精品解析:上海市建平中学2026-2027学年高二上学期11月期中考试 化学试题
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内容正文:
建平中学2026学年第一学期期中教学质量检测
高二化学试卷
1.试卷共五道大题,满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试设试卷和答题纸两部分。答题前,务必按要求在答题纸正面清楚地填涂班级、姓名、学号。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题有1~2个正确选项。
可能用到的相对原子质量:H-1、Li-7、C-12、N-14、O-16、Na-23
一、碳为观止
“碳中和”是全球应对气候变化的重要目标,将CO2转化为有用产品是实现该目标的关键路径之一。
1. 自然界中,CO2的产生有多种途径。例如___________________(列举一条)。
Ⅰ.某校科研人员利用NaOH溶液实现碳捕获的装置如图:
2. NaHCO3中含有的化学键类型有_____________(不定项)。
A. 极性共价键 B. 非极性共价键 C. 离子键 D. 金属键
3. 写出捕捉室中反应的离子方程式__________________________。
4. 将NaOH溶液喷成雾状的目的是_________________________________。
Ⅱ.CO2催化加氢合成甲醇用于CO2 的转化利用,主要发生下列反应:
①
②
③
5. ΔH3=_____________。
6. 反应①在_____________自发。
A. 高温 B. 低温 C. 任意温度下 D. 任意温度均不
7. 某温度下,向容积一定的密闭容器中通入0.5 mol CO2、1.5 mol H2发生反应①。下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是_____________。
A. n(CH3OH)=n(H2O) B. CO2和H2转化率的比值不变
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变
8. 下列措施能使反应①的平衡体系中n(CH3OH)增大的是____________(不定项)。
A. 将H2O从体系中分离出去 B. 增大体积以减小体系压强
C. 加入催化剂 D. 恒容时再充入1 mol H2
9. 在一个容积不变的密闭容器中只发生反应②,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
800℃时,某时刻测得,,,,则此时上述反应的平衡移动方向为_____________。
A. 正反应方向 B. 逆反应方向 C. 不移动 D. 无法确定
10. 若只发生反应①,测得不同温度下、相同时间CO2的转化率,将其绘制如图曲线,试写出CO2的转化率出现如图变化的可能原因___________________________________。
二、果然有酸
苹果酸为二元弱酸,可用H2A表示,其分子式为C4H6O5,结构简式如下。25℃时,用NaOH标准液滴定同浓度的苹果酸溶液,其中H2A、HA-和A2-的分布系数δ(x)随溶液pH变化如图。
11. H2A的Ka2=_____________。
12. 苹果酸中C元素的平均价态为______________。
A. 0 B. +1 C. +2 D. +3
13. 曲线_____________是HA-的分布系数曲线。
A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. 无法确定
14. 向0.1mol/L苹果酸溶液中加入少量苹果酸晶体,将_____________。
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
15. 有关滴定过程,下列说法正确的是_____________(不定项)。
A. a点对应的NaOH溶液与H2A溶液的体积比为1:1
B. a点到b点过程中,水的电离程度先增大后减小
C. pH=4.4时,
D. b点溶液中:
为测定某品种苹果中苹果酸的含量,某小组采用滴定分析法,实验步骤如下:
取100 g苹果榨汁,经处理将制得的苹果酸晶体配成100 mL待测液。移取25.00 mL待测液,用的NaOH标准液平行滴定3次。
16. 滴定管使用前应先进行的操作是_____________,随后依次完成洗涤、润洗,最后装入溶液备用。
17. 指示剂选择酚酞,滴定终点的标志是________________________________。
前两次滴定数据记录如下:
滴定次数
待测液体积(mL)
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
25.00
0.02
26.00
第二次
25.00
0.08
26.10
第三次
25.00
18. 第三次滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则本次消耗NaOH的体积为_____________mL。
19. 下列操作会造成测定结果偏低的是_____________。
A. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
B. 滴定管水洗后未用标准液润洗
C. 滴定前平视读数,滴定后俯视读数
D. 锥形瓶用蒸馏水洗后又用待测液润洗
20. 该品种苹果中苹果酸的含量为_____________%(保留2位有效数字)。[]
