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- 2021-08-24 发布
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2016-2017学年辽宁省盘锦高级中学高二(上)期中化学试卷
一、选择题(本题包括20小题,1-10小题每题2分,11-20题每题3分,共50分,每小题只有一个选项符合题意)
1.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料.下列关于Pu的说法正确的是( )
A. Pu与U互为同位素
B. Pu与Pu互为同素异形体
C. Pu与Pu具有相同的最外层电子数
D. Pu与U具有完全相同的化学性质
2.W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物,由此可知( )
W
X
Y
Z
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最差的是Y
B.X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
C.Z元素氧化物对应水化物的酸性强于Y
D.Y元素单质在化学反应中只表现出氧化性
3.下列表述中正确的是( )
A.任何能使熵值增大的过程都自发进行
B.已知热化学方程式2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=﹣Q kJ•mol﹣1(Q>0),则将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量
C.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
D.1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应,后者比前者放出的热量多
4.下列金属冶炼的反应原理中错误的是( )
A.MgCl2(熔融)2Mg+Cl2↑ B.Al2O3+3H2=2Al+3H2O
C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 D.2HgO2Hg+O2↑
5.在绝热密闭容器中发生反应:aM(g)+bN(g)⇌cW(g) 达平衡后,测得M气体的浓度为0.5mol/L.若将密闭容器的体积扩大1倍,再达平衡时,测得M气体的浓度为0.3mol/L.则下列叙述正确的是( )
A.反应速率增大 B.平衡向右移动
C.体系温度升高 D.W的质量分数降低
6.有关物质结构的下列说法中正确的是( )
A.石油裂解只破坏极性键
B.含极性键的共价化合物一定是电解质
C.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
D.HF的分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
7.海水开发利用的部分过程如图所示.下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
8.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.将氯化铁晶体溶解于浓盐酸中配制氯化铁溶液
B.温度升高,水的电离程度增大
C.氯水中加入碳酸钙,漂白性增强
D.反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)达平衡后,缩小反应容器体积,混合气体颜色变深
9.分子式C8H8O2的有机物,其结构中含有苯环且可以与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
10.下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
D.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
11.已知:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=﹣72kJ/mol,1mol Br2(g)液化放出的能量为30kJ,其它相关数据如下表:则上述表格中的a值为( )
一定状态的分子
H2(g)
Br2(l)
HBr(g)
1mol该分子中的化学键断裂吸收的能量/kJ
436
a
369
A.404 B.344 C.260 D.200
12.对于可逆反应2AB3(g)⇌2A(g)+3B2(g)△H>0,下列图象不正确的是( )
A. B. C. D.
13.下列说法正确的是( )
A.常温下,PH=9的碳酸钠溶液中由水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣9mol•L﹣1
B.温度相同时,在弱酸溶液和强碱稀溶液中,水的离子积常数Kw相同
C.将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.中和等体积pH相同的H2SO4和HCl溶液,消耗NaOH的物质的量为2:1
14.常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合:2c(H+)﹣2c(OH﹣ )=c(CH3COO﹣)﹣c(CH3COOH)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3﹣)>c(CO32﹣)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl﹣)=c(NH4+ )>c(OH‑ )=c(H+)
D.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl﹣ )+c(ClO﹣ )+c(OH‑ )
15.体积为1ml、浓度均为0.10mol/L的XOH和X2CO3溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgV的变化情况如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.XOH是弱碱
B.pH=10的两种溶液中的c(X+ ):XOH大于X2CO3
C.已知H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,则Ka2约为1.0×10﹣10
D.当lgV=2时,若X2CO3溶液升高温度,溶液碱性增强,则c(HCO3﹣)/c(CO32﹣ )减小
16.在t℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.又知t℃时AgCl的Ksp=4×10﹣10,下列说法不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×l0﹣13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在t℃时,AgCl(s)+Br﹣(aq)⇌AgBr(s)+Cl﹣(aq)平衡常数K≈816
17.下列有关实验操作、现象及结论的叙述正确的是( )
A.用钠可以检验某无水酒精中是否含有水
B.除去甲烷中混有的少量乙烯,可以将混合气体通过酸性KMnO4溶液
C.制取乙酸乙酯时,试剂加入的顺序是:先加入乙醇,后慢慢加入浓硫酸,最后加入乙酸
D.在蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热后,再加入少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,没有砖红色沉淀生成,说明蔗糖没有水解
18.按如图所示的装置进行电解实验.A极是铜镍合金,B极为纯铜,电解质溶液为硫酸铜溶液(足量).通电一段时间后,A极恰好全部溶解,此时B极质量增加3.2g,溶液质量增加0.05g,(已知氧化性,Cu2+>Ni2+)则A合金中铜、镍原子个数比为( )
A.4:1 B.3:1 C.2:1 D.1:1
19.下列实验事实能达到目的是( )
编号
实验内容
实验目的
A
分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,后者较大
证明非金属性S>C
B
室温下,用pH试纸测定浓度为0.1 mol•L﹣1 NaClO溶液和0.1 mol•L﹣1 CH3COONa溶液的pH
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12
证明Na2CO3
固体,溶液红色变浅
溶液中存在水解平衡
D
向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/LFeCl3溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下的Ksp:Mg(OH)2>Fe(OH)3
A.A B.B C.C D.D
20.t℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大
B.增大压强,W(g)质量分数增加
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应
D.增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动
二、非选择题(共50分)
21.燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池.某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液.
