2022-2023学年山东省菏泽市鄄城县第一中学高二上学期期末考试化学试题(解析版)
展开山东省菏泽市鄄城县第一中学2022~2023学年高二上学期期末考试化学试题
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活关系密切。下列操作或应用错误的是
A. 将草木灰与铵态氮肥混合施用 B. 用白醋除去热水瓶内的水垢
C. 用高铁酸钾 (K2FeO4)作为净水剂 D. 用活性炭去除冰箱里的异味
【答案】A
【解析】
【详解】A.草木灰中碳酸钾水解呈碱性,铵态氮肥水解星酸性,两者水解互相促进,会使氮肥肥效流失,故A错误;
B.醋酸可与水垢中的碳酸钙和氢氧化镁等物质反应,所以可用白醋除去热水瓶内的水垢,故B正确;
C.高铁酸钾与水中细菌发生氧化还原反应生成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物达到净水的作用,故C正确;
D.活性炭具有吸附性可以吸附异味,所以用活性炭去除冰箱里的异味,故D正确;
故选A。
2. 一定温度下,在一容积可变的密闭容器中进行反应。下列条件的改变(其他条件不变)对反应速率几乎无影响的是
A. 保持容积不变,增加的物质的量
B. 将容器的容积缩小一半
C. 降低温度
D. 保持容积不变,充入Ne使压强增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.容积不变,增加水蒸气的物质的量,反应物浓度增大,化学反应速率加快,选项A不符合题意;
B.将容器的容积缩小一半,反应物、生成物的浓度均增大,化学反应速率加快,选项B不符合题意;
C.降低温度,反应速率降低,选项C不符合题意;
D.保持容积不变,充入不参与反应的Ne,反应体系中各物质的浓度不变,化学反应速率不变,选项D符合题意;
答案选D。
3. 室温下,相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断错误的是
A. a点所在曲线对应的是NaOH溶液
B. b点的大于c点的
C. 与同一浓度的盐酸完全反应时,消耗盐酸体积:
D. a、c两点溶液中的相等
【答案】B
【解析】
【分析】从图中可以看出,两条曲线起点pH相同,但加水稀释相同倍数后,两条曲线的pH减小程度不同,则上面那条曲线表示氨水稀释过程的pH变化,下面那条曲线表示氢氧化钠溶液加水稀释过程的pH变化。
【详解】A.根据图示可知,a点对应的曲线为NaOH溶液稀释时的pH变化曲线,b、c点对应的曲线为氨水稀释时的pH变化曲线,A项正确;
B.只与温度有关,溶液的温度都是相同的,b、c两点相等,B项错误;
C.因为两份溶液的体积相同、pH相同,而一水合氨为弱电解质,只发生部分电离,所以的总物质的量大于NaOH的总物质的量,稀释过程中溶质总物质的量不变,所以c点消耗盐酸多,C项正确;
D.a、c两点溶液pH相等,则相等,D项正确;
