


还剩21页未读,
继续阅读
【化学】福建省福州市八县一中2019-2020学年高二上学期期中考试(解析版)
展开
福建省福州市八县一中2019-2020学年高二上学期期中考试
一、单选题(本大题共22小题,共44分)
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时有化学能转变成电能的是( )
A. 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
B. 北斗导航卫星的太阳能电池板
C. 位于江苏的海上风力发电厂
D. 世界首部可折叠柔屏手机
【答案】D
【解析】
【详解】A.液氧煤油发动机能将化学能转变为动能,没有将化学能转变为电能,故A错误;
B.太阳能电池板将太阳能转变为电能,没有将化学能转变为电能,故B错误;
C.风力发电厂将风能转变为电能,没有将化学能转变为电能,故C错误;
D.手机电池将化学能转变为电能,实现了能量之间的转化,故D正确;
答案选D。
2.在食品中使用下列试剂的目的与化学反应速率无关的是()
A. 着色剂 B. 催熟剂 C. 抗氧化剂 D. 防腐剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故A正确;
B.催熟剂加快果实成熟,与反应速率有关,故B错误;
C.抗氧化剂减少食品的腐败,延缓氧化的反应速率,故C错误;
D.防腐剂是减小物质腐烂的速率,与速率有关,故D错误,
故选A。
3.一定条件下反应:则中R的化合价是()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在反应:中,设中R的化合价为,则R变价数目为:;反应中价硫升高为0价,化合价升高数目为:,依据氧化还原反应得失电子守恒,可得:,解得,
故选D。
【点睛】本题以氧化还原反应为载体考查元素化合价判断,根据电荷守恒、离子中各元素化合价的代数和分析解答即可。
4.下列判断错误的是 ( )
①反应NH3(g)+HCl(g) ══ NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH>0
②CaCO3(s) ══ CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
③一定温度下,反应MgCl2(l) ══ Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
④常温下,反应C(s)+CO2(g) ══ 2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①②
【答案】D
【解析】
【详解】①反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的△S<0,在室温下可自发进行,则△H-T•△S<0,则△H<0,故①错误;②反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 中有气体生成,△S>0,室温下不能自发进行,则△H-T•△S>0,说明该反应的ΔH>0,故②错误;③反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)中有气体生成,△S>0,一般而言,分解反应是吸热反应,ΔH>0,故③正确;④常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的△S>0,反应不能自发进行,则△H-T•△S>0,则该反应的ΔH>0,故④正确;故选D。
5.把一定量的X气体和Y气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应:,5min达到平衡状态,消耗Y为,这段时间用W表示的平均速率为,则n的值()
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】
先根据计算出,同一反应中化学反应速率与化学计量数成正比,据此结合W的反应速率计算n。
【详解】5min 达到平衡状态,消耗Y为,则,化学反应速率与化学计量数成正比,则n::::2,解得,
故选:A。
【点睛】本题考查化学反应速率和化学计量数的应用,题目难度不大,明确化学反应速率与化学计量数关系即可解答,注意掌握化学反应速率概念及表达式。
6.少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量,可以使用如下方法中的( )
①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸
④改用的硝酸 ⑤加溶液 ⑥滴加几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用的盐酸
A. ③⑤⑥⑦ B. ③⑦⑧ C. ③⑥⑦⑧ D. ③④⑥⑦⑧
【答案】B
【解析】
【详解】①加H2O后,稀盐酸的浓度降低,即溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故①不符合题意;
②加NaOH固体,NaOH会消耗盐酸,即溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故②不符合题意;
③滴入几滴浓盐酸后,稀盐酸的浓度增大,即溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,故③符合题意;
④若改用的硝酸,由于硝酸具有强氧化性,硝酸与金属铁反应不生成氢气,故④不符合题意;
⑤加NaCl溶液,是溶液体积增大,即氢离子浓度减小,反应速率减慢,故⑤不符合题意;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,Fe与硫酸铜反应生成Cu,即形成了Fe—Cu原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故⑥不符合题意;
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故⑦符合题意;
⑧改用的盐酸,盐酸的浓度增大,化学反应速率加快,故⑧符合题意;
故选B。
【点睛】浓度:增大反应物的浓度,反应速率加快;压强:对气体反应而言,增大压强(减少容器容积),化学反应速率加快;温度:升高温度使反应速率加快;催化剂:改变化学反应速率;原电池:形成原电池可以加快化学反应速率;接触面积:增大接触面积可以加快化学反应速率。
7.反应 过程中的能量变化如图所示:下列说法正确的是()
A. 上述反应为吸热反应
B. 上述反应放出的热量为
C. 的能量一定大于
D. 反应物的总能量比生成物的总能量高
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中为放热反应,故A错误;
B.反应放出的热量为,故B错误;
C.从图象可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,但不能比较A、C的能量大小,故C错误;
D.反应物的总能量比生成物的总能量高,放出热量,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、焓变计算为解答的关键,选项C为解答的易错点。
8.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是()
A. 反应的化学方程式为:
B. 时,正逆反应速率相等
C. 时,当反应达最大限度时,化学反应随即停止
D. 时,反应达到平衡时,压强是开始时的倍
【答案】D
【解析】
【分析】
达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,结合图象解答该题。
【详解】A.达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,故A错误;
B.时,没有达到平衡状态,则正逆反应速率不等,故B错误;
C.时,达到平衡状态,但反应没有停止,故C错误;
D.起始时总物质的量为,反应达到平衡时,总物质的量为,压强是开始时的倍,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查化学平衡与图象问题的考查,注意把握图象曲线变化的趋势以及平衡状态的判断。
9.已知:①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g).则反应:的为
A. B.
C D.
