2022-2023学年山西省运城市康杰中学高二上学期1月期末考试化学试题含解析
展开山西省运城市康杰中学2022-2023学年高二上学期
1月期末考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生产生活密切相关。下列有关说法不正确的是
A.家庭常用的锌锰碱性电池放电时,将化学能转化为电能
B.青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能
C.除去溶液中少量的,可选用固体
D.明矾是一种良好的净水剂,能够杀菌消毒净化水质
【答案】D
【详解】A.家庭常用的锌锰碱性电池为原电池,放电时,将化学能转化为电能,故A正确;
B.合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能,故青铜比纯铜具有更高的硬度和更强的抗腐蚀性能,故B正确;
C.FeCl3水解生成氢氧化铁和盐酸,CuO能与盐酸反应,加入CuO可促进FeCl3水解生成氢氧化铁沉淀而除去,故C正确;
D.明矾溶于水电离产生的铝离子水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体,可用于净水,不能用来杀菌消毒,故D错误;
故选:D。
2.下列离子方程式书写正确的是
A.溶液显碱性的原因:
B.的电离方程式:
C.泡沫灭火器的原理:
D.的沉淀溶解平衡:
【答案】B
【详解】A.溶液显碱性的原因是硫离子发生水解,分两步水解,离子方程式为:、,故A错误;
B.电离出碳酸根离子和氢离子,氢离子和水分子结合生成水合氢离子,电离方程式:,故B正确;
C.泡沫灭火器的原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,该反应是完全反应,不用可逆符号,离子方程式为:,故C错误;
D.部分溶于水,用可逆符号,沉淀溶解平衡:,故D错误;
故选:B。
3.下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是
A.通常用小黑点来表示电子的多少,黑点密度大,电子数目大
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子在球壳上运动
C.黑点密度大,单位体积内电子出现的机会大
D.p能级的原子轨道呈哑铃型,随着能层序数的增大,p能级原子轨道数也在增多
【答案】C
【详解】A.小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会,不表示电子数目,故A错误;
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故B错误;
C.小黑点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内电子出现的概率大,故C正确;
D.每个p轨道都含有3个相互垂直的轨道,故D错误;
故选:C。
4.下列有关化学用语表示正确的是
A.基态铝原子核外有三个单电子
B.的结构示意图:
C.基态铬原子的价电子排布式:
D.基态氮原子核外电子的轨道表示式:
【答案】C
【详解】A.基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,即3p轨道有1个单电子,选项A错误;
B.Cl-离子质子数为17,核外电子数为18,有3个电子层,各层电子数为2、8、8,氯离子结构示意图为 ,选项B错误;
C.根据核外电子排布规律可以写出基态铬价电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,所以基态铬(Cr)原子的价电子排布式是3d54s1,选项C正确;
D.基态氮原子核外电子排布式为1s22s22p3,其轨道表示式为,选项D错误;
答案选C。
5.对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是
A.碱性:NaOH
C.电负性:Na>Mg>Al D.第一电离能:Na
【详解】A.同周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱,金属性:Na>Mg>Al,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故A错误;
B.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,则半径:Na>Mg>Al,故B正确;
C.同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,则电负性:Na<Mg<Al,故C错误;
D.同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大,但Mg的最外层为全充满状态,电子能量低,第一电离能较大,第一电离能:Mg>Al>Na,故D错误。
答案选B。
6.恒容密闭容器中进行的可逆反应,达到平衡状态的是
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③混合气体的密度不再改变
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①③④ B.①④⑤ C.②③⑤ D.①②③④⑤
