宁夏六盘山高级中学2023-2024学年高二上学期第二次月考化学试题(解析版)
展开学科:化学 测试时间:100分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本题有20小题,每小题2分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 发明创造为人类文明进步做出了巨大贡献。下列装置工作时,涉及的能量转化主要是化学能与电能之间的转化的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.太阳能路灯涉及的能量转化为太阳能转化为电能,A项不符合题意;
B.火箭发射涉及的能量转化主要为化学能转化为热能,B项不符合题意;
C.铅酸蓄电池是一种二次电池,使用电池时化学能转化为电能,充电时电能转化为化学能,C项符合题意;
D.煤气灶使用时,涉及的能量转化主要为化学能转化为热能,D项不符合题意;
答案选C。
2. 在刚刚过去的炎热的夏天,湖泊水位大幅下降,这其中有水分蒸发的原因。在水蒸发形成水蒸气的过程中,其焓变和熵变的大小正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在水蒸发形成水蒸气的过程,是吸热且混乱度增加的过程,则其焓变和熵变均大于0,B正确;
答案选B。
3. 关于反应 ,下列说法正确的是
A. 该反应在高温条件下可以自发进行
B. 向反应容器中加入催化剂,反应自发进行的温度会改变
C. 恒容条件下,通入He气,压强会增大,反应的速率会加快
D. 恒容条件下,可通入过量的气体来提高转化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是焓减、熵减的反应,由G=H-TS知,在较低温度下能自发进行,选项A错误;
B.催化剂能改变反应的活化能,但反应的焓变、熵变均不变,故不能改变反应自发进行的临界温度,选项B错误;
C.恒容条件下,通入He气体,反应物的浓度均不变,不会改变反应的速率,选项C错误;
D.恒容条件下,可通入过量的CO2气体可以使平衡正向移动,提高H2转化率,选项D正确;
答案选D。
4. 下列关于工业合成氨的叙述正确的是
A. 及时从反应体系中分离出氨气,有利于平衡向正反应方向移动
B. 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
C. 工业合成氨反应是熵增的放热反应,在任何温度下都能自发进行
D. 高温、高压都能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而只有高温有利于提高合成氨的产率
【答案】A
【解析】
【详解】A.减少生产物的浓度有利于平衡向正反应方向移动,则及时从反应体系中分离出氨气,有利于合成氨平衡向正反应方向移动,A正确;
B.缩小体积 、增大压强,能增大反应速率、缩短反应达到平衡状态所用的时间,B错误;
C. 工业合成氨的反应是熵减的放热反应,在较低温度下使ΔH-TΔS<0而自发进行,C错误;
D.工业合成氨的反应是放热反应,升高温度使平衡左移、不利于提高合成氨的产率,D错误;
答案选A。
5. 甲烷分子结构具有高对称性且断开键需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下,可在较低温度下发生裂解反应,甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 步骤②反应为放热反应
B. 使用该催化剂,反应的焓变不变
C. 甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量
D. 催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应②中,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以为放热反应,故A正确;
B.催化剂不影响反应物和生成物的总能量,使用该催化剂,反应的焓变不变,故B正确;
C.断开1键需要吸收440能量,1甲烷分子中有4键,完全断开需要吸收1760能量,即1甲烷中的化学键完全断开需要吸收1760能量,而不是甲烷催化裂解成C和H2,需要吸收1760能量,故C错误;