【答案】D
【解析】
【详解】由盖斯定律可知反应,则反应:的;
故选D。
10.利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A. a电极反应式是
B. 消耗标准状况下时,被消除的NO2的物质的量为
C. 若离子交换膜是阳离子交换摸,装置右室中溶液的碱性增强
D. 整个装置中NaOH的物质的量不断减少
【答案】D
【解析】
【分析】
从所给的化学反应可以看出,NH3中N元素的化合价升高,对应原电池的负极,NO2中N元素的化合价降低,对应原电池的正极。写出两个电极反应进行分析。
【详解】A. a电极通入的是NH3,发生氧化反应:电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,A项正确;
B. 标准状况下时4.48LNH3的物质的量为0.2mol,据得失电子守恒可得4NH3~3NO2,列式得,解得NO2的物质的量为0.15mol,B项正确;
C. 右室中发生电极反应式为2NO2+8e-+2H2O=N2+4OH-,钠离子透过阳离子交换膜进入右极室,因反应生成OH-,使右室溶液的碱性增强,C项正确;
D. 因电池总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,从整体来看并没有NaOH参加反应或生成,所以整个装置中NaOH的物质的量不变,D项错误;
所以答案选择D项。
11.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是
A. Z为0.3 mol·L-1 B. Y2为0.4 mol·L-1
C. X2为0.2 mol·L-1 D. Z为0.4 mol·L-1
【答案】A
【解析】
【详解】因为反应是可逆反应,可能向正反应方向进行,也可能向逆反应方向进行,则Z的浓度应在0mol·L-1
答案选A。
12.下列说法正确的是()
A. 图中,随着电解的进行,溶液中增大
B. 图中,Mg电极作电池负极
C. 图中,发生的反应为
D. 图中,K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中阴极氢离子得电子生成氢气,则氢离子浓度减小,故A错误;
B.图中与氢氧化钠溶液能发生自发的氧化还原反应,失电子为负极,为正极,故B错误;
C.图中负极上失电子,正极上得电子,所以电池反应为:,故C错误;
D.图中K与M连接时,Fe作阴极被保护,K与N连接,Zn作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,所以K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查了原电池原理和电解池原理,题目难度不大,注意把握正负极和阴阳极的判断以及电极上发生的反应。
13.已知反应 2NH3N2 + 3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应N2 + H2NH3的平衡常数为
A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5
【答案】B
【解析】
【详解】逆反应的平衡常数就是正反应的平衡常数的倒数,所以该反应的平衡常数是=2;
答案选B。
14.在一个固定容积的密闭容器中发生可逆反应:,不能说明达到平衡状态的标志是()
A. 体系的压强不再改变
B. 混合气体密度不再改变
C. 反应速率正逆
D. 混合气体平均相对分子质量不再改变
【答案】A
【解析】
【详解】A、两边的气体计量数相等,体系的压强始终不变,所以不能说明反应达平衡状态,故A选;
B、混合气体密度不再改变,说明气体的质量相等,即正逆反应速率相等,故B不选;
C、反应速率正正逆,达平衡状态,故C不选;
D、混合气体平均相对分子质量不再改变,说明正逆反应速率相等,故D不选;
故选A.
【点睛】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
15.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入和,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液滴有几滴酚酞电解实验如图所示。下列说法不正确的是
A. 甲烷燃料电池正极反应:
B. 电解过程中a极附近会出现红色
C. 将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分
D. 标况下每个电池甲烷通入量为1L,反应完全,理论上最多能产生氯气8L
【答案】B
【解析】
【分析】
在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:,正极是:,负极是:,a电极作阳极,是放电,生成;阴极上氢离子放电,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
【详解】A.甲烷燃料电池正极反应:,故A正确;
B.电解过程中a极作阳极,是放电,生成,附近不会出现红色,故B错误;
C.将a、b两极的产物为氯气和氢氧化钠溶液相互反应可得到“84”消毒液的有效成分次氯酸钠,故C正确;
D.标况下每个电池甲烷通入量为1L,物质的量,反应完全,,a电极作阳极,是放电,生成,电极反应:,电子守恒得到计算,理论上最多能产生氯气,两个甲烷燃料电池电解氯化钠共生成氯气8L,故D正确;
故选B。
16.在下列各组溶液中,离子一定能大量共存的是 ()
A. 某无色透明酸性溶液中:、、、
B. 某强酸性的溶液中:、、、
C. 某强碱性溶液中:、、、
D. 某无色碱性溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.、为有色离子,故A错误;
B.和反应生成二氧化碳气体,酸性条件下,亚铁离子被硝酸根氧化不能共存,故B错误;
C.强碱性溶液中:、、、不反应,能共存,故C正确;
D.为有色离子,故D错误。
故选C。
17.电解池中,阳极的电极材料一定()
A. 发生氧化反应 B. 与电源正极相连
C. 是铂电极 D. 得电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解池中,阳极上失电子,发生反应类型是氧化反应,阳极是惰性电极时,则是电解质溶液中的离子失电子,而不是电极材料,故A错误;
B.阳极与电源正极相连,故B正确;
C.阳极材料必须是导电的物质,不一定是,故C错误;
D.阳极一定是失电子发生氧化反应,故D错误。
故选B。
18.2008年12月15日,全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车--比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市.比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技绿色明天”,运用了众多高新科技,开启了电动车的新时代,同时也实现了中国力量领跑世界.镍镉可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:有关该电池的说法正确的()
A. 充电过程是化学能转化为电能的过程
B. 充电时阳极反应:
C. 放电时负极附近溶液的酸性增强
D. 放电时电解质溶液中的向正极移动
【答案】B
【解析】
【详解】A、充电过程是电解池,是电能转化为化学能的过程,故A错误;
B、充电时阳极反应是,故B正确;
C、放电时负极上发生氧化反应,,电极附近溶液的碱性减弱,故C错误;
D、放电时,电解质溶液中向负极移动,故D错误;
故选B。
【点睛】本题考查了二次电池的原理应用,主要是电极名称、电极反应、电极判断,掌握原电池和电解池的工作原理是关键。
19.将和充入的恒容密闭容器中,发生反应,后达到平衡状态,X的浓度为。下列叙述正确的是
A. 平衡时,
B. 后,反应停止
C. 时,升高温度,反应速率减小
D. 用X表示的反应速率为
【答案】A
【解析】
【详解】向1L某恒容密闭容器中加入1mol X气体和3mol Y气体,发生如下反应:,后达到平衡状态,X的浓度为,依据化学平衡三段式列式:
A 由三段式得:平衡时,,A正确;
B.后,反应达到平衡状态,并没有停止, B错误;
C.升高温度,反应速率增大,C错误;
