精品解析:福建省厦门集美中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 化学试题
2026-10-20
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内容正文:
2026-2027学年第一学期高二年段十月质量检测
化学试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 杭州第19届亚运会采用零碳甲醇()作为主火炬燃料,碳循环过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 甲醇充分燃烧排放清洁产物 B. 过程①存在C=O的断裂
C. 过程②发生了吸热反应 D. 该循环有利于实现碳中和
2. 有关电化学知识的描述正确的是
A. 反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可设计成原电池实现
B. 利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2,可设计如图所示原电池装置,盐桥内K+向FeCl3溶液移动
C. 氯化铝是一种电解质,可用于电解法熔融态氯化铝制金属铝
D. 在铁制品上镀银时,铁制品与电源正极相连
3. 如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列叙述正确的是
A. 和的总能量高于
B. 根据盖斯定律可得:
C. 测定S的燃烧热:通入稍过量使完全燃烧生成所放出的热量
D. 含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量为57.3 kJ
4. 下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A. BaO和足量的水 B. Al和足量的NaOH溶液
C. ZnO和足量的稀硫酸 D. KOH溶液和足量的稀盐酸
5. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. ,则碳的摩尔燃烧焓为
B. 与不需加热就能反应,故该反应是放热反应
C. 已知相同条件下的两反应: ; ,则
D. 已知: ,则和足量反应放出3.86 kJ热量
6. 观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是
A. 装置①中阳极上析出红色固体
B. 装置②中铜片应与电源负极相连
C. 装置③中外电路电流方向:b极 →a极
D. 装置④中阴极反应:2 Cl--2e-= Cl2
7. 某同学欲完成反应:,设计了下列四个实验,你认为可行的是
A. B. C. D.
8. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 过程①中钛氧键断裂会释放能量
B. 该反应中,光能和热能转化为化学能
C. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D. CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+30kJ/mol
9. 一种电化学处理硝酸盐产氨的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 右室为阳极室,电极反应为
B. 电解过程中,左室溶液的pH逐渐增大
C. 用湿润的淀粉-KI试纸置于b处,试纸变蓝
D. 理论上,若左室中有8 mol电子发生转移时,左室溶液质量减少17 g
10. 科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol
C. 充电时,电池总反应为
D. 充电时,阳极室溶液中OH−浓度升高
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 化学反应在发生物质变化的同时伴随能量变化,是人类获取能量的重要途径。
(1)下列属于吸热反应的是__________。
A. 冰融化成水 B. 受热分解
C. 钠与水反应 D. 铝和氧化铁反应
(2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示:
离子
相对能量
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是__________(填离子符号)。
②反应的__________。
(3)的盐酸与的NaOH溶液在简易量热计装置中进行中和反应(稀溶液中,可以近似地认为反应前后溶液密度、比热容均与水的相等,即,)。实验所测的温度差数据如表所示。
第一次
第二次
第三次
第四次
3.1℃
3.2℃
3.0℃
4.3℃
①本次实验所测的中和热__________(保留3位有效数字)。
②若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,发生反应的离子方程式为_____________,此时所得与上述实验所得比较__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 根据所学电化学知识,回答下列问题:
(1)如图:
①甲池中通入的电极名称是__________极;乙池中石墨电极反应式为______________________________;丙池中反应的离子方程式为______________________________。
②反应一段时间后,甲池中消耗560 mL(标准状况下),若向乙池中加入__________,其质量为__________g,能使溶液恢复到原浓度。(假设电解前后溶液的体积不变,均为100 mL)。
(2)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
①负极发生的电极反应为______________________________。放电时,溶液的pH__________(填“增大”、“不变”、“减小”)。
②铅酸电池使用过程中,负极因生成导电性差的大颗粒导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料,可提高铅酸电池的性能。碳材料的作用有__________(填字母序号)。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积,利于生成小颗粒
c.碳材料作还原剂,使被还原
13. 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验,导管中液柱的上升缓慢,下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A. 用纯氧气代替试管内空气 B. 用酒精灯加热试管提高温度
