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黑龙江省哈尔滨市第三中学校2022-2023学年高二上学期期末考试化学试题(含答案解析)
展开可能用到的相对原子质量:
Ⅰ卷
一、单选题(每小题有且只有一个选项符合题意,每小题3分,共60分。)
1. 今有如下三个热化学方程式:
(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=a kJ·ml-1
(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=b kJ·ml-1
(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=c kJ·ml-1
下列关于它们的叙述正确的是
A. 它们都是吸热反应B. a、b和c均为负值
C. a=bD. 2b=c>0
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢气的燃烧是放热反应,故A错误;
B.氢气的燃烧是放热反应,所以a、b和c均为负值,故B正确;
C.由于气态水的能量高于液态水的能量,所以氢气燃烧生成液态水时放出的热量多,但放热越多,H越小,应该是a大于b,错误;
D.反应热的大小和热化学方程式的系数有关,则2b=c<0,故D错误;
故选B。
2. 联氨(N2H4)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。已知:
① N2H4(l) + 1/2 N2O4(l) =3/2N2(g)+ 2H2O(l) ΔH=-54645 kJ/ml
② H2O(g) =H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/ml
则2 N2H4(l) + N2O4(l) =3N2(g)+ 4H2O(g) 的ΔH是
A. -916.9 kJ/mlB. -458.45 kJ/ml
C. +916.9 kJ/mlD. +458.45 kJ/ml
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律,①×2-②×4可得2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g),ΔH=-546.45 kJ/ml×2+44.0 kJ/ml×4=-916.9 kJ/ml,答案为A。
3. 化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是
A. 用铜作阴极,石墨作阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
B. 铅蓄电池放电时的正极反应式为Pb-2e-+=PbSO4
C. 粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应只有Cu-2e-=Cu2+
D. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式为Fe-2e-=Fe2+
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐水时,阳极材料(石墨)不失电子,而是溶液中Cl-失电子生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,A正确;
B.铅蓄电池放电时,正极PbO2得电子产物与电解质反应生成PbSO4等,电极反应式为PbO2+2e-+4H++=PbSO4+2H2O,B不正确;
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是阳极,电极材料应是粗铜,该极发生的电极反应不仅有Cu-2e-=Cu2+,还有Zn、Fe等在Cu失电子之前就优先失去电子,生成Zn2+和Fe2+,C不正确;
D.钢铁发生电化学腐蚀时,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,而正极反应式为2H++2e-=H2↑,或O2+4e-+2H2O=4OH-,D不正确;
故选A。
4. 下列描述与盐类水解无关的是
A. 使用泡沫灭火器时将内筒与外筒的溶液和溶液倒立混合
B. 1 ml·L-1的醋酸加水稀释,溶液的pH增大,导电能力减弱
C. 氮肥与钾肥混施可能会降低肥效
D. 用晶体配制溶液时,先将其溶于较浓盐酸中
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液和溶液反应离子方程式:Al3++3HCO=Al(OH)3+3CO2↑,Al3+与HCO双水解,A不符合题意;
B.醋酸是弱酸,加水稀释后,H+浓度减小,pH增大,导电能力减弱,与醋酸的电离有关,与盐类的水解无关,B符合题意;
C.与中的NH水解呈酸性,CO水解呈碱性,二者互相促进水解,即双水解,C不符合题意;
D.Fe3+在中性或碱性溶液中水解为Fe(OH)3,所以配制溶液时先将其溶于较浓盐酸中,D不符合题意;
故答案选B。
5. 常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是
A. 溶液的
B. 溶液
C. 溶液比盐酸导电能力弱
D. 溶液与溶液恰好中和
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液的,说明该溶液中<,则HX部分电离,一元酸HX是弱酸,A项不符合题意;
B.溶液,溶液显碱性,说明NaX是强酸弱碱盐,则一元酸HX是弱酸,B项不符合题意;
C.溶液比盐酸导电能力弱,说明酸性:HX弱于HCl,即一元酸HX是弱酸,C项不符合题意;
D.溶液与溶液恰好中和,只能说明HX为一元酸,不能说明其强弱,D项符合题意;
答案选D。
6. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室中常用排饱和食盐水的方式收集氯气
B. 红棕色的气体,加压后颜色先变深后变浅
C 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂
D. 对熟石灰的悬浊液加热,悬浊液中固体质量增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯气溶于水存在平衡:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,在饱和食盐水中,相当于增大Cl-浓度,平衡逆向进行,减少氯气溶解度,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.2NO2N2O4,加压瞬间NO2浓度增大,颜色加深,随之平衡正向移动,NO2浓度有所减少,颜色又变浅,所以红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.合成氨工业使用铁触媒作催化剂可以加快反应速率,催化剂不会引起平衡的移动,C符合题意;
D.微溶物氢氧化钙存在溶解平衡Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),由于Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小,故加热时,Ca(OH)2溶解平衡逆向移动,固体质量增加,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故答案选C。
7. 室温下,下列有关两种溶液的说法不正确的是
A. ①②两溶液中水的电离程度相同
B. ①②两溶液中c(OH-)相等
C. 等体积的①②两溶液分别与0.01ml·L-1的盐酸完全中和,消耗盐酸的体积:①>②
D. ①②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH :①<②
【答案】D
【解析】
【详解】A. 室温下,pH相等的氨水和氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度相等,相同程度的抑制水的电离,所以①②两溶液中水的电离程度相同,故A正确;
B. 室温下,pH相等的氨水和氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度相等,故B正确;
C. 等体积、等pH的氨水和氢氧化钠溶液中,一水合氨的物质的量比氢氧化钠多,与盐酸中和时消耗的盐酸①>②,故C正确;
D. pH相等的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释相同的倍数时,NaOH溶液pH变化大,所以稀释后溶液的pH:①>②,故D错误,答案选D。
8. 已知: 。T℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中,起始加入2ml (g)和1ml (g),达到平衡时生成0.6ml (s)。下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A. 硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍B. 容器中混合气体的压强不变
C. 反应放出的热量为0.3Q kJD. 消耗2ml (g)的同时生成2ml(g)
【答案】B
【解析】
【详解】A.起始加入2ml (g)和1ml (g),投料比为反应系数比,则硫化氢的浓度是氧气浓度的2倍为定值,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.反应为气体分子数减小的反应,容器中混合气体的压强不变,说明反应达到平衡,B正确;
C.放热多少只能说明反应进行的程度大小,不能说明反应达到平衡,C错误;
D.消耗2ml (g)的同时生成2ml(g)描述的都是正反应,不能说明反应达到平衡,D错误;
故选B。
9. 以铜、铬的氧化物为催化剂,用HCl制的原理为 ,下列说法正确的是
A. 平衡时,将生成的水蒸气除去,有利于提高HCl的转化率
B. 因为,所以该反应一定不能自发进行
C. 恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,平衡不移动
D. 平衡时,其他条件不变,增大催化剂用量,反应的平衡常数将变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.平衡时将生成的水蒸气除去,产物的浓度下降,化学平衡正向移动,有助于提高HCl的转化率,A正确;
B.反应能否自发进行的评判依据为ΔH-TΔS是否小于0,该反应中ΔS<0,ΔH<0,反应在低温条件下可自发进行,B错误;
C.恒压容器中,反应达到平衡后通入惰性气体,容器体积增大,相当于减小压强,化学平衡逆向移动,C错误;
D.催化剂的使用对化学平衡常数没有影响,D错误;
故答案选A。
10. 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
A. 以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓
C. 以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D. 电池工作时,电子通过外电路由正极流向负极
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解质溶液显碱性或中性,发生吸氧腐蚀,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故A正确;
