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【化学】北京市西城区2018-2019学年高二上学期期末考试(解析版)
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北京市西城区2018-2019学年高二上学期期末考试
第一部分(选择题)
1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A. 硅太阳能电池 B. 铅蓄电池 C. 燃气灶 D. 电烤箱
【答案】C
【解析】
【详解】A.硅太阳能电池是太阳能转化为电能,A项错误;
B.铅蓄电池放电时将化学能转化为电能,充电时将电能转化为化学能,B项错误;
C.燃烧是放热反应,是化学能转化为热能,C项正确;
D.电烤箱是将电能转化为热能的装置,D项错误;
答案选C。
2.下列属于弱电解质的物质是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
强电解质类别:强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物;
弱电解质类别:弱酸、弱碱、水、少数盐。
【详解】A.是弱酸,属于弱电解质,A项正确;
B.NaOH是强碱,属于强电解质,B项错误;
C. 是强酸,属于强电解质,C项错误;
D. 是盐,属于强电解质,D项错误;
答案选A。
3.化学用语表示的是
A. 置换反应 B. 电离过程 C. 中和反应 D. 水解反应
【答案】B
【解析】
【分析】
表示的是的电离过程。
【详解】A. 置换反应是一种化合物和一种单质反应生成另一种化合物和另一种单质的反应,A项错误;
B. 强电解质电离用“=”,弱电解质电离用“”,B项正确;
C. 中和反应是酸和碱反应生成盐和水,C项错误;
D. 水解反应是弱酸阴离子或弱碱阳离子与水电离产生的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的反应,D项错误;
答案选B。
4.下列关于化学反应方向的说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发反应 B. 凡是熵增大的反应都是自发反应
C. 凡是吸热反应都不是自发反应 D. 反应是否自发,不只与反应热有关
【答案】D
【解析】
【分析】
判断化学反应进行方向:△G=△H-T△S<0的反应可以自发进行,△G=△H-T△S>0的反应不能自发进行。
【详解】A.判断反应的自发性不能只根据焓变,要用熵变和焓变的复合判据,A项错误;
B.判断反应的自发性不能只根据熵变,要用熵变和焓变的复合判据,B项错误;
C.由分析可知,吸热反应也有可能是自发反应,C项错误;
D.反应是否自发,不只与反应热有关,还与熵变有关,D项正确;
答案选D。
5.锌铜原电池装置如图所示,下列说法正确的是
A. 铜片作负极 B. 锌电极的反应式:
C. 电流从锌片流向铜片 D. 盐桥的作用是传递电子
【答案】B
【解析】
【分析】
锌铜原电池中Zn作负极,失电子,发生氧化反应。盐桥的作用是传递离子。
【详解】A.Zn易失电子发生氧化反应而作负极,A项错误;
B.Zn易失电子发生氧化反应,锌电极的反应式:,B项正确;
C.铜作正极,电流由铜片流向锌片,C项错误;
D.盐桥的作用是传递离子,电子不能通过溶液,D项错误;
答案选B。
【点睛】易错项是D,注意“电子不下水,离子不上岸”,即电子只能在导线上移动,离子只能在溶液中移动。
6.下列溶液肯定显酸性的是
A. 的溶液 B. 含的溶液
C. 的溶液 D. 加酚酞显无色的溶液
【答案】A
【解析】
【分析】
酸性最本质的判断是:。
【详解】A.由分析可知,的溶液显酸性,A项正确;
B.碱性和中性的溶液也含,B项错误;
C.温度未知,KW未知,的溶液未必显酸性,C项错误;
D.加酚酞显无色的溶液,可能酸性或中性,D项错误;
答案选A。
7.在的密闭容器中进行反应,内的物质的量由减小到,则用的浓度变化表示的反应速率为
A. 1.2 B. 1 C. 0.6 D. 0.4
【答案】C
【解析】
【分析】
由“速率=物质的量浓度变化/反应时间”可求。
【详解】的密闭容器中,内的物质的量由减小到,的物质的量浓度变化了1.2,的浓度变化表示的反应速率为0.6,C项正确。
答案选C。
8.氢气燃烧生成液态水,放出热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
氢气燃烧是放热反应,所以△H小于0。根据物质的量与反应的焓变成正比可求出△H,注意水的状态为液态。
【详解】A.2mol氢气完全燃烧放热571.6kJ,A项错误;
B. 2mol氢气完全燃烧放热571.6kJ且氢气完全燃烧生成液态水,B项错误;
C. 2mol氢气燃烧生成液态水,放出571.6kJ热量,热化学方程式应为2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H=-571.6 kJ•mol-1,C项正确;
D. 放热反应的焓变为负值,D项错误;
答案选C。
9.如图所示,用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法不正确的是
A. 电极a是阳极 B. 通电使发生电离
C. 、向b极移动 D. a极产生黄绿色气体
【答案】B
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以a极是阳极,b极是阴极。阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
【详解】A. 由分析可知,电极a是阳极,A项正确;
B. 在水中就能发生电离,通电不是必要条件,B项错误;
C. 由分析可知,、向b极移动,C项正确;
D. a极反应式为:Cl--2e-=Cl2,产生黄绿色气体,D项正确;
答案选B。
10.在密闭容器中发生反应:⇌,下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是
A. 单位时间内消耗的同时生成
B. 的物质的量之比为2:1:2
C. 的物质的量浓度不再变化
D. 的质量不再变化
【答案】B
【解析】
【分析】
反应达到平衡状态时,同种物质正逆反应速率相等,不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,平衡时各种物质的物质的量、浓度、质量等不再发生变化,可由此进行判断。
【详解】A. 单位时间内消耗的同时生成,能体现不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,A项正确;
B. 的物质的量之比为2:1:2,这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,B项错误;
C. 的物质的量浓度不再变化,是达到平衡状态的标志,C项正确;
D. 的质量不再变化,是达到平衡状态的标志,D项正确;
答案选B。
【点睛】判断平衡状态,技巧是“逆向相等,变量不变”,
(1)“逆向相等”,若是同一物质,正逆速率相等;若是不同物质,正逆速率等于化学计量数之比;
(2)“变量不变”,变量即平衡前是一直变化的物理量,当这个变量不再发生改变时,可以判断反应达到平衡状态。
11.已知:,则的反应热是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】先将热化学方程式反写可以得到:,再将反写后的热化学方程式乘以系数,可得。A项正确。
答案选A。
12.为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率,下列测量依据不可行的是
A. 的变化 B. 的变化
C. 的变化 D. 的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,A项正确;
B. 的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,B项正确;
C.锌和稀硫酸反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,不参与该反应,所以测量的变化无法测得锌和稀硫酸反应的速率,C项错误;
D. 的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,D项正确;
答案选C。
13.与在催化剂表面生成,反应历程及能量变化示意如下。下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了键
C. 该反应为放热反应
D. 该催化剂可提高的平衡产率
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由能量变化示意可知,①→②能量增大,故该过程吸收能量,A项正确;
B. 由能量变化示意可知,②→③生成氨气,氮原子和氢原子之间形成了键,B项正确;
C. 由能量变化示意可知,该反应生成物总能量比反应物总能量低,则该反应为放热反应,C项正确;
D. 催化剂只能降低化学反应的活化能,提高反应速率,但是不会引起平衡移动,故无法提高的平衡产率,D项错误;
答案选D。
【点睛】解D选项时,注意浓度、温度、压强、催化剂等影响:
(1)温度,会引起平衡移动,一定会引起物质平衡转化率和产率变化;
(2)压强,一般会引起平衡移动(若反应前后气体总数相同则不移动),可能会引起物质平衡转化率和产率变化;
(3)浓度,会引起平衡移动,但是由于起始投料也改变,故可能会引起物质平衡转化率和产率变化;
(4)催化剂,平衡不移动,一定不会引起物质平衡转化率和产率变化;
14.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A. 通入少量氨气 B. 通入少量氯化氢气体
C. 加入少量醋酸钠固体 D. 加热
【答案】D
【解析】
【详解】由水的离子积常数仅受温度影响可知,D项正确,ABC项错误;
答案选D。
15.镉镍可充电电池的充、放电反应如下:,则该电池放电时的负极是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由可知,放电为原电池,充电为电解池。