C. 将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D. 换成更细的导管,水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表,根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______(选填“加快”“不变”或“减慢”),你认为影响因素为_______。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表格空白:
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为①_______
然后再滴加2~3滴溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为②_______
根据以上实验探究,试判断_______(选填“a”或“b”)为负极,该点腐蚀更严重。
14. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示。
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有和___________。
(3)“沉淀”步骤调到弱碱性,主要除去的杂质是___________。
(4) “分离钒”步骤中,将溶液调到1.8左右得到沉淀,在时,溶解为或;在碱性条件下,溶解为或,上述性质说明具有___________(填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(5) “还原”步骤中加入焦亚硫酸钠()溶液,反应的离子方程式为___________。
(6)全钒液流储能电池是利用不同价态离子发生氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的,其装置原理如图:
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为___________。
②充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由___________色变为___________色。
③放电过程中氢离子的作用是___________和___________;充电时若转移的电子数为个,左槽溶液中的变化量为___________。
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2026-2027学年第一学期高二年段十月质量检测
化学试题
(考试时间:75分钟;满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 杭州第19届亚运会采用零碳甲醇()作为主火炬燃料,碳循环过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 甲醇充分燃烧排放清洁产物 B. 过程①存在C=O的断裂
C. 过程②发生了吸热反应 D. 该循环有利于实现碳中和
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水,二者均为清洁无污染的产物,A正确;
B.过程①为转化为甲醇,中含有C=O双键,甲醇中不含C=O双键,因此反应过程中存在C=O的断裂,B正确;
C.过程②为甲醇的燃烧反应,燃烧反应均属于放热反应,不是吸热反应,C错误;
D.该循环实现了的回收及循环利用,可减少额外碳排放,有利于实现碳中和,D正确;
故选C。
2. 有关电化学知识的描述正确的是
A. 反应Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑可设计成原电池实现
B. 利用Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2,可设计如图所示原电池装置,盐桥内K+向FeCl3溶液移动
C. 氯化铝是一种电解质,可用于电解法熔融态氯化铝制金属铝
D. 在铁制品上镀银时,铁制品与电源正极相连
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑为非自发进行的氧化还原反应,不可设计成原电池,A错误;
B.利用Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,可设计如图所示原电池装置,Cu失电子作负极,C作正极,盐桥内K+向FeCl3溶液移动,B正确;
C.熔融态氯化铝中不存在自由移动的离子,电解熔融态氧化铝制金属铝,C错误;
D.在铁制品上镀银时,铁制品做阴极,与电源负极相连,D错误;
故答案为:B。
3. 如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列叙述正确的是
A. 和的总能量高于
B. 根据盖斯定律可得:
C. 测定S的燃烧热:通入稍过量使完全燃烧生成所放出的热量
D. 含的稀溶液与足量NaOH的稀溶液反应,放出的热量为57.3 kJ
【答案】A
【解析】
【详解】A.与反应生成为放热反应,反应物总能量高于生成物总能量,因此和的总能量高于,A正确;
B.途径①的反应物为和,途径②的反应物为、和,二者反应物种类不同,不满足盖斯定律的应用条件,因此,B错误;
C.燃烧热的定义是可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,的稳定氧化物为而非,测定的燃烧热时应生成,C错误;
D.选项仅给出稀溶液的浓度,未给出溶液体积,无法确定的物质的量,也就无法确定生成的物质的量,不能计算反应放出的热量,D错误;
故选A。
4. 下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A. BaO和足量的水 B. Al和足量的NaOH溶液
C. ZnO和足量的稀硫酸 D. KOH溶液和足量的稀盐酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.BaO与水反应生成Ba(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A不符合题意;
B.Al与NaOH溶液反应生成H2气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,B符合题意;
C.ZnO与稀硫酸反应生成ZnSO4和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C不符合题意;
D.KOH与稀盐酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,D不符合题意;
