精品解析:重庆市第十一中学校2026-2027学年高二上学期期中考试 化学试卷
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内容正文:
重庆市第十一中学校教育集团高2028届高二上期期中考试
化学试题
注意事项:
1.本试卷满分为100分,考试时间为90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共48分)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 焊接时可用溶液除铁锈
B. 用热的饱和碳酸钠溶液除油污效果更好
C. 装溶液的试剂瓶,应该用玻璃塞
D. 锅炉水垢中的可先用饱和碳酸钠溶液浸泡,再用盐酸除去
2. 下列过程能实现电能转化为化学能的是
A. 天然气燃烧 B. 电解饱和食盐水制备氯气
C. 太阳能集热器供电 D. 铅蓄电池放电
3. 下列溶液因水解而呈酸性的是
A. B. C. D.
4. 能影响水的电离平衡,并使溶液中的的措施是
A. 将纯水加热至 B. 向纯水中加入少量固体
C. 向水中通入少量 D. 向水中加入固体
5. 下列有关方程式错误的是
A. 惰性电极电解足量溶液:
B. 氢硫酸的电离:
C. 明矾净水的原理:
D. 铅蓄电池充电时的阳极反应:
6. ,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A. ①⑤ B. ②⑤ C. ①④ D. ③④
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 常温下,的溶液:
B. 大量存在的溶液:
C. 使甲基橙呈红色的溶液:
D. 由水电离产生的的溶液中:
8. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备氢氧化亚铁
B.制备无水
C.依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
D.测定盐酸的浓度
(已知:)
A. A B. B C. C D. D
9. 某温度下,两种一元弱酸HA和HB的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线II代表HB溶液
B. 溶液中由水电离出的的浓度:b>c
C. 从c到d,溶液中保持不变
D. a点的两溶液分别与NaOH恰好中和,HA对应溶液中大
10. 下列有关粒子浓度大小的比较正确的是
A. 已知NaHS溶液呈碱性,则溶液中
B. 等物质的量浓度的与的混合溶液中,
C. 溶液和溶液中,后者较大
D. 等浓度的NaCN和NaF溶液中(已知酸性),
11. 根据下列实验操作,得出的实验现象或相应结论不正确的是
实验操作
实验现象
实验结论
A
用pH试纸分别测定相同浓度的和NaClO溶液的pH
pH:前者小于后者
证明酸性强弱:
B
测定等物质的量浓度的醋酸溶液和盐酸的导电率
导电率:
盐酸>醋酸溶液
醋酸为弱电解质
C
向AgI悬浊液中滴加少量溶液
黄色沉淀转化为黑色沉淀
溶解度:
D
向含有酚酞的溶液中加入少量固体
产生白色沉淀溶液红色变浅
溶液中存在水解平衡
A. A B. B C. C D. D
12. 向某密闭容器中充入NO和,发生反应:,测得NO的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 该反应是放热反应
B. 增大体积,增大,减小
C. 投料比,且平衡常数
D. 当温度为时,氨气平衡转化率为40%
13. 用如图所示装置电解硫酸铜溶液,下列表述中错误的是
A. d电极发生还原反应
B. 若两电极均为惰性电极,d电极的电极反应式为:
C. 溶液中阴离子往c电极移动
D. 若c电极为Cu,电解开始后,溶液中持续减小
14. 用下图装置处理含的酸性工业废水,废水中Pt电极反应为:下列错误的是
A. B为电源负极 B. 电解池中从右向左通过质子交换膜
C. 左侧电极反应为 D. 电解过程中,右侧电解液pH增大
15. 常温下,乙酰水杨酸(用HA表示,药物在人体吸收模式如图(只有未电离的HA可自由穿过组织薄膜且达到平衡),不考虑溶液体积的变化,下列说法正确的是
A. 在血液中, B. 血液中与胃中相等
C. HA的电离度:血液中小于胃中 D. 在胃中,
16. 25℃时,用等浓度的NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:易溶于水,一般认为平衡常数时反应进行完全。下列说法错误的是
A. HA为一元弱酸,25℃时
B. 线②代表滴定一元酸HA溶液时pM与pH的变化关系
C. 的
D. 滴定溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀最后能完全溶解
二、填空题(四个大题,共52分)
17. 化学反应中既有物质变化,又有能量变化,回答下列问题。
(1)下图是某微生物燃料电池的工作原理示意图,该装置能同时除去水体中的和沉积物中的。
①电极a为_____极(填“正”或“负”)。
②写出在电极b表面发生的电极反应___________。
③电路中通过,则a电极产生______。
(2)用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是_______。
A. B. NaOH C. D.
(3)用惰性电极电解400 mL 0.05 mol/L的硫酸铜溶液,当阴阳两极产生的气体体积相等时停止电解(同温同压下)。
①阳极的电极反应式为_____________。
②外电路共通过了_________。
③为使电解液恢复到原来的浓度,可向电解液中加入_____(填字母)。
A.CuO 1.60 g B. 2.48 g
C. 1.96 g D. 1.6 g
18. Ⅰ.随着现代工业的发展,作为一种可再生的能源在生产、生活中的作用越来越大。
(1)在载人航天器中,利用和反应,将航天员呼出的转化为等,再电解水得到,从而实现的再生。已知
①
②
则反应_______。
反应①自发进行的条件是_____________自发(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中充入和,发生反应:。
①下列可以判断该反应达到平衡状态的是______(填字母,下同)。
A.容器内压强不再变化 B.气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 D.
