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【化学】河北省唐山市2019-2020学年高二上学期期末考试试题(解析版)
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河北省唐山市2019-2020学年高二上学期期末考试试题
1.人类对能源的需求不断增加,开发新能源成为当前国际能源研究的重要课题。下列能量转化过程,不涉及化学变化的是( )
A. 利用太阳能分解水制备氢气 B. 利用氢氧燃料电池提供电能
C. 利用风驱动风轮机发电 D. 利用植物秸秆为原料生产沼气
【答案】C
【解析】
【详解】A. 利用太阳能分解水制备氢气,为太阳能转化为化学能,涉及化学变化,A错误;
B. 利用氢氧燃料电池提供电能,为化学能转化为电能,涉及化学变化,B错误;
C. 利用风驱动风轮机发电,未涉及化学变化,C正确;
D. 利用植物秸秆为原料生产沼气,涉及化学变化,D错误;
答案为C。
2.下列物质的加入,对H2O的电离平衡不产生影响的是( )
A. HNO3 B. KOH C. AlCl3 D. NaCl
【答案】D
【解析】
【详解】A. 加入HNO3,导致溶液中氢离子浓度增大,对水的电离有抑制作用,A错误;
B. 加入KOH,导致溶液中氢氧根离子离子浓度增大,对水的电离有抑制作用,B错误;
C. 加入AlCl3,铝离子发生水解反应,促进水的电离,C错误;
D. 加入NaCl,对水的电离无影响,D正确;
答案为D。
3.亚硫酸与氢硫酸都是二元弱酸,下列事实中,不能比较亚硫酸与氢硫酸的酸性强弱的是( )
A. 亚硫酸的还原性比氢硫酸弱
B. 相同条件下,导电能力亚硫酸强于氢硫酸
C. 0.10 mol·L−1的亚硫酸和氢硫酸的pH分别为2.1和4.5
D. 亚硫酸可以与碳酸氢钠溶液反应,而氢硫酸不能
【答案】A
【解析】
【详解】A. 亚硫酸的还原性比氢硫酸弱,说明亚硫酸的失电子能力弱,与酸性的强弱无关,符合题意,A正确;
B. 相同条件下,酸性越强,电离出氢离子浓度越大,导电能力越强,亚硫酸溶液的导电能力强于氢硫酸,则亚硫酸的酸性强,与题意不符,B错误;
C. 相同条件下,酸性越强,电离出的氢离子浓度越大,溶液的pH越小,则0.10 mol·L−1的亚硫酸和氢硫酸的pH分别为2.1和4.5,亚硫酸的酸性较强,与题意不符,C错误;
D. 亚硫酸可以与碳酸氢钠溶液反应,而氢硫酸不能,可得酸性:亚硫酸>碳酸>氢硫酸,与题意不符,D错误;
答案为A。
4.等物质的量浓度的下列溶液中c(NH4+)最大的是( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4
C. (NH4)2SO4 D. (NH4)2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】溶液中存在NH4++H2O⇌ NH3∙ H2O+H+。
【详解】A. NH4Cl溶液中存在水解平衡;
B. NH4HSO4溶液中HSO4-= H++ SO42-,导致溶液中的氢离子浓度增大,使水解平衡逆向移动,铵根离子浓度增大;
C. (NH4)2SO4溶液中存在水解平衡,铵根离子浓度小于氯化铵溶液的2倍;
D. (NH4)2CO3溶液中存在双促进的水解反应,导致铵根离子浓度小于硫酸铵溶液;
综上所述,答案为C。
5.下列反应中属于吸热反应的是( )
A. 铝热反应 B. 氢氧化钠和盐酸中和
C. 葡萄糖在人体内氧化 D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 铝热反应为放热反应,与题意不符,A错误;
B. 氢氧化钠和盐酸中和为放热反应,与题意不符,B错误;
C. 葡萄糖在人体内氧化,向人体提供能量为放热反应,与题意不符,C错误;
D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体反应为吸热反应,符合题意,D正确;
答案为D。
6.下列关于原电池的叙述正确的是( )
A. 原电池将化学能转化为电能
B. 原电池正极发生的是氧化反应
C. 原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极
D. 用导线连接的两种不同金属同时插入液体中,能形成原电池
【答案】A
【解析】
【详解】A. 原电池将化学能转化为电能,A正确;
B. 原电池正极得电子,发生的是还原反应,B错误;
C. 原电池在工作时其负极不断产生电子并经过外电路流向正极,C错误;
D. 用导线连接的两种不同金属同时插入液体中,若存在自发的氧化还原反应时,能形成原电池,D错误;
答案为A。
7.下列表述中合理的是( )
A. 配制FeCl3溶液,可加入少量稀硫酸,以防止溶液浑浊
B. 用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL高锰酸钾溶液
C. 实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
D. 在中和热的测定实验中,改变酸碱的用量后所求中和热的数值也随之改变
【答案】C
【解析】
【详解】A. 配制FeCl3溶液,可加入少量稀盐酸,以防止溶液浑浊,A错误;
B. 用25 mL酸式滴定管量取20.00 mL高锰酸钾溶液,B错误;
C. 碳酸钠溶液显碱性,则实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,C正确;
D. 在中和热的测定实验中,改变酸碱的用量后,中和热为生成1mol液态水释放的热量,则所求中和热的数值不变,D错误;
答案为C。
8.下列反应中ΔH>0,ΔS>0的是( )
A. HCl(g) + NH3(g)=NH4Cl(s)
B. 高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g)
C. 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l)
D. 任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)=CO(g) + Cl2(g)
【答案】B
【解析】
【分析】ΔH>0为吸热反应,ΔS>0为熵增;∆G=ΔH-TΔS,当∆G<0时,可自发进行。
【详解】A. HCl(g) + NH3(g)=NH4Cl(s)为熵减,与题意不符,A错误;
B. 高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g),为吸热反应,熵增,符合题意,B正确;
C. 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) 为熵减,与题意不符,C错误;
D. 任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)=CO(g) + Cl2(g) ,ΔH<0,与题意不符,D错误;
答案为B。
9.下列说法错误的是( )
A. 中和热测定实验中需要的玻璃仪器有:烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒
B. 乙烯的燃烧热是1411.3kJ·mol-1,则乙烯燃烧的热化学方程式为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1411.3kJ·mol-1
C. P(s,红磷)=P(s,黑磷),ΔH=-39.3kJ·mol-1;P(s,白磷)=P(s,红磷),ΔH=-17.6kJ·mol-1由此推知,最稳定的磷单质是黑磷
D. MgCO3分解的能量关系如图所示:则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中和热测定实验中需要的玻璃仪器有:大、小烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒,与题意不符,A错误;
B. 乙烯的燃烧热是1411.3kJ·mol-1,为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时释放的热量,则乙烯燃烧的热化学方程式为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1411.3kJ·mol-1, 符合题意,B正确;
C. P(s,红磷)=P(s,黑磷),ΔH=-39.3kJ·mol-1;P(s,白磷)=P(s,红磷),ΔH=-17.6kJ·mol-1由此推知,黑磷具有的能量最低,则最稳定的磷单质是黑磷,与题意不符,C错误;
D. 根据MgCO3分解的能量关系图,则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,与题意不符,D错误;
答案为B。
10.下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)( )
A
B
C
D
NaCl溶于水
铁的吸氧腐蚀原理
铜锌原电池构造和原理
N2与O2反应能量变化
NaCl=Na+ + Cl-
负极:Fe - 2e-=Fe2+
总反应:Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu
N2(g) + O2(g)=2NO(g)ΔH=-180 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A. NaCl固体在水分子的作用下生成水合钠离子和水合氯离子,与题意不符,A不选;
B. 铁的吸氧腐蚀时,生铁的表面形成原电池,Fe失电子形成亚铁离子,与题意不符,B不选;
C. 铜锌原电池中,锌失电子生成锌离子,溶液中的铜离子得电子生成单质铜,与题意不符,C不选;
D. 根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,则ΔH=946+498-632×2=+180 kJ·mol-1,符合题意,D选;
