精品解析:云南昭通市第一中学2026-2027学年高二上学期第一次检测 化学试卷
2026-10-03
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内容正文:
化学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页,第Ⅱ卷第5页至第8页。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cu-64 Ag-108
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共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. 下列生活中的相关现象,不涉及化学变化的是
A. 明矾[]用作净水剂,其水溶液呈酸性
B. 参与喀斯特地貌中石灰岩的溶蚀与沉积
C. 光束通过胶体出现丁达尔效应
D. 小苏打可用作加工馒头的膨松剂
2. 下列有关化学用语的说法错误的是
A. 的电子式:
B. 、和互为同素异形体
C. 甲烷的空间填充模型:
D. 的电离方程式:
3. 下列化合物性质描述错误的是
①CO ② ③ ④
A. 既可作氧化剂也可作还原剂:①②③④
B. 酸性氧化物:②③
C. 能与水发生化学反应并释放气体:③④
D. 常态下呈现颜色的只有:③④
4. 对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是
A. 丙烷和丁烷互称为同系物 B. 沸点:丙烷>正丁烷>异丁烷
C. 的一溴代物有4种 D. 和互为同分异构体
5. 下列图示中,实验操作和方法正确的是
A.调控滴定速度
B.除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠
C.向容量瓶中转移NaCl溶液
D.制备胶体
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有机化合物的命名不正确的是
A. 2-甲基-3-乙基己烷
B. 3-乙基-4-甲基己烷
C. 4-甲基-3-乙基庚烷
D. 2,2,5-三甲基-3,4-二乙基己烷
7. 液化石油气中含有丙烷,且丙烷中碳原子成键特点与中碳原子相似,性质相似。下列有关叙述不正确的是
A. 丙烷分子中碳原子不在一条直线上
B. 丙烷光照下能够与氯气发生取代反应
C. 存在两种结构
D. 丙烷不能使酸性溶液褪色
8. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 含的溶液中:、、、
C. 滴入甲基橙显红色的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
9. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
具有氧化性
可用作漂白剂
B
向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
C
与可生成蓝色物质
KSCN溶液可用于检验
D
微溶
制作豆腐时添加石膏
A. A B. B C. C D. D
10. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B. 一段时间后,a管液面高于b管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+
11. 某种具有解热镇痛作用及抗炎用途的药物的主要成分如图所示,下列有关它的叙述不正确的是
A. 分子中存在非极性共价键 B. 属于芳香烃的衍生物
C. 分子中存在和杂化的碳原子 D. 该有机物属于酯类
12. 下列叙述不正确的是
A. 一定浓度的醋酸钠溶液可使酚酞溶液变红,其原因是发生了如下反应:,使溶液中
B. 常温下,盐酸与溶液混合,若混合后溶液的体积为,则溶液的
C. 溶液中:
D. 常温下,的盐酸和的氨水等体积混合,混合后溶液的
13. 最近,我国科学工作者制备了一种电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于将污水中的还原为,其工作原理如图所示。研究证明,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极区游离的数目保持不变
B. 放电时,还原为,外电路中将转移的电子
C. 充电时,金属铝电极的电势低于电极
D. 充电时,电池总反应为
14. 常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 水的电离程度:
B. M点:
C. 当时,
D. N点:
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入CH3OH 电极的电极反应式为 _____________________________________。
(2)乙池 A(石墨)电极的名称为_________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),乙池中总反应式为 ____________________________________。
(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时,甲池中理论上消耗 O2 的体积为_____________mL(标准状况下),丙池中___________极析出 ______ g 铜。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成 NaCl 溶液,电键闭合一段时间后,丙中溶液的 pH 将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
16. 氨硼烷()是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以和为原料制备,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,_________。
②通入,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入和的混合气,再缓慢通入和的混合气,反应过程中保持过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得。
已知:①H和B形成共价键时,共用电子对偏向H。
②是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是_________。
(2)补全实验步骤①_________。
(3)实验室制得的中含有水,下列试剂中可用于干燥的是_________(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c. d.
