2022北京海淀高二(上)期末化学(教师版)
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这是一份2022北京海淀高二(上)期末化学(教师版),共21页。试卷主要包含了 下列物质中,属于弱电解质的是, 下列关于0, 在一定条件下发生反应,24B, 下列化学用语表达正确的是等内容,欢迎下载使用。
2022北京海淀高二(上)期末
化 学
可能用到的相对原子质:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第一部分选择题(共42分)
在下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。(每小题3分,共42分)
1. 下列物质中,属于弱电解质的是
A. CH3COOH B. KOH C. BaSO4 D. CH3COONa
2. 下列各组离子在碱性溶液中,可以大量共存的是
A. Cu2+、Na+、SO、HCO B. Na+、NH、MnO、I-
C. K+、Mg2+、Fe2+、Cl- D. Na+、NO、SO、CO
3. 用铂电极电解下列物质的溶液,当耗电量相同时,阴极和阳极上同时都有气体产生,且溶液的pH下降的是( )
A. H2SO4 B. CuSO4 C. HCl D. KCl
4. 侯氏制碱法部分工艺流程图如图,下列说法不正确的是
A 精制饱和食盐水呈中性
B. 吸氨过程中混合液的pH升高
C. 母液呈强酸性
D. 煅烧时2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
5. 下列关于0.1mol·L-1碳酸钠溶液的说法中,正确的是
A. 溶液中共有5种分子和离子
B. 升高温度,CO水解平衡正向移动
C. CaCl2能促进Na2CO3的水解
D. 加入氢氧化钠固体,可以使溶液中c(Na+):c(CO)=2:1
6. 下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是
A. 钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B. 电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C. 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程
D. 铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应
7. N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)△H②
D. 等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好完全中和,消耗盐酸的体积:①>②
11. 某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如图所示,下列有关该电池的说法不正确的是
A. 出口I处有水生成
B 循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环
C. 电池放电时,K+向镍电极I的方向迁移
D. 正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
12. 一定温度和压强下,2mol氢气和1mol氧气,分别以两种不同的方式发生化学反应生成2mol液态水。方式一:点燃;方式二:制成氢氧燃料电池。关于两种方式下氢气与氧气反应的说法不正确的是
A. 反应的焓变相等 B. 体系内能变化相等
C. 放出的热量相等 D. 均满足质量守恒与能量守恒
13. 某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 (g) HI(g) Δ H< 0,该温度下, K=43。某时刻,测得容器内 H2、I2、HI 的浓度依次为 0.01 mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L。 一段时间后,下列情况与事实相符的是
A. 氢气的体积分数变小 B. 混合气体密度变大
C. 混合气体颜色变深 D. 容器内压强变小
14. 某小组研究沉淀之间的转化,实验设计如图所示。(已知:ZnS为白色固体,CuS为黑色固体)下列分析不正确的是
A. ①中存在沉淀溶解平衡:ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)
B. ②中现象可证明Zn2+(aq)与S2-(aq)的反应是有限度的
C. ③中颜色变化说明ZnS转化为CuS
D. 该实验可以证明CuS比ZnS更难溶
第二部分非选择题(共58分)
15. 室温下,有浓度均为0.2mol·L-1的下列五种溶液,请回答问题。