②若经过2 min达到平衡,的转化率为20%。则2 min内用表示的速率为______;该温度下,反应的平衡常数K = ______。
Ⅱ.化学平衡存在于多种相态的反应中,不同相的反应各有特点。
(3)T℃,将足量的固体置于体积为1 L的真空容器中,发生如下反应:,平衡时总压为10 kPa。
①能正确表述瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为______(填字母)。
②T℃下,已知。
T℃时,将一定量和加入1 L的真空容器中分解达到平衡。平衡后三种固体均存在,此时体系总压为______________kPa。
19. 常温下,几种酸的电离常数如下表所示。
弱酸
HCN
HCOOH
HF
电离常数
(1)NaCN溶液呈碱性,原因是______(用离子方程式表示)。
(2)和中,结合能力更强的是______。
(3)将2 mL 0.1 mol/L HCOOH溶液与1 mL 0.1 mol/L NaOH溶液混合,下列说法正确的有______。
A.
B.
C.
D. 混合液中
(4)化学兴趣小组为了测定草酸()样品的纯度,设计了如下实验探究:
查阅资料:酸性溶液能把氧化为,本身还原为,称取2.50g草酸样品,将其配成100 mL溶液。准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用的酸性标准溶液进行滴定。
①滴定过程中酸性标准溶液应置于_______(填仪器名称),达到滴定终点的标志为_______。
②记录实验数据,第1次滴定读数情况如图所示,3次滴定结果如表所示。则该样品中草酸的质量分数为_______。
实验序号
第1次
第2次
第3次
滴定前的刻度/mL
见图
0.80
0.34
滴定后的刻度/mL
见图
23.95
20.24
③下列滴定操作会导致测定结果偏高是_____(填字母)。
A.滴定管用蒸馏水润洗后,未用酸性溶液润洗
B.滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.滴定开始时俯视读数,结束时仰视读数
D.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
20. 用溶液处理废旧电路板后得到的铜刻蚀液含有大量、和,随意排放会导致水污染。可用以下流程从铜刻蚀液中回收氧化铁粉和无水。
常温下,各离子开始沉淀和恰好完全沉淀的pH如下表:
[当,时,可认为R离子完全沉淀]
金属离子
开始沉淀pH
4.2
7.5
1.9
恰好完全沉淀pH
6.7
9.5
2.7
(1)加入氯水时发生反应的离子方程式为__________________。
(2)加入化合物M的目的是调节溶液pH。
①应调节的pH范围是______________。
②化合物M可以是__________(填字母)。
A B.NaOH C.CuO D.
③常温下,的溶度积_________。
(3)氯化铜溶液中存在以下平衡:,加入NaCl改变溶液中,和的浓度变化如图所示,x和y两条曲线中,代表浓度变化的是曲线_________(填“x”或“y”)。
(4)加热可得到CuO固体。要得到无水,操作a为_____________。
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重庆市第十一中学校教育集团高2028届高二上期期中考试
化学试题
注意事项:
1.本试卷满分为100分,考试时间为90分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,每题3分,共48分)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A. 焊接时可用溶液除铁锈
B. 用热的饱和碳酸钠溶液除油污效果更好
C. 装溶液的试剂瓶,应该用玻璃塞
D. 锅炉水垢中的可先用饱和碳酸钠溶液浸泡,再用盐酸除去
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液中发生水解反应使溶液呈酸性,可与铁锈的主要成分反应,因此可用于焊接时除去铁锈,A正确;
B.碳酸钠溶液中水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下可发生水解反应被除去;盐类水解为吸热过程,温度升高水解平衡正向移动,溶液碱性增强,除油污效果更好,B正确;
C.溶液中水解使溶液呈较强碱性,会与玻璃中的反应生成具有粘性的硅酸盐,将玻璃塞与试剂瓶瓶口粘结,因此盛装该溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,C错误;
D.微溶于水、难溶于酸,根据沉淀转化原理,用饱和碳酸钠溶液浸泡时,可转化为更难溶、可与盐酸反应的,后续加盐酸即可将水垢除去,D正确;
故选C。
2. 下列过程能实现电能转化为化学能的是
A. 天然气燃烧 B. 电解饱和食盐水制备氯气
C. 太阳能集热器供电 D. 铅蓄电池放电