(4)实验过程中,保持过量的原因是____________________________________。
(5)粗产品中可能有(结构为),则中含有的化学键的类型有_________(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,与水反应生成和并放热,该反应的离子方程式为_____________________________________________。利用图Ⅱ装置测定的体积,反应结束后,下列操作会导致所测体积偏大的是_________(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
17. 一种从废旧电池粉(主要成分为,含有少量、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺,部分流程如图所示:
已知:①磷酸铁锂电池反应为;
②“沉铝”时,滤渣中含和少量。
回答下列问题:
(1)铁元素位于元素周期表第_________周期、第_________族。
(2)废旧电池粉碎前一般需先放电,正极反应式为__________________。
(3)“酸浸Ⅰ”时,除粉碎外,可提高酸浸速率的措施有__________________(任写两种)。该过程有生成,溶解的化学方程式为___________________________。
(4)滤液1需先加入溶液,再加入氨水除杂,最后回收。的作用是_____________。
(5)“焙烧”时产生的HF,用_________吸收后,产物可以循环利用。
(6)“除杂”时,在一定pH范围内,会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为,不考虑其他离子参与反应,为防止沉淀,需小于_________(用含a、b的代数式表示)。
(7)滤液2中,溶质除外,主要含_________(填化学式)。
18. 低碳烯烃(烯)用途广泛,可由合成气()经费托反应催化直接合成。合成丙烯()的费托反应主要为:
①
②
③
④
(1)则_________,基于化学平衡分析,通过反应①合成丙烯的条件应为_________(填标号)。
A.低温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.高温高压
(2)一定温度下,若在某恒容密闭容器中充入等量的CO和只发生反应①,则能表明反应达平衡状态的是_________(填标号)。
A. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.
C. 容器内的压强不再变化
D. 不再变化
(3)传统费托合成低碳烯烃收率低。我国科研工作者研发出转化率和选择性均优异的催化剂。下图甲中抑制副反应的最适宜催化剂为_________(填“MgAPO”“SAPO”或“GeAPO”)。时,的选择性为32%,根据图乙,此时低碳烯烃的最大收率为_________(写出计算式即可)。
[已知:收率转化为总烃的CO转化率低碳烯烃选择性、某烃选择性、选择性()]
(4)若采取某种措施抑制生成,此时费托反应只发生②和④,、恒压645 kPa、初始投料时,CO的转化率为50%,丙烯的选择性为90%,则_________;反应②的反应商_________(用分压代替浓度计算,分压总压物质的量分数,保留两位有效数字)。
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化学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第4页,第Ⅱ卷第5页至第8页。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cu-64 Ag-108
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共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. 下列生活中的相关现象,不涉及化学变化的是
A. 明矾[]用作净水剂,其水溶液呈酸性
B. 参与喀斯特地貌中石灰岩的溶蚀与沉积
C. 光束通过胶体出现丁达尔效应
D. 小苏打可用作加工馒头的膨松剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.明矾中的发生水解反应生成胶体和,有新物质生成,属于化学变化,A不符合题意;
B.石灰岩溶蚀时与、反应生成,沉积时分解析出,均有新物质生成,属于化学变化,B不符合题意;
C.丁达尔效应是胶体粒子对光线的散射现象,过程中无新物质生成,属于物理变化,不涉及化学变化,C符合题意;
D.小苏打作膨松剂时,受热分解或与酸性物质反应生成等新物质,属于化学变化,D不符合题意;
故选C。
2. 下列有关化学用语的说法错误的是
A. 的电子式:
B. 、和互为同素异形体
C. 甲烷的空间填充模型:
D. 的电离方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.中与每个形成双键,所有原子最外层均满足8电子稳定结构,给出的电子式书写正确,A正确;
B.、、是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,互为同位素;同素异形体是同种元素形成的不同单质,概念不符,B错误;