①HCl ②NaCl ③CH3COOH ④CH3COONa ⑤Na2CO3
资料:室温下电离常数,醋酸Ka=1.7×10-5;碳酸Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11。
(1)上述溶液中水的电离被抑制的是___(填序号,下同),水的电离被促进的是___,用离子方程式表示促进水电离程度最大的溶质与水的作用:____。
(2)上述溶液的pH由大到小的顺序为____。
(3)比较溶液③和④中CH3COO-的物质的量浓度:③____④(填“”)。
(4)向溶液①中加水稀释至原体积的2倍,恢复至室温,所得溶液的pH为____。
(5)为确定溶液①稀释后的精确浓度,取20.00mL待测溶液①于锥形瓶中,用浓度为0.1000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定。
①为了确定滴定终点,还需要加入的试剂为___,达到滴定终点的现象为___。
②在滴定实验过程中,下列仪器中有蒸馏水,对实验结果没有影响的是___(“滴定管”或“锥形瓶”)。
③经3次平行实验,达到滴定终点时,消耗氢氧化钠标准溶液体积的平均值为20.30mL,则①所得溶液的准确浓度为____mol·L-1。
16. 我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义。在二氧化碳催化加氢制甲烷反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
反应III:2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH3=-247.1kJ·mol-1
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时体系内CH4、CO、CO2的物质的量(n)与温度(T)的变化关系如图所示。
(1)反应I~III中,属于吸热反应的是____(填反应序号)。
(2)反应I的平衡常数表达式为____。
(3)盖斯定律的重要价值是可以利用已知反应的反应热求得未知反应的反应热,利用上述反应计算CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的ΔH=____。
(4)结合上述反应,解释图中CO的物质的量随温度的变化的原因:___。
(5)在实际生产中为了提高甲烷产量,选择的反应条件为较低温度和使用合适的催化剂,从反应原理角度说明选择该反应条件的理由:____、____。
17. 依据如图所示三套实验装置,分别回答下列问题。
(1)装置I的实验目的是用惰性电极电解饱和食盐水,C电极连接电源的___极,B管吸收的气体是___,电解食盐水总反应的离子方程式为___。
(2)装置II的实验目的是在铁棒上镀铜,铁棒为___(填“E”或“F”)。另一电极用于及时补充消耗的镀层物质,结合化学用语说明其原理:___。
(3)装置III利用Fe3+与Cu发生反应,设计一个可正常工作的电池,补全该电化学装置示意图,写出电池工作一段时间后的现象____。
供选择的实验用品:KCl溶液,FeCl2溶液,FeCl3溶液,CuSO4溶液,铜棒,锌棒,铁棒,石墨棒,氯化钾盐桥。
18. 科研人员用以下方法测定高炉渣中金属Fe的含量。
i.配制金属Fe浸取液。
ii.取mg粉碎后的高炉渣,加入足量金属Fe浸取液,室温下浸取1h。
iii.过滤,将滤液及洗涤液全部转移至盛有过量H2O2溶液的烧杯中,加入盐酸、稀硫酸充分反应。
iv.将反应后的溶液煮沸至冒大气泡并继续微沸10min。
v.冷却,用浓度为cmol·L-1的抗坏血酸(C6H8O6)标准溶液滴定,消耗抗坏血酸标准溶液VmL[已知:C6H8O6(抗坏血酸)+2Fe3+=C6H6O6(脱氢抗坏血酸)+2Fe2++2H+]。
(1)金属Fe浸取液配制方法:取一定量亚硫酸钠和邻菲罗啉(用于抑制Fe2+的水解)溶于水后,加入乙酸调节pH约为4,再加入一定量乙酸-乙酸铵溶液(pH=4.5),配成所需溶液(在此pH条件下,高炉渣中其他成分不溶解)。
①Fe2+水解的方程式为____。
②常温下,改变乙酸溶液的pH,溶液中CH3COOH、CH3COO-的物质的量分数a(X)随pH的变化如图所示,下列说法正确的是____(填字母序号)。
已知:α(X)=
a.常温下,乙酸的电离常数Ka(CH3COOH)=l0-4.76
b.pH=4时,c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
c.pH=4.5的乙酸-乙酸铵溶液中,c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)+c(NH)
d.向乙酸—乙酸铵溶液中加入少量酸时,溶液中的CH3COO-结合H+,使溶液中的c(H+)变化不大,溶液的pH变化不大
