2021-2022学年四川省遂宁中学校高二下学期期中考试化学试题含解析
展开 遂宁中学2021~2022学年度下期半期考试
高二化学
考试时间:90分钟 满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名和准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.选择题用2B铅笔在对应的题号涂黑答案。主观题用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡上对应的答题区域内。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Co 59
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(第1-15题,每小题2分,共30分;第16-20题,每小题3分,共15分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 最近《科学》杂志评出10大科技突破,其中“火星上找到水的影子”名列第一、下列关于水的说法中正确的是
A. 水的电离过程需要通电
B. 加入电解质一定会破坏水的电离平衡
C. 的水一定呈中性
D. 升高温度,纯水的值变小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.水的电离不需要通电,故A错误;
B.不是所有的电解质都能破环水的电离平衡,故B错误;
C.在100°C时,纯水的pH=6,呈中性,该温度下pH=7时溶液呈碱性,温度未知,不能根据pH大小判断溶液酸碱性,故C错误;
D.升高温度,纯水的电离度增大,c(H+)增大,值变小,故D正确;
故选D。
2. 氢燃料电池汽车每投放100万辆,一年可减少二氧化碳排放5.1亿吨,这将极大助力碳中和目标实现。下列有关氢燃料电池说法错误的是
A. 发展氢燃料电池汽车需要安全高效的储氢技术
B. 理论上氢燃料电池汽车使用时不会产生污染物
C. 氢燃料电池工作时无燃烧现象
D. 氢燃料电池汽车直接将化学能转化为动能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于H2是易燃气体,变为液态需要高压,容易发生爆炸等事故,故发展氢燃料电池汽车需要安全高效的储氢技术,A正确;
B.氢燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,故理论上氢燃料电池汽车使用时不会产生污染物,B正确;
C.氢燃料电池中H2和O2不直接接触,故工作时无燃烧现象,C正确;
D.氢燃料电池汽车是先将化学能转化为电能,再将电能转化为动能,而不是直接将化学能转化为动能,D错误;
故答案为:D。
3. 下列事实与盐类水解原理无关的是
A. 古人用草木灰浸出液浣洗衣物 B. 用硫酸铝和小苏打生产泡沫灭火器
C. 用小苏打中和过多的胃酸 D. 用氯化铵和氯化锌溶液除铁锈
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.草木灰主要成分是K2CO3,水解使溶液显碱性,油脂能够在碱性条件下发生反应产生可溶性的物质,可以用用草木灰浸出液浣洗衣物,这与盐的水解有关,A不符合题意;
B.用硫酸铝水解使溶液显酸性,小苏打水解使溶液显碱性,当二者水溶液混合时,水解反应彼此促进,产生Al(OH)3沉淀和CO2气体,覆盖在着火物质上,能够使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的,与盐的水解有关,B不符合题意;
C.由于胃酸(即盐酸)的酸性比碳酸强,所以小苏打与胃酸会发生复分解反应产生CO2,达到降低胃酸的浓度的目的,故用小苏打能够中和过多的胃酸,这与盐的水解无关,C符合题意;
D.氯化铵和氯化锌都是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,能够与铁锈发生反应产生可溶性的物质,因此可用于除锈,与盐的水解有关,D不符合题意;
故合理选项是C。
4. 10mL浓度为1mol/L的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是
A. KNO3溶液 B. CuSO4 溶液
C. CH3COONa固体 D. Na2CO3 溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.H+加与Zn反应,生成NO,不再产生氢气,描述错误,不符题意;
B.Cu2+与Zn置换,在盐酸中形成Zn—Cu原电池结构,氢气生成速率更快,描述错误,不符题意;
C.CHCOO-与H+结合生成CHCOOH分子,溶液中H+浓度减小,生成氢气速率减慢,但Zn过量,最终CHCOOH会重新全部电离,故生成氢气量不变,描述正确,符合题意;
D.与H+反应生成CO2和H2O,H+浓度降低,但由于生成H2O,所以H+总量降低,最后生成氢气量会减少,描述错误,不符题意;
综上,本题选C。
5. 下列有关两个电化学装置的叙述正确的是
A. 装置①中,电子移动的路径是Zn→Cu→CuSO4溶液→KCl盐桥→ZnSO4溶液
