人教版高中化学选择性必修1期末提升练
展开一、单选题
1.下列各组热化学方程式中,∆H1<∆H2的是
A. ∆H1; ∆H2
B. ∆H1; ∆H2
C. ∆H1; ∆H2
D. ∆H1; ∆H2
2.H2A为二元酸,其电离过程为:H2A⇌H++HA-,HA-⇌H++A2-。常温时,向10mL 0.1ml/L H2A水溶液中逐滴滴加0.1ml/L NaOH溶液,混合溶液中H2A、HA-和A2-的物质的量分数(δ)随pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.H2A的Kal的数量级为10-1
B.当溶液中c(H2A)=c(A2-)时,pH=2.9
C.当溶液中c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)时,加入V(NaOH溶液)>10mL
D.向pH=4.2的溶液中继续滴加NaOH溶液,水的电离程度持续变大
3.下列实验操作,现象和结论都正确且有相关性的是
A.AB.BC.CD.D
4.镍氢电池是一种高容量二次电池,常用作新型混合动力汽车电源,其工作原理如图所示,其中负极上M为储氢合金,MHn为吸附了氢原子的储氢合金,KOH溶液作电解液。下列说法正确的是
A.电池交换膜为阳离子交换膜
B.电池总反应式为nNiOOH+MHnM+nNi(OH)2
C.电池充电时,a电极连接电源的负极,电极周围溶液的pH减小
D.电池工作时,b电极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
5.一定条件下,在一恒容密闭容器中,加入、发生反应:,下列叙述能用来判断反应达到平衡状态的是
A.各物质的浓度之比为
B.气体的总物质的量是反应开始时的
C.混合气体的密度不变
D.单位时间内,若消耗了,同时也消耗了
6.湿法提银工艺中,浸出的Ag+需加入Cl-进行沉淀。25℃时,平衡体系中含Ag微粒的分布系数δ[如δ(AgCl2-)=]随lgc(Cl-)的变化曲线如图所示。已知:lg[Ksp(AgC1)]=-9.75。下列叙述正确的是
A.沉淀最彻底时,溶液中c(Ag+)=10-7.21ml/L
B.AgCl溶解程度随c(Cl-)增大而不断减小
C.当c(Cl-)=10-2ml·L-1时,溶液中c(AgCl)>c(AgC1)>c(Ag+)
D.25℃时,AgCl+Cl-AgCl的平衡常数K=10-0.2
7.根据实验操作和现象得出的结论正确的是
A.AB.BC.CD.D
8.某固体混合物X,含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3、KCl和CuSO4中的几种,进行如下实验:
①将固体X溶于水,有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z;
②沉淀Y与足量NaOH溶液作用,沉淀部分溶解。
下列说法不正确的是
A.混合物X中必定含有Na2CO3和Al2(SO4)3
B.溶液Z中含有NaHCO3
C.可以透过蓝色钴玻璃观察焰色反应,确定KCl是否存在
D.往溶液Z中加入Cu粉,若不溶解,说明X中不含FeCl3
9.已知p(A)=-lgc平(A)。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.a点有ZnS沉淀生成
B.可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2
C.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,c平(S2-)不变
D.CuS和MnS共存的悬浊液中,=10-20
10.依据图示关系,下列说法不正确的是
A.石墨燃烧是放热反应
B.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H=△H1-△H2
C.1 ml C(石墨)和1 ml CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多
D.化学反应的△H,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
二、填空题
11.汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。
(1)已知 4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·ml−1
①该反应在 (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
②对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图像正确的是 (填序号)。
③某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料,经过一段时间后达到平衡状态,测得甲中CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 ;两种方式达平衡时,N2的体积分数:甲 乙( 填“>、=、<或不确定”,下同),NO2的浓度:甲 乙。
(2)柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NOx可通过某含钴催化剂催化消除。不同温度下,将模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图所示。
①375℃时,测得排出的气体中含0.45 ml O2和0.0525 ml CO2,则Y的化学式为 。
②实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是 。
12.【化学---选修2:化学与技术】
南海某小岛上,可利用的淡水资源相当匮乏,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示山泉水属于硬水。
(1)硬水是指含有较多 的水,硬水加热后产生沉淀的离子方程式为: (写出生成一种沉淀物的即可) 。
(2)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO),已知水的硬度在8°以下的称为软水,在8°以上的称为硬水。已知岛上山泉水中c( Ca2+)=1.2×10-3 ml/L,c(Mg2+) =6×l0-4ml/L,那么此水 (填“是”或“否”)属于硬水。
(3)离子交换法是软化水的常用方法。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 。
(4)解放军战士通常向水中加入明矾净水,请用离子方程式解释其净水原理: 。
(5)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指 (填A或B)。
②写出通电后阳极区的电极反应式 ,阴极区的现象是: 。
13.分别按如图甲、乙所示装置进行实验,图中两个烧杯里的溶液为同浓度的稀硫酸,乙中Ⓐ为电流表。请回答下列问题:
(1)以下叙述中,正确的是 (填字母)。
A.甲中锌片是负极,乙中铜片是正极
B.两烧杯中铜片表面均有气泡产生
C.乙溶液中向铜片方向移动
D.产生气泡的速度甲中比乙中慢
E.乙的外电路中电流方向Cu→Zn
(2)乙中变化过程中能量转化的主要形式: 。
(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,分析原因可能是: 。
(4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,请写出电极反应式及总反应离子方程式:正极: ,负极: ,总反应: 。当电路中转移0.5 ml电子时,消耗负极材料的质量为: g
14.已知常温下,AgBr的Ksp=4.9×10-13,AgI的Ksp=8.3×10-17.