【答案】B
【解析】
【详解】A.天然气燃烧过程是将燃料储存的化学能转化为热能与光能,不存在电能向化学能的转化,A不符合题意;
B.电解饱和食盐水制备氯气属于电解池工作过程,由外接电源提供电能驱动非自发的氧化还原反应发生,实现电能向化学能的转化,B符合题意;
C.太阳能集热器供电过程是将太阳能先转化为热能,再进一步转化为电能,不存在电能向化学能的转化,C不符合题意;
D.铅蓄电池放电属于原电池工作过程,是将电池内部储存的化学能转化为电能对外输出,为化学能向电能的转化,D不符合题意;
故选B。
3. 下列溶液因水解而呈酸性的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.为强酸弱碱盐,在水溶液中完全电离产生与,其中发生水解反应,使溶液中浓度高于浓度,溶液因水解呈酸性,A符合题意;
B.属于强酸,在水溶液中通过电离过程释放使溶液呈酸性,不存在盐类水解过程,B不符合题意;
C.为强酸的酸式盐,在水溶液中完全电离产生、、,溶液酸性来自电离产生的,并非水解导致,C不符合题意;
D.为强碱弱酸盐,的水解程度大于其电离程度,水解反应为,最终溶液呈碱性,D不符合题意;
故答案选A。
4. 能影响水的电离平衡,并使溶液中的的措施是
A. 将纯水加热至 B. 向纯水中加入少量固体
C. 向水中通入少量 D. 向水中加入固体
【答案】C
【解析】
【详解】A.将纯水加热至80℃,水的电离为吸热过程,加热会促进水的电离,确实影响水的电离平衡,但纯水中始终满足,溶液呈中性,不满足的要求,A错误;
B.向纯水中加入少量固体,与水反应生成,溶液中浓度升高,抑制水的电离,影响水的电离平衡,但最终溶液呈碱性,满足,不符合要求,B错误;
C.向水中通入少量,与水反应生成弱电解质,电离产生,使溶液中浓度升高,水的电离平衡逆向移动,既影响了水的电离平衡,又使溶液满足,符合要求,C正确;
D.向水中加入固体,为强酸强碱盐,溶于水后不发生水解,对水的电离平衡无影响,溶液始终呈中性,,不符合要求,D错误;
故答案选C。
5. 下列有关方程式错误的是
A. 惰性电极电解足量溶液:
B. 氢硫酸的电离:
C. 明矾净水的原理:
D. 铅蓄电池充电时的阳极反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.惰性电极电解足量溶液时,阴极得电子析出,阳极电离出的失电子生成,总反应符合反应事实与守恒规则,A正确;
B.氢硫酸为二元弱酸,电离过程分步进行,第一步为,第二步为,B错误;
C.明矾净水的原理是发生微弱水解生成具有强吸附性的胶体,水解为可逆过程,方程式书写规范正确,C正确;
D.铅蓄电池充电时阳极发生氧化反应,中+2价的Pb失电子被氧化为中+4价的Pb,电极反应满足原子守恒与电荷守恒,书写正确,D正确;
故选B。
6. ,反应达平衡时,下列措施能提高转化率的是
①降温 ②恒压通入惰性气体 ③增加的浓度 ④加压 ⑤催化剂
A. ①⑤ B. ②⑤ C. ①④ D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】①降温时,平衡向放热的正反应方向移动,消耗更多,转化率提高,①符合题意;
②恒压通入惰性气体,容器体积增大,各反应气体浓度降低,平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动,转化率降低,②不符合题意;
③增加的浓度,平衡正向移动,但自身的平衡转化率会降低,无法提高转化率,③不符合题意;
④加压时,容器体积减小,平衡向气体分子数减小的正反应方向移动,转化率提高,④符合题意;
⑤催化剂能同等程度改变正、逆反应速率,不改变平衡状态,的平衡转化率不变,无法提高转化率,⑤不符合题意;
符合题意的为①④,故答案选C。
7. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 常温下,的溶液:
B. 大量存在的溶液:
C. 使甲基橙呈红色的溶液:
D. 由水电离产生的的溶液中:
【答案】A
【解析】
【详解】A.常温下的溶液为强酸性溶液,存在大量,、、、之间不发生反应,与也不发生反应,能大量共存,A符合题意;
B.大量存在的溶液为酸性环境,与会发生双水解反应生成沉淀和气体,不能大量共存,B不符合题意;
C.使甲基橙呈红色的溶液为强酸性溶液,存在大量,酸性条件下具有强氧化性,会与具有还原性的发生氧化还原反应,且可与反应生成和,不能大量共存,C不符合题意;
D.由水电离产生的的溶液,水的电离被抑制,溶液可能为强酸性或强碱性;强酸性条件下可与反应生成和,强碱性条件下可与反应生成,不能在两种可能的溶液环境下都大量共存,D不符合题意;
故选A。
8. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备氢氧化亚铁
B.制备无水
C.依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
D.测定盐酸的浓度
(已知:)