B. 在不改变总反应的前提下,装置①可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换Cu棒
C. 装置②中采用石墨电极,通电后,由于OH-向阴极移动,导致阴极附近pH升高
D. 若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铁棒
【答案】B
【解析】
【详解】A.电子的移动方向为:Zn→Cu→CuSO4溶液→KCl盐桥→ZnSO4溶液,电子只经过外电路,缺少内电路离子的定向移动,溶液中由离子的定向移动形成闭合回路,选项A错误;
B.Na2SO4替换ZnSO4,负极仍是锌放电,原电池中的铜本身未参与电极反应,所以可用能导电的石墨替换Cu棒,选项B正确;
C.阳极是氯离子放电,生成酸性气体氯气,氯离子放电结束后是水电离出的氢氧根离子放电,导致阳极附近pH降低,选项C错误;
D.若装置②用于铁棒镀铜,则N极为铜棒,选项D错误。
答案选B
6. 某同学在实验报告中有以下实验数据,其中数据合理的是
A. 用500 mL容量瓶配制250 mL 0.2 mol•L-1 NaOH 溶液
B. 滴定管的“0”刻度线在上端,量筒的 “0”刻度线在下端
C. 用广泛pH 试纸测得某醋酸溶液的pH为2.46
D. 用酸式滴定管量取23.10 mL溴水
【答案】D
【解析】
【详解】A.容量瓶只有一条刻度线,不可以用500mL容量瓶配制250mL溶液,依据大而近原则,应选250mL容量瓶配制,故A错误;
B.量筒没有“0”刻度线,故B错误;
C.广泛pH试纸测得的pH整数,用广泛pH 试纸不能测得某醋酸溶液的pH为2.46,故C错误;
D.滴定管精确值为0.01mL,可以用25mL酸式滴定管量出23.10mL的溴水,故D正确;
故选D。
7. 下列说法正确的是
A. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
B. 根据Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),在生产中可用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3
C. 常温下,将醋酸稀溶液加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液导电能力增强
D. 已知反应:3H2(g)+WO3(s)=W(s)+3H2O(g)只有在高温时才能自发进行,则它的ΔS<0
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液导电性强弱只与溶液中离子浓度和所带电荷数有关系,因此强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强,A错误;
B.根据Ksp(CaCO3)<Ksp(CaSO4),沉淀容易向更难溶的方向转化,则在生产中可用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,B正确;
C.常温下,将醋酸稀溶液加水稀释,醋酸电离程度增大,但溶液中氢离子和醋酸根离子的浓度降低,因此溶液导电能力减弱,C错误;
D.已知反应:3H2(g)+WO3(s)=W(s)+3H2O(g)只有在高温时才能自发进行,根据△G=△H-T·△S可知,由于△H>0,则它的ΔS>0,D错误,
答案选B。
8. 下图是Zn-空气二次电池(锌和铝的某些性质相似),电池内聚丙烯酸钠吸收了KOH溶液形成导电凝胶。下列说法错误的是
A. 放电时,K+向PVC-RuO2电极移动
B. 放电时,锌电极发生反应为Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O
C. 充电时,阳极附近pH减小
D. 充电时,导线中每通过4mol电子,阴极产生22.4L(标况下)O2
【答案】D
【解析】
【分析】根据题干信息可知,Zn-二次电池中,放电时,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O(Zn与Al性质相似,在碱性条件下以ZnO存在),正极氧气得电子生成氢氧根离子,其电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-;充电时,电极反应式相反,利用原电池与电解池工作原理分析解答。
【详解】A.放电式Zn极为负极,PVC-RuO2电极为正极,所以K+向PVC-RuO2电极移动,A正确;
B.放电时,锌电极发生失电子的氧化反应,根据上述分析可知,其电极反应式为Zn-2e-+4OH-=ZnO+2H2O,B正确;
C.充电时,阳极区的电极反应式为:,消耗氢氧根离子的同时生成水,所以阳极附近pH减小,C正确;
D.充电时,导线中每通过4mol电子,阳极产生氧气的物质的量为1mol,所以标况下其体积为=22.4L,D错误;
故选D。
9. 图示装置中能达到实验目的的是
A. 图Ⅰ比较碳酸和醋酸的酸性强弱 B. 图Ⅱ测定锌与稀硫酸的反应速率
C. 图Ⅲ研究浓度对反应速率的影响 D. 图Ⅳ比较CO和HCO水解能力的强弱
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据强酸制弱酸的原理,若有气泡产生,说明醋酸的酸性强于碳酸,若没有气泡,则说明碳酸的酸性更强,选项A符合题意;