答案为D。
11.常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s) + 4CO(g)Ni(CO)4(g),下列判断正确的是( )
A. 增加Ni的用量,可加快该反应速率
B. 该反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)
C. 减压,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小
D. 选择合适的催化剂可提高CO转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A. Ni为固体,增加Ni的用量,反应速率不变,A错误;
B. 该反应达到平衡时,反应方向相反,速率之比等于计量数之比,则4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),B正确;
C. 减压,平衡逆向移动,温度未变,则反应的平衡常数不变,C错误;
D. 选择合适的催化剂可提高反应速率,对CO转化率无影响,D错误;
答案为B。
12.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为
①H2O2 + I-→H2O + IO- 慢
②H2O2 + IO-→H2O + O2 + I- 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A. 当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2
B. H2O2的分解速率主要是由②反应决定
C. IO-是该反应的催化剂
D. 由于催化剂的加入改变了该反应的反应热
【答案】A
【解析】
【详解】A. 当反应放出98 kJ的热量时,消耗1mol H2O2,会生成0.5 mol O2,A正确;
B. H2O2的分解速率主要是由①反应决定,B错误;
C. I-是该反应的催化剂,C错误;
D. 由于催化剂的加入改变了该反应的活化能,对反应热无影响,D错误;
答案为A。
13.在同温同压下,用惰性电极在U型管中电解下列溶液,消耗相同的电量,生成的气体体积最大的是( )
A. 饱和食盐水 B. H2SO4溶液
C. CuSO4溶液 D. CuCl2溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A. 电解饱和食盐水时,转移2mol电子生成1mol氢气、1mol氯气;
B. 电解H2SO4溶液,转移2mol电子生成1mol氢气、0.5mol氧气;
C. 电解CuSO4溶液,转移2mol电子生成1molCu、0.5mol氧气;
D. 电解CuCl2溶液,转移2mol电子生成1molCu、1mol氯气;
综上所述,转移相同电子数目时,饱和食盐水产生的气体最多,答案为A。
14.下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. H2(g) + I2(g)2HI(g)平衡后增大压强颜色变深
B. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
C. N2 + 3H22NH3 ΔH<0 工业上采用高温条件更有利于合成氨
D. 向AgCl悬浊液中加入KI溶液,有黄色沉淀生成
【答案】AC
【解析】
【详解】A. H2(g) + I2(g)2HI(g)平衡后增大压强体积减小,I2浓度增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,符合题意,A选;
B. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后,溶液中的c(SCN-)增大,导致平衡向生成Fe(SCN)3方向移动,颜色变深,能用勒夏特列原理解释,B不选;
C. N2 + 3H22NH3 ΔH<0 工业上采用高温条件,催化剂的活性最佳,更有利于合成氨,反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不能用勒夏特列原理解释,C选;
D. 向AgCl悬浊液中加入KI溶液,Ksp(AgI)小于Ksp(AgCl),溶液中I-与Ag+结合生成黄色沉淀,导致AgCl的溶解平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,D不选;
答案为AC。
15.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2 + 2Ag + 2NaCl=Na2Mn5O10 + 2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是( )
A. Ag电极发生氧化反应
B. 正极反应式:5MnO2 + 2e-=Mn5O102-
C. 该电池中电子的移动方向是:Ag→盐溶液→MnO2
D. Cl-不断向“水”电池的负极移动
【答案】C
【解析】
【详解】A. Ag电极失电子化合价生成,发生氧化反应,与题意不符,A错误;
B.正极Mn元素得电子,化合价降低,反应式:5MnO2 + 2e-=Mn5O102-,与题意不符,B错误;
C.该电池中电子在外电路中的移动方向是:Ag→导线、用电器→MnO2,符合题意,C正确;
D. 内电路中,Cl-不断向“水”电池的负极移动,与题意不符,D错误;
答案为C。
16.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A. 无色溶液中:Ca2+、NH4+、Br‾、CH3COO‾
B. 室温下=1012的溶液中:Fe2+、Al3+、NO3-、SO42-
C. 室温下水电离c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、HCO3-、Cl-、Ca2+
D. pH=13的溶液中:CO32-、Na+、Cl-、AlO2-
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 无色溶液中:Ca2+、NH4+、Br‾、CH3COO‾,均为无色,且能大量共存,A正确;
B. 室温下=1012的溶液中c(H+)>c(OH-),Fe2+、H+、NO3-不能大量共存,B错误;
C. 室温下水电离的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液,可能为酸溶液,也可能为碱溶液: HCO3-、H+或OH-,均不能大量共存,C错误;
D. pH=13的溶液中,存在大量的OH-:CO32-、Na+、Cl-、AlO2-、OH-不反应,能大量共存,D正确;
答案为AD。
17.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A. 1 L 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中离子总数为0.4NA
B. 精炼铜,若阳极重量减轻32 g,则电路中一定通过NA个电子
C. N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 若放出46.2 kJ热量,则反应消耗N2分子数为0.5NA
D. 1 mol FeCl3完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数目小于NA
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 1 L 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,离子总数大于0.4NA,A错误;
B. 精炼铜,阳极失电子的可能为Zn、Fe、Cu,若阳极重量减轻32 g,则电路中通过的电子数不能确定,B错误;
C. N2(g) + 3H2(g) ⇌NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 若放出46.2 kJ热量,则反应消耗N2分子数为0.5NA,C正确;
D. 1 mol FeCl3完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数目与n(Fe3+)略小,则胶粒数目小于NA,D正确;
答案为CD。
18.298K时,将10 mL a mol·L-1 Na3AsO3、10 mL a mol·L-1 I2和10 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq) + I2(aq) + 2OH-(aq)AsO43-(aq) + 2I-(aq) + H2O(l),溶液中c(I-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能判断反应达到平衡的是( )
A. 溶液的pH不再变化 B. v正(I-)=2v逆(AsO33-)
C. 不再变化 D. c(AsO43-)=2b mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A. 达到平衡状态时,溶液中溶液的c(OH-)不再改变,则溶液的pH不再变化,与题意不符,A错误;
B. v正(I-)=2v逆(AsO33-),反应方向相反,速率之比等于化学计量数之比,能判断达到平衡状态,B错误;
C. 未平衡时,c(I-)增大,c(AsO33-)减小,则增大,达到平衡状态时比值则不再变化,与题意不符,C错误;
D. c(AsO43-)=2b mol·L-1时,不能判断是否达到平衡状态,符合题意,D正确;
答案为D。
19.已知T ℃时两种弱酸的电离平衡常数如下表。将pH和体积均相同的两种酸溶液M、N分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