(1)AgBr固体在水中达到溶解平衡,写出其表达式 ;此时溶液中c(Ag+)= ;
(2)向AgBr的悬浊液中:
①加入AgNO3固体,则c(Br-) (填“变大”、“变小”或“不变”,下同);
②若改加更多的AgBr固体,则c(Ag+) ;
③若改加更多的KI固体,则c(Ag+) ,c(Br-) 。
15.在 25℃时,用石墨电极电解 2.0L , 2.5ml / L CuSO4 溶液,如有 0.20ml 电 子发生转移,试回答下列问题:
(1)阴极发生 反应,电极反应为 。
(2)阳极发生 反应,电极反应为 。
(3)电解后得到的 Cu 的质量是 ,得到 O2 的体积(标准状况)是 ,溶 液的 pH 是 。
(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解后两铜片的质量相差 ,电解 液的 pH (填“变小”、“变大”或“不变”)
16.(1)如图为某原电池装置示意图,若A为Cu,B为石墨,电解质为FeCl3溶液,工作时的总反应为:2FeCl3+Cu=FeCl2+CuCl2.写出B的电极反应式 ;该电池在工作时,A电极的质量将 (填“增加”或“减少”或“不变”)。
(2)一种新型燃料电池可用于制取乙醛(CH3CHO),总反应式为,电池的主要构成要素如图所示,请回答下列问题:
①该装置的能量转化形式为 。
②a电极为燃料电池的 极,该电极的电极反应式为 。
③电池工作时,H+由 电极(填“a”或“b”,下同)移向 电极。
④生成3.3g乙醛时,需要消耗标准状况下的氧气 mL。
17.碳酸及碳酸盐与自然界碳的循环有着密切的联系。
(1)已知常温常压下,空气中的溶于水达到平衡时,溶液的,。若忽略水的电离及的第二级电离,则碳酸的第一级电离的平衡常数 (已知,结果保留1位小数)。
(2)已知的第二级电离常数的电离常数,写出下列所发生反应的离子方程式:
a.少量通入过量的溶液中: 。
b.少量通入过量的溶液中: 。
(3)人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持稳定。已知正常人体血液在正常体温时,的一级电离常数,,。由题给数据可算得正常人体血液的约为 ,当过量的碱进入血液中时,血液缓冲体系中的值将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)在常温下向二氧化碳水溶液中滴加溶液,所得溶液的与粒子浓度的变化关系如图。则下图中 线(填“I”或“II”)表示,碳酸的两级电离常数与的关系为 (用含m、n的式子表示)。
18.甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1〈0
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为 ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母),其判断理由是 。
(2)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”),其原因是 。图2中的压强由大到小为 ,其判断理由是 。
(3)Bdensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)
在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
上述反应中,正反应速率为v正= k正·x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2),其中k正、k逆为速率常数, 其中k正、k逆为速率常数,则k逆为 (以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1,在t=40min时,v正= 。
19.《联合国评估报告》(联合国政府间气候变化专门委员会于2014年发布的第五份评估报告)指出,温室气体累积排放量与全球平均气温上升之间存在正相关关系。
为了缓解全球变暖和气候变化对人类的共同威胁,一项直接而有效的措施是控制和减少大气中温室气体的浓度。近年来,全世界都在努力减少二氧化碳排放。
在2020年第75届联合国大会上,中国提出力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和。碳中和的技术战略包括植树造林、捕获和储存二氧化碳、扩大电动汽车等清洁能源的使用、推广可再生能源等。
使用二氧化碳作为化学原料可以通过“把废物变成财富”来增加其价值。在工业纯碱生产中,、和NaCl为原料。中国著名科学家和化学工程师侯德榜发明了改进索尔维工艺的侯氏制碱法。下图显示了侯氏制碱工艺的简化流程图(Sda指纯碱,crystal指晶体)。
回答下面问题:
(1)写出反应1的化学方程式 。
(2)过程A获得的溶液中,比较离子的数量: _______
A.多于B.少于C.等于D.无法确定
(3)侯氏制碱法工艺特点是氯化钠的利用率高。关键是在室温下的溶解度比的溶解度 (填“高”“低”或“相等”,下同),而在低温下,前者比后者 。
(4)金属—二氧化碳电池分别在阳极和阴极中使用金属和作为活性材料,是一种具有吸引力的装置,同时固定/利用和发电。
以电池为例,假设总反应为:,阳极在放电期间释放电子,金属Na在充电时沉积。
①写出电池两极的电极方程式 。
②在标准状态下计算该电池的标准电动势 。
(5)二氧化碳被视为人类活动排放的主要温室气体。减少温室气体浓度的重要途径之一是捕获和储存。假设1ml(视为理想气体)在273.15K的温度(T)下进行等温膨胀,如果膨胀过程是可逆的,已知膨胀功,熵变。计算该过程的热量、焓变和自由能变 。
20.燃料电池是利用燃料与氧气反应从而将化学能转化为电能的装置。
(1)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
①A为生物燃料电池的 (填“正”或“负”)极。
②正极反应式为 。
③放电过程中,H+由 极区向 极区迁移(填“正”或“负”)。
④在电池反应中,每消耗0.1ml氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积是 。
(2)一氧化碳无色无味有毒,世界各国每年均有不少人因一氧化碳中毒而失去生命。一种一氧化碳分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化忆一氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动,传感器中通过的电流越大,尾气中一氧化碳的含量越高。
①电子由电板 通过传感器流向电极 (填“a”或“b”);
②负极反应式为 。
三、实验探究题
21.某学生用的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,操作如下:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴处充满液体;
③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数;
④移取20.00mL待测液注入洁净的存有少量蒸馏水的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是 (填编号)。若测定结果偏高,原因可能是 (填字母)。
A.在锥形瓶装液前,留有少量蒸馏水
B.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
C.锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后无气泡
(2)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为 mL。
(3)根据下列数据,请计算待测盐酸的浓度: 。
(4)拓展:某同学学习了中和滴定,将该原理又应用到葡萄酒中抗氧化剂残留量(以游离计算)的测定
准确量取100.00mL葡萄酒样品,加酸蒸馏出抗氧化剂成分,取馏分于锥形瓶中,滴加少量淀粉溶液,用物质的量浓度为标准溶液滴定至终点,重复操作三次,平均消耗标准溶液22.50mL。(已知滴定过程中所发生的反应是)。
