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- 2021-07-02 发布
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2019-2020年西安市第一中学高二(上)
期末化学试卷
一、选择题(每小题只有一个正确选项)
1. 黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)= K2S(s)+ N2(g)+3CO2 (g) ΔH =x kJ·mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1;
S(s)+2K(s)=K2S(s) △H2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2 (g)+3O2(g)=2KNO3(s) △H3= c kJ·mol-1;则x为( )
A. 3a+b-c B. c-3a-b C. a+b-c D. c-a-b
【答案】A
【解析】
【详解】碳的燃烧热△H1=a kJ•mol-1,其热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=a kJ•mol-1①
S(s)+2K(s)═K2S(s)△H2=b kJ•mol-1②
2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)△H3=c kJ•mol-1③
将方程式3①+②-③得S(s)+2KNO3(s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),则△H=x kJ•mol-1=(3a+b-c)kJ•mol-1,所以x=3a+b-c,故答案为A。
2. 在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400 ℃)下列物质的溶液可以得到该物质固体的是
A. AlCl3 B. Fe2(SO4)3 C. NaHCO3 D. KMnO4
【答案】B
【解析】
【详解】A.AlCl3在溶液中发生水解:AlCl3+3H2O⇌Al(OH)3+3HCl,加热时生成的HCl不断挥发,使上述平衡向右移动,生成Al(OH)3,经灼烧最终得到Al2O3固体,A错误;
B.Fe2(SO4)3在溶液中发生水解,但硫酸不具有挥发性,随蒸发的进行,氢离子浓度增大,导致水解平衡逆向进行,蒸干并灼烧后能得到Fe2(SO4)3固体,B正确;
C.NaHCO3溶液蒸干灼烧后得到Na2CO3固体,C错误;
D.KMnO4溶液蒸干后得到KMnO4固体,灼烧时KMnO4易发生分解,得到K2MnO4、MnO2固体,D错误;
答案为B。
3. 将冰醋酸加入水中,能说明醋酸电离达到平衡的标志是
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A. 溶液中无醋酸分子 B. c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C. H+浓度恒定不变 D. c(H+)=c(CH3COOH)
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸电离达到平衡时,溶液中醋酸分子、醋酸根离子及氢离子共存,A说法错误;
B.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)时溶液呈电中性,任何浓度的醋酸溶液,溶液均呈电中性,不能说明是否达到平衡状态,B说法错误;
C.H+浓度恒定不变时,说明生成氢离子的速率与氢离子与醋酸根离子结合的速率相等,已达到平衡状态,C说法正确;
D.c(H+)=c(CH3COOH)时,不能确定正逆反应速率是否相等,不能判断是否达到平衡状态,D说法错误;
答案为C。
4. 能使水的电离平衡H2O+H2O⇌H3O++OH−向电离方向移动,且使溶液呈碱性的是
A. 在水中加碳酸氢钾固体 B. 向水中通HCl气体
C. 在水中加氯化铜固体 D. 将H2O加热至100℃
【答案】A
【解析】
【详解】A.在水中加碳酸氢钾固体产生碳酸氢根离子,碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子,导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,A符合题意;
B.向水中通HCl气体,HCl完全电离生成氢离子和氯离子,导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液呈酸性,B与题意不符;
C.在水中加氯化铜固体产生铜离子,铜离子水解生成氢氧化铜和氢离子,导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液呈酸性,C与题意不符;
D.将H2O加热至100℃,溶液中氢离子浓度、氢氧根离子浓度均增大,但仍旧相等,溶液呈中性,D与题意不符;
答案为A。
5. 有关氯化银的沉淀溶解平衡的说法正确的是
A. 氯化银沉淀生成和溶解同时在不断进行,且速率相等
B. 氯化银难溶于H2O,溶液中没有Ag+和Cl−
C. 只要向含有氯化银的饱和溶液中加入HCl,一定会有沉淀生成
