【化学】北京市顺义区2019-2020学年高二下学期期末考试质量检测（解析版）

北京市顺义区2019-2020学年高二下学期期末考试质量检测
1.下列装置工作时，将电能转化为化学能的是(　 　)
A. 风力发电
B. 电解氯化铜溶液
C. 南孚电池放电
D. 天然气燃烧
【答案】B
【解析】
【详解】A．风力发电是将风能转化为电能，故A不符合题意；
B．电解氯化铜溶液是电解池原理的应用，电解池是将电能转化为化学能的装置，故B符合题意；
C．南孚电池放电是原电池原理的应用，原电池是将化学能转化为电能的装置，故C不符合题意；
D．天然气燃烧是化学能转化为热能和光能，故D不符合题意；
答案选B。
2.下列物质属于弱电解质的是( )
A. H2O B. NaOH C. NaCl D. H2SO4
【答案】A
【解析】
【详解】A.水部分电离，属于弱电解质，A正确；
B.NaOH在水溶液中完全电离，属于强电解质，B错误；
C.NaCl在水溶液中完全电离，属于强电解质，C错误；
D.H2SO4在水溶液中完全电离，属于强电解质，D错误；
答案为A。
3.准确量取25.00 mL酸性高锰酸钾溶液，可选用的仪器是(　　)
A. 500 mL量筒 B. 10 mL量筒
C. 50 mL碱式滴定管 D. 50 mL酸式滴定管
【答案】D
【解析】
【详解】A.500 mL量筒精确到0.5mL，不能准确量取25.00 mL，A错误；
B.10 mL量筒精确到0.1mL，不能准确量取25.00 mL，B错误；
C.高锰酸钾有强氧化性，能氧化碱式滴定管的橡胶管，不能使用碱式滴定管量取，C错误；
D.用50 mL酸式滴定管能准确量取25.00 mL酸性高锰酸钾溶液，D正确；
答案为D。
4.控制变量是科学研究的重要方法。相同质量的铝与足量1 mol·L-1盐酸分别在下列条件下发生反应，开始阶段化学反应速率最大的是(　　)
选项
铝的状态
实验温度/℃
A
片状
20
B
片状
30
C
粉末
20
D
粉末
30
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】相同质量的铝与足量1mol•L-1盐酸反应，反应物相同，接触面积越大，温度越高，反应速率越快，所以开始阶段化学反应速率最大的是粉末状铝，温度为30℃，答案选D。
5.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A. 碳酸氢钠溶液和盐酸的反应 B. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C. 灼热的炭与二氧化碳反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠溶液和盐酸的反应，属于放热反应、非氧化还原反应，与题意不符，A错误；
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，属于吸热反应、非氧化还原反应，与题意不符，B错误；
C.灼热的炭与二氧化碳反应，属于吸热反应、氧化还原反应，符合题意，C正确；
D.甲烷在氧气中的燃烧反应，属于放热反应、氧化还原反应，与题意不符，D错误；
答案为C。
6.下列操作中，能使电离平衡H2O⇌H＋＋OH－，向逆反应反向移动的是(　　)
A. 向水中加入2.0mol/L碳酸钠溶液
B. 向水中加入2.0mol/L 氢氧化钠溶液
C. 向水中加入2.0mol/L 氯化钠溶液
D. 将水加热到100℃，使pH＝6
【答案】B
【解析】
【详解】A．向水中加入2.0mol/L碳酸钠溶液，碳酸根离子水解，消耗溶液中的氢离子，使水的电离平衡正向移动，故A不符合题意；
B．向水中加入2.0mol/L 氢氧化钠溶液，氢氧化钠属于强碱，在溶液中完全电离产生OH－，导致溶液中OH－浓度增大，使水的电离平衡逆向移动，故B符合题意；
C．向水中加入2.0mol/L氯化钠溶液，氯化钠在溶液中钠离子和氯离子对水的电离平衡无影响，但是氯化钠溶液的水使得该平衡正向移动，故C不符合题意；
D．常温下，水的pH＝7，即水中氢离子浓度为10-7mol/L，将水加热到100℃，使pH＝6，即升高温度使水中氢离子浓度变为10-6mol/L，温度升高，水中氢离子浓度增大，说明平衡正向移动，故D不符合题意；
答案选B。
7.将1molN2和3molH2充入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，发生反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH＜0并达到平衡，改变条件，下列关于平衡移动说法中正确的是( )
选项
改变条件
平衡移动方向
A
使用适当催化剂
平衡向正反应方向移动
B
升高温度
平衡向逆反应方向移动
C
再向容器中充入1molN2和3molH2
平衡不移动
D
向容器中充入氦气
平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．使用适当催化剂，平衡不移动，故A错误；
B．正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的方向移动，则平衡向逆反应方向移动，故B正确；
C．再向容器中充入1molN2和 3molH2相当于增大压强，平衡正向移动，故C错误；
D．向容器中充入氦气，由于容器的体积不变，N2、H2和NH3的浓度均不变，平衡不移动，故D错误；
故选B。
8.下列过程或现象与盐类水解无关的是(　　)
A. 纯碱溶液去油污 B. 明矾KAl(SO4)2•12H2O净化水
C. 加热氯化铁溶液颜色变深 D. 钢铁在潮湿的环境下生锈
【答案】D
【解析】
【详解】A．纯碱为Na2CO3，在溶液中水解显碱性，而油脂属于酯类，在碱性条件下发生水解而溶解，故纯碱溶液能去油污，与盐类的水解有关，故A不选；
B．明矾溶于水能水解生成氢氧化铝胶体，具有吸附功能，能够净水，与盐类的水解有关，故B不选；
C．盐类的水解为吸热过程，故加热氯化铁溶液后，对氯化铁的水解有促进作用，能水解出氢氧化铁胶体显红褐色，故溶液颜色变深，与盐类的水解有关，故C不选；
