2021北京八中高二(上)期中化学(教师版)
展开2021北京八中高二(上)期中
化 学
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分
1. 下列事实可证明一水合氨是弱碱的是
A. 铵盐受热易分解
B. 0.1mol/L氨水可以使酚酞试液变红
C. 常温时,0.1mol/L氨水溶液的pH约为11
D. 能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
2. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中●和○代表不同元素的原子。
关于此反应的说法不正确的是
A. 反应物总能量一定低于生成物总能量 B. 一定属于可逆反应
C. 一定有非极性共价键断裂 D. 一定属于氧化还原反应
3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室中用排饱和食盐水法收集氯气
B. 合成氨工厂生产过程中通常采用较高压强
C. 压缩NO2与N2O4混合气,气体颜色变深
D. 工业上生产硫酸过程中,通入过量空气以提高SO2的转化率
4. 在一氧化碳变换反应CO + H2OCO2 + H2中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析不正确的是
A. 使用催化剂,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
B. 升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
C. 增大压强,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增加
D. 增大c(CO),活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
5. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 过程①中钛氧键断裂会释放能量
B. 该反应中,光能和热能转化为化学能
C. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D. CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+30kJ/mol
6. 某温度下N2O5按下式分解:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)。测得恒容密闭容器内,N2O5的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
……
c(N2O5)/(mol/L)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
……
下列说法不正确的是
A. 4min时,c(NO2)=1.50mol/L
B. 5min时,N2O5的转化率为83%
C. 0~2min内平均反应速率v(O2)=0.125mol/(Lmin)
D. 其他条件不变,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,则2min时c(N2O5)<0.25mol/L
7. 已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中,正确的是
A. 升高温度能使增大
B. 该条件下,反应的平衡常数为
C. 反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为25%
D. 3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
8. 常温下,将2种一元酸HX和HY分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:下列说法正确的是
组别
混合前
混合后
甲
c(HX)=0.1mol•L-1
c(NaOH)=0.1mol•L-1
pH=9
乙
c(HY)=0.1mol•L-1
c(NaOH)=0.1mol•L-1
pH=7
A. HY为弱酸 B. HX溶液的pH<1
C. 甲的混合液中c(X-)=c(Na+) D. 乙的混合液中c(Na+)=c(Y-)
9. 使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项
A
B
C
D
试剂a
CuSO4
NH4HCO3
H2SO4
CH3COOH
试剂b
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NH3·H2O
A. A B. B C. C D. D
10. 铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是
A. 该过程的总反应为
B. 浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C. 该催化循环中元素的化合价发生了变化
D. 该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
11. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
12. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. II为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性弱
C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D. b点酸的总物质的量浓度小于a点酸的总物质的最浓度
13. 根据下列图示所得推论正确的是
A. 甲是新制氯水光照过程中氯离子浓度的变化曲线,推断次氯酸分解生成了 HCl 和 O2
B. 乙是 C4H10(g)C4H8(g) + H2(g)的平衡转化率与温度和压强的关系曲线,推断该反应的∆H>0、x>0.1
C. 丁是 0.03g 镁条分别与 2 mL 2 mol/L 盐酸和醋酸反应过程中密闭容器内气体压强随时间的变化曲线,推断①代表盐酸与镁条的反应
D. 丙是 0.5 mol/L CH3COONa 溶液及水的 pH 随温度的变化曲线,说明随温度升高,CH3COONa 溶液中 c(OH-)减小
14. 下列实验中,均产生白色沉淀。
下列分析不正确的是
A. Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B. CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解
C. Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解
D. 4个实验中,溶液滴入后,试管中溶液pH均降低
二、非选择题
15. 氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要的作用,请回答。
(1)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式___________。
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度的关系如表:
温度(℃)
25
125