(2)步骤iii中加入过量H2O2溶液,可除去过量的SO,另一主要作用是____(用离子方程式表示)。
(3)该高炉渣中佥属Fe的质量分数ω(Fe)=___(用有关字母的代数式表示)。
(4)若未进行步骤iv,直接用抗坏血酸标准溶液滴定,则会使高炉渣中金属Fe的质量分数ω(Fe)___(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是___。
19. 碱性银锌二次航空电池为价格昂贵的高能电池。该电池的总反应为:Zn+Ag2OZnO+2Ag。其电池中的基本单元示意图如图:
(1)该电池放电时,锌电极板为电池的____(填“正极”或“负极”)。
(2)以KOH溶液为电解液,放电时锌电极板区域中发生的电极反应可分为两步:
反应i.锌电极板的溶解:…
反应ii.锌电极板上ZnO的析出:Zn(OH)ZnO+2OH-+H2O
补充反应i:_____。
(3)放电时,析出的ZnO会覆盖在锌电极板表面,影响电池使用效果。用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成,并促进锌电极板的溶解,从速率和平衡的角度说明其原因:____。
(4)将锌电极板制成蜂窝孔状,如图a所示,能增大锌电极板的表面积,但蜂窝孔的孔径过小,影响OH-进出蜂窝孔的速率,导致孔径内外OH-浓度出现差异,多次充放电后会影响锌电极板的形状。图b是使用一段时间后的锌极板变形情况。
下列说法正确的是____(填字母序号)。
a.充电时,OH-向锌极板方向迁移
b.孔内沉积ZnO,导电能力减弱,影响电池使用效果
c.导致该腐蚀变形的主要原因是孔外OH-浓度高于孔内OH-浓度
d.为延长电池使用寿命,提高电池放电效果,应选用孔径恰当的锌极板
(5)隔膜可有效阻止充放电循环中银的迁移,防止银在锌电极板析出造成电池短路。测定隔膜上附着银元素含量的方法是:用硝酸溶解隔膜上的附着物得溶解液,再以NH4Fe(SO4)2作指示剂,用NH4SCN溶液滴定溶解液。发生反应:
①Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012
②Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3
结合上述两个反应的平衡常数,解释选择NH4Fe(SO4)2作为指示剂的原因:____。
参考答案
可能用到的相对原子质:H-1 C-12 O-16 Fe-56
第一部分选择题(共42分)
在下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。(每小题3分,共42分)
1. 下列物质中,属于弱电解质的是
A. CH3COOH B. KOH C. BaSO4 D. CH3COONa
【答案】A
【解析】
【详解】KOH、BaSO4、CH3COONa在水溶液中均能完全电离,CH3COOH为弱酸,在水溶液中不完全电离,为弱电解质;
故答案为A。
2. 下列各组离子在碱性溶液中,可以大量共存的是
A. Cu2+、Na+、SO、HCO B. Na+、NH、MnO、I-
C. K+、Mg2+、Fe2+、Cl- D. Na+、NO、SO、CO
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu2+、HCO都能和OH-反应,碱性条件下,不能大量存在Cu2+、HCO,故不选A;
B.NH和OH-能发生反应生成弱电解质NH3·H2O,不能共存,故不选B;
C.Mg2+、Fe2+都能和OH-反应,碱性条件下,不能大量存在Mg2+、Fe2+,故不选C;
D.碱性条件下,Na+、NO、SO、CO相互之间不反应,能大量共存,故选D;
选D。
3. 用铂电极电解下列物质的溶液,当耗电量相同时,阴极和阳极上同时都有气体产生,且溶液的pH下降的是( )
A. H2SO4 B. CuSO4 C. HCl D. KCl
【答案】A
【解析】
【详解】A.用铂电极电解硫酸,相当于电解水,阴极和阳极上同时都有气体产生,硫酸浓度增大,溶液pH降低,故A正确;
B.用铂电极电解硫酸铜溶液,生成铜、氧气和硫酸,反应生成酸,溶液pH降低,但阴极无气体产生,故B错误;
C.用铂电极电解HCl溶液,生成氢气、氯气,阴极和阳极上同时都有气体产生,但消耗HCl,则溶液pH升高,故C错误;
D.用铂电极电解氯化钾溶液,生成氢氧化钾和氢气、氯气,反应生成碱,溶液pH值升高,故D错误;
故选A。
4. 侯氏制碱法部分工艺流程图如图,下列说法不正确的是
A. 精制饱和食盐水呈中性
B. 吸氨过程中混合液的pH升高
C. 母液呈强酸性
D. 煅烧时2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.精制饱和食盐水中只含氯化钠一种溶质,氯化钠溶液呈中性,故A正确;
B.吸氨过程中,氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子,混合液的pH升高,故B正确;
