CH3COOH电离程度较小,则c(CH3COO-)≈c(H+)≈10-3mol/L、c(CH3COOH)≈0.1000mol/L,醋酸电离平衡常数Ka=,故A正确;
B.含有等物质的量的HCN和NaCN的混合溶液,即为①点对应的溶液,此时溶液呈碱性,说明CN-水解程度大于HCN电离程度,则,溶液以这两种离子为主,则,故B正确;
C.②点对应的溶液溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa混合溶液,根据电荷守恒,c(Na+) + c(H+) =c(CH3COO-) + c(OH-),根据物料守恒,联立可得2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-),故C正确;
D.将④和⑤对应溶液混合,根据物料守恒得,所以得,故D错误;
故选D。
16. 常温下,和的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A. 向X点对应溶液中加入适量的NaOH溶液,有可能得到Z点对应溶液
B. 常温下,、饱和溶液,前者较大
C. Y点对应的分散系中,
D. 相同温度下,
【答案】D
【解析】
【分析】、,溶液中大小与c(Cd2+)成反比,所以若增大一个单位,则减小一个单位,因此曲线Ⅱ是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线,曲线I是Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,当=6时,=6、-lgc(OH-)=4,所以=10-12、=10-14。
【详解】A.曲线I是Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,向X点对应溶液中加入适量的NaOH溶液,c(Cd2+)减小而c(OH-)增大,不可能得到Z点对应溶液,故A错误;
B.常温下,CdCO3饱和溶液中,Cd(OH)2饱和溶液中,即后者c(Cd2+)较大,故B错误;
C.Y点在曲线Ⅱ的下方,说明此时CdCO3离子积大于其溶度积大,即处于过饱和状态,所以沉淀速率更大,故C错误;
D.当=6时,=6、-lgc(OH-)=4,所以=10-12、=10-14,即Ksp(CdCO3)=100Ksp[Cd(OH)2],故D正确;
故答案为:D。
第Ⅱ卷 (非选择题 共 56 分)
二、非选择题(本题包括 4 小题,共 56 分)
17. 钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣主要含、、、的单质或氧化物中富集回收得到含锰高钴成品的工艺流程如图:
已知:常温下,溶液中金属离子的浓度小于时可认为沉淀完全;
、。
(1)提高“酸浸”速率的措施除粉碎废渣和搅拌外,还有__________________(写出1条即可);“滤渣”的主要成分为____________(填化学式)。
(2)“过滤”后的溶液中加入时发生反应的离子方程式为__________________________ ;“氧化”时不采用作氧化剂的原因可能为_______________________________________ 。
(3)试剂可选用下列物质中的_________ 填标号;“调”中将沉淀完全的最小为__________ 。
(4)“除钴液”中基本不再含Co2+离子,氧化沉钴反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)以惰性材料为电极,硫酸锰溶液为电解质溶液也可以制备,写出电解时,阳极的电极反应式:__________________________________________ 。
【答案】(1) ①. 适当升温、提高硫酸浓度等 ②. PbSO4
(2) ①. ②. 金属离子会催化双氧水分解,降低氧化效率,增加成本
(3) ①. abc ②. 3
(4)1:3 (5)
【解析】
【分析】用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有、、、等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的,向滤液中加入将氧化为,然后调节pH使完全转化为,过滤后滤液中的金属离子主要是、和;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂,将溶液中氧化为,在时形成沉淀,而则被还原为,得到和的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4;据此作答。
【小问1详解】
提高“酸浸”速率的措施除粉碎废渣和搅拌外,还有适当升温、提高硫酸浓度等;根据分析,“滤渣1”的主要成分为;
【小问2详解】
向滤液中加入将氧化为,发生反应的离子方程式为;“氧化”时不采用作氧化剂的原因可能为金属离子会催化双氧水分解,降低氧化效率,增加成本;
【小问3详解】
MnO、、均可与氢离子反应,调pH,并且不会引入新的杂质离子,故选abc;当沉淀完全时浓度为,由,代入得,即,,pH=3;
【小问4详解】
氧化沉钴中,氧化剂为(Mn从+7价降为+4价,每个Mn得到),还原剂为(Co从+2价升为+3价,每个Co失去),根据电子守恒:,因此二者物质的量之比为1:3。