225
…
平衡常数
4.1×106
K1
K2
…
完成下列问题:
①比较K1、K2的大小:K1___________K2(填“>”、“=”或“<”);
②判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号);
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)25℃时,水的电离达到平衡:H2O⇌H++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是___________
A. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 将水加热,Kw增大,pH不变
(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式___________。
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________(填序号)。
A.c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Cl-)>c([N2H5•H2O]+)>c(H+)>c(OH-)
C.2c(N2H)+c([N2H5•H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(N2H)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
16. 酸碱中和反应中溶液的pH变化可用于各种研究。
(1)用0.1mol•L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol•L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是I,理由是___________。
②滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是___________。
③V1和V2的关系:V1___________V2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)酸碱中和滴定可用于测定酸或碱的物质的量浓度,取20.00mL未知浓度的盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用0.10mol/LNaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号
NaOH溶液的浓度(mol•L-1)
滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL)
待测盐酸的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
25.72
20.00
3
0.10
22.80
2000
①滴定达到终点的标志是___________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为___________mol/L(保留两位有效数字)。
③在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏高的有___________(填字母序号)。
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶水洗后未干燥
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
D.碱式滴定管使用前,水洗后未用标准氢氧化钠溶液润洗
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
17. 84消毒液在生活中有广泛的应用,其主要成份是NaCl和NaClO。
资料: HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8;H2CO3的电离常数为Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11;HClO的氧化性和杀菌消毒效果强于ClO-。
(1)84消毒液溶液呈_______(填“酸性”或“碱性”)。
(2)84消毒液和医用酒精都是重要的消毒剂。某实验小组同学围绕“84消毒液能否与医用酒精混合使用”这一问题进行了如下实验。
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
分别取40 mL 84消毒液和医用酒精混合均匀,并测量溶液温度变化
溶液温度由20℃升高至23℃,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化
Ⅱ
分别取40 mL医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象
Ⅲ
分别取_______ mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象,略有刺激性气味
①实验Ⅲ中应分别取_______mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀。
②由实验现象推断,84消毒液和医用酒精_______(填“能”或“不能”)混合使用。
(3)84消毒液可由氯气与NaOH溶液反应制得。为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH,请运用平衡移动原理解释NaOH的作用:_______。
(4)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,该过程中发生反应的离子方程式为_______。请结合电离平衡常数解释消毒效果增强的原因:_______。
18. 催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一、研究表明,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间,不同温度不同催化剂数据如下(均未达到平衡状态):
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat2
12.0
71.6
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1
(1)反应I的平衡常数表达式K=___________。
(2)写出表示H2燃烧热的热化学方程式___________。
(3)计算反应II的△H2=___________kJ/mol。
(4)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(5)如图,在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图___________。
(6)表中实验数据表明,使用同一种催化剂时,随温度升高,CO2的转化率升高,但甲醇的选择性降低,原因是___________。
19. 某学习小组研究溶液中Fe2+稳定性,进行如下实验,观察,记录结果。
【实验I】
物质
0min
1min
1h
5h
FeSO4
淡黄色
桔红色
红色
深红色
(NH4)2Fe(SO4)2
几乎无色
淡黄色
黄色
桔红色