三、电尽其用
原电池和电解池原理广泛应用于生活、生产和科学技术等方面。
21. 下列装置中,能将化学能直接转化为电能的是_____________(不定项)。
A. 充电宝 B. 电解水装置 C. 精炼铜 D. 水果电池
22. 下列装置中,能够组成原电池的是_____________。
A. B. C. D.
23. 海上风电设备长期处于海水环境,钢铁表面易发生吸氧腐蚀,其原理如图所示。写出钢铁吸氧腐蚀的正极反应式__________________________。
24. 为了减缓海水对风电设备A中钢铁的腐蚀,材料B可以选择_____________。
A. 铜板 B. 锌板 C. 二氧化硅板 D. 锡板
锂电池应用广泛,石墨/锂钴氧电池的工作原理如图,其总反应方程式为: 。
25. 充电时,a接直流电源的_____________极。
A.正 B.负
该锂电池某时刻锂离子的移动方向如上图所示。
26. 此时该电池处于_____________状态。
A.放电 B.充电
27. 写出此时b极的电极反应式_____________。
28. 放电时,外电路中转移4 mol e-,理论上正极质量增加_____________g。
29. 若要制得电池容量为20000 mAh的锂离子电池,理论上所需金属锂材料至少为_____________g(保留3位有效数字)。[1 mol电子所带的电量约为96500库仑,3.6库仑=1 mAh]
四、捕碳制碱
某厂用NaOH溶液对烟气中的进行吸收,获得纯碱、小苏打等化工产品。已知:的、。
30. 写出在水中的电离方程式:_____________。
31. 溶液中,_____________。
A. < B. > C. = D. 无法确定
32. 室温下,将1 mL pH为11的溶液稀释成10 mL后,溶液的pH_________10。
A. > B. < C. = D. 无法确定
33. 溶液中________________(用含碳微粒浓度和表示)。
34. 下列关于和叙述正确的是_____________。
A. 溶液显碱性,可用于的吸收
B. 和溶液中,所含的微粒种类不同
C. 饱和溶液的碱性强于饱和溶液,主要是因为的溶解度更大
D. 溶液和NaOH溶液按一定比例混合,可以制备
为测定吸收液组成,某小组采用双指示剂法,选用酚酞和甲基橙作指示剂。滴定前,向等体积、等浓度的和溶液中分别滴加的盐酸,进行对照实验,溶液pH变化如下。
35. 图_____________是的滴定曲线。
A.甲 B.乙
36. 图乙中第二段滴定终点前、后颜色分别为_____________色。
A. 浅红;无 B. 无;浅红 C. 橙;黄 D. 黄;橙
该小组移取20.00 mL吸收液,用盐酸滴定,pH变化如下图,B、C为两个滴定终点。记到达B点消耗的盐酸体积为,继续滴定至C点又消耗盐酸。
37. 若,则吸收液中溶质的成分为_____________。
A. B. C. 和 D. 和NaOH
38. 到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入的盐酸局部过浓,该同学见局部变色后即停止滴定。则其记录的________。
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法确定
39. 多次平行实验测得滴定过程中平均消耗体积为、(),则吸收液中的_____________。(用c,和表示)。
五、点废成金
废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:①金属铝可溶于NaOH溶液。
②常温下,部分金属离子(Mn+)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Mn+
开始沉淀的pH
6.3
2.7
4.0
6.6
10.1
完全沉淀pH
8.3
3.7
5.2
9.1
12.4
③常温下,,LiCoO3难溶于水,具有强氧化性(且氧化性强于KMnO4)。
40. 写出基态Co原子价电子的轨道表示式_____________。
41. 与Co同周期的主族元素中,基态原子核外未成对电子数与Co原子相同的元素有_____种。