【详解】A. 为阴极得到电子,A项错误;
B. 为阳极失去电子,B项错误;
C. 为负极失去电子,C项正确;
D.为正极得到电子,D项错误;
答案选C。
16.如图是溶液与溶液反应的实验示意图。下列分析不正确的是
A. 溶液中存在平衡:⇌
B. 平衡向逆反应方向移动
C. 溶液中减小
D. 若加入少量溶液,则会产生红褐色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
由图可知,向⇌ 反应后溶液中继续加溶液,根据勒夏特列原理可解。
【详解】A. 溶液中存在平衡:⇌ ,A项正确;
B. 向平衡:⇌ 加溶液,平衡向正反应方向移动,B项错误;
C. 由B,平衡向正反应方向移动,溶液中减小,C项正确;
D. 若加入少量溶液,会和反应产生红褐色沉淀,D项正确;
答案选B。
17.用如图所示装置可以进行电镀,下列说法不正确的是
A. 电镀时待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极
B. 用含有镀层金属离子的溶液做电镀液
C. 将待镀铁件改为粗铜板,即可进行铜的精炼
D. 电镀废水排放前必须经过处理
【答案】C
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以铜片是阳极,待镀铁件是阴极。电镀时电镀液要含有镀层金属离子。
【详解】A. 由分析可知,电镀时待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,A项正确;
B. 由分析可知,阴极反应会消耗Cu2+,电镀液要含有镀层金属离子Cu2+,B项正确;
C. 铜的精炼时粗铜板作阳极材料,故应该将铜片改为粗铜板,C项错误;
D. 电镀废水含有重金属离子Cu2+,会污染环境,排放前必须经过处理,D项正确;
答案选C。
18.25°C时,下列关于醋酸溶液的判断正确的是
A. B. 与盐酸的相同
C. 加入不变 D. 滴入浓溶液,溶液导电性增强
【答案】D
【解析】
【分析】
抓住醋酸是弱电解质,在溶液中只能部分电离可解。
【详解】A.由分析可知,醋酸在溶液中部分电离,,A项错误;
B. 醋酸在溶液中部分电离,盐酸完全电离,醋酸溶液与盐酸的不同,B项错误;
C. 醋酸溶液中存在电离平衡:⇌+,加入平衡逆向移动,减小,C项错误;
D. 滴入浓溶液,与反应生成强电解质,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,D项正确;
答案选D。
19.对于可逆反应⇌,以下相关图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据勒夏特列原理判断平衡移动,并且判断纵坐标对应的物理量的变化情况可解。
【详解】A.压强增大,⇌平衡向气体数目减小的方向,即逆反应方向移动,C的物质的量减少,A项正确;
B. 温度升高,⇌平衡向吸热的方向,即正反应方向移动,C的物质的量增加,B项错误;
C.平衡常数K仅受温度影响,改变压强平衡常数不变,C项错误;
D.平衡常数K仅受温度影响,升温平衡向吸热的方向,即正反应方向移动,平衡常数K会增大,D项错误;
答案选A。
20.常温下,某溶液中水电离产生,其中一定能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
水电离产生的,可能是强酸溶液,也可能是强碱溶液。
【详解】A.在强碱溶液中不能大量共存,A项错误;
B. 在强碱溶液中不能大量共存,在强酸溶液中不能大量共存,B项错误;
C. 强酸和强碱溶液中,C组离子之间互不反应,能大量共存,C项正确;
D. 在强碱溶液中不能大量共存,D项错误;
答案选C。
21.某温度下, 的平衡常数。该温度下,在①、②两个恒容容器中投入和,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
容器编号
起始浓度
①
0.1
0.1
②
0.2
0.1
A. 反应开始时,反应速率:②>①
B. 的平衡转化率:②>①
C. 平衡时,①中
D. ①中的平衡转化率为40%
【答案】D
【解析】
【分析】
A.浓度增大,反应速率加快;
B. 增加H2,H2自身转化率会减小,转化率会增大;
C和D.根据三段式和平衡常数可以解答。
【详解】A. 反应开始时,②中起始浓度较大,所以反应速率:②>①,A项正确;
B. ②相当于在①基础上加0.1 H2,增加H2,转化率会增大,所以的平衡转化率:②>①,B项正确;
C.设平衡时,H2浓度变化量为X,
利用三段式:
起始浓度() 0.1 0.1 0 0
变化浓度() X X X X
平衡浓度() 0.1- X 0.1- X X X
K==,
则=,X=0.06。
则平衡时,①中,C项正确;
D. 由C项分析,①中的平衡转化率为 100%=60%,D项错误;
答案选D。
【点睛】本题考查化学平衡的计算,这类题目需要善于利用三段式以及同温度下平衡常数相等等来解答,难度中等。
22.下列实验不能达到实验目的的是
A、研究浓度对反应速率的影响
B、研究阳离子对分解速率的影响
C、研究沉淀的转化
D、研究酸碱性对平衡移动的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.A项在保证溶液总体积一样的前提下,所加硫酸的量不同,即探究硫酸浓度对反应速率的影响,A项正确;
B.滴加的Fe3+和Cu2+的浓度相等且均为2滴,故可以实现探究阳离子对H2O2分解速率的影响,B项正确;
C.5滴和5 ml同浓度的NaCl和AgNO3,明显是AgNO3过量,所以无论AgCl和AgI哪个溶解度更小,都会产生AgI沉淀,无法探究沉淀转化,C项错误;
D.溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+ 2H+,加碱平衡正向移动,溶液由橙变黄,加酸平衡逆向移动,溶液由黄变橙,D项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查实验设计,要善于利用控制变量法来解答此类题目。
23.工业上可通过如下流程回收铅蓄电池中的铅,下列有关说法不正确的是
A. 在水中存在溶解平衡:
B. 生成的离子方程式为:
C. 滤液中不存在
D. 滤液<饱和溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
回收铅蓄电池中的铅的流程:(1);(2)利用经过一系列反应得到。
【详解】A.是难溶物,在水中存在溶解平衡:,A项正确;
B. ,由溶解度小的沉淀转化为溶解度更加小的沉淀,生成的离子方程式为:,B项正确;
C. 滤液中存在,只是浓度比较小,C项错误;
D. 滤液里碱性的碳酸钠的浓度比较小,含有中性的硫酸钠,故滤液<饱和溶液,D项正确;
答案选C。
24.电渗析法淡化海水的原理如图所示。已知海水中含等离子,电极为惰性电极。下列叙述正确的是
A. A是阳离子交换膜
B. 海水中阴离子移向b电极
C. a的电极反应为
D. b极产生无色气体,出现白色沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以a是阳极,b是阴极。电极为惰性电极所以阳极a电解溶液中的阴离子:优先于失电子,a的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑;阴极b电解溶液中的阳离子:H+,b的电极反应为2H2O++2e-=Mg(OH)2↓+ H2↑。
【详解】A. a是阳极,阴离子向阳极移动,故A是阴离子交换膜,A项错误;
B.由A项可知,海水中阴离子移向a电极,B项错误;
C. 由分析可知,a的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,C项错误;
D. 由分析可知,b极产生无色气体H2,出现白色沉淀Mg(OH)2,D项正确;
答案选D。
【点睛】解电解池题目,注意抓住在惰性电极上离子的放电顺序:
(1)阴极(与电极材料无关):
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸) >Fe2+>Zn2+>H+(水) >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
(2)阳极(与电极材料有关):
活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根离子>F-
25.测定溶液先升温再降温过程中的,数据如下表。实验过程中,取①、④时刻的溶液,加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是
时刻
①
②
③
④
温度
25
30
40
25
9.66
9.52
9.37
9.25
A. 溶液中存在水解平衡:
B. ④产生的白色沉淀是
C. ①→③的过程中,在降低
D. ①→③的过程中,温度与相比,前者对水解平衡的影响更大
【答案】D
【解析】
【分析】
A. 是强碱弱酸盐,溶液中会水解;
B.难溶于强酸的沉淀是;
C.①→③升温,氧气和亚硫酸根的反应速率加快,降低,溶液PH减小;
D. ①→③的过程中,看溶液PH变化判断降低与温度升高哪个影响更大;
【详解】A. 是强碱弱酸盐,会水解:,A项正确;
B.加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。这种难溶于强酸的白色沉淀是,B项正确;
C.升温氧气和亚硫酸根2+O2=22-的反应速率加快,导致降低,水解的c(OH-)减少,溶液PH减小,C项正确;
D.温度升高平衡正移,溶液PH会增大。降低会导致溶液PH减小。①→③的过程中PH减小,所以后者影响更大,D项错误;
答案选D。
【点睛】注意本题考查了浓度与温度的影响:(1)氧气氧化亚硫酸根,导致亚硫酸根浓度减小;(2)升温;要看哪个影响更大,需要注意实验中其他数据,如PH。
第二部分(非选择题)
26.常温下,有的四种溶液:① ② ③ ④
(1)任选上述一种酸性溶液,用化学用语解释其呈酸性的原因:__________.