B.Zn与H2SO4反应生成的H2会从长颈漏斗中逸出,无法测量H2的体积,选项B不符合题意;
C.两种高锰酸钾溶液的浓度不同,颜色不同,应保证两种高锰酸钾的浓度相同,用不同浓度的草酸来做实验,选项C不符合题意;
D.Na2CO3饱和溶液和NaHCO3饱和溶液的浓度不同,因此无法通过颜色比较和水解能力的强弱,选项D不符合题意;
故选A。
10. 一种采用电解法(碳基电极材料)将氯化氢转化为氯气的工艺方案如图所示,下列说法正确的是
A. d电极作阴极
B. 氢离子的移动方向从左向右
C. c电极区的反应有Fe3++e﹣=Fe2+,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
D. Fe2+在该过程中起催化作用
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,HCl失去电子生成氯气,则d为阳极,c为阴极,阴极上Fe3+得到电子生成Fe2+,然后Fe2+与氧气反应生成Fe3+,总反应为。
【详解】A.由分析可知,d电极为阳极,故A错误;
B.电解时氢离子向阴极移动,所以氢离子的移动方向从右向左,故B错误;
C.c为阴极,阴极上Fe3+得到电子生成Fe2+,然后Fe2+与氧气反应生成Fe3+,c电极区的反应有Fe3++e﹣═Fe2+,4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,故C正确;
D.电解的总反应为,Fe3+在该过程中起催化作用,故D错误;
答案选C。
11. 25℃时,向高铁酸钾(K2FeO4)水溶液中加酸过程中,平衡体系中含Fe微粒的分布系数δ[如]随pH的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A. 高铁酸为三元酸
B. pH=2时,
C. 向K2FeO4水溶液中加入KOH,水解程度增大
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【详解】A. 高铁酸H2FeO4为二元酸,故A错误;
B. 由图pH=2时,,故B错误;
C. ,水解生成碱,向K2FeO4水溶液中加入KOH,水解程度减小,故C错误;
D. pH=3.5时,,的平衡常数,故D正确;
故选D。
12. 氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定实验。用稀硫酸酸化的0.01 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定某未知浓度的H2C2O4溶液,下列说法错误的是
A. 该实验不需要另外加入指示剂
B. KMnO4标准溶液装入酸式滴定管中
C. 滴定终点时,溶液颜色由紫红色变为无色,并在半分钟内不变色
D. 滴定过程中,加入KMnO4标准溶液应先快后慢,便于观察溶液颜色变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.高锰酸钾标准溶液的颜色为浅紫红色,高锰酸钾标准溶液与草酸溶液完全反应时溶液有明显的颜色变化,滴定时不需要另外加入指示剂,选项A正确;
B.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,则滴定时高锰酸钾标准溶液应装入酸式滴定管中,选项B正确;
C.当高锰酸钾标准溶液与草酸溶液完全反应后,再滴入一滴高锰酸钾标准溶液高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色,并在半分钟内不变色说明达到滴定终点,选项C错误;
D.滴定过程中,加入高锰酸钾标准溶液时,应先快后慢,便于观察溶液颜色变化,确定反应是否达到滴定终点,选项D正确;
答案选C。
13. 浅绿色的硝酸亚铁溶液存在如下平衡:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+,若在此溶液中加入盐酸,则溶液的颜色( )
A. 变深 B. 变浅 C. 变黄 D. 不变
【答案】C
【解析】
【详解】向硝酸亚铁溶液中加入盐酸,使溶液呈酸性,Fe2+、H+、NO3﹣在溶液中发生氧化还原反应生成Fe3+、NO和H2O,反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3﹣=3Fe3++NO↑+2H2O,则溶液中c(Fe2+)减小,c(Fe3+)增大,溶液由浅绿色变为黄色,故选C。
【点睛】硝酸根与亚铁离子在溶液中能够共存,加入盐酸使溶液呈酸性,Fe2+、H+、NO3﹣在溶液中发生氧化还原反应生成Fe3+、NO和H2O是解答关键,也是易错点。
14. 下列各组离子能大量共存,且加(或通)入试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是
选项
离子组
加(或通)入试剂
离子方程式
A
Al3+、NH、A1O、NO
足量NaHSO4
A1O+4H+=Al3++2H2O
B
Mg2+、Na+、HCO、
足量NaOH
Mg2++ HCO+OH-= MgCO3↓+2H2O
C
K+、Na+、 Ag+、NO
少量浓盐酸
D
Ca2+、NH、ClO-、Cl-