D．铁在潮湿的环境下生锈，发生电化学腐蚀，与盐类的水解无关，故D选；
故选D。
9.下列说法中正确的是(　　)
A. 合成氨时使用催化剂，可提高氨气的平衡产率
B. 某些不能自发进行的氧化还原反应，通过电解可以实现。
C. C(s、石墨)=C(s、金刚石) △H=+1.9 kJ•mol-1，则等质量的石墨比金刚石能量高
D. 土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS)，说明CuS很稳定，不具有还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A．工业合成氨时使用催化剂可以改变反应速率，但不能改变平衡，不能提高氨气的产率，故A错误；
B．不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理有可能实现，如铜和稀硫酸的反应，铜为阳极被氧化，可生成硫酸铜，故B正确；
C．从C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ/mol，则石墨具有的能量较低，故C错误；
D．CuS、ZnS都为难溶于水的盐，土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS)，CuSO4与ZnS发生沉淀的转化反应，ZnS转化为CuS，说明CuS的溶解度小于ZnS的溶解度，与CuS的稳定性和还原性无关，故D错误；
故选B。
10.解释下列事实所用的方程式不正确的是(　　)
A. 碳酸氢钠在水溶液中的电离：NaHCO3=Na＋＋HCO
B. 硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝：4I－+O2 + 4H+ = 2I2+2H2O
C. 用热的纯碱溶液清洗油污：CO+ 2H2O⇌H2CO3 + 2OH－
D. 用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙：CO+ CaSO4 =CaCO3 + SO
【答案】C
【解析】
【详解】A．碳酸氢钠为强电解质，在水溶液中完全电离，电离方程式为NaHCO3=Na++HCO，故A正确；
B．硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝，是被空气中的氧气氧化，反应的离子方程式：4I-+O2 +4H+= 2I2+2H2O，故B正确；
C．纯碱为强碱弱酸盐，水解呈碱性，加热促进水解，油脂在碱性条件下能够完全水解，反应的离子方程式为：CO+H2O⇌HCO+OH-，HCO+H2O⇌H2CO3+OH-，水解以第一步为主，故C错误；
D．碳酸钙溶解度小于硫酸钙，所以Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙，反应的离子方程式：CO+CaSO4 ⇌CaCO3 +SO，故D正确；
故选C。
11.常温下，某溶液由amol/LCH3COONa和bmol/LCH3COOH组成的混合液，下列说法中正确的是(　　)
A. 该溶液一定呈酸性
B. 该溶液一定呈碱性
C. 该溶液一定呈中性
D. CH3COONa会抑制CH3COOH的电离
【答案】D
【解析】
【详解】CH3COONa属于强碱弱酸盐，CH3COO-发生水解CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-产生OH-，溶液显碱性，CH3COONa溶液浓度越大，CH3COO-发生水解平衡向正向移动的程度越大，产生氢氧根离子浓度就越大；CH3COOH是弱酸酸，溶液中部分电离CH3COOH⇌ CH3COO-+H+产生H+，溶液显酸性，CH3COOH的浓度越大，电离产生的氢离子浓度就越大，二者混合后，由于溶液浓度大小不确定，则电离产生的c(OH-)和水解产生的c(OH-)都无法确定，混合后溶液酸碱性无法确定，故ABC选项均不正确；根据CH3COOH的电离方程式：CH3COOH⇌CH3COO-+H+，向CH3COOH溶液中加入CH3COONa，相当于引入CH3COO-，溶液中c(CH3COO-)增大，导致CH3COOH电离平衡逆向移动，则CH3COONa会抑制CH3COOH的电离，答案选D。
12.已知：N2O4(g)⇌2NO2(g)　ΔH＞0，现将1molN2O4充入2L密闭容器中，下列说法中不能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A. N2O4质量不再变化
B. NO2浓度不再发生变化
C. 混合气体的总质量不再变化
D. NO2的消耗速率是N2O4消耗速率的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】A．N2O4质量不再变化，即N2O4浓度不再变化，说明达到了平衡状态，故A不选；
B．NO2浓度不再发生变化，说明达到了平衡状态，故B不选；
C．反应前后均为气体，混合气体的总质量始终不变，混合气体的总质量不再变化，不能说明达到平衡状态，故C选；
D．NO2的消耗速率是N2O4消耗速率的2倍，可以表示为v逆(NO2)=2v正(N2O4)，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故D不选；
故选C。
13.下列各种变化属于原电池反应的是( )
A. 在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B. 工业上用饱和的食盐水制备氯气和烧碱
C. 锌与稀硫酸反应时，加入少量的硫酸铜溶液，可加快反应速率
D. 铜在空气中加热变黑，趁热立即插入无水乙醇中又变红
【答案】C
【解析】
【详解】A．没有两个活泼性不同的电极，不能构成原电池，铝和氧气直接反应生成氧化铝，属于化学腐蚀，故A错误；
B．电解饱和食盐水2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，是电解反应，不是原电池反应，故B错误；
