精品解析:北京市第十三中学2026-2027学年高二上学期期中考试 化学试题
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内容正文:
北京市第十三中学2026~2027学年第一学期
高二化学期中测试
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷第1页至第8页;第Ⅱ卷第9页至第12页,答题纸第1页至第2页。共100分,考试时间90分钟。请在答题卡规定位置书写班级、姓名、准考证号。考试结束后,将本试卷的答题纸和答题卡一并交回。
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共42分)
1. 下列物质中,属于强电解质的是
A. Cu B. C. D.
2. 下列溶液一定显中性的是
A. B. 使石蕊试液呈紫色的溶液
C. D. 水电离产生的和物质的量相等
3. 时,下列事实中能说明HA为弱酸的是
①溶液,
②用HA溶液做导电实验时灯泡很暗
③的HA溶液稀释至100倍,pH约为3.1
④的HA溶液可以溶解
A. ①②③ B. ①③ C. ③ D. ①③④
4. 下列在指定溶液中的各组离子,一定能够大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 酸性溶液中:、、、
D. 由水电离出的的溶液中:、、、
5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 密闭烧瓶里NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
B. 用溶液与NaHCO3溶液制作泡沫灭火器
C. 保存FeSO4溶液时,加入少量铁钉
D. 用FeCl3晶体配制溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
6. 室温下,通过下列实验探究Na2SO3溶液的性质。
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定某Na2SO3溶液的pH,测得pH约为9
2
向Na2SO3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
3
向Na2SO3溶液中滴加稀盐酸,有刺激性气体产生
下列有关说法正确的是
A. Na2SO3溶液中存在
B. 实验1中Na2SO3促进水的电离
C. 实验2说明Na2SO3具有漂白性
D. 实验3中生成的刺激性气体是Cl2
7. 工业上用氨的催化氧化生产硝酸,其热化学方程式为 。下列有关说法正确的是
A. 4 mol NH3和5 mol O2充分反应放出的热量为904 kJ
B. 加入催化剂可降低该反应的焓变
C. 该反应的
D. 达到平衡后,升高温度,正反应速率减小、逆反应速率增大
8. 一定温度下,反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(H2)=c(I2)=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1。相同温度下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是(注:1mmol•L-1=10-3mol•L-1)
A
B
C
D
c(I2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/mmol•L-1
1.00
1.56
4.00
1.56
A. A B. B C. C D. D
9. 在某恒容密闭容器中发生:,反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. D点的反应混合体系通过延长反应时间可以达到A点
B. 反应的
C. 若B、C点的平衡常数分别为KB、KC,则KB=KC
D. 恒温下,向平衡体系中通入氦气,平衡向逆反应方向移动
10. 常温时下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是
A. 氨水与氯化铵的混合溶液中:
B. 向NaOH溶液中通至:
C. 的硫酸铵溶液中:
D. 的一元酸和的一元碱等体积混合:
11. 合成氨 ,生产流程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 合成氨能耗较高的原因:分子中有氮氮三键,键能大,断键需要较大的能量
B. 将原料气进行干燥净化的目的:减少催化剂中毒
C. 将原料气进行压缩、升温的目的:提高原料气的平衡转化率
D. 冷却能分离出的原因:沸点远高于和,易液化
12. 室温下,对于1 L 0.1 mol/L的醋酸溶液,下列判断正确的是
A. 该溶液中的粒子数为
B. 溶液加水稀释、加热、加入少量纯醋酸,均可使增大
C. 加入少量固体后,溶液的pH降低
D. 加入少量NaOH固体后,溶液的导电性增强
13. 碱金属单质M和反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. ,
B. 的焓变大于
C. 原子失去最外层电子需要吸收能量,若M分别为Na和K,则:
D.
14. 室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验
实验操作
1
用pH试纸测定溶液的pH,测得pH约为8
2
将等体积与NaCl溶液混合,析出晶体
3
向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,逸出无色气体
下列有关说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 实验1中溶液中水电离产生的
C. 实验2静置后的上层清液中有
D. 实验3中产生的气体是和混合气体
15. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
16. 常温下0.2mol/L的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是
A. HA为强酸
B. 该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
C. 该混合液pH=7
D. 图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
17. 将溶液分别滴入溶液和溶液中,均产生沉淀和气泡。取①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生;取②中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,产生少量气泡。
下列分析不正确的是
A. 、溶液中均存在
B. 能促进、的水解
C. ①中发生的反应:
D. 对比①②沉淀加入足量盐酸后的现象,说明溶液中的和均对沉淀成分有影响
18. 利用CO2制备甲醇是温室气体资源化重要途径。在某CO2催化加氢制甲醇的反应体系中主要存在如下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.2kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+42.5kJ·mol-1