B.以NaOH溶液为电解液时,Al易失电子作负极,且铝失去电子后变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+4OH--3e-=AlO+2H2O,故B错误;
C.以NaOH溶液为电解液时,电池反应式为4Al+4OH-+3O2=4AlO+2H2O,氢氧根离子参加反应且生成水,所以溶液的pH降低,故C错误;
D.放电时,电子从负极Al沿导线流向正极,故D错误;
综上所述答案为A。
11. 25℃下,部分弱酸的电离常数如表。下列有关说法不正确的是
A. 若 HCOONa和 HCOOH的混合溶液的pH=3,则c(HCOOH)/c(HCOO-)=10
B. 相同浓度的 HCOONa和 NaClO溶液中离子总浓度前者大
C. 任何浓度NaHS溶液中总存在:c(H2S)+c(H+)=c(OH-)+c(S2-)
D. 向 NaClO溶液中通入H2S发生的反应为2C1O-+H2S=S2-+2HClO
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在溶液中,HCOOH的电离平衡常数Ka = ,则pH=3的HCOONa和 HCOOH的混合溶液中,c(HCOOH)/c(HCOO-) = = 10,故A项正确;
B. HCOONa溶液中的电荷守恒式为:c(Na+) + c(H+) = c(OH-)+ c(HCOO-),溶液中总离子浓度为2 [c(Na+) + c(H+)],同理可得,NaClO溶液中的总离子浓度为2 [c(Na+) + c(H+)],由表格数据可知,HCOOH比HClO易电离,相同浓度的 HCOONa和 NaClO溶液中,ClO-水解程度比HCOO-的水解程度大,说明NaClO溶液溶液中c(OH-)大,c(H+)小,即相同浓度的 HCOONa和 NaClO溶液中离子总浓度前者大,故B项正确;
C. 任何浓度的NaHS溶液遵循质子守恒规律,总存在:c(H2S)+c(H+)=c(OH-)+c(S2-),故C项正确;
D. NaClO具有强氧化性,则向NaClO溶液中通入H2S发生的反应是氧化还原反应,故D项错误;
答案选D。
12. 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是
A. 放电时,a电极反应为
B. 放电时,b电极为电源正极
C 充电时,a电极接外电源正极
D. 充电时,每转移,b电极增重0.65g
【答案】B
【解析】
【分析】放电时,b电极是负极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,a电极是正极,正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-,充电时,阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-,阴极反应式为Zn2++2e-=Zn,只有阳离子能穿过交换膜,阴离子不能穿过交换膜。
【详解】A.由分析可知,放电时,a电极为正极,I2Br-得电子,发生还原反应,正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-,故A正确;
B.由分析可知,放电时,b电极是负极,故B错误;
C.充电时,a是阳极,应与外电源的正极相连,故C正确;
D.充电时,b电极反应式为Zn2++2e-=Zn,转移0.02ml电子,则生成锌0.01ml,增加0.65g,故D正确;
故选B。
13. 下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液,电池工作一段时间后,甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是
A. b极是电池的正极
B. 甲烧杯中K+经盐桥流向乙烧杯
C. 甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D. 电池的总反应离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
【答案】D
【解析】
【分析】由甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅,甲烧杯中MnO4-被还原成Mn2+,Mn元素的化合价降低,得到电子,Fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,所以总的电池反应为:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,结合原电池中负极发生氧化反应,电流从正极经外电路流向负极,阴离子向负极移动来解答。
【详解】由甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅,甲烧杯中MnO4-被还原成Mn2+,Mn元素的化合价降低,得到电子,Fe元素的化合价升高,失去电子,则b为负极,a为正极,所以总的电池反应为:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O,结合原电池中负极发生氧化反应,电流从正极经外电路流向负极,阴离子向负极移动,
A.由于Fe2+在b电极失去电子,发生氧化反应,所以b极是电池的负极,A错误;
B.K+向正极移动,所以K+经盐桥流向甲烧杯,B错误;
C.甲烧杯中(a电极)MnO4-获得电子,发生还原反应,Mn元素的化合价降低,电极反应为MnO4-+8H++5e-═Mn2++4H2O,所以甲烧杯中溶液的pH逐渐增大,C错误;
