内容正文:
浙江省柯桥中学2026-2027学年第一学期高二10月月考试卷
化学
可能用到的相对原子质量: C:12 H:1 S:32 N:14 O:16 Fe:56 Cu:64 Na:23 Cl:35.5
一、选择题(本题共16小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共48分)
1. 下列物质的水溶液因水解而呈酸性的是
A. B. C. D.
2. 下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是
A. 甲醇的燃烧 B. 大理石高温分解 C. 锌与盐酸反应 D. 铝热反应
3. 下列化学用语表述错误的是
A. 甲醇的结构简式: B. 中子数为8的N原子:
C. 基态铍原子核外电子排布式: D. 的系统命名法:2,2-二甲基丙烷
4. 关于反应,下列说法中正确的是
A. CO中的C失电子 B. 是还原剂
C. 是还原产物 D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
5. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水呈现浅黄绿色,光照后颜色变浅
B. 铜在潮湿的空气中久置生成铜锈
C. 向溶液中加入制
D. 硫酸工业中,的催化氧化反应采用常压而不采用高压
6. 当一个化学反应中反应物的总能量为,生成物的总能量为,下列叙述正确的是
A. 物理量的单位是kJ
B. 和同时影响着一个反应的自发性
C. 若该化学反应的时,说明
D. 一个化学反应中的是一个定值,与反应式中的系数无关
7. 下列说法正确的是
A. 加热氯化钠溶液,溶液将变小
B. 常温下,将盐酸稀释1000倍,所得溶液的为8
C. 在醋酸溶液中加入少量冰醋酸,醋酸电离度增大
D. 常温下将的盐酸与醋酸等体积混合,所得溶液的
8. 下列说法正确的是
A. 马口铁(镀锡薄钢板)出现破损后,锡优先被腐蚀
B. 适宜的催化剂可以使反应物分子中活化分子百分数增大
C. 电解精炼铜过程中,电解质溶液浓度不发生变化
D. 若为强碱弱酸盐,则的水解平衡常数
9. 下列装置或操作不能达到目的的是
A. 操作①观察颜色:浸泡在热水中的烧瓶内红棕色加深,冷水中烧瓶内红棕色变浅,判断反应2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色)的ΔH<0
B. 操作②观察右侧导管中出现水柱,判断铁发生吸氧腐蚀
C. 操作③判断Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D. 装置④实现反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+的化学能转变为电能
10. 下列方程式正确的是
A. 钢铁吸氧腐蚀正极电极反应式:
B. 溶液中通入过量离子方程式:
C. 燃烧热的热化学方程式:
D. 向溶液中加入浓盐酸的离子方程式:
11. 1200℃,将足量的固体置于1L真空密闭容器中,发生反应:
I.
Ⅱ.