【小问5详解】
电解时阳极发生氧化反应,在阳极失电子被氧化为,结合水溶液中的配平电荷与原子,得到电极反应式。
18. 我们日常食用的很多蔬菜和常见的很多花卉中都富含草酸,例如菠菜、苋菜、芹菜、芭蕉等。长期食用草酸含量高的蔬菜容易引发关节炎、膀胱结石和肾结石等疾病。某同学利用滴定法测定芭蕉叶中的草酸含量。回答下列有关问题:
Ⅰ.提取芭蕉叶中的草酸并配成待测溶液
取新鲜芭蕉叶,在研钵中捣碎,将捣碎的芭蕉叶转移到烧杯中,洗涤研钵,洗涤液也一并转移到烧杯中。向烧杯中加适量水,搅拌浸取后滤去渣滓,将浸取液假设其中只有草酸能与标准溶液反应配成溶液。
(1)将浸取液配制成待测溶液时,需要的硅酸盐仪器除烧杯、胶头滴管和玻璃棒外还有_________。
(2)用酸式滴定管量取待测液于锥形瓶中
①滴定管使用时需要先检查是否漏水,然后用蒸馏水洗涤干净,再用待测液进行_______。
②量取待测液时,若起始读数正确,则量取结束时,下列读数操作会造成量取的待测液体积偏大的是填标号______。
Ⅱ.测定草酸含量
用的酸性高锰酸钾标准溶液滴定待测液,反应原理为。重复滴定三次。
(3)本实验____________ 填“需要”或“不需要”滴加指示剂。
(4)简述如何判断到达滴定终点:______________________________________________________ 。
(5)三次滴定的数据如表所示:
次数
标准溶液起始读数
标准溶液终点读数
第一次
第二次
第三次
则新鲜芭蕉叶中草酸的含量为____________g/100g(用含c的式子表示,要求数值部分化简)。
Ⅲ.误差分析
(6)判断下列操作对测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①配制待测液时未洗涤烧杯和玻璃棒。______ 。
②量取待测液时,锥形瓶内有少量水。______ 。
③盛放标准溶液的滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失。______ 。
【答案】(1)250mL容量瓶
(2) ①. 润洗 ②. a
(3)不需要 (4)当滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液时,溶液从无色变为浅红色,且30秒内不褪色
(5)22.5c (6) ①. 偏低 ②. 无影响 ③. 偏高
【解析】
【小问1详解】
配制250 mL一定物质的量浓度的待测液,除给定的仪器外,还需要对应规格的定容仪器250 mL容量瓶,属于硅酸盐类玻璃仪器。
【小问2详解】
①滴定管蒸馏水洗净后,需用待装的待测液润洗,避免残留的蒸馏水稀释待测液,导致待测液浓度偏小,引入实验误差;
②滴定管0刻线在上方,量取25.00 mL待测液时俯视25.00 mL的刻度会导致滴下去的溶液体积偏大,故选a。
【小问3详解】
酸性高锰酸钾溶液本身为紫红色,滴定反应中被还原为几乎无色的,自身可作为指示剂,无需额外添加指示剂。
【小问4详解】
草酸溶液为无色,酸性KMnO4溶液为紫色,随着酸性KMnO4溶液的不断滴入,草酸越来越少,滴定终点的现象为:当滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液时,溶液从无色变为浅红色,且半分钟内不褪色;
【小问5详解】
先计算三次标准液消耗体积:第一次20.65-0.11=20.54 mL,第二次20.82-0.80=20.02 mL,第三次20.28-0.30=19.98 mL,第一次数据偏差大舍去,取后两次平均值为20.00mL。根据反应比例,25 mL待测液中,250 mL待测液总草酸物质的量是其10倍,草酸摩尔质量为90g/mol,最终换算为每100g芭蕉叶的草酸含量:,即。
【小问6详解】
①未洗涤烧杯和玻璃棒,部分草酸残留在烧杯内壁,进入容量瓶的草酸量减少,滴定消耗标准液体积偏小,测定结果偏低;
②锥形瓶内少量水不改变待测液中草酸的总物质的量,消耗标准液体积不变,对结果无影响;
③滴定前尖嘴有气泡,终点气泡消失,气泡体积被计入标准液消耗体积,读取的标准液体积偏大,测定结果偏高。
19. 是最简单的有机羧酸,常作抗菌剂和化工原料。回答下列问题:
(1)已知:
则的 _____________ 。
(2)恒温恒容条件下,向密闭容器中充入和合成,下列叙述正确的是 ______ (填字母)。
A. 气体压强不随时间变化时达到平衡状态
B. 平衡时的体积分数可能为
C. 平衡后及时移走,平衡常数增大
D. 平衡后再充入,的平衡转化率增大
(3)一定温度下,保持总压强为,向密闭容器中充入和,发生 反应:、。反应达到平衡时的转化率为,的选择性为80%(已知:甲酸的选择性)。该温度下,的平衡常数 ____ 。
(4)常温下,向溶液中滴加溶液。溶液的与的关系如图所示。则 ______ ,点溶液中离子浓度由大到小的排序为 ___________________。
(5)C2H5OH可作为燃料使用,用和组合形成的质子交换膜燃料电池如图。则电极是_____ (填“正极”或“负极”),a电极的电极反应式为 ______________________________ 。
【答案】(1)-31.4kJ/mol (2)AD
(3)
(4) ①. 1×10-3.75 ②.