D.用X表示的反应速率 ,D错误;
故选A。
20.利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封放置一段时间后,下列有关说法正确的是 ()
A. a管发生析氢腐蚀,b管发生吸氧腐蚀
B. 一段时间后,b管液面高于a管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.U型管左边装置是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀,故A错误;
B.左边装置发生吸氧腐蚀时,氧气被吸收导致气体压强减小,右边装置发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,故B错误;
C.a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变;b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH值变大,故C错误;
D.a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,所以负极上具有相同的电极反应式:,故D正确。
故选D。
【点睛】本题以铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀为载体考查了原电池原理,明确钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的条件是解本题的关键,根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀时两极发生的反应来分析解答即可。
21.某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 光照时,b极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+
B. 光照时,每转移2 mol电子,有2 mol H+由a极区经质子交换膜向b极区迁移
C. 夜间,a极的电极反应式为V3++e-=V2+
D. 硅太阳能电池供电原理与该电池相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.光照时,b极失去电子,发生氧化反应,b极为负极,电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+,A项正确;
B.光照时,b极失去电子,为了维持电荷平衡,H+必须由b极区经质子交换膜向a极区迁移,B项错误;
C.夜间,电池放电,a极的电极反应式为V2+-e-=V3+,C项错误;
D.该电池工作时,发生了氧化还原反应,化学能转化为电能,而硅太阳能电池直接将光能转化成电能,二者供电原理不相同,D项错误。
答案选A。
22.下列实验操作能达到目的是()
A. 加热氯化铵固体制取氨气
B. 检验乙醇中是否含水:用无水硫酸铜,观察是否变蓝色
C. 除去乙醛中的乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D. 滴有酚酞的碳酸钠中,加入氯化钡溶液后,红色变浅,证明碳酸钠溶液中存在水解平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵受热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢遇冷马上又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气,故A错误;
B.无水硫酸铜遇水变蓝,则用无水硫酸铜检验乙醇中是否含水,故B正确;
C.乙醛溶于水,乙酸与氢氧化钠反应,反应后的溶液不分层,无法用分液方法分离,故C错误;
D.加的溶液会稀释原溶液,红色也会变浅,故D错误;
故选B。
二、填空题(本大题共1小题,共6分)
23.按要求写出方程式。
碳酸氢钠和氢氧化钠写出离子方程式______;
氧化铜和稀盐酸写出离子方程式______;
【答案】 (1). (2).
【解析】
【详解】碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,离子方程式为:,
故答案为:;
氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水,离子方程式为,
故答案为:。
三、简答题(本大题共5小题,共50分)
24.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____________________________________________、________。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?________(填“能”或“否”),其原因是___________________________________________________________。
(3)他们记录的实验数据如表:
实验用品
溶液温度
中和热
t1
t2
ΔH
①
50 mL
0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL
0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
________
②
50 mL
0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL
0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ/(℃·kg),各物质的密度均为1 g/cm3。
①计算完成上表。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:___________________________________。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果_______________________________
(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果________(填“有”或“无”)影响。
【答案】 (1). 量筒 (2). 温度计 (3). 否 (4). 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大 (5). -56.8 kJ/mol (6). NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ/mol (7). 无 (8). 有
【解析】
【详解】(1)测定中和热时需要用量筒量取酸碱溶液的体积、用温度计测量温度,则实验尚缺少的玻璃用品是量筒、温度计;
(2)金属的导热系数大于玻璃,造成热量散失,误差大,所以不能用金属搅拌器;
(3)①多次测量,温度取平均值23.4℃,m(HCl) = m(NaOH) = 50g,50 mL0.55 mol·L-1NaOH与50mL.0.5mol·L-1HCl发生中和反应时放出的热量为:Q = cm(t2-t1)= 4.18"kJ·℃-1· kg-1 × 0.1kg × (23.4-20) ℃ = 1.42kJ,生成1mol水时的反应热为:△H== -56.8kJ/mol;
②NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) ΔH = -56.8 kJ·mol-1;
(4)中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量,KOH与NaOH同为强碱,故对测定结果无影响;醋酸为弱电解质,溶于水发生电离,放出的热量较小。
25.已知: 时.某研究小组向一恒容真空容器中充入NO和足量的碳单质,恒温条件下测得不同时间各物质的浓度如表.
浓度
时间
NO
0
0
0
10
20
30
35
以v(NO)表示的平均反应速率为 ______ .
根据表中数据,计算平衡时NO转化率为 ______ .
根据表中数据,计算时该反应的平衡常数为 ______ .
改变的实验条件是 ______ .
