内容正文:
高二化学试卷
考试时间:75分钟;分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 Cl-35.5 Zn-65
一、单项选择题(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,只有一项是符合题意要求的)
1. 在人类生产、生活所需能量日益增多的今天,研究化学反应及其能量变化对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。下列说法中不正确的是
A. 任何化学反应都伴随着能量的变化
B. 因地制宜开发利用风能、水能、地热能、潮汐能
C. 若化学键形成时释放的能量小于旧化学键被破坏时需要吸收的能量,反应吸收能量
D. 煤、石油天然气均为化石能源,是可再生能源
2. 下列物质的水溶液因水解呈酸性的是
A. AlCl3 B. Na2CO3 C. NaCl D. K2SO4
3. 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施能使氢气生成速率加大的是
A. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸 B. 加入固体无水硫酸铜
C. 降低温度 D. 加入适量的水
4. 下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是
A. 碳酸氢钠、醋酸 B. 硫酸、硫酸镁
C. 碳酸、碳酸钠 D. 食盐、酒精
5. 下列事实与盐类水解无关的是
A. 金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂 B. 配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C. 长期施用铵态氮肥会使土壤酸化 D. 使用泡沫灭火器灭火
6. 下列离子:①②③④⑤⑥⑦⑧,对水的电离平衡不产生影响的是
A. ①③④ B. ②④⑦ C. ②⑥⑦ D. ①⑤⑧
7. FeCl3溶液和KI溶液发生反应:2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2。下列关于该反应的说法正确的是
A. 升高温度能减慢反应速率
B. 增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率
C. 反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等
D. 加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100%
8. 工业上通过熔融状态下的反应来制取金属钾,反应温度通常为850℃,有关数据如下表所示,下列说法错误的是
Na
K
NaCl
KCl
熔点/
97.8
63.7
801.0
770
沸点/
883
774
1413
1500
A. 钾比钠活泼
B. 该反应的
C. 该反应的温度可低于774℃
D. 850℃条件下该反应
9. 下列热化学方程式正确的是
A. 已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ:
B. 已知充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量:
C. 通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:
D. 12 g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量:
10. 用标准溶液滴定溶液的操作中,合理的是
加少量所要盛装的试剂,上下振荡滴定管
将液面位于“0”刻度的溶液全部放出
A.润洗滴定管
B.量取25.00 mL NaOH溶液
眼睛注视锥形瓶中溶液
记录V=16.0 mL
C.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
D.记录滴定管液面的示数
A. A B. B C. C D. D
11. 在给定条件的水溶液中能大量共存的粒子组是
A. 含 Cu2+的溶液中:、OH-、K+、
B. 澄清透明的溶液中:Fe3+、K+、、Cl-
C. pH=1的溶液:K+、Na+、Cl-、NH3·H2O
D. 使酚酞试液呈红色的溶液中:Mg2+、Ba2+、、Cl-
12. 下列离子方程式中,正确的是
A. 碳酸氢钙溶液与盐酸反应:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑
B. 稀硫酸和氢氧化钡反应:Ba2+++H++OH-=BaSO4↓+H2O
C. 碳酸钠溶液与醋酸反应:+2H+=CO2↑+H2O
D. 大理石溶于醋酸的反应:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
13. 清华大学某团队设计出了一种双极性膜(H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器,简化模型如图所示,a、b均为惰性电极,下列说法不正确的是
A. 电极a与电源的负极相连
B. 通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动
C. b极的电极反应式为:
D. 当合成22.4LNH3时,电路中转移电子的数目为8
14. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A. 浸出镁的反应为
B. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
二、非选择题(共4题,共58分)
15. Ⅰ.兴趣小组的同学们把铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题:
(1)用离子方程式解释曲线0-a段不产生氢气的原因_______。
(2)曲线b→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是_______。
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_______。
Ⅱ.