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D. 向含有氯化银的悬浊液中加入碘化钾固体,氯化银沉淀不变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.AgCl溶液达到沉淀溶解平衡时,AgCl沉淀生成和沉淀溶解不断进行,是动态平衡,速率相等且不为零,A说法正确;
B.AgCl难溶于水,溶解度很小,但是不为零,所以溶液中含有少量的Ag+和Cl−,B说法错误;
C.向AgCl溶液中加入盐酸,若能导致氯离子浓度增大,沉淀溶解平衡逆向进行,会析出AgCl固体,若盐酸浓度很小,导致氯离子浓度减小,就不会生成沉淀,C说法错误;
D.沉淀转化为溶解度更小的物质容易发生,向AgCl的悬浊液中加入KI固体,白色AgCl沉淀转化为黄色的AgI沉淀,D说法错误;
答案为A。
6. 下列描述中,不符合生产实际的是
A. 电解饱和食盐H2O制烧碱,用离子交换膜将阳极室与阴极室隔开
B. 电解熔融的AlCl3制取金属铝,用石墨作阳极
C. 电解法精炼粗铜,用纯铜作阴极
D. 在Fe上镀银,用银作阳极
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐H2O制烧碱,阳极室产生氯气,阴极室得到氢气,防止出现事故,则用离子交换膜将阳极室与阴极室隔开,A符合实际生产;
B.AlCl3为共价化合物,通常用电解熔融的氧化铝制取金属铝,用石墨作阳极,B不符合实际生产;
C.电解法精炼粗铜,粗铜作阳极失电子生成铜离子,用纯铜作阴极,溶液中的铜离子得电子生成单质铜,C符合实际生产;
D.在Fe上镀银,Fe作阴极,溶液中的银离子得电子生成银,用银作阳极,银失电子生成银离子,D符合实际生产;
答案为B。
7. 下列说法正确的是
A. 由原电池原理可知所有的合金都比纯金属更易被腐蚀
B. 铜板上的铜铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-=Fe3+
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C. 船舶外壳镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
D. 镀层破损后,马口铁(镀锡铁)比白铁皮(镀锌铁)耐腐蚀
【答案】C
【解析】
【详解】A.有些合金由于金属的内部组织结构被改变而比纯金属更难被腐蚀,A说法错误;
B.铜板上的铜铆钉处在潮湿的空气中发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,B说法错误;
C.船舶外壳镶嵌锌块,锌比铁活泼,锌作负极,铁作正极,被保护,可防船体被腐蚀,C说法正确;
D.镀层破损后,马口铁(镀锡铁)铁作负极,失电子生成亚铁离子,白铁皮(镀锌铁)中锌作负极,铁被保护,故白铁皮更耐腐蚀,D说法错误;
答案为C。
8. 已知:为使Fe3+,Fe2+,Zn2+较完全的形成氢氧化物沉淀,溶液的pH分别为3.7,9.6,4.4左右。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe3+,Fe2+杂质离子,为除去这些杂质离子制得纯净的硫酸锌,应加入的试剂是
A. NaOH溶液 B. 氨水 C. KMnO4 ZnCO3 D. H2O2 ZnO
【答案】D
【解析】
【分析】
使Fe3+、Fe2+、Zn2+较完全的形成氢氧化物沉淀,溶液的pH分别为3.7、9.6、4.4左右,所以要除去硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe3+、Fe2+,应该把Fe2+氧化为Fe3+,双氧水是绿色氧化剂不会引入杂质,所以用双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,再加入氧化锌调节溶液的pH,使Fe3+转化为沉淀除去。
【详解】A.用NaOH溶液除杂时会引入Na+杂质,不能得到纯净的硫酸锌,A错误;
B.使用氨水,会向溶液中引入铵根离子杂质,不能得到纯净的硫酸锌,B错误;
C.KMnO4可将Fe2+氧化为Fe3+,再加入氧化锌调节溶液的pH,使Fe3+转化为沉淀除去,使用KMnO4导致溶液中引入杂质钾离子、锰离子等,不能得到纯净的硫酸锌,C错误;
D.双氧水是绿色氧化剂不会引入杂质,所以用双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,再加入氧化锌调节溶液的pH,使Fe3+转化为沉淀除去,D正确;
答案选D。
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【点睛】为除去杂质离子制得纯净的ZnSO4,应首先将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入ZnO、ZnCO3等物质,调节溶液pH,使Fe3+水解生成沉淀而除去,选取的除杂试剂不得向溶液中引入新的杂质。
9. 在新制的氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO。加入少量下列物质能使c(HClO)增大的是
A. CaCO3 B. NaOH C. CaSO3 D. HCl
【答案】A
【解析】