反应III:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和3molH2,平衡时CO、CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. ΔH3=-90.7kJ·mol-1
B. 曲线a表示CO的物质的量分数随温度的变化
C. 在不改变反应时间和温度条件下,增大压强能提高CH3OH的产量
D. 在240~270℃内,温度改变对反应I和反应II平衡影响相反且程度接近
19. 常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A. 该溶液中:
B. 三种一元弱酸的电离常数:
C. 当时,三种溶液中:
D. 分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
20. 将物质的量之比为的和混合气以一定流速通过反应器合成,其他条件一定,测得流出气体中的体积分数随温度、流速的变化如图1、图2。
已知:流速是指单位时间流过反应器的和混合气的总物质的量。
下列说法不正确的是
A. 根据图1和图2,选择催化剂a更合适
B. 其他条件相同时,继续升高温度,图1中两条曲线在500℃后可能部分重合
C. 用催化剂b,450℃后的体积分数下降,原因是升温合成氨反应逆向移动
D. 用催化剂a,单位时间的产量:流速流速
21. 用计算机模拟常温下,均匀通入溶液时(忽略体积变化),溶液和各离子浓度随的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A. 当为0时,溶液中
B. ①代表,②代表
C. 当由20→25mmol时,增大
D. 过程中存在反应:
第Ⅱ卷(共58分)
22. 研究电解质在水溶液中的行为有重要的意义(均为)。有的三种溶液:a.NaOH b.CH3COOH c.盐酸。
(1)溶液a的pH=________;c中水电离出的________。
(2)溶液b的pH=3,用化学用语解释原因________________。
(3)V1 L溶液a与V2 L溶液c混合后,若所得溶液的pH=2,则V1∶V2=________。
(4)向20 mL溶液b中滴加溶液a的过程中,pH变化如图所示。
①滴加过程中发生反应的离子方程式是________________。
②B点溶液中,离子浓度由大到小的顺序为________________。
③C点溶液中,_____(填“>”、“<”或“=”)。
④D点溶液中,_____(填“>”、“<”或“=”)。
23. H2SO3、H2CO3、HClO和CH3COOH的电离平衡常数如下:
化学式
H2SO3
H2CO3
HClO
CH3COOH
电离平衡常数(Ka)
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
4.0×10-8
1.8×10-5
(1)的下列四种溶液,pH由小到大的顺序是_______(填字母)。
A. Na2CO3 B. CH3COONa C. NaClO D. NaHSO3
(2)的溶液中,结合化学用语解释原因:___________________。
(3)向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为__________________。
(4)①向NaClO溶液中分别加入下列物质,能增大的是____ (填字母)。
A.CH3COOH B.SO2 C.NaHCO3
②用化学平衡移动的原理解释其原因:__________________。
24. 用甲烷制高纯氢气获得更多化工产品是目前研究热点之一。
(1)一定条件下,反应历程如图所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为_________。
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①总反应: ________。
②已知时,反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到,反应达平衡时CO的转化率为________。
(3)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①有关上述反应的说法正确的是________(填字母)。
a.增大压强有利于CH3OH的生成
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高CO2的平衡转化率
c.升温有利于反应Ⅳ,反应Ⅳ先达到平衡状态
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如下图。已知:CH3OH选择性。
ⅰ.时,CO2的平衡转化率变化的原因是________________________。
ⅱ.由图知时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是________________________。
ⅲ.,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_____________________。
25. 从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属)中提取银的流程如下。
Ⅰ.“氧化焙烧”时,Pb、Cu可转化为PbO、CuO;部分Ag可转化为。
Ⅱ.“酸浸”时,使用、NaCl和的混合液作为浸出剂。
已知:难溶。
(1)的作用是__________________________________________。
(2)PbO转化为的离子方程式是_______________________________________________。
(3)固体B含有____________。
Ⅲ.用溶液对固体B进行“络合浸出”。
在敞口容器中进行0.1 mol/L “络合浸出”时,银浸出率和溶液pH、浸出时间的关系分别如下图所示。
已知:ⅰ.浸出时主要反应:。
ⅱ.0.1 mol/L 溶液的pH≈9.7。
(4)结合平衡移动原理,解释当时,银浸出率随溶液pH增大升高的原因:___________________________。
(5)甲认为额外加入少量可以提高银浸出率,但乙认为不需要。结合图1数据,说明不需加入的原因_________________________________________________________。
(6)分析浸出时间超过4 h,银浸出率降低的原因________________________________。(写两条)
26. 某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
【资料】查阅醋酸溶液的资料发现,向冰醋酸中逐渐加水,溶液的导电性随加入水的体积的变化如图所示。
(1)在a、b、c三点所代表的溶液中,由大到小的顺序为:____________________;醋酸电离程度最大的是____________。(填“a”、“b”或“c”)。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入溶液中;
Ⅱ.取0.1 g光亮的镁屑放入溶液(pH=2.9)中;