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.制备氢氧化亚铁时需要作阳极,与电源正极相连,发生氧化反应生成,该装置中电极连接电源负极,作阴极,无法失去电子产生,不能制备氢氧化亚铁,A错误;
B.易发生水解,直接加热时,水解生成的易挥发,最终无法得到无水;将与混合加热时,可与结晶水反应生成和气体,既消耗了结晶水,生成的又能抑制的水解,可制备无水,B正确;
C.该实验中两组试管内溶液的浓度不同,初始颜色深浅不同,且的物质的量不同,无法通过褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,实验应保持溶液的浓度、体积相同,改变的浓度才能达到实验目的,C错误;
D.溶液呈碱性,会与酸式滴定管玻璃活塞中的反应导致活塞粘连,因此溶液应盛装在碱式滴定管中,不能用图中的酸式滴定管盛放,无法达到测定盐酸浓度的目的,D错误;
故选B。
9. 某温度下,两种一元弱酸HA和HB的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线II代表HB溶液
B. 溶液中由水电离出的的浓度:b>c
C. 从c到d,溶液中保持不变
D. a点的两溶液分别与NaOH恰好中和,HA对应溶液中大
【答案】C
【解析】
【详解】A.HA的电离常数大于HB,说明HA酸性强于HB;pH和体积均相同的两酸稀释时,酸性越强的酸pH变化幅度越大,曲线II的pH变化更大,因此曲线II代表HA溶液,A错误;
B.酸溶液中,酸电离的会抑制水的电离,溶液pH越小,酸电离的越大,对水的电离抑制程度越强,水电离出的就越小。b点pH小于c点,说明b点酸电离的更大,因此水电离出的:b点<c点,B错误;
C.对表达式变形可得,该式本质为弱酸根离子的水解常数,温度一定时,水的离子积和弱酸的电离常数均为定值,因此从c点到d点稀释过程中该比值保持不变,C正确;
D.a点两溶液pH相同,由于HA酸性强于HB,因此HB的物质的量浓度大于HA,相同体积下HB的总物质的量更大,与NaOH恰好中和时,HB消耗的NaOH更多,对应溶液中更大,D错误;
故选C。
10. 下列有关粒子浓度大小的比较正确的是
A. 已知NaHS溶液呈碱性,则溶液中
B. 等物质的量浓度的与的混合溶液中,
C. 溶液和溶液中,后者较大
D. 等浓度的NaCN和NaF溶液中(已知酸性),
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaHS溶液中,存在水解平衡和电离平衡,溶液呈碱性说明的水解程度大于电离程度,因此,A错误;
B.等物质的量浓度的与混合溶液中,存在电荷守恒关系,由于混合溶液呈碱性,即,移项可得,因此,B正确;
C.溶液中的初始浓度为,仅存在的单水解平衡;溶液中的初始浓度也为,但水解产生的会促进的水解,使的水解程度远大于溶液中的水解程度,因此平衡时为前者更大,C错误;
D.已知酸性,根据“越弱越水解”的规律,的水解程度大于,等浓度的和溶液中,的水解消耗量更多,因此,D错误;
故选B。
11. 根据下列实验操作,得出的实验现象或相应结论不正确的是
实验操作
实验现象
实验结论
A
用pH试纸分别测定相同浓度的和NaClO溶液的pH
pH:前者小于后者
证明酸性强弱:
B
测定等物质的量浓度的醋酸溶液和盐酸的导电率
导电率:
盐酸>醋酸溶液
醋酸为弱电解质
C
向AgI悬浊液中滴加少量溶液
黄色沉淀转化为黑色沉淀
溶解度:
D
向含有酚酞的溶液中加入少量固体
产生白色沉淀溶液红色变浅
溶液中存在水解平衡
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中的水解生成具有强氧化性的,会漂白试纸,无法用试纸准确测定其溶液的;且根据“越弱越水解”的规律,相同浓度的强碱弱酸盐,溶液越大,对应弱酸的酸性越弱,若测得溶液小于溶液,说明水解程度更小,对应酸性:,实验结论与规律相悖,A错误;
B.等物质的量浓度的醋酸和盐酸,盐酸为强电解质完全电离,溶液中离子浓度更高,导电率更大;醋酸溶液导电率更低,说明醋酸中离子浓度更小,即醋酸未完全电离,可证明醋酸为弱电解质,B正确;
C.向悬浊液中滴加少量溶液,黄色沉淀转化为黑色沉淀,说明沉淀转化方向为从溶解度相对较大的物质向溶解度更小的物质进行,可证明溶解度:,C正确;
D.溶液中存在水解平衡:,加入少量固体后,与结合生成白色沉淀,使浓度降低,水解平衡逆向移动,浓度减小,溶液红色变浅,可证明溶液中存在水解平衡,D正确;
故选A。
12. 向某密闭容器中充入NO和,发生反应:,测得NO的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 该反应是放热反应
B. 增大体积,增大,减小
C. 投料比,且平衡常数
D. 当温度为时,氨气平衡转化率为40%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,温度升高时NO的平衡转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,A错误;