【详解】A.加入CaCO3发生反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,HClO和碳酸钙不反应,平衡向正反应方向移动,则c(HClO)增加,故A符合题意;
B.加入NaOH发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、HClO+NaOH=NaClO+H2O,促进氯气和水反应,但溶液中c(HClO)减小,故B不符合题意;
C.CaSO3具有还原性与次氯酸发生氧化还原反应,促进氯气和水反应,但溶液中c(HClO)减小,故C不符合题意;
D.加入HCl,溶液中氢离子浓度增大,抑制氯气和水反应,则c(HClO)减小,故D不符合题意;
故选A。
10. 下列各组中,每种电解质溶液电解时只生成H2和O2的是
A. HCl NaOH CuCl2 B. HBr NaOH CuSO4
C. HClO4 Ba(OH)2 Na2SO4 D. H2SO4 KOH AgNO3
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解HCl产生氢气、氯气,电解NaOH产生氢气、氧气,电解CuCl2产生Cu和氯气,A与题意不符;
B.电解HBr氢气、溴,电解NaOH产生氢气、氧气,电解CuSO4产生Cu和氧气,B与题意不符;
C.电解HClO4、Ba(OH)2、Na2SO4产生氢气、氧气,C符合题意;
D.电解H2SO4、KOH产生氢气、氧气,电解AgNO3产生Ag、氧气,D与题意不符;
答案为C。
11. 下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)
A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ/mol (燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=+57.3 kJ/mol (中和热)
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C 1/2H2+1/2Cl2=HCl △H=-91.5 kJ/mol (反应热)
D. N2O4(g)⇌2NO2(g) △H=+56.9 kJ/mol (反应热)
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃烧热要求生成的氧化物为稳定的氧化物,故CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol,A错误;
B.中和热为放热反应,焓变小于零,故NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol,B错误;
C.物质受状态影响较大,热化学方程式中物质标注出状态,1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g) △H=-91.5 kJ/mol,C错误;
D.N2O4(g)⇌2NO2(g)反应为吸热焓变大于零,N2O4(g)⇌2NO2(g)△H=+56.9 kJ/mol,D正确;
答案为D。
12. 表示下列变化的化学用语中,一定正确的是
A. 电解饱和食盐水的阳极反应式:2Cl-+2e-=Cl2↑
B. NH4Cl水解的离子方程式:+2H2O⇌NH3·H2O +H3O+
C. NaHA的电离方程式:NaHA=Na++H++A2-
D. 钢铁吸氧腐蚀的正极反应式:4OH--4e-=O2↑+2H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐水的阳极得电子,反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,A错误;
B.NH4Cl为强酸弱碱盐,其电离产生的铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,水解的离子方程式:+2H2O⇌NH3·H2O +H3O+,B正确;
C.若H2A为二元强酸,则NaHA的电离方程式:NaHA=Na++H++A2-,若为二元弱酸,则NaHA=Na++HA-,C错误;
D.钢铁吸氧腐蚀的正极得电子,电极反应式:O2+4e-+2H2O=4OH-,D错误;
答案为B。
13. 实验室用4molSO2与2 molO2进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.64kJ/mol,当放出314.624kJ热量时,SO2的转化率为
A. 40% B. 50% C. 80% D. 90%
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【答案】C
【解析】
【详解】放出314.624kJ的热量,消耗SO2的物质的量为=3.2mol,则SO2的转化率为×100%=80%,答案选C。
14. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. pH=1的溶液中:K+,Fe2+,,
B. 由H2O电离的c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液中:Pb2+,K+,F-,
C. c(H+)/c(OH−)=1012的溶液中:,Al3+,,Cl−