弱酸
HNO2
CH3COOH
电离平衡常数
50×10-4
1.7×10-5
A. 曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B. M、N两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C. 溶液中水的电离程度:b点<c点
D. 从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
【答案】B
【解析】
【分析】根据K可知,酸性HNO2> CH3COOH,加水稀释时HNO2的pH变化较大,则曲线I为CH3COOH,曲线II为HNO2。
【详解】A. 分析可知,曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,与题意不符,A不选;
B. M、N两溶液pH相同,CH3COOH酸性弱,含有的未电离的分子多,消耗NaOH多,则溶液中n(Na+)多于HNO2溶液的,符合题意,B选;
C. b、c两点溶液的pH越大,则溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:b点<c点,与题意不符,C不选;
D. 从c点到d点,溶液的温度未变,= =,保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子),与题意不符,D不选;
答案为B。
20.室温下,取10 mL 0.1 mol•L−1某二元酸H2A,滴加0.1 mol•L−1 NaOH溶液。已知:H2A=H+ + HA-,HA-H+ + A2-。下列说法正确的是( )
A. A2-可经过两步水解得到H2A
B. 当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C. 当滴加至中性时,溶液中有c(Na+)=c(HA-) + c(A2-)
D. 当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=c(HA-) + c(A2-)
【答案】B
【解析】
【详解】A. H2A为强电解质,完全电离生成H+ 、HA-,A2-可经过水解只能得到HA-,A错误;
B. 当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液中的溶质为NaHA,离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),B正确;
C. 当滴加至中性时,根据溶液呈电中性,c(Na+) +c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)及c(H+)= c(OH-),溶液中有c(Na+)=c(HA-) + 2c(A2-),C错误;
D. 当用去NaOH溶液体积20 mL时,溶质为Na2A,根据物料守恒此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-) + 2c(A2-),D错误;
答案为B。
21.一定温度下,BaSO4(s)Ba2+(aq) + SO42-(aq)体系中, c(Ba2+)和c(SO42-)关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. a、b、c三点对应的Ksp相等
B. BaSO4在c点的溶解度比b点的大
C. BaSO4溶于水形成饱和溶液中,c(Ba2+)=c(SO42-)
D. b点的溶液中加入BaCl2固体,c(SO42-)沿曲线向a点方向变化
【答案】AC
【解析】
【详解】A. a、b、c三点为曲线上的点,温度未变则三点对应的Ksp相等,A正确;
B. BaSO4在c点的c(SO42-)< c(Ba2+),且小于b点,则溶解度比b点的小,B错误;
C. BaSO4溶于水形成的饱和溶液中,c(Ba2+)=c(SO42-),C正确;
D. b点的溶液中加入BaCl2固体,溶液中c(Ba2+)增大,则c(SO42-)沿曲线向从点方向变化,D错误;
答案为AC。
22.用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,请回答下列问题:
(1)准确称量5.0 g含有少量易溶杂质的样品(杂质不与盐酸反应),配成250 mL待测溶液,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、___________________。
(2)滴定时,用0.2000 mol·L-1的盐酸来滴定待测溶液,量取待测液10.00 mL应选用_________仪器(填字母)。
(3)滴定过程中,眼睛应注视___________________________________,以甲基橙做指示剂,正确判断滴定终点的现象是________________________________。
(4)由下表可知,第2次所用盐酸体积明显偏大,其可能的原因是_________。
滴定次数
待测溶液体积(mL)
标准酸体积
滴定前的刻度(mL)
滴定后的刻度(mL)
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
2.10
24.20
第三次
10.00
4.10
24.00
a.锥形瓶用待测液润洗
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失
d.滴定结束时,俯视读数
(5)根据表中数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是_________,烧碱样品的纯度是_________。
【答案】(1). 250mL容量瓶 (2). B (3). 锥形瓶内溶液颜色变化 (4). 滴入最后一滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色且半分钟内不恢复为黄色 (5). ac (6). 0.4000 mol·L-1 (7). 80%或0.8
【解析】
【分析】(1)配制250mL的溶液需要250mL的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等玻璃仪器;
(2) 滴定时,待测液为NaOH溶液,需选用碱式滴定管量取;
(3)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化;向碱溶液中滴加酸,用甲基橙作指示剂,变色pH为4.4;
(4) a.锥形瓶用待测液润洗,导致烧碱的物质的量增大,使用盐酸的体积增大;
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外,导致烧碱的物质的量减小,使用盐酸的体积减小;
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失,导致盐酸体积的读数增大;
d.滴定结束时,俯视读数,导致读取盐酸的体积偏小;
(5)根据表中数据,第二次读数差距较大,舍去不用,根据c×10.00=0.2000×20.00计算。
【详解】(1)配制250mL的溶液需要250mL的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等玻璃仪器;
(2) 滴定时,待测液为NaOH溶液,需选用碱式滴定管量取,答案为B;
(3)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化;向碱溶液中滴加酸,用甲基橙作指示剂,变色pH为4.4,则滴定终点的现象为滴入最后一滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色且半分钟内不恢复为黄色;
(4) a.锥形瓶用待测液润洗,导致烧碱的物质的量增大,使用盐酸的体积增大,符合题意,a正确;
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外,导致烧碱的物质的量减小,使用盐酸的体积减小,与题意不符,b错误;
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失,导致盐酸体积的读数增大,符合题意,c正确;
d.滴定结束时,俯视读数,导致读取盐酸的体积偏小,与题意不符,d错误;
答案为ac;
(5)根据表中数据,第二次读数差距较大,舍去不用,使用盐酸的V==20.00mL,c×10.00=0.2000×20.00,c=0.4000mol/L;烧碱样品的纯度==80%。
23.氢能源是最具应用前景的能源之一。
(1)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池,用KOH溶液作电解质溶液,其负极反应式为_____________,理论上,正极消耗氧气2.8 L(标况下)时,电路中有__________mol e-通过。
(2)高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制双控开关,可交替得到H2和O2。
①太阳能光伏电池是将光能转化为__________能。
②当连接K1时可制得____________气体。
③当连接K2时,电极2附近pH_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
④当连接K2时,电极3作______极,其电极反应式为________________________。
【答案】(1). H2-2e-+2OH-=2H2O (2). 0.5 (3). 电 (4). H2 (5). 变小 (6). 阴极 (7). NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