C.甲烷为正四面体结构,原子半径大于原子,给出的空间填充模型符合甲烷的结构特点,C正确;
D.水是弱电解质,部分电离,电离方程式可表示为,D正确;
故选B。
3. 下列化合物性质描述错误的是
①CO ② ③ ④
A. 既可作氧化剂也可作还原剂:①②③④
B. 酸性氧化物:②③
C. 能与水发生化学反应并释放气体:③④
D. 常态下呈现颜色的只有:③④
【答案】B
【解析】
【详解】A.①中为+2价,②中为+4价,③中为+4价,④中为-1价,均处于中间价态,化合价既可升高也可降低,因此①②③④都既可作氧化剂也可作还原剂,A正确;
B.酸性氧化物的定义是与碱反应仅生成盐和水、且反应前后对应元素化合价不变的氧化物,符合要求属于酸性氧化物;与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水,化合价发生变化,不属于酸性氧化物,B错误;
C.与水反应生成气体,与水反应生成;不与水反应,与水反应生成亚硫酸无气体放出,因此能与水发生化学反应并释放气体的是③④,C正确;
D.常态下、均为无色,为红棕色气体,为淡黄色固体,因此常态下呈现颜色的只有③④,D正确;
故选B。
4. 对于烷烃的结构和性质的下列说法不正确的是
A. 丙烷和丁烷互称为同系物 B. 沸点:丙烷>正丁烷>异丁烷
C. 的一溴代物有4种 D. 和互为同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷和丁烷结构相似,分子组成上相差1个原子团,互称为同系物,A正确;
B.烷烃沸点随碳原子数增多而升高,同分异构体中支链越多沸点越低,正确沸点顺序为正丁烷>异丁烷>丙烷,B错误;
C.图示物质为2-甲基丁烷,分子中有4种等效氢,故其一溴代物有4种,C正确;
D.和分子式相同、结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选B。
5. 下列图示中,实验操作和方法正确的是
A.调控滴定速度
B.除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠
C.向容量瓶中转移NaCl溶液
D.制备胶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸式滴定管调控滴速时,左手控制活塞,拇指在活塞前侧、食指和中指在活塞后侧,轻握活塞避免活塞被顶出漏液,图示操作符合规范,A正确;
B.除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠需要加热固体,应选用坩埚盛放固体,蒸发皿用于蒸发浓缩液体,仪器选用错误,B错误;
C.向容量瓶中转移溶液需要用玻璃棒引流,防止液体洒出,图示未使用玻璃棒,操作错误,C错误;
D.制备胶体应将饱和溶液滴入沸水中,滴入溶液会直接生成沉淀,无法得到胶体,操作错误,D错误;
故选A。
6. 下列有机化合物的命名不正确的是
A. 2-甲基-3-乙基己烷
B. 3-乙基-4-甲基己烷
C. 4-甲基-3-乙基庚烷
D. 2,2,5-三甲基-3,4-二乙基己烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物主链为含6个的碳链,编号从靠近的一端开始,2位连甲基,3位连乙基,命名符合烷烃系统命名规则,A正确;
B.烷烃命名时应使简单取代基(甲基)位次更小,且命名时简单取代基写在前面,该有机物正确命名应为3-甲基-4-乙基己烷,B错误;
C.该有机物主链为含7个的碳链,编号使取代基位次和最小,3位连乙基,4位连甲基,简单取代基甲基写在前,命名符合规则,C正确;
D.该有机物主链为含6个的碳链,编号使取代基位次和最小,2位连2个甲基,5位连1个甲基,3、4位各连1个乙基,命名符合规则,D正确;
故选B。
7. 液化石油气中含有丙烷,且丙烷中碳原子成键特点与中碳原子相似,性质相似。下列有关叙述不正确的是
A. 丙烷分子中碳原子不在一条直线上
B. 丙烷光照下能够与氯气发生取代反应
C. 存在两种结构
D. 丙烷不能使酸性溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烷中碳原子均为杂化,分子空间结构为锯齿形,碳原子不在一条直线上,A正确;
B.丙烷属于烷烃,光照条件下可与氯气发生取代反应,B正确;
C.甲烷为正四面体结构,只有一种结构,不存在同分异构体,C错误;
D.丙烷属于烷烃,不含不饱和键,不能被酸性溶液氧化,不能使溶液褪色,D正确;
故选C。
8. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 含的溶液中:、、、
C. 滴入甲基橙显红色的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.的溶液为酸性溶液,酸性溶液中硝酸根离子与亚铁离子发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.含有铝离子的溶液中铝离子与碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,不能大量共存,故B错误;
C.滴入甲基橙显红色的溶液为酸性溶液,四种离子在酸性溶液中不发生任何反应,能大量共存,故C正确;
D.铁离子浓度为0.1mol/L的溶液中铁离子能与次氯酸根离子发生双水解反应、能与硫氰酸根离子发生络合反应,不能大量共存,故D错误;