D.从题图中可以看出,甲烷在镍基催化剂上转化是在催化剂表面上发生的,催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积,堵塞了催化剂表面的活性中心,故D正确;
故选C。
6. 已知反应: ,温度不同(T2>T1)。下列图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.正反应放热,温度升高,平衡逆移,H2的平衡体积分数增大,由于T2>T1,由图可知,相同压强下T2的H2体积分数小于T1,与理论相反;正反应气体分子数减小,加压,平衡正移,H2的平衡体积分数减小,图中为增大,A错误;
B.由于T2>T1,正反应放热,温度升高,反应速率加快,先达到平衡,且平衡逆移,N2的转化率减小,与图相符,B正确;
C.由于T2>T1,正反应放热,温度升高,平衡逆移,但正、逆反应速率瞬时均增大,图像中间应有一段间隔,C错误;
D.正反应放热,温度升高,平衡逆移,所以升温化学平衡常数减小,与图中相反,D错误;
故答案选B。
7. 下列物质中,属于弱电解质的有
①②冰醋酸③④溶液⑤⑥⑦
A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种
【答案】B
【解析】
【详解】①属于弱碱,为弱电解质;
②冰醋酸为弱酸,属于弱电解质;
③是非电解质;
④溶液属于混合物,不属于电解质;
⑤属于弱碱,为弱电解质;
⑥属于盐,为强电解质;
⑦为弱电解质,
综上所述,上述物质中共有4种为弱电解质,B项符合题意。
故选B。
8. 室温下,在由水电离产生的浓度为的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A. 、、、B. 、、、
C. 、、、D. 、、、
【答案】C
【解析】
【分析】室温下,在由水电离产生的浓度为的溶液中,说明可能是酸溶液,也可能是碱溶液。
【详解】A.Fe2+与OH-反应而不共存且酸性环境中可以氧化,故A不符合题意;
B. Fe2+与OH-反应而不共存,故B不符合题意;
C.、、、与H+或OH-都共存,故C符合题意;
D.与H+或OH-反应而不共存,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
9. 下列叙述正确的是
A. 100 ℃纯水的pH=6,所以水在100 ℃时呈酸性
B. pH=3盐酸溶液,稀释至10倍后pH>4
C. 0.2 ml·L-1的醋酸,与等体积水混合后pH=1
D. 常温时,pH=3的盐酸与pH=11的氢氧化钠等体积混合后pH=7
【答案】D
【解析】
【详解】A.纯水不管其pH为多少都是呈中性,A项错误;
B.盐酸是强酸,所以每稀释10倍pH增大1,故pH=4,B项错误;
C.将0.2 ml·L-1的醋酸,与等体积水混合后,溶液的浓度变为0.1 ml·L-1,但由于醋酸是弱酸,所以pH大于1,C项错误;
D.盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,所以呈中性,D项正确。
答案选D。
10. 常温下,向20 mL 0.1 ml·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点的pH=1
B. 反应过程中的值不断增大
C. c点时,V(NaOH)=20 mL
D. b点时,c(CH3COO-)=0.05 ml·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.醋酸是弱电解质而部分电离,所以溶液中c(H+)<0.1ml/L,则溶液的pH>1,故A错误;
B.,反应过程中氢离子浓度逐渐减小,则反应过程中的值不断增大,故B正确;
C.CH3COONa是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,所以V(NaOH)<20mL,故C错误;
D.b点时醋酸被反应一半,溶液体积是30mL,溶液中c(CH3COO-)=0.067 ml·L-1,故D错误;
故选B。
11. 0.1 ml/L 的①溶液 ②溶液 ③溶液 ④NaCl溶液,按pH由大到小的顺序,排列正确的是
A. ①②④③B. ②①③④C. ③④②①D. ④③②①
【答案】A
【解析】
【详解】NaCl是强酸强碱盐,溶液呈中性;是强酸弱碱盐,溶液呈酸性;、是强碱弱酸盐,溶液呈碱性,水解程度大于,所以碳酸钠溶液碱性更强,故pH由大到小的顺序排列的是①②④③,故选A。