①滴定前需排放装有溶液的滴定管尖嘴处的气泡,其正确的图示为 (填字母)。
A. B. C. D.
②判断达到滴定终点的依据是 ;所测100.00mL葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量(以游离计算)为 。
22.苯甲酸(C6H5COOH)的相对分子质量为122,熔点为122.4℃,沸点为249℃,密度为1.2659 g·cm-3,在水中的溶解度:0.35 g(25℃)、2.7 g(80℃)、5.9 g(100℃),不易被氧化,是一种一元有机弱酸,微溶于水、溶于乙醇。实验室中由甲苯(分子式:C6H5CH3、相对分子质量:92,沸点为110.6℃,密度为0.8669 g·cm-3)制备苯甲酸的实验如下:
第一步:将9.2 g甲苯和硫酸酸化的KMnO4溶液(过量)置于如图的三颈烧瓶中,加热保持反应物溶液温度在90℃左右至反应结束,制备过程中不断从分水器分离出水。
第二步:将反应后混合液趁热过滤,滤液冷却后用硫酸酸化,抽滤得粗产品。
第三步:粗产品用水洗涤2到3次,干燥称量得固体11.7 g。
请回答下列问题:
(1)第一步发生反应的化学方程式为 。
(2)分水器的作用是 ,判断该反应完成的现象是 。
(3)第二步中抽滤的优点是 。
(4)第三步证明粗产品洗涤干净的方法是 ;干燥的最佳方法是 (填代号)。
a.空气中自然风干 b.沸水浴干燥 c.直接加热干燥
(5)由以上数据知苯甲酸的产率为 。
(6)设计合理的实验方案确定苯甲酸是弱酸,可从下列仪器和试剂中选择最简单的组合是 (填编号)。
①pH计 ②0.01 ml·L-1NaOH溶液 ③酚酞 ④甲基橙 ⑤1 ml·L-1NaOH溶液 ⑥0.01 ml·L-1苯甲酸溶液 ⑦滴定管 ⑧锥形瓶 ⑨量筒
23.实验室用下列方法测定某水样中O2的含量。
(1)实验原理
用如图1所示装置,使溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2+氧化成MnO( OH)2,反应的离子方程式为 。MnO(OH)2中Mn元素的化合价是 。再用I-将生成的MnO(OH)2还原为Mn2+,反应的离子方程式为:MnO(OH)2 +2I- +4H+ =Mn2+ +I2 +3H2O。然后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,反应方程式为: I2+2Na2S2O3 =2NaI + Na2S4O6。
(2)实验步骤
①打开止水夹a和b,从A处向装置内鼓入过量N2,此操作的目的是 ;
②用注射器抽取某水样20.00 mL从A处注入锥形瓶;
③再分别从A处注入适量NaOH溶液及过量的MnSO4溶液;
④完成上述操作后,关闭a、b,将锥形瓶中溶液充分振荡。该步操作的目的是 ;
⑤打开止水夹a、b,分别从A处注入足量NaI溶液及适量的硫酸溶液;
⑥重复④的操作。
⑦取下锥形瓶,向其中加入2 ~3滴淀粉指示剂;
⑧用0.005 ml·L-1 Na2S2O3滴定至终点。终点时溶液的颜色变化是 。
(3)数据分析
①若滴定过程中消耗的Na2S2O3标准溶液体积如图2所示。则此水样中氧(O2)的含量为 (单位:mg·L-1)。
②滴定前若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管,则测得水样中O2的含量将 (填“偏大”、 “偏小”或“不变” )。
③实验中加入适量的H2SO4使溶液pH控制在合适范围。其原因是 。
参考答案:
1.D
【详解】A.反应热与化学方程式有关,,故,A项错误;
B.碳酸钙分解反应是吸热反应,,形成碳酸钙的反应是放热反应,,,B项错误;
C.生成液态时放出的热量较多,,C项错误;
D.生成CO放出的热量较少,,D项正确。
故选:D。
2.C
【详解】A.根据图可知,当时,溶液的pH=-1.2,则溶液中, ,常温下H2A的Kal的数量级为10-1,A错误;
B.时,,当时,,,B错误;
C.向10mL0.1ml/ LH2 A水溶液中逐滴滴加0.1ml/ LNaOH溶液,当加入V(NaOH溶液)= 10mL时,二者恰好反应生成NaHA,根据图知此时溶液的pH < 4.2,当溶液中c(Na+) = 2c(A2-) + c(HA - )时,由电荷守恒知:c(H+) = c(OH- ),此时溶液的pH = 7,所以此时加入V(NaOH溶液)> 10mL,C正确;
D.pH = 4.2时,HA-、A2-含量相同,则c(HA- )= c(A2-),溶液为Na2A、NaHA等浓度的混合溶液,溶液中持续滴加NaOH溶液,NaHA转化为Na2A,水解程度逐渐增大,水的电离程度增大,但是当全部转化为Na2A后,再加入NaOH溶液,就开始抑制水的电离,水的电离程度减小,D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,硝酸钡溶液中通入生成硫酸钡,白色沉淀是,A项错误;
B.密度大于水,下层呈紫红色,少量氯气氧化碘离子,未氧化亚铁离子,B项错误;
C.从量看,,不能证明HCOOH的酸性比弱,C项错误;
D.加入KSCN溶液,溶液变红色,证明菠菜含有铁元素,不能肯定铁元素化合价,D项正确;
故选:D。
4.D
【详解】A.OH−参与电极反应,为提高电池放电效率,电池交换膜应为阴离子交换膜,允许OH−通过,A项错误;
B.由题给信息可知,a电极为负极,电极反应式为MHn+nOH−−ne−=M+nH2O,周围溶液的pH减小,b电极为正极,电极反应式为NiOOH+H2O+e−=Ni(OH)2+OH−,电池总反应式为M+nNi(OH)2 nNiOOH+MHn,选项B错误;
C.电池充电时,a电极连电源的负极,电极反应为nH2O+M+ne−=MHn+nOH−,电极周围溶液的pH增大,选项C错误;
D.由题给信息可知,a电极为负极,电极反应式为MHn+nOH−−ne−=M+nH2O,周围溶液的pH减小,b电极为正极,电极反应式为NiOOH+H2O+e−=Ni(OH)2+OH−,选项D正确;
答案选D。
5.D
【详解】A.平衡时各物质的浓度之比取决于起始配料比以及转化的程度,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,A错误;
B.反应为可逆反应,不可能完全转化,则达到平衡时,气体的总物质的量不可能是反应开始时的,B错误;
C.因为气体的总质量不变,容器的体积不变,无论是否平衡,气体的密度都不变,不能作为判断是否达到平衡状态的依据,C错误;
D.单位时间内,若消耗了,同时也消耗了,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,D正确;
故选D。
6.A
【详解】A.沉淀最彻底时即银离子以氯化银的形式存在,而且氯化银最多的时候,就是沉淀最彻底时,由图可知此时c(Cl-)=10-2.54ml/L,由lg[Ksp(AgCl)]=-9.75可知,Ksp(AgCl)=10-9.75,则此时c(Ag+)=10-7.21ml•L-1,故A正确;
B.由图可知开始的时候氯化银的溶解度随着c(Cl-)增大而不断减小,但是当氯离子浓度增大的一定程度的时候,随着c(Cl-)增大溶液中的银离子和氯离子形成络离子,而溶解度增大,故B错误;