D. 在含有大量AlO2-的溶液中:,Na+,Cl−,H+
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH=1的溶液中存在大量的H+,H+、Fe2+、发生氧化还原反应不能大量共存,A错误;
B.溶液中的Pb2+、生成硫酸铅沉淀,不能大量共存,B错误;
C.c(H+)/c(OH−)=1012的溶液中存在大量的H+,H+、、Al3+、、Cl−不反应,能大量共存,C正确;
D.在含有大量的溶液中:H+,反应生成铝离子和水,不能大量共存,D错误;
答案为C。
15. 下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A. CO32-+H2OHCO3-+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B. Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 明矾净水
C. TiCl4+(x+2)H2O(过量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制备TiO2·xH2O
D. SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
【答案】D
【解析】
【详解】A、纯碱溶液中由于碳酸根离子的水解,溶液呈碱性,加热时水解程度增大,溶液中
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c(OH-)增大,清洗油污能力增强,故A正确;
B、明矾溶于水,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮物,起到净水作用,故B正确;
C、四氯化钛可以和水之间发生反应:TiCl4+(x+2)H2O(过量) TiO2•xH2O↓+4HCl,可以用来制取TiO2·xH2O,故C正确;
D、根据反应:SnCl2+H2O⇌Sn(OH)Cl↓+HCl,配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠,促进平衡正向移动,得到Sn(OH)Cl,配制结果不会成功,故D错误;
故选D。
16. 下列各选项中所述的两个量,前者一定大于后者的是
A. 物质的量浓度相等的硫酸铵溶液与碳酸铵溶液中的物质的量浓度
B. pH=10的NaOH和Na2CO3溶液中,H2O的电离程度
C. 将pH=3的HCl和醋酸分别稀释成pH=5的溶液,所加H2O的量
D. 相同温度下10 ml 0.1 mol/L的醋酸与100 ml 0.01 mol/L的醋酸中的H+物质的量
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸铵为强酸弱碱盐,而碳酸铵为弱酸弱碱盐,碳酸铵溶于水,相互促进水解,导致铵根离子浓度小于硫酸铵中的铵根离子浓度,A正确;
B.25℃时,pH值都等于10的NaOH溶液中,氢氧根离子抑制了水的电离,溶液中氢离子是水电离的,水电离的氢离子为:1×10-10mol/L;pH=10的碳酸钠溶液中,碳酸根离子水解促进了水的电离,溶液中氢氧根离子是水电离的,水电离的氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,均为10-4mol/L,前者小于后者,B错误;
C.HCl是强电解质,醋酸是弱电解质,存在醋酸的电离平衡,稀释促进电离,稀释到pH=5时,则加入的水要多余盐酸的,所以pH=3的盐酸和醋酸加水稀释成pH=5的溶液,所加水的量前者小于后者,C错误;
D.由n=cV可知,10mL0.1mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,100mL0.01mol/L的醋酸溶液中溶质的物质的量为0.001mol,但前者的浓度大,醋酸的电离程度小,所以氢离子的物质的量前者小于后者,D错误;
答案为A。
17. 一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3
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)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法不正确的是
A. 在熔融电解质中,O2-移向负极
B. 电池的总反应是:2C4H10+13O2===8CO2+10H2O
C. 通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e-===2O2-
D. 通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-===4CO2↑+5H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
丁烷作还原剂,具有还原性,为原电池的负极,被氧化,电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O,通入空气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-=2O2-,总反应式为2C4H10+13O2→8CO2+10H2O,注意电解质和离子的定向移动方向.