tmin时,达到平衡状态,测得的体积分数为20%。下列说法不正确的是
A. 容器中固体质量不再变化时,说明反应I达到平衡状态
B. 该温度下,
C. 压缩容器体积,平衡后CO的体积分数减小
D. 压缩容器体积,平衡后的浓度不变
12. 下列示意图表示正确的是
A. 图①表示碳的燃烧热
B. 图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C. 已知稳定性顺序:,某反应由两步反应构成,反应过程中的能量变化曲线如③图
D. 由图④可知:该反应在低温下可自发进行
13. 通过电化学方法制备,进而由与反应合成。为提高电流利用效率,某小组设计电化学合成示意图如下,已知氧化性:。下列说法不正确的是
A. 电势:电极A>电极B
B. 电极B的电极反应式为:
C. 电解液中可以用氢溴酸代替
D. 原料足量的情况下,理论上电路中转移可得到0.1 mol
14. 已知25℃时二元酸的,。下列说法正确的是
A. 在等浓度的、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B. 向0.1mol/L的溶液中通入HCl气体至pH=3,则的电离度约为0.013%
C. NaHA溶液中存在
D. 将0.2mol/L 溶液稀释到0.1mol/L,明显减小
15. 在化学分析中,以标准溶液滴定溶液中的时,采用为指示剂。一定温度下,AgCl和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 滴定时先产生AgCl沉淀
B. 利用与反应生成砖红色沉淀指示滴定终点
C. 图中a点条件下既不能生成AgCl沉淀,也不能生成沉淀
D. 图中b点时,,
16. 二甘氨酸合铜中元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A. 为防止与反应,步骤Ⅲ应将溶液调至强碱性
B. 步骤Ⅱ,过量溶液既有利于的充分还原,也有利于生成易溶于水的
C. 步骤Ⅰ,加入稍过量的稀尽可能使元素转化为
D. 用上述方法测定中的元素含量,结果偏大
二、填空题(本题共4小题,共52分)
17. 某小组研究设计了如下图装置联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。
(1)电池放电时,质子经内电路移向_____极(选填“Pt1”或“Pt2”)。
(2)写出燃料电池Pt1的电极反应式_____。
(3)电解过程中消耗的和生成的的物质的量之比:_____。
(4)传统氯碱工业能耗大,如图改进的设计可大幅度降低能耗。电解池应选用_____(选填“阳”或“阴”)离子交换膜,写出电解池的总反应方程式:_____。
18. 水中可能存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请根据所学回答问题:
(1)实验表明,液氨也能像水那样进行自耦电离(H2O+H2OH3O++OH-),写出液氨自耦电离的方程式_____。
(2)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用于净水,其净水原理(用离子方程式表示)_____。
(3)向0.1 mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性后,各离子浓度由大到小的顺序为_____。
(4)亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,写出其第一步的电离方程式_____。常温下,已知H3PO3的电离常数为Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7;H2CO3的电离常数为Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,写出少量CO2通入Na2HPO3溶液中发生反应的离子方程式_____。
(5)已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9该温度下,BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,_____。
19. 甲醇属于重要大宗化学品,可由、制备,该过程发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)________。
(2)在的恒压装置中充入一定量和,在催化剂作用下仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时或的选择性[]及的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时转化率的曲线是________(填“”、“”或“”),后,转化率随温度变化呈现该曲线变化的原因是________。
②其他条件相同,若将反应物充入的恒压容器中发生反应,和的选择性随温度的变化与时变化相似,请在图中画出之间的平衡转化率随温度变化曲线________(只作定性描述)。
③反应Ⅰ和Ⅱ在铜相催化剂表面的反应机理可能如下(其中*表示吸附态):
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
(ⅳ)
(ⅴ)
(ⅵ)
(ⅶ)
(ⅷ)
写出反应ⅴ的方程式________。