Ⅲ.取0.1 g光亮的镁屑放入溶液中。
【数据】
(2)反应起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H+),实验证据是____________。
(3)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:CH3COOH能直接与Mg反应。
通过实验Ⅳ的现象得出结论:该假设成立。
实验Ⅳ的操作及现象:_______________________________________________。
(4)进行实验Ⅴ,探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒。与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含的CH3COOH与的混合溶液(pH=4.8),气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率
b.实验Ⅱ起始速率
c.实验ⅡpH=4.8时速率
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:______________________。
(5)综合以上实验得出结论:
结论一:镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
结论二:________________________________。
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高二化学期中测试
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷第1页至第8页;第Ⅱ卷第9页至第12页,答题纸第1页至第2页。共100分,考试时间90分钟。请在答题卡规定位置书写班级、姓名、准考证号。考试结束后,将本试卷的答题纸和答题卡一并交回。
第I卷(选择题 共42分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共42分)
1. 下列物质中,属于强电解质的是
A. Cu B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】在水溶液或者熔融状态下能导电的化合物是电解质,电离时完全电离的电解质是强电解质。在水溶液和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质。
【详解】A.Cu为金属单质,不属于化合物,因此Cu不是电解质,A错误;
B.自身无法在水溶液或熔融状态下发生电离,其水溶液导电是因为与水反应生成的发生电离,因此属于非电解质,B错误;
C.属于盐类,虽然在水中溶解度较低,但溶于水的部分可以完全电离,且熔融状态下也能完全电离,符合强电解质的定义,C正确;
D.属于有机化合物,在水溶液和熔融状态下均不能发生电离,属于非电解质,D错误;
故选C。
2. 下列溶液一定显中性的是
A. B. 使石蕊试液呈紫色的溶液
C. D. 水电离产生的和物质的量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液的酸碱性由与的相对浓度决定,仅为25℃时的中性判定标准,温度改变时水的离子积发生变化,的溶液可能显酸性或碱性,A错误;
B.石蕊试液的变色范围为,呈紫色时溶液处于该区间内,可能显酸性、中性或碱性,B错误;
C.溶液显中性的本质是溶液中与的浓度相等,该选项中,不受温度影响,溶液一定显中性,C正确;
D.水的电离过程中,自身电离产生的和的物质的量始终相等,与溶液本身的酸碱性无关,酸、碱、盐溶液中水电离出的两种离子物质的量均相等,无法据此判断溶液酸碱性,D错误;
故选C。
3. 时,下列事实中能说明HA为弱酸的是
①溶液,
②用HA溶液做导电实验时灯泡很暗
③的HA溶液稀释至100倍,pH约为3.1
④的HA溶液可以溶解
A. ①②③ B. ①③ C. ③ D. ①③④
【答案】B
【解析】
【详解】①中 HA溶液,说明溶液中,HA未完全电离,存在电离平衡,可证明HA为弱酸;
②用HA溶液做导电实验时灯泡很暗,未明确HA溶液的浓度,也没有同浓度的强电解质溶液作对照,无法证明HA为弱酸;
③的HA溶液稀释至100倍,约为3.1,若为强酸稀释100倍后应达到4,实际更小,说明稀释过程中HA持续电离出,存在电离平衡,可证明HA为弱酸,
④的HA溶液可以溶解,仅说明HA的酸性强于碳酸,强酸也可溶解,无法证明HA为弱酸;
综上所述,能说明HA为弱酸的是①③;
故选B。
4. 下列在指定溶液中的各组离子,一定能够大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 酸性溶液中:、、、
D. 由水电离出的的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.无色溶液中不能存在紫色的,A不符合题意;
B.pH=1的溶液中含大量,在酸性条件下具有强氧化性,会与还原性离子发生反应,生成等产物,B不符合题意;
C.酸性溶液中稳定,、、均为强酸或强碱对应的离子,彼此不反应,能大量共存,C符合题意;
D.由水电离出的的溶液可能为强酸或强碱环境。若为强酸,会与反应生成和;若为强碱,和均会与反应,D不符合题意;
故选C。
5. 下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A. 密闭烧瓶里NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
B. 用溶液与NaHCO3溶液制作泡沫灭火器
C. 保存FeSO4溶液时,加入少量铁钉
D. 用FeCl3晶体配制溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
【答案】C
【解析】
【详解】A.密闭烧瓶内存在可逆平衡,受热后温度升高,平衡向生成的逆反应方向移动,浓度增大,气体颜色加深,可用平衡移动原理解释,A不符合题意;
B.溶液中存在的水解平衡,溶液中存在的水解平衡,二者混合后两种水解平衡相互促进,发生完全双水解反应生成和,可用于制作泡沫灭火器,可用平衡移动原理解释,B不符合题意;
C.保存溶液时加入少量铁钉,是利用的还原性,将被氧化生成的还原为,该过程为不可逆的氧化还原反应,不存在可逆平衡,不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.溶液中存在的水解平衡,将晶体先溶于较浓盐酸中,可增大溶液中浓度,使的水解平衡逆向移动,抑制水解生成沉淀,可用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故选C。
6. 室温下,通过下列实验探究Na2SO3溶液的性质。
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定某Na2SO3溶液的pH,测得pH约为9
2
向Na2SO3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
3
向Na2SO3溶液中滴加稀盐酸,有刺激性气体产生
下列有关说法正确的是
A. Na2SO3溶液中存在
B. 实验1中Na2SO3促进水的电离
C. 实验2说明Na2SO3具有漂白性