B.增大容器体积,体系中所有气态物质的浓度均降低,因此、均减小,B错误;
C.相同温度下,投料比越大,NO的平衡转化率越高,由图可知同温下对应的NO转化率更高,故;平衡常数仅与温度有关,b、c两点温度均为,温度相同则,C错误;
D.反应中与的化学计量数之比为,当时,初始投料比等于化学计量数之比,因此两反应物的平衡转化率相等;温度为时,对应的NO平衡转化率为40%,故氨气平衡转化率为40%,D正确;
故答案选D。
13. 用如图所示装置电解硫酸铜溶液,下列表述中错误的是
A. d电极发生还原反应
B. 若两电极均为惰性电极,d电极的电极反应式为:
C. 溶液中阴离子往c电极移动
D. 若c电极为Cu,电解开始后,溶液中持续减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.d电极为电解池的阴极,阴极发生得电子的还原反应,A正确;
B.若两电极均为惰性电极,d为阴极,溶液中的放电顺序优先于,电极反应式为,B正确;
C.电解池中阴离子向阳极定向移动,c电极为阳极,因此溶液中阴离子往c电极移动,C正确;
D.若c电极为,属于活性阳极,阳极发生反应,阴极发生反应,同一时间内阳极溶解生成的与阴极析出消耗的量相等,溶液中保持恒定,不会持续减小,D错误;
故答案选D。
14. 用下图装置处理含的酸性工业废水,废水中Pt电极反应为:下列错误的是
A. B为电源负极 B. 电解池中从右向左通过质子交换膜
C. 左侧电极反应为 D. 电解过程中,右侧电解液pH增大
【答案】B
【解析】
【分析】废水中电极反应为:,得电子发生还原反应,为电解池阴极,连接电源负极;硫酸中的电极为阳极,酸性条件下,电极反应为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,废水中电极为电解池阴极,连接电源负极,因此B为电源负极,A正确;
B.电解池中阳离子向阴极定向移动,由分析可知,左侧电极为阳极,右侧电极为阴极,因此应从左侧阳极区向右侧阴极区移动,即从左向右通过质子交换膜,B错误;
C.由分析可知,左侧电极为阳极,电极反应为,C正确
D.右侧阴极区电极反应为,每转移电子,电极消耗,同时为平衡电荷,有 从左侧阳极区通过质子交换膜迁移至右侧,因此右侧净减少,且反应生成水使溶剂增多,浓度降低,电解液增大,D正确;
故选B。
15. 常温下,乙酰水杨酸(用HA表示,药物在人体吸收模式如图(只有未电离的HA可自由穿过组织薄膜且达到平衡),不考虑溶液体积的变化,下列说法正确的是
A. 在血液中, B. 血液中与胃中相等
C. HA的电离度:血液中小于胃中 D. 在胃中,
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据HA的电离平衡常数表达式,血液,即,代入,可得,A正确;
B.只有未电离的HA可自由穿过组织薄膜达到平衡,故膜两侧平衡时相等。血液中,即,,胃中,即,同理可得胃中,显然血液中远大于胃中,二者不相等,B错误;
C.HA的电离度,代入血液和胃中的浓度关系,血液中,胃中,故HA的电离度:血液中大于胃中,C错误;
D.根据上述胃中的浓度关系,,D错误;
故选A。
16. 25℃时,用等浓度的NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:易溶于水,一般认为平衡常数时反应进行完全。下列说法错误的是
A. HA为一元弱酸,25℃时
B. 线②代表滴定一元酸HA溶液时pM与pH的变化关系
C. 的
D. 滴定溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀最后能完全溶解
【答案】D
【解析】
【分析】用NaOH溶液滴定HA溶液时,HA不断转化为,增大,其负对数减小,因此下降的直线②对应HA体系。滴定溶液时,与结合生成沉淀;在的沉淀溶解平衡中,温度一定时保持不变,随着pH增大,增大,减小,其负对数增大,因此上升的直线①对应体系。两条直线与横轴的交点均满足pM为0,分别对应和。
【详解】A.直线②与横轴交点的pH为7.4,此时,说明溶液中存在未电离的HA分子,HA为一元弱酸。其电离平衡为,对应的电离平衡常数为。交点处,将浓度数值代入可得,A正确;
B.用NaOH溶液滴定HA溶液时,发生反应,随着pH增大,增大,减小,故下降的直线②代表滴定HA溶液时pM与pH的变化关系,B正确;
C.直线①对应体系,其与横轴交点处pH为4.2,且。25℃时,,故。由沉淀溶解平衡,将平衡浓度数值代入溶度积表达式,得,C正确;
D.滴定溶液至x点时,体系中存在沉淀。加入HA后,HA电离产生的消耗,可促进沉淀溶解;又因易溶于水,生成的和不会形成新的沉淀。将的溶解平衡、2倍HA的电离平衡与2倍水电离的逆过程相加,得到。25℃时,该反应的平衡常数为,远小于。按题给判断反应进行程度的标准,该反应不能视为完全进行,不能认为沉淀最后能完全溶解,D错误;
故选D。
二、填空题(四个大题,共52分)