【解析】
【分析】(1)反应中氢气失电子化合价升高,与溶液中的氢氧根离子反应生成水;正极消耗氧气2.8 L,即0.125mol,化合价由0价变为-2价,转移电子物质的量为0.5mol;
(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能;
②当连接K1时,溶液中的氢离子得电子生成氢气;
③当连接K2时,电极2为阳极,溶液中的水失电子,生成氧气和氢离子;
④当连接K2时,电极3作阴极;得电子,由NiOOH变为Ni(OH)2。
【详解】(1)反应中氢气失电子化合价升高,与溶液中的氢氧根离子反应生成水,则电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O;正极消耗氧气2.8 L,即0.125mol,化合价由0价变为-2价,转移电子物质的量为0.5mol;
(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能;
②当连接K1时,溶液中的氢离子得电子生成氢气;
③当连接K2时,电极2为阳极,溶液中的水失电子,生成氧气和氢离子,附近pH变小;
④当连接K2时,电极3作阴极;得电子,由NiOOH变为Ni(OH)2,电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-。
24.现有浓度均为0.1 mol•L-1的五种电解质溶液①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa;⑤NaOH。
已知:HCO3- + H2O + AlO2-=Al(OH)3↓ + CO32-
(1)25℃时⑤的pH=_____________。
(2)请写出NaHCO3在水溶液中的电离方程式___________________________________。
(3)这五种溶液的pH由大到小的顺序是_____________________________(填编号)。
(4)在上述五种溶液中分别加入AlCl3溶液,能产生大量无色无味气体的是______(填编号)。
(5)将五种溶液稀释相同的倍数时,其pH变化最大的是___________________(填编号)。
【答案】(1). 13 (2). NaHCO3=Na++HCO3- (3). ⑤③①②④ (4). ①② (5). ⑤
【解析】
【分析】(1) 25℃时⑤NaOH0.1 mol•L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L;
(2) NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子;
(3)生成盐对应的酸,酸性越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小的程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
【详解】(1) 25℃时⑤NaOH0.1 mol•L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,则pH=13;
(2) NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO3-;
(3)已知酸性:CH3COOH>H2CO3> HCO3-> Al(OH)3,其对应的盐,越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强,则五种溶液的pH由大到小的顺序是⑤③①②④;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
25.常温下,向20 mL 0.1 mol•L-1的MOH溶液中逐滴加入0.1 mol•L-1 HCl溶液,滴定曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)请写出MOH的电离方程式__________________________,常温下,该碱的电离平衡常数Kb=_________。
(2)滴定到B点时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_________________________。
(3)C点所对应的溶液呈_____性,用离子方程式表示其原因______________________。
(4)图中A、B、C三点溶液中水的电离程度由大到小的顺序是_______________________。
【答案】 (1). MOHM++OH- (2). 10-5 (3). c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) (4). 酸 (5). M++H2OMOH+H+ (6). C>B>A
【解析】
【分析】(1)根据图像可知,溶液的pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,MOH溶液的浓度为0.1 mol•L-1,MOH为弱碱;
(2)滴定到B点时,溶质为MOH、MCl,且物质的量相等,此溶液显碱性,即MOH的电离程度大于MCl的水解程度;
(3)根据图像可知,C点溶液为MCl溶液,其溶质为强酸弱碱盐,溶液显酸性;M离子水解生成MOH和氢离子;
(4)A点为MOH溶液,抑制水的电离;B点为MOH、MCl混合溶液,MOH抑制水的电离,MCl促进水的电离;C点为MCl,为盐溶液,促进水的电离。
【详解】(1)根据图像可知,溶液的pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,MOH溶液的浓度为0.1 mol•L-1,MOH为弱碱,电离方程式为MOHM++OH-;
(2)滴定到B点时,溶质为MOH、MCl,且物质的量相等,此溶液显碱性,即MOH的电离程度大于MCl的水解程度,则c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);
(3)根据图像可知,C点溶液为MCl溶液,其溶质为强酸弱碱盐,溶液显酸性;M离子水解生成MOH和氢离子,离子方程式为M++H2OMOH+H+;
(4)A点为MOH溶液,抑制水的电离;B点为MOH、MCl混合溶液,MOH抑制水的电离,MCl促进水的电离;C点为MCl,为盐溶液,促进水的电离,则水的电离程度由大到小的顺序为C>B>A。
26.在一定温度下,将4.0 mol SO2与2.0 mol O2的混合气体充入容积为2.0 L的密闭容器中发生反应:2SO2 + O22SO3,经过2.0 min达到平衡状态,SO2的平衡转化率为90.0%。
(1)0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)=_______________。
(2)该温度下此反应的化学平衡常数K=________________。
(3)在相同的温度下,某容器内c(SO2)=c(O2)=c(SO3)=1.0 mol•L-1,则此时反应速率v正________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1). 0.45mol•L-1•min-1 (2). 810 (3). >
【解析】
【分析】2SO2 + O22SO3
初始:4 2
反应:4×90% 1.8 3.6
平衡:0.4 0.2 3.6
【详解】(1) 0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)==0.45mol•L-1•min-1;
(2) 化学平衡常数K==810;
(3)Qc==1
27.(1)已知:① C(s) + O2(g)=CO2(g) DH=-393.5 kJ•mol-1
②2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) DH=-566 kJ•mol-1
③TiO2(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s) + O2(g) DH=+141 kJ•mol-1
则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(s) + 2CO(g)的DH=_________________。
(2)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)。25℃时,氯化银的Ksp=1.8×10-10,现将足量的氯化银加入到0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,银离子浓度最大可达到_____________mol•L-1。
(3)20 ℃时,0.1 mol•L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,则:2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)≈______________mol•L-1(填数值)。
【答案】(1). -80 kJ•mol-1 (2). 6×10-10 (3). 10-3
【解析】
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2) 0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,c(Cl-)=0.3mol/L,利用c(Ag+)=计算;
(3)根据溶液呈电中性判断。
【详解】(1)根据盖斯定律,③+2×①-②,可得TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(s) + 2CO(g),DH=+141+2×(-393.5)+ 566=-80 kJ•mol-1;