少量SO2
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.和Al3+、不能大量共存,选项A错误;
B.氢氧化镁溶解度小于碳酸镁,离子反应是Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、+OH-=+H2O,选项B错误;
C.K+、Na+、Ag+、相互之间不反应,能大量共存,加入少量浓盐酸后,发生反应Ag++Cl-= AgCl↓,选项C正确;
D.ClO-具有强氧化性,Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+ 2H++Cl-,选项D错误;
答案选C。
15. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1molZn和一定量的浓硫酸反应一定生成NA个SO2分子
B. C4H8和C3H6混合物的质量为ag,所含C-H键数目为
C. 2mol·L-1的Na2CO3溶液中、和H2CO3数目之和为2NA
D. 1molNa2O2与足量CO2和H2O的混合物充分反应转移的电子数为0.5NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硫酸与锌反应的方程式Zn+2H2SO4 ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着硫酸的消耗和水的生成,硫酸变稀,这是就会发生锌与稀硫酸反应,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,故1molZn和一定量的浓硫酸反应不一定生成NA个SO2分子,选项A错误;
B.每个氢原子形成1个碳氢键,ag混合物中总共含有molH原子,所以含有mol碳氢键,所含碳氢键数目为,选项B正确;
C.没有给定溶液的体积,无法计算粒子总数,选项C错误;
D.Na2O2~2e-,1molNa2O2与足量CO2和H2O的混合物充分反应转移的电子数为NA,选项D错误;
答案选B。
16. 25° C时,0.100 mol· L-1盐酸滴定25. 00 mL0. 1000 mol . L-1'氨水的滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 滴定时,可迄用甲基橙或酚酞为指示剂
B. a、b两点水电离出的OH-浓度之比为10-4. 12
C. c点溶液中离子浓度大小顺序为c(Cl-) >c(NH4+)>c(H+ ) >c(OH-)
D. 中和等体积等pH的氨水和NaOH溶液时消耗相同浓度盐酸的体积相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲基橙变色范围为3.1~4.4,酚酞变色范围为8~10,盐酸滴定氨水恰好完全反应时溶液显酸性,应选甲基橙作指示剂,故A错误;
B.a溶液呈碱性,则主要是NH3·H2O的电离抑制水解,pH=9.24,则溶液中c水(H+)=10-9.24mol/L,则水电离出的c水(OH-)=10-9.24mol/L;b点溶液呈酸性,主要是NH4+的水解促进水的电离,pH=5.12,则溶液中c水(H+)=10-5.12mol/L,则水电离出的c水(OH-)=10-5.12mol/L,所以a、b两点水电离出的OH-浓度之比为=10-4.12,故B正确;
C.c点滴加了50mL盐酸,则溶液中的溶质为NH4Cl和HCl,且物质的量浓度相同,所以溶液中离子浓度大小顺序为:c(Cl-) > c(H+ )> c(NH4+)>c(OH-),故C错误;
D.等pH的氨水和NaOH溶液,氨水的浓度要远大于氢氧化钠溶液的浓度,所以中和等体积等pH的氨水和NaOH溶液时,氨水消耗相同浓度盐酸的体积更多,故D错误;
故答案为B。
【点睛】在有关水的电离的计算是,无论是酸碱的抑制,还是水解的促进,要始终把握一个点:水电离出的氢离子和氢氧根浓度相同。
17. 室温下,向pH相等的两种碱(AOH、BOH)溶液中加水稀释,其pH与加入水的体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A 碱性: AOH> BOH
B. pH=a时,c(AOH)> c(BOH)
C. 当V(H2O)= V0时,水的电离程度: a(AOH)< a(BOH)
D. 当V(H2O)= V0时,电离平衡常数: K (AOH)< K(BOH)
【答案】A
【解析】
【分析】向pH相等的两种碱(AOH、BOH)溶液中加水稀释,pH变化小的说明对应的碱性越弱,据此分析解题。
【详解】A.据分析可知,碱性: AOH< BOH,A错误;
B.pH=a时,碱性越弱体积越大,c(AOH)> c(BOH),B正确;
C.当V(H2O)= V0时,AOH溶液pH大c(OH-)大,水的电离程度: a(AOH)< a(BOH),C正确;
D.当V(H2O)= V0时,AOH的碱性弱于BOH,电离平衡常数: K (AOH)< K(BOH),D正确;
答案选A。
18. 25℃时,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是
A. 物质的量浓度相等的①溶液和②溶液中的:①<②
B. 的溶液中,由水电离出来的