(3)甲醇可被氧化为甲酸,常温下将溶液与溶液等体积混合,求混合后的溶液中水电离出的约为________(已知的)。
20. 四氮化四硫(,S为价)是重要的硫氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于等有机溶剂,可用与(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置已省略)。
已知:
请回答:
(1)氨气发生装置可以选用______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)装置B中生成的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为______;证明:反应完全的现象是_____________________。
(3)装置C中稀硫酸的作用是_____________________,的作用是_____________________。
(4)测定产品纯度:
i.蒸氨:取0.4g固体样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热,将蒸出的通入含有标准溶液的锥形瓶中。
ii.滴定:用的NaOH溶液滴定剩余的,记录消耗NaOH溶液的体积。重复3次实验,数据如下表所示:
实验序号
初始读数(mL)
最终读数(mL)
①
0.20
20.22
②
0.40
24.85
③
1.00
20.98
①滴定时选用的指示剂为______,滴定终点读数后发现滴定管尖嘴有气泡,则测得的产品纯度______(填“偏高、偏低、无影响”)。
②制得的()的纯度为______。
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浙江省柯桥中学2026-2027学年第一学期高二10月月考试卷
化学
可能用到的相对原子质量: C:12 H:1 S:32 N:14 O:16 Fe:56 Cu:64 Na:23 Cl:35.5
一、选择题(本题共16小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共48分)
1. 下列物质的水溶液因水解而呈酸性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.属于强酸弱碱盐,发生水解反应,使溶液中浓度大于浓度,溶液因水解呈酸性,A符合题意;
B.属于弱酸,在溶液中发生电离,产生使溶液呈酸性,酸性与水解无关,B不符合题意;
C.属于强酸强碱酸式盐,在溶液中完全电离,电离出的使溶液呈酸性,不发生水解,C不符合题意;
D.属于强碱弱酸酸式盐,既会发生水解反应,也会发生电离,的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,D不符合题意;
故选A。
2. 下列反应中反应物总能量低于生成物总能量的是
A. 甲醇的燃烧 B. 大理石高温分解 C. 锌与盐酸反应 D. 铝热反应
【答案】B
【解析】
【分析】反应物总能量低于生成物总能量为放热反应,以此解题。
【详解】A.甲醇燃烧释放热量,为放热反应,A不符合题意;
B.大理石高温分解需吸收热量,为吸热反应,B符合题意;
C.锌与盐酸反应释放热量,为放热反应,C不符合题意;
D.铝热反应释放大量热量,为放热反应,D不符合题意;
故答案选B。
3. 下列化学用语表述错误的是
A. 甲醇的结构简式: B. 中子数为8的N原子:
C. 基态铍原子核外电子排布式: D. 的系统命名法:2,2-二甲基丙烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醇为一元醇,结构简式:CH3OH,A正确;
B.中子数为8的氮原子,质子数为7,质量数为15,应表示为:,B错误;
C.铍的原子序数为4,基态核外电子排布式为1s22s2,符合能量最低原理,C正确;
D.(新戊烷)分子中,主链为丙烷(3个碳),2号碳上有两个甲基,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,D正确;
故选B。
4. 关于反应,下列说法中正确的是
A. CO中的C失电子 B. 是还原剂
C. 是还原产物 D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】A
【解析】
【分析】由方程式可知,反应中硫元素的化合价降低被还原,二氧化硫是反应的氧化剂、硫是还原产物,碳元素的化合价升高被氧化,一氧化碳是还原剂、二氧化碳是氧化产物。
【详解】A.由分析可知,一氧化碳是反应的还原剂,反应中碳元素失去电子发生氧化反应,A正确;
B.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,B错误;
C.由分析可知,二氧化碳是反应的氧化产物,C错误;
D.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,一氧化碳是还原剂,由方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D错误;
故选A。
5. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 新制的氯水呈现浅黄绿色,光照后颜色变浅
B. 铜在潮湿的空气中久置生成铜锈
C. 向溶液中加入制
D. 硫酸工业中,的催化氧化反应采用常压而不采用高压