(2) 0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,c(Cl-)=0.3mol/L,25℃时,氯化银的Ksp=1.8×10-10,则c(Ag+)==6×10-10mol/L;
(3)根据溶液呈电中性可知,3c(Al3+)+ c(H+)+ c(NH4+)=2c(SO42-)+ c(OH-),2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)= c(H+)- c(OH-)=10-3-10-11≈10-3mol/L。
1.人类对能源的需求不断增加,开发新能源成为当前国际能源研究的重要课题。下列能量转化过程,不涉及化学变化的是( )
A. 利用太阳能分解水制备氢气 B. 利用氢氧燃料电池提供电能
C. 利用风驱动风轮机发电 D. 利用植物秸秆为原料生产沼气
【答案】C
【解析】
【详解】A. 利用太阳能分解水制备氢气,为太阳能转化为化学能,涉及化学变化,A错误;
B. 利用氢氧燃料电池提供电能,为化学能转化为电能,涉及化学变化,B错误;
C. 利用风驱动风轮机发电,未涉及化学变化,C正确;
D. 利用植物秸秆为原料生产沼气,涉及化学变化,D错误;
答案为C。
2.下列物质的加入,对H2O的电离平衡不产生影响的是( )
A. HNO3 B. KOH C. AlCl3 D. NaCl
【答案】D
【解析】
【详解】A. 加入HNO3,导致溶液中氢离子浓度增大,对水的电离有抑制作用,A错误;
B. 加入KOH,导致溶液中氢氧根离子离子浓度增大,对水的电离有抑制作用,B错误;
C. 加入AlCl3,铝离子发生水解反应,促进水的电离,C错误;
D. 加入NaCl,对水的电离无影响,D正确;
答案为D。
3.亚硫酸与氢硫酸都是二元弱酸,下列事实中,不能比较亚硫酸与氢硫酸的酸性强弱的是( )
A. 亚硫酸的还原性比氢硫酸弱
B. 相同条件下,导电能力亚硫酸强于氢硫酸
C. 0.10 mol·L−1的亚硫酸和氢硫酸的pH分别为2.1和4.5
D. 亚硫酸可以与碳酸氢钠溶液反应,而氢硫酸不能
【答案】A
【解析】
【详解】A. 亚硫酸的还原性比氢硫酸弱,说明亚硫酸的失电子能力弱,与酸性的强弱无关,符合题意,A正确;
B. 相同条件下,酸性越强,电离出氢离子浓度越大,导电能力越强,亚硫酸溶液的导电能力强于氢硫酸,则亚硫酸的酸性强,与题意不符,B错误;
C. 相同条件下,酸性越强,电离出的氢离子浓度越大,溶液的pH越小,则0.10 mol·L−1的亚硫酸和氢硫酸的pH分别为2.1和4.5,亚硫酸的酸性较强,与题意不符,C错误;
D. 亚硫酸可以与碳酸氢钠溶液反应,而氢硫酸不能,可得酸性:亚硫酸>碳酸>氢硫酸,与题意不符,D错误;
答案为A。
4.等物质的量浓度的下列溶液中c(NH4+)最大的是( )
A. NH4Cl B. NH4HSO4
C. (NH4)2SO4 D. (NH4)2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】溶液中存在NH4++H2O⇌ NH3∙ H2O+H+。
【详解】A. NH4Cl溶液中存在水解平衡;
B. NH4HSO4溶液中HSO4-= H++ SO42-,导致溶液中的氢离子浓度增大,使水解平衡逆向移动,铵根离子浓度增大;
C. (NH4)2SO4溶液中存在水解平衡,铵根离子浓度小于氯化铵溶液的2倍;
D. (NH4)2CO3溶液中存在双促进的水解反应,导致铵根离子浓度小于硫酸铵溶液;
综上所述,答案为C。
5.下列反应中属于吸热反应的是( )
A. 铝热反应 B. 氢氧化钠和盐酸中和
C. 葡萄糖在人体内氧化 D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 铝热反应为放热反应,与题意不符,A错误;
B. 氢氧化钠和盐酸中和为放热反应,与题意不符,B错误;
C. 葡萄糖在人体内氧化,向人体提供能量为放热反应,与题意不符,C错误;
D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体反应为吸热反应,符合题意,D正确;
答案为D。
6.下列关于原电池的叙述正确的是( )
A. 原电池将化学能转化为电能
B. 原电池正极发生的是氧化反应
C. 原电池在工作时其正极不断产生电子并经过外电路流向负极
D. 用导线连接的两种不同金属同时插入液体中,能形成原电池
【答案】A
【解析】
【详解】A. 原电池将化学能转化为电能,A正确;
B. 原电池正极得电子,发生的是还原反应,B错误;
C. 原电池在工作时其负极不断产生电子并经过外电路流向正极,C错误;
D. 用导线连接的两种不同金属同时插入液体中,若存在自发的氧化还原反应时,能形成原电池,D错误;
答案为A。
7.下列表述中合理的是( )
A. 配制FeCl3溶液,可加入少量稀硫酸,以防止溶液浑浊
B. 用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL高锰酸钾溶液
C. 实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
D. 在中和热的测定实验中,改变酸碱的用量后所求中和热的数值也随之改变
【答案】C
【解析】
【详解】A. 配制FeCl3溶液,可加入少量稀盐酸,以防止溶液浑浊,A错误;
B. 用25 mL酸式滴定管量取20.00 mL高锰酸钾溶液,B错误;
C. 碳酸钠溶液显碱性,则实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞,C正确;
D. 在中和热的测定实验中,改变酸碱的用量后,中和热为生成1mol液态水释放的热量,则所求中和热的数值不变,D错误;
答案为C。
8.下列反应中ΔH>0,ΔS>0的是( )
A. HCl(g) + NH3(g)=NH4Cl(s)
B. 高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g)
C. 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l)
D. 任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)=CO(g) + Cl2(g)
【答案】B
【解析】
【分析】ΔH>0为吸热反应,ΔS>0为熵增;∆G=ΔH-TΔS,当∆G<0时,可自发进行。
【详解】A. HCl(g) + NH3(g)=NH4Cl(s)为熵减,与题意不符,A错误;
B. 高温下能自发进行的反应:2N2O5(g)=4NO2(g) + O2(g),为吸热反应,熵增,符合题意,B正确;
C. 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) 为熵减,与题意不符,C错误;
D. 任何温度下均能自发进行的反应:COCl2(g)=CO(g) + Cl2(g) ,ΔH<0,与题意不符,D错误;
答案为B。
9.下列说法错误的是( )
A. 中和热测定实验中需要的玻璃仪器有:烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒
B. 乙烯的燃烧热是1411.3kJ·mol-1,则乙烯燃烧的热化学方程式为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1411.3kJ·mol-1
C. P(s,红磷)=P(s,黑磷),ΔH=-39.3kJ·mol-1;P(s,白磷)=P(s,红磷),ΔH=-17.6kJ·mol-1由此推知,最稳定的磷单质是黑磷
D. MgCO3分解的能量关系如图所示:则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
【答案】B
【解析】
【详解】A. 中和热测定实验中需要的玻璃仪器有:大、小烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒,与题意不符,A错误;
B. 乙烯的燃烧热是1411.3kJ·mol-1,为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时释放的热量,则乙烯燃烧的热化学方程式为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1411.3kJ·mol-1, 符合题意,B正确;
C. P(s,红磷)=P(s,黑磷),ΔH=-39.3kJ·mol-1;P(s,白磷)=P(s,红磷),ΔH=-17.6kJ·mol-1由此推知,黑磷具有的能量最低,则最稳定的磷单质是黑磷,与题意不符,C错误;
D. 根据MgCO3分解的能量关系图,则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,与题意不符,D错误;
答案为B。
10.下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)( )
A
B
C
D
NaCl溶于水
铁的吸氧腐蚀原理
铜锌原电池构造和原理
N2与O2反应能量变化
NaCl=Na+ + Cl-
负极:Fe - 2e-=Fe2+
总反应:Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu
N2(g) + O2(g)=2NO(g)ΔH=-180 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A. NaCl固体在水分子的作用下生成水合钠离子和水合氯离子,与题意不符,A不选;
B. 铁的吸氧腐蚀时,生铁的表面形成原电池,Fe失电子形成亚铁离子,与题意不符,B不选;
C. 铜锌原电池中,锌失电子生成锌离子,溶液中的铜离子得电子生成单质铜,与题意不符,C不选;
D. 根据旧键的断裂吸热,新键的形成放热,则ΔH=946+498-632×2=+180 kJ·mol-1,符合题意,D选;