D.由总的电池反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=2MnSO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+8H2O可知,反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,D正确;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查原电池的工作原理及常见的化学电源,题目难度中等,明确氧化还原反应中元素的化合价变化及原电池工作原理是解答本题的关键,试题培养了学生的灵活应用能力。
14. 采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度和体积变化的影响,下列说法错误的是
A. 阳极反应为
B. 电解一段时间后,阳极室的pH未变
C. 电解过程中,由a极区向b极区迁移
D. 电解一段时间后,a极生成的与b极反应的等量
【答案】D
【解析】
【分析】根据图像可知,b极由反应生成了H2O2,在这个过程中,氧元素化合价降低,发生了得电子的还原反应,因此b极是电解池的阴极,可推出阴极的电极反应式为O2+2e-+2H+= H2O2;则a极为电解池的阳极。
【详解】A.a极为电解池的阳极,发生失电子的氧化反应,根据图像可知阳极生成了氧气,则阳极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,故A正确;
B. 根据阳极的电极反应可知,阳极生成了氢离子,但同时生成的氢离子全部从阳极室移向阴极室,故电解一段时间后,阳极室的pH未变,故B正确;
C. 电解池的电解质溶液中,阳离子会移向阴极,故氢离子由a极区向b极区迁移,故C正确;
D. 阳极的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,保持阴极和阳极电极反应的得失电子数一致,可得阴极的电极反应为2O2+4e-+4H+=2 H2O2,同一个电路中阳极的失电子总数和阴极的得电子总数在相同情况下是一样的,故电解一段时间后,a极生成的氧气与b极反应的氧气的物质的量之比为1:2,不相等,故D错误;
故选:D。
15. 在一定温度下,将气体X和气体Y各充入10L恒容密闭容器中,发生反应,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:下列说法正确的是
A. 8min时,其他条件不变,若增大X的浓度,则反应速率加快,活化分子百分数增加
B. 该温度下此反应的平衡常数
C. 其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前逆正
D. 其他条件不变,再充入,平衡时X的体积分数增大
【答案】B
【解析】
【详解】由表中数据可知7min时达到平衡状态,则
A、增大浓度,活化分子的百分数不变,可通过升高温度、加入催化剂的方法改变,A错误;
B、由以上分析可知,B正确;
C、该反应正反应是放热反应,降低温度平衡向正反应移动,反应达到新平衡前逆正,故C错误;
D、因该反应前后气体的体积不变,其他条件不变,再充入,相当于增大压强,则平衡不移动,为平衡等效,X的体积分数不变,D错误;
故选B。
【点睛】本题考查化学平衡计算,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,易错选项是D,关键是正确理解等效平衡是解关键,也可以借助平衡常数进行计算解答,但比较繁琐。
16. 25°C时,向NaHCO3溶液中滴入盐酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 图中a=2.6
B. 25℃时,HCO3-+H2OH2CO3+OH-的Kh=1.0×10-6.4
C. M点溶液中:
D. 若要表示题目条件下pH与lg的变化关系.则曲线应该在平行于曲线的下方
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据N(7.4,1)点,lg=1,则=10,碳酸的一级电离常数Ka1==10×10-7.4=10-6.4,将M点c(H+)带入一级电离常数公式,解得=102.6,a=2.6,A正确;
B.该反应的平衡常数Kh=,根据M点,=10-2.6,c(H+)=10-9,c(OH-)=10-5,带入数值,此反应的平衡常数为10-7.6,B错误;
C.M点溶液中,依据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(HCO3-),此时溶液为NaHCO3和NaCl的混合溶液,c(Na+)>c(HCO3-)+c(H2CO3),所以c(H+)+c(H2CO3)
故选A。
17. 为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验分析不正确的是( )
A. ①浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq)
B. ②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-
C. ③中颜色变化说明有AgI生成
D. 该实验可以证明AgI比AgSCN更难溶
【答案】D
【解析】
【详解】A. 络合反应为可逆反应,则①浊液中存在平衡:AgSCN(s) Ag+(aq)+SCN-(aq),A项正确;
B. 离子与SCN-结合生成络离子,则②中颜色变化说明上层清液中含有SCN-,B项正确;
C. 银离子与碘离子结合生成AgI黄色沉淀,则③中颜色变化说明有AgI生成,C项正确;
D. 硝酸银过量,不发生沉淀的转化,余下的浊液中含银离子,与KI反应生成黄色沉淀,不能证明AgI比AgSCN更难溶,D项错误;
答案选D。
18. 常温下,已知醋酸的电离常数为1.75×10-5,向20mL0.01ml·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01ml·L-1的NaOH溶液,溶液中水电离的c(H+)随加入NaOH溶液的体积变化如图所示,下列说法正确的是(已知=4.2)