C. 的溶液:
D. 溶液中:
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.水解促进水解使其浓度减小,电离出氢离子抑制水解,使其浓度增大,故A正确;
B.的溶液中,由醋酸电离出来的,由水电离的,故B错误;
C.的溶液:,故C错误;
D.根据物料守恒溶液中:,故D错误;
故选:A。
19. 下列实验的操作、现象和结论均正确的是
实验操作
实验现象
实验结论,
A
向FeCl3和 KSCN的混合溶液中滴加NaOH溶液
混合溶液颜色逐渐变浅,有红褐色沉淀产生
Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3是可逆反应
B
将密封有红棕色NO2气体的圆底烧瓶浸入冰水中
气体颜色变浅
反应2NO2N2O4△H>0
C
分别向0.1 mol·L- 1的醋酸和饱和硼酸溶液中滴加等浓度的Na2CO3溶液
醋酸溶液中有气泡产生,硼酸溶液中无气泡
酸性:硼酸>醋酸>碳酸
D
将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.05mol·L-1NaCl溶液等体积混合,再向混合液中滴入0.05 mol·L-1NaI溶液
先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀
Ksp(AgI)
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3是可逆反应,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,向 FeCl3和 KSCN的混合溶液中滴加NaOH溶液,铁离子与氢氧化钠反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,使得平衡逆向移动,混合溶液颜色逐渐变浅,故A正确;
B.将密封有红棕色NO2气体的圆底烧瓶浸入冰水中,气体颜色变浅,说明反应 2NO2N2O4正向移动,则正反应为放热反应,△H<0,故B错误;
C.分别向0.1 mol·L- 1的醋酸和饱和硼酸溶液中滴加等浓度的Na2CO3 溶液,醋酸溶液中有气泡产生,硼酸溶液中无气泡,说明酸性:醋酸>碳酸>硼酸,故C错误;
D.将0.1 mol·L-1AgNO3溶液和0.05mol·L-1NaCl溶液等体积混合,反应后AgNO3过量,再向混合液中滴入0.05 mol·L-1 NaI溶液,反应生成AgI黄色沉淀,不能说明存在沉淀的转化,即不能说明Ksp(AgI)< Ksp(AgCl),故D错误;
故选A。
20. 常温下,和的沉淀溶解关系如图所示,其中、,M为或,表示。下列说法正确的是
A. 常温下,B点为的不饱和溶液
B. 若,则
C. 若对A点浊液加热,A点沿曲线向上移动
D. 在和同时沉淀的浊液中,
【答案】D
【解析】
【分析】,,越大,对应离子的浓度越小,所以A所在曲线是PbS,下面的曲线是ZnS。
【详解】A.常温下,B点时,Pb2+的浓度大于曲线上表示的浓度,所以为PbS的饱和溶液,故A错误;
B.若,则,故B错误;
C.若对A点浊液加热,PbS溶解度增大,Pb2+、S2-离子浓度增大,PM将会减小,故C错误;
D.在ZnS和PbS同时沉淀的浊液中,,故D正确;
故选D。
第II卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
21. 人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。以下各种电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息填空:
(1)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属,溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为_______,正极反应式为_______。
(2)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为_______。
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片
C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
写出插入烧碱溶液中形成原电池的负极反应式:_______。
(3)某原电池装置如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl,当电路中转移amole-时,交换膜左侧溶液中约减少_______mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)_______(填“>”“<”或“=”)1mol·L-1(忽略溶液体积变化)。
(4)一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂,KOH溶液作电解质溶液。负极反应式为_______,正极反应式为_______。
【答案】(1) ①. Cu ②. Fe3++e-=Fe2+
(2) ①. B ②.