(2)溶液②的_____________。
(3)溶液②、③等体积混合后,溶液中________(填“>”、“<”或“=”)。
(4)溶液④加热后碱性增强,结合化学用语解释原因:______________。
【答案】 (1). (或) (2). 13 (3). = (4). 溶液中存在:,温度升高,平衡正向移动,增大
【解析】
【分析】
(1)用化学用语解释溶液显酸性的原因即写出其电离方程式;
(2)是强电解质,完全电离,可算出氢氧根浓度,再求出氢离子浓度,最后算出溶液②PH;
(3)溶液、等体积等浓度混合后,恰好完全反应,溶质为硫酸钠;
(4)结合化学用语解释溶液加热后碱性增强,即写出碳酸根的水解方程式以及必要文字描述;
【详解】(1)显酸性的溶液有①和③,电离方程式分别为(或);
(2)是强电解质,完全电离,的溶液中氢氧根浓度为,氢离子浓度为=10-13,则溶液②PH为13;
(3)恰好完全反应,溶质为硫酸钠,显中性,故溶液中=;
(4)水解是吸热的,升温,促进平衡正向移动,增大,故溶液加热后碱性增强;
27.可逆反应 在平衡移动时的颜色变化可以用来指示放热过程和吸热过程。下面是某同学的部分实验报告。
1.向甲烧杯中加入晶体,此烧杯中球的红棕色变浅。
2.向乙烧杯中投入一定量的固体,此烧杯中球的红棕色变深。
(1)甲烧杯中球的红棕色变浅,说明平衡向______________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,所以晶体溶于水是__________________(填“放热”或“吸热”)过程。
(2)根据乙烧杯中的现象,补全与反应过程的能量变化示意图_____。
【答案】 (1). 正反应 (2). 吸热
(3).
【解析】
【分析】
(1)晶体溶于水是吸热的,使外界温度降低,平衡会向着放热方向移动,即正反应方向移动;
(2)与的反应放热;
【详解】(1)为红棕色,为无色,球的红棕色变浅,说明说明平衡向正反应方向移动,降温平衡向着放热方向移动,故晶体溶于水吸热;
(2)与反应放出大量热,反应物总能量大于生成物总能量,故图像为:
28.25°C向中滴加过程中,变化如图所示。
(1)A点溶液,用化学用语解释原因:_________________。
(2)下列有关B点溶液的说法正确的是_______________(填字母序号)。
a. 溶质为:
b. 微粒浓度满足:
c. 微粒浓度满足:
(3)两点水的电离程度:______(填“”、“ ”或“”)。
【答案】 (1). (2). ab (3).
【解析】
【分析】
(1)是弱电解质,用化学用语解释溶液即写出电离的方程式;
(2)B点加入的的物质的量为的一半,故溶质为和,且物质的量之比为1:1;
(3)酸和碱会抑制水的电离,大部分能水解的盐促进水的电离;
【详解】(1)是弱电解质,在溶液中部分电离,导致氢离子浓度小于,溶液。其电离的方程式为:;
(2)B点溶液:
a. 和物质的量之比为1:1,故a正确;
b.由电荷守恒可知,溶液中存在:,故b正确;
c. 由物料守恒(原子守恒)可知,溶液中存在: ,故c错误;
(3)酸和碱会抑制水的电离,大部分能水解的盐促进水的电离,A点的酸性溶液抑制水的电离,C点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,因为PH=7,醋酸的抑制作用与醋酸钠的促进作用相互抵消,对水的电离无影响,故水的电离程度:A
【点睛】(1)判断酸碱中和时水的电离程度技巧:
酸碱恰好完全反应生成正盐时水的电离程度最大;
(2)判断溶液中某些等式是否正确,可从电荷守恒、物料守恒、质子守恒等入手。
29.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。
(1)①钢铁在海水中容易发生电化学腐蚀,负极反应式是____________。
②图1中,为减缓钢闸门的腐蚀,材料可以选择____________(填“”或“”)。
(2)图2为钢铁防护模拟实验装置,则铁做_________极,检测钢铁保护效果的方法是:取少量铁电极附近的溶液于试管中,___________,则说明保护效果好。
(3)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,其构造如图3所示:为多孔石墨电极,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电。
①的电极反应式是__________________;
②若电池共产生水,则电路中通过了___________的电子。
【答案】 (1). (2). (3). 阴 (4). 滴加铁氰化钾(或)溶液,若无蓝色沉淀产生 (5). (6). 40
【解析】
【分析】
(1)由图可判断该装置利用的是原电池原理,利用牺牲阳极的阴极保护法;
(2)由图可判断该装置利用的是电解池原理,利用外加电流的阴极保护法。检测钢铁保护效果的方法是检验溶液中是否存在亚铁离子;
(3)书写电极反应方程式注意碱性环境不要出现H+,计算方面找出电子和水的物质的量关系即可解答。
【详解】(1)①负极失去电子发生氧化反应,注意电极反应中,铁失去电子一定生成二价铁,反应式为:;
②为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B的活泼性应该强于铁,作负极,才能满足牺牲阳极的阴极保护法,故选Zn;
(2)外加电流的阴极保护法,铁应该与电源的负极相连,作为阴极。溶液中没有亚铁离子则保护效果好,检验无亚铁离子的方法和现象是:滴加铁氰化钾(或)溶液,若无蓝色沉淀产生;
(3)①a极氢气失电子作为负极,反应式为:。
②由总反应2H2+O2=2H2O可得:2H2O~4e-,则当产生水,则电路中通过了40的电子。
【点睛】本题是电化学综合题,解这类题目一定要先判断是原电池还是电解池,然后判断正负极和阴阳极来解答。另外,(3)中电化学的计算题,解这类计算题需要找出已知物理量与所求的物理量的关系即可。
30.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为)为原料,通过热解法进行生产。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.
ii.
