江苏省无锡市锡东高级中学2023-2024学年高二下学期5月月考化学试题
展开15.(1) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
将C3+还原为C2+ Fe2+氧化为Fe3+
n()∶n(C2+)低于1.15,钴的沉淀率低;n()∶n(C2+)高于1.15,钴的沉淀率增加不明显,导致(NH4)2C2O4的浪费
温度高于50 ℃,(NH4)2C2O4受热分解,导致钴的沉淀率降低
(2) +SO2=2ClO2+
常压蒸发温度过高,亚氯酸钠易分解
多余的H2O2可分解为氧气和水,不引入其他杂质
16.(1)-269.2
(2)Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的SO2转化率,从而节约能源
(3) 0.3 d
(4) p1>p2>p3 176 p3:p1
17.(1) 稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 分液漏斗
(2) 淀粉溶液 溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原来的颜色 0.08
(3)碱性
(4)ClO−+H2O⇌HClO+OH−,残余 NaOH,增大c(OH−),抑制 ClO−水解,减小c(HClO),分解速率减慢(或消毒液更稳定)
(5)CO2+H2O+ClO− ⇌HClO+
18.(1) +H2HCOO−+H2O 温度升高,反应速率增大;温度升高,催化剂的活性增强,反应速率增大
(2) HCOO-−2e-+2OH-=+H2O H2SO4 2HCOOH+O2+2OH-=2+2H2O或2HCOO-+O2=2
(3) HD HCOOK是强电解质,更容易产生HCOOˉ和K+,更快的产生KH,由图示知,产生KH与水反应生成H2和KOH,KOH可以吸收产生的CO2,从而使制备的H2更纯
选择详解
1.C
【详解】A.“磁石”为四氧化三铁,可以吸引铁单质,不能吸引金单质,A正确;
B.空气形成的分散系属于胶体,对月光的描述体现了丁达尔现象,B正确;
C.铜锈的主要成分为碱式碳酸铜,C错误;
D.铁生锈的条件是与水和氧气同时接触,D正确。
答案选C。
2.A
【详解】A.用甲装置测定NaHCO3溶液的pH,能达到实验目的,故A符合题意;
B.用乙装置不能制取无水氯化镁,应在HCl气流中加热,不能达到实验目的,故B不符合题意;
C.用丙装置铁作阳极,铁失去电子,不能保护钢闸门,不能达到实验目的,故C不符合题意;
D.丁装置是碱式滴定管,KMnO4要用酸式滴定管量取,因此不能达到实验目的,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
3.B
【详解】A.NO2和O2混合后通入H2O中可以得到硝酸,物质转化关系正确,A正确;
B.单质镁是需要电解熔融的氯化镁得到的,电解氯化镁溶液,阳极产生氯气,阴极得到氢氧化镁,B错误;
C.工业制高纯硅的第一步是由SiO2和C在高温下发生反应得Si(粗硅)和CO,转化关系正确,C正确;
D.高温下用CO还原氧化铁得到铁单质,可以冶炼生铁,物质转化关系正确,D正确;
故选B。
4.B
【详解】A.MnO2和浓盐酸共热产生黄绿色气体,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,故A正确;
B.二氧化硫通入硝酸钡溶液中发生氧化还原反应生成BaSO4沉淀、NO和H2O,离子方程式为3SO2+2+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO↑+4H+,故B错误;
C.氯化铁与银反应生成氯化亚铁和氯化银,离子方程式为:Fe3++Ag+Cl-=Fe2++AgCl,故C正确;
D.该反应为吸热反应,加热则平衡向右移动,生成黄色的[CuCl4]2-,由于溶液中同时存在蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-,故显黄绿色,故D正确;
故选:B。
5.D
【详解】A.食盐水显中性,因此该实验属于钢铁的吸氧腐蚀,负极上发生的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极上发生的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,所以食盐水中没有气泡逸出,故A错误;
B.铁是负极,铁表面的反应为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C.食盐水周围液体少,氧气量多,所以红色首先在食盐水滴的周围出现,故C错误;
D.该实验是在中性条件下发生的腐蚀,为吸氧腐蚀,故D正确;
故选:D。
6.B
【详解】A.该反应放热,生成物总能量低于反应物总能量,则反应活化能:Ea(正)<Ea(逆),A错误;
B.标准状况下22.4L的物质的量为1ml,由可知,每生成1ml放出的热量,B正确;