(4)装置①中负极是:_______,正极反应式为:_______;
(5)装置②中电子从_______(填“镁片”或“铝片”)流出,该原电池工作一段时间后,溶液pH_______。(填“增大”或“减小”)。
(6)2022年北京冬奥会使用氢燃料电池车有利于实现碳达峰和碳中和,下列说法错误的是_______。
A. 电能属于二次能源
B. 氢燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
C. 氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高
D. 氢燃料电池工作时,氢气在正极发生还原反应
16. 某酸HA是一元弱酸,25℃时的电离平衡常数Ka=4.0×10-8 。
(1)写出该酸的电离方程式 _____,其电离平衡常数表达式Ka=_____。
(2)25℃时,向1mol•L-1HA溶液中加入1mol•L-1盐酸,会 _____(“抑制”或“促进”)HA的电离,c(H+) _____(填“增大”、“减小”或“不变”),电离平衡常数Ka_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)常温条件下,某浓度的盐酸溶液的pH=3,则其中c(H+)=_____mol/L。
(4)常温下等体积混合0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液后,溶液pH=_____。
17. 在常温时,几种酸的电离平衡常数(Ka)如下:
溶质
CH3COOH
H2CO3
HClO
Ka
2×10-5
Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.6×10-11
3×10-8
(1)表格中所对应酸根阴离子结合H+能力最强的是 _____。
(2)pH相同的CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3溶液中,溶液中溶质的浓度最大的是 ________。
(3)用少量CO2气体与NaClO溶液制取次氯酸的离子反应方程式为:________。
(4)常温时,在0.2mol/LCH3COOH溶液中加入等浓度、等体积的NaOH溶液,充分反应后溶液pH=_____(已知:lg2=0.3)。
(5)碳酸盐可与盐酸等强酸反应制取碳酸氢盐或二氧化碳。向10mL0.1mol•L-1的Na2CO3溶液滴加VmL0.1mol•L-1HCl溶液。滴定中用酚酞作指示剂,当溶液由红色变成粉红色时,溶液中发生的化学反应方程式为 _______。
(6)已知:Ksp(CdCO3)=4.0×10-12,Ksp(CdS)=7.9×10-27。室温下,反应CdCO3(s)+S2-(aq)CdS(s)+(aq)达到平衡,该反应的平衡常数为_____(保留2位有效数字)。
18. 硫酸是常见三大强酸之一,中学阶段我们将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离方程式为:H2SO4=H++,H++。请依据以上事实回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈_____(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),其理由是_____(用离子方程式表示)。
(2)常温下将 NaHSO4溶液进行稀释,下列说法正确的是_____(填序号)。
A. 溶液中导电粒子的数目减少
B. 溶液中离子的浓度均减小
C. 溶液中不变
D. 溶液中由水电离产生的c(H+)增大
(3)H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为:___________。
(4)在0.10的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是_____ (填写编号)。
A. c()+c()+c(H2SO4)= 0.1
B.
C. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c()+2c()
D.
(5)用0.100 的氢氧化钠溶液滴定一定体积未知浓度的稀硫酸,用_____ 做指示剂误差较小,到达滴定终点的判断方法是_____,滴定后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,测定结果会_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
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高二化学试卷
考试时间:75分钟;分值:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 Cl-35.5 Zn-65
一、单项选择题(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,只有一项是符合题意要求的)