【答案】 (1). (2). (3). (4). 分离出
【解析】
【分析】
列三段式:,根据三段式进行计算即可。
【详解】以v(NO)表示的平均反应速率为:,
故答案为:;
平衡时NO消耗的物质的量为:,则平衡时NO的转化率为:,
故答案为:;
时该反应的平衡常数为:,
故答案为:;
由表格数据可知,氮气浓度增大,NO和二氧化碳的浓度减小,则平衡正向移动,说明改变的实验条件是分离出,
故答案为:分离出。
26.电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容,引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为___________________________。
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电极b上发生的电极反应式为______。
和溶于水,配成1L溶液,用惰性电极进行电解,当一个电极得到时,另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为_______L。
新型绿色硝化剂可以为原料用电解法制备,实验装置如图所示,则电极B接直流电源的____极,电解池中生成的电极反应式为____________
依据电化学知识,解决下列问题:
图1是一种新型燃料电池,以CO为燃料,一定比例的和的熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则 B极应该与_____极填“C”或“D”相连。当消耗标准状况下 时,C电极的质量变化为_____________。
【答案】 (1). (2). (3). (4). 负 (5). (6). (7). 增加
【解析】
【分析】
碱性乙醇燃料电池中,电极a上失去电子生成碳酸根离子 ;
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,电极b上氧气得到电子生成碳酸根离子;
电解硫酸铜和氯化钠溶液时,阳极上氯离子先放电,然后氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,后氢离子放电,当阴极上析出析出铜的物质的量为时阳极上生成的气体是氯气和氧气;
从电解原理来看,制备为氧化反应,则应在阳极区生成;
因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连;当消耗标准状况下时,得电子为,由电子得失守恒可知的物质的量。
【详解】碱性乙醇燃料电池中,电极a上失去电子生成碳酸根离子,反应式为,
故答案为:;
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,电极b上氧气得到电子生成碳酸根离子,电极反应为,
故答案为:;
电解硫酸铜和氯化钠溶液时,阳极上氯离子先放电,然后氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,后氢离子放电,当阴极上析出析出铜的物质的量为,阴极上转移电子的物质的量;根据原子守恒知,溶液中,氯离子完全放电时转移电子的物质的量,所以阳极上生成的气体是氯气和氧气,生成氯气的体积,根据电极反应,转移电子,生成氧气的物质的量是,即,即另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是体积是,
故答案为:;
从电解原理来看,制备为氧化反应,则应在阳极区生成,A电极为阳极,反应式为,B为阴极与电源负极相连,
故答案为:负; ;
因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,故B极应该与D电极相连;当消耗标准状况下时,得电子为,精铜电极电极反应式:,由电子得失守恒可知的物质的量为,精铜电极的质量增加的质量为:,
故答案:D;增加。
【点睛】本题考查了原电池原理和电解原理及其应用,明确原电池中各电极的反应和电解池中阴阳极上离子放电顺序是解本题关键,注意电子守恒在电化学计算中的应用、结合电解质条件写出电极反应式,电极反应式的书写是本题的难点。
27.如图是一个化学过程的示意图。
请回答:
(1)甲池是________池,通入O2的一极电极反应式为__________________,该电池的总反应方程式为______________。
(2)乙池中A电极名称为________极,电极反应式为__________________。一段时间后溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下)。
【答案】 (1). 原电 (2). O2+2H2O+4e-===4OH- (3). 2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O (4). 阳 (5). 4OH--4e-===O2↑+2H2O (6). 减小 (7). 280
【解析】
【分析】由总方程式可知,甲醇被氧化,为原电池的负极,电极的电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-,通入氧气的以及为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,则B为阴极,c为阳极,d为阴极,结合电解质溶液以及题目要求解答该题。
【详解】(1)甲为原电池,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-,燃料电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O;
(2)乙为电解池,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,发生氧化反应,电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O,电解硝酸银溶液,阳极生成氧气,阴极生成银,电解总反应式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+,生成H+,则溶液pH减小;
(3)乙池中B极发生还原反应,电极方程式为Ag++e-=Ag,n(Ag)==0.05mol,则转移电子0.05mol,由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗=0.0125mol氧气,则V(O2)=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL。
28.对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。
(1)硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以 H3AsO3 形式存在)含量极高,为控制砷的排放, 某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题:
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多 2 个电子层,砷在元素周期表的位置为_____。
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成物为难溶性的三硫化二砷,该反 应的离子方程式为_____。
(2)电镀厂的废水中含有的 CN-有剧毒,需要处理加以排放。处理含 CN-废水的方法之一是在 微生物的作用下,CN-被氧气氧化成 HCO3- ,同时生成 NH3,该反应的离子方程式为_____。
(3)电渗析法处理厨房垃极发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子, A―表示乳酸根离子):
①阳极的电极反应式为_____
②电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6~8,此时进入浓缩室的 OH-可忽略不 计。400 mL 10 g·L-1 乳酸溶液通电一段时间后, 浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为_____L (已知:乳酸的摩尔质量为 90 g/mol)。
【答案】 (1). 第四周期ⅤA族 (2). 2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O (3). 4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3 (4). 4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+ (5). 6.72
【解析】(1)①由砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层;
②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,由此计算可得。
【详解】(1)①由砷是氮同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层,则砷位于元素周期表第四周期ⅤA族,故答案为:第四周期ⅤA族;