12. 相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是 ( )
A. 三种酸的酸性强弱关系:HA>HB>HC
B. 相同物质的量浓度的盐溶液NaA、NaB、NaC,NaB水解程度最大
C. 反应HC+B-===HB+C-能够发生
D. 相同物质的量浓度的盐溶液NaA、NaB、NaC ,pH值依次增大
【答案】C
【解析】
【分析】相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的酸性越强,则酸根离子水解程度越小,结合强酸制取弱酸分析解答。
【详解】A、相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的酸性越强,根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HC> HB> HA,故A错误;
B、根据电离平衡常数知,这三种酸的强弱顺序是HC> HB> HA,酸的电离程度越大,酸根离子水解程度越小,则相同浓度的NaA、NaB、NaC溶液,NaA溶液水解程度最大,故B错误;
C、由A知,HC的酸性大于HB,根据强酸制取弱酸知:HC+B-=HB+C-能发生,故C正确;
D、由A可知,NaA、NaB、NaC水解程度逐渐减弱,所以相同物质的量浓度的盐溶液NaA、NaB、NaC ,pH值依次减小,故D错误;
故选C。
13. 硫化镉(CdS)是难溶于水的黄色颜料,其溶解为吸热过程,在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. 根据图中可以判断,在温度T2时溶液中水的电离程度大
B. Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)=Ksp(p)
D. 向n点的溶液中加入少量CdCl2固体,溶液组成由n沿npm线向m方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.据图可知T2温度下CdS饱和溶液中c(Cd2+)·c(S2-)更大,溶解为吸热过程,所以T2温度更高,水的电离吸热,所以在温度T2时溶液中水的电离程度大,A正确;
B.由于Ksp只与温度有关,故m、n、p三点Ksp相同,因为CdS溶解为吸热过程,且T2>T1,故T2曲线对应Ksp大于T1曲线,即q点Ksp大于另外三点,B正确;
C.温度升高,CdS溶解平衡正向移动,但溶液已经饱和,所以升温后溶液中c(Cd2+)、c(S2-)不变,所以溶液组成不变,C错误;
D.向n点溶液加入CdCl2固体,则c(Cd2+)增大,CdS溶解平衡逆向移动,c(S2-)减小,故溶液组成由n沿npm向m方向移动,D正确;
综上所述答案为C。
14. 电池研发与生产生活领域的发展密切相关,下列有关电池说法正确的是
A. 燃料电池的能量转化率可以达到100%B. 原电池是一种将电能转化为化学能的装置
C. 高纯硅可以制成人造卫星的硅太阳能电池D. 手机、照相机和摄像机等电器所用的电池为一次电池
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料电池可以将化学能转化为电能,但燃料电池的转化率不为100%,有部分化学能回转化为热能等其他形式的能,A错误;
B.原电池由于是氧化还原反应的原理,正负极物质在电解质溶液中发生反应,可以将化学能转化为电能,B错误;
C.硅为具有半导体的性质,高纯硅为半导体材料,可以用高纯硅制造人造卫星的太阳能电池,C正确;
D.手机、照相机、摄像机等电池在放电后可以再次充电,则其电池为可充电电池,是二次电池,D错误;
故答案选C
15. 下列说法不正确的是
A. 在铁制品上镀银时,铁制品与电源正极相连
B. 反应可设计成电解池实现
C. 镀层破损后,马口铁(镀锡铁)比白铁(镀锌的铁)更易被腐蚀
D. 钢铁电化学腐蚀分为吸氧和析氢腐蚀,主要区别在于水膜的酸性不同,引起的正极反应不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.电镀时,镀件作阴极,与电源的负极相连,A错误;
B.是氧化还原反应,但是不是自发的氧化还原反应,可设计成电解池实现,B正确;