C.当c(Cl-)=10-2ml•L-1时,图中横坐标为-2,由图可知,此时c(AgCl)>c(Ag+)>c(AgCl),故C错误;
D.AgCl+Cl-AgCl的平衡常数K=,则在图中横坐标为-0.2时AgCl与AgCl相交,即其浓度相等,则在常数中其比值为1,此时常数K==100.2,故D错误;
故选:A。
7.D
【详解】A. 检验试剂的滴加顺序:应先滴加溶液,无现象,再滴加氯水溶液变为红色,才能证明原溶液中有,A项错误;
B. 应先在淀粉溶液中滴加足量的溶液中和过量的,然后加入新制的悬浊液,并加热,以此来检验淀粉是否水解,B项错误;
C. 若溶液过量,无论是大是小都会生成沉淀,C项错误;
D. 水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,用醋酸浸泡有水垢的水壶,能除去水垢,故醋酸的酸性比碳酸的强,D项正确;
故选D。
8.D
【分析】①将固体X溶于水,有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z,则一定含有Na2CO3,含FeCl3、CuSO4中的一种或两种;②沉淀Y与足量NaOH溶液作用,沉淀部分溶解,说明沉淀Y中含氢氧化铝,固体X中一定含Al2(SO4)3。
【详解】A.由分析可知,混合物X中必定含有Na2CO3和Al2(SO4)3,A正确;
B.溶液Z呈碱性,则溶液中含Na2CO3,碳酸根离子会水解生成碳酸氢根离子,所以溶液Z中含有NaHCO3,B正确;
C.可以透过蓝色钴玻璃观察焰色反应是否为紫色,确定KCl是否存在,C正确;
D.溶液Z中含Na2CO3,呈弱碱性,Na2CO3和FeCl3会因发生双水解而不能共存,即溶液Z中无FeCl3,因此弱碱性溶液中加铜粉,铜粉不溶解,不能说明X中不含氯化铁,D错误;
答案选D。
9.A
【分析】当横坐标相同时,纵坐标数值越大,金属阳离子浓度越小,其溶度积常数越小,根据图知,溶度积常数:Ksp(MnS)>Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)。
【详解】A.在ZnS曲线左下方表示过饱和溶液,曲线上表示饱和溶液,曲线右上方表示不饱和溶液,对于ZnS,a点为不饱和溶液,所以a点无ZnS沉淀生成,故A错误;
B.溶度积常数表达式相同时,溶度积常数大的难溶物容易能转化为溶度积常数小的难溶物,Ksp(MnS)>Ksp(ZnS),所以可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2,故B正确;
C.向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,但是溶液仍然为饱和溶液,c平(S2-)不变,故C正确;
D.CuS和MnS共存的悬浊液中,,故D正确;
答案选A。
10.B
【详解】A.由图可知:C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1<0,则石墨燃烧是放热反应,A正确;
B.①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/ml;②CO(g)+02(g)=CO2(g) △H2=-283.0 kJ/ml,根据盖斯定律①-②×2可得: C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H=△H1-2△H2,B错误;
C.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/ml;②CO(g)+02(g)=CO2(g) △H2=-283.0 kJ/ml,二者反应都是放热反应,l mlC(石墨)和1 ml C0分别在足量O2中燃烧全部转化为CO2,lmlC(石墨)放热多,C正确;
D.根据盖斯定律可知,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;
故合理选项是B。
11. 低温 CD 10 > > N2O 2NO2 N2O4,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定。
【分析】⑴该反应ΔS < 0,ΔH < 0,根据ΔG = ΔH-TΔS< 0的结论;根据化学平衡移动来思考;③根据三步走思维来进行计算,用建模思想思考加压平衡移动,浓度变化。
⑵①模拟尾气中一氧化氮的物质的量0.025ml,模拟尾气中O2的物质的量为0.5ml,测得排出的气体中含0.45 ml O2,说明实际参与反应的氧气的物质的量为0.05ml,同时测得0.0525 ml CO2,而图中参与反应生成X和Y的一氧化氮的物质的量为:0.025ml×(8%+16%)=0.006ml,根据氧守恒,生成一氧化二氮的物质的量为:0.05×2+0.006-0.0525×2=0.001ml,根据氮守恒可知氮气的物质的量为进行计算得出了结论。
②NO2主要存在2NO2 N2O4的反应,不便于定量测定。
【详解】⑴①该反应ΔS < 0,ΔH < 0,ΔG = ΔH-TΔS< 0,则反应在低温下能自发进行,故答案为低温。
②A选项,升温,则正逆反应速率都升高,故A错误;
B选项,根据先拐先平衡,数字大,则T2 > T1,故B错误;
C选项,加压,平衡正向移动,二氧化碳量增加,体积分数增大,画一条与y轴的平行线,从下到上,降温,平衡向放热方向移动即正向移动,故C正确;
D选项,加压,平衡常数不变,平衡常数只与温度有关,故D正确。
综上所述,答案案为CD。
③
,则该反应的平衡常数为10;甲相当于2个容器的乙,再缩小容器体积,加压,平衡正向移动,N2增加,体积分数增大,因此N2的体积分数:甲 > 乙,甲中NO2的浓度在乙中2倍基础上减少,平衡移动是微弱的,因此NO2的浓度:甲 > 乙,故答案为10; >;>。
⑵①模拟尾气中一氧化氮的物质的量0.025ml,模拟尾气中O2的物质的量为0.5ml,测得排出的气体中含0.45 ml O2,说明实际参与反应的氧气的物质的量为0.05ml,同时测得0.0525 ml CO2,而图中参与反应生成X和Y的一氧化氮的物质的量为:0.025ml×(8%+16%)=0.006ml,根据氧守恒,生成一氧化二氮的物质的量为:0.05×2+0.006-0.0525×2=0.001ml,根据氮守恒可知氮气的物质的量为:,所以16%对应的是氮气,而8%对应是一氧化二氮;故答案为N2O。
②实验过程中采用NO模拟NOx,而不采用NO2的原因是2NO2 N2O4,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定,故答案为2NO2 N2O4,NO2气体中存在N2O4,不便于定量测定。
12. Ca2+或Mg2+ Ca2++ 2HCO3— CaCO 3↓+CO 2↑+H2O(或 Mg2++ 2HCO3MgCO3↓+CO2↑+H2O MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+CO2↑+H2O ) 是 CH2=CHCOONa Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ B 2Cl--2e-= Cl2↑ 电极上产生气泡,溶液中出现少量白色沉淀