答案选B。
4. 某同学设计Fe与1mol/L的溶液反应的下列实验,探究反应速率的影响因素。
序号
铁的质量/g
铁的形状
温度/℃
铁完全溶解于酸的时间/s
Ⅰ
2
粉末
20
108
Ⅱ
2
薄片
20
Ⅲ
2
薄片
15
下列说法正确的是
A. B.
C. 单位时间内消耗的铁的质量:Ⅱ<Ⅲ D. 初始反应速率:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度越高,反应速率越快,锌完全溶解于酸的时间越短,,A项错误;
B.温度越高,反应速率越快,锌完全溶解于酸的时间越短,,B项错误;
C.反应Ⅱ的速率快,单位时间内消耗的铁的质量:Ⅱ>Ⅲ,C项错误;
D.固体的接触面积越大,速率越快,温度越高,反应速率越快,故初始反应速率:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ,D项正确;
故选D。
5. H2与ICl的反应分①②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法正确的是
A. 反应①、反应②均为吸热反应
B 活化能:反应①<反应②
C. 反应速率;反应①>反应②
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知:反应①②中反应物的总能量大于生成物的总能量,因此二者均是放热反应,A错误;
B.活化能是反应物总能量与物质发生化学反应所需最低能量的差,根据图示可知反应①正反应的活化能大于反应②正反应的的活化能,B错误;
C.根据选项B分析可知:反应的活化能:反应①>反应②;反应的活化能越大,发生反应需消耗的能量就越高,化学反应速率就越小,故反应速率:反应①<反应②,C错误;
D.反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差,根据盖斯定律知,反应①、反应②的焓变之和,D正确;
故合理选项是D。
6. 实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液,下列说法或操作正确的是
A. 滴定前锥形瓶用FeSO4溶液润洗2~3次
B. 将标准KMnO4溶液置于碱式滴定管中备用
C. 滴定前俯视读数、滴定后仰视读数会导致滴定结果偏高
D. 当锥形瓶内溶液颜色由浅绿色变为紫红色时,立即记下滴定管液面所在刻度
【答案】C
【解析】
【详解】A.滴定操作时锥形瓶只需用水洗净即可,不能用FeSO4溶液润洗,A错误;
B.标准KMnO4溶液具有氧化性,能够氧化碱式滴定管的橡胶管,因此应盛放于酸式滴定管中,B错误;
C.实验时在滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,导致标准溶液读数体积大于实际消耗标准溶液体积,最终使所测溶液浓度偏高,C正确;
D.确定滴定终点时,需溶液由浅绿色变为紫红色,且30 s内溶液颜色不再发生变化,说明此时滴定达到终点,D错误;
故合理选项是C。
7. 在一定条件下,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 反应物A的平衡转化率为60%
C. 0~10s内,A的平均反应速率为
D. 在10~15s内,
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~10s内,,,,
故中,,A项错误;
B.A的平衡转化率=×100%%=75%,B项错误;
C.0~10s内,,C项正确;
D.10~15s内,达到化学平衡状态,但此时反应没有停止,化学反应速率不为0,D项错误;
故选:C。
8. 室温下,向的醋酸溶液中加水,在此稀释过程中,下列说法正确的是
A. 的电离程度增大,溶液的酸性增强
B. 醋酸的电离平衡常数增大
C. 的值增大
D. 溶液中所含的数目增多
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸加水稀释时,电离平衡右移,电离程度增大,但溶液中氢离子浓度减小,故A错误;
B.电离平衡常数是温度函数,温度不变,电离平衡常数不变,所以醋酸加水稀释时,电离平衡常数不变,故B错误;
C.由电离常数可知,=,加水稀释过程中,电离常数不变、氢离子浓度减小,则和的值减小,故C错误;
D.醋酸加水稀释时,电离平衡右移,电离程度增大,溶液中所含氢离子的数目增多,故D正确;
故选D。
9. 下列装置或操作正确且对应的实验能达到实验目的的是
A.测定NaOH溶液的浓度
B.测定中和反应反应热
C.通过注射器活塞右移,验证Na与H2O反应放热
D.研究Fe3+、Al3+对H2O2分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过中和滴定测定NaOH溶液的浓度时,通常取一定体积的待测液置于锥形瓶中,也可以用待测NaOH溶液滴定已知浓度的稀盐酸,而NaOH溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,而图中NaOH溶液应装入碱式滴定管中,仪器使用业不合理,A错误;
B.根据图示可知简易量热计中缺少搅拌用的玻璃搅拌器,B错误;
C.Na与H2O反应有H2生成,从而使注射器活塞向右移动,C错误;
D.Cl-浓度相同,Fe3+、Al3+的浓度相等,相同条件下,比较H2O2溶液中产生气泡的快慢来判断Fe3+、Al3+对H2O2分解速率的影响,D正确;
故合理选项是D。
10. 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. 的溶液:、、、
B. 含的溶液:、、、
C. 滴加甲基橙试液显红色的溶液:、、、
D. 水电离出来的的溶液:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.的溶液显碱性,与反应生成和,且可与、生成沉淀,故不能大量共存,选项A错误;