【答案】A
【解析】
【详解】A.新制氯水中存在可逆平衡,光照时分解,平衡正向移动,浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.铜生锈的反应为:,是不可逆反应,无平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.催化分解是不可逆反应,),无平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.催化氧化()是可逆反应,但常压下转化率已较高,高压会增加成本,并非平衡移动的应用,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选A
6. 当一个化学反应中反应物的总能量为,生成物的总能量为,下列叙述正确的是
A. 物理量的单位是kJ
B. 和同时影响着一个反应的自发性
C. 若该化学反应的时,说明
D. 一个化学反应中的是一个定值,与反应式中的系数无关
【答案】B
【解析】
【详解】A.为焓变,单位是,不是,A错误;
B.反应自发性由吉布斯自由能变判断,和共同影响反应的自发性,B正确;
C.焓变,若,则,即,C错误;
D.的数值与热化学方程式的化学计量数成正比,与反应式中的系数有关,D错误;
故选B。
7. 下列说法正确的是
A. 加热氯化钠溶液,溶液将变小
B. 常温下,将盐酸稀释1000倍,所得溶液的为8
C. 在醋酸溶液中加入少量冰醋酸,醋酸电离度增大
D. 常温下将的盐酸与醋酸等体积混合,所得溶液的
【答案】A
【解析】
【详解】A.加热氯化钠溶液,由于水的离子积()随温度升高而增大,氢离子浓度增大,pH变小;例如,100℃时中性,A正确;
B.稀释后盐酸浓度为,但水的电离不能忽略,总氢离子浓度接近,B错误;
C.醋酸电离度,加入冰醋酸增大了浓度,导致电离度减小,C错误;
D.混合前盐酸与醋酸的pH均为3,,等体积混合后氢离子浓度不变,pH=3,D错误;
故选A。
8. 下列说法正确的是
A. 马口铁(镀锡薄钢板)出现破损后,锡优先被腐蚀
B. 适宜的催化剂可以使反应物分子中活化分子百分数增大
C. 电解精炼铜过程中,电解质溶液浓度不发生变化
D. 若为强碱弱酸盐,则的水解平衡常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.马口铁(镀锡铁)破损后,铁比锡活泼,铁作为阳极优先被腐蚀,锡被保护,A错误;
B.催化剂通过降低反应活化能,使更多反应物分子成为活化分子,从而增大活化分子百分数,B正确;
C.电解精炼铜时,阳极粗铜中的杂质(如锌、铁等)会溶解进入电解质溶液,而阴极只沉积铜,导致电解质溶液中铜离子和杂质离子浓度发生变化,C错误;
D.对于强碱弱酸盐MA,会发生水解,其水解平衡常数为,而非,D错误;
答案选B。
9. 下列装置或操作不能达到目的的是
A. 操作①观察颜色:浸泡在热水中的烧瓶内红棕色加深,冷水中烧瓶内红棕色变浅,判断反应2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色)的ΔH<0
B. 操作②观察右侧导管中出现水柱,判断铁发生吸氧腐蚀
C. 操作③判断Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
D. 装置④实现反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+的化学能转变为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.浸泡在热水中的烧瓶内红棕色加深,冷水中烧瓶内红棕色变浅,说明升温,2NO2(g,红棕色)N2O4(g,无色)平衡逆向移动,则ΔH<0,故A正确;
B.铁发生吸氧腐蚀,导致左侧装置内气压减小,右侧导管中水面上升,出现水柱,故B正确;
C.硝酸银足量,氯化钠少量,黄色沉淀是碘离子和银离子直接生成的AgI,不能证明沉淀发生转化,无法判断Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故C错误;
D.该装置是双液原电池,Cu作负极,C作正极,可实现Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+的化学能转变为电能,故D正确;
答案选C。
10. 下列方程式正确的是
A. 钢铁吸氧腐蚀正极电极反应式:
B. 溶液中通入过量离子方程式:
C. 燃烧热的热化学方程式:
D. 向溶液中加入浓盐酸的离子方程式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得到电子,在中性或弱碱性环境中结合水生成氢氧根离子,电极反应式为,A正确;
B.氯气通入碳酸氢钠溶液,和水反应生成和,酸性强于碳酸,可与反应,酸性弱于碳酸,不能和反应,属于弱电解质,离子方程式中不能拆成,正确离子方程式为,B错误;
C.燃烧热规定,可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,氢元素对应的稳定产物是液态水,该方程式中水为气态,不符合燃烧热定义,正确热化学方程式:,C错误;
D.向中加入浓盐酸,酸性条件下,有强氧化性,会氧化放出,发生氧化还原反应,不只是铬酸根与重铬酸根的转化,离子方程式:,D错误;
故选A。
11. 1200℃,将足量的固体置于1L真空密闭容器中,发生反应:
I.