42. 书写Li2CO3溶解平衡常数表达式_______________。
43. 碱溶时可以加快反应速率的措施有_____________(不定项)。
A. 适当升高温度 B. 增加正极材料的用量 C. 搅拌 D. 延长碱溶时间
44. 配平“酸浸”时的反应:______________。
__+__+________+__+______+__。
45. 用氨水调节pH的范围为_____________。
46. “沉钴”时,生成CoCO3的同时有气体生成,写出该过程发生反应的离子方程式_______________________________________。
47. “沉钴”时若选用Na2CO3溶液,得到的CoCO3不纯,原因可能为____________________________________。
48. 若“沉锂”前,向1 L该溶液中加入一定量Na2CO3固体后,计算Li+的沉淀率为_____________,此过程中加入Na2CO3_____________g。
[忽略体积变化;
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建平中学2026学年第一学期期中教学质量检测
高二化学试卷
1.试卷共五道大题,满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试设试卷和答题纸两部分。答题前,务必按要求在答题纸正面清楚地填涂班级、姓名、学号。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题有1~2个正确选项。
可能用到的相对原子质量:H-1、Li-7、C-12、N-14、O-16、Na-23
一、碳为观止
“碳中和”是全球应对气候变化的重要目标,将CO2转化为有用产品是实现该目标的关键路径之一。
1. 自然界中,CO2的产生有多种途径。例如___________________(列举一条)。
Ⅰ.某校科研人员利用NaOH溶液实现碳捕获的装置如图:
2. NaHCO3中含有的化学键类型有_____________(不定项)。
A. 极性共价键 B. 非极性共价键 C. 离子键 D. 金属键
3. 写出捕捉室中反应的离子方程式__________________________。
4. 将NaOH溶液喷成雾状的目的是_________________________________。
Ⅱ.CO2催化加氢合成甲醇用于CO2 的转化利用,主要发生下列反应:
①
②
③
5. ΔH3=_____________。
6. 反应①在_____________自发。
A. 高温 B. 低温 C. 任意温度下 D. 任意温度均不
7. 某温度下,向容积一定的密闭容器中通入0.5 mol CO2、1.5 mol H2发生反应①。下列能说明该反应体系已达到平衡状态的是_____________。
A. n(CH3OH)=n(H2O) B. CO2和H2转化率的比值不变
C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变
8. 下列措施能使反应①的平衡体系中n(CH3OH)增大的是____________(不定项)。
A. 将H2O从体系中分离出去 B. 增大体积以减小体系压强
C. 加入催化剂 D. 恒容时再充入1 mol H2
9. 在一个容积不变的密闭容器中只发生反应②,其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
800℃时,某时刻测得,,,,则此时上述反应的平衡移动方向为_____________。
A. 正反应方向 B. 逆反应方向 C. 不移动 D. 无法确定
10. 若只发生反应①,测得不同温度下、相同时间CO2的转化率,将其绘制如图曲线,试写出CO2的转化率出现如图变化的可能原因___________________________________。
【答案】1.
动植物的呼吸作用(或化石燃料的燃烧、微生物的分解作用等合理答案) 2. AC
3.
4.
增大反应物接触面积,加快反应速率,使 被充分吸收
5.
-99.8 6. B 7. D 8. AD 9. A
10.