【答案】B
【详解】①单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO2,生成a mol O2表示正反应方向,生成2a mol NO2表示逆反应方向,其速率之比等于化学计量数之比,说明反应达到平衡,故①正确;
②单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO,这都是正反应速率,没有说明逆反应方向的速率,故不能判断是否达到平衡,故②错误;
③该反应的反应条件是恒容密闭容器,体积和质量都不变,所以整个过程中,混合气体的密度始终不变,不能作为平衡的标志,故③错误;
④混合气体的颜色不再改变,说明各物质浓度不再变化,说明反应达到平衡,故④正确;
⑤混合气体的总质量不变,该反应前后气体总物质的量变化,则混合气体的平均相对分子质量是一个随着反应变化的量,因此混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡,故⑤正确;
综上所述,①④⑤可作为达到平衡状态的标志,B项正确;答案为B。
7.下列过程或现象与盐类水解无关的是
A.将溶于盐酸配制溶液
B.用食醋除水垢
C.厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D.草木灰与铵态氮肥混合使用会降低肥效
【答案】B
【详解】A.FeCl3水解显酸性,将FeCl3溶于盐酸配制FeCl3溶液,可以抑制三价铁离子水解,故A不选;
B.用食醋除水垢反应的离子方程式为:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO-,属于复分解反应,与盐类水解无关,故B选;
C.碳酸钠溶液水解显碱性,油脂在碱溶液中水解生成易溶于水的物质易于洗涤,和盐类水解有关,故C不选;
D.铵根离子水解显酸性,碳酸根离子水解显碱性,二者在一起会发生相互促进的水解反应,生成氨气,会降低肥效,与盐类水解有关,故D不选;
故选:B。
8.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.滴入甲基橙显红色的溶液:、、、
B.室温下,水电离的 mol/L的溶液:、、、
C.室温下,的溶液:、、、
D.室温下,的溶液:、、、
【答案】D
【详解】A.滴入甲基橙显红色的溶液中含有,与反应,不能共存,A错误;
B.室温下,水电离的,溶液可能显酸性可能显碱性,在酸性溶液和碱性溶液中都不能共存,B错误;
C.室温下,的溶液,开始沉淀,的溶液:、、、不能共存,C错误;
D.室温下,的溶液显酸性,、、、可以共存,D正确;
故选D。
9.两份2 mol H2分别与足量的O2充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ、生成水蒸气的反应热为ΔH2。下列说法正确的是
A.ΔH2>-571.6 kJ/mol
B.用热化学方程式表示氢气的燃烧热为:2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) ΔH1=-571.6 kJ/mol
C.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量低于2 mol H2O (l)具有的能量
D.反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)的ΔH<0,ΔS>0
【答案】A
【详解】A.2 mol H2分别与足量的O2充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ,生成水蒸气放出的热量小于571.6 kJ,但反应放热,反应热ΔH2>-571.6 kJ/mol,故A正确;
B..氢气的燃烧热应该指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,应为:H2(g) + O2(g) = H2O (l) ΔH1=-285.8kJ/mol,故B错误;
C.氢气燃烧放热,2 mol H2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量高于2 mol H2O (l)具有的能量,故C错误;
D. 反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)的ΔH<0,气体的物质的量减少,所以ΔS<0,故D错误;
故答案为A。
10.厨房垃圾发酵液通过电渗析法处理同时得到乳酸的原理如图所示(图中表示乳酸分子,表示乳酸根离子)。下列有关说法中正确的是
A.交换膜I为阴离子交换膜,从浓缩室通过向阳极移动
B.交换膜II为阳离子交换膜,从浓缩室通过向阴极移动
C.乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升到,则阴极上产生的的体积在标准状况下为
D.阳极的电极反应式为
【答案】C
【分析】根据图知,右室加入发酵液,在浓缩室得到HA浓溶液,说明右室中的阴离子通过阴离子交换膜加入浓缩室,则b电极反应式为2H2O+4e-═2OH-+H2↑,a电极反应式为2H2O-4e-═4 H++O2↑,生成的H+通过交换膜进入浓缩室,据此分析解答。