C.金属性是Zn>Fe>Sn,因此镀层破损后,马口铁中铁为负极被腐蚀,白铁中铁为正极被保护,则马口铁(镀锡的铁)此白铁(镀锌的铁)更易被腐蚀,C正确;
D.极弱酸性或中性下发生吸氧腐蚀,酸性较强时发生析氢腐蚀,D正确;
故选A。
16. 用如图所示实验装置进行相应的实验,能达到实验目的的是
A. 图甲:电解熔融制备AlB. 图乙:测量盐酸和氢氧化钠反应的反应热
C. 图丙:蒸干氯化铝溶液制备无水氯化铝D. 图丁:验证电解NaCl溶液的阳极产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铝是共价化合物,熔融状态不导电,A错误;
B.温度计应测量混合溶液的温度,不是环境的温度,B错误;
C.氯化铝溶液中存在铝离子水解,加热促进水解,又生成的HCl气体挥发,氯化铝会彻底水解,所以蒸干后无法得到无水氯化铝,C错误;
D.电解饱和食盐水,由电流方向知右侧为阳极,发生氧化反应,Cl-放电生成Cl2,又Cl2具有氧化性将碘离子氧化为碘单质,淀粉遇碘变蓝,D正确;
故选D。
17. 下列实验能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由试剂用量可知AgNO3溶液过量,滴入的氯化钠和碘化钠均与硝酸银溶液反应生成成沉淀,不能确定是否存在AgCl转化成AgI,无法比较溶度积大小,A错误;
B.NaClO具有漂白性,能使pH试纸变色后褪色,无法测定pH值,B错误;
C.石墨为惰性电极,溶液中阳离子按照氧化性强弱顺序依次放电,而离子的氧化性越强对应金属的活泼性越弱,因此该实验可根据析出金属的先后顺序确定铜和镁的金属活泼性强弱,C正确;
D.由反应方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2K2SO4+MnSO4+10CO2↑+8H2O和试剂用量可知高锰酸钾溶液过量,最终溶液仍为紫红色,无法通过观察褪色确定反应速率快慢,且两份溶液的温度也不相同,也无法比较,D错误;
故选C。
18. 中科院研究了一款独特的锂-氮(Li-N)电池,电解质溶液为可传导Li+的有机溶液,该电池可实现氮气的循环,并对外提供电能。充电时发生的反应为:2Li3N=N2+6Li。下列说法不正确的是
A. 锂-氮电池为绿色固氮提供了一种可能的途径
B. 放电时,Li被N2氧化
C. 放电时,乙电极发生的反应为:N2+6e-=2N3-
D. 理论上,该电池每完成一个充、放电周期,电池的总质量不会发生改变
【答案】C
【解析】
【分析】锂-氮(Li-N)电池充电时发生的反应为:2Li3N=N2+6Li,Li3N在电极甲处得到电子生成Li,电极甲为阴极,Li3N在电极乙处失去电子生成N2,电极乙为阳极,以此解答。
【详解】A.锂-氮电池放电时消耗N2,充电时释放N2,实现了N2的循环,为绿色固氮提供了一种可能的途径,A正确;
B.充电时发生的反应为:2Li3N=N2+6Li,则放电时发生反应N2+6Li=2Li3N,Li被N2氧化为Li3N,故B正确;
C.放电时发生反应N2+6Li=2Li3N,乙为正极,电极方程式为:N2+6e-+6Li+=2Li3N,故C错误;
D.由分析可知,电池充电时发生的反应为:2Li3N=N2+6Li,放电时发生反应N2+6Li=2Li3N,理论上,该电池每完成一个充、放电周期,电池的总质量不会发生改变,故D正确;
故选C。
19. 2022年我国十大科技突破——海水直接电解制,其工作原理如图,防水透气膜只能水分子通过。下列说法正确的是
A. a为电解池的阴极
B. b的电极反应方程式:
C. 去除透气膜,a极发生的电极反应不变
D. 电解池工作时,海水侧的离子浓度理论上逐渐减小
【答案】B
【解析】
【分析】由图示可知,该装置为电解池,阴离子氢氧根向a极移动,故a为电解池的阳极发生氧化反应生成氧气,b作电解池阴极发生还原反应生成氢气。
【详解】A.阴离子氢氧根向a极移动,故a为电解池的阳极发生氧化反应生成氧气,A错误;
B.b的电极反应方程式:,B正确;
C.去除透气膜,海水中氯离子在阳极发生氧化反应,故a极发生的电极反应发生变化,C错误;
D.电解池工作时,溶剂水不断通过透气膜进入a、b两极发生反应,海水侧的离子浓度理论上逐渐增大,D错误;
故选B。
20. 常温下,在溶液中逐滴加入溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示因逸出未画出,忽略因气体逸出引起的溶液体积变化,下列说法正确的是