【详解】A、原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,在熔融电解质中,O2-移向负极,故A正确;
B、电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式相同,为2C4H10+13O2→8CO2+10H2O,故B正确;
C、通入空气的一极是正极,氧气得电子发生还原反应,电极反应为:O2+4e-=2O2-,故C正确;
D、通入丁烷一极是负极,失电子发生氧化反应,正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O,故D错误;
故选D。
18. 用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和Na2CO3溶液一段时间,假设电解时温度不变且用惰性电极,下列说法正确的是
A. 当电池负极消耗m g气体时,电解池阳极同时有m g气体生成
B. 电池的负极反应为:H2-2e-=2H+
C. 电解后c(Na2CO3)不变,但饱和Na2CO3溶液的量减少
D. 电池中n(KOH)不变,电池中溶液pH不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.负极上氢气失电子和氢氧根离子生成水H2+2OH--2e﹣=2H2O、阳极电极反应式为4OH-﹣4e﹣=O2↑+2H2O,则得失电子相等时,负极消耗的氢气质量不等于阳极析出氧气质量,A说法错误;
- 19 -
B.负极上氢气失电子和氢氧根离子生成水H2+2OH--2e﹣=2H2O,B说法错误;
C.电解时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上氢离子放电,实际上是电解水,导致析出部分碳酸钠,溶液仍然是饱和溶液,则电解后c(Na2CO3)不变,C说法正确;
D.放电时,原电池中生成水,氢氧化钾的物质的量不变;电解池中碳酸钠浓度不变,其pH不变,故D正确;
答案为CD。
19. 下列装置图及有关说法正确的是( )
A. 装置①中K键闭合时,片刻后CuSO4溶液中c(Cl-)增大
B. 装置①中K键闭合时,片刻后可观察到滤纸a点变红色
C. 装置②中铁腐蚀的速率由大到小顺序是:只闭合K1>只闭合K3>只闭合K2>都断开
D. 装置③中当铁制品上析出1.6g铜时,电源负极输出的电子数为0.025NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置①中K键闭合时为原电池,原电池中阴离子向负极移动,放电过程中Zn被氧化成Zn2+为负极,则Cl-向ZnSO4溶液移动, CuSO4溶液中c(Cl-)减小,故A错误;
B.装置①中K键闭合时,滤纸相当于电解池,a极与原电池负极相连为阴极,阴极氢离子放电导致氢氧根离子浓度增大,所以a附近变红色,故B正确;
C.只闭合K1时Fe作阳极被腐蚀,只闭合K2时Fe作阴极被保护,只闭合K3时Fe作负极被腐蚀,都断开为化学腐蚀,电解池的阳极腐蚀速度大于原电池的负极腐蚀速度,电化学腐蚀比化学腐蚀快,所以铁腐蚀的速度由大到小的顺序是:只闭合K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2,故C错误;
D.装置③中铁制品上的反应为Cu2++2e-=Cu,析出1.6g铜即0.025mol时,电源负极输出的电子数为0.05NA,故D错误。
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故选:B。
20. 在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)⇌2HX(g)的平衡常数为100,若将1.0 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度下反应达平衡时HX(g)的体积分数为
A. 17% B. 83% C. 8.3% D. 91.7%
【答案】A
【解析】
【详解】
该反应的容积为1L,物质的浓度与物质的量数值相等,K==100,化简求解,x=mol,根据反应体系中气体的计量数可知,反应前后气体的物质的量不变,所以HX(g)的体积分数=×100%=17%,答案选A。
21. 下列溶液中粒子的物质的量浓度关系一定正确的是
A. 25℃时pH=10的NaOH溶液与pH=10的氨水中:c(Na+)>c()
B. 物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合: c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
C. Na2CO3溶液中:c(Na+)>c()>c(OH−)>c(H+)>c()
D. 室温下,向0.01 mol/LNH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c()>c()>c(OH−)=c(H+)
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨水与NaOH溶液的pH都是10,则两溶液中的氢离子、氢氧根离子浓度浓度相等,根据电荷守恒可知:c(Na+)=c(),A错误;
B.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),根据物料守恒可得:c(Na+)>c(CH3COOH),结合电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)可得:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH),B错误;
- 19 -
C.Na2CO3溶液中,发生电离,c(Na+)>c(),发生+H2O⇌+OH-,及少量的碳酸氢根离子的水解,则溶液呈碱性,c(OH−)>c()>c(H+),故c(Na+)>c()>c(OH−)>c()>c(H+),C错误;