(1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4的原因是___________(用化学用语表示)。溶液的稳定性:FeSO4___________(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”)。
(2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的保护了Fe2+,因为具有还原性。进行实验II,否定了该观点,补全该实验。
【实验II】:
操作
现象
取__,滴入___
与实验I中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。
(3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致,进行实验III:分别配制0.80mol•L-1pH为1、2、3、4的FeSO4溶液,观察,发现pH=1的FeSO4溶液长时间无明显变化,pH越大,FeSO4溶液变黄的时间越短。资料显示:亚铁盐溶液中存在反应4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+。由实验III,乙同学可得出的结论是___________,原因是___________。
(4)进一步研究在水溶液中Fe2+的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下,Fe2+的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应初期,氧化速率都逐渐增大的原因可能是___________。
(5)综合以上实验,增强Fe2+稳定性的措施有___________(写两点)
参考答案
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分
1. 下列事实可证明一水合氨是弱碱的是
A. 铵盐受热易分解
B. 0.1mol/L氨水可以使酚酞试液变红
C. 常温时,0.1mol/L氨水溶液的pH约为11
D. 能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
【答案】C
【解析】
【详解】A.铵盐受热易分解,说明铵盐不稳定,但不能说明一水合氨部分电离,不能证明一水合氨是弱碱,A错误;
B.0.1mol/L的氨水可以使酚酞试液变红色,说明一水合氨电离出OH-而使溶液呈碱性,但不能说明一水合氨部分电离,不能证明一水合氨是弱碱,B错误;
C.常温下0.1mol/L的氨水溶液pH约为11,则溶液中c(OH-)≈10-3mol/L,小于氨水浓度,说明一水合氨部分电离,能证明一水合氨是弱碱,C正确;
D.能和FeCl2溶液反应生成Fe(OH)2沉淀,说明一水合氨是碱,但不能说明一水合氨部分电离,不能证明一水合氨是弱碱,D错误;
故选:C。
2. 一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中●和○代表不同元素的原子。
关于此反应的说法不正确的是
A. 反应物总能量一定低于生成物总能量 B. 一定属于可逆反应
C. 一定有非极性共价键断裂 D. 一定属于氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,该反应中一种化合物分解为一种单质和另一种化合物。A. 由图无法判断该反应是放热反应还是吸热反应,故无法判断反应物总能量与生成物总能量的相对大小,A不正确;B. 充分反应后,还有反应物尚未分解,所以该反应一定属于可逆反应,B正确;C. 反应物分子中有非极性键,而生成的化合物中没有,所以反应过程中一定有非极性共价键断裂,C正确;D. 化合物分解后有单质生成,所以一定属于氧化还原反应,D正确。本题选A。
点睛:两种化合物均有单个的分子,故其分子内的化学键一定是共价键。非极性键是同种元素的原子之间形成的共价键。
3. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室中用排饱和食盐水法收集氯气
B. 合成氨工厂生产过程中通常采用较高压强
C. 压缩NO2与N2O4混合气,气体颜色变深
D. 工业上生产硫酸过程中,通入过量空气以提高SO2的转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cl2和水反应为Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中Cl-浓度大,Cl2和水反应平衡逆向移动,Cl2溶解度减小,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.合成氨正向气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.NO2与N2O4混合气中存在2NO2N2O4,压缩体积,平衡正向移动,NO2物质的量减小,但容器体积减小,NO2浓度增大,颜色加深,不能用勒夏特列原理解释,C符合题意;
D.工业上生产硫酸过程中,通入过量空气,平衡正向移动,O2的转化率提高,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选C。
4. 在一氧化碳变换反应CO + H2OCO2 + H2中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析不正确的是
A. 使用催化剂,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
B. 升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
C. 增大压强,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增加
D. 增大c(CO),活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加
【答案】D
【解析】
【详解】A. 使用催化剂,降低活化能,活化分子数目增加,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加,反应速率增大,故A正确;
B. 升高温度,活化分子数目最多,活化分子百分数增大,有效碰撞几率增加,反应速率增大,故B正确;
C. 增大压强,气体体积减小,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增加,反应速率加快,故C正确;
D. 增大c(CO),单位体积内活化分子数量增多,活化分子百分数不变,有效碰撞几率增加,反应速率加快,故D错误;
答案选D。
【点睛】增大浓度,增加是单位体积内活化分子数,活化分子百分数是不变的。
5. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 过程①中钛氧键断裂会释放能量
B. 该反应中,光能和热能转化为化学能
C. 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变,从而提高化学反应速率
D. CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+30kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学键断裂需要吸收能量,过程①中钛氧键断裂会吸收能量,A错误;