【分析】(1)硬水是含有较多可溶性钙盐、镁盐的水,硬水中的碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙沉淀;
(2)依据硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO),将水中的Ca2+、Mg2+质量折算成CaO的质量计算得到;
(3)聚丙烯酸钠的单体为丙烯酸钠;
(4)铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子,氢氧化铝具有吸附性能够吸附杂质颗粒,可以用来净水;
(5)①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过;
②根据阳极是氯离子放电,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大。
【详解】(1)硬水是含有较多可溶性钙盐、镁盐的水,硬水中的碳酸氢钙受热分解生成碳酸钙沉淀,方程式为:Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O;
(2)某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3ml?L-1,c(Mg2+)=6×10-4ml·L-1,硬度为1°的水是指每升水含10mgCaO或与之相当的物质(如7.1mgMgO);1L水中钙离子物质的量=1.2×10-3ml,相当于CaO质量=1.2×10-3ml×56g/ml=67.2mg,1L水中镁离子物质的量=6×10-4ml,相当于氧化镁质量6×10-4ml×40g/ml=24mg,水的硬度=
=10°,属于硬水;
(3)聚丙烯酸钠的单体为丙烯钠,结构简式:CH2=CHCOONa;
(4)铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子,离子方程式:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;
(5)①阴离子交换膜只允许阴离子自由通过,阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,隔膜B和阴极相连,阴极是阳离子放电,所以隔膜B是阳离子交换膜;②根据阳极是氯离子放电:2Cl--2e-═Cl2↑,阴极区是氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子浓度增大,和钙离子,镁离子形成沉淀。
【点睛】本题是一道化学和生活相结合的题目,涉及硬水及其软化、电解原理、盐类水解应用等。电化学是历年高考命题的"热点",记住“阳氧化阴还原”。
13. DE 化学能转化为电能 锌片不纯,在锌片上形成原电池 Cu2++2e-=Cu Zn-2e-=Zn2+ Zn+Cu2+=Zn2++Cu 16.25
【分析】锌比铜活泼,能与稀硫酸反应,铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属,不能与稀硫酸反应,甲没有形成闭合回路,不能形成原电池,乙形成闭合回路,形成原电池,根据原电池的组成条件和工作原理解答该题。
【详解】(1)A.装置甲中没有形成闭合回路,不能形成原电池,故A错误;
B.铜为金属活动性顺序表H元素之后的金属,不能与稀硫酸反应,甲烧杯中铜片表面没有气泡产生,故B错误;
C.装置乙构成原电池,锌是负极,原电池中阴离子移向负极,则乙溶液中向锌片方向移动,故C错误;
D.乙能形成原电池反应,比一般化学反应速率更大,所以产生气泡的速率甲中比乙中慢,故D正确;
E.原电池电子由负极经外电路流向正极,乙形成原电池,Zn为负极,Cu为正极,则电流方向Cu→Zn,故E正确;
故答案为:DE;
(2)乙形成闭合回路,形成原电池,将化学能转变为电能;故答案为:化学能转化为电能;
(3)在乙实验中,某同学发现不仅在铜片上有气泡产生,而且在锌片上也产生了气体,是由于锌片不纯,在锌片上形成原电池导致,故答案为:锌片不纯,在锌片上形成原电池;
(4)在乙实验中,如果把硫酸换成硫酸铜溶液,Cu2+在正极上得电子被还原产生Cu,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,负极锌失去电子,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu;当电路中转移0.5 ml电子时消耗0.25ml锌,消耗负极材料的质量为0.25ml×65g/ml=16.25g;故答案为:Cu2++2e-=Cu;Zn-2e-=Zn2+;Zn+Cu2+=Zn2++Cu;16.25。
14.(1) AgBr(s)⇌ Ag+(aq)+Br-(aq) 7×10-7ml/L
(2) 变小 不变 变小 变大
【详解】(1)AgBr固体在水中达到溶解平衡,表达式为AgBr(s) Ag+(aq)+Br-(aq),根据c(Ag+)• c(Br-)=4.9×10-13,解得c(Ag+)= 7×10-7 ml/L ,故答案为:AgBr(s)⇌ Ag+(aq)+Br-(aq);7×10-7 ml/L ;
(2)①AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq),加入AgNO3 固体,导致c(Ag+)增大,平衡左移,则c(Br -)变小;故答案为:变小;
②若改加更多的AgBr固体,因为原溶液为饱和溶液,所以浓度不变,平衡不移动,c(Ag+)不变;故答案为:不变;
③若改加更多的KI固体,根据AgBr的Ksp=4.9×10-13,AgI的Ksp=8.3×10-17 AgI更难溶,沉淀发生转化,c(Ag+)变小,c(Br -)变大。故答案为:变小;变大。
15. 还原反应 2Cu2++ 4e-= 2Cu 氧化反应 4OH--4e- = 2H2O + O2↑ 6.4g 1.12L 1 12.8g 不变
【分析】(1)电解过程中,溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极,可发生还原反应;
(2)电解过程中,溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极,氢氧根离子放电发生氧化反应;
(3)由电极反应电子守恒,有0.20ml电子发生转移,生成铜0.1ml,生成氧气0.05ml;溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒,减少氢氧根离子0.2ml,溶液中增加氢离子0.2ml,计算pH;
(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极,是镀铜,阳极反应为:Cu-2e-=Cu2+;阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu;电子转移0.2ml,阳极减少质量为0.1ml×64g·ml-1=6.4g;同时阴极析出铜6.4g,;电解后两铜片的质量相差12.8g,电解质溶液的pH不变.