请根据图示回答下列问题:
(1)图中a电极是 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”).该电极上发生的电极反应式为 .
(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为 .
(3)当消耗3.36L氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是 mol.
(4)若a、b电极材料分别为铁和石墨,则电解总反应化学方程式为 .
22.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”.实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢.该小组设计了如下方案.
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度℃
浓度/(mol•L﹣1)
体积/mL
浓度/(mol•L﹣1)
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4溶液转化为MnSO4,每消耗1mol H2C2O4转移 mol电子.写出H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式 .
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 (填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 .
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= mol•L﹣1•min﹣1.
23.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10﹣5.该温度下,向20ml 0.01mol/L CH3COOH溶液在逐滴加入0.01mol/L KOH溶液,其pH变化曲线如图1所示(忽略温度变化).请回答下列有关问题:
(1)a点溶液中c(H+)为,pH约为 .
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是 点,滴定过程中宜选用 作指示剂,滴定终点在 (填“c点以上”或“c点以下”).
(3)下列操作中可能使所测CH3COOH溶液的浓度数值偏低的是 (填字母).
A.酸式滴定管未用待测溶液润洗
B.锥形瓶用待测溶液润洗
C.放出酸液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
D.碱式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
E.碱式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数
(4)如图2,若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,下列变化趋势正确的是 (填序号)..
24.氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节.回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是 (至少答出两点).但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式: .
(2)以甲烷为原料可制得氢气.图1是一定温度、压强下,CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和1mol H2(g)的能量(KJ)变化示意图,写出该反应的热化学方程式 (△H用E1、E2、E3表示).
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0达到化学平衡.下列有关叙述正确的是 .
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH﹣FeO42﹣+3H2↑,工作原理如图2所示.装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42﹣,镍电极有气泡产生.若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质.已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.
①电解一段时间后,c(OH﹣)降低的区域在 (填“阴极室”或“阳极室”).
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是 .
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图3,分析N点c( Na2FeO4)低于最高值的原因: .
(5)在容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2,发生CO ( g )+2H2 ( g )⇌CH3OH ( g )△H<0,CO 的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图4所示,当达到平衡状态A 时,容器的体积为1L.若反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)= L.
2016-2017学年辽宁省盘锦高级中学高二(上)期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括20小题,1-10小题每题2分,11-20题每题3分,共50分,每小题只有一个选项符合题意)
1.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料.下列关于Pu的说法正确的是( )
A. Pu与U互为同位素
B. Pu与Pu互为同素异形体
C. Pu与Pu具有相同的最外层电子数
D. Pu与U具有完全相同的化学性质
【考点】核素.
【分析】A.质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子为同位素;
B.同种元素组成的不同单质;
C..同种元素组成的不同单质为同素异形体;
D.质子数不同最外层电子数不同,化学性质不同.
【解答】解:A. Pu与U质子数不同为不同元素原子,不互为同位素,故A错误;
B. Pu与Pu是元素的不同原子互为同位素,不是同素异形体,故B错误;
C. Pu与Pu质子数相同,具有相同的最外层电子数,故C正确;
D. Pu与U是不同元素原子,最外层电子数不同,化学性质不同,故D错误;
故选C.