(3) ①. 2a ②. >
(4) ①. ②. O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】
【小问1详解】
氯化铁溶液与铜发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,原电池的负极失电子化合价升高、正极得电子化合价降低,因此若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为Cu,正极反应式为:Fe3++e-=Fe2+,故答案为:Cu;Fe3++e-=Fe2+;
【小问2详解】
将铝片和铜片用导线相连,插入浓硝酸中形成原电池,常温下,铝遇浓硝酸钝化,所以铜作负极;将铝片和铜片用导线相连,插入烧碱溶液中,铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,铜不和氢氧化钠溶液反应,因此铝作负极,故选B;插入烧碱溶液中形成原电池的负极为铝,铝在负极上发生氧化反应,负极反应式为:,故答案为:B;;
【小问3详解】
负极反应式为:Ag-e-+Cl-=AgCl,原电池工作时,电路中转移amole-,负极消耗amolCl-,形成闭合回路移向正极的n(H+)=amol,所以负极区即交换膜交换膜左侧溶液中约减少2amol离子;正极区电极反应为Cl2+2e-=2Cl-,生成n(HCl)=amol,所以交换膜右侧溶液c(HCl)增大,即交换膜右侧溶液c(HCl)>1mol/L,故答案为:2a;>;
【小问4详解】
以肼(N2H4)为液体燃料的原电池,通入N2H4的一极为负极,负极上N2H4失去电子发生氧化反应,电极反应式为;通入空气的一极为正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:;O2+2H2O+4e-=4OH-。
22. 回答下列问题
(1)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。
①向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式是___________。
②现将溶液和溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
a.若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(Na+)___________c(CN-) (填“<”、“=”或“>”)。
b.若HA为,该溶液显酸性,则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是___________。
③若室温时,0.1mol/L的HA在水中有0.1%发生电离,则该溶液的pH为___________,此酸的电离平衡常数约为___________。
(2)25°C时, H2CO3Ka1 =4.4 ×10-7,Ka2= 4.7 ×10-11
①试计算CO的水解常数Kh为___________;
②若加水稀释NaHCO3溶液时,其水解程度___________,溶液的pH ___________(填“增大”或“减小”);
③写出NaHCO3溶液中的电荷守恒式___________。
【答案】(1) ①. ②. > ③. ④. 4 ⑤. 1×10-7
(2) ①. 2.1× 10-4 ②. 增大 ③. 减小 ④. c(Na+) + c(H+)= c(HCO)+2c(CO) + c(OH-)
【解析】
【小问1详解】
①弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,向其中加入少量KOH溶液时,HA与0H-发生反应,发生反应的离子方程式是:;
②a.若HA为HCN,该溶液显碱性,c(H+)<c(OH-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),则溶液中c(Na+)>c(CN-),故答案为:>;
b.若HA为,该溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),乙酸的电离大于乙酸钠的水解,且醋酸的电离和醋酸根离子的水解都是微弱的,则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是。故答案为:;
③HA电离出的c(H+)为0.1mol/L0.1%=10-4mol/L,则pH=-lg(10-4)=4,
由HAH++A-,c(H+)= c(A-)=10-4mol/L,则电离平衡常数为K==110-7;
【小问2详解】
①的水解以第一级水解为主,水解常数Kh==2.1×10-4;
②稀释促进水解,故加水稀释NaHCO3溶液时,其水解程度增大;
HCO的水解常数Kh=,其电离常数Ka2= 4.7 ×10-11,水解大于电离,故NaHCO3溶液显碱性,加水稀释时溶液的碱性减弱,则溶液的pH减小;
③NaHCO3溶液中的阳离子有Na+)、H+,阴离子有HCO、CO、OH-,则NaHCO3溶液中的电荷守恒式为c(Na+) + c(H+)= c(HCO)+2c(CO) + c(OH-)。
23. 三氧化二钴(Co2O3)是重要的化工原料。以含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如下图:
已知:“滤液1”中含有的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。
(1)“滤渣1”的主要成分是___________(写化学式)。
(2)“酸浸”时,H2O2可将Co2O3还原为Co2+,离子方程式是___________。
(3)加有机萃取剂的目的是为了除去___________(填离子符号)。