B.,在酸性条件下具有氧化性,能氧化,离子之间不能大量共存,选项B错误;
C.滴加甲基橙试液显红色的溶液显酸性,酸性环境下和可稳定存在,选项C正确;
D.水电离出来的的溶液可能显酸性,也可能显碱性,在酸性条件下会发生反应,选项D错误;
答案选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 常温下,将浓度均为0.1mol/L的一元酸HX和HY分别与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液的pH依次为9、7,下列说法错误的是
A. HX为弱酸
B. 常温下,0.1mol/L的HY溶液的pH为1
C. 前者混合液中
D. 后者混合液中
【答案】C
【解析】
【详解】A.等浓度、等体积的HX和NaOH溶液混合后,混合溶液的pH为9,溶液呈碱性,说明HX为弱酸,A项正确;
B.后者混合溶液的,说明HY为强酸,即的HY溶液的pH为1,B项正确;
C.前者混合溶液中,因为溶液呈碱性,,故,C项错误;
D.后者混合溶液中,因为pH=7,,故,D项正确;
故选C。
12. 某温度下,FeS的水溶液中存在平衡,其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 可以通过升温实现由c点变到a点
B. d点可能有沉淀生成
C. a点对应的等于b点对应的
D. 该温度下,
【答案】CD
【解析】
【分析】对于平衡,增大,平衡逆向移动,变小;增大,平衡逆向移动,变小;
【详解】A.从图像可以看出,从c点到a点,不变,变小,而温度变化时,与同时变化,A项错误;
B.沉淀溶解平衡曲线上方表示过饱和溶液,可析出沉淀,曲线下方表示不饱和溶液,所以d点没有沉淀生成,B项错误;
C.a、b点处于等温线上,温度不变,不变,C项正确;
D.由图知,曲线上的点为溶解平衡点,该温度下,b点时,,,=
,D项正确;
故选CD。
13. 利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨气,其简易装置如图所示。下列有关说法正确的是
A. a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
B. 混合气体为氨气和氢气
C. 惰性电极A连接电源的负极
D. 每生成转移
【答案】B
【解析】
【分析】电解池左侧生成和,故左侧为电解池的阳极室,右侧为电解池的阴极室。
【详解】A.电解池左侧生成和,故左侧为电解池的阳极室,a为阴离子交换膜,A项错误;
B.右侧为电解池的阴极室,发生的反应为,,B项正确;
C.惰性电极A应连接电源正极,C项错误;
D.由B项中所列反应知。生成时,只转移,D项错误。
故选B。
14. 将1mol M和2mol N置于体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应: 。反应过程中测得Q的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列结论正确的是
A.
B. 温度:
C. 温度为时,M的平衡转化率为50%
D. 若X、Y两点的平衡常数分别为、,则
【答案】CD
【解析】
【分析】先拐先平数值大,,温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明;
【详解】A.温度升高,Q的体积分数减小,平衡逆向移动,说明,A错误;
B.先拐先平数值大,,B错误;
C.温度为时,设M的变化量为x mol,反应三段式为:,温度为,平衡时Q的体积分数%=20%,解得,M的平衡转化率为%=50%,C正确;
D.对于放热反应,温度越低平衡常数越大,则,D正确;
故答案为:CD。
15. 25℃,有的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中、与pH的关系如图所示。下列有关叙述正确的是
A. 的溶液中:
B. 25℃时醋酸电离平衡常数为
C. 的溶液中:
D. 向1L W点所表示的溶液中通入0.05mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):
【答案】BC
【解析】
【分析】如图,随着pH增大,浓度降低的微粒是,浓度增大的微粒是;
【详解】A.图中递增(实线)曲线为的变化曲线,时,,A项错误;
B.W点处,此时,即,故,B项正确;
C.溶液中,代入中即得,C项正确;
D.向1L W点所示溶液中通入0.05mol HCl,发生反应:,
相当于有和0.05mol NaCl混合,
由物料守恒得,
代入电荷守恒式:,
即:,
化简得:,D项错误;
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 次氯酸钠(NaClO)水溶液是一种高效消毒剂。已知常温下:;,。回答下列问题:
(1)NaClO溶液呈_______性,其原因是_______(用离子方程式表示),向NaClO溶液中通入少量时发生反应的离子方程式为_______。
(2)相同浓度的NaClO、、溶液的pH由小到大的顺序是_______。
(3)用石墨电极电解饱和氯化钠溶液可制得NaClO溶液,装置如图所示。a为电源_______极,电解池阳极反应式为_______,生成NaClO的离子反应方程式为_______。
(4)测定某NaClO溶液中NaClO的物质的量浓度的操作如下:
量取25.00mL试样于锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量的乙酸酸化,加入电源几滴淀粉溶液,用的溶液滴定,滴定终点时消耗溶液25.00mL(已知:;)。
①滴定终点时的现象为_______。
②该试样中NaClO的物质的量浓度为_______。
【答案】(1) ①. 碱 ②. ③.