D.NH4HSO4中滴加NaOH溶液,若二者物质的量相同时,溶质为等物质的量的(NH4)2SO4和Na2SO4,此时溶液呈酸性,需要再滴加少许NaOH后溶液呈中性,c(Na+)>c()>c(),故溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c()>c()>c(OH−)=c(H+),D正确;
答案为D。
22. 用惰性电极电解物质的量浓度相同、体积比为1:3的CuSO4和NaCl的混合溶液,可能发生的反应有
①2Cu2++2H2O2Cu+4H++O2↑
②Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
③2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
④2H2O2H2↑+O2↑
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ②④
【答案】C
【解析】
【分析】
用惰性电极电解物质的量浓度之比为1:3的CuSO4和NaCl的混合溶液,电解过程分为:第一阶段,阳极上氯离子放电、阴极上铜离子放电;第二阶段:阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电;第三阶段:阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,据此判断。
【详解】用惰性电极电解物质的量浓度之比为1:3的CuSO4和NaCl的混合溶液,设溶液中硫酸铜的物质的量为1mol,氯化钠的物质的量为3mol,根据转移电子守恒,第一阶段:阳极上氯离子放电,阴极上铜离子放电,当铜离子完全析出时转移电子的物质的量为2mol,转移2mol电子时消耗2mol氯离子,所以氯离子还剩余1mol,则此时发生的电池反应式为②;第二阶段:阴极上氢离子放电,阳极上氯离子放电,当氯离子完全被电解后,发生的电池反应式为③;第三阶段:阴极上氢离子放电,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,相当于电解水,所以发生的电池反应式为④;故答案选C。
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【点睛】本题考查了电解原理,明确离子放电顺序是解答本题的关键,结合转移电子相等判断阴阳极上析出的物质。
23. 分别在pH=1的酸和pH=14的NaOH溶液中加入足量的铝,放出H2的量前者多,其原因可能是
①两溶液体积相同,酸是多元强酸
②两溶液的体积相同,酸是一元弱酸
③酸溶液的体积大于NaOH溶液的体积
④酸是强酸,浓度比NaOH溶液的大
A. ①② B. ② C. ②③ D. ④
【答案】C
【解析】
【详解】由铝与酸、碱的反应可知:2Al~6H+~3H2 2Al~2OH-~3H2,要使生成的氢气前者多,必须n(H+)>n(OH-),①当酸为多元强酸,由于c(H+)<c(OH-),当两种溶液体积相同时,则会有n(H+)<n(OH-),不符合题意,故①错误;②若酸是一元弱酸,虽然酸电离出的 C(H+)小于氢氧化钠中的 c(OH-),但弱酸是部分电离,此时酸中的H+的总量完全可以比 NaOH 中的 OH-多 故满足n(H+)>n(OH-),符合题意,故②正确;③pH=1的酸中c(H+)=0.1mol/L,pH=14的NaOH溶液c(OH-)=1mol/L,若酸溶液的体积大于NaOH溶液30倍,定有n(H+)>3n(OH-),不管强酸和弱酸,故③正确,④pH=1的酸中c(H+)=0.1mol/L,pH=14的NaOH溶液c(OH-)=1mol/L,若酸为强酸,则浓度不可能比NaOH溶液大,与题意矛盾,故④错误;故选C。
【点晴】此题考查pH定义,强电解质和弱电解质的区别,铝单质的化学性质,其中强电解质和弱电解质的区别是难点,综合性较强。在本题中,酸电离出的 c(H+)=0.1mol/L,碱液中 c(OH-)=1 mol/L,铝是足量的,所以生成氢气的量就取决于 n(H+)、n(OH-),而根据铝与酸碱的反应可知,当生成相同量的氢气时,需要的 n(H+) 比 n(OH-)多,所以当酸生成的氢气更多时,就需要 n(H+)>n(OH-),然后结合强酸完全电离,弱酸部分电离的特点解答。
24. 恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g),若开始时放入2 mol NH3和1 mol CO2,达平衡后,生成a mol H2O,若开始时放入x mol NH3,2 mol CO2和1 mol H2O(g),达平衡后,H2O的物质的量是3a mol,则
A. 1 mol B. 2 mol C. 3 mol D. 4 mol
【答案】D
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【解析】
【详解】开始时放入2molNH3和1molCO2,达平衡后,生成amolH2O;
若开始时放入xmolNH3、2molCO2和1molH2O(g)和1molCO(NH2)2(s),达平衡后,H2O的物质的量是3amol,反应条件为恒压,而温度未变,则NH3、CO2的物质的量之比不变时,与开始等效,把CO(NH2)2(s)和H2O(g)转化为反应物,则NH3的物质的量为x+2mol,则=,解得x=4mol,答案为D。
25. 常温下,0.1000mol/L NaOH溶液分别滴20. 00mL 0.1000 mol/L盐酸和20. 00mL0.1000 mol/L 醋酸溶液,得到2条滴定曲线,如图。下列说法正确的是(A-表示Cl-或CH3COO-)
A. 滴定盐酸的曲线是图2
B. 达到B、D状态时,两溶液中离子浓度均为 c(Na+) =c(A-)
C. 达到B、E状态时,反应消耗的n(CH3COOH)>n(HCl)