C.平衡常数K=,平衡常数只随温度而变化,使用高效催化剂,K不变,C错误;
D.断裂4 ml H-Cl键和4 ml H-O键生成,都表示的是正反应速率,不能说明该反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
7.B
【分析】弱酸的电离常数越大,酸的电离程度越大,由电离常数可知,酸的电离程度大小顺序为HCOOH> H2CO3> HCN >,由盐类水解规律可知,酸的电离程度越大,对应离子的水解程度越小,结合氢离子的能力越小,则结合氢离子的能力大小顺序为>CN-> >HCOO-。
【详解】A.由分析可知,结合氢离子的能力大小顺序为>CN-> >HCOO-,故A正确;
B.由分析可知,氢氰酸的电离程度大于碳酸氢根离子,由强酸制弱酸的原理可知,溶液中的氰酸根离子与二氧化碳反应生成氢氰酸和碳酸氢根离子,离子方程式为CN-+H2O+CO2=HCN+,故B错误;
C.由分析可知,甲酸的电离程度大于氢氰酸,则氢离子浓度相等的氢氰酸的浓度大于甲酸,所以中和等体积氢离子浓度相等的氢氰酸和甲酸时,氢氰酸消耗氢氧化钠的量大于甲酸,故C正确;
D.由方程式可知,反应的平衡常数K====≈2.9×105,故D正确;
故选B。
8.D
【详解】A.FeCl3用于腐蚀电路板上的Cu,是由于Fe3+的氧化性,与其呈酸性无关,故A错误;
B.熔融状态下电解用于工业制备单质镁,故B错误;
C.浓用作实验室干燥气体的干燥剂是因为其具有吸水性,故C错误;
D.等离子体含有能自由移动的带电粒子,因此可应用于化学合成和材料表面改性,故D正确。
答案选D。
9.B
【详解】A.根据图知,反应历程中的第一个反应涉及氢原子的成键,第二个反应没涉及氢原子的成键,A错误;
B.已知其他条件不变时,反应物中的元素被质量数更大的同位素替换时,反应速率会变慢,所以相同条件下,与发生上述反应,反应速率会变慢,则其过渡态Ⅰ的能量比b高,B正确;
C.该反应的,即生成物的能量减去反应物的能量,C错误;
D.根据图可知,与发生上述反应,可以获得、2种相对分子质量相等的有机产物,D错误;
故选B。
10.C
【详解】A. 图①可表示用NaOH溶液滴定等浓度醋酸溶液,溶液导电性一直增强,故A错误;
B. 0.10 ml•L-1盐酸滴定20.00mL 0.10 ml•L-1NaOH溶液,在滴定终点附近PH值发生突变,故B错误;
C.升高温度,促进水的电离,则水的电离程度α(d)> α(c),在同一个曲线上,水的离子积不变,故C正确;
D.平衡常数与压强无关,故D错误。
11.B
【分析】由图1知,的,,据此回答。
【详解】A.由图1,,A正确;
B.时,可能有生成,根据物料守恒,溶液中,故不一定等于,B错误;
C.从图2可以看出、时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁沉淀或氢氧化镁沉淀,C正确;
D.时,溶液中主要含碳微粒是,、,时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因此反应的离子方程式为,D正确;
故选B。
12.C
【分析】由示意图可知,电极发生加氢还原反应,为阴极,电极发生氧化反应,为阳极,为直流电源的负极,b为直流电源的正极,据此作答。
【详解】A.根据分析可知,为直流电源的负极,A项错误;
B.应向阴极移动,即向左侧移动,B项错误;
C.阴极的电极反应为:,阳极的电极反应式为:
,根据得失电子守恒可知,与消耗的物质的量之比为4:1,C项正确;
D.每生产1ml则转移2ml电子,由可知,消耗,质量为,D项错误;
故答案选C。
13.C
【详解】A.亚硫酸钠存在电荷守恒,其中钠离子浓度是0.2ml/L,则溶液中,故A错误;
B.亚硫酸氢钠溶液中存在电荷守恒,元素守恒,因此溶液中,故B错误;
C.吸收烟气后的溶液中溶质为NaHSO3,根据元素守恒得,所以存在,故C正确;
D.上层清液为CaSO3的饱和溶液,溶液中存在,故D错误;
故选C。
14.C
【详解】A.根据盖斯定律,将碳氯化的方程减去直接氯化的方程得到反应,则,A错误;
B.碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,因为碳氯化反应的分子数增加,小于0,是熵增、放热过程,是自发过程,而直接氯化的体系分子数不变且是吸热反应,反应非自发,B错误;
C.从图中可知时,体系中气体平衡组成比例CO2是0.05,CO是0.6,反应的分压平衡常数,C正确;
D.实际生产需要综合考虑反应的速率、产率等,生产中采用进行的原因是为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的四氯化钛产品,提高效益,D错误;
故选C。
15.(1) 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 将C3+还原为C2+ Fe2+氧化为Fe3+ n()∶n(C2+)低于1.15,钴的沉淀率低;n()∶n(C2+)高于1.15,钴的沉淀率增加不明显,导致(NH4)2C2O4的浪费 温度高于50 ℃,(NH4)2C2O4受热分解,导致钴的沉淀率降低