故选C。
9. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
具有氧化性
可用作漂白剂
B
向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
C
与可生成蓝色物质
KSCN溶液可用于检验
D
微溶
制作豆腐时添加石膏
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.的漂白性是其与有色物质化合生成无色不稳定物质导致的,与氧化性无关,二者无因果关系,A错误;
B.蔗糖中加入浓硫酸变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中的、按的比例脱去生成碳,体现浓硫酸的脱水性,二者存在因果关系,B正确;
C.与的反应、检验是两种不同离子的特征反应,二者无因果关系,C错误;
D.制作豆腐添加石膏是利用作为电解质使豆浆中的蛋白质胶体聚沉,与微溶的性质无因果关系,D错误;
故选B。
10. 利用如图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是
A. a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀
B. 一段时间后,a管液面高于b管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+
【答案】C
【解析】
【详解】A.U型管左边装置是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀,故A正确;
B.左边装置发生吸氧腐蚀时,消耗氧气导致气体压强减小,右边装置发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,故B正确;
C.a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变;b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH值变大,故C错误;
D.a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,所以负极上具有相同的电极反应式:Fe-2e-=Fe2+,故D正确;
故答案选C。
11. 某种具有解热镇痛作用及抗炎用途的药物的主要成分如图所示,下列有关它的叙述不正确的是
A. 分子中存在非极性共价键 B. 属于芳香烃的衍生物
C. 分子中存在和杂化的碳原子 D. 该有机物属于酯类
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中存在碳碳非极性共价键(如烷基内的键、苯环碳碳间的共价键),A正确;
B.该物质含苯环,且除、外还含有元素,属于芳香烃的衍生物,B正确;
C.苯环上的碳原子、羧基中的羰基碳原子为杂化,所有饱和烷基碳原子为杂化,故分子中存在两种杂化类型的碳原子,C正确;
D.该有机物官能团为羧基,属于羧酸类,不存在酯基,不属于酯类,D错误;
故选D。
12. 下列叙述不正确的是
A. 一定浓度的醋酸钠溶液可使酚酞溶液变红,其原因是发生了如下反应:,使溶液中
B. 常温下,盐酸与溶液混合,若混合后溶液的体积为,则溶液的
C. 溶液中:
D. 常温下,的盐酸和的氨水等体积混合,混合后溶液的
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子发生水解反应,使溶液中,溶液呈碱性,可使酚酞变红,A正确;
B.混合后剩余,,常温下,,B正确;
C.溶液中存在电荷守恒,阳离子所带正电荷总浓度等于阴离子所带负电荷总浓度,溶液中仅存在四种离子,电荷守恒关系式书写正确,C正确;
D.一水合氨是弱碱,只能部分电离,常温下的氨水实际浓度远大于,远大于的盐酸的浓度,二者等体积混合后,氨水大量剩余,溶液呈碱性,,D错误;
故选D。
13. 最近,我国科学工作者制备了一种电催化剂,并将其与金属铝组装成可充电电池,用于将污水中的还原为,其工作原理如图所示。研究证明,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极区游离的数目保持不变
B. 放电时,还原为,外电路中将转移的电子
C. 充电时,金属铝电极的电势低于电极
D. 充电时,电池总反应为
【答案】A
【解析】
【分析】该装置为可充电电池,放电时金属铝作负极失电子生成,电极为正极,将污水中的逐步还原为,中间的离子交换膜允许定向移动以维持电荷平衡;充电时该装置转为电解池,原铝电极作阴极、原电极作阳极,阳极发生氧化反应生成,阴极将还原生成金属Al,实现电极的再生与电池的可充电循环。
【详解】A.放电时Al为负极,负极反应式为:,每消耗1 mol,消耗4 mol ,外电路转移3 mol电子,为维持电荷平衡,会有3mol 从正极区迁移进入负极区,因此负极区的数目减少,并非保持不变,A错误;
B. 中N为+5价,还原生成的中N为-3价,每个N原子得到8个电子,因此还原1.0 mol 为,外电路转移8.0 mol电子,B正确;
C.放电时Al是负极、是正极;充电时原负极Al作阴极,原正极作阳极,电解池中阳极电势高于阴极,因此金属铝电极的电势低于电极,C正确;