D. 当0 mL<V(NaOH)<20. 00 mL时,对应混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序均为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴定开始时0.1000mol/L盐酸pH=1,0.1000mol/L醋酸pH>1,所以滴定盐酸的曲线是图1,故A错误;
B.达到B、D状态时,溶液是中性的,此时c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,则两溶液中离子浓度均为c(Na+)=c(A-),故B正确;
C.达到B、E状态时,消耗的氢氧化钠物质的量是相等的,根据反应原理:HCl~NaOH,CH3COOH~NaOH,反应消耗的n(CH3COOH)=n(HCl),故C错误;
D.当0mL”、“<”或“=”)8.3,则____(填“甲”或“乙”)同学判断正确。
【答案】 (1). HCO3-+H2O H2CO3+OH- (2). 大于 (3). 乙 (4). B (5). = (6). 甲
【解析】
【详解】甲同学的观点:NaHCO3为强碱弱酸盐,在溶液中发生:HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,水解呈碱性,水解过程吸热,加热促进水解,Na2CO3水解程度较大,溶液碱性增强;
乙同学的观点:NaHCO3受热分解,反应方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;有Na2CO3生成,且根据越弱越水解的规律,因为H2CO3的酸性大于HCO3-,所以等浓度的Na2CO3溶液水解程度大于NaHCO3溶液,碱性:Na2CO3>NaHCO3;
丙同学观点:
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(1)如果加热煮沸时,NaHCO3分解,则有Na2CO3生成,只要检验出加热煮沸后的溶液存在Na2CO3,就可以判断出乙的观点正确;四种物质中只有BaCl2与Na2CO3反应生成沉淀、而不与NaHCO3反应;如果加入Ba(OH)2和澄清石灰水都生成沉淀;加入NaOH均无现象;所以能鉴别出Na2CO3和NaHCO3的物质是BaCl2溶液:取少量加热煮沸后的溶液,滴入BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明溶液中有Na2CO3,反之,不存在Na2CO3;故选B(BaCl2溶液);
(2)由题给溶液将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH等于8.3,说明碳酸氢钠没有分解,则甲正确。
27. A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子的离子如下表所示:
阳离子
Na+、K+、Cu2+、
阴离子
、OH-,
在如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题:
(1)b电极上的电极反应式为:_____;
(2)计算电极e上生成的气体在标况下的体积为_____;
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式:_____;
(4)要使丙烧杯中C溶液恢复到原来的浓度,需要向丙烧杯中加入____(填加入物质的名称和质量)。
(5)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物,该电池放电产生的MnOOH。电池反应的离子方程式为:____;维持电流强度为0.5A,电池工作5min,理论上消耗锌_____g(已知F=96500C·mol-1)。
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【答案】 (1). 4OH--4e-=O2↑+2H2O (2). 5.6L (3). 2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+ (4). CuO,20g (5). Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH (6). 0.05
【解析】
【分析】
根据电解时溶液pH的变化及乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g,铜离子与氢氧根离子不能共存,可知溶液乙为硫酸铜溶液;溶液甲溶液显碱性,含有氢氧根离子;溶液丙为中性,含有硫酸根离子。乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g,溶液中铜离子得电子生成单质铜,则c电极为阴极,则M为负极。
【详解】(1)分析可知,溶液甲为碱性溶液,b电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气和水,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O;
(2)溶液丙为中性溶液,电解时产生氢气和氧气,乙烧杯中c电极质量增加了16.0 g,转移电子的物质的量为×2=0.5mol,e电极为阴极,生成的气体为氢气,物质的量为0.25mol,标况下的体积为5.6L;
(3)乙烧杯中的电解质为硫酸铜,阴极上铜离子得电子生成单质铜,而阳极上水失电子生成氧气和氢离子,总反应式为2Cu2++2H2O2Cu+ O2↑+4H+;
(4)根据方程式可知,析出的物质为铜、氧气,要还原时应加入CuO,生成的Cu为16g,即0.25mol,则氧化铜的质量为20g;