②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水,反应中硫化钠做还原剂,砷酸做氧化剂,反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O,故答案为:2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化,则反应的离子方程式为4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3,故答案为:4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度增大,电极反应式为4OH-或2H2O-4e-═O2↑+4H+,故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,电解过程中生成HA的质量为(145 g/L×0.4L—10 g/L×0.4L)=54g,则由HA和氢气的关系式可知阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为××22.4L/mol=6.72L,故答案为:6.72。
【点睛】电渗析法处理厨房垃极发酵液时,阳极上水电离出的氢氧根放电,使溶液中氢离子浓度增大,氢离子从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,阴极上水电离出的氢离子放电,使溶液中氢氧根浓度增大,溶液中A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,发生反应H++A-═HA,导致乳酸浓度增大是理解的关键,也是解答关键。
一、单选题(本大题共22小题,共44分)
1.下列我国科技创新的产品设备在工作时有化学能转变成电能的是( )
A. 长征5号火箭使用的液氧煤油发动机
B. 北斗导航卫星的太阳能电池板
C. 位于江苏的海上风力发电厂
D. 世界首部可折叠柔屏手机
【答案】D
【解析】
【详解】A.液氧煤油发动机能将化学能转变为动能,没有将化学能转变为电能,故A错误;
B.太阳能电池板将太阳能转变为电能,没有将化学能转变为电能,故B错误;
C.风力发电厂将风能转变为电能,没有将化学能转变为电能,故C错误;
D.手机电池将化学能转变为电能,实现了能量之间的转化,故D正确;
答案选D。
2.在食品中使用下列试剂的目的与化学反应速率无关的是()
A. 着色剂 B. 催熟剂 C. 抗氧化剂 D. 防腐剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故A正确;
B.催熟剂加快果实成熟,与反应速率有关,故B错误;
C.抗氧化剂减少食品的腐败,延缓氧化的反应速率,故C错误;
D.防腐剂是减小物质腐烂的速率,与速率有关,故D错误,
故选A。
3.一定条件下反应:则中R的化合价是()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在反应:中,设中R的化合价为,则R变价数目为:;反应中价硫升高为0价,化合价升高数目为:,依据氧化还原反应得失电子守恒,可得:,解得,
故选D。
【点睛】本题以氧化还原反应为载体考查元素化合价判断,根据电荷守恒、离子中各元素化合价的代数和分析解答即可。
4.下列判断错误的是 ( )
①反应NH3(g)+HCl(g) ══ NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH>0
②CaCO3(s) ══ CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0
③一定温度下,反应MgCl2(l) ══ Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
④常温下,反应C(s)+CO2(g) ══ 2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0
A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①②
【答案】D
【解析】
【详解】①反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)的△S<0,在室温下可自发进行,则△H-T•△S<0,则△H<0,故①错误;②反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 中有气体生成,△S>0,室温下不能自发进行,则△H-T•△S>0,说明该反应的ΔH>0,故②错误;③反应MgCl2(l)===Mg(l)+Cl2(g)中有气体生成,△S>0,一般而言,分解反应是吸热反应,ΔH>0,故③正确;④常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)的△S>0,反应不能自发进行,则△H-T•△S>0,则该反应的ΔH>0,故④正确;故选D。
5.把一定量的X气体和Y气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应:,5min达到平衡状态,消耗Y为,这段时间用W表示的平均速率为,则n的值()
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】
先根据计算出,同一反应中化学反应速率与化学计量数成正比,据此结合W的反应速率计算n。
【详解】5min 达到平衡状态,消耗Y为,则,化学反应速率与化学计量数成正比,则n::::2,解得,
故选:A。
【点睛】本题考查化学反应速率和化学计量数的应用,题目难度不大,明确化学反应速率与化学计量数关系即可解答,注意掌握化学反应速率概念及表达式。
6.少量铁粉与的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量,可以使用如下方法中的( )
①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸
④改用的硝酸 ⑤加溶液 ⑥滴加几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用的盐酸
A. ③⑤⑥⑦ B. ③⑦⑧ C. ③⑥⑦⑧ D. ③④⑥⑦⑧
【答案】B
【解析】
【详解】①加H2O后,稀盐酸的浓度降低,即溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故①不符合题意;
②加NaOH固体,NaOH会消耗盐酸,即溶液中氢离子浓度减小,反应速率减慢,故②不符合题意;
③滴入几滴浓盐酸后,稀盐酸的浓度增大,即溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,故③符合题意;
④若改用的硝酸,由于硝酸具有强氧化性,硝酸与金属铁反应不生成氢气,故④不符合题意;
⑤加NaCl溶液,是溶液体积增大,即氢离子浓度减小,反应速率减慢,故⑤不符合题意;
⑥滴入几滴硫酸铜溶液,Fe与硫酸铜反应生成Cu,即形成了Fe—Cu原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故⑥不符合题意;
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故⑦符合题意;
⑧改用的盐酸,盐酸的浓度增大,化学反应速率加快,故⑧符合题意;
故选B。
【点睛】浓度:增大反应物的浓度,反应速率加快;压强:对气体反应而言,增大压强(减少容器容积),化学反应速率加快;温度:升高温度使反应速率加快;催化剂:改变化学反应速率;原电池:形成原电池可以加快化学反应速率;接触面积:增大接触面积可以加快化学反应速率。
7.反应 过程中的能量变化如图所示:下列说法正确的是()
A. 上述反应为吸热反应
B. 上述反应放出的热量为
C. 的能量一定大于
D. 反应物的总能量比生成物的总能量高
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中为放热反应,故A错误;
B.反应放出的热量为,故B错误;
C.从图象可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,但不能比较A、C的能量大小,故C错误;
D.反应物的总能量比生成物的总能量高,放出热量,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、焓变计算为解答的关键,选项C为解答的易错点。
8.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是()
A. 反应的化学方程式为:
B. 时,正逆反应速率相等
C. 时,当反应达最大限度时,化学反应随即停止
D. 时,反应达到平衡时,压强是开始时的倍
【答案】D
【解析】
【分析】
达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,结合图象解答该题。
【详解】A.达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,故A错误;
B.时,没有达到平衡状态,则正逆反应速率不等,故B错误;
C.时,达到平衡状态,但反应没有停止,故C错误;
D.起始时总物质的量为,反应达到平衡时,总物质的量为,压强是开始时的倍,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查化学平衡与图象问题的考查,注意把握图象曲线变化的趋势以及平衡状态的判断。
9.已知:①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g).则反应:的为
A. B.
C D.