C．锌和稀硫酸反应置换出氢气，加入少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，锌、铜和稀硫酸构成原电池，发生原电池反应，反应速率加快，故C正确；
D．铜在空气中加热变黑生成CuO，趁热插入乙醇中又变红，是乙醇被氧化铜氧化，没有构成原电池，故D错误；
故选C。
14.已知： (1)Fe2O3(s)+C(s)＝CO2(g)+2Fe(s)，ΔH＝+234.1kJ•mol-1
则的ΔH是（ ）
A. －824.4 kJ•mol-1 B. －627.6kJ•mol-1
C. -744.7kJ•mol-1 D. -169.4kJ•mol-1
【答案】A
【解析】
【详解】已知：(1)2Fe(s)+CO2(g)=Fe2O3(s)+C(s)△H=-234.1kJ•mol-1(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1，由盖斯定律(2)×+(1)，得：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=(-393.5kJ•mol-1)×+(-234.1kJ•mol-1)=-824.4kJ•mol-1，可知：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824.4kJ•mol-1，故答案为A。
【点睛】利用盖斯定律计算反应热，熟悉已知反应与目标反应的关系是解答本题的关键。应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
15.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)

A. 电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B. 盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C. 铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
D. 取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
【答案】A
【解析】
【分析】
该原电池中，Zn易失电子作负极、Cu作正极，正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu，负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，电子从负极沿导线流向正极，盐桥中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，据此答题。
【详解】A.锌作负极、铜作正极，电子从锌电极通过电流计流向铜电极，故A正确；
B.Zn易失电子作负极、Cu作正极，阴离子向负极移动，则盐桥中阴离子向硫酸锌溶液迁移，故B错误；
C.铜电极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故C错误；
D.取出盐桥后，不能形成原电池，铜电极在反应前后质量增加，故D错误。
故选A。
16.常温下，向20 mL 0.1 mol·L－1氨水中滴加0.1 mol·L－1盐酸，溶液中由水电离出的c(H＋)随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是(　　)

A. c点溶液中，c(NH)＝c(Cl－)
B. a、b之间的任意一点：c(Cl－)＞c(NH)＞c(H＋)＞c(OH－)
C. b、d两点溶液pH均为7
D. b、c、d任意一点都有： c(NH)+c(H＋)=c(OH－)+ c(Cl－)
【答案】D
【解析】
【分析】
向20 mL 0.1 mol·L－1氨水中滴加0.1 mol·L－1盐酸，根据图象可知，水的电离程度由小逐渐变大，后又逐渐变小，则a点溶液中溶质只有氨水，b点溶质为一水合氨和氯化铵，c点NH4+的水解程度达到最大，也是恰好完全反应点，溶质为氯化铵；再继续加入盐酸，盐酸过量抑制水的电离，溶质为氯化铵和盐酸。
【详解】A．根据分析，c点为氨水与盐酸完全反应点，溶液中溶质为氯化铵，铵根离子会水解，所以c(NH4+)＜c(Cl−)，故A错误；
B．a到b过程中，水电离程度不断增大，氨水不断被中和生成氯化铵，b点溶质应为氯化铵与氨水混合溶液，溶液中存在电荷守恒：c(Cl－)+ c(OH－)=c(H＋)+ c(NH4+)，溶液从碱性到中性，则a-b之间任意一点有c(H＋)＜c(OH－)，结合电荷守恒得c(Cl−)＜c(NH4+)，故B错误；
C．b点溶质为氯化铵与氨水，溶液呈中性，d点溶质为氯化铵与过量的盐酸，溶液显酸性，故C错误；
D．根据分析，b点溶质为一水合氨和氯化铵，c点NH4+的水解程度达到最大，也是恰好完全反应点，溶质为氯化铵；d点溶质为氯化铵和盐酸，b、c、d任意一点对应的溶液中都存在电荷守恒，电荷守恒式都为c(NH)+c(H＋)=c(OH－)+ c(Cl－)，故D正确；
答案选D。
17.回答或解释下列问题：
(1)已知：P4(白磷，s) =4P(红磷，s)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，则稳定性：白磷_______红磷(填“大于”或“小于”)。
(2)在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量。写出相应的热化学方程式为____________；
(3)将浓氨水滴入到固体氢氧化钠中，可以快速制备氨气，用平衡移动原理解释原因：____________；
(4)常温下，用0.1mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1mol/L HCl溶液和20.00 mL0.1 mol/L CH3COOH溶液，得到2条滴定曲线如图所示：

①由A、C点判断，滴定HCl溶液的曲线是__________(填“图1”或“图2”)。