A. 在溶液中:
B. 当溶液的pH为7时,溶液的总体积为
C. 在B点所示的溶液中,离子浓度最大的是
D. 在A点所示的溶液中:
【答案】D
【解析】
【详解】A.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32−)+c(HCO3−)+c(OH−),故A错误;
B.当混合溶液体积为20mL时,二者恰好反应生成NaHCO3,HCO3−的电离程度小于其水解程度,所以其溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则酸稍微过量,所以混合溶液体积稍微大于20mL,故B错误;
C.B点溶液呈碱性,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32−)+c(HCO3−)+c(OH−)+c(Cl−),由于氢离子浓度较小,则离子浓度最大的为钠离子,故C错误;
D.根据图像分析,A点为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,且c(HCO3−)=c(CO32−),溶液呈碱性,则c(OH−)>c(H+),盐溶液水解程度较小,所以c(CO32−)>c(OH−),则离子浓度大小顺序为:c(HCO3−)=c(CO32−)>c(OH−)>c(H+),故D正确;
答案选D。
【点睛】分析图像,电荷守恒都是解题的关键。
二、非选择题(共60分)
21. 25℃时,部分物质的电离平衡常数如下表所示:
(1)的电离方程式是___________,25℃时,物质的量浓度为0.10ml/L的氨水中,约为___________ml/L(列出算式即可,不用化简)。
(2)下列方法中可以使0.10ml/L醋酸溶液中电离程度减小的是___________(填字母序号)。
A. 加水稀释B. 微热溶液
C. 滴加少量浓氢氧化钠D. 加入少量醋酸钠晶体
(3)25℃时,已知等pH的醋酸溶液A与盐酸B,体积均为10mL,分别与足量镁条充分反应,下列说法不正确的是___________(填字母序号)。
a.开始反应时的速率:
b.放出等量氢气所需要的时间
c.生成氢气的总体积:
【答案】(1) ①. ②. ml/L (2)D
(3)ab
【解析】
【分析】考察水溶液中的离子平衡,K值越大,表示弱电解质的电离程度越大,对应酸性或碱性越强,电离平衡常数的表达式中,平衡时弱电解质的浓度近似等于弱电解质的起始浓度。
【小问1详解】
NH3·H2O是弱电解质,部分电离,其电离方程式是
【小问2详解】
25℃时,物质的量浓度为0.10ml/L的氨水中, ,。
【小问3详解】
a.pH相等,两者氢离子浓度相等,因此开始反应时的速率:A=B,故a错误;
b.pH相等,开始两者速率相等,后来醋酸又电离,醋酸中的氢离子浓度大于盐酸中氢离子浓度,因此生成等量氢气所需要的时间是醋酸少,即Ac.pH相等,醋酸的浓度远大于盐酸的浓度,体积相等,因此醋酸物质的量远大于盐酸物质的量,则醋酸放出的氢气比盐酸多,则生成氢气的总体积:A>B,故c正确;
综上所述,答案为:ab。
22. 氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2ml的和0.6ml的在一定条件下发生反应: ,若在5min时反应达到平衡,此时测得的物质的量为0.2ml,则前5min平均反应速率________,平衡时的转化率为________%。
(2)平衡后,若提高的转化率,可以采取的措施有________(填字母序号)。
A. 加入催化剂B. 增大容器体积
C. 降低反应体系的温度D. 通入一定量He
(3)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应: ,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较、的大小,________(填“<”“>”或“=”)。
②400℃时,反应的化学平衡常数为________。当测得、和物质的量分别为3ml、2ml和1ml时,则该反应的________(填“<”“>”或“=”)。
③下列可用于判断反应达到平衡状态的依据是________(填字母序号)。
A.容器中气体压强不再变化 B.容器中气体的密度不再变化
C.容器中气体平均摩尔质量不再变化 D.