【详解】A.左边电极上电极反应式为2H2O-4e-═4H++O2↑,生成的H+通过交换膜I进入浓缩室,所以交换膜I为阳离子交换膜,A-从阴极通过向浓缩室移动,故A错误;
B.右边电极反应式为2H2O+4e-═2OH-+H2↑,溶液中A-从右侧通过交换膜II进入浓缩室,所以II为阴离子交换膜,氢离子从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,故B错误;
C.400mL 0.1mol•L-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升到0.6mol•L-1,则生成的乳酸物质的量=0.4L×(0.6-0.1)mol/L=0.02mol,转移n(H+)等于生成n(HA)为0.02mol,同时转移电子物质的量为0.02mol,根据2H2O+2e-═2OH-+H2↑知,生成氢气的物质的量为0.01mol,在标况下的体积是2.24L,故C正确;
D.阳极上水失电子生成氢离子和氧气,电极反应式为2H2O-4e-═4H++O2↑,故D错误;
故选:C。
11.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
A.图b中,开关由M改置于N时,合金的腐蚀速率减小
B.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
C.图d中,钢铁轮船外壳连接一块金属A(铜块)可以减缓船体外壳腐蚀速度
D.图c中,接通开关时腐蚀速率增大,上放出气体的速率也增大
【答案】A
【详解】A.开关由M改置于N时,Zn为负极,合金为正极,则Cu-Zn合金的腐蚀速率减小,故A正确;
B.图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,故B错误;
C.Fe、Cu形成原电池时,Fe为负极被腐蚀,则钢铁轮船外壳连接一块金属A(铜块)不能减缓船体外壳腐蚀速度,故C错误;
D.图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt上放出,故D错误;
故选:A。
12.有研究认为,强碱性溶液中反应分三步进行,其中两步如下:
第一步
第三步
下列说法错误的是
A.反应第二步为 B.升高温度可以加快的水解
C.由K可判断反应第三步比第一步快 D.和都是弱酸
【答案】C
【详解】A.总反应为I-+ClO-═IO-+Cl-,其中第一步ClO-+H2O→HClO+OH-,第三步HIO+OH-→IO-+H2O,则总反应式减去第一步和第三步反应即可得第二步反应式为HClO+I-→HIO+Cl-,故A正确;
B.温度越高反应速率越快,则升高温度可以加快ClO-的水解的反应速率,故B正确;
C.平衡常数只能体现反应进行的程度,无法判断反应的速率快慢,即由K不能确定反应第三步比第一步快,故C错误;
D.由离子反应方程式ClO-+H2O→HClO+OH-和HIO+OH-→IO-+H2O可知HClO和HIO均已分子形式存在,说明HClO和HIO都是弱酸,故D正确;
故选:C。
13.下列装置或操作能达到目的的是
A.实验1制取无水固体 B.实验2验证氯化银溶解度大于硫化银
C.实验3比较、对反应速率的影响 D.实验4氯碱工业
【答案】A
【详解】A.加热时氯化镁易水解,HCl可抑制镁离子的水解,在HCl气流中加热可制备无水氯化镁固体,故A正确;
B.硝酸银过量,分别与NaCl、硫化钠反应生成沉淀,不能验证氯化银溶解度大于硫化银,故B错误;
C.过氧化氢的浓度不同、催化剂不同,两个变量,不能比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响,故C错误;
D.电解饱和食盐水,与电源正极相连的为阳极,阳极上Cl-失电子生成Cl2,阴极是水得电子生成H2和OH-,为得到纯度较高的NaOH溶液,应使用阳离子交换膜,故D错误;
故选:A。
14.已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中表示过渡态,I表示中间体。下列说法正确的是
A.该过程的总反应速率由⑥步骤决定
B.使用更高效的催化剂可降低该反应的
C.该历程中的最大能垒
D.升高温度,有利于提高A的转化率
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应③的活化能最大,则该历程中的反应③为该反应的决速步,A错误;
B.催化剂只能改变反应所需要的活化能,而不能改变反应的反应热,即使用更高效的催化剂不可改变该反应的ΔH,B错误;
C.由图可知,反应③的活化能最大,该历程中的最大能垒(活化能)E正=16.87kJ/mol-(-1.99kJ/mol)=18.86kJ·mol-1,C正确;
D.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,则该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,A的转化率降低,D错误;
故答案为:C。
15.已知和可以相互转化: 。现将一定量和的混合气体通入体积为的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示。Y表示浓度随时间的变化曲线,则下列说法错误的是
A.a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是b点