1. 在人类生产、生活所需能量日益增多的今天,研究化学反应及其能量变化对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。下列说法中不正确的是
A. 任何化学反应都伴随着能量的变化
B. 因地制宜开发利用风能、水能、地热能、潮汐能
C. 若化学键形成时释放的能量小于旧化学键被破坏时需要吸收的能量,反应吸收能量
D. 煤、石油天然气均为化石能源,是可再生能源
【答案】D
【解析】
【详解】A. 化学反应中断键要吸收能量,成键要放出能量,所以任何化学反应都伴随着能量的变化,故A正确;
B. 风能、水能、地热能、潮汐能绿色无污染,故应因地制宜合理开发,故B正确;
C. 化学反应中断键要吸收能量,成键要放出能量,若化学键形成时释放的能量小于旧化学键被破坏时需要吸收的能量,反应吸收能量,故C正确。
D. 煤、石油天然气均为化石能源,是不可再生能源,故D错误。答案选D。
【点睛】本题考查的是化学反应中能量转化的原因, 化学反应的能量变化规律, 常见的能量转化形式。解题时注意化学反应的实质是旧键断,新键形成,旧键断需吸收能量,新键形成需放出能量,则化学反应中必然伴随能量变化,反应是吸热还是放热应根据二者的相对大小判断。
2. 下列物质的水溶液因水解呈酸性的是
A. AlCl3 B. Na2CO3 C. NaCl D. K2SO4
【答案】A
【解析】
【详解】A.属于强酸弱碱盐,电离出的发生水解:,溶液因水解呈酸性,A正确;
B.属于强碱弱酸盐,电离出的发生水解:,溶液因水解呈碱性,B错误;
C.属于强酸强碱盐,不发生水解,溶液呈中性,C错误;
D.属于强酸强碱盐,不发生水解,溶液呈中性,D错误;
故答案选A。
3. 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施能使氢气生成速率加大的是
A. 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸 B. 加入固体无水硫酸铜
C. 降低温度 D. 加入适量的水
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下98%浓硫酸会使铁发生钝化,且浓硫酸具有强氧化性,与铁反应生成而非,不能加快氢气生成速率,A错误;
B.加入无水硫酸铜后,Fe与CuSO4发生置换反应生成Cu,Fe、Cu与稀硫酸构成原电池,使氢气生成速率加快,B正确;
C.降低温度会使反应活化分子百分数减小,反应速率减慢,C错误;
D.加入适量水会稀释稀硫酸,使降低,反应速率减慢,D错误;
故答案选B。
4. 下面各组物质中,前者为强电解质,后者为弱电解质的是
A. 碳酸氢钠、醋酸 B. 硫酸、硫酸镁
C. 碳酸、碳酸钠 D. 食盐、酒精
【答案】A
【解析】
【分析】本题要求判断各组物质中前者为强电解质、后者为弱电解质的选项。强电解质在水溶液中完全电离(如强酸、强碱、大多数盐),弱电解质部分电离(如弱酸、弱碱)。
【详解】A.碳酸氢钠()是盐,属于强电解质;醋酸()是弱酸,属于弱电解质,故A正确;
B.硫酸()是强酸,硫酸镁()是盐,两者均为强电解质,故B错误;
C.碳酸()是弱酸,属于弱电解质;碳酸钠()是盐,属于强电解质,故C错误;
D.食盐()是盐,属于强电解质;酒精()是有机物,不电离,属于非电解质,后者不是弱电解质,故D错误;
故选A。
5. 下列事实与盐类水解无关的是
A. 金属焊接时可用NH4Cl溶液作除锈剂 B. 配制FeSO4溶液时,加入一定量Fe粉
C. 长期施用铵态氮肥会使土壤酸化 D. 使用泡沫灭火器灭火
【答案】B
【解析】
【详解】A.NH4Cl溶液水解显酸性,能和铁锈反应从而除去铁锈,和盐类水解有关,故A不选;
B.2Fe3++Fe=3Fe2+,配制FeSO4溶液时,为了防止亚铁离子被氧化,需要加入少量铁粉,和盐类的水解无关,故B选;
C.铵盐溶液中铵根离子水解显酸性,长期施用铵态氮肥会使土壤酸化,和盐类的水解有关,故C不选;
D.泡沫灭火器中硫酸铝与碳酸氢钠相互促进水解生成二氧化碳气体,可用于灭火,与盐类的水解有关,故D不选;
故选B。
6. 下列离子:①②③④⑤⑥⑦⑧,对水的电离平衡不产生影响的是
A. ①③④ B. ②④⑦ C. ②⑥⑦ D. ①⑤⑧
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】①为强碱阳离子对水的电离无影响;②为弱酸阴离子,水解促进水的电离;③弱碱的阳离子,水解促进水的电离;④为弱酸阴离子,水解促进水的电离;⑤为强碱阳离子对水的电离无影响;⑥抑制水的电离;⑦为弱酸阴离子,水解促进水的电离;⑧为强酸的阴离子对水的电离无影响,故对水的电离不产生影响的是:①⑤⑧;
故选:D。
7. FeCl3溶液和KI溶液发生反应:2Fe3+ + 2I-2Fe2+ + I2。下列关于该反应的说法正确的是
A. 升高温度能减慢反应速率
B. 增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率
C. 反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等
D. 加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.升高温度可以加快反应速率,A选项错误;
B.增大反应物浓度,可以加快反应速率,B选项正确;