①反应i的化学平衡常数表达式___________。
②焙烧制取的热化学方程式是_________________。
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是________________。
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①图2是在常压()下的研究结果,请在图2中用虚线画出下转化率与反应温度的关系图______。
②常压下,要提高的转化率,应选择的生产条件是____________焙烧。
③图3中,焙烧时,的转化率:干空气<湿空气,原因是______________。
【答案】 (1).
(2). (3). 保持的浓度,降低的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率 (4). (5). 湿空气中,左右 (6). 干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。
【解析】
【分析】
(1)考查平衡常数表达式以及盖斯定律;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气的目的可以从的平衡正向移动入手;
(3)增压平衡逆向移动。未达到平衡的某个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。
【详解】(1)①固体不写进平衡常数表达式,故K=;
②热化学方程式i扩大倍数2,再加上方程式ii,可得到焙烧制取的热化学方程式;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气分离出CO2,的平衡会正向移动,故答案为:保持的浓度,降低的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率;
(3)①增压平衡逆向移动,相同温度条件下物质转化率降低,则作图为:
;
②结合图2和图3,湿空气中,左右,焙烧的转化率较高;
③8h时干空气中未达到平衡,物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到,故答案为:干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。
31.下图是闪锌矿(主要成分是,含有少量)制备的一种工艺流程:
资料:相关金属离子浓度为时形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子
开始沉淀的
1.5
6.3
6.2
沉淀完全的
2.8
8.3
8.2
(1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎,目的是______________。
(2)溶浸过程使用过量的溶液和浸取矿粉,发生的主要反应是:
。下列判断正确的是____________(填字母序号)。
a.浸出液中含有等阳离子
b.加入硫酸,可以抑制水解
c.若改用溶液进行浸取,将发生反应:
(3)工业除铁过程需要控制沉淀速率,因此分为还原和氧化两步先后进行,如下图。还原过程将部分转化为,得到小于1.5的溶液。氧化过程向溶液中先加入氧化物a,再通入。
①a可以是______________,加入a的作用是_______________。
②除铁过程中可以控制溶液中的操作是_______________。
【答案】 (1). 增大接触面积,加快反应速率 (2). ab (3). (4). 调节溶液的,以除铁 (5). 控制加入的量、通入的速率
【解析】
【分析】
(2)注意和是过量的,且生成硫酸亚铁和硫酸锌,沉淀转化离子方程式需要注意拆分问题;
(3)注意除去锌离子中的铁离子杂质,可以加入氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌等调节PH,其中a是氧化物。
【详解】(1)粉碎闪锌矿能增大固体接触面积,加快化学反应速率;
(2)a.由分析可知,浸出液中溶质为和、硫酸亚铁和硫酸锌,则含有等阳离子,故a正确;
b.水解显酸性,加入硫酸,可以使水解平衡逆向移动,抑制水解,故b正确;
c.若改用溶液进行浸取,将发生反应:,故c错误;
(3)①由分析可知,a可以是,作用是调节溶液的,促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀以除铁;
②除铁过程中可以控制溶液中的操作可以是控制加入的量、通入的速率等。
【点睛】总结常考“增大原料浸出率”的措施:
搅拌、适当升高温度、适当增加某某试剂浓度、研磨、增长浸出时间(注意此方法不能增大浸出速率)、增大气体的流速(浓度、压强)等。
32.某小组研究了铜片与反应的速率,实现现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验I:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图。
实验II:②-④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、 。结果显示:对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验III:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:____________。
(2)实验的结论:温度升高___________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验II的目的是:__________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验II、III,在下图方框内填入相应的微粒符号①____②_____,以补全催化机理。
(5)为验证(4)中猜想,还需补充一个实验:__________(请写出操作和现象)。
【答案】 (1). 反应速率先变快后变慢 (2). 不是 (3). 检验能否加快铜和硝酸反应的速率 (4). (5). (6). 在试管中均加入相同的铜片和等体积的硝酸,向中加入固体,产生气泡的速率比快。
【解析】
【分析】
(1)表格中的现象变化:极少气泡à较多气泡à大量气泡à较少气泡;
(2)5—30min,温度不变,但是15—30min,反应速率加快;
(3)实验II结论:对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率;
(4)结合实验II与实验III,实验II:可知能明显加快该反应的速率。实验III:发现其中含有。再根据化合价的升降可判断;
(5)中间产物为;
【详解】(1)根据表格中的气泡多少的现象,可知该反应的速率随时间的变化情况:反应速率先变快后变慢;
(2)由分析可知,温度不变时反应速率却加快,故温度升高不是反应速率加快的主要原因;
(3)由分析可知,实验II的目的是:检验能否加快铜和硝酸反应的速率;
(4)Cuà Cu2+,化合价升高,则①à②的化合价降低,故①为,②为;
(5)验证中间产物加快了反应速率,则可以在试管中均加入相同的铜片和等体积的硝酸,向中加入固体,产生气泡的速率比快。
33.某工厂的氨氮废水中主要含有,可用电化学氧化法加以处理。
(1)图1是电化学氧化法的原理示意图。a的电极反应式是_____________。
(2)研究显示,其他条件不变时,不同下氨氮的去除量如图2所示。已知:与相比,在电极表面的吸附效果更好。结合平衡移动原理和图中数据,解释从5到9时氨氮去除量增大的原因:______________。
(3)在电解废水的过程中,会经历“”的过程。其他条件相同、的浓度不同时,废水中氨氮脱除效率的实验结果如下:
的浓度/()
400
100
电解时间/h
0.5
0.5
氨氮脱除效率/()
2.40.8
①其它条件相同、适当提高的浓度,可以显著增大废水中的脱除效率。
用化学用语解释原因:____________、。
②图2中,时,废水中去除量下降,可能的原因是:_______________。
【答案】 (1). (2). 废水中存在:,增大,降低,平衡正向移动,增大,有利于含氮微粒在电极表面吸附 (3). (4). 较大,优先放电(或与结合生成,逸出;或与会生成,碱性条件下氧化性弱)。
【解析】
【分析】
(1)该装置为电解池,a电极是à,化合价降低,得电子作为阴极;
(2)已知:与相比,在电极表面的吸附效果更好。增大,水解产生的越多,氨氮去除量增大;
(3)电解废水的过程中,先在阳极失电子产生,再由氧化;
(4)可从氯气浓度减小、逸出等方面入手;
【详解】(1)由分析可知,阴极a的电极反应式是。
(2)结合分析和题干可知,废水中存在:,溶液增大,会降低,平衡正向移动,增大,比在电极表面的吸附效果更好,有利于含氮微粒在电极表面吸附;
(3)①电解废水的过程中,先在阳极失电子产生,电极反应式为:;
②结合①问,时,废水中去除量下降,可能的原因是氯气浓度减小(如:较大,优先放电;与会生成,碱性条件下氧化性弱)、逸出(与结合生成,逸出)等。
第一部分(选择题)
1.下列设备工作时,将化学能转化为热能的是
A. 硅太阳能电池 B. 铅蓄电池 C. 燃气灶 D. 电烤箱
【答案】C
【解析】
【详解】A.硅太阳能电池是太阳能转化为电能,A项错误;
B.铅蓄电池放电时将化学能转化为电能,充电时将电能转化为化学能,B项错误;
C.燃烧是放热反应,是化学能转化为热能,C项正确;
D.电烤箱是将电能转化为热能的装置,D项错误;
答案选C。