B.根据图示数据,该反应的
C.如混合气体的压强不再发生改变,说明反应已达化学平衡状态
D.内用表示的平均化学反应速率是
【答案】B
【详解】A.由图可知,10-25min及30min之后X、Y的物质的量浓度不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b点处于化学平衡状态,故A正确;
B.由图可知,b点时各物质平衡浓度为c(NO2)=0.6mol/L,c(N2O4)=0.4mol/L,所以平衡常数,故B错误;
C.该反应气体分子数不相等,即反应前后物质的量发生变化,由压强与物质的量成正比,混合气体的压强不再发生改变即物质的量不再变化,说明反应已达化学平衡状态,故C正确;
D.25~30 min内用N2O4的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,所以v(N2O4)==0.04mol/(L•min),由速率之比等于系数比,则v(NO2)=2v(N2O4)=,故D正确;
故选:B。
16.亚砷酸可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态,将溶液滴入亚砷酸溶液,各种微粒物质的量分数与溶液的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.交点b的溶液中:
B.通常情况下,电离程度大于水解程度
C.在10~13之间,随增大水解程度减小
D.人体血液的在7.35~7.45之间,患者用药后人体中含元素的主要微粒是
【答案】B
【详解】A.当溶液的溶质为K2HAsO3时,根据物料守恒有c(K+)=2c()+2c()+2c(),K2HAsO3溶液应呈碱性,说明的水解程度大于电离程度,则该溶液中c()<c(),而b点c()=c(),则溶液中的溶质应为K2HAsO3和K3AsO3,则2c()+2c()+2c()<c(K+),将c( )=c()带入可得2c()+4c()<c(K+),故A正确;
B.a 点为等量的H3AsO3 和,此时溶液为碱性,所以电离程度小于水解程度,故B错误;
C.水解方程式为+H2O⇌+OH-,pH增大,氢氧根浓度增大,水解平衡逆向移动,即水解程度减小,故C正确;
D.据图可知当pH在7.35-7.45之间时,As元素主要存在形式为H3AsO3,故D正确;
故选:B。
17.常温下,,。和的沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中R表示或),下列说法正确的是
A.曲线II表示
B.M点的饱和溶液中加入,溶液组成由M点向P点移动
C.N点的饱和溶液蒸发少量水,溶液组成由N点向M点移动
D.溶液中含少量,加入,时,有沉淀生成
【答案】D
【分析】Ksp(FeS )=1×10-17.2>Ksp(CuS )=1×10-35.2,当-lgc(S2-)相同时,c(Fe2+)>c(Cu2+),则-lgc(Fe2+)<-lgc(Cu2+),则曲线I表示FeS、曲线II表示CuS;
【详解】A.根据分析可知,曲线II表示CuS,A错误;
B.曲线I表示FeS,FeS饱和溶液中加入,c(S2-)增大,温度不变则Ksp(FeS )不变,c(Fe2+)减小,-lgc(Fe2+)增大,溶液组成由P点向M点移动,B错误;
C.曲线II表示CuS,N点的CuS饱和溶液蒸发少量水,c(Cu2+)、c(S2-)均不变,温度不变则Ksp(CuS )不变,溶液组成由N点不移动,C错误;
D.时,溶液中Qc= c(Fe2+)∙ c(S2-)=0.1×10-15.2=10-16.2> Ksp(FeS )=1×10-17.2,有沉淀生成,D正确;
故选:D。
18.室温下,甲、乙两烧杯均盛有5mLpH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4。关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是
A.溶液的体积10V甲
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙
D.若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≤乙
【答案】D
【详解】A.如果酸是强酸,则需要稀释10倍,才能使pH从3升高到4;如果是弱酸,弱酸存在电离平衡,稀释促进电离,则需要稀释10倍以上,才能使pH从3升高到4,即溶液的体积:10V甲≤V乙,故A错误;
B.酸抑制水的电离,甲烧杯中氢离子的浓度是乙烧杯中氢离子浓度的10倍,因此水电离出的OH-浓度:10c(OH-)甲=c(OH-)乙,故B错误;
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,则乙烧杯中所得盐溶液的浓度小。如果盐不水解,则所得溶液的pH相等。如果生成的盐水解,则甲烧杯中溶液的碱性强于乙烧杯中溶液的碱性,即所得溶液的pH:甲≥乙,故C错误;
D.若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,如果是强酸,则均是恰好反应,溶液显中性。如果是弱酸,则酸过量,但甲烧杯中酸的浓度大,pH小,因此,所得溶液的pH:甲≤乙,故D项正确;
故选D。.