17. 化学反应中既有物质变化,又有能量变化,回答下列问题。
(1)下图是某微生物燃料电池的工作原理示意图,该装置能同时除去水体中的和沉积物中的。
①电极a为_____极(填“正”或“负”)。
②写出在电极b表面发生的电极反应___________。
③电路中通过,则a电极产生______。
(2)用惰性电极电解下列溶液,电解一段时间后,阴极质量增加,电解液的pH下降的是_______。
A. B. NaOH C. D.
(3)用惰性电极电解400 mL 0.05 mol/L的硫酸铜溶液,当阴阳两极产生的气体体积相等时停止电解(同温同压下)。
①阳极的电极反应式为_____________。
②外电路共通过了_________。
③为使电解液恢复到原来的浓度,可向电解液中加入_____(填字母)。
A.CuO 1.60 g B. 2.48 g
C. 1.96 g D. 1.6 g
【答案】(1) ①. 正 ②. ③. 0.3 (2)A
(3) ①. ②. 0.08 ③. C
【解析】
【小问1详解】
电极a上 转化为 ,发生得电子的还原反应,电极a为正极,在酸性条件下,电极反应为 ; 电极b上 转化为 ,发生失电子的氧化反应,电极b为负极,在酸性条件下,电极反应为 ;
① 由上述分析可知,电极a为正极;
② 由上述分析可知,电极b的电极反应为;
③ 由上述分析可知,a电极的电极反应式为 ,由反应式可知,生成 需要转移 电子,则当电路中通过 时,产生 的物质的量为 ;
【小问2详解】
A.用惰性电极电解 溶液,阴极反应为 ,阴极质量增加;阳极反应为 ,溶液中生成 ,下降,符合题意;
B.电解 溶液实质是电解水,阴极反应为 ,产生 ,阴极质量不增加;水减少, 浓度增大,升高,B不符合题意;
C.电解 溶液,阴极反应为 ,产生 ,阴极质量不增加;阳极反应为,溶液中浓度增大,升高,C不符合题意;
D.电解 溶液实质是电解水,阴极反应为 ,阴极产生 ,阴极质量不增加,水减少, 浓度增大,下降,D不符合题意;
故选A。
【小问3详解】
原溶液中 ;电解过程分为两个阶段:第一阶段电解 溶液:。当 完全析出时,转移电子 ,阳极产生 ,阴极无气体产生;第二阶段实质为电解水:,设第二阶段转移电子的物质的量为 ,则阳极产生 ,阴极产生 ;当阴阳两极产生的气体体积相等时,气体的物质的量也相等,即
,解得 ;因此,外电路共通过的电子物质的量为;
① 用惰性电极电解硫酸铜溶液,阳极是水电离出的 失电子,电极反应式为 ;
② 根据上述分析可知,外电路共通过的电子物质的量为;
③ 根据“缺什么补什么”的原则,第一阶段析出 和 (相当于脱离了 ),第二阶段消耗了 ;为使电解液恢复到原来的浓度,应加入 和 ,这等价于加入 。其质量为 ,故选C。
18. Ⅰ.随着现代工业的发展,作为一种可再生的能源在生产、生活中的作用越来越大。
(1)在载人航天器中,利用和反应,将航天员呼出的转化为等,再电解水得到,从而实现的再生。已知
①
②
则反应_______。
反应①自发进行的条件是_____________自发(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)一定温度下,向2 L固定体积的密闭容器中充入和,发生反应:。
①下列可以判断该反应达到平衡状态的是______(填字母,下同)。
A.容器内压强不再变化 B.气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 D.
②若经过2 min达到平衡,的转化率为20%。则2 min内用表示的速率为______;该温度下,反应的平衡常数K = ______。
Ⅱ.化学平衡存在于多种相态的反应中,不同相的反应各有特点。
(3)T℃,将足量的固体置于体积为1 L的真空容器中,发生如下反应:,平衡时总压为10 kPa。
①能正确表述瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为______(填字母)。
②T℃下,已知。
T℃时,将一定量和加入1 L的真空容器中分解达到平衡。平衡后三种固体均存在,此时体系总压为______________kPa。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. AC ②. ③.