(4)“调pH”时,常温下,为保证Fe3+完全沉淀,需调节“滤液1”的pH最小值为___________。 (已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,当溶液中时,认为沉淀完全)
(5)由“滤液2”可得到的主要副产品是___________(写化学式)。
(6)“沉钴”过程中,生成Co2(OH)2CO3的离子方程式是___________。
【答案】(1)MnO2
(2)
(3)Ni2+ (4)3或3.0
(5)(NH4)2SO4
(6)
【解析】
【分析】钴废料主要成分为Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4,研磨后加入硫酸和双氧水溶解,此时主要发生的反应为Co2O3在酸性条件下氧化H2O2,自身被还原为Co2+,离子方程式为:Co2O3+H2O2+4H+═2Co2++3H2O+O2↑,另NiO、Fe3O4溶于硫酸生成Ni2+、Fe3+、Fe2+,H2O2又在酸性条件下把Fe2+氧化为Fe3+,MnO2不溶解经过滤除去,然后将滤液pH调至3.0,使Fe3+完全沉淀,过滤除去后,向滤液中加入有机萃取剂,使Ni2+被萃取,进入有机相,分液后,向水层中加入NH4HCO3和氨水生成Co2(OH)2CO3沉淀,方程式为:,过滤、洗涤、烘干后、在空气中高温煅烧生成Co2O3,方程式为:2Co2(OH)2CO3+O2 2Co2O3+2H2O+2CO2,另滤液经减压蒸发结晶得到硫酸铵副产品,有机相再生利用。
【小问1详解】
“滤渣1”的主要成分是MnO2(写化学式)。故答案为:MnO2;
【小问2详解】
“酸浸”时,H2O2可将Co2O3还原为Co2+,离子方程式是。故答案为:;
【小问3详解】
过滤除去后,向滤液中加入有机萃取剂,使Ni2+被萃取,进入有机相,加有机萃取剂的目的是为了除去Ni2+(填离子符号)。故答案为:Ni2+;
【小问4详解】
“调pH”时,常温下,为保证Fe3+完全沉淀,c(OH-)=mol·L-1 =10-11mol·L-1,需调节“滤液1”的pH最小值为 3或3.0。故答案为:3或3.0;
【小问5详解】
分液后,向水层中加入NH4HCO3和氨水生成Co2(OH)2CO3沉淀,同时生成(NH4)2SO4,方程式为:,过滤,由“滤液2”可得到的主要副产品是(NH4)2SO4(写化学式)。故答案为:(NH4)2SO4;
【小问6详解】
“沉钴”过程中,生成Co2(OH)2CO3的离子方程式是。故答案为:。
24. 现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋总酸量[]。
(Ⅰ)实验步骤
(1)用_______(填仪器名称,下同)量取食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到容量瓶中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
(2)取待测白醋溶液于锥形瓶中,向其中滴加2滴_______作指示剂。
(3)读取盛装溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示,则此时的读数为_______。
(4)滴定。当_______时,停止滴定,并记录溶液的终读数。重复滴定3次。
(Ⅱ)实验记录
滴定次数
1
2
3
4
样品
消耗
(Ⅲ)数据处理与讨论
(5)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗的溶液的体积,乙指出其计算不合理。按正确数据处理,_______;该市售白醋的总酸量_______。
(6)在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏小的是_______。
A. 碱式滴定管在滴定时用标准溶液润洗
B. 碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C. 锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水
D. 锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
【答案】(1)酸式滴定管
(2)酚酞 (3)
(4)当滴入最后一滴溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色
(5) ①. ②. (6)D
【解析】
【小问1详解】
量取食用白醋,精度为0.01mL,所以用酸式滴定管;
【小问2详解】
用氢氧化钠滴定食醋的总酸度,强碱滴定弱酸,滴定终点溶液呈碱性,选用酚酞为指示剂;
【小问3详解】
根据图示,此时的读数为0.60;
【小问4详解】
酚酞在酸性溶液中无色,在碱性溶液中为粉红色,当滴入最后一滴溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,达到滴定终点,停止滴定;
【小问5详解】
第一次实验数据明显偏离正常误差范围,根据第2、3、4次实验数据,;该市售白醋的总酸量4.5。
【小问6详解】
A.碱式滴定管在滴定时用标准溶液润洗,操作正确,实验结果无偏差,故不选A;
B.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,消耗氢氧化钠溶液的体积偏大,实验结果偏大,故不选B;
C.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水,酸的物质的量不变,消耗氢氧化钠溶液的体积不变,实验结果无影响,故不选C;
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出,酸的物质的量减小,消耗氢氧化钠的体积偏小,实验结果偏小,故选D。
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