C.母液是析出碳酸氢钠后的溶液,含氯化铵和碳酸氢钠,碳酸氢钠在强酸性溶液中放出二氧化碳,所以溶液不可能呈强酸性,故C错误;
D.煅烧时碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳、水,反应方程式是2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故D正确;
选C。
5. 下列关于0.1mol·L-1碳酸钠溶液的说法中,正确的是
A. 溶液中共有5种分子和离子
B. 升高温度,CO水解平衡正向移动
C. CaCl2能促进Na2CO3的水解
D. 加入氢氧化钠固体,可以使溶液中c(Na+):c(CO)=2:1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应:+H2O+OH-、+ H2OH2CO3+OH-可知,溶液中共有H2O、H2CO3、、、OH-、H+、Na+等7种分子和离子,A错误;
B.+H2O+OH-水解反应是个吸热反应,故升高温度,CO水解平衡正向移动,B正确;
C.Ca2++=CaCO3,使得上述平衡逆向移动,即CaCl2能抑制Na2CO3的水解,C错误;
D.加入氢氧化钠固体,可是上述平衡逆向移动,抑制水解,但由于加入的NaOH中有Na+,故使溶液中c(Na+):c(CO)>2:1,D错误;
故答案为:B。
6. 下列与金属腐蚀有关说法中,不正确的是
A. 钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B. 电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C. 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程
D. 铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.钢铁在潮湿的空气中易形成原电池,所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀,故A正确;
B.中性或弱酸性条件下,金属发生吸氧腐蚀,酸性环境下,金属发生析氢腐蚀,则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,故B正确;
C.金属腐蚀时失电子生成阳离子,则金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程,故C正确;
D.铝的表面易形成致密的氧化膜,氧化膜能饱和内部金属不被腐蚀,所以铝具有很强的抗腐蚀能力,故D错误;
故选D。
7. N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)△H②
D. 等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好完全中和,消耗盐酸的体积:①>②
【答案】B
【解析】
【详解】A.①和②两溶液中pH相等,H+浓度相等,则c(OH-)相等,A正确;
B.由于NH3·H2O是弱电解质,在水溶液中只能部分电离,故①溶液的物质的量浓度远大于0.001mol·L-1,B错误;
C.根据有限稀释的规则,弱酸弱碱每稀释10倍pH向7靠近小于1个单位,而强酸强碱则向7靠近1个单位,①和②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH①在10~11之间,②等于10,即①>②,C正确;
D.由于①物质的量浓度大于②的,故等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好完全中和,消耗盐酸的体积:①>②,D正确;
故答案为:B。
11. 某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如图所示,下列有关该电池的说法不正确的是
A. 出口I处有水生成
B. 循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环
C. 电池放电时,K+向镍电极I的方向迁移
D. 正极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】C
【解析】
【详解】A.通入氢气的一极为负极,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,故出口I有水生产,A正确;
B.根据图示,循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环,B正确;
C.放电时,阳离子移向正极,故钾离子向镍电极II的方向移动,C错误;