【详解】在25℃时,用石墨电极电解2.0 L,2.5ml·L-1CuSO4溶液中Cu2+物质的量为5ml.5min后,在一个石墨电极上有6.4gCu生成物质的量为0.1ml;
(1)电解过程中,溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应,电极反应:2Cu2++4e-═2Cu;
(2)电解过程中,溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极,氢氧根离子放电发生氧化反应,电极反应式:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(3)电极反应电子守恒,有0.20ml电子发生转移,生成铜物质的量为0.1ml,生成氧气物质的量为0.05ml,
阳极反应为:4OH--4e-═2H2O+O2↑
0.2ml 0.2ml 0.05ml
阴极反应为:2Cu2++4e-═2Cu
0.1ml 0.2ml 0.1ml
所以电解过程中得到铜的质量0.1ml×64g·ml-1=6.4g;
生成氧气的体积=0.05ml×22.4L·ml-1=1.12L;
溶液的PH的计算可以依据水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒,减少氢氧根离子0.2ml,溶液中增加氢离子0.2ml,C(H+)=0.2ml/2L=0.1ml·L-1,pH=-lgC(H+)=1;
(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极,是镀铜,阳极反应为:Cu-2e-=Cu2+;阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu;电子转移0.2ml,阳极减少质量为0.1ml×64g·ml-1=6.4g;同时阴极析出铜6.4g,电解后两铜片的质量相差12.8g,电解质溶液的pH不变.
【点睛】本题考查了电解原理的应用,电极反应的判断,电极反应的书写方法,难点(3):电子守恒的计算,(4)电镀的原理分析和计算。
16. 2Fe3++2e-=2Fe2+(Fe3++e-=Fe2+) 减小 化学能转化为电能 正 b a 840
【分析】A为Cu,铜作还原剂,作原电池的负极,B为石墨,铁离子得电子,作正极,电解质为FeCl3溶液,工作时的总反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;新型燃料电池可用于制取乙醛(CH3CHO),总反应式为,a电极为燃料电池的正极,氧气得电子,发生还原反应,乙烯失电子,b极作负极。
【详解】(1)若A为Cu,铜作还原剂,作原电池的负极,B为石墨,铁离子得电子,作正极,电解质为FeCl3溶液,工作时的总反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,B的电极反应式2Fe3++2e-=2Fe2+(Fe3++e-=Fe2+);该电池在工作时,Cu-2e-=Cu2+,A电极的质量将减小(填“增加”或“减少”或“不变”)。故答案为:2Fe3++2e-=2Fe2+(Fe3++e-=Fe2+);减小;
(2)①该装置为燃料电池,能量转化形式为化学能转化为电能。故答案为:化学能转化为电能;
②a电极为燃料电池的正极,氧气得电子,发生还原反应,该电极的电极反应式为。故答案为:正;;
③a为正极,b为负极,电池工作时,阳离子移向正极,H+由b电极(填“a”或“b”,下同)移向a电极。故答案为:b;a;
④由方程 ,生成3.3g乙醛时,物质的量为=0.075ml,需要消耗标准状况下的氧气 =840mL,故答案为:840。
17.(1)4.17×10-7
(2) Cl2+2CO+H2O=2HCO+Cl-+ClO- CO2+H2O+ClO-=HClO +HCO
(3) 7.4 变大
(4) II
【详解】(1)溶液的pH=5.60,则c(H+)=10-5.6ml/L=2.5×10-6ml/L,若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,该溶液中c(HCO)=c(H+)=2.5×10-6ml/L,c(H2CO3)为1.5×10-5 ml•L-1,则H2CO3⇌HCO3-+H+的平衡常数K1===4.17×10-7;
(2)根据电离平衡常数大小关系可知酸性H2CO3>HClO> HCO,HCl为强酸;
a.少量Cl2通入到过量的Na2CO3溶液中,氯气和水反应生成少量的HCl、HClO,酸性越强结合氢离子的能力越弱,而氢离子少量,所以只有碳酸根结合氢离子生成碳酸氢根,最终的产物为氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,所以离子方程式为Cl2+2CO+H2O=2 HCO+Cl-+ClO-;
b.由于酸性H2CO3>HClO> HCO,根据强酸可以制弱酸可知:少量CO2通入过量的NaClO溶液中生成碳酸氢钠和次氯酸,离子方程式为CO2+H2O+ClO-=HClO +HCO;
(3)K1=,≈,所以c(H+)=,则pH=-lg=7.4;当过量的碱进入血液中时,氢氧根离子增大,氢离子浓度减小,而温度不变则K1不变,所以变大;
(4)K1=、K2=,K1≫K2,当、相同时,K1表示的酸性更强,故II表示;由图可知K1==10-n、K2==10-m ,则。
18. a 反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小 减小 升高温度时,反应①为放热反应,平衡向向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大 P3>P2>P1 相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高 k逆=K·k正 1.95×10-3
【详解】试题分析:(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,则根据反应的化学方程式为可知该反应的平衡常数表达式;由于反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小,所以图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为a;
(2)反应①为放热反应,升高温度时,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又产生CO的量增大;因此最终结果是随温度升高,使CO的转化率降低;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高,所以图2中的压强由大到小为P3>P2>P1。