2.W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物,由此可知( )
W
X
Y
Z
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最差的是Y
B.X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
C.Z元素氧化物对应水化物的酸性强于Y
D.Y元素单质在化学反应中只表现出氧化性
【考点】元素周期律和元素周期表的综合应用.
【分析】W、X、Y、Z四种短周期元素,W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物,应是铵盐,由元素在周期表中的物质可知,W是N元素、X为氧元素、Y为硫元素、Z为氯元素,据此解答.
【解答】解:W、X、Y、Z四种短周期元素,W的气态氢化物可与Z的气态氢化物反应生成离子化合物,应是铵盐,由元素在周期表中的物质可知,W是N元素、X为氧元素、Y为硫元素、Z为氯元素.
A.非金属O>S,Cl>S,则其氢化物中H2S最不稳定,故A正确;
B.非金属O>S,则阴离子还原性S2﹣>O2﹣,故B错误;
C.只有氯元素的最高价含氧酸才一定比Y的含氧酸酸性强,故C错误;
D.S与氢氧化钠的反应中既表现氧化性,也表现了还原性,故D错误;
故选A.
3.下列表述中正确的是( )
A.任何能使熵值增大的过程都自发进行
B.已知热化学方程式2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=﹣Q kJ•mol﹣1(Q>0),则将2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量
C.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
D.1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3
反应,后者比前者放出的热量多
【考点】反应热和焓变.
【分析】A.△H﹣T△S<0的反应可自发进行,一般△S>0的反应可自发进行;
B.为可逆反应,不能完全转化;
C.可直接从自然界或得太阳能、风能、水能等;
D.均生成1mol水,且醋酸电离吸热,中和反应为放热反应.
【解答】解:A.△H﹣T△S<0的反应可自发进行,一般△S>0的反应可自发进行,如2C+O22CO为熵增的反应,常温不能自发进行,故A错误;
B.为可逆反应,不能完全转化,2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出热量小于Q kJ,故B错误;
C.可直接从自然界或得太阳能、风能、水能等,不需要经过化学变化,故C错误;
D.均生成1mol水,且醋酸电离吸热,中和反应为放热反应,则1 mol NaOH分别和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反应,后者比前者放出的热量多,故D正确;
故选D.
4.下列金属冶炼的反应原理中错误的是( )
A.MgCl2(熔融)2Mg+Cl2↑ B.Al2O3+3H2=2Al+3H2O
C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 D.2HgO2Hg+O2↑
【考点】金属冶炼的一般原理.
【分析】金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程.金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法.
金属冶炼的方法主要有:
热分解法:对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来(Hg及后边金属);
热还原法:在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来(Zn~Cu);
合电解法:活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属(K~Al).
【解答】解:A、Na、Mg、Al等活泼金属采用电解法冶炼制备,电解熔融氯化镁可以制的金属镁,故A正确;
B、Na、Mg、Al等活泼金属采用电解法冶炼制备,电解氧化铝可以制的金属铝,故B错误;
C、金属铁的冶炼通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将铁从其化合物中还原出来,故C正确;
D、金属汞的冶炼直接用加热分解的方法,故D正确.
故选B.
5.在绝热密闭容器中发生反应:aM(g)+bN(g)⇌cW(g) 达平衡后,测得M气体的浓度为0.5mol/L.若将密闭容器的体积扩大1倍,再达平衡时,测得M气体的浓度为0.3mol/L.则下列叙述正确的是( )
A.反应速率增大 B.平衡向右移动
C.体系温度升高 D.W的质量分数降低
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】达平衡后,测得M气体的浓度为0.5mol/L,将密闭容器的体积扩大1倍,原则上是M气体的浓度为原来的一半,即为0.25mol/L,但是当再达平衡时,测得M气体的浓度为0.3mol/L>0.25mol/L,可知体积增大,压强减小,化学平衡逆向移动,以此来解答.
【解答】解:A.将密闭容器的体积扩大1倍,则气体的压强减小,化学反应速率减慢,故A错误;
B.由上述分析可知,化学平衡向着逆反应方向进行,故B错误;
C.反应的焓变未知,不能确定体系温度的变化,故C错误;
D.化学平衡逆向移动,W的质量分数降低,故D正确;
故选D.