②a＝________ mL。
③D点对应离子浓度由大到小的顺序为____________。
【答案】 (1). 小于 (2). H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH＝－183kJ·mol－1 (3). 在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH+OH—，加入固体氢氧化钠中，溶解放热并电离出大量的OH—，平衡逆向移动，析出氨气 (4). 图1 (5). 20.00 (6). c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(OH-)=c(H+)
【解析】
【分析】
(1)物质具有的能量越低，越稳定；
(2) 在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量，据此书写反应的热化学方程式；
(3)氨水中存在NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌ NH+OH-的平衡关系，结合NaOH溶解放热且发生电离分析解答；
(4)HCl是强酸、CH3COOH是弱酸，且均为一元酸，结合反应的方程式和电荷守恒分析解答。
【详解】(1)已知：P4(白磷，s)＝4P(红磷，s)，△H＜0，为放热反应，说明白磷的能量比红磷高，则红磷比白磷稳定，故答案为：小于；
(2)在常温常压下，1 g 氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ 的热量，1mol氢气为2g，则1mol氢气在足量氯气中完全燃烧生成氯化氢气体，放出91.5 kJ×2=183kJ的热量，热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) △H=-183kJ/mol，故答案为：H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)△H=-183kJ•mol-1；
(3)NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH+OH-，NaOH溶于水，放热且发生电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，平衡向生成氨气的方向移动，温度升高，促进分解NH3·H2O，使得氨气逸出，故答案为：在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH+OH—，加入固体氢氧化钠中，溶解放热并电离出大量的OH—，平衡逆向移动，析出氨气；
(4)①HCl是强酸、CH3COOH是弱酸，浓度相同的HCl和CH3COOH的pH：HCl＜CH3COOH，根据图知，未加NaOH时，pH较小的是图1，所以图1是滴定盐酸的曲线，故答案为：图1；
②酸和碱都是一元，则酸碱以物质的量之比为1∶1进行反应，酸碱的物质的量浓度相等，酸碱恰好中和时其物质的量相等，则酸碱溶液的体积相等，图1中pH=7说明酸碱恰好完全反应生成强酸强碱盐NaCl，二者的体积相等，为20.00mL，故答案为：20.00；
③D点为CH3COOH和NaOH反应后溶液的pH=7的点，溶液中溶质为CH3COONa和CH3COOH，溶液呈中性，则c(OH-)=c(H+)，根据电荷守恒，c(Na+)+ c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，则c(Na+)=c(CH3COO-)，因此c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(OH-)=c(H+)，故答案为：c(Na+)=c(CH3COO-)＞c(OH-)=c(H+)。
【点睛】本题易错点为(4)，正确判断滴定曲线的对应关系是解题的关键，要注意等物质的量浓度的HCl和CH3COOH的pH：HCl＜CH3COOH。
18.工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)。
(1)平衡常数的表达式K=_________________________
(2)向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g)，某温度时测得部分数据如下表。
t/min
0
1
2
3
4
n(H2O)/mol
1.20
1.04
0.90
0.70
0.70
n(CO)/mol
0.80
0.64
0.50
0.30
0.30
则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为__________；该温度下反应的平衡常数K＝________(小数点后保留2位有效数字)。
(3)已知该反应在不同的温度下的平衡常数数值分别为
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.19
1.00
060
0.38
①根据表中的数据判断，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
②800℃，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，此时v正_______v逆 (填“>”“<”或“＝”)
【答案】 (1). (2). 0.15 mol·L－1·min－1 (3). 1.19 (4). 放热 (5). ＜
【解析】
【分析】
(1)平衡常数的表达式K=；
(2)根据表格，计算2min内CO的反应速率，根据反应速率之比等于反应计量系数之比，则v(H2)=v(CO)；反应进行到3min时，反应达到平衡状态，列三段式计算解答；
(3)①升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，据此分析判断。
②根据题中数据列式计算Qc，与同温度下的平衡常数K比较，判断反应进行的方向，进而确定正逆反应速率的大小。