(2) +SO2=2ClO2+ 常压蒸发温度过高,亚氯酸钠易分解 多余的H2O2可分解为氧气和水,不引入其他杂质
【分析】废旧的钴酸锂电池放电拆解后,通过灼烧除去碳和有机物,用硫酸浸泡,LiCO2与硫酸反应转化为C3+,铁元素和铝元素的化合物溶于硫酸,生成硫酸亚铁和硫酸铝,铜元素的化合物不溶于硫酸,进入滤渣中;过滤后,向滤液1中先加入亚硫酸钠,将C3+还原为C2+,再加入氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子,最后加入氨水调节溶液pH,使铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀;过滤后,向滤液2中加入草酸铵,使C2+转化为CC2O4‧2H2O沉淀;再次过滤后,向滤液3中加入饱和碳酸钠溶液,使Li+转化为碳酸锂沉淀。
【详解】(1)①“拆解”前需进行“放电”处理,放电过程实际是电解食盐水的过程,其总反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
②C3+具有氧化性,向滤液1中加入具有还原性的Na2SO3,能将C3+还原为C2+;Fe2+具有还原性,加入具有氧化性的NaClO3,能将Fe2+氧化为Fe3+,便于调节pH时,将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀;
③由题图甲可知,n()∶n(C2+)为1.15时,钴的沉淀率最大,效果最好,当n()∶n(C2+)低于1.15,钴的沉淀率低;当n()∶n(C2+)高于1.15时,钴的沉淀率增加不明显,导致(NH4)2C2O4的浪费;由题图乙可知,沉淀反应温度为46℃左右时,钴的沉淀率最大,效果最好,温度高于50℃,(NH4)2C2O4受热分解,导致钴的沉淀率降低;
(2)① NaClO3在反应器中与SO2反应生成ClO2和Na2SO4,反应的化学方程式为2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,改写为的离子方程式为2+SO2=2ClO2+;
② 由题中信息可知,NaClO2受热易分解,减压蒸发在较低温度下进行,防止常压蒸发温度过高,造成亚氯酸钠分解;
③ 用H2O2作还原剂时,产物为水和氧气,且多余的H2O2可分解为氧气和水,不引入其他杂质,所以“反应2”中使用H2O2而不用其他物质。
16.(1)-269.2
(2)Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高的SO2转化率,从而节约能源
(3) 0.3 d
(4) p1>p2>p3 176 p3:p1
【详解】(1)由CO的燃烧热为283.0 kJ⋅ml-1可得:①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 283.0 kJ⋅ml-1,又已知②S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296.8 kJ⋅ml-1,根据盖斯定律,将①2-②得:2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH=[2×(-283.0)-(-296.8)] kJ⋅ml-1=-269.2kJ⋅ml-1。
(2)从图中可以看出,Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度下可获得较高的SO2的转化率,从而节约能源。
(3)①设平衡时SO2消耗了x ml,列三段式为:
=50%,解得x=0.6,0~2 min内的平均反应速率v(CO)==0.3ml⋅L-1⋅min-1。
②催化剂只能改变反应速率,不能使平衡移动,a错误;升高温度能加快反应速率,但该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,b错误;及时分离出CO2平衡正向移动,但反应速率不增大,c错误;增加CO的浓度,反应速率加快,平衡正向移动,d正确;
(4)①图像显示,同温(T2)变压(p3→p2→p1)时,SO2的平衡转化率增大,而加压平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,所以压强p1、p2、p3由大到小的关系是p1>p2>p3。
②列三段式为:
n(总)=2.2ml,B点对应条件下,Kx==176。
③A点和C点SO2的平衡转化率均为60%,所以平衡时各物质的物质的量及其物质的量分数相等,又右边气体化学计量数比左边小1,所以压强平衡常数之比为其压强反比,即为p3:p1。
17.(1) 稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 分液漏斗
(2) 淀粉溶液 溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原来的颜色 0.08