C.反应达到平衡时,溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变,但不一定相等,C选项错误;
D.该反应是可逆反应,存在反应限度,不能完全转化,D选项错误;
答案选B。
8. 工业上通过熔融状态下的反应来制取金属钾,反应温度通常为850℃,有关数据如下表所示,下列说法错误的是
Na
K
NaCl
KCl
熔点/
97.8
63.7
801.0
770
沸点/
883
774
1413
1500
A. 钾比钠活泼
B. 该反应的
C. 该反应的温度可低于774℃
D. 850℃条件下该反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.金属性钾大于钠,故钾比钠活泼,A正确;
B.根据表格中数据,当温度高于钾的沸点时,K为气态,其他为液态,有利于钾转化为蒸汽从反应体系中分离,使得生成物浓度减小,有利于化学平衡正向移动,所以熵变大于0,B正确,
C.为更快、更有利于制取金属K,反应温度应该高于金属K的沸点774℃,C错误;
D.850℃时,钾为蒸汽,这时平衡正向移动,反应可自发进行,故,,D正确;
故合理选项是C。
9. 下列热化学方程式正确的是
A. 已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ:
B. 已知充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量:
C. 通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:
D. 12 g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量:
【答案】B
【解析】
【分析】放热反应,反应热△H<0,吸热反应的反应热△H>0。书写热化学方程式要注明物质的聚集状态。热化学方程式中化学计量数仅表示物质的量,反应热的数值要与发生反应的物质的物质的量相对应,据此分析解答。
【详解】A.CH4的摩尔质量是16 g/mol,已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则1 mol(即16 g)甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ/g×16 g=890 kJ,故表示甲烷燃烧的热化学方程式为:△H=-890 kJ/mol,A错误;
B.乙烯分子式是C2H4,充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则燃烧C2H4气体生成2 mol二氧化碳气体和液态水,放出热量为2b kJ,故表示乙烯燃烧的热化学方程式为 ,B正确;
C.1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ,说明反应是放热反应,△H<0,则2 gH2即1 mol氢气在氯气中完全燃烧,放出热量为2×92.4 kJ=184.8 kJ,故其燃烧的热化学方程式应该为: ,C错误;
D.同一物质,物质的聚集状态不同,含有的能量多少不同,因此书写热化学方程式要注明物质的聚集状态,12 g碳即1 molC与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量,其相应的热化学方程式应该为: ,D错误;
故合理选项是B。
10. 用标准溶液滴定溶液的操作中,合理的是
加少量所要盛装的试剂,上下振荡滴定管
将液面位于“0”刻度的溶液全部放出
A.润洗滴定管
B.量取25.00 mL NaOH溶液
眼睛注视锥形瓶中溶液
记录V=16.0 mL
C.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
D.记录滴定管液面的示数
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.在进行滴定实验前,滴定管需要用待装溶液润洗,但润洗滴定管时不能上下震荡滴定管,而是将滴定管平置、转动和轻度震荡,润洗后将液体从下口放出,A错误;
B.图中所示为酸式滴定管,而NaOH是强碱溶液,不能用酸式滴定管量取,并且25.00 mL的滴定管,其实际容量大于25.00 mL,只有刻度线范围内的溶液体积为25.00 mL,尖嘴部分无刻度,若将液面位于“0”刻度的溶液全部放出,其体积会大于25.00 mL,B错误;
C.HCl标准溶液装于酸式滴定管中,并且在滴定过程中,左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛观察瓶内溶液的颜色变化,操作正确,C正确;
D.读取液体体积时,应以液面最低点的液面为准,而非液面最高点,并且,对于25.00 mL的滴定管,其精确度为0.01 mL,记录液面示数应保留两位小数,而非一位,故D错误;
因此,答案选C。
11. 在给定条件的水溶液中能大量共存的粒子组是
A. 含 Cu2+的溶液中:、OH-、K+、
B. 澄清透明的溶液中:Fe3+、K+、、Cl-
C. pH=1的溶液:K+、Na+、Cl-、NH3·H2O
D. 使酚酞试液呈红色的溶液中:Mg2+、Ba2+、、Cl-