答案为D。
11.常压下羰基化法精炼镍的原理为:Ni(s) + 4CO(g)Ni(CO)4(g),下列判断正确的是( )
A. 增加Ni的用量,可加快该反应速率
B. 该反应达到平衡时,4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)
C. 减压,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小
D. 选择合适的催化剂可提高CO转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A. Ni为固体,增加Ni的用量,反应速率不变,A错误;
B. 该反应达到平衡时,反应方向相反,速率之比等于计量数之比,则4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),B正确;
C. 减压,平衡逆向移动,温度未变,则反应的平衡常数不变,C错误;
D. 选择合适的催化剂可提高反应速率,对CO转化率无影响,D错误;
答案为B。
12.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为
①H2O2 + I-→H2O + IO- 慢
②H2O2 + IO-→H2O + O2 + I- 快
下列有关该反应的说法正确的是( )
A. 当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2
B. H2O2的分解速率主要是由②反应决定
C. IO-是该反应的催化剂
D. 由于催化剂的加入改变了该反应的反应热
【答案】A
【解析】
【详解】A. 当反应放出98 kJ的热量时,消耗1mol H2O2,会生成0.5 mol O2,A正确;
B. H2O2的分解速率主要是由①反应决定,B错误;
C. I-是该反应的催化剂,C错误;
D. 由于催化剂的加入改变了该反应的活化能,对反应热无影响,D错误;
答案为A。
13.在同温同压下,用惰性电极在U型管中电解下列溶液,消耗相同的电量,生成的气体体积最大的是( )
A. 饱和食盐水 B. H2SO4溶液
C. CuSO4溶液 D. CuCl2溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A. 电解饱和食盐水时,转移2mol电子生成1mol氢气、1mol氯气;
B. 电解H2SO4溶液,转移2mol电子生成1mol氢气、0.5mol氧气;
C. 电解CuSO4溶液,转移2mol电子生成1molCu、0.5mol氧气;
D. 电解CuCl2溶液,转移2mol电子生成1molCu、1mol氯气;
综上所述,转移相同电子数目时,饱和食盐水产生的气体最多,答案为A。
14.下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. H2(g) + I2(g)2HI(g)平衡后增大压强颜色变深
B. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
C. N2 + 3H22NH3 ΔH<0 工业上采用高温条件更有利于合成氨
D. 向AgCl悬浊液中加入KI溶液,有黄色沉淀生成
【答案】AC
【解析】
【详解】A. H2(g) + I2(g)2HI(g)平衡后增大压强体积减小,I2浓度增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,符合题意,A选;
B. Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后,溶液中的c(SCN-)增大,导致平衡向生成Fe(SCN)3方向移动,颜色变深,能用勒夏特列原理解释,B不选;
C. N2 + 3H22NH3 ΔH<0 工业上采用高温条件,催化剂的活性最佳,更有利于合成氨,反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不能用勒夏特列原理解释,C选;
D. 向AgCl悬浊液中加入KI溶液,Ksp(AgI)小于Ksp(AgCl),溶液中I-与Ag+结合生成黄色沉淀,导致AgCl的溶解平衡正向移动,能用勒夏特列原理解释,D不选;
答案为AC。
15.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2 + 2Ag + 2NaCl=Na2Mn5O10 + 2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法不正确的是( )
A. Ag电极发生氧化反应
B. 正极反应式:5MnO2 + 2e-=Mn5O102-
C. 该电池中电子的移动方向是:Ag→盐溶液→MnO2
D. Cl-不断向“水”电池的负极移动
【答案】C
【解析】
【详解】A. Ag电极失电子化合价生成,发生氧化反应,与题意不符,A错误;
B.正极Mn元素得电子,化合价降低,反应式:5MnO2 + 2e-=Mn5O102-,与题意不符,B错误;
C.该电池中电子在外电路中的移动方向是:Ag→导线、用电器→MnO2,符合题意,C正确;
D. 内电路中,Cl-不断向“水”电池的负极移动,与题意不符,D错误;
答案为C。
16.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A. 无色溶液中:Ca2+、NH4+、Br‾、CH3COO‾
B. 室温下=1012的溶液中:Fe2+、Al3+、NO3-、SO42-
C. 室温下水电离c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、HCO3-、Cl-、Ca2+
D. pH=13的溶液中:CO32-、Na+、Cl-、AlO2-
【答案】AD
【解析】
【详解】A. 无色溶液中:Ca2+、NH4+、Br‾、CH3COO‾,均为无色,且能大量共存,A正确;
B. 室温下=1012的溶液中c(H+)>c(OH-),Fe2+、H+、NO3-不能大量共存,B错误;
C. 室温下水电离的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液,可能为酸溶液,也可能为碱溶液: HCO3-、H+或OH-,均不能大量共存,C错误;
D. pH=13的溶液中,存在大量的OH-:CO32-、Na+、Cl-、AlO2-、OH-不反应,能大量共存,D正确;
答案为AD。
17.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )
A. 1 L 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中离子总数为0.4NA
B. 精炼铜,若阳极重量减轻32 g,则电路中一定通过NA个电子
C. N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 若放出46.2 kJ热量,则反应消耗N2分子数为0.5NA
D. 1 mol FeCl3完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数目小于NA
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 1 L 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,离子总数大于0.4NA,A错误;
B. 精炼铜,阳极失电子的可能为Zn、Fe、Cu,若阳极重量减轻32 g,则电路中通过的电子数不能确定,B错误;
C. N2(g) + 3H2(g) ⇌NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 若放出46.2 kJ热量,则反应消耗N2分子数为0.5NA,C正确;
D. 1 mol FeCl3完全水解生成的Fe(OH)3胶粒数目与n(Fe3+)略小,则胶粒数目小于NA,D正确;
答案为CD。
18.298K时,将10 mL a mol·L-1 Na3AsO3、10 mL a mol·L-1 I2和10 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33-(aq) + I2(aq) + 2OH-(aq)AsO43-(aq) + 2I-(aq) + H2O(l),溶液中c(I-)与反应时间(t)的关系如图所示。下列不能判断反应达到平衡的是( )
A. 溶液的pH不再变化 B. v正(I-)=2v逆(AsO33-)
C. 不再变化 D. c(AsO43-)=2b mol·L-1
【答案】D
【解析】
【详解】A. 达到平衡状态时,溶液中溶液的c(OH-)不再改变,则溶液的pH不再变化,与题意不符,A错误;
B. v正(I-)=2v逆(AsO33-),反应方向相反,速率之比等于化学计量数之比,能判断达到平衡状态,B错误;
C. 未平衡时,c(I-)增大,c(AsO33-)减小,则增大,达到平衡状态时比值则不再变化,与题意不符,C错误;
D. c(AsO43-)=2b mol·L-1时,不能判断是否达到平衡状态,符合题意,D正确;
答案为D。
19.已知T ℃时两种弱酸的电离平衡常数如下表。将pH和体积均相同的两种酸溶液M、N分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
弱酸
HNO2
CH3COOH
电离平衡常数
50×10-4
1.7×10-5
A. 曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B. M、N两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C. 溶液中水的电离程度:b点<c点