故选B。
5. 下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A. ,则碳的摩尔燃烧焓为
B. 与不需加热就能反应,故该反应是放热反应
C. 已知相同条件下的两反应: ; ,则
D. 已知: ,则和足量反应放出3.86 kJ热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩尔燃烧焓是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定稳定氧化物时的焓变,碳的稳定氧化物为,该反应生成,不能表示碳的摩尔燃烧焓,A错误;
B.反应的吸放热与反应是否需要加热无必然关联,与的反应为吸热反应,B错误;
C.等量完全燃烧,生成气态水时放出的热量小于生成液态水时放出的热量,放热反应的为负值,放出热量越少越大,故,C正确;
D.合成氨反应为可逆反应,0.1 mol 不能完全反应,实际放出的热量小于3.86 kJ,D错误;
故选C。
6. 观察下列几个装置示意图,有关叙述正确的是
A. 装置①中阳极上析出红色固体
B. 装置②中铜片应与电源负极相连
C. 装置③中外电路电流方向:b极 →a极
D. 装置④中阴极反应:2 Cl--2e-= Cl2
【答案】C
【解析】
【详解】A、阳极失电子,所以应该生成氯气,而红色的铜应该在阴极析出,A不正确;
B、镀层金属应该要失去电子进入溶液中,所以铜片与电源正极相连,B不正确;
C、H2在负极上失电子、O2在正极上得电子,电子由a流向b,所以电流由b流向a,C正确;
D、阴极上H+得电子生成H2,D不正确。
故选C。
7. 某同学欲完成反应:,设计了下列四个实验,你认为可行的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.该装置为电解池,C为阳极,阳极失电子生成,Ag为阴极,得电子生成,总反应为,不符合目标反应,A错误;
B.该装置为电解池,Pt为阳极,阳极失电子生成,Ag为阴极,得电子生成,总反应为,不符合目标反应,B错误;
C.该装置为电解池,Ag为阳极,电极反应为,C为阴极,电极反应为,总反应为,符合目标反应,C正确;
D.该装置为电解池,Fe为阳极,电极反应为,C为阴极,电极反应为,总反应为,不符合目标反应,D错误;
故选C。
8. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 过程①中钛氧键断裂会释放能量
B. 该反应中,光能和热能转化为化学能
C. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D. CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+30kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学键断裂需要吸收能量,过程①中钛氧键断裂会吸收能量,A错误;
B.根据图示,该反应中吸收光能和热能,转化为CO和O2的化学能,B正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率,催化剂不能降低反应的焓变,C错误;
D.△H=反应物总键能-生成物总键能,CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=(1598×2-1072×2-496)kJ/mol =+556kJ/mol,D错误;
故选B。
9. 一种电化学处理硝酸盐产氨的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 右室为阳极室,电极反应为
B. 电解过程中,左室溶液的pH逐渐增大
C. 用湿润的淀粉-KI试纸置于b处,试纸变蓝
D. 理论上,若左室中有8 mol电子发生转移时,左室溶液质量减少17 g
【答案】D
【解析】
【分析】该装置为电解池,左侧电极将还原为,再将转化为,该电极为阴极;右侧电极将氧化为,该电极为阳极。
【详解】A.右室中失电子生成,发生氧化反应,为阳极室,电极反应为,A正确;
B.左室为阴极室,电极反应为,反应生成,溶液pH逐渐增大,B正确;
C.b处有阳极生成的逸出,与KI反应生成,淀粉遇变蓝,故试纸变蓝,C正确;
D.转移8 mol电子时,左室生成1 mol 逸出,同时有8 mol 通过阳离子交换膜从右室进入左室,左室溶液质量增加,D错误;
故选D。
10. 科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应为
B. 放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 mol
C. 充电时,电池总反应为
D. 充电时,阳极室溶液中OH−浓度升高
【答案】D
【解析】
【分析】由题可知,放电时,CO2转化为HCOOH,即CO2发生还原反应,故放电时右侧电极为正极,左侧电极为负极,Zn发生氧化反应生成;充电时,右侧为阳极,H2O发生氧化反应生成O2,左侧为阴极,发生还原反应生成Zn,以此分析解答。
【详解】A.放电时,负极上Zn发生氧化反应,电极反应式为:,故A正确,不选;
B.放电时,CO2转化为HCOOH,C元素化合价降低2,则1molCO2转化为HCOOH时,转移电子数为2mol,故B正确,不选;
C.充电时,阳极上H2O转化为O2,负极上转化为Zn,电池总反应为:,故C正确,不选;
D.充电时,阳极的电极反应式为:,溶液中H+浓度增大,溶液中c(H+)•c(OH-)=KW,温度不变时,KW不变,因此溶液中OH-浓度降低,故D错误,符合题意;
答案选D。
二、非选择题(本题共4小题,共60分)
11. 化学反应在发生物质变化的同时伴随能量变化,是人类获取能量的重要途径。
(1)下列属于吸热反应的是__________。
A. 冰融化成水 B. 受热分解
C. 钠与水反应 D. 铝和氧化铁反应
(2)几种含氯元素的离子的相对能量如表所示:
离子
相对能量
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是__________(填离子符号)。
②反应的__________。
(3)的盐酸与的NaOH溶液在简易量热计装置中进行中和反应(稀溶液中,可以近似地认为反应前后溶液密度、比热容均与水的相等,即,)。实验所测的温度差数据如表所示。
第一次
第二次
第三次
第四次
3.1℃
3.2℃
3.0℃
4.3℃
①本次实验所测的中和热__________(保留3位有效数字)。
②若仅用等体积等浓度的醋酸稀溶液代替稀盐酸进行该实验,发生反应的离子方程式为_____________,此时所得与上述实验所得比较__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. ②.