【答案】B
【解析】
【详解】A.会与反应生成沉淀,无法大量共存,A错误;
B.、、、之间互不发生反应,且澄清透明溶液允许有色离子存在,可大量共存,B正确;
C.pH=1的溶液为强酸性,含大量,会与反应生成和,无法大量存在,C错误;
D.使酚酞试液呈红色的溶液为强碱性,含大量,会与反应生成沉淀,无法大量共存,D错误;
故答案选B。
12. 下列离子方程式中,正确的是
A. 碳酸氢钙溶液与盐酸反应:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑
B. 稀硫酸和氢氧化钡反应:Ba2+++H++OH-=BaSO4↓+H2O
C. 碳酸钠溶液与醋酸反应:+2H+=CO2↑+H2O
D. 大理石溶于醋酸的反应:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.是可溶于水的强电解质,在离子方程式中应拆为和,正确离子方程式为,A错误;
B.稀硫酸与氢氧化钡反应时,和的化学计量数应为2,正确离子方程式为,B错误;
C.醋酸是弱电解质,在离子方程式中应写化学式,不能拆为,正确离子方程式为,C错误;
D.是难溶物,醋酸是弱电解质,均写化学式,生成的醋酸钙为可溶强电解质拆为离子,为气体、为弱电解质均写化学式,离子方程式书写正确,D正确;
故答案选D。
13. 清华大学某团队设计出了一种双极性膜(H2O解离成H+和OH-)电解合成NH3反应器,简化模型如图所示,a、b均为惰性电极,下列说法不正确的是
A. 电极a与电源的负极相连
B. 通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动
C. b极的电极反应式为:
D. 当合成22.4LNH3时,电路中转移电子的数目为8
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示,a电极上硝酸根离子被还原为铵根离子,a是阴极、b是阳极,b电极氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气。
【详解】A.根据以上分析,a是阴极,电极a与电源的负极相连,故A正确;
B.a是阴极,通电时双极性膜将水解离为H+和OH-,H+向阴极方向移动,故B正确;
C.b是阳极,b极氢氧根离子失电子发生氧化反应生成氧气,电极反应式为:,故C正确;
D.没有明确是否为标准状况,22.4LNH3的物质的量不一定是1mol,当合成22.4LNH3时,无法计算电路中转移电子的数目,故D错误;
选D。
14. 以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A. 浸出镁的反应为
B. 浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C. 流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D. 分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
【答案】B
【解析】
【分析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。
【详解】A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;
B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;
C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;
故答案为B。
二、非选择题(共4题,共58分)
15. Ⅰ.兴趣小组的同学们把铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题:
(1)用离子方程式解释曲线0-a段不产生氢气的原因_______。
(2)曲线b→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是_______。
(3)曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_______。
Ⅱ.
(4)装置①中负极是:_______,正极反应式为:_______;
(5)装置②中电子从_______(填“镁片”或“铝片”)流出,该原电池工作一段时间后,溶液pH_______。(填“增大”或“减小”)。
(6)2022年北京冬奥会使用氢燃料电池车有利于实现碳达峰和碳中和,下列说法错误的是_______。
A. 电能属于二次能源
B. 氢燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
C. 氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高
D. 氢燃料电池工作时,氢气在正极发生还原反应
【答案】(1)硫酸先与铝片表面的发生反应: ,不产生
(2)该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快
(3)随着反应的进行,硫酸的浓度不断下降,使反应速率减慢