【答案】(1) ①. 0.01 ②. 50% (2)C
(3) ①. > ②. 2 ③. > ④. AC
【解析】
【小问1详解】
根据5min内生成0.2ml NH3可知,消耗N2为0.1ml,前5min平均反应速率0.01,消耗H2为0.3ml,氢气转化率为= 0.3ml/0.6ml×100%=50%;
【小问2详解】
A.催化剂不能使平衡移动,不能改变氢气的转化率,故A不选;B.增大容器体积,压强减小,平衡会向逆向移动,氢气的转化率减小,故B不选;C.该反应为放热反应,降低温度平衡正向移动,氢气转化率增大,故C选;D.加入一定量的氦气,平衡不移动,氢气转化率不变,故D不选;综上所述选C;
【小问3详解】
①因ΔH<0,所以温度升高,平衡逆向移动,K减小,所以K1>K2;
②根据表格数据可知400℃时N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数为0.5,则反应2NH3(g) ⇌N2(g)+3H2(g)的平衡常数为0.5的倒数,即为2。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3ml、2ml和1ml时,容器体积为0.5L,所以NH3、N2和H2物质的量浓度分别为6ml/L、4ml/L和2ml/L,浓度商 Qc= =0.89<2,所以 v(N2)正> v(N2)逆;
③A.该反应前后气体物质的量是变化的,所以压强在未平衡前一直在变化,当容器中气体压强不再变化时,反应达到平衡状态;B.该反应的反应物和生成物都是气体,混合气总质量是不变的,容器体积也是不变的,所以气体密度一直是不变的,所以容器中气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态;C.该反应中混合气总质量是不变的,但混合气的总物质的量是变化的,所以气体平均摩尔质量是变化的,当容器中气体平均摩尔质量不再变化反应达到平衡状态;D.表明正逆反应速率不相等,不能说明反应达到平衡状态;综上所述,选AC。
23. 电化学在生活中的应用广泛,请根据电化学原理回答下列问题:
(1)将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池,可以获得电流,则Zn电极上发生的电极反应式为________。
(2)如下图所示是甲烷燃料电池的原理示意图:
①电池的正极反应式为________。
②电池工作一段时间后,电解质溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)按图所示装置,以石墨为电极电解氯化钠溶液,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则电解时在X极附近观察到的现象是________,若将X电极材料换为Cu,则X电极上的电极反应式将________(填“发生变化”或“不变”)。
(4)某原电池装置初始状态如下图所示,电池总反应为。
当电路中转移aml电子时,质子交换膜上通过________ml离子,质子交换膜左侧的溶液中约减少________ml离子(忽略溶液体积变化和在水中的溶解)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 减小
(3) ①. 溶液变红色 ②. 不变
(4) ①. a ②. 2a
【解析】
【小问1详解】
锌和铜相比,锌较活泼,发生氧化反应,作负极,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;
【小问2详解】
①氧气得到电子,发生还原反应,作正极,结合图示可知,电极反应式为:;
②原电池原理确定a极为负极,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O;正极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-;合并的原电池的总反应式为CH4+2OH-+2O2==3H2O+ CO;确定工作一段时间后溶液的pH会减小;
【小问3详解】
X电极上氢离子放电,同时该电极附近生成氢氧根离子,所以X极附近观察到的现象是溶液变红,有气泡产生;X为阴极,电极不参与反应,若将X电极材料换为Cu,则X电极上的电极反应式将不变;
【小问4详解】
根据电荷守恒可知,当电路中转移aml电子时,质子交换膜上通过aml离子;当电路中转移amle-时,左侧溶液中约减少aml氯离子,由电荷守恒可知,有aml氢离子透过交换膜进入右侧,故交换膜左侧溶液中约减少2aml离子。