(3) ①. D ②. 50
【解析】
【小问1详解】
将反应①逆向书写,得到;将反应②逆向书写并将各物质的化学计量数乘以2,得到。两式相加,消去两边相同的物质,得到。根据盖斯定律,反应逆向进行时焓变变号,化学计量数乘以相同倍数时焓变也乘以该倍数,因此。反应①的焓变小于0;反应过程中气体的化学计量数之和由5减小为1,且生成液态水,体系的混乱度减小,故。根据反应自发进行的判据,温度较低时,熵变项对自发进行的不利影响较小,故该反应在低温下自发进行;
【小问2详解】
①A.题中温度和容器体积不变,反应的气体化学计量数之和由2变为4,气体总物质的量随反应进行而改变。由可知,容器内压强也随反应进行而改变,因此压强不再变化可以判断反应达到平衡,A符合题意;
B.反应物和生成物均为气体,密闭容器内气体的总质量不变,容器体积也不变,因此气体密度在反应过程中始终不变,不能据此判断反应达到平衡,B不符合题意;
C.混合气体的平均摩尔质量。反应过程中气体总质量不变,而气体总物质的量随反应进行而改变,故平均摩尔质量也随之改变。当平均摩尔质量不再变化时,气体总物质的量不再变化,可以判断反应达到平衡,C符合题意;
D.生成与消耗CO均表示逆反应,且二者的化学计量数相同,故在反应过程中始终成立,不能说明正、逆反应速率相等,D不符合题意;
故选AC;
②初始加入的物质的量为1 mol,达到平衡时其转化率为20%,因此消耗的为。根据反应的化学计量关系,各物质的物质的量变化如下。
,2 min内消耗的物质的量为0.2 mol,容器体积为2 L,因此用表示的平均反应速率为,其中表示水蒸气浓度的减少量。平衡时,,,,。该温度下,反应的平衡常数为,故该空填;
【小问3详解】
①反应的正反应吸热。瞬时升温后,正、逆反应速率均增大,正反应速率增大的程度更大,因而,平衡向正反应方向移动。升温后的温度保持不变,正反应的反应物为纯固体,在固体仍存在时,按题设模型,正反应速率保持不变;随着反应继续进行,和的浓度增大,逆反应速率逐渐增大,最终与正反应速率相等。因此,正确的速率变化过程为,故选D。
②先考虑题给温度下单独在真空容器中分解的平衡。由反应可知,生成的与的物质的量相等,分压也相等。平衡总压为10 kPa,因此。纯固体不写入平衡常数表达式,该反应的压强平衡常数为。在题目给定的三种固体共存的平衡状态下,两反应均满足各自的平衡常数关系。两个反应生成或消耗与的物质的量之比均为,且容器起初为真空,故平衡时。温度相同,不变,因此。对于反应,有,所以。由此,题给平衡状态下的总压为,故该空填50。
19. 常温下,几种酸的电离常数如下表所示。
弱酸
HCN
HCOOH
HF
电离常数
(1)NaCN溶液呈碱性,原因是______(用离子方程式表示)。
(2)和中,结合能力更强的是______。
(3)将2 mL 0.1 mol/L HCOOH溶液与1 mL 0.1 mol/L NaOH溶液混合,下列说法正确的有______。
A.
B.
C.
D. 混合液中
(4)化学兴趣小组为了测定草酸()样品的纯度,设计了如下实验探究:
查阅资料:酸性溶液能把氧化为,本身还原为,称取2.50g草酸样品,将其配成100 mL溶液。准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用的酸性标准溶液进行滴定。
①滴定过程中酸性标准溶液应置于_______(填仪器名称),达到滴定终点的标志为_______。
②记录实验数据,第1次滴定读数情况如图所示,3次滴定结果如表所示。则该样品中草酸的质量分数为_______。
实验序号
第1次
第2次
第3次
滴定前的刻度/mL
见图
0.80
0.34
滴定后的刻度/mL
见图
23.95
20.24
③下列滴定操作会导致测定结果偏高是_____(填字母)。
A.滴定管用蒸馏水润洗后,未用酸性溶液润洗
B.滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.滴定开始时俯视读数,结束时仰视读数
D.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
【答案】(1)
(2) (3)AB
(4) ①. 酸式滴定管 ②. 滴入最后半滴酸性标准溶液时,溶液由无色变成浅紫色,且30 s内不变色 ③. 72% ④. AC
【解析】
【小问1详解】
氰化钠是强碱弱酸盐,能在溶液中发生水解反应使溶液呈碱性,反应的离子方程式为:;
【小问2详解】
弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,甲酸的电离常数大于氢氰酸,则甲酸的酸性大于氢氰酸;由盐类水解规律可知,弱酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小,结合氢离子的能力越小,所以氰根结合氢离子的能力强于甲酸根离子;
【小问3详解】
2 mL 0.1 mol/L甲酸溶液与1 mL 0.1 mol/L 氢氧化钠溶液混合反应得到等浓度的甲酸和甲酸钠混合溶液,由电离常数可知,甲酸根离子的水解常数为:Kh==5×10-11<Ka,则混合溶液中甲酸的电离程度大于甲酸根离子的水解程度,溶液呈酸性;
A.反应得到的溶液是等浓度的甲酸和甲酸钠混合溶液,溶液中存在物料守恒关系:,A正确;
B.混合溶液中甲酸的电离程度大于甲酸根离子的水解程度,溶液呈酸性,则溶液中微粒浓度大小顺序为:,B正确;
C.反应得到的溶液是等浓度的甲酸和甲酸钠混合溶液,溶液中存在电荷守恒关系:,也存在物料守恒关系:,整合两式可得:,C错误;