之前反应未达到平衡,温度升高反应速率加快,相同时间内 转化率增大; 时反应达到平衡,由于该反应为放热反应,温度继续升高,平衡逆向移动, 转化率减小
【解析】
【1题详解】
自然界中二氧化碳的产生途径包括动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解作用等,任举一例即可。
【2题详解】
由和构成。
A.内部的H、O与C、O原子间均为不同种非金属原子形成的共价键,属于极性共价键,A正确;
B.中不存在同种非金属原子形成的共价键,不含非极性共价键,B错误;
C.和之间存在离子键,C正确;
D.为离子化合物,不是金属或合金,不含金属键,D错误;
故选AC。
【3题详解】
捕集室中NaOH溶液与过量CO2反应生成NaHCO3,反应的离子方程式为。
【4题详解】
将NaOH溶液喷成雾状可增大NaOH溶液与含CO2空气的接触面积,加快反应速率,使CO2被充分吸收,提高捕集效率。
【5题详解】
根据盖斯定律,反应③可由反应①减去反应②得到,因此。
【6题详解】
反应①的正反应为气体分子数减少的放热反应,即、,根据吉布斯自由能判据,当时反应自发进行,因此反应在低温下自发。
故选B。
【7题详解】
A.未说明是正反应速率还是逆反应速率,不能判断平衡,A错误;
B.初始投料比,等于化学计量数之比,反应过程中二者转化率始终相等,比值始终为1,无法判断平衡,B错误;
C.反应体系中所有物质均为气体,气体总质量不变,容器容积恒定,因此混合气体的密度始终不变,无法判断平衡,C错误;
D.气体总质量不变,正反应为气体分子数减少的反应,反应过程中气体总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量逐渐增大,当平均相对分子质量不变时,说明气体总物质的量不变,反应达到平衡,D正确;
故选D。
【8题详解】
A.将从体系中分离出去,生成物浓度减小,平衡正向移动,增大,A正确;
B.增大体积以减小体系压强,平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动,减小,B错误;
C.加入催化剂仅改变反应速率,不影响平衡状态,不变,C错误;
D.恒容时再充入1 mol ,反应物浓度增大,平衡正向移动,增大,D正确;
故选AD。
【9题详解】
800℃时反应②的平衡常数,此时浓度商,,说明反应未达到平衡,平衡向正反应方向移动。
故选A。
【10题详解】
该曲线为相同时间内的转化率随温度的变化曲线。之前,反应速率较慢,相同时间内反应未达到平衡状态,温度升高反应速率加快,反应进行的程度更大,因此转化率随温度升高而增大;时反应达到平衡状态,反应①的正反应为放热反应,继续升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此转化率随温度升高而减小。
二、果然有酸
苹果酸为二元弱酸,可用H2A表示,其分子式为C4H6O5,结构简式如下。25℃时,用NaOH标准液滴定同浓度的苹果酸溶液,其中H2A、HA-和A2-的分布系数δ(x)随溶液pH变化如图。
11. H2A的Ka2=_____________。
12. 苹果酸中C元素的平均价态为______________。
A. 0 B. +1 C. +2 D. +3
13. 曲线_____________是HA-的分布系数曲线。
A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. 无法确定
14. 向0.1mol/L苹果酸溶液中加入少量苹果酸晶体,将_____________。
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
15. 有关滴定过程,下列说法正确的是_____________(不定项)。
A. a点对应的NaOH溶液与H2A溶液的体积比为1:1
B. a点到b点过程中,水的电离程度先增大后减小
C. pH=4.4时,
D. b点溶液中:
为测定某品种苹果中苹果酸的含量,某小组采用滴定分析法,实验步骤如下:
取100 g苹果榨汁,经处理将制得的苹果酸晶体配成100 mL待测液。移取25.00 mL待测液,用的NaOH标准液平行滴定3次。
16. 滴定管使用前应先进行的操作是_____________,随后依次完成洗涤、润洗,最后装入溶液备用。
17. 指示剂选择酚酞,滴定终点的标志是________________________________。
前两次滴定数据记录如下:
滴定次数
待测液体积(mL)
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
第一次
25.00
0.02
26.00
第二次
25.00
0.08
26.10
第三次
25.00
18. 第三次滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则本次消耗NaOH的体积为_____________mL。
19. 下列操作会造成测定结果偏低的是_____________。
A. 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
B. 滴定管水洗后未用标准液润洗
C. 滴定前平视读数,滴定后俯视读数
D. 锥形瓶用蒸馏水洗后又用待测液润洗
20. 该品种苹果中苹果酸的含量为_____________%(保留2位有效数字)。[]
【答案】11.
12. B 13. B 14. A 15. D
16.
检查是否漏水(或查漏)
17.
当滴入最后半滴 标准液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色
18.
26.00 19. C
20.