A. b、d两点溶液的pH相同
B. b点溶液中离子浓度大小顺序是:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. e点所示溶液中,c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]=0.005ml/L
D. a点坐标为(0,2.4×10-11)
【答案】D
【解析】
【分析】CH3COOH溶液中加入NaOH发生CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,酸、碱抑制水的电离,CH3COONa为强碱弱酸盐,促进水的电离,向醋酸溶液中加入NaOH溶液,水的电离程度先增大后减小,据此分析;
【详解】A. CH3COOH溶液中加入NaOH发生CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,b点消耗NaOH的体积为10mL,NaOH和CH3COOH的物质的量浓度相等,则此时溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa,且两者物质的量相等,CH3COO-的水解常数为<1.75×10-5,CH3COOH的电离大于CH3COO-水解,即b点溶液显酸性,d点溶质为CH3COONa和NaOH,溶液显碱性,b、d两点pH不相同,故A错误;
B. 根据A选项分析,b点溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa,且两者物质的量相等,CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解,因此离子浓度大小顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B错误;
C. e点溶质为CH3COONa和NaOH,且两者物质的量相等,根据物料守恒,因此有c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO-)]=,故C错误;
D. CH3COO发生电离:CH3COOH CH3COO-+H+,电离平衡常数Ka==1.75×10-5,因此有c2(H+)=1.75×10-7,即c(H+)=4.2×10-4ml·L-1,根据水的离子积,则溶液中c(OH-)=≈2.4×10-11 ,即水电离出的c(H+)=2.4×10-11ml·L-1,故D正确;
答案:D。
19. 某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A. 其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B. 其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C. 条件①,反应速率为
D. 条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由题干图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故反应速率越大,A正确;
B.由题干图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B错误;
C.由题干图中数据可知,条件①,反应速率为=,C正确;
D.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件②,降冰片烯起始浓度为时,半衰期为125min÷2=,D正确;
故答案为:B。
20. 某课题研究小组设计如图所示装置(电极材料均为Pt),该装置可将工业废水中的乙胺转化为无毒无害物质。下列分析错误的是
A. 电极N为电池的负极
B. 电池工作时,由M极区通过交换膜移动到N极区
C. 电极N的电极反应式为
D. 当空气(含氧气20%)的进入量为7.5ml时,可以处理含乙胺(质量分数为9%)的废水0.2kg
【答案】B
【解析】
【详解】A.含有乙胺的废水通入电极N,空气通入电极M,则电极N是电池的负极,M是正极,A正确;
B.电池工作时,阳离子向正极移动,则H+由N极区通过交换膜移动到M极区,B错误;
C.电极N上CH3CH2NH2发生氧化反应转化为无毒无害物质,应生成N2和CO2;电极反应式为,C正确;
D.7.5ml空气(含氧气20%)中含有O2的物质的量为1.5ml,参与正极反应:O2+4H++4e−=2H2O,电路中通过6ml电子,据得失电子守恒可知,电极N上消耗0.4mlCH3CH2NH2,则有m(CH3CH2NH2)=0.4ml×45g⋅ml−1=18g,故处理含乙胺废水的质量为18g÷9%=200g=0.2kg,D正确;
故选:B。
Ⅱ卷
二、填空题(共40分。)
21. 已知废旧酸性干电池可通过酸浸、过滤等操作形成、的混合溶液,为了实现废旧普通氯化铵干电池中锌与的同时回收,某研究小组设计了如图实验探究装置:
回答下列问题:
(1)甲池是将_______能转化_______能的装置。
(2)乙池中石墨电极_______电子(填“得”或“失”),发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
(3)写出电池负极的电极反应式_______。
(4)写出乙池回收锌与的总反应的离子方程式为_______。
(5)若消耗2.24L(标准状况),且无能量损失,电解池中回收制得19.5g单质Zn,计算乙池中电流效率_______。(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%)。
【答案】(1) ①. 化学 ②. 电
(2) ①. 失 ②. 氧化
(3)
(4)
(5)75%
【解析】
【小问1详解】
甲池是甲烷燃料电池,将化学能转化为电能的装置。
【小问2详解】