D. 从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
【答案】B
【解析】
【分析】根据K可知,酸性HNO2> CH3COOH,加水稀释时HNO2的pH变化较大,则曲线I为CH3COOH,曲线II为HNO2。
【详解】A. 分析可知,曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,与题意不符,A不选;
B. M、N两溶液pH相同,CH3COOH酸性弱,含有的未电离的分子多,消耗NaOH多,则溶液中n(Na+)多于HNO2溶液的,符合题意,B选;
C. b、c两点溶液的pH越大,则溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:b点<c点,与题意不符,C不选;
D. 从c点到d点,溶液的温度未变,= =,保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子),与题意不符,D不选;
答案为B。
20.室温下,取10 mL 0.1 mol•L−1某二元酸H2A,滴加0.1 mol•L−1 NaOH溶液。已知:H2A=H+ + HA-,HA-H+ + A2-。下列说法正确的是( )
A. A2-可经过两步水解得到H2A
B. 当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C. 当滴加至中性时,溶液中有c(Na+)=c(HA-) + c(A2-)
D. 当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=c(HA-) + c(A2-)
【答案】B
【解析】
【详解】A. H2A为强电解质,完全电离生成H+ 、HA-,A2-可经过水解只能得到HA-,A错误;
B. 当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液中的溶质为NaHA,离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),B正确;
C. 当滴加至中性时,根据溶液呈电中性,c(Na+) +c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)及c(H+)= c(OH-),溶液中有c(Na+)=c(HA-) + 2c(A2-),C错误;
D. 当用去NaOH溶液体积20 mL时,溶质为Na2A,根据物料守恒此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-) + 2c(A2-),D错误;
答案为B。
21.一定温度下,BaSO4(s)Ba2+(aq) + SO42-(aq)体系中, c(Ba2+)和c(SO42-)关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. a、b、c三点对应的Ksp相等
B. BaSO4在c点的溶解度比b点的大
C. BaSO4溶于水形成饱和溶液中,c(Ba2+)=c(SO42-)
D. b点的溶液中加入BaCl2固体,c(SO42-)沿曲线向a点方向变化
【答案】AC
【解析】
【详解】A. a、b、c三点为曲线上的点,温度未变则三点对应的Ksp相等,A正确;
B. BaSO4在c点的c(SO42-)< c(Ba2+),且小于b点,则溶解度比b点的小,B错误;
C. BaSO4溶于水形成的饱和溶液中,c(Ba2+)=c(SO42-),C正确;
D. b点的溶液中加入BaCl2固体,溶液中c(Ba2+)增大,则c(SO42-)沿曲线向从点方向变化,D错误;
答案为AC。
22.用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,请回答下列问题:
(1)准确称量5.0 g含有少量易溶杂质的样品(杂质不与盐酸反应),配成250 mL待测溶液,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、___________________。
(2)滴定时,用0.2000 mol·L-1的盐酸来滴定待测溶液,量取待测液10.00 mL应选用_________仪器(填字母)。
(3)滴定过程中,眼睛应注视___________________________________,以甲基橙做指示剂,正确判断滴定终点的现象是________________________________。
(4)由下表可知,第2次所用盐酸体积明显偏大,其可能的原因是_________。
滴定次数
待测溶液体积(mL)
标准酸体积
滴定前的刻度(mL)
滴定后的刻度(mL)
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
2.10
24.20
第三次
10.00
4.10
24.00
a.锥形瓶用待测液润洗
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失
d.滴定结束时,俯视读数
(5)根据表中数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是_________,烧碱样品的纯度是_________。
【答案】(1). 250mL容量瓶 (2). B (3). 锥形瓶内溶液颜色变化 (4). 滴入最后一滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色且半分钟内不恢复为黄色 (5). ac (6). 0.4000 mol·L-1 (7). 80%或0.8
【解析】
【分析】(1)配制250mL的溶液需要250mL的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等玻璃仪器;
(2) 滴定时,待测液为NaOH溶液,需选用碱式滴定管量取;
(3)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化;向碱溶液中滴加酸,用甲基橙作指示剂,变色pH为4.4;
(4) a.锥形瓶用待测液润洗,导致烧碱的物质的量增大,使用盐酸的体积增大;
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外,导致烧碱的物质的量减小,使用盐酸的体积减小;
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失,导致盐酸体积的读数增大;
d.滴定结束时,俯视读数,导致读取盐酸的体积偏小;
(5)根据表中数据,第二次读数差距较大,舍去不用,根据c×10.00=0.2000×20.00计算。
【详解】(1)配制250mL的溶液需要250mL的容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等玻璃仪器;
(2) 滴定时,待测液为NaOH溶液,需选用碱式滴定管量取,答案为B;
(3)滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化;向碱溶液中滴加酸,用甲基橙作指示剂,变色pH为4.4,则滴定终点的现象为滴入最后一滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色且半分钟内不恢复为黄色;
(4) a.锥形瓶用待测液润洗,导致烧碱的物质的量增大,使用盐酸的体积增大,符合题意,a正确;
b.滴定过程中锥形瓶中溶液溅出瓶外,导致烧碱的物质的量减小,使用盐酸的体积减小,与题意不符,b错误;
c.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束气泡消失,导致盐酸体积的读数增大,符合题意,c正确;
d.滴定结束时,俯视读数,导致读取盐酸的体积偏小,与题意不符,d错误;
答案为ac;
(5)根据表中数据,第二次读数差距较大,舍去不用,使用盐酸的V==20.00mL,c×10.00=0.2000×20.00,c=0.4000mol/L;烧碱样品的纯度==80%。
23.氢能源是最具应用前景的能源之一。
(1)氢氧燃料电池是一种高效无污染的清洁电池,用KOH溶液作电解质溶液,其负极反应式为_____________,理论上,正极消耗氧气2.8 L(标况下)时,电路中有__________mol e-通过。
(2)高纯氢的制备是目前的研究热点。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如下。通过控制双控开关,可交替得到H2和O2。
①太阳能光伏电池是将光能转化为__________能。
②当连接K1时可制得____________气体。
③当连接K2时,电极2附近pH_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
④当连接K2时,电极3作______极,其电极反应式为________________________。
【答案】(1). H2-2e-+2OH-=2H2O (2). 0.5 (3). 电 (4). H2 (5). 变小 (6). 阴极 (7). NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
【解析】
【分析】(1)反应中氢气失电子化合价升高,与溶液中的氢氧根离子反应生成水;正极消耗氧气2.8 L,即0.125mol,化合价由0价变为-2价,转移电子物质的量为0.5mol;
(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能;
②当连接K1时,溶液中的氢离子得电子生成氢气;
③当连接K2时,电极2为阳极,溶液中的水失电子,生成氧气和氢离子;
④当连接K2时,电极3作阴极;得电子,由NiOOH变为Ni(OH)2。