B.根据图示,该反应中吸收光能和热能,转化为CO和O2的化学能,B正确;
C.催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率,催化剂不能降低反应的焓变,C错误;
D.△H=反应物总键能-生成物总键能,CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=(1598×2-1072×2-496)kJ/mol =+556kJ/mol,D错误;
故选B。
6. 某温度下N2O5按下式分解:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g)。测得恒容密闭容器内,N2O5的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
……
c(N2O5)/(mol/L)
1.00
0.71
0.50
0.35
0.25
0.17
……
下列说法不正确的是
A. 4min时,c(NO2)=1.50mol/L
B. 5min时,N2O5的转化率为83%
C. 0~2min内平均反应速率v(O2)=0.125mol/(Lmin)
D. 其他条件不变,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,则2min时c(N2O5)<0.25mol/L
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题给表格数据可知,4min时,N2O5的消耗量为(1.00—0.25) mol/L=0.75 mol/L,由各物质的化学计量数之比等于变化量之比可得反应生成c(NO2)= 0.75 mol/L ×2=1.50mol/L,故A正确;
B.5min时,N2O5的消耗量为(1.00—0.17) mol/L=0.83 mol/L,则N2O5的转化率为×100%=83%,故B正确;
C.0~2min内,N2O5的消耗量为(1.00—0.50) mol/L=0.50mol/L,由各物质的化学计量数之比等于变化量之比可得反应生成c(O2)= 0.50 mol/L ×=0.25mol/L,则v(O2)==0.125mol/(Lmin),故C正确;
D.由题给表格数据可知,2min时N2O5的消耗浓度为起始的一半,其他条件不变,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,反应物浓度减小,化学反应速率减小,反应消耗N2O5的浓度小于起始的一半,则2min时c(N2O5) >0.25mol/L,故D错误;
故选D。
7. 已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ•mol-1。一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中,正确的是
A. 升高温度能使增大
B. 该条件下,反应的平衡常数为
C. 反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为25%
D. 3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,升高温度能使减小,故A错误;
B.达到平衡时,CO2的浓度为0.25mol/L,H2的浓度为0.75mol/L,CH3OH和H2O的浓度为0.75 mol/L,则反应的平衡常数为,故B正确;
C.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75%,故C错误;
D.3min时,反应没有达到平衡状态,用CO2的浓度表示的正反应速率不等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率,故D错误;
故选B。
8. 常温下,将2种一元酸HX和HY分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:下列说法正确的是
组别
混合前
混合后
甲
c(HX)=0.1mol•L-1
c(NaOH)=0.1mol•L-1
pH=9
乙
c(HY)=0.1mol•L-1
c(NaOH)=0.1mol•L-1
pH=7
A. HY为弱酸 B. HX溶液的pH<1
C. 甲的混合液中c(X-)=c(Na+) D. 乙的混合液中c(Na+)=c(Y-)
【答案】D
【解析】
【详解】A.HY与NaOH等体积等浓度混合恰好完全反应生成NaY,实验乙可知NaY溶液呈中性,则HY为强酸,A错误;
B.HX与NaOH等体积等浓度混合恰好完全反应生成NaX,实验乙可知NaX溶液呈碱性,则HX为弱酸,0.1mol•L-1HX溶液的pH>1,B错误;
C.根据电荷守恒可知,c(X-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),且甲的混合液显碱性,则c(OH-)>c(H+),故c(X-)<c(Na+),C错误;
D.根据电荷守恒可知,c(X-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),且乙的混合液显中性,则c(OH-)=c(H+),故c(Na+)=c(Y-),D正确;
故答案为:D。
9. 使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是
选项
A
B
C
D
试剂a
CuSO4
NH4HCO3
H2SO4
CH3COOH
试剂b
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NH3·H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应:Ba2++2OH-+Cu2++=BaSO4↓+Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当CuSO4溶液过量时,其电离产生的Cu2+、导电,使灯泡逐渐又变亮,A不符合题意;
B.Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应:Ca2++2OH-++=CaCO3↓+H2O+NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动离子浓度减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好反应时,溶液中自由移动的微粒浓度很小,灯泡很暗。当 NH4HCO3溶液过量时,其电离产生的、 导电,使灯泡逐渐又变亮,B不符合题意;
C.Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应:Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭。当H2SO4溶液过量时,其电离产生的H+、导电,使灯泡逐渐又变亮,C不符合题意;
D.CH3COOH与氨水发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-++H2O,反应后自由移动的离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不出现亮—灭(或暗)—亮的变化,D符合题意;
故合理选项是D。
10. 铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:
下列说法错误的是
A. 该过程的总反应为