0.70
【解析】
【分析】苹果酸H2A中逐滴加入氢氧化钠溶液,先发生反应,后发生,故随着氢氧化钠的加入即溶液pH增大,的物质的量不断减小、的物质的量先增大后减小、的物质的量不断增大,因此曲线Ⅰ为的分布分数曲线,曲线Ⅱ为的分布分数曲线,曲线Ⅲ为的分布分数曲线,由a点坐标可知,,由b点坐标可知,据此分析。
【11题详解】
二元弱酸的第二步电离,当分布系数即时,对应图中b点pH=5.21,此时。
【12题详解】
H为+1价、O为-2价,设C平均价态为x,根据化合物中正负化合价代数和为0得,解得,故选B。
【13题详解】
由分析知,曲线Ⅱ为的分布分数曲线,故选B。
【14题详解】
由、可得,加入苹果酸晶体后弱酸浓度增大,电离度减小,溶液升高,而仅与温度有关,温度不变则二者不变,因此该比值变大,故选A。
【15题详解】
A.当NaOH溶液与H2A溶液的体积比为1:1时,NaOH和恰好完全反应生成NaHA,此时溶液中,而a点时,A错误;
B.a点到b点过程中,逐步生成再转化为,酸的抑制作用持续减弱,水的电离程度持续增大,B错误;
C.pH=4.4时,由、可得,即,C错误;
D.b点,代入电荷守恒,即可得到,D正确;
故选D。
【16题详解】
滴定管使用前第一步必须检查是否漏水,这是玻璃量管的规范操作要求。
【17题详解】
酚酞在酸性溶液中无色,滴定至二元弱酸完全中和为正盐时显弱碱性,酚酞变为浅红色,且半分钟不褪色即为终点。
【18题详解】
滴定管0刻度在上,起始液面读数为0.20 mL,终点液面读数为26.20 mL,消耗体积为。
【19题详解】
A.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡占据一定体积,滴定后气泡消失会导致读取的标准溶液体积偏大,测定结果偏高,A不符合题意;
B.滴定管水洗后未用标准液润洗,滴定管内壁会残留水分,会稀释标准溶液,导致测得标准溶液体积偏大,测定结果偏高,B不符合题意;
C.滴定前平视读数,滴定后俯视读数,导致滴定后读数偏小,计算出的标准溶液体积偏小,测定结果偏低,C符合题意;
D.锥形瓶用蒸馏水洗后又用待测液润洗,会使锥形瓶内壁残留待测液,导致待测液的物质的量增多,中和时消耗标准溶液的体积偏大,测定结果偏高,D不符合题意;
故选C。
【20题详解】
由表格数据可知,第一次消耗NaOH体积为,第二次消耗NaOH体积为,第三次消耗NaOH体积为,三次数据均有效,因此三次滴定平均消耗NaOH体积为26.00 mL,苹果酸与NaOH反应比例为1:2,25 mL待测液中,100 mL待测液中 ,质量分数为
三、电尽其用
原电池和电解池原理广泛应用于生活、生产和科学技术等方面。
21. 下列装置中,能将化学能直接转化为电能的是_____________(不定项)。
A. 充电宝 B. 电解水装置 C. 精炼铜 D. 水果电池
22. 下列装置中,能够组成原电池的是_____________。
A. B. C. D.
23. 海上风电设备长期处于海水环境,钢铁表面易发生吸氧腐蚀,其原理如图所示。写出钢铁吸氧腐蚀的正极反应式__________________________。
24. 为了减缓海水对风电设备A中钢铁的腐蚀,材料B可以选择_____________。
A. 铜板 B. 锌板 C. 二氧化硅板 D. 锡板
锂电池应用广泛,石墨/锂钴氧电池的工作原理如图,其总反应方程式为: 。
25. 充电时,a接直流电源的_____________极。
A.正 B.负
该锂电池某时刻锂离子的移动方向如上图所示。
26. 此时该电池处于_____________状态。
A.放电 B.充电
27. 写出此时b极的电极反应式_____________。
28. 放电时,外电路中转移4 mol e-,理论上正极质量增加_____________g。
29. 若要制得电池容量为20000 mAh的锂离子电池,理论上所需金属锂材料至少为_____________g(保留3位有效数字)。[1 mol电子所带的电量约为96500库仑,3.6库仑=1 mAh]
【答案】21. AD 22. C
23.