(4) ①. Mg ②. 2H++2e-=H2↑
(5) ①. 铝片 ②. 减小 (6)D
【解析】
【分析】原电池中,还原剂在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极流出,电子沿着导线流向正极,正极上氧化剂得到电子发生还原反应,内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极,燃料电池中,通入燃料的一极为负极,通入助燃物的一极为正极。
【小问1详解】
由于铝片表面有一层致密的氧化膜,首先是硫酸与铝片表面的反应,因此曲线由0-a段不产生氢气,有关反应的离子方程式为。
【小问2详解】
由于该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快,因此曲线b→c段,产生氢气的速率增加较快。
【小问3详解】
由于随着反应的进行,硫酸的浓度不断下降,使反应速率减慢,因此曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降。
【小问4详解】
装置①中镁比铝活泼,电解质溶液为稀硫酸,则Mg为负极、Al为正极,正极反应为氢离子得电子变成氢气、电极反应式:。
【小问5详解】
装置②中电解质为NaOH溶液,则电池总反应为,铝失去电子被氧化、作负极,电子从铝片流出,该原电池工作一段时间后,由于氢氧化钠不断消耗,则溶液pH减小。
【小问6详解】
A. 电能需要由其它能源转化而来,则属于二次能源,A正确;
B. 氢燃料电池总反应为氢气和氧气反应生成水、没有污染,故是一种具有广阔应用前景的绿色电源,B正确;
C. 通常燃料电池能量利用率高,氢燃料电池能量的利用率比氢气直接燃烧高,C正确;
D. 氢燃料电池工作时,氢气在负极发生氧化反应、氧气在正极发生还原反应,D不正确;
选D。
16. 某酸HA是一元弱酸,25℃时的电离平衡常数Ka=4.0×10-8 。
(1)写出该酸的电离方程式 _____,其电离平衡常数表达式Ka=_____。
(2)25℃时,向1mol•L-1HA溶液中加入1mol•L-1盐酸,会 _____(“抑制”或“促进”)HA的电离,c(H+) _____(填“增大”、“减小”或“不变”),电离平衡常数Ka_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)常温条件下,某浓度的盐酸溶液的pH=3,则其中c(H+)=_____mol/L。
(4)常温下等体积混合0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液后,溶液pH=_____。
【答案】(1) ①. HAH++A- ②.
(2) ①. 抑制 ②. 增大 ③. 不变
(3)10-3 (4)12
【解析】
【小问1详解】
HA是一元弱酸,在水溶液中发生部分电离,其电离方程式为 ;根据电离平衡常数的定义,其表达式为 ;
【小问2详解】
25℃时,向HA溶液中加入盐酸,盐酸完全电离产生大量 ,导致溶液中 增大;根据勒夏特列原理,HA的电离平衡 逆向移动,因此会抑制HA的电离;电离平衡常数 仅与温度有关,温度保持25℃不变,故 不变;
【小问3详解】
常温条件下,溶液的 ,根据 ,可得溶液中 ;
【小问4详解】
的 溶液中 ,常温下等体积混合 的盐酸和 的 溶液,设两溶液体积均为 ,混合后 过量,反应后溶液中剩余的 ,根据常温下水的离子积常数 ,可得 ,故溶液的 。
17. 在常温时,几种酸的电离平衡常数(Ka)如下:
溶质
CH3COOH
H2CO3
HClO
Ka
2×10-5
Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.6×10-11
3×10-8
(1)表格中所对应酸根阴离子结合H+能力最强的是 _____。
(2)pH相同的CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3溶液中,溶液中溶质的浓度最大的是 ________。
(3)用少量CO2气体与NaClO溶液制取次氯酸的离子反应方程式为:________。
(4)常温时,在0.2mol/LCH3COOH溶液中加入等浓度、等体积的NaOH溶液,充分反应后溶液pH=_____(已知:lg2=0.3)。
(5)碳酸盐可与盐酸等强酸反应制取碳酸氢盐或二氧化碳。向10mL0.1mol•L-1的Na2CO3溶液滴加VmL0.1mol•L-1HCl溶液。滴定中用酚酞作指示剂,当溶液由红色变成粉红色时,溶液中发生的化学反应方程式为 _______。
(6)已知:Ksp(CdCO3)=4.0×10-12,Ksp(CdS)=7.9×10-27。室温下,反应CdCO3(s)+S2-(aq)CdS(s)+(aq)达到平衡,该反应的平衡常数为_____(保留2位有效数字)。
【答案】(1)
(2)CH3COONa
(3)
(4)8.85 (5)
(6)5.1×1014
【解析】
【小问1详解】
根据表中电离平衡常数值可知,酸性强弱顺序为:,根据“越弱越水解”的规律,酸性越弱,其对应的共轭碱(酸根阴离子)结合 的能力越强,而 的电离常数最小,所以其对应的酸根离子 结合 的能力最强;
【小问2详解】