Ⅱ.
tmin时,达到平衡状态,测得的体积分数为20%。下列说法不正确的是
A. 容器中固体质量不再变化时,说明反应I达到平衡状态
B. 该温度下,
C. 压缩容器体积,平衡后CO的体积分数减小
D. 压缩容器体积,平衡后的浓度不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应I进行时,固体转化为并释放,固体质量会减小,当固体质量不再变化时,说明反应I正逆反应速率相等,达到平衡状态,A正确;
B.设平衡时浓度为,则反应Ⅱ生成的浓度为,反应I的,由体积分数为20%得,解得,代入表达式:,B正确;
C.压缩容器体积,温度不变,、均不变,因此平衡时,代入表达式可知、也不变,故的体积分数不变,C错误;
D.温度不变时反应I的平衡常数为定值,只要平衡时仍存在和固体,浓度就保持不变,D正确;
故选C。
12. 下列示意图表示正确的是
A. 图①表示碳的燃烧热
B. 图②表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,由图可知
C. 已知稳定性顺序:,某反应由两步反应构成,反应过程中的能量变化曲线如③图
D. 由图④可知:该反应在低温下可自发进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳的燃烧热指1molC完全燃烧生成气态二氧化碳放出的热量,图①的产物为CO,故A错误;
B.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,a点CO和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相同,即a=2,故B错误;
C.物质的总能量越低越稳定,稳定性顺序B<A<C,物质的能量为B>A>C,可知A→B为吸热反应,B→C为放热反应,反应过程中的能量变化曲线如③图,故C正确;
D.由图④可知,该反应随温度升高,Z的体积分数增大,说明反应温度升高,平衡向正反应方向移动,为吸热反应,;随压强增大,Z的体积分数减小,说明反应压强升高,平衡向逆反应方向移动,为分子数增大的反应,,由时反应自发进行,可知反应在高温时可自发进行,故D错误;
故答案选C。
13. 通过电化学方法制备,进而由与反应合成。为提高电流利用效率,某小组设计电化学合成示意图如下,已知氧化性:。下列说法不正确的是
A. 电势:电极A>电极B
B. 电极B的电极反应式为:
C. 电解液中可以用氢溴酸代替
D. 原料足量的情况下,理论上电路中转移可得到0.1 mol
【答案】D
【解析】
【分析】电极B在酸性条件下得电子生成,则电极B为阴极,电极A为阳极。
【详解】A.电解池中阳极电势高于阴极,电极A为阳极,故电势:电极A>电极B,A正确;
B.电极B为阴极,酸性条件下得电子生成,电极反应式为,B正确;
C.氢溴酸可电离出,既可以导电,又可在阳极放电生成,故可以用氢溴酸代替,C正确;
D.由得失电子守恒可知,电路中转移0.2 mol e-生成0.1mol Br2,但由信息可知氧化性:H2O2>Br2,所以电极B上生成的H2O2也可将溴离子氧化为Br2,所以电路中转移0.2 mol e-生成Br2的物质的量大于0.1 mol,Br2与1:1发生加成反应得到的物质的量大于0.1 mol,D错误;
故选D。
14. 已知25℃时二元酸的,。下列说法正确的是
A. 在等浓度的、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B. 向0.1mol/L的溶液中通入HCl气体至pH=3,则的电离度约为0.013%
C. NaHA溶液中存在