(5) ①. 正极 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将已知反应进行组合: ③ ② ①,即可得到目标反应 。因此,该反应的焓变 。
【小问2详解】
A.该反应正向是气体分子数减少的反应,在恒温恒容条件下,容器内气体总压强随反应的进行而减小,当压强不再随时间变化时,说明反应达到了平衡状态,故A正确;
B.设 转化了 ,则平衡时 为 ,容器内气体总物质的量为 。 的体积分数为 ,由于反应物不能完全转化,即 ,则 ,所以平衡时 的体积分数不可能为 ,故B错误;
C.化学平衡常数仅与温度有关,温度不变,及时移走 ,平衡常数保持不变,故C错误;
D.平衡后再充入 ,增大了反应物浓度,平衡正向移动,能促使另一种反应物 的平衡转化率增大,故D正确;
故选AD。
【小问3详解】
反应达到平衡时 的转化率为 ,则消耗 的总物质的量为 。已知 的选择性为 ,则生成 消耗的 为 ,生成 消耗的 为 。根据化学方程式,平衡时各物质的物质的量分别为:;;;;。平衡时气体总物质的量为 。由于总压强为 ,各气体的分压在数值上等于其物质的量,即 ,,。该温度下 的平衡常数 。
【小问4详解】
甲酸的电离常数表达式为 ,两边取负对数可得 。由图1可知,当 时,,代入上式得 ,解得 。n点时,,溶液呈酸性,说明 ;根据溶液中的电荷守恒 ,可推得 。因此,n点溶液中离子浓度由大到小的排序为 。
【小问5详解】
由图2可知,电子从a电极流出,经外电路流向d电极,故a电极为负极,d电极为正极。a电极通入燃料乙醇,发生失电子的氧化反应,由于电解质环境为酸性(质子交换膜允许 通过),乙醇被氧化为 ,电极反应式为 。
20. 、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,
其元素性质或原子结构如下表:
元素
元素性质或原子结构
基态原子能层所有能级上电子数相同
第二周期元素基态原子中未成对电子最多
基态原子核外能级上电子总数与能级上电子总数相等,且第一电离能低于同周期相邻元素
最外层电子数是次外层电子数的一半
最外层只有个电子,其他内层各能级所有轨道电子均成对
表示阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)W的基态原子有____ 种不同空间运动状态的电子,原子的基态价电子排布图为___________。
(2)W、R、X的简单氢化物中,键角由大到小的顺序是_________________ (用对应的分子式表示)。
(3)酸性:三氯乙酸______ 三氟乙酸填“大于”“小于”或“等于”。
(4)乙酸熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(八元环结构),请画出这种二聚体的结构简式:____________________________。
(5)我国科学家预测了稳定的氮单质分子(空间结构如图)。
的(价层)孤电子对数为_________;中采取杂化原子数为_________。
【答案】(1) ①. 4 ②.
(2)
(3)小于 (4)
(5) ①. 6 NA ②. 6 NA
【解析】
【分析】、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素。基态原子能层所有能级上电子数相同,能层有和能级,即,则为C(碳)元素;为第二周期元素基态原子中未成对电子最多,即,则为(氮)元素;基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等,且第一电离能低于同周期相邻元素,其电子排布为,则为O(氧)元素;最外层电子数是次外层电子数的一半,次外层为,最外层为,则为Si(硅)元素;最外层只有个电子,其他内层各能级所有轨道电子均成对,且原子序数大于Si,则为Cu(铜)元素(价电子排布为)。
【小问1详解】
(C元素)的基态原子电子排布式为,电子占据了、以及两个轨道,共个轨道。空间运动状态即指原子轨道,因此有种不同空间运动状态的电子;(Cu元素)的价电子排布式为,其排布图为。
【小问2详解】
、、的简单氢化物分别为、、,中心原子均为杂化,孤电子对数分别为、、。由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,孤电子对数越多,对键角的挤压作用越明显,键角越小。故键角由大到小的顺序为。
【小问3详解】
的电负性大于,吸电子能力更强,使得三氟乙酸中键的极性大于三氯乙酸中键的极性,进而导致三氟乙酸羧基中键的极性更大,更易电离出,故三氯乙酸的酸性小于三氟乙酸。
【小问4详解】
乙酸分子间通过羧基上的羰基氧和羟基氢形成氢键,缔合成八元环结构的二聚体,其结构简式为。
【小问5详解】
分子中所有原子共面可知,在分子中,,1~6处的6个N原子采取sp2杂化,7、8两处N原子采取sp杂化,其中8、1、3、4、5、6六处N原子各有一对孤电子对,因此个分子中共有对孤电子对。故的孤电子对数为,采取杂化的原子数为。
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