三种盐对应阴离子的水解能力顺序为 。水解能力越弱的盐,产生相同浓度的 (即达到相同的 )所需的盐溶液浓度就越大,由于 的水解程度最小,因此 溶液的浓度最大;
【小问3详解】
根据电离常数,酸性强弱为 。将 通入 溶液中,会发生强酸制弱酸的反应,由于 的酸性强于 ,所以即使 少量,反应产物也只能是 而不能是 ,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
等浓度、等体积的 与 混合后恰好完全反应,生成浓度为 的 溶液, 的水解常数 ,根据 ,。因此;
【小问5详解】
酚酞的变色范围是 8.2 ~ 10.0, 溶液呈强碱性,滴加 时分步反应。第一步反应生成 ,当溶液由红色变为粉红色时,说明第一步反应恰好完成, 刚好全部转化为 ,化学方程式为;
【小问6详解】
该反应的平衡常数表达式为 ,分子分母同乘 ,可得 ,代入数据得。
18. 硫酸是常见三大强酸之一,中学阶段我们将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离方程式为:H2SO4=H++,H++。请依据以上事实回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈_____(填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”),其理由是_____(用离子方程式表示)。
(2)常温下将 NaHSO4溶液进行稀释,下列说法正确的是_____(填序号)。
A. 溶液中导电粒子的数目减少
B. 溶液中离子的浓度均减小
C. 溶液中不变
D. 溶液中由水电离产生的c(H+)增大
(3)H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为:___________。
(4)在0.10的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是_____ (填写编号)。
A. c()+c()+c(H2SO4)= 0.1
B.
C. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c()+2c()
D.
(5)用0.100 的氢氧化钠溶液滴定一定体积未知浓度的稀硫酸,用_____ 做指示剂误差较小,到达滴定终点的判断方法是_____,滴定后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,测定结果会_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. 弱碱性 ②. (2)CD
(3) (4)BCD
(5) ①. 酚酞 ②. 当滴入最后半滴氢氧化钠溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 ③. 偏小
【解析】
【小问1详解】
根据题干信息,硫酸的第二步电离不完全,说明为弱酸的酸式酸根。因此,在溶液中,会发生微弱的水解反应,结合水电离出的生成,导致溶液中 ,溶液呈弱碱性;其水解的离子方程式为: 。
【小问2详解】
A.稀释溶液会促进的电离,使电离平衡正向移动,溶液中导电粒子的总数目增多,故A错误;
B.稀释时溶液体积增大,减小,由于温度不变,水的离子积常数不变,, 所以会增大,B错误;
C.将该比值的分子和分母同乘,可得。由于温度不变,和电离常数均不变,故该比值不变,C正确;
D.电离产生,抑制水的电离;加水稀释,溶液中减小,对水的电离的抑制程度减弱,水的电离平衡正向移动,故水电离产生的增大,D正确。
故答案选CD。
【小问3详解】
依据题干事实,硫酸在水中第一步完全电离,第二步不完全电离,因此在书写离子方程式时,硫酸应拆写为H+和,所以H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为:
【小问4详解】
A.硫酸第一步完全电离,溶液中不存在分子,物料守恒式为: ,A错误;
B.方法一:Na2SO4溶液中的物料守恒为:,电荷守恒为:, 两式相减,整理得: ,B正确;
C.根据电荷守恒,溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,即,C正确;
D.根据化学式可知,溶液中,少量发生水解:,使溶液呈弱碱性,结合水的电离方程式,则,所以,Na2SO4溶液中,离子浓度的大小顺序为:,D正确。
故答案选BCD。
【小问5详解】
氢氧化钠溶液滴定硫酸,到达滴定终点时生成,根据题干信息,硫酸的第二步电离不完全,说明为弱酸的酸式酸根,发生水解使溶液呈弱碱性,因此选择在弱碱性范围内变色的酚酞作指示剂误差较小。
到达滴定终点的判断方法是:当滴入最后半滴氢氧化钠溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
滴定后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,说明滴定管内实际排出的液体体积有一部分被气泡占据,导致读取的氢氧化钠溶液的体积偏小。根据公式: ,测定结果偏小。
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