D. 将0.2mol/L 溶液稀释到0.1mol/L,明显减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.的水解能力强于,水解促进水的电离,因此等浓度的、溶液中水的电离程度前者更大,A错误;
B.pH=3时,因极小可忽略第二步电离,根据,设电离的浓度为,则,,代入得,电离度,B正确;
C.溶液的物料守恒为,C错误;
D.溶液中,的极小,稀释时始终满足,因此,几乎不会发生明显变化,D错误;
故选B。
15. 在化学分析中,以标准溶液滴定溶液中的时,采用为指示剂。一定温度下,AgCl和的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 滴定时先产生AgCl沉淀
B. 利用与反应生成砖红色沉淀指示滴定终点
C. 图中a点条件下既不能生成AgCl沉淀,也不能生成沉淀
D. 图中b点时,,
【答案】D
【解析】
【详解】A.由(1.7,5))可得,又,所以,由(4.8,5)可得,又,所以,因为>,所以滴定时先产生AgCl沉淀,故A正确;
B.先产生AgCl沉淀,Cl-完全沉淀时的c(Ag+)=,此时作指示剂的K2CrO4浓度很小,才开始产生Ag2CrO4,所以可以利用与反应生成砖红色沉淀指示滴定终点,故B正确;
C.a点在Ag2CrO4沉淀溶解平衡曲线的上方,为不饱和溶液,因此a点条件下不能生成Ag2CrO4沉淀,又a点也在氯化银沉淀溶解平衡的上方,所以a点也不能生成氯化银沉淀,故C正确;
D.图中b点时,,而Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-),Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+),因此Ksp(AgCl)≠Ksp(Ag2CrO4),故D错误;
故答案为:D。
16. 二甘氨酸合铜中元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A. 为防止与反应,步骤Ⅲ应将溶液调至强碱性
B. 步骤Ⅱ,过量溶液既有利于的充分还原,也有利于生成易溶于水的
C. 步骤Ⅰ,加入稍过量的稀尽可能使元素转化为
D. 用上述方法测定中的元素含量,结果偏大
【答案】A
【解析】
【分析】步骤Ⅰ中发生反应:,加入稍过量稀可确保配合物完全解离,Cu 全部转化为,避免水解。步骤Ⅱ中发生反应:,过量既促进完全还原,又通过形成可溶性防止碘挥发损失。步骤Ⅲ中发生反应:,以此测定Cu元素含量。
【详解】A.根据步骤Ⅲ的反应,该反应需要在中性或弱酸性条件下进行。若溶液呈强碱性,会与OH⁻反应,导致损失,影响滴定结果,A错误;
B.在步骤Ⅱ中,Cu2+与I-反应生成CuI沉淀和,过量的I-可以确保Cu2+完全还原,同时的形成有助于I2溶解,避免I2挥发损失,B正确;
C.步骤Ⅰ中,二甘氨酸合铜在酸性条件下煮解,目的是将Cu元素完全转化为Cu2+,加入稍过量的稀H2SO4可以确保反应完全,同时提供酸性环境,避免Cu2+水解,C正确;
D.在[Cu2(OH)3]NO3中,Cu为+2价,在酸性条件下具有氧化性,可能氧化I-生成,导致消耗更多Na2S2O3,从而使测定的Cu含量偏高,D正确;
故选A。
二、填空题(本题共4小题,共52分)
17. 某小组研究设计了如下图装置联合制备硫酸、氯气和氢氧化钠。
(1)电池放电时,质子经内电路移向_____极(选填“Pt1”或“Pt2”)。
(2)写出燃料电池Pt1的电极反应式_____。
(3)电解过程中消耗的和生成的的物质的量之比:_____。
(4)传统氯碱工业能耗大,如图改进的设计可大幅度降低能耗。电解池应选用_____(选填“阳”或“阴”)离子交换膜,写出电解池的总反应方程式:_____。
【答案】(1)Pt2 (2)
(3)
(4) ①. 阳 ②.