乙池电解、的混合溶液,甲烷为负极,则铝为阴极,石墨为阳极,阳极失电子发生氧化反应,阳极发生反应。
【小问3详解】
甲池是甲烷燃料电池,碱性介质中,电池负极为甲烷反应生成碳酸根离子,电极反应式:。
【小问4详解】
乙池中阴极上锌离子和锰离子得电子转化成锌单质和二氧化锰,结合小问2中阳极反应,可知回收锌与的总反应的离子方程式为。
【小问5详解】
2.24L(标准状况)CH4,物质的量为0.1ml,根据反应:,可知理论失去电子的物质的量为:0.8ml;回收制得19.5g单质Zn,锌的物质的量为0.3ml,结合电极反应:Zn2++2e-=Zn,则生成目标产物转移的电子为:0.6ml,。
22. 已知、在酸性条件下均能将草酸氧化:
(ⅰ)(未配平)
(ⅱ)
某研究小组为测定某软锰矿中的质量分数,准确称取1.20g软锰矿样品,加入1.80g草酸,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应之后冷却、滤去杂质,将所得溶液转移到250mL容量瓶中并定容;从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中,再用标准溶液进行滴定。试回答下列问题:
(1)方程式(ⅰ)配平后和的系数比为_______。
(2)标准溶液应置于_______(填“甲”或“乙”)滴定管中;滴定终点的判断方法是:滴入最后半滴时,溶液由无色变为_______色,且半分钟内不恢复原色。
(3)某同学在滴定开始和结束时,观察到装标准液的滴定管的液面如图所示,则本次滴定所消耗标准液的体积为_______。
(4)若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测的质量分数偏小的是_______。
A.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失
B.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻璃棒洗涤
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.定容时,俯视刻度线
E.锥形瓶水洗之后未用待测液润洗
(5)学生按照滴定步骤进行了3次实验,分别记录有关数据如表:
软锰矿中的质量分数为_______%。
【答案】(1)2∶5 (2) ①. 甲 ②. 浅紫红
(3)26.10mL (4)AD
(5)72.5
【解析】
【分析】根据反应原理,消耗的高锰酸钾标准溶液体积偏大,高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大,二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小,测定的二氧化锰的含量偏小;
【小问1详解】
方程式(ⅰ)中Mn元素化合价从+7降低至+2价,C元素化合价从+2升高至+4价,由得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平方程式为,和的系数比为2:5;
【小问2详解】
溶液具有强氧化性,应装在酸性滴定管,故选甲;滴定过程中紫红色转化为无色的Mn2+,滴定终点的判断方法是:滴入最后半滴时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不恢复原色;
【小问3详解】
滴定管的精确度为0.01mL,本次滴定所消耗标准液的体积为26.10mL;
【小问4详解】
根据反应原理,消耗的高锰酸钾标准溶液体积偏大,高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大,二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小,测定的二氧化锰的含量偏小;
A.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失,滴定时消耗的高锰酸钾标准溶液体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故A正确;
B.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻璃棒洗涤,会导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小,滴定时消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰含量偏高,故B错误;
C.滴定前仰视读数,读数会偏大,滴定后俯视读数,读数会偏小,最终计算结果偏小,消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰含量偏高,故C错误;
D.定容时,俯视刻度线,会导致配制的样品溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故D正确;
E.锥形瓶水洗之后未用待测液润洗,锥形瓶不需要润洗,对实验结果无影响,故E错误;
故选:AD;
【小问5详解】
3次实验消耗高锰酸钾溶液的体积分别为:23.11mL、20.01mL、19.99mL,第一次实验误差较大应舍去,则平均消耗高锰酸钾溶液的体积为,由滴定原理,n()=n()=×0.02ml/L×20×10-3L×=0.01ml,1.80g草酸的物质的量为,与二氧化锰反应的n()=0.02-0.01=0.01ml,由可知n(MnO2)=0.01ml,m(MnO2)=n∙M=0.01ml×87g/ml=0.87g,1.20g软锰矿中的质量分数为。
23. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为:
(1)相关化学键的键能数据