24. B 25. A 26. A
27.
28.
28 29.
5.22
【解析】
【21题详解】
A.充电宝对外供电时属于原电池,可将化学能直接转化为电能,A正确;
B.电解水装置为电解池,将电能转化为化学能,B错误;
C.精炼铜装置为电解池,将电能转化为化学能,C错误;
D.水果电池为原电池,可将化学能直接转化为电能,D正确;
故选AD。
【22题详解】
原电池的一般构成条件为存在两个活泼性不同的电极、存在电解质溶液、形成闭合回路、存在自发进行的氧化还原反应。
A.两电极均为铜,活泼性相同,无自发氧化还原反应,不能构成原电池,A错误;
B.乙醇水溶液为非电解质溶液,不导电,不能构成原电池,B错误;
C.铜、锌为活泼性不同的电极,硫酸铜溶液为电解质溶液,形成闭合回路,可自发发生锌与铜离子的氧化还原反应,能构成原电池,C正确;
D.装置未形成闭合回路,不能构成原电池,D错误;
故选C。
【23题详解】
钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子,结合水生成氢氧根离子,电极反应式为。
【24题详解】
为减缓钢铁腐蚀采用牺牲阳极的阴极保护法,需选用金属活动性强于铁的材料作负极,替代铁发生氧化反应。
A.铜板的金属活动性弱于铁,不能保护铁,A错误;
B.锌板的金属活动性强于铁,可作负极保护钢铁,B正确;
C.二氧化硅板为非金属材料,不导电,不能形成原电池,C错误;
D.锡板的金属活动性弱于铁,不能保护铁,D错误;
故选B。
【25题详解】
图中放电时,锂离子嵌入a电极,说明a为正极,那么充电时,a为电解池的阳极,因此a接直流电源的正极。故选A。
【26题详解】
原电池放电时,电解质溶液中的阳离子向正极移动,图中向a极移动,说明a为正极,电池处于放电状态。故选A。
【27题详解】
此时电池处于放电状态,b极为负极,脱嵌出锂离子,则电极反应式为。
【28题详解】
放电时,正极的反应式为,每转移1mol电子,有1mol 嵌入正极材料,正极质量增加7g。当外电路转移4mol电子时,正极质量增加。
【29题详解】
电池容量为20000 mA·h,总电量为,转移电子的物质的量。根据电极反应,参与反应的锂的物质的量等于转移电子的物质的量,因此所需金属锂的质量。
四、捕碳制碱
某厂用NaOH溶液对烟气中的进行吸收,获得纯碱、小苏打等化工产品。已知:的、。
30. 写出在水中的电离方程式:_____________。
31. 溶液中,_____________。
A. < B. > C. = D. 无法确定
32. 室温下,将1 mL pH为11的溶液稀释成10 mL后,溶液的pH_________10。
A. > B. < C. = D. 无法确定
33. 溶液中________________(用含碳微粒浓度和表示)。
34. 下列关于和叙述正确的是_____________。
A. 溶液显碱性,可用于的吸收
B. 和溶液中,所含的微粒种类不同
C. 饱和溶液的碱性强于饱和溶液,主要是因为的溶解度更大
D. 溶液和NaOH溶液按一定比例混合,可以制备
为测定吸收液组成,某小组采用双指示剂法,选用酚酞和甲基橙作指示剂。滴定前,向等体积、等浓度的和溶液中分别滴加的盐酸,进行对照实验,溶液pH变化如下。
35. 图_____________是的滴定曲线。
A.甲 B.乙
36. 图乙中第二段滴定终点前、后颜色分别为_____________色。
A. 浅红;无 B. 无;浅红 C. 橙;黄 D. 黄;橙
该小组移取20.00 mL吸收液,用盐酸滴定,pH变化如下图,B、C为两个滴定终点。记到达B点消耗的盐酸体积为,继续滴定至C点又消耗盐酸。
37. 若,则吸收液中溶质的成分为_____________。
A. B. C. 和 D. 和NaOH
38. 到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入的盐酸局部过浓,该同学见局部变色后即停止滴定。则其记录的________。
A. 偏大 B. 偏小 C. 无影响 D. 无法确定
39. 多次平行实验测得滴定过程中平均消耗体积为、(),则吸收液中的_____________。(用c,和表示)。
【答案】30. 31. B 32. A
33. 34. D
35. B 36. D 37. D 38. B
39.