(3)碱性
(4)ClO−+H2O⇌HClO+OH−,残余 NaOH,增大c(OH−),抑制 ClO−水解,减小c(HClO),分解速率减慢(或消毒液更稳定)
(5)CO2+H2O+ClO− ⇌HClO+
【分析】装置A中氯酸钠和过氧化氢发生氧化还原反应生成二氧化氯,装置B作为安全瓶防倒吸,气体进入C被吸收得到溶液,尾气使用碱液吸收防止污染;据此分析。
【详解】(1)①根据题目信息“在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸”,所以充入氮气的第二个目的就是为了稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;
②A中用分液漏斗装硫酸;
(2)KI被ClO2氧化之后生成单质碘,碘单质能使淀粉变蓝色,所以选用淀粉溶液为指示剂,加入淀粉溶液之后,溶液变为蓝色,用Na2S2O3 标准液滴定,最后一滴标准液加入后,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色,单质碘被完全反应,滴定到达终点;标准液消耗的体积为20.00mL,则Na2S2O3 的物质的量为0.02L×0.2000ml/L=0.0040ml,其反应的化学方程式为I2+=2I−+,可知I2的物质的量为0.0020ml,再由方程式2ClO2+10I−+8H+=2Cl−+5I2+4H2O,可知ClO2的物质的量为0.0008ml,其浓度为0.0008ml÷0.01L=0.08ml/L,故答案为:淀粉溶液;溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色;0.08;
(3)84消毒液的有效成分是NaClO,该物质是强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性;
(4)Cl2与NaOH发生反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,得到的84消毒液有效成分是NaClO,该盐是强碱弱酸盐,在溶液中发生水解反应:ClO-+H2OOH−+HClO,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,向其中加入NaOH使c(OH-)增大,平衡逆向移动,使c(HClO)减小,HClO分解速率减慢,因此消毒液更稳定,所以为了防止消毒液在存储过程中失效,通常要在84消毒液中残余一定量的NaOH;故答案为:ClO−+H2O⇌HClO+OH−,残余 NaOH,增大c(OH−),抑制 ClO−水解,减小c(HClO),分解速率减慢(或消毒液更稳定);
(5)待消杀物品喷洒上84消毒液后,露置于空气中10~30分钟可增强消毒效果,这是由于酸性:H2CO3>HClO>,在空气中暴露,CO2能够溶解在溶液中,发生反应使ClO-转化为HClO,产生消毒能力更强的HClO而增强溶液的消毒效果,该过程中发生反应的离子方程式为:CO2+H2O+ClO− ⇌HClO+。
18.(1) +H2HCOO−+H2O 温度升高,反应速率增大;温度升高,催化剂的活性增强,反应速率增大
(2) HCOO-−2e-+2OH-=+H2O H2SO4 2HCOOH+O2+2OH-=2+2H2O或2HCOO-+O2=2
(3) HD HCOOK是强电解质,更容易产生HCOOˉ和K+,更快的产生KH,由图示知,产生KH与水反应生成H2和KOH,KOH可以吸收产生的CO2,从而使制备的H2更纯
【详解】(1)H2与KHCO3溶液反应生成HCOO-,反应中H元素的化合价由0价升至+1价,C元素的化合价由+4价降至+2价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为H2+HCOO-+H2O;反应温度在40℃~80℃范围内,催化加氢的转化率迅速上升的可能原因是:温度升高,反应速率增大;温度升高,催化剂的活性增强,反应速率增大。
(2)①根据图示,电池放电时,左边电极上HCOO-发生失电子的氧化反应转化成,左边电极为负极,即负极的电极反应式为HCOO-−2e-+2OH-=+H2O;右边电极上Fe3+发生得电子的还原反应转化成Fe2+,生成的Fe2+被O2氧化成Fe3+,结合右边产生K2SO4,则需补充的物质A为H2SO4;
②由图可知,该燃料电池本质是HCOOH与O2反应生成,反应的离子方程式为2HCOOH+O2+2OH-=2+2H2O或2HCOO-+O2=2。
(3)①根据图示,除生成二氧化碳外,还生成H2,若将HCOOH换成HCOOD催化释氢,则生成HD;
②HCOOK是强电解质,更容易产生HCOOˉ和K+,更快的产生KH,由图示知,产生KH与水反应生成H2和KOH,KOH可以吸收产生的CO2,从而使制备的H2更纯,即可以提高H2的纯度。
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