反应 _______。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,不同温度时,固定氮气的投入量,起始氢气的物质的量与平衡时氨气的百分含量关系如图:
①图像中和的关系是:_______(填“>”、“<”或“=”)。
②a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是:_______。
③合成氨工业中,为提高氨气的平衡产率,除适当控制反应的温度和压强外,还可采取的措施是_______。
(3)氨气中氢元素含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。在一定温度和催化剂的条件下,将通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变,时反应达到平衡,用的浓度变化表示时间内的反应速率_______(用含的代数式表示)。
②时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后分压变化趋势的曲线是_______(用图中a、b、c.d表示),理由是_______。
③在温度下,反应的标准平衡常数_______。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中,、、、为各组分的平衡分压。)
【答案】(1)
(2) ①. > ②. C ③. 及时的分离出氨气
(3) ①. ②. b ③. 将容器体积迅速缩小至原来的一半,氮气分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,氮气分压减小(比原来的二倍小) ④. 0.48
【解析】
【小问1详解】
【小问2详解】
①起始时一定时,升高温度平衡逆向移动,平衡时减小,根据图知,起始时一定时,温度下的大于温度下的,则温度:,故答案为:>;
②同温度时,起始时越大,的转化率越大,起始时:a③合成氨工业中,为提高氨气的平衡产率,除适当控制反应的温度和压强外,可减少生成物的浓度,则还可采取的措施是及时的分离出氨气;
【小问3详解】
①设时达到平衡转化的的物质的量为2x,则列出三段式:
同温同体积下,混合气体的物质的量之比等于压强之比,;
②时将容器体积压缩到原来的一半,开始分压变为原来的2倍,随后由于加压平衡逆向移动,分压比原来2倍要小,故b曲线符合;
③由图可知,平衡时,的分压分别为120kPa,40kPa,120kPa,反应的标准平衡常数。
24. 某种电镀污泥主要含有碲化亚铜、三氧化二铬以及少量的金(Au),可以用于制取溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:
已知:煅烧时,发生的反应为。
(1)煅烧时,发生反应的化学方程式为_______。
(2)酸浸的浸出液中除了含(在电解过程中不反应)外,还可能含有_______(填化学式)。
(3)工业上用重铬酸钠母液生产重铬酸钾的工艺流程如图所示:
通过冷却结晶能析出大量的原因是_______。
(4)测定产品中含量的方法如下:称取产品试样2.50g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用硫酸亚铁铵标准液进行滴定,重复进行二次实验。(已知被还原为)
①氧化还原滴定过程中的离子方程式为_______。
②若三次实验消耗标准液平均体积为25.00mL,则所得产品中的纯度为_______%。[已知,计算结果保留三位有效数字]。
(5)上述流程中发生氧化还原反应后所得溶液中除含有外,还含有一定浓度的杂质,可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知溶液中,则当溶液中开始析出沉淀时是否沉淀完全?_______ (填“是”或“否”)。{已知:,,化学上通常认为,溶液中离子的浓度小于时,沉淀完全。}
【答案】(1)
(2)(或和)
(3)低温条件下,的溶解度在整个体系中最小,且的溶解度随温度的降低而显著减小
(4) ①. ②. 49.0
(5)是
【解析】
【分析】根据流程图与“已知”信息得流程中物质的转化及分离提纯详情:电镀污泥含有、、等,加入纯碱,通入空气煅烧,转化为、,转化为。水浸过滤后分离出溶液,再将其酸化可制得溶液。沉渣经过稀硫酸酸浸后,、反应溶解,分别转化为、,过滤后滤渣中含有Au与其他不溶杂质,可以回收金,浸出液用电解法处理,使还原生成铜单质,电解后向溶液中通入使还原生成。
【小问1详解】
根据流程图知煅烧时,发生反应生成,反应的化学方程式为。
【小问2详解】
酸浸时与稀硫酸反应溶解,浸出液中除了含外,还可能含有和过量的。
【小问3详解】
通过冷却结晶能析出大量的原因是:低温条件下,的溶解度在整个体系中最小,且的溶解度随温度的降低而显著减小。
【小问4详解】
①氧化还原滴定过程中的离子方程式为。
②根据滴定反应的离子方程式计算出样品溶液的浓度为:,250mL溶液溶液中含有质量为:,则所得产品中的纯度为:。
【小问5详解】
已知溶液中,根据,溶液中开始析出沉淀时, ,上述数据代入可计得此时溶液中,小于,说明已经完全沉淀。序号
①
②
pH
11
11
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
弱酸
HCOOH
HClO
H2S
电离平衡常数(Ka)
Ka=1.0×10-4
Ka=2.0×10-8
Ka1=1.3×10-7
Ka2=71×10-15
2
4
7
9
滴定次数
待测溶液的体积/mL
的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
23.11
第二次
25.00
1.56
21.57
第三次
25.00
0.22
20.21
化学键
H—H
N—H
键能
946.0
436.0
390.8
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