【详解】(1)已知反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)，平衡常数的表达式K==；
(2)根据表格，则从反应开始到2min时，CO的物质的量的变化量为0.3mol，体积为1L，则CO的物质的量浓度的变化量为0.3mol/L，2min 内，v(CO)==0.15 mol·L－1·min－1.，反应速率之比等于反应计量系数之比，则v(H2)=v(CO)=0.15 mol·L－1·min－1；
反应进行到3min时，反应达到平衡状态，列三段式：

则平衡常数K=≈1.19；
(3)①由表格数据可知，升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；
②800℃，向2L恒容密闭容器中充入1molCO(g)、1molH2O(g)、2molCO2(g)、2molH2(g)，则Qc=，800℃时，K=1.19，则Qc＞K，平衡向逆向移动，则v正＜v逆。
【点睛】浓度商Qc是反应物的浓度幂之积与生成物的浓度幂之积的比值，若Qc大于K，平衡会逆向移动，若Qc小于K，平衡会正向移动，若Qc等于K，平衡不移动。
19.化学与生产、生活、社会密切相关，请根据学过化学知识解答下列问题
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是___________。
a．Cu2S b．NaCl c．Fe2O3 d．HgS
(2) 银针验毒”在我国有上千年历史，银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为：4Ag＋2H2S＋O2=2Ag2S＋2H2O。当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原。原理是形成了原电池，该原电池的负极反应物为：______。
(3)某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

①通入甲烷的电极为________(填“正极”或“负极”)，该电极反应式为___________。
②乙装置工作一段时间后，结合化学用语解释铁电极附近滴入酚酞变红的原因：____________。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为_________________________
【答案】 (1). b (2). 铝(Al) (3). 负极 (4). CH4-8e-+10OH-=+7H2O (5). 在铁电极：2H++2e－=H2↑，促进水电离，c(OH－)＞c(H+)，显碱性 (6). 减小 (7). Cu2++2e－=Cu
【解析】
【分析】
(1)金属活动性顺序表中Al及其前面的金属用电解法冶炼；
(2)当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原，发生的反应为硫化银生成了银，其原理是形成了原电池，可知铝作为负极反应物发生了氧化反应；
(3)①甲装置为燃料电池，燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，据此分析书写电极反应；
②铁电极作阴极，水电离的氢离子得电子生成氢气，故氢氧根浓度增大而使溶液显碱性；
③粗铜中的杂质锌也会在阳极放电生成锌离子，所以随着反应的进行，硫酸铜溶液浓度将减小，精铜电极为阴极，发生还原反应。
【详解】(1) a.以Cu2S为原料，采用火法炼铜，反应原理为2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，a不符合题意；
b．工业电解熔融NaCl冶炼Na，反应原理为2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑，b符合题意；
c．工业上以Fe2O3为原料，用热还原法冶炼铁，反应原理为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，c不符合题意；
d．以HgS为原料冶炼Hg的原理为HgS+O2Hg+SO2，d不符合题意；
答案选b。
(2)根据题意，当银针变色后，将其置于盛有食盐水的铝制容器中一段时间后便可复原，发生的反应为硫化银被还原生成了银，其原理是形成了原电池，可知铝作为负极反应物发生了氧化反应，硫化银作为正极反应物发生还原反应，食盐水作为电解质溶液，该原电池的负极反应物为：铝(Al)；
(3)①燃料电池工作时，燃料发生氧化反应，为负极反应物，在碱作电解质时，甲烷转化为碳酸根，故负极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；
②结合图示可知，铁电极作阴极，铁电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑，促进水电离，使阴极附近溶液中c(OH-)＞c(H+)，溶液显碱性，则铁电极附近滴入酚酞变红；
③丙装置为粗铜的精炼装置，由于粗铜中的杂质锌也会在阳极放电生成锌离子，所以随着反应的进行，硫酸铜溶液浓度将减小，精铜电极为阴极，精铜上发生还原反应，铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
【点睛】易错点为(3)中甲乙丙三池的判断，根据图示可知甲为燃料电池，燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，根据燃料电池的电极连接可确定乙、丙为电解池，原电池的正极与电解池阳极相连，负极与电解池的阴极相连，进而确定阴阳极的电极反应。
20.某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，装置如下图所示。

已知：
i．Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+。
ii．生成Fe(HSO3)2+离子的反应为：Fe3+ +HSO⇌Fe(HSO3)2+ 。