(2)
(3) ①. 负 ②. ③.
(4) ①. 当最后半滴溶液滴下时,溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复 ②. 0.2500mol/L
【解析】
【分析】由常温下:;,,得酸性H2CO3>HClO>HCO。
【小问1详解】
(1)NaClO是强碱弱酸盐,水解后呈碱性,NaClO溶液呈碱性,其原因是,酸性H2CO3>HClO>HCO,向NaClO溶液中通入少量时生成次氯酸和碳酸氢钠,发生反应的离子方程式为。故答案为:碱;;;
【小问2详解】
酸性H2CO3>HClO>HCO,对应酸根的水解能力逐渐增强,相同浓度的NaClO、、溶液的pH由小到大的顺序是。故答案为:;
【小问3详解】
用石墨电极电解饱和氯化钠溶液可制得NaClO溶液,a为电源负极,阴极上产生氢氧化钠和氢气,电解池阳极反应式为,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,离子反应方程式为。故答案为:负;;;
【小问4详解】
测定某NaClO溶液中NaClO的物质的量浓度的操作如下:
量取25.00mL试样于锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量的乙酸酸化,加入电源几滴淀粉溶液,用的溶液滴定,滴定终点时消耗溶液25.00mL(已知:;)。
①滴定终点时的现象为当最后半滴溶液滴下时,溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复。故答案为:当最后半滴溶液滴下时,溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复;
②ClO-~I2~2S2O,已知量S2O物质的量n=cv=0.5000mol/L×25.00×10-3L=1.25×10-2mol,则NaClO的物质的量n=6.25×10-3mol,NaClO的物质的量浓度c==0.2500mol/L。故答案为:0.2500mol/L。
17. 一定条件下参加反应的热化学方程式如下:
ⅰ. ;
ⅱ. 。
回答下列问题:
(1) _______。
(2)若在恒容绝热密闭容器中进行反应ⅱ,下列说法一定正确的是_______(填字母)。
a.加入催化剂,可以提高的平衡产率
b.体系温度不再发生变化时,反应达到化学平衡状态
c.平衡体系中,和CO的物质的量之比为1∶1
d.其他条件不变,增大CO的浓度,能提高的平衡转化率
(3)将充入一恒容密闭容器中,发生反应ⅰ,测得平衡时的体积分数与温度和压强的关系如图所示。
①压强_______(填“>”“<”或“=”),判断依据是_______。
②若b点纵坐标为20,压强为10atm,该温度下平衡常数_______atm。
③已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数,R>0)。活化能越大,温度对速率常数的影响越_______(填“大”或“小”),根据该公式,温度升高,_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)-548
(2)bd (3) ①. > ②. 其他条件不变时,减小压强,平衡向正向移动,体积分数升高 ③. 2 ④. 大 ⑤. 变大
【解析】
小问1详解】
已知ⅰ. ;
ⅱ. 。
按盖斯定律按盖斯定律,2×ⅱ-ⅰ得到热化学方程式 =-548。
【小问2详解】
a.加入催化剂,可以加快反应速率,但不影响平衡,因此不能提高的平衡产率,a错误;
b.恒容绝热密闭容器中进行的反应ⅱ为放热反应,反应中体系温度一直升高,体系温度不再发生变化时,反应达到化学平衡状态,b正确;
c.平衡体系中,和CO的物质的量不再变化,但比值取决于开始时的投料、不一定为1∶1,c错误;
d.其他条件不变,增大CO的浓度,平衡右移,故能提高的平衡转化率,d正确;
选bd。
【小问3详解】
将充入一恒容密闭容器中,发生反应ⅰ :
①该反应正方向气体分子总数增加,随着压强增加,平衡左移,氧气的体积分数减小,则压强>,判断依据是:其他条件不变时,减小压强,平衡向正向移动,体积分数升高。
②由反应方程式可知,若b点纵坐标为20,N2的体积分数为40%,N2O的体积分数也为40%,压强为10atm,则N2O和N2的分压均为,O2的分压为,该温度下平衡常数。