【解析】
【分析】Pt1电极二氧化硫发生失电子的氧化反应,是负极;Pt2电极氧气发生得电子的还原反应,是正极,则电极A是阳极,电极B是阴极。
【小问1详解】
电池放电时,阳离子向正极移动,则质子经内电路移向Pt2极;
【小问2详解】
Pt1电极发生失电子的氧化反应,电极反应式:;
【小问3详解】
负极电极反应式:;阳极电极反应式:,因为转移电子数相同,则消耗的和生成的的物质的量之比为;
【小问4详解】
电极A上Cl-失去电子生成Cl2,阳极电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上O2生成OH-,阴极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,为了得到氢氧化钠,需要阳极附近的钠离子向阴极迁移,因此应选用阳离子交换膜,电池总反应方程式为。
18. 水中可能存在电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡,请根据所学回答问题:
(1)实验表明,液氨也能像水那样进行自耦电离(H2O+H2OH3O++OH-),写出液氨自耦电离的方程式_____。
(2)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用于净水,其净水原理(用离子方程式表示)_____。
(3)向0.1 mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性后,各离子浓度由大到小的顺序为_____。
(4)亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,写出其第一步的电离方程式_____。常温下,已知H3PO3的电离常数为Ka1=1.0×10-2,Ka2=2.6×10-7;H2CO3的电离常数为Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,写出少量CO2通入Na2HPO3溶液中发生反应的离子方程式_____。
(5)已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9该温度下,BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,_____。
【答案】(1)NH3+NH3+
(2)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
(3)c(Na+)>c()>c()>c(OH-)=c(H+)
(4) ①. H3PO3+H+ ②. CO2+ +H2O=+
(5)
【解析】
【小问1详解】
液氨中存在类似水的电离(H2O+H2O⇌H3O++OH-),据此推知液氨的电离方程式为NH3+NH3⇌+。
【小问2详解】
明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水发生电离,电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,反应为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+。
【小问3详解】
若滴入等量的NaOH溶液,则所得溶液为硫酸钠和硫酸铵的混合溶液,铵根离子水解使溶液呈酸性,若使溶液呈中性,则需加入稍过量的NaOH,则离子浓度:c(Na+)>c()>c()>c(OH―)=c(H+)。
【小问4详解】
亚磷酸为二元弱酸,应分步电离,其电离方程式为H3PO3⇌+H+、⇌+H+,根据电离平衡常数的大小,电离出H+能力大小顺序是:H3PO3>H2CO3>>,因此向Na2HPO3溶液中通入少量CO2,生成和,即反应离子方程式为CO2++H2O=+
【小问5详解】
BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,=。
19. 甲醇属于重要大宗化学品,可由、制备,该过程发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)________。
(2)在的恒压装置中充入一定量和,在催化剂作用下仅发生反应Ⅰ和Ⅱ,平衡时或的选择性[]及的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时转化率的曲线是________(填“”、“”或“”),后,转化率随温度变化呈现该曲线变化的原因是________。
②其他条件相同,若将反应物充入的恒压容器中发生反应,和的选择性随温度的变化与时变化相似,请在图中画出之间的平衡转化率随温度变化曲线________(只作定性描述)。
③反应Ⅰ和Ⅱ在铜相催化剂表面的反应机理可能如下(其中*表示吸附态):
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
(ⅳ)
(ⅴ)
(ⅵ)
(ⅶ)
(ⅷ)
写出反应ⅴ的方程式________。
(3)甲醇可被氧化为甲酸,常温下将溶液与溶液等体积混合,求混合后的溶液中水电离出的约为________(已知的)。
【答案】(1)
(2) ①. z ②. 后升温,反应Ⅰ正向移动使转化率增大的幅度,大于反应Ⅱ逆向移动使转化率减小的幅度,因此平衡转化率随温度升高而上升 ③. ④.