24. 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)下图为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置,关闭止水夹,观察到导管中液柱________(填“缓慢上升”或“缓慢下降”),下列措施中不能更快更清晰观察到现象的是________(填序号)。
A.用纯氧气代替试管内空气
B.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末
C.换成更粗的导管,水中滴加红墨水
(2)为探究铁钉腐蚀实验a、b两点所发生的反应,进行以下实验,完成表格空白(已知铁氰化钾溶液遇亚铁离子显蓝色,常用于亚铁离子的检验);
根据以上实验探究,试判断②________(填“a”或“b”)为负极,该点铁钉腐蚀更严重。这种腐蚀属于③________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)用如图装置防止铁电极的腐蚀(烧杯中均为食盐水),X极的电极材料应是________(填“锌”或“银”)。
【答案】(1) ①. 缓慢上升 ②. C
(2) ①. ②. b ③. 电化学腐蚀
(3)锌
【解析】
【小问1详解】
钢铁发生吸氧腐蚀会使试管内压强减小,故观察到导管种种液柱缓慢上升:
A.用纯氧气代替试管内空气,氧气浓度大,反应速率加快,故A不符合题意;
B.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末,形成更多的原电池,加快腐蚀速度,故B不符合题意;
C.换成更粗的导管,水中滴加红墨水,液面上升不明显,故C符合题意;
综上所述,答案为C;
【小问2详解】
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂,a点附近溶液出现红色,说明a点反应生成了氢氧根,因此a点电极反应为;然后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液,b点周围出现蓝色沉淀,说明b点生成了亚铁离子,亚铁离子迅速与铁氰化钾溶液反应,因此b点电极反应为,沉淀的化学式为;b点发生氧化反应,为负极;一般电化学腐蚀比化学腐蚀更快,故根据该点铁钉腐蚀更严重,可得为电化学腐蚀。
【小问3详解】
如图为牺牲阳极的阴极保护法,故X极应为比铁更活泼的金属单质,如锌。
25. 某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及氧化物、,还有少量其他不溶于酸溶液和碱溶液的物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体:
室温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时需要充分搅拌,其目的是________。
(2)“碱浸”中NaOH的作用除去除催化剂表面的油脂外,还与催化剂中Al和反应生成________(填物质的化学式),使Al元素进入“滤液①”。
(3)“滤液②”中主要含有金属离子“”和“”,则“转化”中加入的主要作用是________(用离子方程式表示)。
(4)写出的溶度积常数的表达式________,利用上述表格数据,计算的溶度积常数________(列出计算式即可,不用化简)。如果“转化”后的溶液中浓度为,则“调pH”应控制pH不超过________(填数值)。
【答案】(1)加快化学反应速率
(2)
(3)
(4) ①. ②. 或 ③. 6
【解析】A.新型太阳能路灯
B.“长征五号”遥四运火箭发射
C.铅酸蓄电池
D.煤气灶载
酸
HA
HB
HC
电离常数K
9×10-7
9×10-6
1×10-2
实验内容
实验目的
A
向盛有1mL0.1ml/L的溶液中加入3滴0.1ml/L的NaCl溶液,振荡,再加入10滴0.1ml/L的NaI溶液,再振荡
现象:先生成白色沉淀,后产生黄色沉淀,结论:
B
室温下,用pH试纸测定0.1ml/L的NaClO溶液和0.1ml/L的溶液的pH
比较和HClO的酸性强弱
C
用石墨电极电解、的混合液
比较确定铜和镁的金属活动性强弱
D
不同温度下两支盛有4mL1ml/L酸性溶液的试管,向一支试管中加入溶液,另一支试管中加入溶液
探究浓度对反应速率的影响
化学式
HClO
电离平衡常数
T/℃
200
300
400
K
0.5
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极附近生成
然后再滴加2-3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为①________
金属离子
开始沉淀时的pH
7
4
2
8
沉淀完全时的pH
9
5
3
9
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