2.下列属于弱电解质的物质是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
强电解质类别:强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物;
弱电解质类别:弱酸、弱碱、水、少数盐。
【详解】A.是弱酸,属于弱电解质,A项正确;
B.NaOH是强碱,属于强电解质,B项错误;
C. 是强酸,属于强电解质,C项错误;
D. 是盐,属于强电解质,D项错误;
答案选A。
3.化学用语表示的是
A. 置换反应 B. 电离过程 C. 中和反应 D. 水解反应
【答案】B
【解析】
【分析】
表示的是的电离过程。
【详解】A. 置换反应是一种化合物和一种单质反应生成另一种化合物和另一种单质的反应,A项错误;
B. 强电解质电离用“=”,弱电解质电离用“”,B项正确;
C. 中和反应是酸和碱反应生成盐和水,C项错误;
D. 水解反应是弱酸阴离子或弱碱阳离子与水电离产生的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的反应,D项错误;
答案选B。
4.下列关于化学反应方向的说法正确的是
A. 凡是放热反应都是自发反应 B. 凡是熵增大的反应都是自发反应
C. 凡是吸热反应都不是自发反应 D. 反应是否自发,不只与反应热有关
【答案】D
【解析】
【分析】
判断化学反应进行方向:△G=△H-T△S<0的反应可以自发进行,△G=△H-T△S>0的反应不能自发进行。
【详解】A.判断反应的自发性不能只根据焓变,要用熵变和焓变的复合判据,A项错误;
B.判断反应的自发性不能只根据熵变,要用熵变和焓变的复合判据,B项错误;
C.由分析可知,吸热反应也有可能是自发反应,C项错误;
D.反应是否自发,不只与反应热有关,还与熵变有关,D项正确;
答案选D。
5.锌铜原电池装置如图所示,下列说法正确的是
A. 铜片作负极 B. 锌电极的反应式:
C. 电流从锌片流向铜片 D. 盐桥的作用是传递电子
【答案】B
【解析】
【分析】
锌铜原电池中Zn作负极,失电子,发生氧化反应。盐桥的作用是传递离子。
【详解】A.Zn易失电子发生氧化反应而作负极,A项错误;
B.Zn易失电子发生氧化反应,锌电极的反应式:,B项正确;
C.铜作正极,电流由铜片流向锌片,C项错误;
D.盐桥的作用是传递离子,电子不能通过溶液,D项错误;
答案选B。
【点睛】易错项是D,注意“电子不下水,离子不上岸”,即电子只能在导线上移动,离子只能在溶液中移动。
6.下列溶液肯定显酸性的是
A. 的溶液 B. 含的溶液
C. 的溶液 D. 加酚酞显无色的溶液
【答案】A
【解析】
【分析】
酸性最本质的判断是:。
【详解】A.由分析可知,的溶液显酸性,A项正确;
B.碱性和中性的溶液也含,B项错误;
C.温度未知,KW未知,的溶液未必显酸性,C项错误;
D.加酚酞显无色的溶液,可能酸性或中性,D项错误;
答案选A。
7.在的密闭容器中进行反应,内的物质的量由减小到,则用的浓度变化表示的反应速率为
A. 1.2 B. 1 C. 0.6 D. 0.4
【答案】C
【解析】
【分析】
由“速率=物质的量浓度变化/反应时间”可求。
【详解】的密闭容器中,内的物质的量由减小到,的物质的量浓度变化了1.2,的浓度变化表示的反应速率为0.6,C项正确。
答案选C。
8.氢气燃烧生成液态水,放出热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】
氢气燃烧是放热反应,所以△H小于0。根据物质的量与反应的焓变成正比可求出△H,注意水的状态为液态。
【详解】A.2mol氢气完全燃烧放热571.6kJ,A项错误;
B. 2mol氢气完全燃烧放热571.6kJ且氢气完全燃烧生成液态水,B项错误;
C. 2mol氢气燃烧生成液态水,放出571.6kJ热量,热化学方程式应为2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H=-571.6 kJ•mol-1,C项正确;
D. 放热反应的焓变为负值,D项错误;
答案选C。
9.如图所示,用石墨电极电解饱和食盐水。下列说法不正确的是
A. 电极a是阳极 B. 通电使发生电离
C. 、向b极移动 D. a极产生黄绿色气体
【答案】B
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以a极是阳极,b极是阴极。阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
【详解】A. 由分析可知,电极a是阳极,A项正确;
B. 在水中就能发生电离,通电不是必要条件,B项错误;
C. 由分析可知,、向b极移动,C项正确;
D. a极反应式为:Cl--2e-=Cl2,产生黄绿色气体,D项正确;
答案选B。
10.在密闭容器中发生反应:⇌,下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是
A. 单位时间内消耗的同时生成
B. 的物质的量之比为2:1:2
C. 的物质的量浓度不再变化
D. 的质量不再变化
【答案】B
【解析】
【分析】
反应达到平衡状态时,同种物质正逆反应速率相等,不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,平衡时各种物质的物质的量、浓度、质量等不再发生变化,可由此进行判断。
【详解】A. 单位时间内消耗的同时生成,能体现不同种物质正逆反应速率等于化学计量数之比,A项正确;
B. 的物质的量之比为2:1:2,这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,B项错误;
C. 的物质的量浓度不再变化,是达到平衡状态的标志,C项正确;
D. 的质量不再变化,是达到平衡状态的标志,D项正确;
答案选B。
【点睛】判断平衡状态,技巧是“逆向相等,变量不变”,
(1)“逆向相等”,若是同一物质,正逆速率相等;若是不同物质,正逆速率等于化学计量数之比;
(2)“变量不变”,变量即平衡前是一直变化的物理量,当这个变量不再发生改变时,可以判断反应达到平衡状态。
11.已知:,则的反应热是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】先将热化学方程式反写可以得到:,再将反写后的热化学方程式乘以系数,可得。A项正确。
答案选A。
12.为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率,下列测量依据不可行的是
A. 的变化 B. 的变化
C. 的变化 D. 的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,A项正确;
B. 的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,B项正确;
C.锌和稀硫酸反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,不参与该反应,所以测量的变化无法测得锌和稀硫酸反应的速率,C项错误;
D. 的变化越快,锌和稀硫酸反应的速率越快,该测量依据可行,D项正确;
答案选C。
13.与在催化剂表面生成,反应历程及能量变化示意如下。下列说法不正确的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了键
C. 该反应为放热反应
D. 该催化剂可提高的平衡产率
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由能量变化示意可知,①→②能量增大,故该过程吸收能量,A项正确;
B. 由能量变化示意可知,②→③生成氨气,氮原子和氢原子之间形成了键,B项正确;
C. 由能量变化示意可知,该反应生成物总能量比反应物总能量低,则该反应为放热反应,C项正确;
D. 催化剂只能降低化学反应的活化能,提高反应速率,但是不会引起平衡移动,故无法提高的平衡产率,D项错误;
答案选D。
【点睛】解D选项时,注意浓度、温度、压强、催化剂等影响:
(1)温度,会引起平衡移动,一定会引起物质平衡转化率和产率变化;
(2)压强,一般会引起平衡移动(若反应前后气体总数相同则不移动),可能会引起物质平衡转化率和产率变化;
(3)浓度,会引起平衡移动,但是由于起始投料也改变,故可能会引起物质平衡转化率和产率变化;
(4)催化剂,平衡不移动,一定不会引起物质平衡转化率和产率变化;
14.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A. 通入少量氨气 B. 通入少量氯化氢气体
C. 加入少量醋酸钠固体 D. 加热
【答案】D
【解析】
【详解】由水的离子积常数仅受温度影响可知,D项正确,ABC项错误;
答案选D。
15.镉镍可充电电池的充、放电反应如下:,则该电池放电时的负极是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由可知,放电为原电池,充电为电解池。
【详解】A. 为阴极得到电子,A项错误;
B. 为阳极失去电子,B项错误;
C. 为负极失去电子,C项正确;
D.为正极得到电子,D项错误;
答案选C。
16.如图是溶液与溶液反应的实验示意图。下列分析不正确的是
A. 溶液中存在平衡:⇌
B. 平衡向逆反应方向移动
C. 溶液中减小
D. 若加入少量溶液,则会产生红褐色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
由图可知,向⇌ 反应后溶液中继续加溶液,根据勒夏特列原理可解。