(3) ①. -51.8 ②. ③. 偏大
【解析】
【小问1详解】
A.冰融化成水是物质状态的改变,属于物理变化,不是化学反应,A不符合题意;
B.碳酸钙受热分解是常见的吸热反应,B符合题意;
C.钠与水反应剧烈并放出大量热,属于放热反应,C不符合题意;
D.铝和氧化铁发生的铝热反应会放出大量的热,属于放热反应,D不符合题意;
故选B。
【小问2详解】
①物质的相对能量越高,其状态越不稳定。由表格数据可知, 的相对能量最高,因此在五种离子中最不稳定。
②根据反应热,代入表格中的相对能量数据可得:。
【小问3详解】
①第四次实验的温度差()与其他三次偏差较大,属于无效数据,应舍去。前三次实验温度差的平均值为。反应混合液的总质量。反应放出的热量。反应生成水的物质的量(氢氧化钠过量,以盐酸计算)。则中和热(保留3位有效数字)。
②醋酸是弱酸,在离子方程式中应保留化学式,反应的离子方程式为。由于弱酸电离需要吸收热量,导致反应放出的总热量减少。因为放热反应的,放出的热量越少,的数值越大(即负值越小),故所得偏大。
12. 根据所学电化学知识,回答下列问题:
(1)如图:
①甲池中通入的电极名称是__________极;乙池中石墨电极反应式为______________________________;丙池中反应的离子方程式为______________________________。
②反应一段时间后,甲池中消耗560 mL(标准状况下),若向乙池中加入__________,其质量为__________g,能使溶液恢复到原浓度。(假设电解前后溶液的体积不变,均为100 mL)。
(2)铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
①负极发生的电极反应为______________________________。放电时,溶液的pH__________(填“增大”、“不变”、“减小”)。
②铅酸电池使用过程中,负极因生成导电性差的大颗粒导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料,可提高铅酸电池的性能。碳材料的作用有__________(填字母序号)。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积,利于生成小颗粒
c.碳材料作还原剂,使被还原
【答案】(1) ①. 负 ②. 2H2O-4e-=4H++O2↑ ③. ④. CuO(或CuCO3) ⑤. 4(或6.2)
(2) ①. Pb-2e-+=PbSO4 ②. 增大 ③. ab
【解析】
【小问1详解】
①甲池为甲醇燃料电池,通入燃料的一极发生氧化反应,为负极;通入的一极为正极。乙池和丙池为电解池,乙池中的石墨电极与甲池的正极相连,作阳极,溶液中的水失去电子生成氧气和氢离子,电极反应式为。丙池中,阳极氯离子放电生成氯气,阴极水得电子生成氢气和氢氧根离子,生成的氢氧根离子与镁离子结合生成氢氧化镁沉淀,总反应的离子方程式为。
②甲池中消耗标准状况下560 mL ,其物质的量为,根据可知,整个电路转移电子的物质的量为。乙池中发生反应,转移0.1 mol电子时,阴极析出0.05 mol Cu,阳极析出0.025 mol ,相当于从溶液中脱离了0.05 mol 。因此需要向溶液中加入0.05 mol 使其恢复原浓度,其质量为。若填入,发生反应,同样相当于补充了,所需质量为。
【小问2详解】
①铅酸电池放电时,负极的失去电子,并与溶液中的结合生成沉淀,电极反应式为。电池放电的总反应为,放电过程中不断消耗硫酸并生成水,导致溶液中氢离子浓度减小,因此溶液的pH增大。
②a.负极添加石墨、多孔碳等碳材料,碳材料具有良好的导电性,可以增强负极的导电网络,a正确;
b.多孔碳具有较大的比表面积,可以提供更多的结晶位点,有利于生成分散的小颗粒,防止电极因生成导电性差的大颗粒而失活,正确;
c.碳材料添加在负极,不与正极的接触,且常温下碳材料不会作为还原剂去还原,c错误;
故选ab。
13. 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验,导管中液柱的上升缓慢,下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有_______(填序号)。
A. 用纯氧气代替试管内空气 B. 用酒精灯加热试管提高温度
C. 将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D. 换成更细的导管,水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表,根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______(选填“加快”“不变”或“减慢”),你认为影响因素为_______。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表格空白:
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为①_______