【详解】(1)反应中氢气失电子化合价升高,与溶液中的氢氧根离子反应生成水,则电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O;正极消耗氧气2.8 L,即0.125mol,化合价由0价变为-2价,转移电子物质的量为0.5mol;
(2) ①太阳能光伏电池是将光能转化为电能;
②当连接K1时,溶液中的氢离子得电子生成氢气;
③当连接K2时,电极2为阳极,溶液中的水失电子,生成氧气和氢离子,附近pH变小;
④当连接K2时,电极3作阴极;得电子,由NiOOH变为Ni(OH)2,电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-。
24.现有浓度均为0.1 mol•L-1的五种电解质溶液①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa;⑤NaOH。
已知:HCO3- + H2O + AlO2-=Al(OH)3↓ + CO32-
(1)25℃时⑤的pH=_____________。
(2)请写出NaHCO3在水溶液中的电离方程式___________________________________。
(3)这五种溶液的pH由大到小的顺序是_____________________________(填编号)。
(4)在上述五种溶液中分别加入AlCl3溶液,能产生大量无色无味气体的是______(填编号)。
(5)将五种溶液稀释相同的倍数时,其pH变化最大的是___________________(填编号)。
【答案】(1). 13 (2). NaHCO3=Na++HCO3- (3). ⑤③①②④ (4). ①② (5). ⑤
【解析】
【分析】(1) 25℃时⑤NaOH0.1 mol•L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L;
(2) NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子;
(3)生成盐对应的酸,酸性越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小的程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
【详解】(1) 25℃时⑤NaOH0.1 mol•L-1,c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,则pH=13;
(2) NaHCO3在水溶液中完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO3-;
(3)已知酸性:CH3COOH>H2CO3> HCO3-> Al(OH)3,其对应的盐,越弱越水解,水解程度越大,溶液的碱性越强,则五种溶液的pH由大到小的顺序是⑤③①②④;
(4)①Na2CO3、②NaHCO3与AlCl3发生双水解反应,生成氢氧化铝和二氧化碳气体;
(5)①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa加水稀释时,水解平衡正向移动,导致c(OH-)减小程度较小;⑤NaOH为强碱,完全电离,加水稀释,无平衡的移动,则其pH变化最大。
25.常温下,向20 mL 0.1 mol•L-1的MOH溶液中逐滴加入0.1 mol•L-1 HCl溶液,滴定曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)请写出MOH的电离方程式__________________________,常温下,该碱的电离平衡常数Kb=_________。
(2)滴定到B点时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_________________________。
(3)C点所对应的溶液呈_____性,用离子方程式表示其原因______________________。
(4)图中A、B、C三点溶液中水的电离程度由大到小的顺序是_______________________。
【答案】 (1). MOHM++OH- (2). 10-5 (3). c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) (4). 酸 (5). M++H2OMOH+H+ (6). C>B>A
【解析】
【分析】(1)根据图像可知,溶液的pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,MOH溶液的浓度为0.1 mol•L-1,MOH为弱碱;
(2)滴定到B点时,溶质为MOH、MCl,且物质的量相等,此溶液显碱性,即MOH的电离程度大于MCl的水解程度;
(3)根据图像可知,C点溶液为MCl溶液,其溶质为强酸弱碱盐,溶液显酸性;M离子水解生成MOH和氢离子;
(4)A点为MOH溶液,抑制水的电离;B点为MOH、MCl混合溶液,MOH抑制水的电离,MCl促进水的电离;C点为MCl,为盐溶液,促进水的电离。
【详解】(1)根据图像可知,溶液的pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,MOH溶液的浓度为0.1 mol•L-1,MOH为弱碱,电离方程式为MOHM++OH-;
(2)滴定到B点时,溶质为MOH、MCl,且物质的量相等,此溶液显碱性,即MOH的电离程度大于MCl的水解程度,则c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);
(3)根据图像可知,C点溶液为MCl溶液,其溶质为强酸弱碱盐,溶液显酸性;M离子水解生成MOH和氢离子,离子方程式为M++H2OMOH+H+;
(4)A点为MOH溶液,抑制水的电离;B点为MOH、MCl混合溶液,MOH抑制水的电离,MCl促进水的电离;C点为MCl,为盐溶液,促进水的电离,则水的电离程度由大到小的顺序为C>B>A。
26.在一定温度下,将4.0 mol SO2与2.0 mol O2的混合气体充入容积为2.0 L的密闭容器中发生反应:2SO2 + O22SO3,经过2.0 min达到平衡状态,SO2的平衡转化率为90.0%。
(1)0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)=_______________。
(2)该温度下此反应的化学平衡常数K=________________。
(3)在相同的温度下,某容器内c(SO2)=c(O2)=c(SO3)=1.0 mol•L-1,则此时反应速率v正________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1). 0.45mol•L-1•min-1 (2). 810 (3). >
【解析】
【分析】2SO2 + O22SO3
初始:4 2
反应:4×90% 1.8 3.6
平衡:0.4 0.2 3.6
【详解】(1) 0~2 min内O2的平均反应速率v(O2)==0.45mol•L-1•min-1;
(2) 化学平衡常数K==810;
(3)Qc==1
②2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) DH=-566 kJ•mol-1
③TiO2(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s) + O2(g) DH=+141 kJ•mol-1
则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(s) + 2CO(g)的DH=_________________。
(2)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)。25℃时,氯化银的Ksp=1.8×10-10,现将足量的氯化银加入到0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,银离子浓度最大可达到_____________mol•L-1。
(3)20 ℃时,0.1 mol•L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,则:2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)≈______________mol•L-1(填数值)。
【答案】(1). -80 kJ•mol-1 (2). 6×10-10 (3). 10-3
【解析】
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2) 0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,c(Cl-)=0.3mol/L,利用c(Ag+)=计算;
(3)根据溶液呈电中性判断。
【详解】(1)根据盖斯定律,③+2×①-②,可得TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(s) + 2CO(g),DH=+141+2×(-393.5)+ 566=-80 kJ•mol-1;
(2) 0.1 mol•L-1氯化铝溶液中,c(Cl-)=0.3mol/L,25℃时,氯化银的Ksp=1.8×10-10,则c(Ag+)==6×10-10mol/L;
(3)根据溶液呈电中性可知,3c(Al3+)+ c(H+)+ c(NH4+)=2c(SO42-)+ c(OH-),2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)= c(H+)- c(OH-)=10-3-10-11≈10-3mol/L。
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