6.有关物质结构的下列说法中正确的是( )
A.石油裂解只破坏极性键
B.含极性键的共价化合物一定是电解质
C.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
D.HF的分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
【考点】物质的组成、结构和性质的关系.
【分析】A.石油裂解既破坏了极性键,也破坏了非极性键;
B.含极性键的共价化合物不一定是电解质;
C.氯化钠中的离子键在溶于水时,离子键被破坏;
D.物质的稳定性强弱与化学键有关,与分子间作用力无关;
【解答】解:A.石油裂解既破坏了极性键,也破坏了非极性键,故A错误;
B.含极性键的共价化合物不一定是电解质,例如烃类、糖类均是含有极性键的共价化合物,但不是电解质,故B错误;
C.氯化钠中的离子键在溶于水时,离子键被破坏电离生成钠离子与氯离子,故C正确;
D.HF比HCl稳定是因为,H﹣F键比H﹣Cl稳定,故D错误;
故选:C.
7.海水开发利用的部分过程如图所示.下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
【考点】真题集萃;海水资源及其综合利用.
【分析】A.向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴;
B.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质,精制时应加入试剂进行除杂,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯;
C.工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂;
D.先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收转化为HBr,达到富集的目的.
【解答】解:A.向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴,通入Cl2是为了提取溴,故A正确;
B.粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42﹣等杂质,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯,故B正确;
C.工业常选用生石灰或石灰水作沉淀剂,故C错误;
D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质,用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收转化为HBr,达到富集的目的,故D正确,
故选:C.
8.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.将氯化铁晶体溶解于浓盐酸中配制氯化铁溶液
B.温度升高,水的电离程度增大
C.氯水中加入碳酸钙,漂白性增强
D.反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)达平衡后,缩小反应容器体积,混合气体颜色变深
【考点】化学平衡移动原理.
【分析】
勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应且存在平衡过程,否则勒夏特列原理不适用.
【解答】解:A、氯化铁中铁离子会发生水解反应,加入盐酸,可以使水解平衡逆向移动,抑制水解,能用勒夏特列原理解释,故A不选;
B、水的电离为吸热过程,加热促进电离,可用平衡移动原理解释,故B不选;
C、依据氯水中的化学平衡为Cl2+H2O⇌HCl+HClO,加入碳酸钙和盐酸反应促进平衡正向进行,次氯酸浓度增大,漂白性增强,和平衡有关,能用勒夏特利原理解释,故C不选;
D、对2HI⇌H2+I2(g),平衡体系增加压强使颜色变深,但平衡不移动,不能解释,故D选;
故选D.
9.分子式C8H8O2的有机物,其结构中含有苯环且可以与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【考点】有机化合物的异构现象.
【分析】该芳香族化合物能与NaHCO3发生反应产生CO2,说明含有羧基﹣COOH,还有苯基C6H5﹣,据此判断可能的同分异构体数目.
【解答】解:该芳香族化合物能与NaHCO3发生反应产生CO2,说明含有羧基﹣COOH,还有苯基C6H5﹣,
取代基为﹣CH2﹣COOH时,1种;
取代基为羧基﹣COOH、﹣CH3,有邻间对3种;
符合条件的总共有4种.
故选C.
10.下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
D.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
【考点】金属的电化学腐蚀与防护.
【分析】A、生铁中含有碳易发生电化学腐蚀;
B、锡和铁易形成原电池,Fe作负极被腐蚀;
C、Fe和Zn形成原电池时,Fe作正极被保护;
D、根据电镀原理分析.
【解答】解:A、生铁中含有碳,Fe与C和潮湿的空气能形成原电池,易发生电化学腐蚀,所以抗腐蚀能力比纯铁弱,故A正确;
B、锡和铁易形成原电池,Fe作负极被腐蚀,所以用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈,故B正确;
C、Fe和Zn形成原电池时,Fe作正极被保护,所以铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀,故C正确;
D、电镀时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,铜盐为电镀液,则在铁制品上镀铜时,镀件为阴极,故D错误.
故选D.
11.已知:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=﹣72kJ/mol,1mol Br2(g)液化放出的能量为30kJ,其它相关数据如下表:则上述表格中的a值为( )
一定状态的分子
H2(g)
Br2(l)
HBr(g)
1mol该分子中的化学键断裂吸收的能量/kJ
436
a
369
A.404 B.344 C.260 D.200
【考点】反应热和焓变.