步骤一：实验准备：
如上图连接装置，并配制100mL 1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管D 中。
(1)配制100mL1.0 mol·L-1 FeCl3溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和______，装置C的作用为：________________。
(2)用离子方程式解释1.0 mol·L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)pH=1的原因：________
步骤二：预测实验
(3)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色。
该小组同学预测的理论依据为：________________
步骤三：动手实验
(4)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。
①SO2与FeCl3溶液反应生成了Fe(HSO3)2+离子的实验证据为：__________。证明浅绿色溶液中含有Fe2+的实验操作为：_____________ 。
②为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了如下实验。
实验I
往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。微热3 min，溶液颜色变为浅绿色。
实验II
往5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色。
综合上述实验探究过程，得出的结论为：____________。
步骤四：反思实验：
(5)在制备SO2的过程中，同学们发现，使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快，分析其中的原因是_________。
【答案】 (1). 100mL容量瓶 (2). 安全瓶 防倒吸 (3). Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋ (4). SO2有强还原性，FeCl3有强氧化性，发生氧化还原反应生成Fe2+或SO2+2 Fe3＋＋2H2O=SO+4H++2 Fe2＋ (5). 溶液变成红棕色 (6). 向反应后的溶液中加入铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}溶液 (7). 加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间 (8). 反应本质是H+与SO反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(SO)都较大，生成SO2速率更快
【解析】
【分析】
探究SO2与FeCl3溶液的反应，根据图示，B中亚硫酸钠与硫酸反应放出二氧化硫，二氧化硫易溶于水，为了防止倒吸，需要安装安全瓶，将生成的二氧化硫通入FeCl3溶液中反应，通过观察现象进行实验。在解答时要结合题目所给信息和化学反应原理分析解答。
【详解】(1) 配制溶液的步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解，冷却后转移到100mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，所以需要的仪器为天平、药匙、量筒、烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管，其中玻璃仪器有量筒、烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管，缺少的仪器：100mL容量瓶；装置C为安全瓶，防止D中溶液倒吸入B中，故答案为：100mL 容量瓶；安全瓶，防止倒吸；
(2) FeCl3为强酸弱碱盐，水解后溶液显酸性，Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋，故答案为：Fe3＋＋3H2O⇌Fe(OH)3＋3H＋；
(3) SO2具有还原性，能够与FeCl3溶液发生氧化还原反应生成亚铁离子，SO2+2 Fe3＋＋2H2O=SO+4H++2 Fe2＋，因此反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色，故答案为：SO2有强还原性，FeCl3有强氧化性，发生氧化还原反应生成Fe2+(或SO2+2 Fe3＋＋2H2O=SO+4H++2 Fe2＋)；
(4)①Fe(HSO3)2+离子为红棕色，当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，说明反应生成了Fe(HSO3)2+离子；Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+，证明浅绿色溶液中含有Fe2+的实验操作为向反应后的溶液中加入铁氰化钾溶液{K3[Fe(CN)6]}，生成蓝色沉淀，故答案为：溶液变成红棕色；向反应后的溶液中加入铁氰化钾{K3[Fe(CN)6]}溶液；
②根据实验I，将溶液微热3 min，溶液颜色变为浅绿色，根据实验II，向溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色，几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色，说明加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间，故答案为：加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间；