D. 实验3中生成的刺激性气体是Cl2
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液的电荷守恒关系为,A错误;
B.溶液约为9,是因为为弱酸根离子,可结合水电离产生的发生水解,使水的电离平衡正向移动,促进水的电离,B正确;
C.酸性溶液具有强氧化性,向滴加酸性溶液后紫红色褪去,是因为具有还原性,与发生氧化还原反应,并非体现的漂白性,C错误;
D.向溶液中滴加稀盐酸,发生复分解反应生成刺激性气味的气体,反应体系无强氧化剂将氧化为,不可能生成,D错误;
故选B。
7. 工业上用氨的催化氧化生产硝酸,其热化学方程式为 。下列有关说法正确的是
A. 4 mol NH3和5 mol O2充分反应放出的热量为904 kJ
B. 加入催化剂可降低该反应的焓变
C. 该反应的
D. 达到平衡后,升高温度,正反应速率减小、逆反应速率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为可逆反应,反应物无法完全转化,4 mol 和5 mol 充分反应时,实际参与反应的反应物量小于热化学方程式对应的计量关系,因此放出的热量小于904 kJ,A错误;
B.催化剂可降低反应的活化能、加快反应速率,但不改变反应物与生成物的总能量差,因此不会改变该反应的焓变,B错误;
C.反应体系中所有物质均为气态,反应前气体总物质的量为,反应后气体总物质的量为,气体分子数增多,体系混乱度增大,因此,C正确;
D.达到平衡后,升高温度,活化分子占比提升,正、逆反应速率均增大,仅因该反应为放热反应,逆反应速率增大的幅度大于正反应速率,使平衡逆向移动,并非正反应速率减小,D错误;
故答案选C。
8. 一定温度下,反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(H2)=c(I2)=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1。相同温度下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是(注:1mmol•L-1=10-3mol•L-1)
A
B
C
D
c(I2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/mmol•L-1
1.00
1.56
4.00
1.56
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】K==50.28,可比较4个选项中Qc的大小关系,Qc>K,则可能逆向移动。
【详解】Qc(A)==1,Qc(B)==50.28,Qc(C)==82.64,Qc(D)==50.28,Qc(C)>K,答案为C。
9. 在某恒容密闭容器中发生:,反应混合体系在平衡状态时SO3的百分含量与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. D点的反应混合体系通过延长反应时间可以达到A点
B. 反应的
C. 若B、C点的平衡常数分别为KB、KC,则KB=KC
D. 恒温下,向平衡体系中通入氦气,平衡向逆反应方向移动
【答案】A
【解析】
【详解】A.D点与A点温度均为,A点是下的平衡点,D点的百分含量低于同温度下的平衡值,说明D点反应未达平衡,此时,反应正向进行,延长反应时间可使百分含量升高至下的平衡值,即达到A点状态,A正确;
B.由图可知,温度升高,平衡状态下的百分含量逐渐降低,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,,B错误;
C.平衡常数仅与温度有关,该反应正反应放热,温度越高平衡常数越小,B点温度低于C点温度,因此,C错误;
D.容器为恒容密闭容器,恒温下通入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,正逆反应速率不变,平衡不移动,D错误;
故选A。
10. 常温时下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是
A. 氨水与氯化铵的混合溶液中:
B. 向NaOH溶液中通至:
C. 的硫酸铵溶液中:
D. 的一元酸和的一元碱等体积混合:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨水与氯化铵的混合溶液中,离子浓度关系取决于两者比例和溶液pH,根据电荷守恒 ,当溶液呈碱性时 ,可能导致 ,A错误;
B.向NaOH溶液中通 至 时,溶液中存在 和 ,根据电荷守恒 ,由于 时,因此 一定成立,B正确;
C.硫酸铵溶液中,根据化学式可知,铵根离子的初始浓度是硫酸根离子浓度的两倍。虽然铵根离子会发生微弱水解使溶液呈酸性,但其平衡浓度仍远大于硫酸根离子浓度,因此正确的离子浓度关系为,C错误;
D.pH=2 的一元酸和 pH=12 的一元碱等体积混合,由于酸和碱的强弱未知(如酸可能是弱酸,碱可能是弱碱),混合后溶液不一定呈中性,可能呈酸性或碱性,因此 不一定成立,D错误;
故选B。
11. 合成氨 ,生产流程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 合成氨能耗较高的原因:分子中有氮氮三键,键能大,断键需要较大的能量
B. 将原料气进行干燥净化的目的:减少催化剂中毒
C. 将原料气进行压缩、升温的目的:提高原料气的平衡转化率
D. 冷却能分离出的原因:沸点远高于和,易液化
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中存在氮氮三键,键能大,断裂该化学键需要吸收大量能量,因此合成氨生产能耗较高,A正确;
B.原料气中含有的杂质、水汽等会使铁触媒活性降低(即催化剂中毒),干燥净化原料气可避免该问题,B正确;
C.压缩即加压,该反应正反应为气体分子数减小的反应,加压可使平衡正向移动,提高原料气平衡转化率;但该反应,为放热反应,升温会使平衡逆向移动,降低原料气平衡转化率,升温的目的是使铁触媒达到适宜活性温度、加快反应速率,并非提高平衡转化率,C错误;
D.分子间可形成氢键,沸点远高于和,冷却时易液化,因此可通过冷却分离出,D正确;
故选C。
12. 室温下,对于1 L 0.1 mol/L的醋酸溶液,下列判断正确的是
A. 该溶液中的粒子数为
B. 溶液加水稀释、加热、加入少量纯醋酸,均可使增大
C. 加入少量固体后,溶液的pH降低
D. 加入少量NaOH固体后,溶液的导电性增强
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸为弱电解质,在水溶液中不能完全电离,1 L 0.1 mol/L的醋酸溶液中,的物质的量小于0.1 mol,对应粒子数小于,A错误;
B.加水稀释醋酸溶液时,虽然醋酸电离平衡正向移动,但溶液体积增大的影响占主导,会减小;加热可促进醋酸电离、加入少量纯醋酸可使醋酸电离平衡正向移动,二者均能使增大,因此并非所有操作都能使增大,B错误;
C.加入少量固体后,溶液中浓度升高,使醋酸的电离平衡逆向移动,减小,溶液的pH升高,C错误;
D.加入少量固体后,与醋酸反应生成强电解质,溶液中自由移动的离子浓度显著增大,因此溶液的导电性增强,D正确;
故选D。
13. 碱金属单质M和反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A. ,