D.充电时,阴极反应为,阳极反应为,根据电子守恒将阴极反应×4、阳极反应×3,两式相加消去电子后得到总反应:,D正确;
故选A。
14. 常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A. 水的电离程度:
B. M点:
C. 当时,
D. N点:
【答案】D
【解析】
【分析】结合起点和终点,向溶液中滴入相同浓度的溶液,发生浓度改变的微粒是Na+、、和;当,溶液中存在Na+、H+和,,随着加入溶液,减少但不会降到0,当,,随着加入溶液,会与反应而减少,当,溶质为,,,很少,接近于0,则斜率为负的曲线代表;当时,中=,很小,随着加入溶液,溶质由变为和混物,最终为,增加的很少,而增加的多,当,溶质为,少部分水解,,斜率为正的曲线代表,即经过M点在下降的曲线表示的是浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是浓度的改变。
【详解】A.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,M点时仍剩余有未反应的NaOH,对水的电离是抑制的,故水的电离程度M<N,故A正确;
B.M点溶液中电荷守恒有,M点为交点可知,联合可得,故B正确;
C.当时,溶液中的溶质为,根据电荷守恒有,根据物料守恒,两式整理可得,故C正确;
D.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根发生水解,因此及观察图中N点可知,,根据,可知,故D错误;
故答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为______(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入CH3OH 电极的电极反应式为 _____________________________________。
(2)乙池 A(石墨)电极的名称为_________(填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”),乙池中总反应式为 ____________________________________。
(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时,甲池中理论上消耗 O2 的体积为_____________mL(标准状况下),丙池中___________极析出 ______ g 铜。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成 NaCl 溶液,电键闭合一段时间后,丙中溶液的 pH 将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 原电池 ②. CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③. 阳极 ④. 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ⑤. 280 ⑥. D ⑦. 1.60 ⑧. 增大
【解析】
【分析】甲池中一极通入甲醇,另一极通入氧气,则甲为甲醇燃料电池,乙池和丙池均与甲池串联,为电解池装置。
【详解】(1)甲池为甲醇燃料电池,燃料电池是基于原电池原理的新型电源,燃料电池中,通入燃料的一极是负极,所以甲醇在负极反应,失电子变成二氧化碳,二氧化碳又和电解质KOH溶液反应生成碳酸钾,结合电荷守恒、原子守恒可得通入的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(2)乙池是电解池,A与原电池正极相连,为阳极,水电离的OH-在A极失电子生成氧气,B为阴极,溶液中的Ag+在B极得电子生成Ag。结合原子守恒、得失电子守恒可得:B池中的总反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;
(3)当乙池中B极质量增加,即生成Ag的质量为5.4g,物质的量,依据电子守恒计算,甲池中理论上消耗的体积。丙为电解池,C为阳极,D为阴极,电解氯化铜溶液铜离子在阴极得到电子析出铜,结合电子守恒计算,析出铜质量,故答案为:280;D;;
(4)丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,则丙中为惰性电极电解NaCl溶液,总反应为:,有NaOH生成,所以溶液的pH增大,故答案为:增大。
【点睛】原电池和电解池串联,每个装置中得失电子均相等。
16. 氨硼烷()是一种潜在的固体储氢材料,常温下稳定。实验室以和为原料制备,实验步骤:
①按图Ⅰ组装好仪器,_________。
②通入,排尽图Ⅰ装置中的空气。
③先通入和的混合气,再缓慢通入和的混合气,反应过程中保持过量,控制温度,得到粗产品。
④纯化,得。
已知:①H和B形成共价键时,共用电子对偏向H。
②是一种强还原性的有毒气体,遇水剧烈反应,在空气中可自燃。
回答下列问题:
(1)图Ⅰ中仪器M的名称是_________。
(2)补全实验步骤①_________。
(3)实验室制得的中含有水,下列试剂中可用于干燥的是_________(填标号)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c. d.