【解析】
【分析】碳酸的第一步电离为,对应;第二步电离为,对应。碳酸根离子能够水解,碳酸氢根离子既能水解又能电离,判断溶液性质时需考虑这些过程。NaOH吸收二氧化碳时,先发生;继续通入二氧化碳,可发生。因此,吸收液的组成与二氧化碳的吸收量有关,需考虑NaOH、和,其中与会发生,不能在溶液中大量共存。
用盐酸滴定吸收液时,第一阶段中,若含有,则发生,同时碳酸根离子按转化为碳酸氢根离子,以酚酞指示第一个终点。继续加入盐酸,碳酸氢根离子按反应,以甲基橙指示第二个终点。比较两阶段的耗酸量,可以判断吸收液的组成并计算各组分的含量。题中的表示从B点到C点新增盐酸体积的数值。
【30题详解】
碳酸氢钠是可溶性盐,在水中完全电离为和,电离方程式为;
【31题详解】
碳酸氢根离子发生电离,其电离常数为;同时发生水解,常温下其水解常数为。由于,碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度,水解生成的多于电离生成的,故。
故选B;
【32题详解】
室温下,pH为11的溶液中。将1 mL溶液稀释至10 mL,若只考虑体积增大,氢氧根离子浓度将变为。实际稀释会促进碳酸根离子的水解,使其进一步产生氢氧根离子,因此重新达到平衡后,溶液的pH大于10。
故选A;
【33题详解】
碳酸钠溶液中的含碳微粒为、和。由钠元素与碳元素的物料守恒可得;由电荷守恒可得。将物料守恒关系代入电荷守恒关系,消去,得;
【34题详解】
A.溶液因碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度而显碱性,但不能继续与反应,不能因其溶液显碱性就用它进行二氧化碳的化学吸收,A错误;
B.和溶液中均存在碳酸根离子的水解、碳酸氢根离子的电离和水解以及水的电离,所含微粒均有、、、、、和,微粒种类相同,B错误;
C.碳酸根离子的水解平衡为,其水解常数为;碳酸氢根离子的水解平衡为,其水解常数为。题给,因此前者的水解常数更大,碳酸根离子更易水解产生,这是碳酸钠溶液碱性较强的主要原因,不能主要归因于溶解度更大,C错误;
D.碳酸氢钠与氢氧化钠发生,将二者按物质的量之比混合,可以制备碳酸钠,D正确;
故选D;
【35题详解】
碳酸钠与盐酸反应分为两阶段,先发生,再发生,因此有两个滴定终点;碳酸氢钠只发生后一阶段的反应。图甲只有一个滴定突跃,图乙有两个滴定突跃,且完全反应时,图乙消耗的盐酸体积约为图甲的两倍,与等体积、等浓度的两种溶液分别消耗盐酸的物质的量关系一致,因此图乙是碳酸钠的滴定曲线。
故选B;
【36题详解】
第二段滴定中,盐酸与碳酸氢根离子反应,溶液pH逐渐降低,应以甲基橙指示终点。到达终点前,溶液呈黄色;滴入最后半滴盐酸,溶液显橙色,且半分钟内不恢复为黄色,即达到终点。因此,所填颜色依次为黄、橙。
故选D;
【37题详解】
第一阶段中,盐酸可与氢氧根离子发生,并使碳酸根离子发生;第二阶段发生。原有的每1 mol碳酸根离子在两个阶段各消耗1 mol氢离子;原有的氢氧根离子只增加第一阶段的耗酸量,原有的碳酸氢根离子只增加第二阶段的耗酸量。题给,说明第一阶段额外消耗了盐酸,吸收液中含有NaOH。由于,NaOH与不能大量共存;第二阶段仍消耗盐酸,又说明第一阶段生成了碳酸氢根离子。因此,吸收液中的溶质为和NaOH。
故选D;
【38题详解】
第一阶段用酚酞指示终点,滴加盐酸使溶液由浅红色变为无色。摇动不均匀时,滴入位置的盐酸局部过浓,使局部pH先降低、酚酞先褪色,而溶液整体尚未达到终点。此时立即停止滴定,所加盐酸不足,记录的偏小。
故选B;
【39题详解】