(3)平衡时v正=v逆,所以k正x2(HI) =k逆x(H2)x(I2),结合平衡常数表达式可知k逆=K·k正;v正=k正x2(HI)=0.0027min-1×(0.85)2=1.95×10-3。
【考点】本题主要是考查反应速率计算、平衡常数以及外界条件对平衡状态的影响等
【点晴】该题考查的知识点较多,综合性强,难度较大。难点和易错点是(3),解答时注意质量作用定律那部分,关键是要记得平衡标志之一——v正= v逆,找到k正、k逆和K的联系即可突破。有关平衡的图象问题分析,需要明确以下几点:(1)紧扣特征,弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热,体积增大、减小还是不变,有无固体、纯液体物质参与反应等。(2)先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(3)定一议二,当图象中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。(4)三步分析法,一看反应速率是增大还是减小;二看v正、v逆的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
19.(1)
(2)B
(3) 高 低
(4) 阳极: 阴极:
(5)
【详解】(1)由信息知反应1是碳酸氢钠受热分解,即方程式为;
(2)过程A碳酸氢钠和氯化铵1∶1生成,但碳酸氢钠溶解度小,会从溶液中析出,故溶液中钠离子物质的量小于氯离子物质的量;
(3)氯化钠的溶解度随温度变化不大,但氯化铵的溶解度随温度的升高而增大,故低温时氯化铵溶解度比氯化钠低,常温时氯化铵溶解度比氯化钠高;
(4)①由反应方程式知钠作阳极,二氧化碳作阴极,即阳极反应:Na-e-=Na+,阴极反应:4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C;②=-nFE n=4,F=96485 得E=2.35V
(5)由题意知气体作可逆等温膨胀,则根据定义式,TS=Q,U=Q+W=0,则Q=5.23kJ, H=U+ (pV),由题意,气体等温膨胀,pV不变,则H=0,G=H-TS=-5.23kJ
20.(1) 正 O2+4H++4e—=2H2O 负 正 2.24L
(2) a b CO—2e—+ O2—=CO2
【详解】(1)由图可知,A电极为生物燃料电池的正极,氢离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,B电极为负极,水分子作用下葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水;
①由分析可知,A电极为生物燃料电池的正极,故答案为:正;
②由分析可知,A电极为生物燃料电池的正极,氢离子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水,电极反应式为O2+4H++4e—=2H2O,故答案为:O2+4H++4e—=2H2O;
③由分析可知,放电过程中,阳离子氢离子由负极区向正极区迁移,故答案为:负;正;
④由分析可知,B电极为负极,水分子作用下葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水,电极反应式为C6H12O6—24e-+6H2O=6CO2+24H+,则由得失电子数目守恒可知,在电池反应中,每消耗0.1ml氧气,理论上生成标准状况下二氧化碳的体积0.1ml×22.4L/ml=2.24L,故答案为:2.24L;
(2)由图可知,通入一氧化碳的电极a为燃料电池的负极,氧离子作用下一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,通入氧气的电极b为正极,氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子;
①由分析可知,电极a为燃料电池的负极,b为正极,则电子由电板a通过传感器流向电极b,故答案为:a;b;
②由分析可知,通入一氧化碳的电极a为燃料电池的负极,氧离子作用下一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应式为CO—2e—+ O2—=CO2,故答案为:CO—2e—+ O2—=CO2。
21.(1) ① BCD
(2)22.60
(3)0.2000
(4) C 滴入最后半滴标准液,溶液的颜色从无色刚好变为蓝色,且30s内不再褪去 144
【详解】(1)碱式滴定管水洗后,需选标准液润洗,则①错误,故答案为:①;
A.在锥形瓶装液前,留有少量蒸馏水对实验结果无影响,测定结果不变,故A不选;
B.滴定终点读数时仰视,其他操作正确,消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故B选;
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后,再用待测液润洗,消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故C选;
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,初始读数偏小,滴定后无气泡,终点时读数正确,所以两者之差偏大,会使得结果偏大,测定结果偏高,故D选;
故答案为:BCD;
(2)滴定管的小刻度在上方,每个刻度为0.01mL,图中读数为22.60mL,故答案为:22.60;
(3)三次滴定消耗的体积为:19.90mL、22.10mL、22.10mL,第二次实验数据偏差大舍弃,消耗平均V(NaOH)=20.00mL,则盐酸的浓度为=0.2000ml•L-1,故答案为:0.2000;
(4)①I2溶液具有较强氧化性,能腐蚀胶管,需要在酸式滴定管中,则排放滴定管尖嘴处的气泡的方法为C,故答案为:C;
②I2能使淀粉溶液变蓝色,该实验用标准I2溶液滴定含有SO2的馏分溶液,起始时溶液无色,当滴入最后半滴标准液时,溶液的颜色从无色刚好变为蓝色,且30s内不再褪去,说明达到滴定终点;反应为I2+SO2+2H2O═2HI+H2SO4,则n(SO2)=n(I2)=cV=0.0100ml⋅L-1×0.0225L=0.000225ml,m(SO2)=nM=0.000225ml×64g/ml=0.0144g=14.4mg,所测葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量为=144mg/L,故答案为:滴入最后半滴标准液,溶液的颜色从无色刚好变为蓝色,且30s内不再褪去;144。
22.(1)5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO45C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O