③已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数,R>0)。由公式可知,当升高相同温度时,活化能越大,温度对速率常数的影响越大,根据该公式,温度升高,变大。
18. 毒重石的主要成分为(含、、等杂质)。实验室利用毒重石制备的流程如图。
回答下列问题:
(1)毒重石用盐酸“浸取”前需充分研磨,目的是_______;流程中的“系列操作”是指_______。
(2)加入调可除去_______(填金属离子符号),滤渣2中含_______(填化学式),加入溶液时应避免过量,原因是_______[已知:,]。
离子符号
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
139
11.1
3.2
(3)利用间接酸碱滴定法可测定的含量,实验分两步进行。
已知:,。
步骤Ⅰ:移取20.00mL一定浓度的溶液置于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为23.00mL。
步骤Ⅱ:移取溶液置于锥形瓶中,加入20.00mL与步骤Ⅰ相同浓度的溶液,待完全沉淀后,过滤,向所得滤液中加入酸碱指示剂,用盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为12.00mL。
①滴加盐酸标准溶液时应使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的_______(填“上方”“中部”或“下方”)。
②溶液的浓度为_______mol/L。
【答案】(1) ①. 增大反应物接触面积,从而提高反应速率和浸取率 ②. 蒸发浓缩、冷却结晶
(2) ①. ②. 、 ③. 过量会导致生成沉淀,使产品产量减少
(3) ①. 上方 ②. 0.11
【解析】
【分析】向毒重石的主要成分为(含、、等杂质)加入盐酸,得到含、、、等的溶液,根据表中数据,加入氨水调pH=8,除去,过滤,滤渣1为,再加入调pH=12,除去,同时部分形成,过滤,滤渣2为、,再加入除去,过滤,滤渣3为,滤液为溶液,经蒸发浓缩、冷缩结晶,得到;
【小问1详解】
毒重石用盐酸“浸取”前需充分研磨,使颗粒物变细,增大反应物接触面积,从而提高反应速率和浸取率;综上所述,除去、、等杂质后,得到溶液,经蒸发浓缩、冷缩结晶,得到,所以流程中的“系列操作”是指蒸发浓缩、冷却结晶;
故答案为:增大反应物接触面积,从而提高反应速率和浸取率;蒸发浓缩、冷却结晶;
【小问2详解】
根据表中数据,加入氨水调pH=8,除去,过滤,滤渣1为,再加入调pH=12,除去,同时部分形成,过滤,滤渣2为、,由,,,即比更难溶,再加入除去,过量的易形成,使产品产量减少;
故答案为:;、;过量会导致生成沉淀,使产品产量减少;
【小问3详解】
①盐酸是酸,滴定时盛放在酸式滴定管中,其“0”刻度位于滴定管的上方;
故答案为:上方;
②根据题意,步骤Ⅰ为测定溶液的物质的量浓度,根据反应可知,溶液的物质的量浓度为;步骤Ⅱ先用溶液与20.00mL溶液反应,再用盐酸标准溶液滴定未反应完的,其中盐酸消耗的的物质的量为,则与溶液反应的的物质的量为,根据反应,可得溶液的物质的量浓度为;
故答案为:。
19. 的排放是形成酸雨的重要原因之一,工业上可采用多种方法减少的排放。回答下列问题:
(1)还原法:
已知: ; 。
则和反应生成和的热化学方程式为_______。
(2)碘循环法的循环过程如图所示,反应①的化学方程式为_______,在整个循环系统中做催化剂的物质是_______(填化学式)。
(3)钠碱循环法:用的溶液吸收尾气中的。
①上述溶液中:_______;_______。
②室温下,当溶液的pH约为6时,溶液吸收能力显著下降,此时溶液中的浓度是,则此时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______。
(4)氨石灰水法:
第一步:用过量的浓氨水吸收,并在空气中氧化;
第二步:加入澄清石灰水。
已知:室温下,,,则室温下,第二步反应:的平衡常数_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3) ①. 2.4 ②. ③.