二、元素或物质推断题
19.我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素,且原子序数依次增大。元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如表:
元素
元素性质或原子结构
A
周期表中原子半径最小的元素
B
原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
C
最外层P轨道半充满
D
位于短周期,其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
E
该元素的正三价离子的能级为半充满
(1)基态B原子核外共有_______种运动状态不同的电子,共占据_______个原子轨道,其中能量最高的能级符号是_______。
(2)B、C、D第一电离能由大到小为_______(填元素符号)。
(3)分子内有_______个键,_______个键。
(4)E在周期表中的位置是_______,属于_______区,外围电子排布图为_______。
(5)写出E的原子结构示意图:_______。
【答案】(1) 6 4 2p
(2)N > O>C
(3) 3 2
(4) 第四周期 VIII 族 d
(5)
【分析】A、B、C、D、E五种前四周期元素,且原子序数依次增大, 周期表中原子半径最小的元素,则为H元素;B原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,电子排布式为1s22s22p2,则B为C元素;C最外层P轨道半充满,电子排布式为1s22s22p3,为N元素;D位于短周期,其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,电子排布式为1s22s22p4,为O元素;E元素的正三价离子的能级为半充满,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,为Fe元素;
【详解】(1)B为C元素;基态B原子的电子排布式为1s22s22p2,核外有6个电子,即有6种运动状态不同的电子;共占据4个原子轨道,其中能量最高的能级符号是2p;
(2)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能N>O>C,故答案为:N>O>C;
(3)C2H2的结构式为H-CC-H,分子内有3个键,2个键;
(4)E为Fe元素,在周期表中的位置是第四周期 VIII 族,属于d区,外围电子排布图为;
(5)E为Fe元素,为26号元素,原子结构示意图为:。
三、实验题
20.乙二酸俗称草酸,是二元弱酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。回答下列问题:
I.查阅资料可知,常温下,部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
电离平衡常数
(1)常温下,的溶液与的氢氟酸溶液等体积混合,溶液显_______性(填“酸”“碱”或“中”)。
(2)溶液中离子浓度大小关系_______。
(3)溶液中通入过量的,反应的化学方程式为_______。
II.氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。人体缺乏维生素易得坏血病。维生素C易被空气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C,新鲜橙汁中维生素C的含量在左右。某课外活动小组测定了某品牌的软包装橙子中维生素C的含量。下面是测定实验分析报告。
①测定目的:测定××牌软包装橙汁维生素的含量,是否为纯天然。
②测定原理:。
③实验用品及试剂:
a.仪器和用品(自选,说明:锥形瓶不易将液体溅出)
b.试剂:某品牌橙汁为,浓度为标准碘溶液、蒸馏水、指示剂
④实验过程:(略)
回答下列问题:
(4)用标准的碘溶液滴定待测的橙汁时,左手控制_______的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,当_______时到达滴定终点。
(5)下列操作中可能使所测橙汁的浓度偏低的是_______(填字母)。A.酸式滴定管未用标准碘液润洗就直接注入标准碘液
B.滴定前盛放待测液溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取碘液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(6)若经数据处理,滴定某品牌橙汁(待测液)消耗标准碘溶液的体积是,从分析数据看,此品牌橙汁是否是纯天然橙汁?_______(填字母)(已知维生素C的摩尔质量为)。
A.是 B.可能是 C.不是
【答案】(1)酸
(2)c(Na + )>c()>c(H+ )>c()>c(OH-)
(3)Na2C2O4+HF= NaHC2O4+NaF
(4) 酸式滴定管 加入最后半滴碘液,溶液由无色变为蓝色,且 30s 内不改变为止
(5)D
(6)C
【详解】(1)若氢氟酸为强酸,二者等浓度等体积混合,溶液显中性,因氢氟酸为弱酸,则HF溶液的浓度远大于NaOH溶液的浓度,HF溶液过量,溶液显酸性,故答案为:酸;
(2)0.1mol/L的NaHC2O4溶液中,电离、水解但程度都较小,溶液中阴离子主要为,根据图知,此时溶液pH<7,溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,所以溶液中存在:c(Na+)>c()>c()>c(H2C2O4);
(3)弱酸的电离平衡常数越大说明弱酸电离程度越大,其酸性越强,由表格中数据可知酸性:H2C2O4>HF>,依据强酸制弱酸,Na2C2O4溶液中通入过量的HF生成草酸氢钠和氟化钠,反应方程式为:Na2C2O4+HF=NaF+NaHC2O4;
(4)碘溶液具有氧化性,会氧化橡胶,所以盛放在酸式滴定管中,即用标准的碘溶液滴定待测的橙汁时,左手握酸式滴定管的活塞;淀粉遇碘变蓝,所以该实验中可以选用淀粉作指示剂,当达到滴定终点时,碘稍过量,溶液由无色变为蓝色,则判断滴定终点的现象是:;加入最后半滴碘液,溶液由无色变为蓝色,且 30s 内不改变为止
(5)A.酸式滴定管未用标准碘液润洗就直接注入标准碘液,导致标准碘液被稀释,所用标准液体积偏大,测定的浓度偏高,A不符合题意;
B.滴定前盛放待测液溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,对待测液溶质的物质的量没有影响,则对结果无影响,B不符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致记录的标准液体积偏大,测定结果偏高,C不符合题意;