B. 浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C. 该催化循环中元素的化合价发生了变化
D. 该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.由反应机理可知,HCOOH电离出氢离子后,HCOO-与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢气,所以化学方程式为HCOOHCO2↑+H2↑,故A正确;
B.若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制加酸的电离,使甲酸根浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,故B正确;
C.由反应机理可知,Fe在反应过程中,做催化剂,化合价没有发生变化,故C错误;
D.由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D错误;
故选CD。
11. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下NO3-具有强氧化性,Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,无论呈酸性还是碱性,HCO3-都不能大量共存,故B错误;
C. 的溶液呈酸性,酸性条件下离子之间不发生任何反应,可大量共存,所以C选项是正确的;
D. Fe3+和SCN-发生化学反应,不能大量共存,故D错误。
答案选C。
12. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. II为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性弱
C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D. b点酸的总物质的量浓度小于a点酸的总物质的最浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸是弱酸,在水中不完全电离,并且越稀越电离,盐酸是强酸,在水中完全电离,加等量的水稀释时,盐酸的 pH 变化大于醋酸的pH变化,故I为盐酸的pH变化曲线,II为醋酸的pH变化曲线,故A错误;
B.b点加水稀释之后得c点,故b点的浓度大于c点,离子浓度越大,导电性越强,故b点的导电性大于c点,故B错误;
C.水的离子积Kw只与温度有关,a和c点温度相同,温度不变,Kw不变,故C错误;
D.相同体积和pH的盐酸和醋酸,醋酸的浓度大于盐酸,加水稀释相同的倍数,两溶液浓度同时减小相同的倍数,醋酸浓度依然大于盐酸,故a点浓度大于b点,故D正确;
故选D。
13. 根据下列图示所得推论正确的是
A. 甲是新制氯水光照过程中氯离子浓度的变化曲线,推断次氯酸分解生成了 HCl 和 O2
B. 乙是 C4H10(g)C4H8(g) + H2(g)平衡转化率与温度和压强的关系曲线,推断该反应的∆H>0、x>0.1
C. 丁是 0.03g 镁条分别与 2 mL 2 mol/L 盐酸和醋酸反应过程中密闭容器内气体压强随时间的变化曲线,推断①代表盐酸与镁条的反应
D. 丙是 0.5 mol/L CH3COONa 溶液及水的 pH 随温度的变化曲线,说明随温度升高,CH3COONa 溶液中 c(OH-)减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.在新制氯水中存在可逆反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,从甲图中可以看出,随着光照的不断进行,新制氯水中c(Cl-)不断增大,由此可推断次氯酸分解生成了 HCl,但不能肯定是否有O2生成,A不正确;
B.从乙图中可以看出,升高温度,C4H10(g)C4H8(g) + H2(g)的平衡转化率增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,∆H>0;压强由0.1MPa变为xMPa时,平衡转化率增大,则表明平衡正向移动,所以应为减小压强,x<0.1,B不正确;
C.盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,2 mL 2 mol/L 盐酸和醋酸中,盐酸中c(H+)大,与0.03g 镁条反应的速率大,相同时间内产生的氢气量多,最终产生的H2的量相等,从丁图中可以看出①的反应速率快,由此可推断①代表盐酸与镁条的反应,C正确;
D.0.5 mol/L CH3COONa 溶液及水中,存在以下平衡:CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-、H2O⇌H++OH-,CH3COO-的水解和水的电离都是吸热过程,升高温度平衡正向移动,所以CH3COONa溶液中c(OH-)增大,D不正确;
故选C。
14. 下列实验中,均产生白色沉淀。
下列分析不正确的是
A Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B. CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解
C. Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解
D. 4个实验中,溶液滴入后,试管中溶液pH均降低
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均存在Na+、、、H2CO3、H+、OH-、H2O,故含有的微粒种类相同,A正确;
B. H++,加入Ca2+后,Ca2+和反应生成沉淀,促进电离,B错误;
C.Al3+与、都能发生互相促进的水解反应,C正确;
D.由题干信息可知形成沉淀时会消耗碳酸根和碳酸氢根,则它们浓度减小,水解产生的氢氧根的浓度会减小,pH减小,D正确;
故选B。
二、非选择题
15. 氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要的作用,请回答。
(1)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式___________。
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度的关系如表:
温度(℃)
25
125
225
…
平衡常数
4.1×106
K1
K2
…
完成下列问题:
①比较K1、K2的大小:K1___________K2(填“>”、“=”或“<”);
②判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号);
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)25℃时,水的电离达到平衡:H2O⇌H++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是___________
A. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 将水加热,Kw增大,pH不变
(4)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似。