题给,第二阶段的耗酸量较大,说明除碳酸钠外,吸收液中还含有碳酸氢钠。设20.00 mL吸收液中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为、。第一阶段发生,因此。到达B点时,碳酸氢根离子的物质的量为,第二阶段发生,因此。两式相减,得,所以。
五、点废成金
废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示。
已知:①金属铝可溶于NaOH溶液。
②常温下,部分金属离子(Mn+)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
Mn+
开始沉淀的pH
6.3
2.7
4.0
6.6
10.1
完全沉淀pH
8.3
3.7
5.2
9.1
12.4
③常温下,,LiCoO3难溶于水,具有强氧化性(且氧化性强于KMnO4)。
40. 写出基态Co原子价电子的轨道表示式_____________。
41. 与Co同周期的主族元素中,基态原子核外未成对电子数与Co原子相同的元素有_____种。
42. 书写Li2CO3溶解平衡常数表达式_______________。
43. 碱溶时可以加快反应速率的措施有_____________(不定项)。
A. 适当升高温度 B. 增加正极材料的用量 C. 搅拌 D. 延长碱溶时间
44. 配平“酸浸”时的反应:______________。
__+__+________+__+______+__。
45. 用氨水调节pH的范围为_____________。
46. “沉钴”时,生成CoCO3的同时有气体生成,写出该过程发生反应的离子方程式_______________________________________。
47. “沉钴”时若选用Na2CO3溶液,得到的CoCO3不纯,原因可能为____________________________________。
48. 若“沉锂”前,向1 L该溶液中加入一定量Na2CO3固体后,计算Li+的沉淀率为_____________,此过程中加入Na2CO3_____________g。
[忽略体积变化;
【答案】40. 41. 1
42. 43. AC
44.
45. 3.7-6.6
46.
47. 水解使溶液pH偏高,会生成沉淀混入产物
48. ①. 98% ②. 114.48
【解析】
【分析】废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,所以用NaOH溶液碱溶时,Al与NaOH溶液反应生成可溶性的和,过滤将可溶性的除去;向滤渣中加入过量的、,将转化为,转化为、,然后加氨水调pH使转化为沉淀除去;然后加使转化为沉淀;最后加将转为,据此分析。
【40题详解】
钴的核外电子排布式为,价电子轨道表示式为:。
【41题详解】
钴原子有3个未成对电子,基态原子核外未成对电子数与Co原子相同的元素有,只有一种。
【42题详解】
平衡常数表达式为:。
【43题详解】
碱溶时可以加快反应速率的措施有适当升高温度,搅拌等;增加固体正极材料用量不改变浓度,不影响反应速率;延长碱溶时间只能提高转化率,不能加快反应速率,故答案选AC。
【44题详解】
中Co的化合价为+3,反应后变为+2,过氧化氢被氧化生成氧气,反应的离子方程式为。
【45题详解】
用氨水调节pH使转化为沉淀除去,而、不沉淀,因此pH范围为3.7-6.6;
【46题详解】
沉钴时,使转化为沉淀,同时有气体生成,该过程发生反应的离子方程式:。
【47题详解】
沉钴时若选用Na2CO3溶液,水解使溶液pH偏高,会生成沉淀混入产物。
【48题详解】
,,;。沉淀消耗的物质的量为:,溶液游离,。
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