【答案】D
【解析】
【详解】由盖斯定律可知反应,则反应:的;
故选D。
10.利用反应NO2+NH3→N2+H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。下列说法不正确的是( )
A. a电极反应式是
B. 消耗标准状况下时,被消除的NO2的物质的量为
C. 若离子交换膜是阳离子交换摸,装置右室中溶液的碱性增强
D. 整个装置中NaOH的物质的量不断减少
【答案】D
【解析】
【分析】
从所给的化学反应可以看出,NH3中N元素的化合价升高,对应原电池的负极,NO2中N元素的化合价降低,对应原电池的正极。写出两个电极反应进行分析。
【详解】A. a电极通入的是NH3,发生氧化反应:电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,A项正确;
B. 标准状况下时4.48LNH3的物质的量为0.2mol,据得失电子守恒可得4NH3~3NO2,列式得,解得NO2的物质的量为0.15mol,B项正确;
C. 右室中发生电极反应式为2NO2+8e-+2H2O=N2+4OH-,钠离子透过阳离子交换膜进入右极室,因反应生成OH-,使右室溶液的碱性增强,C项正确;
D. 因电池总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,从整体来看并没有NaOH参加反应或生成,所以整个装置中NaOH的物质的量不变,D项错误;
所以答案选择D项。
11.在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是
A. Z为0.3 mol·L-1 B. Y2为0.4 mol·L-1
C. X2为0.2 mol·L-1 D. Z为0.4 mol·L-1
【答案】A
【解析】
【详解】因为反应是可逆反应,可能向正反应方向进行,也可能向逆反应方向进行,则Z的浓度应在0mol·L-1
12.下列说法正确的是()
A. 图中,随着电解的进行,溶液中增大
B. 图中,Mg电极作电池负极
C. 图中,发生的反应为
D. 图中,K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中阴极氢离子得电子生成氢气,则氢离子浓度减小,故A错误;
B.图中与氢氧化钠溶液能发生自发的氧化还原反应,失电子为负极,为正极,故B错误;
C.图中负极上失电子,正极上得电子,所以电池反应为:,故C错误;
D.图中K与M连接时,Fe作阴极被保护,K与N连接,Zn作负极被腐蚀,Fe作正极被保护,所以K分别与M、N连接,Fe电极均受到保护,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查了原电池原理和电解池原理,题目难度不大,注意把握正负极和阴阳极的判断以及电极上发生的反应。
13.已知反应 2NH3N2 + 3H2,在某温度下的平衡常数为0.25,在此条件下,氨的合成反应N2 + H2NH3的平衡常数为
A. 4 B. 2 C. 1 D. 0.5
【答案】B
【解析】
【详解】逆反应的平衡常数就是正反应的平衡常数的倒数,所以该反应的平衡常数是=2;
答案选B。
14.在一个固定容积的密闭容器中发生可逆反应:,不能说明达到平衡状态的标志是()
A. 体系的压强不再改变
B. 混合气体密度不再改变
C. 反应速率正逆
D. 混合气体平均相对分子质量不再改变
【答案】A
【解析】
【详解】A、两边的气体计量数相等,体系的压强始终不变,所以不能说明反应达平衡状态,故A选;
B、混合气体密度不再改变,说明气体的质量相等,即正逆反应速率相等,故B不选;
C、反应速率正正逆,达平衡状态,故C不选;
D、混合气体平均相对分子质量不再改变,说明正逆反应速率相等,故D不选;
故选A.
【点睛】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
15.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入和,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液滴有几滴酚酞电解实验如图所示。下列说法不正确的是
A. 甲烷燃料电池正极反应:
B. 电解过程中a极附近会出现红色
C. 将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分
D. 标况下每个电池甲烷通入量为1L,反应完全,理论上最多能产生氯气8L
【答案】B
【解析】
【分析】
在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:,正极是:,负极是:,a电极作阳极,是放电,生成;阴极上氢离子放电,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
【详解】A.甲烷燃料电池正极反应:,故A正确;
B.电解过程中a极作阳极,是放电,生成,附近不会出现红色,故B错误;
C.将a、b两极的产物为氯气和氢氧化钠溶液相互反应可得到“84”消毒液的有效成分次氯酸钠,故C正确;
D.标况下每个电池甲烷通入量为1L,物质的量,反应完全,,a电极作阳极,是放电,生成,电极反应:,电子守恒得到计算,理论上最多能产生氯气,两个甲烷燃料电池电解氯化钠共生成氯气8L,故D正确;
故选B。
16.在下列各组溶液中,离子一定能大量共存的是 ()
A. 某无色透明酸性溶液中:、、、
B. 某强酸性的溶液中:、、、
C. 某强碱性溶液中:、、、
D. 某无色碱性溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.、为有色离子,故A错误;
B.和反应生成二氧化碳气体,酸性条件下,亚铁离子被硝酸根氧化不能共存,故B错误;
C.强碱性溶液中:、、、不反应,能共存,故C正确;
D.为有色离子,故D错误。
故选C。
17.电解池中,阳极的电极材料一定()
A. 发生氧化反应 B. 与电源正极相连
C. 是铂电极 D. 得电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解池中,阳极上失电子,发生反应类型是氧化反应,阳极是惰性电极时,则是电解质溶液中的离子失电子,而不是电极材料,故A错误;
B.阳极与电源正极相连,故B正确;
C.阳极材料必须是导电的物质,不一定是,故C错误;
D.阳极一定是失电子发生氧化反应,故D错误。
故选B。
18.2008年12月15日,全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车--比亚迪F3DM双模电动车在深圳正式上市.比亚迪F3DM双模电动车代表着“科技绿色明天”,运用了众多高新科技,开启了电动车的新时代,同时也实现了中国力量领跑世界.镍镉可充电电池在现代生活中有广泛应用.已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:有关该电池的说法正确的()
A. 充电过程是化学能转化为电能的过程
B. 充电时阳极反应:
C. 放电时负极附近溶液的酸性增强
D. 放电时电解质溶液中的向正极移动
【答案】B
【解析】
【详解】A、充电过程是电解池,是电能转化为化学能的过程,故A错误;
B、充电时阳极反应是,故B正确;
C、放电时负极上发生氧化反应,,电极附近溶液的碱性减弱,故C错误;
D、放电时,电解质溶液中向负极移动,故D错误;
故选B。
【点睛】本题考查了二次电池的原理应用,主要是电极名称、电极反应、电极判断,掌握原电池和电解池的工作原理是关键。
19.将和充入的恒容密闭容器中,发生反应,后达到平衡状态,X的浓度为。下列叙述正确的是
A. 平衡时,
B. 后,反应停止
C. 时,升高温度,反应速率减小
D. 用X表示的反应速率为
【答案】A
【解析】
【详解】向1L某恒容密闭容器中加入1mol X气体和3mol Y气体,发生如下反应:,后达到平衡状态,X的浓度为,依据化学平衡三段式列式:
A 由三段式得:平衡时,,A正确;
B.后,反应达到平衡状态,并没有停止, B错误;
C.升高温度,反应速率增大,C错误;
D.用X表示的反应速率 ,D错误;
故选A。
20.利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封放置一段时间后,下列有关说法正确的是 ()