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式___________。
②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________(填序号)。
A.c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Cl-)>c([N2H5•H2O]+)>c(H+)>c(OH-)
C.2c(N2H)+c([N2H5•H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
D.c(N2H)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】(1)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol
(2) ①. > ②. AC (3)B
(4) ①. +H2O[N2H5∙H2O]++H+ ②. AC
【解析】
【小问1详解】
由图可知,1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO放出热量368kJ-134kJ=234kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol;
【小问2详解】
①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2;
②A.不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比时是平衡状态,因此2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)能证明正逆反应速率相等,说明达到平衡状态,A正确;
B.,因此2v(N2)(正)=v(H2)(逆)不能说明反应达到平衡状态,B错误;
C.N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3(g)是前后气体体积变化的反应,容器内压强不变,说明气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,C正确;
D.如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度ρ=始终不变,不能说明平衡,D错误;
故选AC。
【小问3详解】
A.向水中加入氨水,溶液中c(OH-)增大,平衡逆向移动,水的电离程度减小,A错误;
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,NaHSO4=Na++H++,溶液中c(H+)增大,由于温度不变,故Kw不变,B正确;
C.向水中加入少量固体Na2CO3,离子水解,促进水的电离,平衡正向移动,c(OH-)增大,C错误;
D.将水加热,促进水的电离,Kw增大,pH减小,D错误;
故选B。
【小问4详解】
①因水解与NH4C1类似,故水解结合H2O电离的OH-,水解离子反应为+H2O[N2H5∙H2O]++H+;
②A.由盐酸肼的化学式为N2H6Cl2,则c(Cl-)>c(),又水解显酸性,则c(H+)>c(OH-),由水解的程度很弱,则c()>c(H+),即离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(OH-),A正确;
B.由水解方程式+H2O[N2H5∙H2O]++H+,及[N2H5∙H2O]+还可以进行再次水解,可知c([N2H5∙H2O]+)<c(H+),B错误;
C.根据电荷守恒可得2c(N2H)+c([N2H5•H2O]+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-), C正确;
D.根据A可知离子浓度大小,c(Cl-)>c(N2H)>c(H+)>c(OH-),D错误;
故选AC。
16. 酸碱中和反应中溶液的pH变化可用于各种研究。
(1)用0.1mol•L-1NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol•L-1的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是I,理由是___________。
②滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是___________。
③V1和V2的关系:V1___________V2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)酸碱中和滴定可用于测定酸或碱的物质的量浓度,取20.00mL未知浓度的盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用0.10mol/LNaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号
NaOH溶液的浓度(mol•L-1)
滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL)
待测盐酸的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
25.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是___________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为___________mol/L(保留两位有效数字)。
③在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏高的有___________(填字母序号)。
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶水洗后未干燥
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
D.碱式滴定管使用前,水洗后未用标准氢氧化钠溶液润洗
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
【答案】(1) ①. 醋酸是弱酸,0.1mol/L的醋酸溶液pH>1 ②. 0.1mol/L的醋酸溶液 ③. <
(2) ①. 当滴入最后一滴标准液滴入锥形瓶,溶液颜色由无色变红色,且半分钟内不褪色 ②. 0.11 ③. DE
【解析】
【小问1详解】
①盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,醋酸的pH值较大,所以I是醋酸的滴定曲线;
②酸和碱都会抑制水的电离,0.1mol/LNaOH溶液和0.1mol/L的盐酸电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度都是0.1mol/L,对水的电离的抑制作用相同,但0.1mol/L的醋酸中氢离子浓度小于0.1mol/L,所以对水的电离抑制作用较小,即三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是0.1mol/L的醋酸溶液;
③醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,生成的醋酸钠水溶液呈碱性,所以如果溶液呈中性,需要醋酸稍过量,也就是加入的氢氧化钠体积较少一些,所以V1<V2;