【分析】根据盖斯定律计算反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)的△H,结合反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能列方程计算.
【解答】解:在H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=﹣72kJ/mol反应中,1mol Br2(g)液化放出的能量为30kJ,即Br2(g)=Br2(l)△H=﹣30kJ/mol,则H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=﹣42kJ/mol,反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则﹣42=436+a﹣2×369,a=260,
故选C.
12.对于可逆反应2AB3(g)⇌2A(g)+3B2(g)△H>0,下列图象不正确的是( )
A. B. C. D.
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】该反应为气体体积增大、吸热的反应,升高温度平衡正向移动,增大压强平衡逆向移动,且升高温度、增大压强均加快反应速率,以此来解答.
【解答】解:A.由图可知,升高温度,交叉点后正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动,故A正确;
B.由图可知,温度高的反应速率快,且反应物的含量低,平衡正向移动,故B正确;
C.由图可知,温度高反应物含量低、压强大反应物的含量高,则升高温度平衡正向移动,增大压强平衡逆向移动,故C正确;
D.压强越大,平衡逆向移动,反应物的转化率减小,且温度越高平衡正向移动,转化率越大,图象与平衡移动不符,故D错误;
故选D.
13.下列说法正确的是( )
A.常温下,PH=9的碳酸钠溶液中由水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣9mol•L﹣1
B.温度相同时,在弱酸溶液和强碱稀溶液中,水的离子积常数Kw相同
C.将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.中和等体积pH相同的H2SO4和HCl溶液,消耗NaOH的物质的量为2:1
【考点】盐类水解的应用;弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离.
【分析】A.水电离出的c(OH﹣)=;
B.水的离子积常数只与温度有关;
C.加水稀释醋酸溶液中,醋酸中c(OH﹣)增大;
D.pH相等的盐酸和硫酸,氢离子浓度相等.
【解答】解:A.水电离出的c(OH﹣)==mol/L=1×10﹣5mol•L﹣1,故A错误;
B.水的离子积常数只与温度有关,温度不变,水的离子积常数不变,故B正确;
C.加水稀释醋酸溶液中,溶液中氢离子浓度减小,温度不变水的离子积常数不变,则醋酸中c(OH﹣)增大,故C错误;
D.等体积等pH的硫酸和盐酸,氢离子物质的量相等,消耗氢氧化钠的物质的量相等,故D错误;
故选B.
14.常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( )
A.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合:2c(H+)﹣2c(OH﹣ )=c(CH3COO﹣)﹣c(CH3COOH)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3﹣)>c(CO32﹣)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl﹣)=c(NH4+ )>c(OH‑ )=c(H+)
D.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl﹣ )+c(ClO﹣ )+c(OH‑ )
【考点】离子浓度大小的比较.
【分析】A.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合得到等浓度的醋酸钠和醋酸的混合溶液,溶液中存在电荷守恒和物料守恒分析;
B.pH=8.3的NaHCO3溶液显碱性,碳酸氢根离子水解程度大于其电离程度;
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合,一水合氨为弱电解质又电离出氢氧根离子,溶液显碱性;
D.溶液中一定存在电荷守恒.
【解答】解:A.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合得到等浓度的醋酸钠和醋酸的混合溶液,溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣ )+c(CH3COO﹣),物料守恒2c(Na+)=c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH),得到2c(H+)﹣2c(OH﹣ )=c(CH3COO﹣)﹣c(CH3COOH),故A正确;
B.pH=8.3的NaHCO3溶液显碱性,碳酸氢根离子水解程度大于其电离程度,溶液中离子浓度大小c(Na+)>c(HCO3﹣)>c(H2CO3)>c(CO32﹣),故B错误;
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合,一水合氨为弱电解质又电离出氢氧根离子,溶液显碱性:c(NH4+ )>c(Cl﹣)>c(OH‑ )>c(H+),故C错误;
D.新制氯水中加入固体NaOH溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(Cl﹣ )+c(ClO﹣ )+c(OH‑ ),故D错误;
故选A.