(4)实验过程中,保持过量的原因是____________________________________。
(5)粗产品中可能有(结构为),则中含有的化学键的类型有_________(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.氢键
(6)在酸性条件下,与水反应生成和并放热,该反应的离子方程式为_____________________________________________。利用图Ⅱ装置测定的体积,反应结束后,下列操作会导致所测体积偏大的是_________(填标号)。
a.读数时,气体未冷却至室温
b.读数时,水准管液面高于量气管液面
c.计算时,未减去注入硫酸的体积
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)检查装置的气密性
(3)b (4)提高的转化率,防止有毒的逸出污染环境
(5)ab (6) ①. ②. ac
【解析】
【分析】本实验以和为原料制备氨硼烷(),步骤①:组装好仪器后,由于后续涉及气体反应,必须先检查装置的气密性;步骤②:通入排尽装置内的空气,防止在空气中发生自燃;步骤③:控制反应物比例与温度,保持过量以提高的转化率,并防止有毒气体逸出;步骤④:对粗产品进行纯化,最终得到纯净的,由此解答;
【小问1详解】
根据图Ⅰ中仪器M的结构特征,仪器名称为三颈烧瓶;
【小问2详解】
涉及气体发生或参与的实验,在组装好仪器后、装入药品前,必须先检查装置的气密性;
【小问3详解】
a.是碱性气体,浓硫酸显酸性,会与发生反应,不能用于干燥,a错误;
b.是碱性气体,碱石灰呈碱性,不与反应,可用于干燥,b正确;
c.是碱性气体,显酸性,会与发生反应,不能用于干燥,c错误;
d.会与反应生成络合物,不能用于干燥,d错误;
故选b;
【小问4详解】
是一种强还原性的有毒气体,实验中保持过量,一方面可以使充分反应,提高的转化率;另一方面可以防止未反应的有毒气体逸出污染环境;
【小问5详解】
由的结构简式可知,其由阳离子和阴离子构成,阴、阳离子之间存在离子键;在阴、阳离子内部,、以及之间均存在共价键;氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故选ab;
【小问6详解】
已知H和B形成共价键时,共用电子对偏向H,说明B显价,H显价,在酸性条件下,中与B相连的价H与水或酸中的价H发生归中反应生成,N原子结合生成,B原子转化为,因此该反应的离子方程式为:;
a.该反应放热,读数时若气体未冷却至室温,气体受热膨胀,会导致测定的体积偏大,a正确;
b.读数时,水准管液面高于量气管液面,说明量气管内气体压强大于外界大气压,气体被压缩,会导致测定的体积偏小,b错误;
c.注入的稀硫酸占据了烧瓶内的部分空间,排出了等体积的气体进入量气管,计算时若未减去注入硫酸的体积,会导致算出的体积偏大,c正确;
故选ac。
17. 一种从废旧电池粉(主要成分为,含有少量、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺,部分流程如图所示:
已知:①磷酸铁锂电池反应为;
②“沉铝”时,滤渣中含和少量。
回答下列问题:
(1)铁元素位于元素周期表第_________周期、第_________族。
(2)废旧电池粉碎前一般需先放电,正极反应式为__________________。
(3)“酸浸Ⅰ”时,除粉碎外,可提高酸浸速率的措施有__________________(任写两种)。该过程有生成,溶解的化学方程式为___________________________。
(4)滤液1需先加入溶液,再加入氨水除杂,最后回收。的作用是_____________。
(5)“焙烧”时产生的HF,用_________吸收后,产物可以循环利用。
(6)“除杂”时,在一定pH范围内,会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为,不考虑其他离子参与反应,为防止沉淀,需小于_________(用含a、b的代数式表示)。
(7)滤液2中,溶质除外,主要含_________(填化学式)。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ
(2)
(3) ①. 适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等(任写两点) ②.