A. a管发生析氢腐蚀,b管发生吸氧腐蚀
B. 一段时间后,b管液面高于a管液面
C. a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小
D. a、b两处具有相同的电极反应式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.U型管左边装置是中性溶液,所以发生吸氧腐蚀,右边装置是酸性溶液发生析氢腐蚀,故A错误;
B.左边装置发生吸氧腐蚀时,氧气被吸收导致气体压强减小,右边装置发生析氢腐蚀,生成氢气导致气体压强增大,所以右边的液体向左边移动,所以一段时间后,a管液面高于b管液面,故B错误;
C.a处铁失电子生成亚铁离子,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,所以a处pH不变;b处溶液变成硫酸亚铁溶液,溶液的pH值变大,故C错误;
D.a、b两处构成的原电池中,铁都作负极,所以负极上具有相同的电极反应式:,故D正确。
故选D。
【点睛】本题以铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀为载体考查了原电池原理,明确钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的条件是解本题的关键,根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀时两极发生的反应来分析解答即可。
21.某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 光照时,b极的电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+
B. 光照时,每转移2 mol电子,有2 mol H+由a极区经质子交换膜向b极区迁移
C. 夜间,a极的电极反应式为V3++e-=V2+
D. 硅太阳能电池供电原理与该电池相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.光照时,b极失去电子,发生氧化反应,b极为负极,电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+,A项正确;
B.光照时,b极失去电子,为了维持电荷平衡,H+必须由b极区经质子交换膜向a极区迁移,B项错误;
C.夜间,电池放电,a极的电极反应式为V2+-e-=V3+,C项错误;
D.该电池工作时,发生了氧化还原反应,化学能转化为电能,而硅太阳能电池直接将光能转化成电能,二者供电原理不相同,D项错误。
答案选A。
22.下列实验操作能达到目的是()
A. 加热氯化铵固体制取氨气
B. 检验乙醇中是否含水:用无水硫酸铜,观察是否变蓝色
C. 除去乙醛中的乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D. 滴有酚酞的碳酸钠中,加入氯化钡溶液后,红色变浅,证明碳酸钠溶液中存在水解平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵受热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢遇冷马上又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气,故A错误;
B.无水硫酸铜遇水变蓝,则用无水硫酸铜检验乙醇中是否含水,故B正确;
C.乙醛溶于水,乙酸与氢氧化钠反应,反应后的溶液不分层,无法用分液方法分离,故C错误;
D.加的溶液会稀释原溶液,红色也会变浅,故D错误;
故选B。
二、填空题(本大题共1小题,共6分)
23.按要求写出方程式。
碳酸氢钠和氢氧化钠写出离子方程式______;
氧化铜和稀盐酸写出离子方程式______;
【答案】 (1). (2).
【解析】
【详解】碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,离子方程式为:,
故答案为:;
氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水,离子方程式为,
故答案为:。
三、简答题(本大题共5小题,共50分)
24.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____________________________________________、________。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?________(填“能”或“否”),其原因是___________________________________________________________。
(3)他们记录的实验数据如表:
实验用品
溶液温度
中和热
t1
t2
ΔH
①
50 mL
0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL
0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.3 ℃
________
②
50 mL
0.55 mol/L
NaOH溶液
50 mL
0.5 mol/L
HCl溶液
20 ℃
23.5 ℃
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ/(℃·kg),各物质的密度均为1 g/cm3。
①计算完成上表。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:___________________________________。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果_______________________________
(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果________(填“有”或“无”)影响。
【答案】 (1). 量筒 (2). 温度计 (3). 否 (4). 金属易导热,热量散失多,导致误差偏大 (5). -56.8 kJ/mol (6). NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.8 kJ/mol (7). 无 (8). 有
【解析】
【详解】(1)测定中和热时需要用量筒量取酸碱溶液的体积、用温度计测量温度,则实验尚缺少的玻璃用品是量筒、温度计;
(2)金属的导热系数大于玻璃,造成热量散失,误差大,所以不能用金属搅拌器;
(3)①多次测量,温度取平均值23.4℃,m(HCl) = m(NaOH) = 50g,50 mL0.55 mol·L-1NaOH与50mL.0.5mol·L-1HCl发生中和反应时放出的热量为:Q = cm(t2-t1)= 4.18"kJ·℃-1· kg-1 × 0.1kg × (23.4-20) ℃ = 1.42kJ,生成1mol水时的反应热为:△H== -56.8kJ/mol;
②NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:NaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) ΔH = -56.8 kJ·mol-1;
(4)中和热是指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量,KOH与NaOH同为强碱,故对测定结果无影响;醋酸为弱电解质,溶于水发生电离,放出的热量较小。
25.已知: 时.某研究小组向一恒容真空容器中充入NO和足量的碳单质,恒温条件下测得不同时间各物质的浓度如表.
浓度
时间
NO
0
0
0
10
20
30
35
以v(NO)表示的平均反应速率为 ______ .
根据表中数据,计算平衡时NO转化率为 ______ .
根据表中数据,计算时该反应的平衡常数为 ______ .
改变的实验条件是 ______ .