15.体积为1ml、浓度均为0.10mol/L的XOH和X2CO3溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgV的变化情况如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.XOH是弱碱
B.pH=10的两种溶液中的c(X+ ):XOH大于X2CO3
C.已知H2CO3的电离平衡常数Ka1远远大于Ka2,则Ka2约为1.0×10﹣10
D.当lgV=2时,若X2CO3溶液升高温度,溶液碱性增强,则c(HCO3﹣)/c(CO32﹣ )减小
【考点】pH的简单计算.
【分析】A.根据图知,0.1mol/L的XOH的pH=13,说明XOH溶液中c(OH﹣)=c(XOH);
B.XOH是强碱溶液、X2CO3是强碱弱酸盐溶液,要使两种溶液的pH相等,则c(XOH)<c(X2CO3),再结合物料守恒判断;
C.0.10mol/LX2CO3溶液的pH=11.6,则该溶液中c(OH﹣)=c(HCO3﹣)=mol/L=10﹣2.4 mol/L,c(CO32﹣)=0.1mol/L,Kh1==,则Ka2==;
D.当lgV=2时,则溶液的体积变为原来的100倍,升高温度,促进水解,第一步水解程度远远大于第二步,所以溶液中c(CO32﹣)减小,c(HCO3﹣)增大.
【解答】解:A.根据图知,0.1mol/L的XOH的pH=13,说明XOH溶液中c(OH﹣)=c(XOH),XOH完全电离,为强电解质,故A错误;
B.XOH是强碱溶液、X2CO3是强碱弱酸盐溶液,要使两种溶液的pH相等,则c(XOH)<c(X2CO3),再结合物料守恒得c(X+):XOH小于X2CO3,故B错误;
C.0.10mol/LX2CO3溶液的pH=11.6,则该溶液中c(OH﹣)=c(HCO3﹣)=mol/L=10﹣2.4 mol/L,c(CO32﹣)=0.1mol/L,Kh1==,则Ka2====1.0×10﹣10.2≈1.0×10﹣10,故C正确;
D.当lgV=2时,则溶液的体积变为原来的100倍,升高温度,促进水解,第一步水解程度远远大于第二步,所以溶液中c(CO32﹣)减小,c(HCO3﹣
)增大,所以c(HCO3﹣)/c(CO32﹣ )增大,故D错误;
故选C.
16.在t℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.又知t℃时AgCl的Ksp=4×10﹣10,下列说法不正确的是( )
A.在t℃时,AgBr的Ksp为4.9×l0﹣13
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点
C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液
D.在t℃时,AgCl(s)+Br﹣(aq)⇌AgBr(s)+Cl﹣(aq)平衡常数K≈816
【考点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.
【分析】A.根据图中c点的c(Ag+)和c(Br﹣)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10﹣13;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br﹣)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小;
C.在a点时Qc<Ksp,故为AgBr的不饱和溶液;
D.K==.
【解答】解:A.根据图中c点的c(Ag+)和c(Br﹣)可得该温度下AgBr的Ksp为4.9×10﹣13,故A正确;
B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体后,c(Br﹣)增大,溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故B错误;
C.在a点时Qc<Ksp,故a点为AgBr的不饱和溶液,故C正确;
D.K===≈816,故D正确;
故选B.
17.下列有关实验操作、现象及结论的叙述正确的是( )
A.用钠可以检验某无水酒精中是否含有水
B.除去甲烷中混有的少量乙烯,可以将混合气体通过酸性KMnO4溶液
C.制取乙酸乙酯时,试剂加入的顺序是:先加入乙醇,后慢慢加入浓硫酸,最后加入乙酸
D.在蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热后,再加入少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,没有砖红色沉淀生成,说明蔗糖没有水解
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.钠能够与乙醇和水反应;
B.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳,引进了新的杂质;
C.制取乙酸乙酯时,防止乙酸挥发,最后加乙酸;
D.检验醛基的反应需要在碱性条件下进行,则加入氢氧化铜浊液前需要用氢氧化钠溶液中和稀硫酸.
【解答】解:A.金属Na能够与水、乙醇反应,不能用钠可以检验某无水酒精中是否含有水,故A错误;
B.酸性KMnO4溶液能够将乙烯氧化成二氧化碳,引进了二氧化碳杂质,可以用溴水除去甲烷中混有的少量乙烯,故错误;
C.制取乙酸乙酯时,防止乙酸挥发,最后加乙酸,则试剂加入的顺序是:先加入乙醇,后慢慢加入浓硫酸,最后加入乙酸,故C正确;
D.在蔗糖溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热后,应该先加入氢氧化钠溶液中和稀硫酸,再加入少量新制的氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,没有砖红色沉淀生成,说明蔗糖没有水解,故D错误;
故选C.