【小问2详解】
①酚酞溶液滴加到待测的盐酸中,溶液呈无色,所以滴定终点的标志是当滴入最后一滴NaOH标准液,锥形瓶内溶液颜色由无色变红色,且半分钟内不褪色;
②滴定终点时盐酸和NaOH恰好完全反应,即n(HCl)=n(NaOH),三次实验中第二次所用NaOH溶液体积数值偏差太大,舍去,剩余两次所用NaOH溶液的平均值为=22.71mL,0.10mol/L×22.71×10-3L=c(HCl)×20.00×10-3L,解得c(HCl)≈0.11mol/L;
③A.滴定终点读数时俯视,读数偏大,相减所得差值变小,计算的所用标准液体积偏小,测定结果偏低,A不符合题意;
B.锥形瓶水洗后未干燥,不影响n(HCl),因此滴入NaOH的量也不变,对结果无影响,B不符合题意;
C.水洗后未用待测盐酸润洗,所取盐酸被稀释,导致所需要的标准NaOH溶液体积减小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.水洗后未用标准NaOH溶液润洗,NaOH溶液被稀释,所需要的NaOH溶液体积变大,测定结果偏高,D符合题意;
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,使滴定管内液面下降变大,测定结果偏高,E符合题意,
故选DE。
17. 84消毒液在生活中有广泛的应用,其主要成份是NaCl和NaClO。
资料: HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8;H2CO3的电离常数为Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11;HClO的氧化性和杀菌消毒效果强于ClO-。
(1)84消毒液溶液呈_______(填“酸性”或“碱性”)。
(2)84消毒液和医用酒精都是重要的消毒剂。某实验小组同学围绕“84消毒液能否与医用酒精混合使用”这一问题进行了如下实验。
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
分别取40 mL 84消毒液和医用酒精混合均匀,并测量溶液温度变化
溶液温度由20℃升高至23℃,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化
Ⅱ
分别取40 mL医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象
Ⅲ
分别取_______ mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃
溶液中无明显现象,略有刺激性气味
①实验Ⅲ中应分别取_______mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀。
②由实验现象推断,84消毒液和医用酒精_______(填“能”或“不能”)混合使用。
(3)84消毒液可由氯气与NaOH溶液反应制得。为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH,请运用平衡移动原理解释NaOH的作用:_______。
(4)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,该过程中发生反应的离子方程式为_______。请结合电离平衡常数解释消毒效果增强的原因:_______。
【答案】 ①. 碱性, ②. 40 ③. 不能 ④. ClO−+H2OOH−+HClO加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆移,使c(HClO)减小,分解速率减慢(或消毒液更稳定) ⑤. CO2+H2O+ClO-HClO+HCO ⑥. H2CO3的Ka1大于HClO的Ka,故空气中的CO2(或H2CO3)能将ClO-转化为消毒效果更强的HClO
【解析】
【详解】(1)84消毒液的有效成分是NaClO,该物质是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性;
(2)①采用控制变量法进行研究,因此实验III要取40 mL84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴加热至23℃,然后根据实验现象的不同与上面的两个实验进行对比;
②由实验现象推断,84消毒液和医用酒精混合,会发生化学反应,故不能混合使用;
(3)Cl2与NaOH发生反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,得到的84消毒液有效成分是NaClO,该盐是强碱弱酸盐,在溶液中发生水解反应:ClO−+H2OOH−+HClO,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性。向其中加入NaOH使c(OH−)增大,平衡逆向移动,使c(HClO)减小,HClO分解速率减慢,因此消毒液更稳定,所以为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH;
(4)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,这是由于酸性:H2CO3>HClO>,在空气中暴露,CO2能够溶解在溶液中,发生反应使ClO-转化为HClO,产生消毒能力更强的HClO而增强溶液的消毒效果。该过程中发生反应的离子方程式为:CO2+H2O+ClO-HClO+HCO。
18. 催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一、研究表明,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ•mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间,不同温度不同催化剂的数据如下(均未达到平衡状态):
T(K)
催化剂
CO2转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
Cat.1
12.3
42.3
543
Cat.2
10.9
72.7
553
Cat.1
15.3
39.1
553
Cat.2
12.0
71.6
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1
(1)反应I的平衡常数表达式K=___________。
(2)写出表示H2燃烧热的热化学方程式___________。
(3)计算反应II的△H2=___________kJ/mol。
(4)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(5)如图,在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图___________。
(6)表中实验数据表明,使用同一种催化剂时,随温度升高,CO2的转化率升高,但甲醇的选择性降低,原因是___________。
【答案】(1)
(2)H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8 kJ•mol-1
(3)+41.2 (4)CD
(5) (6)表中数据表明此时未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响
【解析】
【小问1详解】