D.读取碘液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,导致读取的标准液体积偏小,测定结果偏低,D符合题意;
综上所述答案为D。
(6)根据测定原理可知,n(C6H8O6)=n(I2),所以橙汁的浓度为=0.99g/L=990mg/L,结果远大于500mg•L-1,所以不是天然橙汁,故选C。
四、工业流程题
21.铁镍矿是一种重要的金属材料,主要用于制备铁镍合金,还用于制备镍氢电池的材料。某铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该铁镍矿制备高纯度的氢氧化镍,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)铁镍矿石粉碎的目的是____________________________。
(2)“酸溶”时,所加入的试剂A是硫酸,溶液中有等金属阳离子生成,废渣1的主要成分的化学式为___________。
(3)“除铁”时的作用是___________。
(4)“除钙、镁”过程形成的废渣3的化学式为___________。
(5)已知常温下,该流程在“沉镍”过程中,需调节溶液约为___________时,才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度;)。
(6)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下:
(式中M为储氢合金)。写出电池放电过程中正极的电极反应式:________________________。
【答案】(1)便于酸溶时增大固体与酸溶液接触面,使之充分反应,提高反应速率
(2)SiO2
(3)将Fe2+氧化为 Fe3+
(4)CaF2、MgF2
(5)9.15
(6)M+H2O+e-= MH+OH-
【分析】铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物,粉碎后,加入试剂稀硫酸进行酸溶,其中硅的氧化物不与酸反应,形成废渣1,滤液中含有、、、、、,加入将氧化为后,利用碳酸钠除铁,得到黄钠铁矾渣,再利用除铜,得到硫化铜废渣,再利用除钙、除镁,得到废渣为、,最后利用沉镍,得到固体。
【详解】(1)铁镍矿石粉碎可以增大增大固体与酸溶液接触面积,使之充分反应,提高反应速率;
(2)酸溶时,加入稀硫酸,硅的氧化物与硫酸不反应,故废渣的主要成分为;
(3)酸溶后所得溶液中含有、,“除铁”时的作用是将氧化为,利于将铁转化为沉淀除去;
(4)加入除钙、镁离子,生成、难溶物形成废渣,故答案为:、;
(5),,则,,,该流程在“沉镍”过程中,需调节溶液约为时,才刚好沉淀完全,故答案为:;
(6)电池放电过程中M在正极得电子发生还原反应生成MH,电极反应为
M+H2O+e-= MH+OH-。
五、填空题
22.能源的开发和有效利用以及人均消费量,是一个国家生产技术水平和生活水平的重要标志。
I.“氢能”因热值高,无污染,将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标,就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。煤的气化反应主要是:
反应I ;
反应II ,在850℃时,。
(1)①反应I的正反应的活化能和的大小关系为_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)温度的改变对正、逆反应速率影响较大的是_______(填“正”或“逆”)反应速率;
②将一定量和的混合气体放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃),以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是_______。
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率,可以采取的措施有_______。
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
(2)850℃时,若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x、y应满足的条件是_______。
II.二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:
(3)a、b、c从大到小依次为_______。
(4)某温度下,将和充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示,请计算,条件下的化学平衡常数_______。
【答案】(1) 大于 正 B BC
(2)y<x
(3)a>b>c
(4)
【详解】(1)①ΔH1=Ea正-Ea逆>0,Ea正>ΔH1,温度的改变对吸热反应方向影响较大,所以对正反应方向影响较大;故答案为:大于;正;
②A.两边气体的计量数相等,即n不变,根据质量守恒,m不变,故混合气体的平均分子量始终不随时间变化,故a错误;
B.当v(CO)正=v(H2)逆时,说明正逆反应速率相等,即达到平衡状态;故B正确;
C.当c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)时,浓度熵Qc==1,绝热体系初始温度是850℃,达到平衡时温度变化,则K≠1,不能判断达到平衡状态,故C错误;
D.绝热体系中气体的化学计量数之和不变的反应,混合气体的压强在反应过程中是不变的,当混合气的压强不随时间而变化时,不能说明达到平衡状态,故D错误;
故答案为:B;
③A.加入选择性好的催化剂,只能加快速率不能改变平衡,故A错误;
B.该反应放热,不断散热有利于平衡正向移动,故B正确;
C.不断充入水蒸气,可以使平衡正向移动,提高CO的平衡转化率,故C正确;
D.增加CO在原料气中的含量,可以提高水蒸气的转化率,其自身转化率减小,故D错误;
故答案为:BC;
(2)若使反应正向进行,浓度熵Qc=<K=1,反应正向进行,则y<x,故答案为:y<x;
(3)同一温度下,不断充入水蒸气,增大水蒸气和CO的物质的量之比,可以使平衡正向移动,提高CO的平衡转化率,则a>b>c,故答案为:a>b>c;
(4)由图知,条件下平衡时的物质的量分数为0.2,列三段式为:,则,解得x=,化学平衡常数为。
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