(4)
【解析】
【小问1详解】
将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,①—②×2可得反应SO2(g)+2H2(g)=S(s)+2H2O(g),则反应△H=(a-2b)kJ/mol,反应的热化学方程式为O2(g)+2H2(g)=S(s)+2H2O(g)△H=(a-2b)kJ/mol,故答案为:O2(g)+2H2(g)=S(s)+2H2O(g)△H=(a-2b)kJ/mol;
【小问2详解】
由图可知,反应①为二氧化硫与碘水反应生成硫酸和氢碘酸,反应②为氢碘酸分解生成氢气和碘单质,则A为硫酸,碘为反应的催化剂,反应①的方程式为,故答案为:;I2;
【小问3详解】
①2.4mol/L亚硫酸钠溶液中存在物料守恒关系=c(Na+)×=2.4mol/L×2×=2.4mol/L,也存在质子守恒关系,故答案为:2.4mol/L;;
②由室温下,当溶液的pH约为6时,2.4mol/L亚硫酸钠溶液吸收二氧化硫能力显著下降,此时溶液中亚硫酸根的浓度是0.1mol/L可知,亚硫酸钠溶液与二氧化硫反应得到亚硫酸氢钠,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为,故答案为:;
【小问4详解】
由方程式可知,反应的平衡常数K====,故答案为:。
20. 酸性锌锰干电池是一种常用的一次电池,其结构如图所示。该电池在放电过程产生MnOOH和Zn(NH3)2Cl2。回答下列问题:
(1)该电池的正极为____(填“a”或“b”)极,该电池总反应的化学方程式为____。
(2)如图为电解100mL2.0mol·L-1CuSO4溶液的装置,该装置的电源为上述酸性锌锰干电池。
①电解一段时间后,石墨电极d出现的现象为____;石墨电极c上的电极反应式为____。
②当上述电池消耗3.25gZn时,电解后溶液中c(H+)为_____(忽略电解前后溶液体积变化)。欲将电解后的溶液恢复至原溶液,应加入的试剂是____,其质量为____g。
【答案】(1) ①. a ②. Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
(2) ①. 石墨电极d表面覆盖一层红色的物质 ②. 2H2O-4e-=4H++O2↑ ③. 1mol·L-1 ④. CuO ⑤. 4.0
【解析】
【小问1详解】
酸性锌锰干电池中带铜帽的碳棒作正极,MnO2在正极得电子转化为MnOOH,锌筒作负极,失电子转化为Zn(NH3)2Cl2,NH4Cl作电解质,即该电池的正极为a极;该电池总反应的化学方程式为Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2;
【小问2详解】
①由图可知d极与酸性锌锰干电池的b极即负极相连,为电解池的阴极,铜离子得电子转化为Cu,现象为石墨电极d表面覆盖一层红色的物质;c为阳极,水电离的氢氧根离子失电子转化为氧气,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑;
②当上述电池消耗3.25gZn即0.05mol,转移电子0.1mol,由2H2O-4e-=4H++O2↑可知产生0.1mol H+,浓度为0.1mol÷0.1L=1mol/L;电解后Cu和O按1:1离开溶液,故欲将电解后的溶液恢复至原溶液,应加入的试剂是CuO;转移电子0.1mol,则需加入CuO的质量为0.05mol×80g/mol=4.0g。
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