B. 的焓变大于
C. 原子失去最外层电子需要吸收能量,若M分别为Na和K,则:
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.对应过程为,共价键断裂需吸收能量,故;对应过程为,气态离子形成离子晶体时释放能量,故,A错误;
B.对应过程为的焓变,固态金属熔化为液态需吸收能量,即的焓变。根据盖斯定律,,因此的焓变,B错误;
C.对应过程为的焓变,数值上等于2倍的M的第一电离能。同主族碱金属元素从上到下,原子半径逐渐增大,原子失去最外层电子的难度降低,第一电离能逐渐减小,因此Na的第一电离能大于K,对应:,C正确;
D.根据盖斯定律,总反应的焓变等于各分步反应焓变之和,即,D错误;
故选C。
14. 室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验
实验操作
1
用pH试纸测定溶液的pH,测得pH约为8
2
将等体积与NaCl溶液混合,析出晶体
3
向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,逸出无色气体
下列有关说法正确的是
A. 溶液中存在
B. 实验1中溶液中水电离产生的
C. 实验2静置后的上层清液中有
D. 实验3中产生的气体是和混合气体
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液pH约为8,呈碱性,说明的水解程度大于的水解程度,因水解被消耗的量更多,因此溶液中;的电离程度很弱,仅少量电离生成,因此,A正确;
B.、的水解均会促进水的电离,实验1中溶液pH=8,即溶液中,但这部分是水解后剩余的微量,水电离出的大部分已经与结合生成碳酸,实际水电离产生的总远大于,B错误;
C.实验2中等体积混合后析出的晶体为,部分碳元素随晶体脱离溶液体系,根据物料守恒,上层清液中氮元素的总浓度大于碳元素的总浓度,即,并非二者相等,C错误;
D.实验3中与发生双水解反应,生成白色沉淀和气体,室温下反应体系不会逸出,因此产生的气体仅为,D错误;
故选A。
15. 恒温恒容密闭容器中,投入和,其初始浓度均为,发生反应。反应过程中的能量变化示意图如图1所示。的转化率随反应时间变化示意图如图2所示,的平衡转化率为。
下列说法正确的是
A. 热化学方程式为
B. 用表示反应开始到的平均速率是
C. 该温度下,
D. 其他条件不变,若升高初始温度,的平衡浓度大于
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变为生成物总能量与反应物总能量的差值,也等于正反应活化能减去逆反应活化能,即,A错误;
B.时刻转化率为,消耗浓度为,根据反应计量关系,生成浓度为,平均速率,B错误;
C.平衡时转化率为,则平衡浓度:,,代入平衡常数表达式:,C错误;
D.由图1可知反应物总能量高于生成物,反应放热,,升高温度平衡逆向移动,平衡转化率减小,平衡浓度大于原平衡的,D正确;
故选D。
16. 常温下0.2mol/L的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是
A. HA为强酸
B. 该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
C. 该混合液pH=7
D. 图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
【答案】B
【解析】
【分析】0.2mol/L的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合,发生HA+NaOH=NaA+H2O,所得溶液中A-浓度小于0.1mol/L,说明在溶液中存在A-+H2O⇌HA+OH-,NaA水解,HA为弱酸,NaA溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),一般来说,盐类的水解程度较低,则有c(A-)>c(OH-),所以有:c(Na+)=0.1mol/L>c(A-)>c(OH-)>c(H+),即X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,溶液中存在物料守恒为c(Na+)=c(A-)+c(HA),以此来解答。
【详解】A.恰好发生HA+NaOH=NaA+H2O,所得溶液为NaA溶液,图中A-浓度小于0.1mol/L,说明在溶液中存在A-+H2O⇌HA+OH-,NaA水解,HA为弱酸,故A错误;
B.Y表示HA,溶液中存在物料守恒c(A-)+c(Y)=c(Na+),故B正确;
C.c(Na+)>c(A-),说明NaA水解,A-+H2O⇌HA+OH-,该混合液pH>7,故C错误;
D.由离子浓度的大小可知,X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,故D错误;
故选B。
17. 将溶液分别滴入溶液和溶液中,均产生沉淀和气泡。取①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生;取②中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,产生少量气泡。
下列分析不正确的是
A. 、溶液中均存在
B. 能促进、的水解
C. ①中发生的反应:
D. 对比①②沉淀加入足量盐酸后的现象,说明溶液中的和均对沉淀成分有影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液和溶也中均存在物料守恒,根据物料守恒得,A正确;
B.溶液中存在,溶液显酸性,能促进、的水解,B正确;
C.取①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生,故沉淀为,①中发生的反应:,C错误;
D.①中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,无气泡产生,说明溶液中的对沉淀成分有影响,②中沉淀洗涤后,加入足量盐酸,产生少量气泡,说明溶液中的对沉淀成分有影响,D正确;
故选C。
18. 利用CO2制备甲醇是温室气体资源化重要途径。在某CO2催化加氢制甲醇的反应体系中主要存在如下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.2kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+42.5kJ·mol-1
反应III:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和3molH2,平衡时CO、CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. ΔH3=-90.7kJ·mol-1
B. 曲线a表示CO的物质的量分数随温度的变化
C. 在不改变反应时间和温度条件下,增大压强能提高CH3OH的产量
D. 在240~270℃内,温度改变对反应I和反应II平衡影响相反且程度接近
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据盖斯定律可知反应I-II可得反应III,所以△H3=△H1-△H2=-48.2kJ/mol-42.5kJ/mol=-90.7kJ/mol,故A正确;