(2) 分离出水,提高甲苯利用率,减少抽滤所需时间 停止搅拌,静置,液体不分层(或三颈烧瓶中溶液不再变色)
(3)过滤速度快,得到的固体水分少
(4) 取最后一次的洗涤液少许于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明粗产品洗涤干净 b
(5)96%(或95.9%)
(6)①⑥
【详解】(1)在第一步中甲苯被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,KMnO4被还原为MnSO4,同时反应产生K2SO4和水,根据电子守恒、原子守恒,可得发生的该反应的化学方程式为5C6H5CH3+6KMnO4+9H2SO45C6H5COOH+3K2SO4+6MnSO4+14H2O;
(2)实验过程中,经冷凝管冷凝后回流的冷凝液进入分水器中,分层后,甲苯自动回流到三颈烧瓶中,生成的水从分水器中放出去,这样可以促使反应正向进行,提高甲苯利用率,减少抽滤所需时间;
若甲苯完全被酸性KMnO4溶液氧化,反应完全时,就不再消耗酸性KMnO4溶液,三颈烧瓶中酸性KMnO4溶液的颜色不再变化,或停止搅拌,静置,液体不分层来判断反应进行完全;
(3)第二步中抽滤比起过滤操作,其优点是:过滤速度快,得到的固体水分少;
(4)由于第二步用硫酸酸化滤液,因此可通过检验来判断粗产品是否洗涤干净,检验的方法是:向少许最后一次的洗涤液中滴入几滴BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明粗产品洗涤干净;
为了加快干燥过程,并减少损耗,干燥的最佳方法是沸水浴干燥,故合理选项是b;
(5)9.2 g甲苯的物质的量为n(甲苯)==0.1 ml,根据反应方程式可知理论上生成苯甲酸为0.1 ml,其质量为m(苯甲酸)=0.1 ml×122 g/ml=12.2 g,根据实际生成11.7 g苯甲酸,可求出苯甲酸的产率为;
(6)设计最简单的实验方案确定苯甲酸是弱酸,可以用pH计测定0.01 ml/L的苯甲酸的pH,若溶液pH>2,就证明苯甲酸是弱酸,故最简单的组合是①和⑥。
23.(1) 2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2 +4
(2) 赶走装置内空气,避免空气中的O2参与反应 使水中的氧气被充分吸收 由蓝色变为无色
(3) 9.4mg·L-1 偏大 若酸不足,则Mn(OH)2不能全部转变为Mn2+,而酸过量时,滴定过程中Na2S2O3可与酸反应
【详解】(1)反应物有O2、OH-(碱性条件下)、Mn2+,发生氧化还原反应,生成MnO(OH)2,锰元素化合价升高2价,氧气化合价降低了4价,化合价升高降低最小公倍数为4,故O2、Mn2+的化学计量数分别为1、2,根据电荷守恒可知OH-的化学计量数为4,根据原子守恒可知MnO(OH)2的化学计量数为2,故反应的离子方程式为:2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2;设MnO(OH)2中Mn元素的化合价是x,根据元素正负化合价之和为0可得x+(-2)+(-1)×2=0,解得x=+4;
(2)①由于测定的是水样中氧气含量,必须将装置中的空气赶走,避免干扰测定结果,故答案为:赶走装置内空气,避免空气中的O2参与反应;
④将锥形瓶中溶液充分振荡,该步操作的目的是:使水中的氧气被充分吸收;
⑧碘单质反应完毕,滴最后一滴Na2S2O3标准溶液,溶液恰好由蓝色变为无色;
(3)①根据图2所示,滴定前读数为:1.50mL,滴定后为:6.2mL,消耗的硫代硫酸钠溶液的体积为:6.20mL-1.50mL=4.7mL,发生的反应有:2Mn2++O2+4OH-=2MnO(OH)2、MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,氧气反应的关系式为:O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3,1000mL水样中含有的氧气的物质的量是:n(O2)=n(Na2S2O3)×=0.25×0.005ml•L-1×0.0047L×50=2.9375×10-4ml,氧气的质量为:2.4375×10-4ml×32g/ml=9.4mg,此水样中氧(O2)的含量为9.4mg•L-1;
②若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管,则c(Na2S2O3)减小,消耗V(Na2S2O3)增大,所以n(O2)增大,故测得水样中O2的含量将偏大;
由于加入稀H2SO4使MnO(OH)2充分转化为Mn2+,但加入稀H2SO4的量时不宜过多,否则后续滴定过程中Na2S2O3与过量的酸反应导致消耗的Na2S2O3溶液偏大,所以加入适量的H2SO4使溶液接近中性,原因是若酸不足,则MnO(OH)2不能全部转变为Mn2+,而酸过量时,滴定过程中Na2S2O3可与酸反应。
实验操作
现象
结论
A
向溶液中通入气体
产生白色沉淀
白色沉淀是
B
向溶液中滴几滴新制氯水和适量的,振荡
上层呈紫红色,下层呈浅绿色
还原性:
C
向溶液滴加甲酸(HCOOH)溶液
无气泡产生
HCOOH的酸性比弱
D
将菠菜烧成灰烬,加入稀硝酸后过滤,再向滤液中加入活性炭后过滤,并向滤液中滴几滴KSCN溶液
溶液变红色
菠菜含铁元素
选项
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中,滴加氯水后,再滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
B
向硫酸催化下的淀粉溶液中,加入新制Cu(OH)2悬浊液,并加热,结果未生成砖红色沉淀
该淀粉溶液一定未水解
C
向AgNO3溶液中加入NaCl溶液,生成白色沉淀,再滴加Na2S溶液,又生成黑色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
D
用醋酸浸泡有水垢的水壶,能除去水垢
酸性:CH3COOH>H2CO3
甲
乙
模拟尾气
气体(10ml)
碳烟
NO
O2
He
物质的(ml)
0.025
0.5
9.475
a
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0. 784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
滴定次数
待测体积(mL)
标准烧碱溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
20.00
0.40
20.30
第二次
20.00
2.00
24.10
第三次
20.00
4.00
24.10
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