【详解】A. 溶液中存在平衡:⇌ ,A项正确;
B. 向平衡:⇌ 加溶液,平衡向正反应方向移动,B项错误;
C. 由B,平衡向正反应方向移动,溶液中减小,C项正确;
D. 若加入少量溶液,会和反应产生红褐色沉淀,D项正确;
答案选B。
17.用如图所示装置可以进行电镀,下列说法不正确的是
A. 电镀时待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极
B. 用含有镀层金属离子的溶液做电镀液
C. 将待镀铁件改为粗铜板,即可进行铜的精炼
D. 电镀废水排放前必须经过处理
【答案】C
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以铜片是阳极,待镀铁件是阴极。电镀时电镀液要含有镀层金属离子。
【详解】A. 由分析可知,电镀时待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,A项正确;
B. 由分析可知,阴极反应会消耗Cu2+,电镀液要含有镀层金属离子Cu2+,B项正确;
C. 铜的精炼时粗铜板作阳极材料,故应该将铜片改为粗铜板,C项错误;
D. 电镀废水含有重金属离子Cu2+,会污染环境,排放前必须经过处理,D项正确;
答案选C。
18.25°C时,下列关于醋酸溶液的判断正确的是
A. B. 与盐酸的相同
C. 加入不变 D. 滴入浓溶液,溶液导电性增强
【答案】D
【解析】
【分析】
抓住醋酸是弱电解质,在溶液中只能部分电离可解。
【详解】A.由分析可知,醋酸在溶液中部分电离,,A项错误;
B. 醋酸在溶液中部分电离,盐酸完全电离,醋酸溶液与盐酸的不同,B项错误;
C. 醋酸溶液中存在电离平衡:⇌+,加入平衡逆向移动,减小,C项错误;
D. 滴入浓溶液,与反应生成强电解质,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,D项正确;
答案选D。
19.对于可逆反应⇌,以下相关图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据勒夏特列原理判断平衡移动,并且判断纵坐标对应的物理量的变化情况可解。
【详解】A.压强增大,⇌平衡向气体数目减小的方向,即逆反应方向移动,C的物质的量减少,A项正确;
B. 温度升高,⇌平衡向吸热的方向,即正反应方向移动,C的物质的量增加,B项错误;
C.平衡常数K仅受温度影响,改变压强平衡常数不变,C项错误;
D.平衡常数K仅受温度影响,升温平衡向吸热的方向,即正反应方向移动,平衡常数K会增大,D项错误;
答案选A。
20.常温下,某溶液中水电离产生,其中一定能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
水电离产生的,可能是强酸溶液,也可能是强碱溶液。
【详解】A.在强碱溶液中不能大量共存,A项错误;
B. 在强碱溶液中不能大量共存,在强酸溶液中不能大量共存,B项错误;
C. 强酸和强碱溶液中,C组离子之间互不反应,能大量共存,C项正确;
D. 在强碱溶液中不能大量共存,D项错误;
答案选C。
21.某温度下, 的平衡常数。该温度下,在①、②两个恒容容器中投入和,起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是
容器编号
起始浓度
①
0.1
0.1
②
0.2
0.1
A. 反应开始时,反应速率:②>①
B. 的平衡转化率:②>①
C. 平衡时,①中
D. ①中的平衡转化率为40%
【答案】D
【解析】
【分析】
A.浓度增大,反应速率加快;
B. 增加H2,H2自身转化率会减小,转化率会增大;
C和D.根据三段式和平衡常数可以解答。
【详解】A. 反应开始时,②中起始浓度较大,所以反应速率:②>①,A项正确;
B. ②相当于在①基础上加0.1 H2,增加H2,转化率会增大,所以的平衡转化率:②>①,B项正确;
C.设平衡时,H2浓度变化量为X,
利用三段式:
起始浓度() 0.1 0.1 0 0
变化浓度() X X X X
平衡浓度() 0.1- X 0.1- X X X
K==,
则=,X=0.06。
则平衡时,①中,C项正确;
D. 由C项分析,①中的平衡转化率为 100%=60%,D项错误;
答案选D。
【点睛】本题考查化学平衡的计算,这类题目需要善于利用三段式以及同温度下平衡常数相等等来解答,难度中等。
22.下列实验不能达到实验目的的是
A、研究浓度对反应速率的影响
B、研究阳离子对分解速率的影响
C、研究沉淀的转化
D、研究酸碱性对平衡移动的影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.A项在保证溶液总体积一样的前提下,所加硫酸的量不同,即探究硫酸浓度对反应速率的影响,A项正确;
B.滴加的Fe3+和Cu2+的浓度相等且均为2滴,故可以实现探究阳离子对H2O2分解速率的影响,B项正确;
C.5滴和5 ml同浓度的NaCl和AgNO3,明显是AgNO3过量,所以无论AgCl和AgI哪个溶解度更小,都会产生AgI沉淀,无法探究沉淀转化,C项错误;
D.溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+ 2H+,加碱平衡正向移动,溶液由橙变黄,加酸平衡逆向移动,溶液由黄变橙,D项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查实验设计,要善于利用控制变量法来解答此类题目。
23.工业上可通过如下流程回收铅蓄电池中的铅,下列有关说法不正确的是
A. 在水中存在溶解平衡:
B. 生成的离子方程式为:
C. 滤液中不存在
D. 滤液<饱和溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
回收铅蓄电池中的铅的流程:(1);(2)利用经过一系列反应得到。
【详解】A.是难溶物,在水中存在溶解平衡:,A项正确;
B. ,由溶解度小的沉淀转化为溶解度更加小的沉淀,生成的离子方程式为:,B项正确;
C. 滤液中存在,只是浓度比较小,C项错误;
D. 滤液里碱性的碳酸钠的浓度比较小,含有中性的硫酸钠,故滤液<饱和溶液,D项正确;
答案选C。
24.电渗析法淡化海水的原理如图所示。已知海水中含等离子,电极为惰性电极。下列叙述正确的是
A. A是阳离子交换膜
B. 海水中阴离子移向b电极
C. a的电极反应为
D. b极产生无色气体,出现白色沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】
与电源的正极相连的是阳极,和电源的负极相连的是阴极,所以a是阳极,b是阴极。电极为惰性电极所以阳极a电解溶液中的阴离子:优先于失电子,a的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑;阴极b电解溶液中的阳离子:H+,b的电极反应为2H2O++2e-=Mg(OH)2↓+ H2↑。
【详解】A. a是阳极,阴离子向阳极移动,故A是阴离子交换膜,A项错误;
B.由A项可知,海水中阴离子移向a电极,B项错误;
C. 由分析可知,a的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑,C项错误;
D. 由分析可知,b极产生无色气体H2,出现白色沉淀Mg(OH)2,D项正确;
答案选D。
【点睛】解电解池题目,注意抓住在惰性电极上离子的放电顺序:
(1)阴极(与电极材料无关):
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸) >Fe2+>Zn2+>H+(水) >Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
(2)阳极(与电极材料有关):
活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根离子>F-
25.测定溶液先升温再降温过程中的,数据如下表。实验过程中,取①、④时刻的溶液,加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是
时刻
①
②
③
④
温度
25
30
40
25
9.66
9.52
9.37
9.25
A. 溶液中存在水解平衡:
B. ④产生的白色沉淀是
C. ①→③的过程中,在降低
D. ①→③的过程中,温度与相比,前者对水解平衡的影响更大
【答案】D
【解析】
【分析】
A. 是强碱弱酸盐,溶液中会水解;
B.难溶于强酸的沉淀是;
C.①→③升温,氧气和亚硫酸根的反应速率加快,降低,溶液PH减小;
D. ①→③的过程中,看溶液PH变化判断降低与温度升高哪个影响更大;
【详解】A. 是强碱弱酸盐,会水解:,A项正确;
B.加入盐酸酸化的溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。这种难溶于强酸的白色沉淀是,B项正确;
C.升温氧气和亚硫酸根2+O2=22-的反应速率加快,导致降低,水解的c(OH-)减少,溶液PH减小,C项正确;
D.温度升高平衡正移,溶液PH会增大。降低会导致溶液PH减小。①→③的过程中PH减小,所以后者影响更大,D项错误;
答案选D。
【点睛】注意本题考查了浓度与温度的影响:(1)氧气氧化亚硫酸根,导致亚硫酸根浓度减小;(2)升温;要看哪个影响更大,需要注意实验中其他数据,如PH。
第二部分(非选择题)
26.常温下,有的四种溶液:① ② ③ ④
(1)任选上述一种酸性溶液,用化学用语解释其呈酸性的原因:__________.