(5)Zn失电子生成锌离子,MnO2得电子与氢离子反应生成MnOOH,池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH;维持电流强度为0.5A,电池工作5min,Q=It=0.5A×300s=150C,m(Zn)=×0.5×65g/mol=0.052g。
28. 下表是不同温度下水的离子积的数据。试回答以下问题:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积
1×10-14
a
1×10-12
(1)若25<t1<t2,则a________1×10-14(填“>”、“<”或“=”)
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,做此判断的理由是______________。
(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol/L,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=___________。
(3)在t2温度下测得某溶液pH=7,该溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性,将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合:
①若所得混合液为中性,则a∶b=____________;
②若所得混合液pH=2,则a∶b=____________。
【答案】 (1). > (2). 温度升高,水的电离程度增大,离子积增大 (3). 1000∶1 (4). 碱 (5). 1∶1 (6). 9∶11
【解析】
【详解】(1)温度越高,水的电离程度越大,水的离子积常数越大,若25<t1<t2,则a>1×10-14;
(2)Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol/L,c(Na+)=1×10-3mol/L,加水稀释10倍后c(Na+)=1×10-3mol/L,c(OH-)仍然等于10-7mol/L,c(Na+)∶c(OH-)=1000∶1;
(3)t2温度高于25℃,水的离子积常数等于1×10-12,在t2温度下测得某溶液pH=7,则c(H+)=10-7mol/L, c(OH-) =10-5mol/L,该溶液显碱性;将此温度下pH=11的NaOH溶液,c(OH-)= 10-1mol/L, pH=1的H2SO4溶液c(H+)=10-1mol/L,若混合后溶液为中性,则a=b;若所得混合液pH=2,根据(b*10-1-a*10-1)/(a+b)= 10-2解得a∶b=9∶11
29. 食盐中的抗结剂是亚铁氰化钾,其化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。42.2 g K4[Fe(CN)6]·3H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度的变化曲线)如下图所示。
试回答下列问题:
(1)试确定150 ℃时固体物质化学式_____。
(2)查阅资料知:虽然亚铁氰化钾自身毒性很低,但其水溶液与酸反应放出极毒的氰化氢(HCN)气体;亚铁氰化钾加热至一定温度时能分解产生氰化钾(KCN)
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。据此判断,烹饪食品时应注意的问题为____。
(3)在Fe2+、Fe3+的催化作用下,可实现2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的转化。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液中时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一个反应的离子方程式为_____。
(4)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10-36。室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全_______。(提示:当某离子浓度小于10-5mol·L-1时可以认为该离子沉淀完全)
【答案】 (1). K4[Fe(CN)6] (2). 应避免与醋和西红柿等酸性物质一起烹饪,控制烹饪温度不超过400摄氏度 (3). 2 Fe3++2H2O +SO2= 2Fe2++4H++ (4). 没有沉淀完全
【解析】
【分析】
(1)计算完全失去结晶水时的质量是否与图像相符;
(2)根据图像及题目信息判断;
(3)根据题目信息及催化剂特点,确定另一反应;
(4)根据Ksp计算。
【详解】(1)42.2g K4[Fe(CN)6]·3H2O的物质的量为0.1mol,根据热重曲线,100℃时K4[Fe(CN)6]·3H2O的结晶水完全失去时,质量减少5.4g,剩余质量=42.2g-5.4g=36.8g,与图像相符,即在100℃时K4[Fe(CN)6]·3H2O的结晶水完全失去;
(2)由于“KCN与酸反应放出极毒的氰化氢(HCN)气体”,再结合根据热重曲线,400℃分解产生氰化钾(KCN),故应避免与醋、西红柿等酸性物质一起烹饪,且不能超过400℃;
(3)根据题目信息及催化剂的特点,另一个反应一定有Fe3+→Fe2+,反应方程式为2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++4H++;
(4)当溶液pH为3时,溶液中c(H+)=10-3mol/L,则c(OH-)=10-11mol/L,Ksp=1.1×10-36=c3(OH-)×c(Fe3+),则c(Fe3+)==1.1×10-3mol/L>10-5mol•L-1,没有沉淀完全。
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