然后再滴加2~3滴溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为②_______
根据以上实验探究,试判断_______(选填“a”或“b”)为负极,该点腐蚀更严重。
【答案】(1)ACD (2) ①. 减慢 ②. 氧气的浓度
(3) ①. ②. ③. b
【解析】
【小问1详解】
A.用纯氧气代替试管内空气,氧气浓度增大,反应速率加快,可以更快更清晰观察到水柱上升现象,A正确;
B.用酒精灯加热试管提高温度,温度升高,试管内气体膨胀,可能观察不到水柱上升现象,B错误;
C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末,构成原电池,反应速率加快,可以更快更清晰观察到水柱上升现象,C正确;
D.换成更细的导管,水中滴加红墨水,消耗相同体积的氧气时,导管中液面变化会明显,D正确;
故选ACD;
【小问2详解】
该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验,根据导管中红墨水液柱高度随时间的变化,可知腐蚀的速率随时间逐渐减慢;随反应进行,氧气的浓度降低,所以反应速率减慢;
【小问3详解】
滴加2~3滴酚酞指示剂,a点附近溶液出现红色,说明氧气在a点得电子生成氢氧根离子,a点电极反应为;滴加2~3滴溶液,b点周围出现蓝色沉淀,说明b点铁失电子生成,b点电极反应为;原电池负极发生氧化反应,根据以上实验探究,可知b为负极,b点腐蚀更严重。
14. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示。
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有和___________。
(3)“沉淀”步骤调到弱碱性,主要除去的杂质是___________。
(4) “分离钒”步骤中,将溶液调到1.8左右得到沉淀,在时,溶解为或;在碱性条件下,溶解为或,上述性质说明具有___________(填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(5) “还原”步骤中加入焦亚硫酸钠()溶液,反应的离子方程式为___________。
(6)全钒液流储能电池是利用不同价态离子发生氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的,其装置原理如图:
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,其电极反应式为___________。
②充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由___________色变为___________色。
③放电过程中氢离子的作用是___________和___________;充电时若转移的电子数为个,左槽溶液中的变化量为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)[Al(OH)4]-
(4)C (5)
(6) ①. ②. 绿 ③. 紫 ④. 参与电极反应 ⑤. 平衡电荷 ⑥. 1mol
【解析】
【分析】铬钒渣在空气中和碳酸钠、氢氧化钠中煅烧得到,、等,用水浸取,过滤出滤渣二氧化硅和氧化铁,再用稀硫酸调节pH值得到氢氧化铝沉淀,再用硫酸镁、硫酸铵除硅、磷杂质,用稀硫酸调节pH值分离出钒,用焦亚硫酸钠()溶液还原得到氢氧化铬。
【小问1详解】
煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,根据在碱性介质中以存在,则其中含铬化合物主要为;故答案为:。
【小问2详解】
煅烧过程中铁的化合物被氧化为氧化铁,因此水浸渣中主要有和;故答案为:。
【小问3详解】
煅烧、浸取后铝以四羟基铝酸钠形式存在,因此“沉淀”步骤调到弱碱性,则铝以氢氧化铝形式存在,即主要除去的杂质是[Al(OH)4]-;故答案为:[Al(OH)4]-。
【小问4详解】
根据上述信息说明既和酸反应又和碱反应,因此说明具有两性;故答案为:C。
【小问5详解】
根据最高价铬酸根在酸性介质中以存在,则“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠()溶液,反应的离子方程式为;故答案为:。
【小问6详解】
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝,则变为,化合价降低,则其电极反应式为;故答案为:。
②充电过程中,右边为阴极,化合价降低,发生还原反应,因此右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色;故答案为:绿;紫。
③根据正极反应式,负极区的氢离子向正极区移动,则放电过程中氢离子的作用是参与电极反应和平衡电荷;充电时电极反应式为,若转移的电子数为个即物质的量为1mol,有1mol氢离子移向右侧,则左槽溶液中的变化量为1mol;故答案为:参与电极反应;平衡电荷;1mol。
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