(2)溶液②的_____________。
(3)溶液②、③等体积混合后,溶液中________(填“>”、“<”或“=”)。
(4)溶液④加热后碱性增强,结合化学用语解释原因:______________。
【答案】 (1). (或) (2). 13 (3). = (4). 溶液中存在:,温度升高,平衡正向移动,增大
【解析】
【分析】
(1)用化学用语解释溶液显酸性的原因即写出其电离方程式;
(2)是强电解质,完全电离,可算出氢氧根浓度,再求出氢离子浓度,最后算出溶液②PH;
(3)溶液、等体积等浓度混合后,恰好完全反应,溶质为硫酸钠;
(4)结合化学用语解释溶液加热后碱性增强,即写出碳酸根的水解方程式以及必要文字描述;
【详解】(1)显酸性的溶液有①和③,电离方程式分别为(或);
(2)是强电解质,完全电离,的溶液中氢氧根浓度为,氢离子浓度为=10-13,则溶液②PH为13;
(3)恰好完全反应,溶质为硫酸钠,显中性,故溶液中=;
(4)水解是吸热的,升温,促进平衡正向移动,增大,故溶液加热后碱性增强;
27.可逆反应 在平衡移动时的颜色变化可以用来指示放热过程和吸热过程。下面是某同学的部分实验报告。
1.向甲烧杯中加入晶体,此烧杯中球的红棕色变浅。
2.向乙烧杯中投入一定量的固体,此烧杯中球的红棕色变深。
(1)甲烧杯中球的红棕色变浅,说明平衡向______________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,所以晶体溶于水是__________________(填“放热”或“吸热”)过程。
(2)根据乙烧杯中的现象,补全与反应过程的能量变化示意图_____。
【答案】 (1). 正反应 (2). 吸热
(3).
【解析】
【分析】
(1)晶体溶于水是吸热的,使外界温度降低,平衡会向着放热方向移动,即正反应方向移动;
(2)与的反应放热;
【详解】(1)为红棕色,为无色,球的红棕色变浅,说明说明平衡向正反应方向移动,降温平衡向着放热方向移动,故晶体溶于水吸热;
(2)与反应放出大量热,反应物总能量大于生成物总能量,故图像为:
28.25°C向中滴加过程中,变化如图所示。
(1)A点溶液,用化学用语解释原因:_________________。
(2)下列有关B点溶液的说法正确的是_______________(填字母序号)。
a. 溶质为:
b. 微粒浓度满足:
c. 微粒浓度满足:
(3)两点水的电离程度:______(填“”、“ ”或“”)。
【答案】 (1). (2). ab (3).
【解析】
【分析】
(1)是弱电解质,用化学用语解释溶液即写出电离的方程式;
(2)B点加入的的物质的量为的一半,故溶质为和,且物质的量之比为1:1;
(3)酸和碱会抑制水的电离,大部分能水解的盐促进水的电离;
【详解】(1)是弱电解质,在溶液中部分电离,导致氢离子浓度小于,溶液。其电离的方程式为:;
(2)B点溶液:
a. 和物质的量之比为1:1,故a正确;
b.由电荷守恒可知,溶液中存在:,故b正确;
c. 由物料守恒(原子守恒)可知,溶液中存在: ,故c错误;
(3)酸和碱会抑制水的电离,大部分能水解的盐促进水的电离,A点的酸性溶液抑制水的电离,C点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,因为PH=7,醋酸的抑制作用与醋酸钠的促进作用相互抵消,对水的电离无影响,故水的电离程度:A
酸碱恰好完全反应生成正盐时水的电离程度最大;
(2)判断溶液中某些等式是否正确,可从电荷守恒、物料守恒、质子守恒等入手。
29.电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换等方面应用广泛。
(1)①钢铁在海水中容易发生电化学腐蚀,负极反应式是____________。
②图1中,为减缓钢闸门的腐蚀,材料可以选择____________(填“”或“”)。
(2)图2为钢铁防护模拟实验装置,则铁做_________极,检测钢铁保护效果的方法是:取少量铁电极附近的溶液于试管中,___________,则说明保护效果好。
(3)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,其构造如图3所示:为多孔石墨电极,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电。
①的电极反应式是__________________;
②若电池共产生水,则电路中通过了___________的电子。
【答案】 (1). (2). (3). 阴 (4). 滴加铁氰化钾(或)溶液,若无蓝色沉淀产生 (5). (6). 40
【解析】
【分析】
(1)由图可判断该装置利用的是原电池原理,利用牺牲阳极的阴极保护法;
(2)由图可判断该装置利用的是电解池原理,利用外加电流的阴极保护法。检测钢铁保护效果的方法是检验溶液中是否存在亚铁离子;
(3)书写电极反应方程式注意碱性环境不要出现H+,计算方面找出电子和水的物质的量关系即可解答。
【详解】(1)①负极失去电子发生氧化反应,注意电极反应中,铁失去电子一定生成二价铁,反应式为:;
②为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B的活泼性应该强于铁,作负极,才能满足牺牲阳极的阴极保护法,故选Zn;
(2)外加电流的阴极保护法,铁应该与电源的负极相连,作为阴极。溶液中没有亚铁离子则保护效果好,检验无亚铁离子的方法和现象是:滴加铁氰化钾(或)溶液,若无蓝色沉淀产生;
(3)①a极氢气失电子作为负极,反应式为:。
②由总反应2H2+O2=2H2O可得:2H2O~4e-,则当产生水,则电路中通过了40的电子。
【点睛】本题是电化学综合题,解这类题目一定要先判断是原电池还是电解池,然后判断正负极和阴阳极来解答。另外,(3)中电化学的计算题,解这类计算题需要找出已知物理量与所求的物理量的关系即可。
30.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为)为原料,通过热解法进行生产。
(1)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.
ii.
①反应i的化学平衡常数表达式___________。
②焙烧制取的热化学方程式是_________________。
(2)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是________________。
(3)在其他条件不变时,某科研团队对影响转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①图2是在常压()下的研究结果,请在图2中用虚线画出下转化率与反应温度的关系图______。
②常压下,要提高的转化率,应选择的生产条件是____________焙烧。
③图3中,焙烧时,的转化率:干空气<湿空气,原因是______________。
【答案】 (1).