B.△H1<0,△H3<0,即生成甲醇的反应均为放热反应,所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应减小,△H2>0,生成CO的反应为吸热反应,所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大,二者共同作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇,a代表CH3OH,b代表CO,故B错误;
C.反应I、III都能生成CH3OH,温度不变,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的产量提高,故C正确;
D.△H1<0,△H2>0,根据勒夏特列原理,温度改变时,反应i和反应ii平衡移动方向相反,且平衡移动程度相近,故D正确;
故选:B。
19. 常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A. 该溶液中:
B. 三种一元弱酸的电离常数:
C. 当时,三种溶液中:
D. 分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。
【详解】A.NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B.弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B正确;
C.当溶液pH为7时,酸越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根的浓度大小顺序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;
D.向三种盐溶液中分别滴加20.00mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),故D正确;
故选C。
20. 将物质的量之比为的和混合气以一定流速通过反应器合成,其他条件一定,测得流出气体中的体积分数随温度、流速的变化如图1、图2。
已知:流速是指单位时间流过反应器的和混合气的总物质的量。
下列说法不正确的是
A. 根据图1和图2,选择催化剂a更合适
B. 其他条件相同时,继续升高温度,图1中两条曲线在500℃后可能部分重合
C. 用催化剂b,450℃后的体积分数下降,原因是升温合成氨反应逆向移动
D. 用催化剂a,单位时间的产量:流速流速
【答案】C
【解析】
【分析】合成氨反应为 ,正反应放热,催化剂仅改变反应速率,不影响平衡状态。
【详解】A.由图1可知,相同温度下催化剂a的体积分数更大;由图2可知相同流速下催化剂a的体积分数更大,说明催化剂a催化效率更高,更适合工业生产,A正确;
B.平衡状态与催化剂无关,继续升高温度,500℃后,当使用两种催化剂均达平衡状态时,两条曲线可能部分重合,B正确;
C.催化剂不改变平衡状态,若反应已经达到平衡,相同温度下催化剂a、b对应的体积分数应该相等,但图1中相同温度下催化剂a的体积分数始终高于b,说明图1的温度范围内使用催化剂b时反应未达到平衡,因此450℃后体积分数下降不可能是合成氨反应逆向移动导致,实际原因更可能是温度过高导致催化剂b活性下降,反应速率减慢,C错误;
D.单位时间产量可以用流速 × 体积分数进行估算。结合图2数据估算:流速对应的产量约为 ,流速对应的产量约为,确实流速更大时单位时间产量更高,D正确;
故选C。
21. 用计算机模拟常温下,均匀通入溶液时(忽略体积变化),溶液和各离子浓度随的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A. 当为0时,溶液中
B. ①代表,②代表
C. 当由20→25mmol时,增大
D. 过程中存在反应:
【答案】D
【解析】
【分析】10mL1.0mol/LNa2CO3溶液中Na2CO3的物质的量为10mmol,通入SO2物质的量小于等于5mmol时发生SO2+H2O+2Na2CO3=2NaHCO3+Na2SO3,则①代表c(),②代表c();再继续通入二氧化硫15mmol发生SO2+ NaHCO3 =CO2↑+NaHSO3和Na2SO3+H2O+SO2 =2NaHSO3,以此解答。
【详解】A.当为0时,1.0mol/LNa2CO3溶液中水解产生的 OH-,由于水解是微弱的,则,A正确;
B.由分析可知,①代表c(),②代表c(),B正确;
C.当通入SO2量从 20 mmol 增至 25 mmol 时,发生SO2+H2O=H2SO3,c(H2SO3)增大,C正确;
D.结合分析可知二氧化硫与Na2CO3溶液反应实质是亚硫酸与Na2CO3溶液反应逐步转移氢离子的过程,当二氧化硫少量,得到碳酸氢盐,当二氧化硫达到一定量后碳酸氢盐转化为二氧化碳,故不存在,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(共58分)
22. 研究电解质在水溶液中的行为有重要的意义(均为)。有的三种溶液:a.NaOH b.CH3COOH c.盐酸。
(1)溶液a的pH=________;c中水电离出的________。
(2)溶液b的pH=3,用化学用语解释原因________________。
(3)V1 L溶液a与V2 L溶液c混合后,若所得溶液的pH=2,则V1∶V2=________。
(4)向20 mL溶液b中滴加溶液a的过程中,pH变化如图所示。
①滴加过程中发生反应的离子方程式是________________。
②B点溶液中,离子浓度由大到小的顺序为________________。
③C点溶液中,_____(填“>”、“<”或“=”)。
④D点溶液中,_____(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 13 ②.
(2)为弱酸,在溶液中部分电离:
(3)
(4) ①. ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
时水的离子积常数。溶液a为的溶液,其中,则,故。溶液c为的盐酸,盐酸中的抑制了水的电离,水电离出的等于溶液中的,即。
【小问2详解】
溶液b为的溶液,其,说明溶液中,这证明醋酸在水中不能完全电离,存在电离平衡:。
【小问3详解】
混合后溶液,说明盐酸过量,混合溶液中。忽略体积变化,根据混合前后的物质的量关系可得:,化简得,解得。
【小问4详解】
① 滴加过程中,醋酸与氢氧化钠发生中和反应生成醋酸钠和水,醋酸为弱酸,在离子方程式中保留化学式,反应的离子方程式为:。
② B点加入溶液,反应后溶质为等物质的量的和。此时溶液呈酸性,说明的电离程度大于的水解程度,因此溶液中离子浓度由大到小的顺序为:。
③ C点溶液,溶液呈中性,此时,溶液中溶质为和。根据电荷守恒可知,。由于的电离程度大于和的水解程度使得,因此。
④ D点加入溶液,两者恰好完全反应,溶质仅为。根据质子守恒有,移项变形可得。
23. H2SO3、H2CO3、HClO和CH3COOH的电离平衡常数如下:
化学式
H2SO3
H2CO3
HClO
CH3COOH
电离平衡常数(Ka)
Ka1=1.4×10-2
Ka2=6.0×10-8
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
4.0×10-8
1.8×10-5