【答案】 (1). (2). (3). (4). 分离出
【解析】
【分析】
列三段式:,根据三段式进行计算即可。
【详解】以v(NO)表示的平均反应速率为:,
故答案为:;
平衡时NO消耗的物质的量为:,则平衡时NO的转化率为:,
故答案为:;
时该反应的平衡常数为:,
故答案为:;
由表格数据可知,氮气浓度增大,NO和二氧化碳的浓度减小,则平衡正向移动,说明改变的实验条件是分离出,
故答案为:分离出。
26.电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容,引起了人们的研究兴趣。
现有以下三种乙醇燃料电池。
碱性乙醇燃料电池中,电极a上发生的电极反应式为___________________________。
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电极b上发生的电极反应式为______。
和溶于水,配成1L溶液,用惰性电极进行电解,当一个电极得到时,另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积为_______L。
新型绿色硝化剂可以为原料用电解法制备,实验装置如图所示,则电极B接直流电源的____极,电解池中生成的电极反应式为____________
依据电化学知识,解决下列问题:
图1是一种新型燃料电池,以CO为燃料,一定比例的和的熔融混合物为电解质,图2是粗铜精炼的装置图,现用该燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。
要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则 B极应该与_____极填“C”或“D”相连。当消耗标准状况下 时,C电极的质量变化为_____________。
【答案】 (1). (2). (3). (4). 负 (5). (6). (7). 增加
【解析】
【分析】
碱性乙醇燃料电池中,电极a上失去电子生成碳酸根离子 ;
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,电极b上氧气得到电子生成碳酸根离子;
电解硫酸铜和氯化钠溶液时,阳极上氯离子先放电,然后氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,后氢离子放电,当阴极上析出析出铜的物质的量为时阳极上生成的气体是氯气和氧气;
从电解原理来看,制备为氧化反应,则应在阳极区生成;
因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连;当消耗标准状况下时,得电子为,由电子得失守恒可知的物质的量。
【详解】碱性乙醇燃料电池中,电极a上失去电子生成碳酸根离子,反应式为,
故答案为:;
熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质,电池工作时,电极b上氧气得到电子生成碳酸根离子,电极反应为,
故答案为:;
电解硫酸铜和氯化钠溶液时,阳极上氯离子先放电,然后氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,后氢离子放电,当阴极上析出析出铜的物质的量为,阴极上转移电子的物质的量;根据原子守恒知,溶液中,氯离子完全放电时转移电子的物质的量,所以阳极上生成的气体是氯气和氧气,生成氯气的体积,根据电极反应,转移电子,生成氧气的物质的量是,即,即另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是体积是,
故答案为:;
从电解原理来看,制备为氧化反应,则应在阳极区生成,A电极为阳极,反应式为,B为阴极与电源负极相连,
故答案为:负; ;
因A为负极,B为正极,粗铜精炼时,粗铜作阳极,与电源的正极相连,故B极应该与D电极相连;当消耗标准状况下时,得电子为,精铜电极电极反应式:,由电子得失守恒可知的物质的量为,精铜电极的质量增加的质量为:,
故答案:D;增加。
【点睛】本题考查了原电池原理和电解原理及其应用,明确原电池中各电极的反应和电解池中阴阳极上离子放电顺序是解本题关键,注意电子守恒在电化学计算中的应用、结合电解质条件写出电极反应式,电极反应式的书写是本题的难点。
27.如图是一个化学过程的示意图。
请回答:
(1)甲池是________池,通入O2的一极电极反应式为__________________,该电池的总反应方程式为______________。
(2)乙池中A电极名称为________极,电极反应式为__________________。一段时间后溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下)。
【答案】 (1). 原电 (2). O2+2H2O+4e-===4OH- (3). 2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O (4). 阳 (5). 4OH--4e-===O2↑+2H2O (6). 减小 (7). 280
【解析】
【分析】由总方程式可知,甲醇被氧化,为原电池的负极,电极的电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-═6H2O+CO32-,通入氧气的以及为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,则B为阴极,c为阳极,d为阴极,结合电解质溶液以及题目要求解答该题。
【详解】(1)甲为原电池,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-,燃料电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O;
(2)乙为电解池,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,发生氧化反应,电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O,电解硝酸银溶液,阳极生成氧气,阴极生成银,电解总反应式为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+,生成H+,则溶液pH减小;
(3)乙池中B极发生还原反应,电极方程式为Ag++e-=Ag,n(Ag)==0.05mol,则转移电子0.05mol,由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗=0.0125mol氧气,则V(O2)=0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280mL。
28.对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。
(1)硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以 H3AsO3 形式存在)含量极高,为控制砷的排放, 某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题:
①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多 2 个电子层,砷在元素周期表的位置为_____。
②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成物为难溶性的三硫化二砷,该反 应的离子方程式为_____。
(2)电镀厂的废水中含有的 CN-有剧毒,需要处理加以排放。处理含 CN-废水的方法之一是在 微生物的作用下,CN-被氧气氧化成 HCO3- ,同时生成 NH3,该反应的离子方程式为_____。
(3)电渗析法处理厨房垃极发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子, A―表示乳酸根离子):
①阳极的电极反应式为_____
②电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6~8,此时进入浓缩室的 OH-可忽略不 计。400 mL 10 g·L-1 乳酸溶液通电一段时间后, 浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为_____L (已知:乳酸的摩尔质量为 90 g/mol)。
【答案】 (1). 第四周期ⅤA族 (2). 2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O (3). 4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3 (4). 4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+ (5). 6.72
【解析】(1)①由砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层;
②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,由此计算可得。
【详解】(1)①由砷是氮同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层,则砷位于元素周期表第四周期ⅤA族,故答案为:第四周期ⅤA族;
②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水,反应中硫化钠做还原剂,砷酸做氧化剂,反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O,故答案为:2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化,则反应的离子方程式为4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3,故答案为:4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度增大,电极反应式为4OH-或2H2O-4e-═O2↑+4H+,故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,电解过程中生成HA的质量为(145 g/L×0.4L—10 g/L×0.4L)=54g,则由HA和氢气的关系式可知阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为××22.4L/mol=6.72L,故答案为:6.72。
【点睛】电渗析法处理厨房垃极发酵液时,阳极上水电离出的氢氧根放电,使溶液中氢离子浓度增大,氢离子从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,阴极上水电离出的氢离子放电,使溶液中氢氧根浓度增大,溶液中A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,发生反应H++A-═HA,导致乳酸浓度增大是理解的关键,也是解答关键。
相关资料
更多