(4)将氧化为,便于后续沉淀
(5)NaOH溶液或溶液
(6)
(7)
【解析】
【分析】废旧电池粉(主成分为,含少量、石墨、Al等)先经硫酸酸浸Ⅰ,不溶的石墨作为滤渣分离;向酸浸后体系加氨水、NaF调节pH=2.7沉铝,得到含等的滤渣,滤液1则用于后续提取;沉铝所得滤渣加硫酸焙烧,释放出HF,焙烧产物再经硫酸酸浸Ⅱ得到含、、的酸性浸出液;加NaOH调pH除去铁、铝得到铁铝渣,含的后续体系加饱和碳酸钠沉锂,最终得到目标产物,实现锂的深度回收。
【小问1详解】
铁的原子序数为26,核外电子排布为,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。
【小问2详解】
放电时正极发生还原反应,根据总电池反应,得到电子、结合迁移过来的生成,正极反应式为:。
【小问3详解】
常见提升酸浸速率的操作除粉碎外,还可通过升温、搅拌、增大反应物浓度等方式实现;和硫酸发生复分解反应,生成题目指定的,同时得到可溶性硫酸盐、,反应的化学方程式为:。
【小问4详解】
酸浸Ⅰ生成的完全沉淀的pH较高,加入可将其氧化为沉淀pH更低的,后续加氨水即可在较低pH下将铁杂质以氢氧化物形式分离。
【小问5详解】
沉铝工序中使用了NaF,HF用含钠的碱性溶液吸收后可得到NaF,能够直接返回沉铝步骤循环利用,故选用NaOH溶液或溶液。
【小问6详解】
该反应的平衡常数表达式为,为防止沉淀,反应逆向进行,需满足,即,代入,得。
【小问7详解】
沉锂前的体系中含有大量(酸浸Ⅱ引入),加入的、饱和引入,沉锂生成后,滤液2中除剩余的外,主要溶质为。
18. 低碳烯烃(烯)用途广泛,可由合成气()经费托反应催化直接合成。合成丙烯()的费托反应主要为:
①
②
③
④
(1)则_________,基于化学平衡分析,通过反应①合成丙烯的条件应为_________(填标号)。
A.低温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.高温高压
(2)一定温度下,若在某恒容密闭容器中充入等量的CO和只发生反应①,则能表明反应达平衡状态的是_________(填标号)。
A. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.
C. 容器内的压强不再变化
D. 不再变化
(3)传统费托合成低碳烯烃收率低。我国科研工作者研发出转化率和选择性均优异的催化剂。下图甲中抑制副反应的最适宜催化剂为_________(填“MgAPO”“SAPO”或“GeAPO”)。时,的选择性为32%,根据图乙,此时低碳烯烃的最大收率为_________(写出计算式即可)。
[已知:收率转化为总烃的CO转化率低碳烯烃选择性、某烃选择性、选择性()]
(4)若采取某种措施抑制生成,此时费托反应只发生②和④,、恒压645 kPa、初始投料时,CO的转化率为50%,丙烯的选择性为90%,则_________;反应②的反应商_________(用分压代替浓度计算,分压总压物质的量分数,保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. ②. A (2)AC
(3) ①. GeAPO ②.
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应①可由 推导得到: 。 反应①是气体分子数减少的放热反应:降低温度,平衡向放热的正反应方向移动;增大压强,平衡向气体分子数减少的正反应方向移动,因此合成丙烯的适宜条件为低温高压,故选A。
【小问2详解】
A.该反应所有物质均为气体,反应前后气体总质量不变,反应前后气体总物质的量减小,根据可知,平均相对分子质量是变量,因此平均相对分子质量不再变化时,说明反应达平衡,A符合题意;
B.仅给出,未指明正逆反应速率,无法判断平衡状态,B不符合题意;
C.根据理想气体状态方程,恒温恒容条件下,压强与气体总物质的量成正比,反应前后气体分子数改变,压强是变量,压强不再变化说明反应达平衡,C符合题意;
D.均为生成物,由方程式的化学计量数知,,不是变量,不再变化不能说明反应达平衡,D不符合题意;
故选AC。
【小问3详解】
图甲中GeAPO对应的丙烯转化率最低,说明它能最大程度抑制丙烯加氢生成丙烷的副反应,因此最适宜催化剂为GeAPO。 已知选择性为32%,说明总消耗的CO中,有32%转化为,剩余的CO转化为烃;图乙中CO转化率最高为85%,对应低碳烯烃选择性为83%,结合收率定义可得低碳烯烃最大收率为。
【小问4详解】
设初始,则,CO总转化率为50%,即消耗0.5 mol CO,剩余0.5 mol CO,丙烯选择性为90%,说明生成丙烯消耗的CO为,对应生成的物质的量为,分压之比等于物质的量之比,故。生成丙烷消耗的CO为,对应生成的物质的量为; 平衡后,,,,,故气体总物质的量,代入分压计算反应②的反应商。
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