(3)mol/L
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ,因此: ;
【小问2详解】
①反应Ⅰ吸热、反应Ⅱ放热,升高温度,反应Ⅰ正向移动使转化率增大,CO的选择性增大;反应Ⅱ逆向移动使转化率减小,CH3OH选择性减小,则为选择性、为选择性,二者加和为,因此转化率为;后升温,反应Ⅰ正向移动使转化率增大的幅度,大于反应Ⅱ逆向移动使转化率减小的幅度,因此平衡转化率随温度升高而上升;
②压强降低,气体分子数不变的反应Ⅰ平衡不移动,气体分子数减少的反应Ⅱ平衡逆向移动,因此相同温度下平衡转化率曲线低于对应的曲线,如图;
③根据原子守恒和吸附位守恒,步骤ⅳ生成,步骤ⅶ生成,因此中间步骤为结合生成吸附态甲醇,即H3CO*+H*→CH3OH*+*;
【小问3详解】
混合后得到等浓度的和,浓度均为。根据电离平衡,,因此,。 溶液中全部来自水的电离(甲酸电离程度大于甲酸根水解程度,溶液显酸性),水电离出的。
20. 四氮化四硫(,S为价)是重要的硫氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于等有机溶剂,可用与(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置已省略)。
已知:
请回答:
(1)氨气发生装置可以选用______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)装置B中生成的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为______;证明:反应完全的现象是_____________________。
(3)装置C中稀硫酸的作用是_____________________,的作用是_____________________。
(4)测定产品纯度:
i.蒸氨:取0.4g固体样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热,将蒸出的通入含有标准溶液的锥形瓶中。
ii.滴定:用的NaOH溶液滴定剩余的,记录消耗NaOH溶液的体积。重复3次实验,数据如下表所示:
实验序号
初始读数(mL)
最终读数(mL)
①
0.20
20.22
②
0.40
24.85
③
1.00
20.98
①滴定时选用的指示剂为______,滴定终点读数后发现滴定管尖嘴有气泡,则测得的产品纯度______(填“偏高、偏低、无影响”)。
②制得的()的纯度为______。
【答案】(1)BD (2) ①. ②. 溶液红棕色褪去
(3) ①. 吸收多余的氨气,防止空气污染 ②. 防止稀硫酸被倒吸入装置B中
(4) ①. 甲基橙 ②. 偏高 ③. 92%
【解析】
【分析】本实验目的是制备S4N4,装置A的作用是制备氨气,装置B为反应装置,装置C的作用是吸收未反应的氨气。
【小问1详解】
A.A装置中,固体加热时,试管口应向下倾斜,且生成的氨气和氯化氢在试管口附近恢复到通常情况下又会结合生成氯化铵,因此不能通过加热氯化铵的方法来制取氨气,A错误;
B.装置发生反应,,水和二氧化碳被碱石灰吸收,从而得到氨气,B正确;
C.装置发生反应,,固体加热时,试管口应向下倾斜,且氨气会与氯化钙结合成 ,无法得到氨气,C错误;
D.浓氨水与CaO发生反应:,反应放热,促使氨气挥发,得到氨气,D正确。
故答案选BD。
【小问2详解】
利用氨气与二氯化硫反应生成四氮化四硫,反应还生成一种常见固体单质和一种盐,参与反应的元素中,只有单质S才是固体,故该固体为硫单质,反应还生成一种盐,根据得失电子守恒,氮元素失电子,硫元素得电子,而氯元素不参与得失电子,故该盐应为盐酸盐,即氯化铵,反应的化学方程式为:;为红棕色液体,因此证明完全反应的现象是:溶液红棕色褪去。
【小问3详解】
用稀硫酸进行氨气的尾气处理,防止空气污染;氨气极易溶于水,因此用CCl4可防止稀硫酸被倒吸入装置B中。
【小问4详解】
用氢氧化钠滴定剩余的硫酸,溶液中还存在硫酸铵,滴定终点应铵根离子水解呈酸性,可选用甲基橙作指示剂;滴定终点读数后发现滴定管尖嘴有气泡,从而使氢氧化钠标准液体积偏小,剩余硫酸物质的量偏小,的质量增大,则测得的产品纯度偏大;
稀硫酸物质的量=0.05 L×0.1 mol/L =0.005 mol,吸收完氨气后,剩余的硫酸消耗NaOH标准液平均体积为20.00 mL(②数值相差太大,舍去),即0.02L×0.1 =0.002mol, H2SO4~2NaOH,剩余的H2SO4有0.001mol,则吸收氨气消耗了0.004mol硫酸。根据化学方程式:,, S4N4~4NH3~ 2H2SO4可知,样品中S4N4有0.002mol,即S4N4产品纯度=。
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