(5)亚硫酸钠与硫酸反应放出二氧化硫的本质是H+与SO反应，98%的浓硫酸中H2SO4电离的很少，而70%的硫酸中含水较多，H2SO4几乎完全电离，导致c(H+)和c(SO)都较大，生成SO2速率更快，故答案为：反应本质是H+与SO反应，70%的硫酸中含水较多，c(H+)和c(SO)都较大，生成SO2速率更快。
【点睛】本题的易错点和难点为(4)①中亚铁离子的检验，要注意溶液中存在铁离子，不能使用KSCN和氯水检验。
21.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，在生产和生活中有广泛的应用。
已知：i．高铁酸钠(Na2FeO4)极易溶解于水，20℃溶解度为111克；高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水。
ii．高铁酸钾(K2FeO4)在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。
iii．高铁酸根在水溶液中存在平衡：⇌↑
(1)工业上用氯气和烧碱溶液可以制取次氯酸钠，反应的离子方程式为___________。
(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，既可以对水杀菌消毒，又可以净化水，其原理为________。
(3)工业上有多种方法制备高铁酸钾。
方法1：次氯酸盐氧化法。工艺流程如图所示。

①“氧化”过程中的氧化剂为(填化学式)______________。
②写出“转化”过程中的化学方程式为__________________。
③上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，操作是将粗产品先用稀KOH溶液溶解，然后再加入饱和KOH溶液，冷却结晶过滤。上述操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释__________。
(4)方法2：电解法
我国化学工作者还提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案，装置如下图所示。

①Ni电极作________(填“阴”或“阳”)极；
②Fe电极的电极反应式：____________。
【答案】 (1). Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (2). 高铁酸钾氧化性强，对水杀菌消毒，生成Fe3+，水解生成氢氧化铁胶体，可以净化水 (3). NaClO (4). Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH (5). 因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O ⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动 (6). 阴极 (7). Fe-6e-+8OH-= FeO42-+4H2O
【解析】
【分析】
(1)氯气和烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
(2)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe(OH)3胶体，有吸附性；
(3)氯化铁溶液在碱性条件下与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应：2FeCl3+10NaClO+3NaOH= 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，得到含有Na2FeO4、NaCl的混合溶液，向其中加入40%NaOH溶液使NaCl形成晶体析出，通过过滤除去，再向滤液中加入饱和KOH溶液，发生反应：Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH，将Na2FeO4转化为K2FeO4，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到K2FeO4，据此分析解答。
(4)根据图示，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，铁元素化合价升高，被氧化，则Fe作阳极，Ni作阴极，据此分析解答。
【详解】(1)氯气和烧碱溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2+2OH- =Cl-+ClO-+H2O；
(2)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中生成的Fe(OH)3胶体，有吸附性；
(3)①根据分析，“氧化”过程中氯化铁溶液在碱性条件下与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应：2FeCl3+10NaClO+3NaOH= 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，根据反应可知，NaClO中Cl元素化合价降低，被还原，作氧化剂；
②根据分析，“转化”过程中，向滤液中加入饱和KOH溶液，将Na2FeO4转化为K2FeO4，化学方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH；
③操作中溶解粗产品用稀KOH溶液，不用蒸馏水，根据平衡移动原理解释因为高铁酸钾在水溶液中存在平衡：4FeO42-+10H2O⇌4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，加入稀KOH可以使平衡逆向移动；
(4)①根据分析，Ni电极作电解池的阴极；
②根据分析，Fe作阳极，在碱性条件下，铁电极转化为Na2FeO4，则Fe电极的电极反应式：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
【点睛】本题解答时要充分运用已知信息，难点为(3)，解题时要根据流程结合已知信息分析操作的目的和作用。