根据反应I的方程式CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)和平衡常数的定义可知,反应I的平衡常数表达式K=,故答案为:;
【小问2详解】
已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,根据题干信息可知H2的燃烧热为:285.8kJ•mol-1,则表示H2燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8 kJ•mol-1,故答案为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8 kJ•mol-1;
【小问3详解】
已知:CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1,②H2O(1)=H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1,可知热化学方程式a:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1,b.H2(g)+O2(g)=H2O(l) =-285.8 kJ•mol-1,c.H2O(1)=H2O(g)△H3=44.0kJ•mol-1,由盖斯定律将b-a+c可得CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2 =(-285.8+283.0+44)kJ•mol-1=+41.2kJ•mol-1,故答案为:+41.2;
【小问4详解】
A.使用催化剂Cat.1,平衡不移动,不能提高转化率,A错误;
B.使用催化剂Cat.2,不能提高转化率,B错误;
C.降低反应温度,平衡正向移动,可增大转化率,C正确;
D.投料比不变,增加反应物的浓度,平衡正向移动,可增大转化率,D正确;
E.增大 CO2和H2的初始投料比,可增大氢气的转化率,二氧化碳的转化率减小,E错误。故答案为:CD;
【小问5详解】
从表中数据分析,在催化剂Cat.2的作用下,甲醇的选择性更大,说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ催化效果更好,催化剂能降低反应的活化能,说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低,故图为,故答案为:;
【小问6详解】
从表中数据分析,在相同温度下,不同的催化剂二氧化碳的转化率不同,说明不同的催化剂的催化能力不同,相同的催化剂不同的温度,二氧化碳的转化率不同,且温度高的转化率大,因为正反应为放热反应,说明表中数据是未达到平衡数据,故答案为:表中数据表明此时未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
19. 某学习小组研究溶液中Fe2+的稳定性,进行如下实验,观察,记录结果。
【实验I】
物质
0min
1min
1h
5h
FeSO4
淡黄色
桔红色
红色
深红色
(NH4)2Fe(SO4)2
几乎无色
淡黄色
黄色
桔红色
(1)上述(NH4)2Fe(SO4)2溶液pH小于FeSO4的原因是___________(用化学用语表示)。溶液的稳定性:FeSO4___________(NH4)2Fe(SO4)2(填“>”或“<”)。
(2)甲同学提出实验I中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的保护了Fe2+,因为具有还原性。进行实验II,否定了该观点,补全该实验。
【实验II】:
操作
现象
取__,滴入___
与实验I中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同。
(3)乙同学提出实验I中两溶液的稳定性差异是溶液酸性不同导致,进行实验III:分别配制0.80mol•L-1pH为1、2、3、4的FeSO4溶液,观察,发现pH=1的FeSO4溶液长时间无明显变化,pH越大,FeSO4溶液变黄的时间越短。资料显示:亚铁盐溶液中存在反应4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+。由实验III,乙同学可得出的结论是___________,原因是___________。
(4)进一步研究在水溶液中Fe2+的氧化机理。测定同浓度FeSO4溶液在不同pH条件下,Fe2+的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应初期,氧化速率都逐渐增大的原因可能是___________。
(5)综合以上实验,增强Fe2+稳定性的措施有___________(写两点)
【答案】(1) ①. ②. <
(2) ①. 取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液 ②. 加2滴0.01 molL-1KSCN溶液
(3) ①. pH越小Fe2+越稳定 ②. 溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+,pH越小,c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大,Fe2+越稳定
(4)生成的Fe(OH)3对反应有催化作用
(5)加一定量的酸,密封保存
【解析】
【小问1详解】
FeSO4溶液中只有Fe2+的水解使溶液呈酸性,而(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+和NH都水解使溶液呈酸性,由于,所以同浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液的pH小于FeSO4溶液;根据表中可以看出FeSO4变色更快,故FeSO4稳定性差。
【小问2详解】
推测实验I中两溶液的稳定性差异可能是(NH4)2Fe(SO4)2溶液中的保护了Fe2+,因为具有还原性。设计实验可以除去的影响因素,其他条件不变,取2 mL pH=4.0的0.80 molL-1 FeSO4溶液,加2滴0.01 molL-1KSCN溶液,与实验I中(NH4)2Fe(SO4)2溶液现象相同;
【小问3详解】
由实验III可知,溶液pH越小溶液的酸性越强,则FeSO4越稳定,根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+可知:pH越小,c(H+)越大对平衡正向进行的抑制作用越大,Fe2+越稳定;
【小问4详解】
根据亚铁盐溶液中存在的化学平衡4Fe2++O2+10H2O⇌4Fe(OH)3+8H+可推测生成Fe(OH)3对反应有催化作用,且反应初期生成的c(H+)小,对反应正向进行的抑制作用很小。
【小问5详解】
分析实验结果,增强Fe2+稳定性的措施可以是加入一定量的酸,增大c(H+)或进行密封保存减少Fe2+与空气接触等。
2021北京四中高二(上)期中化学(教师版): 这是一份2021北京四中高二(上)期中化学(教师版),共27页。试卷主要包含了 25℃时,水中存在电离平衡等内容,欢迎下载使用。
2021北京首师附中高二(上)期中化学(教师版): 这是一份2021北京首师附中高二(上)期中化学(教师版),共11页。试卷主要包含了选择题,填空题等内容,欢迎下载使用。
2021北京丰台高二(上)期中化学(B)(教师版): 这是一份2021北京丰台高二(上)期中化学(B)(教师版),共8页。试卷主要包含了11,9 kJ · ml-1,0 kJ · ml-1,2×1014等内容,欢迎下载使用。