(1)的下列四种溶液,pH由小到大的顺序是_______(填字母)。
A. Na2CO3 B. CH3COONa C. NaClO D. NaHSO3
(2)的溶液中,结合化学用语解释原因:___________________。
(3)向NaClO溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为__________________。
(4)①向NaClO溶液中分别加入下列物质,能增大的是____ (填字母)。
A.CH3COOH B.SO2 C.NaHCO3
②用化学平衡移动的原理解释其原因:__________________。
【答案】(1)DBCA
(2)溶液中存在 的水解平衡 和电离平衡 ,其水解常数 ,大于其电离常数 ,水解程度大于电离程度,故
(3)
(4) ①. AC ②. 溶液中存在水解平衡:,加入的 或 均能与反应,使浓度减小,促使水解平衡正向移动,增大。
【解析】
【小问1详解】
根据表中电离平衡常数可知,酸性强弱顺序为:。溶液中, 的电离常数大于其水解常数 ,电离大于水解,溶液显酸性,pH <7;均为强碱弱酸盐,水解显碱性,pH>7。根据“越弱越水解”规律,酸根离子对应的酸越弱,水解程度越大,碱性越强。由于酸性 ,故水解程度 ,碱性。因此 pH 由小到大的顺序为D < B < C < A。
【小问2详解】
溶液中存在的水解平衡和电离平衡,其水解常数 ,大于其电离常数,水解程度大于电离程度,故。
【小问3详解】
根据电离常数可知,酸性,根据强酸制弱酸原理,向 溶液中通入少量只能生成 和,离子方程式为。
【小问4详解】
溶液中存在水解平衡:。
A.电离出的能中和 ,使平衡正向移动,增大,A符合;
B.溶于水生成,具有强还原性,会与发生氧化还原反应,导致被消耗,减小,B不符合;
C.电离出的能与反应生成和,消耗,使平衡正向移动,增大,C符合;
故选AC。
②结合勒夏特列原理,加入的物质若能消耗水解产生的 ,降低生成物浓度,即可促使 的水解平衡正向移动,从而增大的浓度。
24. 用甲烷制高纯氢气获得更多化工产品是目前研究热点之一。
(1)一定条件下,反应历程如图所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为_________。
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①总反应: ________。
②已知时,反应Ⅱ的平衡常数。在容积不变的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到,反应达平衡时CO的转化率为________。
(3)CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①有关上述反应的说法正确的是________(填字母)。
a.增大压强有利于CH3OH的生成
b.使用催化剂,能降低反应的活化能,提高CO2的平衡转化率
c.升温有利于反应Ⅳ,反应Ⅳ先达到平衡状态
②其他条件不变时,一段时间内,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如下图。已知:CH3OH选择性。
ⅰ.时,CO2的平衡转化率变化的原因是________________________。
ⅱ.由图知时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是________________________。
ⅲ.,升高温度,CH3OH的实际选择性变化的原因可能是_____________________。
【答案】(1)CH → C + H
(2) ①. +165 kJ/mol ②. 80%
(3) ①. a ②. 反应以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ中CO2的转化率减小的幅度大于反应Ⅳ中增大的幅度导致CO2的转化率减小 ③. CO2的实际转化率低于其平衡转化率 ④. 220~240℃,升高温度,对反应Ⅳ速率的影响比对反应Ⅲ的大
【解析】
【小问1详解】
反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,反应历程共分四步,其中活化能最大的一步是第四步,化学反应速率最慢,则化学反应速率最慢的反应过程为:CH → C + H;
【小问2详解】
①由盖斯定律可知,反应Ⅰ+反应Ⅱ=总反应,则总反应的焓变为:ΔH=(+206 kJ/mol)+ (-41 kJ/mol)= +165 kJ/mol;
②设容器体积为V,平衡时反应生成氢气的物质的量为x mol,由方程式可知,平衡时一氧化碳、水蒸气、二氧化碳的物质的量分别为:(2-x) mol、(8-x) mol、x mol,由830 ℃时,反应II的平衡常数可得:=1,解得:x=1.6,则平衡时一氧化碳的转化率为:=80%;
【小问3详解】
①a.反应Ⅲ是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的浓度增大,反应Ⅳ是气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,增大压强有利于甲醇的生成,a正确;
b.使用催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,但化学平衡不移动,二氧化碳的转化率不变,b错误;
c.同一密闭体系达到平衡时,体系内所有共存的化学反应均达到平衡状态,所以升温反应Ⅲ和反应Ⅳ一起达到平衡状态,c错误;
故选a;
②ⅰ.反应Ⅲ为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小;反应Ⅳ为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,二氧化碳的转化率增大,由图可知,220~240℃时,二氧化碳的转化率减小,说明反应以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ中二氧化碳的转化率减小的幅度大于反应Ⅳ中增大的幅度导致二氧化碳的转化率减小;
ⅱ.由图可知,240℃时二氧化碳的实际转化率低于二氧化碳的平衡转化率,说明此时实际反应未达到平衡状态;
ⅲ.由图可知,220~240℃时,甲醇的选择性减小,说明升高温度,对反应Ⅳ速率的影响比对反应Ⅲ的大。
25. 从铅银渣(含Pb、Ag、Cu等金属)中提取银的流程如下。
Ⅰ.“氧化焙烧”时,Pb、Cu可转化为PbO、CuO;部分Ag可转化为。
Ⅱ.“酸浸”时,使用、NaCl和的混合液作为浸出剂。
已知:难溶。
(1)的作用是__________________________________________。
(2)PbO转化为的离子方程式是_______________________________________________。
(3)固体B含有____________。
Ⅲ.用溶液对固体B进行“络合浸出”。
在敞口容器中进行0.1 mol/L “络合浸出”时,银浸出率和溶液pH、浸出时间的关系分别如下图所示。
已知:ⅰ.浸出时主要反应:。
ⅱ.0.1 mol/L 溶液的pH≈9.7。
(4)结合平衡移动原理,解释当时,银浸出率随溶液pH增大升高的原因:___________________________。