(2). (3). 保持的浓度,降低的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率 (4). (5). 湿空气中,左右 (6). 干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。
【解析】
【分析】
(1)考查平衡常数表达式以及盖斯定律;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气的目的可以从的平衡正向移动入手;
(3)增压平衡逆向移动。未达到平衡的某个时间点物质的转化率大小比较可以从反应速率入手。
【详解】(1)①固体不写进平衡常数表达式,故K=;
②热化学方程式i扩大倍数2,再加上方程式ii,可得到焙烧制取的热化学方程式;
(2)焙烧时持续通入空气,并不断抽气分离出CO2,的平衡会正向移动,故答案为:保持的浓度,降低的浓度,使平衡正向移动,提高碳酸锰的转化率;
(3)①增压平衡逆向移动,相同温度条件下物质转化率降低,则作图为:
;
②结合图2和图3,湿空气中,左右,焙烧的转化率较高;
③8h时干空气中未达到平衡,物质的转化率大小可以通过比较反应速率得到,故答案为:干空气中没有催化剂,反应速率比湿空气中慢,时未达到平衡。
31.下图是闪锌矿(主要成分是,含有少量)制备的一种工艺流程:
资料:相关金属离子浓度为时形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子
开始沉淀的
1.5
6.3
6.2
沉淀完全的
2.8
8.3
8.2
(1)闪锌矿在溶浸之前会将其粉碎,目的是______________。
(2)溶浸过程使用过量的溶液和浸取矿粉,发生的主要反应是:
。下列判断正确的是____________(填字母序号)。
a.浸出液中含有等阳离子
b.加入硫酸,可以抑制水解
c.若改用溶液进行浸取,将发生反应:
(3)工业除铁过程需要控制沉淀速率,因此分为还原和氧化两步先后进行,如下图。还原过程将部分转化为,得到小于1.5的溶液。氧化过程向溶液中先加入氧化物a,再通入。
①a可以是______________,加入a的作用是_______________。
②除铁过程中可以控制溶液中的操作是_______________。
【答案】 (1). 增大接触面积,加快反应速率 (2). ab (3). (4). 调节溶液的,以除铁 (5). 控制加入的量、通入的速率
【解析】
【分析】
(2)注意和是过量的,且生成硫酸亚铁和硫酸锌,沉淀转化离子方程式需要注意拆分问题;
(3)注意除去锌离子中的铁离子杂质,可以加入氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌等调节PH,其中a是氧化物。
【详解】(1)粉碎闪锌矿能增大固体接触面积,加快化学反应速率;
(2)a.由分析可知,浸出液中溶质为和、硫酸亚铁和硫酸锌,则含有等阳离子,故a正确;
b.水解显酸性,加入硫酸,可以使水解平衡逆向移动,抑制水解,故b正确;
c.若改用溶液进行浸取,将发生反应:,故c错误;
(3)①由分析可知,a可以是,作用是调节溶液的,促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀以除铁;
②除铁过程中可以控制溶液中的操作可以是控制加入的量、通入的速率等。
【点睛】总结常考“增大原料浸出率”的措施:
搅拌、适当升高温度、适当增加某某试剂浓度、研磨、增长浸出时间(注意此方法不能增大浸出速率)、增大气体的流速(浓度、压强)等。
32.某小组研究了铜片与反应的速率,实现现象记录如下表。
实验
时间段
现象
铜片表面出现极少气泡
铜片表面产生较多气泡,溶液呈很浅的蓝色
铜片表面均匀冒出大量气泡
铜片表面产生较少气泡,溶液蓝色明显变深,液面上方呈浅棕色
为探究影响该反应速率的主要因素,小组进行如下实验。
实验I:监测上述反应过程中溶液温度的变化,所得曲线如下图。
实验II:②-④试管中加入大小、形状相同的铜片和相同体积、 。结果显示:对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率。
实验III:在试管中加入铜片和,当产生气泡较快时,取少量反应液于试管中,检验后发现其中含有。
(1)根据表格中的现象,描述该反应的速率随时间的变化情况:____________。
(2)实验的结论:温度升高___________(填“是”或“不是”)反应速率加快的主要原因。
(3)实验II的目的是:__________。
(4)小组同学查阅资料后推测:该反应由于生成某中间产物而加快了反应速率。请结合实验II、III,在下图方框内填入相应的微粒符号①____②_____,以补全催化机理。
(5)为验证(4)中猜想,还需补充一个实验:__________(请写出操作和现象)。
【答案】 (1). 反应速率先变快后变慢 (2). 不是 (3). 检验能否加快铜和硝酸反应的速率 (4). (5). (6). 在试管中均加入相同的铜片和等体积的硝酸,向中加入固体,产生气泡的速率比快。
【解析】
【分析】
(1)表格中的现象变化:极少气泡à较多气泡à大量气泡à较少气泡;
(2)5—30min,温度不变,但是15—30min,反应速率加快;
(3)实验II结论:对和反应速率的影响均不明显,能明显加快该反应的速率;
(4)结合实验II与实验III,实验II:可知能明显加快该反应的速率。实验III:发现其中含有。再根据化合价的升降可判断;
(5)中间产物为;
【详解】(1)根据表格中的气泡多少的现象,可知该反应的速率随时间的变化情况:反应速率先变快后变慢;
(2)由分析可知,温度不变时反应速率却加快,故温度升高不是反应速率加快的主要原因;
(3)由分析可知,实验II的目的是:检验能否加快铜和硝酸反应的速率;
(4)Cuà Cu2+,化合价升高,则①à②的化合价降低,故①为,②为;
(5)验证中间产物加快了反应速率,则可以在试管中均加入相同的铜片和等体积的硝酸,向中加入固体,产生气泡的速率比快。
33.某工厂的氨氮废水中主要含有,可用电化学氧化法加以处理。
(1)图1是电化学氧化法的原理示意图。a的电极反应式是_____________。
(2)研究显示,其他条件不变时,不同下氨氮的去除量如图2所示。已知:与相比,在电极表面的吸附效果更好。结合平衡移动原理和图中数据,解释从5到9时氨氮去除量增大的原因:______________。
(3)在电解废水的过程中,会经历“”的过程。其他条件相同、的浓度不同时,废水中氨氮脱除效率的实验结果如下:
的浓度/()
400
100
电解时间/h
0.5
0.5
氨氮脱除效率/()
2.40.8
①其它条件相同、适当提高的浓度,可以显著增大废水中的脱除效率。
用化学用语解释原因:____________、。
②图2中,时,废水中去除量下降,可能的原因是:_______________。
【答案】 (1). (2). 废水中存在:,增大,降低,平衡正向移动,增大,有利于含氮微粒在电极表面吸附 (3). (4). 较大,优先放电(或与结合生成,逸出;或与会生成,碱性条件下氧化性弱)。
【解析】
【分析】
(1)该装置为电解池,a电极是à,化合价降低,得电子作为阴极;
(2)已知:与相比,在电极表面的吸附效果更好。增大,水解产生的越多,氨氮去除量增大;
(3)电解废水的过程中,先在阳极失电子产生,再由氧化;
(4)可从氯气浓度减小、逸出等方面入手;
【详解】(1)由分析可知,阴极a的电极反应式是。
(2)结合分析和题干可知,废水中存在:,溶液增大,会降低,平衡正向移动,增大,比在电极表面的吸附效果更好,有利于含氮微粒在电极表面吸附;
(3)①电解废水的过程中,先在阳极失电子产生,电极反应式为:;
②结合①问,时,废水中去除量下降,可能的原因是氯气浓度减小(如:较大,优先放电;与会生成,碱性条件下氧化性弱)、逸出(与结合生成,逸出)等。
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