D.由分析可知,混合溶液中甲酸的电离程度大于甲酸根离子的水解程度,溶液呈酸性,则溶液的pH小于7,D错误;
故选AB;
【小问4详解】
①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以滴定过程中酸性高锰酸钾标准溶液应置于酸式滴定管中;草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液完全反应后,再滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液会由无色变成浅紫色,则达到滴定终点的标志为滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变成浅紫色,且30 s内不变色;
②由图可知,第1次滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积为:20.70 mL-0.60 mL=20.10 mL,由表格数据可知,第2次、第3次滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积分别为:23.95 mL-0.80 mL=23.15 mL、20.24 mL-0.34 mL=19.90 mL,第2次滴定所得数据误差较大应舍去,则滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的平均体积为:=20.00 mL;由得失电子数目守恒可得如下关系式:2KMnO4~5H2C2O4,则样品中草酸的质量分数为:×100%=72%;
③A.滴定管用蒸馏水润洗后,未用酸性高锰酸钾溶液润洗会使滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积偏大,导致测定结果偏高,A符合题意;
B.滴定前无气泡,滴定后有气泡会使滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积偏小,导致测定结果偏低,B不符合题意;
C.滴定开始时俯视读数,结束时仰视读数会使滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积偏大,导致测定结果偏高,C符合题意;
D.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥不会影响草酸的物质的量和滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的体积,对测定结果无影响,D不符合题意;
故选AC。
20. 用溶液处理废旧电路板后得到的铜刻蚀液含有大量、和,随意排放会导致水污染。可用以下流程从铜刻蚀液中回收氧化铁粉和无水。
常温下,各离子开始沉淀和恰好完全沉淀的pH如下表:
[当,时,可认为R离子完全沉淀]
金属离子
开始沉淀pH
4.2
7.5
1.9
恰好完全沉淀pH
6.7
9.5
2.7
(1)加入氯水时发生反应的离子方程式为__________________。
(2)加入化合物M的目的是调节溶液pH。
①应调节的pH范围是______________。
②化合物M可以是__________(填字母)。
A B.NaOH C.CuO D.
③常温下,的溶度积_________。
(3)氯化铜溶液中存在以下平衡:,加入NaCl改变溶液中,和的浓度变化如图所示,x和y两条曲线中,代表浓度变化的是曲线_________(填“x”或“y”)。
(4)加热可得到CuO固体。要得到无水,操作a为_____________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. CD ③.
(3)x (4)在干燥HCl气流中加热
【解析】
【分析】该流程从废刻蚀液中回收氯化铜和氧化铁。首先加入氯水,将Fe2+全部氧化为Fe3+,便于在后续的步骤中通过调pH将Fe全部转化为氢氧化铁沉淀。氢氧化铁经加热后转化为氧化铁粉末。含CuCl2溶液经蒸发浓缩、冷却结晶后得到四水合氯化铜晶体。在干燥HCl气流中加热该晶体,即可制得无水氯化铜。
【小问1详解】
亚铁离子被Cl2氧化为铁离子,该反应的离子方程式为;
【小问2详解】
①调节pH的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,并需要避免Cu2+沉淀,故根据表格中的数据可知调节pH的范围是;
②化合物M需能够消耗溶液中的H+,并避免引入新的杂质。
A.NH3与H+结合的产物是铵根离子,会引入新的杂质,不符合要求,A错误;
B.若加入NaOH调pH,则会引入Na+,不符合要求,B错误;
C.CuO能与溶液中的H+反应,且产物为Cu2+,不会引入新的杂质,C正确;
D.Cu(OH)2能与溶液中的H+反应,且产物为Cu2+,不会引入新的杂质,D正确;
故本题选CD;
③由表格中数据可知,Cu2+完全沉淀时,pH=6.7,即当c(Cu2+)=1.0×10-5 mol/L时,,故;
【小问3详解】
加入NaCl后,由于同离子效应,Cl-浓度增加,反应平衡正向移动,浓度上升,故表示浓度变化的是曲线x;
【小问4详解】
为防止分解为CuO,采取的操作为在干燥HCl气流中加热。
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