(5)甲认为额外加入少量可以提高银浸出率,但乙认为不需要。结合图1数据,说明不需加入的原因_________________________________________________________。
(6)分析浸出时间超过4 h,银浸出率降低的原因________________________________。(写两条)
【答案】(1)作氧化剂,在酸性条件下将未被氧化的单质银氧化为,使其转化为AgCl
(2)
(3)、AgCl
(4)溶液中存在水解平衡,pH增大时,增大,水解平衡逆向移动,增大,使络合浸出平衡正向移动,银浸出率升高
(5)络合浸出消耗,使其水解平衡逆向移动,消耗,溶液pH随之降低;图1中pH为9.5时银浸出率已约为98%,pH为8.5时约为99%,提高幅度较小,因此不必额外加入调节pH
(6)①被空气中的氧化为;②具有还原性,银离子具有氧化性,将银离子还原为单质银
【解析】
【分析】氧化焙烧使铅、铜分别转化为PbO、CuO,银则以Ag和的形式存在于焙烧渣中。酸浸时,CuO与酸反应生成,进入滤液A;PbO与硫酸反应生成难溶的。与酸反应生成银盐,未被氧化的单质银在酸性作用下也转化为,随后与结合生成AgCl,留在固体B中。用溶液处理固体B,AgCl通过络合反应进入溶液,过滤后,含铅的难溶物留在固体C中,含银络合离子进入滤液D,再经还原析银得到金属银并与滤液E分离。因此,分析络合浸出条件时,需要将的浓度变化与上述络合平衡联系起来。
【小问1详解】
氧化焙烧只使部分Ag转化为,焙烧渣中仍含单质银。酸浸液中的在酸性条件下具有氧化性,能使银元素的化合价由0价升高到+1价,将单质银转化为;生成的再与反应:。因此,的作用是作氧化剂,将未被氧化的单质银氧化,使银转化为AgCl;
【小问2详解】
PbO与酸反应生成水,其中的铅与形成难溶的。书写离子方程式时,PbO和均保留化学式,硫酸拆写为和,按原子守恒和电荷守恒配平,得到;
【小问3详解】
酸浸时,CuO发生反应,铜以的形式进入滤液A;PbO与硫酸反应生成难溶的,留在滤渣中。在含的酸性溶液中发生反应,未被氧化的Ag也被酸性氧化后转化为AgCl。因此,固体B中含有和AgCl;
【小问4详解】
溶液中存在水解平衡。当时,随pH增大,增大,水解平衡逆向移动,使增大。是络合浸出反应的反应物,其浓度增大使平衡正向移动,更多AgCl转化为可溶的含银络合离子,因此银浸出率升高;
【小问5详解】
0.1 mol/L 溶液的pH约为9.7。络合浸出不断消耗,使水解平衡逆向移动,消耗,溶液pH随之降低。图1显示,pH为9.5时银浸出率已约为98%,pH为8.5时约为99%,在这一范围内通过降低pH提高银浸出率的幅度较小。因此,不必额外加入调节pH;
【小问6详解】
浸出在敞口容器中进行,溶液能够与空气持续接触。①具有还原性,会被空气中的氧化,发生反应,使减小。②具有还原性,银离子具有氧化性,二者也会发生氧化还原反应,也使减小。浸出时间过长,上述消耗逐渐累积,使络合浸出平衡逆向移动,部分银重新以AgCl的形式析出,因此超过4 h后银浸出率降低。
26. 某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
【资料】查阅醋酸溶液的资料发现,向冰醋酸中逐渐加水,溶液的导电性随加入水的体积的变化如图所示。
(1)在a、b、c三点所代表的溶液中,由大到小的顺序为:____________________;醋酸电离程度最大的是____________。(填“a”、“b”或“c”)。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入溶液中;
Ⅱ.取0.1 g光亮的镁屑放入溶液(pH=2.9)中;
Ⅲ.取0.1 g光亮的镁屑放入溶液中。
【数据】
(2)反应起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H+),实验证据是____________。
(3)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:CH3COOH能直接与Mg反应。
通过实验Ⅳ的现象得出结论:该假设成立。
实验Ⅳ的操作及现象:_______________________________________________。
(4)进行实验Ⅴ,探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒。与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含的CH3COOH与的混合溶液(pH=4.8),气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率
b.实验Ⅱ起始速率
c.实验ⅡpH=4.8时速率
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:______________________。
(5)综合以上实验得出结论:
结论一:镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
结论二:________________________________。
【答案】(1) ①. ②. c
(2)由图2可知起始阶段Ⅱ的速率远大于Ⅲ,但图3表明起始阶段Ⅱ的大于Ⅲ
(3)室温下,将光亮的镁屑投入冰醋酸中,立即产生气体
(4)a与b对比,几乎相同,但b中约为a的100倍,使速率;a与c对比,几乎相同,但a中约为c的2倍,使速率
(5)是与Mg反应产生气体的主要微粒
【解析】
【小问1详解】
冰醋酸是醋酸晶体,加水溶解后,醋酸电离出醋酸根离子和氢离子,随着加入水的体积增加,醋酸电离程度变大,离子浓度逐渐增大,离子浓度越大,溶液导电性越强,b点导电性最强,随着加水量的增加,离子浓度下降,醋酸溶液的导电能力下降。在a、b、c三点所代表的溶液中,由大到小的顺序为:;加水稀释,促进醋酸的电离,越稀越电离,故在a、b、c三点所代表的溶液中,醋酸电离程度最大的是c;
【小问2详解】
实验Ⅱ和实验Ⅲ中,其他条件相同,醋酸和盐酸与镁屑反应,由图2可知,起始阶段,实验Ⅱ快速生成气体,实验Ⅲ生成的气体几乎为0,实验Ⅱ的反应速率大于实验Ⅲ;由图3可知,未反应前,实验Ⅱ和Ⅲ的pH相同,相同,开始反应后,起始阶段,实验Ⅱ溶液中pH变化比实验Ⅲ大,实验Ⅱ的pH较大,较小,说明导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是;
【小问3详解】
根据题中假设能直接与反应,则设计实验时可直接使用冰醋酸与镁屑反应,如果在常温水浴条件下,将光亮的镁屑投入冰醋酸中,立即产生气体,就说明醋酸分子与Mg直接反应;
【小问4详解】
醋酸溶液中含CH3COOH,CH3COO,H+,探究醋酸溶液中哪种微粒与Mg发生反应,分析如下:a与b对比,几乎相同,但b中约为a的100倍,使速率b>a;a与c相比,几乎相同,但a中约为c的两倍,使速率a>c,故a与b对比,几乎相同,但b中约为a的100倍,使速率;a与c对比,几乎相同,但a中约为c的2倍,使速率;
【小问5详解】
a与b对比,几乎相同,但b中约为a的100倍,使速率;a与c对比,几乎相同,但a中约为c的2倍,使速率,a的反应速率比c大很多,接近3倍,所以是与Mg反应产生气体的主要微粒。
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