D.正极发生还原反应,氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,D正确;
答案选C。
12. 一定温度和压强下,2mol氢气和1mol氧气,分别以两种不同的方式发生化学反应生成2mol液态水。方式一:点燃;方式二:制成氢氧燃料电池。关于两种方式下氢气与氧气反应的说法不正确的是
A. 反应的焓变相等 B. 体系内能变化相等
C. 放出的热量相等 D. 均满足质量守恒与能量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应的焓变只与反应物和生成物的能量差值有关,两种方式反应物和生成物相同,则焓变相等,A正确;
B.两种方式中断键吸收能量相等,成键释放能量相等,则体系内能变化相等,B正确;
C.方式一中化学能主要转化为热能,而方式二中大部分化学能转化为电能,只有部分转化为热能,所以放出的热量不相等,C错误;
D.化学反应都满足质量守恒与能量守恒,D正确;
综上所述答案C。
13. 某温度下,恒容密闭容器内发生反应:H2(g)+I2 (g) HI(g) Δ H< 0,该温度下, K=43。某时刻,测得容器内 H2、I2、HI 的浓度依次为 0.01 mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L。 一段时间后,下列情况与事实相符的是
A. 氢气的体积分数变小 B. 混合气体密度变大
C. 混合气体颜色变深 D. 容器内压强变小
【答案】A
【解析】
【分析】某时刻,测得容器内H2、I2、HI的浓度依次为0.01 mol/L、0.01mol/L、0.02mol/L,则c(OH-)
c.pH=4.5的乙酸-乙酸铵溶液中,c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)+c(NH)
d.向乙酸—乙酸铵溶液中加入少量酸时,溶液中的CH3COO-结合H+,使溶液中的c(H+)变化不大,溶液的pH变化不大
(2)步骤iii中加入过量H2O2溶液,可除去过量的SO,另一主要作用是____(用离子方程式表示)。
(3)该高炉渣中佥属Fe的质量分数ω(Fe)=___(用有关字母的代数式表示)。
(4)若未进行步骤iv,直接用抗坏血酸标准溶液滴定,则会使高炉渣中金属Fe的质量分数ω(Fe)___(填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是___。
【答案】(1) ①. Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+ ②. acd
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)
(4) ①. 偏大 ②. 过量的过氧化氢与抗坏血酸标准溶液反应,使消耗的标准液的体积增大
【解析】
【小问1详解】
①Fe2+水解生成氢氧化亚铁,水解方程式为Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+。
②常温下,随着pH的增大,溶液中CH3COOH的物质的量分数减小、CH3COO-的物质的量分数增大。
a.常温下,当pH=4.76时,CH3COOH、CH3COO-的物质的量分数相同,则乙酸的电离常数Ka(CH3COOH)= = l0-4.76,a正确;
b.pH=4时,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),根据图像可知, c(CH3COOH)> c(CH3COO-),故c(CH3COOH) > c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-),b错误;
c.pH=4.5的乙酸-乙酸铵溶液中,根据电荷守恒,c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH),c正确;
d.向乙酸—乙酸铵溶液中加入少量酸时,乙酸铵作为缓冲剂,溶液中的CH3COO-结合H+,使溶液中的c(H+)变化不大,溶液的pH变化不大,d正确;
答案选acd。
【小问2详解】
步骤iii中加入过量H2O2溶液,可除去过量的SO,另一主要作用是将亚铁离子氧化成铁离子,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
【小问3详解】
根据反应方程式C6H8O6(抗坏血酸)+2Fe3+=C6H6O6(脱氢抗坏血酸)+2Fe2++2H+,溶液中铁离子的物质的量为2cV×10-3mol,则该高炉渣中佥属Fe的质量分数ω(Fe)= 。
【小问4详解】
若未进行步骤iv,溶液中含有过量的过氧化氢,过氧化氢与抗坏血酸标准溶液发生氧化还原反应,使消耗的标准液的体积增大,则会使高炉渣中金属Fe的质量分数ω(Fe)偏大。
19. 碱性银锌二次航空电池为价格昂贵的高能电池。该电池的总反应为:Zn+Ag2OZnO+2Ag。其电池中的基本单元示意图如图:
(1)该电池放电时,锌电极板为电池的____(填“正极”或“负极”)。
(2)以KOH溶液为电解液,放电时锌电极板区域中发生的电极反应可分为两步:
反应i.锌电极板的溶解:…
反应ii.锌电极板上ZnO的析出:Zn(OH)ZnO+2OH-+H2O
补充反应i:_____。
(3)放电时,析出ZnO会覆盖在锌电极板表面,影响电池使用效果。用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成,并促进锌电极板的溶解,从速率和平衡的角度说明其原因:____。
(4)将锌电极板制成蜂窝孔状,如图a所示,能增大锌电极板的表面积,但蜂窝孔的孔径过小,影响OH-进出蜂窝孔的速率,导致孔径内外OH-浓度出现差异,多次充放电后会影响锌电极板的形状。图b是使用一段时间后的锌极板变形情况。
下列说法正确的是____(填字母序号)。
a.充电时,OH-向锌极板方向迁移
b.孔内沉积ZnO,导电能力减弱,影响电池使用效果
c.导致该腐蚀变形的主要原因是孔外OH-浓度高于孔内OH-浓度
d.为延长电池使用寿命,提高电池放电效果,应选用孔径恰当的锌极板
(5)隔膜可有效阻止充放电循环中银的迁移,防止银在锌电极板析出造成电池短路。测定隔膜上附着银元素含量的方法是:用硝酸溶解隔膜上的附着物得溶解液,再以NH4Fe(SO4)2作指示剂,用NH4SCN溶液滴定溶解液。发生反应:
①Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012
②Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3
结合上述两个反应的平衡常数,解释选择NH4Fe(SO4)2作为指示剂的原因:____。
【答案】(1)负极 (2)Zn-2e-+4OH-= Zn(OH)
(3)由于ZnO是两性氧化物,能与KOH反应,方程式为:ZnO+2KOH+H2O K2[Zn(OH)4],且用浓的KOH溶液能加快反应速率,并使上述平衡正向移动
(4)bc (5)Ag+与SCN-结合的平衡常数非常大,而Fe3+与SCN-结合的平衡常数很小,二者相差接近1010倍,说明Ag+极易和SCN-结合,当SCN-与Fe3+结合生成红色溶液时,Ag+已经沉淀完全了,故选择NH4Fe(SO4)2作为指示剂
【解析】
【小问1详解】
由电池总反应Zn+Ag2OZnO+2Ag可知,该电池放电时,锌的化合价升高,被氧化,故锌电极板为电池的负极,故答案为:负极;
【小问2详解】
已知原电池的总反应:Zn+Ag2OZnO+2Ag和反应ii.锌电极板上ZnO的析出:Zn(OH)ZnO+2OH-+H2O,故负极反应式的反应i为:Zn-2e-+4OH-= Zn(OH),故答案为:Zn-2e-+4OH-= Zn(OH);
【小问3详解】
由于ZnO是两性氧化物,能与KOH反应,方程式为:ZnO+2KOH+H2O K2[Zn(OH)4],且用浓的KOH溶液能加快反应速率,并使上述平衡正向移动,故放电时,析出的ZnO会覆盖在锌电极板表面,影响电池使用效果,用浓KOH溶液可以抑制ZnO的生成,并促进锌电极板的溶解,故答案为:由于ZnO是两性氧化物,能与KOH反应,方程式为:ZnO+2KOH+H2O K2[Zn(OH)4],且用浓的KOH溶液能加快反应速率,并使上述平衡正向移动;
【小问4详解】
a.充电时,锌与电源负极相连作阴极,而充电时溶液中的阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,,故OH-不向锌极板方向迁移,a错误;
b.孔内沉积ZnO,导致蜂窝孔的孔径过小,影响OH-进出蜂窝孔的速率,导电能力减弱,影响电池使用效果,b正确;
c.由图a可知,导致该腐蚀变形的主要原因是孔外OH-浓度高于孔内OH-浓度,c正确;
d.由题干信息可知,锌板中蜂窝孔的孔径是在使用过程中发生改变的,该改变是由于孔内外的OH-浓度改变的,故为延长电池使用寿命,提高电池放电效果,应选用合适的OH-浓度,d错误;
故答案为:bc;
【小问5详解】
由题干信息可知,①Ag++SCN-AgSCN↓(白色) K=1012②Fe3++SCN-FeSCN2+(红色) K=102.3可知Ag+与SCN-结合的平衡常数非常大,而Fe3+与SCN-结合的平衡常数很小,二者相差接近1010倍,说明Ag+极易和SCN-结合,当SCN-与Fe3+结合生成红色溶液时,Ag+已经沉淀完全了,故选择NH4Fe(SO4)2作为指示剂,故答案为:Ag+与SCN-结合的平衡常数非常大,而Fe3+与SCN-结合的平衡常数很小,二者相差接近1010倍,说明Ag+极易和SCN-结合,当SCN-与Fe3+结合生成红色溶液时,Ag+已经沉淀完全了,故选择NH4Fe(SO4)2作为指示剂。
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