18.按如图所示的装置进行电解实验.A极是铜镍合金,B极为纯铜,电解质溶液为硫酸铜溶液(足量).通电一段时间后,A极恰好全部溶解,此时B极质量增加3.2g,溶液质量增加0.05g,(已知氧化性,Cu2+>Ni2+)则A合金中铜、镍原子个数比为( )
A.4:1 B.3:1 C.2:1 D.1:1
【考点】电解原理.
【分析】B极质量增加3.2g,电极反应式为:Cu2++2e﹣=Cu,也就是生成铜3.2g,物质的量为0.05mol,所以A极失去电子的物质的量为:0.05×2=0.1mol,开始电解总的反应式为:Ni+Cu2+Ni2++Cu,溶液质量增加64﹣59=5,所以当溶液质量增加0.05g时参加反应的0.01mol,而A极镍与铜共转移电子为0.1mol,所以铜转移电子为:0.1﹣0.01×2=0.08mol,则铜的物质的量为0.04mol,由此分析解答.
【解答】解:B极质量增加3.2g,电极反应式为:Cu2++2e﹣=Cu,也就是生成铜3.2g,物质的量为0.05mol,所以A极失去电子的物质的量为:0.05×2=0.1mol,开始电解总的反应式为:Ni+Cu2+Ni2++Cu,溶液质量增加64﹣59=5,所以当溶液质量增加0.05g时参加反应的0.01mol,而A极镍与铜共转移电子为0.1mol,所以铜转移电子为:0.1﹣0.01×2=0.08mol,则铜的物质的量为0.04mol,则A合金中铜、镍原子个数比为0.04:0.01=4:1,
故选A.
19.下列实验事实能达到目的是( )
编号
实验内容
实验目的
A
分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,后者较大
证明非金属性S>C
B
室温下,用pH试纸测定浓度为0.1 mol•L﹣1 NaClO溶液和0.1 mol•L﹣1 CH3COONa溶液的pH
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
D
向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/LFeCl3溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下的Ksp:Mg(OH)2>Fe(OH)3
A.A B.B C.C D.D
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,可知亚硫酸的酸性大于碳酸的酸性;
B.NaClO溶液具有漂白性;
C.含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅,可知水解平衡逆向移动;
D.NaOH溶液过量,为沉淀的生成.
【解答】解:A.测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,可知亚硫酸的酸性大于碳酸的酸性,亚硫酸不是最高价含氧酸,不能比较非金属性,故A错误;
B.NaClO溶液具有漂白性,不能利用pH试纸测定其pH,则不能比较酸性,故B错误;
C.含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体,溶液红色变浅,可知水解平衡逆向移动,该实验可证明Na2CO3溶液中存在水解平衡,故C正确;
D.NaOH溶液过量,为沉淀的生成,不发生沉淀的转化,则不能比较Ksp,故D错误;
故选C.
20.t℃时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=,有关该平衡体系的说法正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K增大
B.增大压强,W(g)质量分数增加
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应
D.增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动
【考点】化学平衡的影响因素.
【分析】根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)⇌X(g)+2y(g),结合影响化学平衡移动的因素解答该题.
【解答】解:根据平衡常数表达式可知反应方程式为2Z(g)+2W(g)⇌X(g)+2y(g),则
A.由于反应的吸放热未知,则温度变化,平衡常数的变化不能判断,故A错误;
B.增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,故B错误;
C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,故C正确;
D.增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,故D错误.
故选C.
二、非选择题(共50分)
21.燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池.某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液.
请根据图示回答下列问题:
(1)图中a电极是 阳 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”).该电极上发生的电极反应式为 4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O .
(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为 CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O .
(3)当消耗3.36L氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是 0.45 mol.
(4)若a、b电极材料分别为铁和石墨,则电解总反应化学方程式为 2Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑ .
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电解池中,和电源负极相连的极是阴极,和电源正极相连的是阳极;
(2)燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应,根据电解质环境来回答;
(3)根据串联电路电子守恒来计算回答;
(4)若a、b电极材料分别为铁和石墨,则铁是阳极,石墨是阴极,阳极铁放电生成亚铁离子,阴极水放电生成氢气,亚铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化亚铁,由此分析解答.
【解答】解:(1)燃料电池中,通入燃料甲醇的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电解池中,和电源负极相连的极b是阴极,和电源正极相连的a极是阳极,电解硫酸钠溶液,在阳极上是氢氧根离子发生失电子的氧化反应,该电极上发生的电极反应式为:4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,
故答案为:阳;4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O;
(2)燃料电池的负极上是燃料甲醇发生失电子的氧化反应,电解质环境是碱性,则电极反应为:CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O,
故答案为:CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O;
(3)在燃料电池的正极上,正极反应:O2↑+4H++4e﹣=2H2O,当消耗3.36L即0.15mol氧气时(已折合为标准状况),转移电子的量是0.6mol,电解Na2SO4溶液的实质是电解水,根据电解方程式:2H2O2H2↑+O2↑,转移电子的量是0.6mol时,生成气体的物质的量是0.45mol,
故答案为:0.45;
(4)若a、b电极材料分别为铁和石墨,则铁是阳极,石墨是阴极,阳极铁放电生成亚铁离子,阴极水放电生成氢气,亚铁离子与氢氧根离子结合成氢氧化亚铁,所以总的电极反应式为:2Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,故答案为:2Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑.
22.某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”.实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢.该小组设计了如下方案.
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度℃
浓度/(mol•L﹣1)
体积/mL
浓度/(mol•L﹣1)
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4溶液转化为MnSO4,每消耗1mol H2C2O4转移 2 mol电子.写出H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式 5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O .
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是 ②和③ (填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是 ①和② .
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= 0.010或1.0×10﹣2 mol•L﹣1•min﹣1.
【考点】探究影响化学反应速率的因素.
【分析】(1)根据题中信息及化合价升降法配平反应的化学方程式,然后根据电子守恒计算出1mol草酸完全反应转移的电子数;将该化学方程式改成离子方程式即可;
(2)根据探究温度对反应速率影响时除了温度外其它条件必须相同判断;根据体积浓度对反应速率影响时除了浓度不同,其他条件必须完全相同分析;
(3)先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量,然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率.
【解答】解:(1)根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,改写成离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O;
H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,变成二氧化碳后化合价总共升高了2(4﹣3)价,所以每消耗1mol H2C2O4转移2mol电子,
故答案为:2;5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O;
(2)探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②,
故答案为:②和③; ①和②;
(3)草酸的物质的量为:0.10mol•L﹣1×0.002L=0.0002mol,高锰酸钾的物质的量为:0.010mol•L﹣1×0.004L=0.00004mol,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为:0.0002mol:0.00004mol=5:1,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为: =×0.010mol/L,
这段时间内平均反应速率v(KMnO4)==0.010mol•L﹣1•min﹣1,
故答案为:0.010或1.0×10﹣2.
23.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10﹣5.该温度下,向20ml 0.01mol/L CH3COOH溶液在逐滴加入0.01mol/L KOH溶液,其pH变化曲线如图1所示(忽略温度变化).请回答下列有关问题:
(1)a点溶液中c(H+)为,pH约为 3.4 .
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是 c 点,滴定过程中宜选用 酚酞 作指示剂,滴定终点在 c点以上 (填“c点以上”或“c点以下”).
(3)下列操作中可能使所测CH3COOH溶液的浓度数值偏低的是 ACE (填字母).
A.酸式滴定管未用待测溶液润洗
B.锥形瓶用待测溶液润洗
C.放出酸液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
D.碱式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
E.碱式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数
(4)如图2,若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,下列变化趋势正确的是 B (填序号)..
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;中和滴定.
【分析】(1)c(H+)=;
(2)b点溶液呈酸性,溶液中的溶质是醋酸钾和醋酸,c点混合溶液呈中性,氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,向20ml 0.01mol/L CH3COOH溶液在逐滴加入0.01mol/L KOH溶液恰好反应醋酸钾溶液中醋酸根离子水解溶液显碱性,酸或碱抑制水电离,根据溶液的酸碱性确定水的电离程度大小,碱滴定弱酸,前后反应终点指示剂选择酚酞;
(3)根据c(待测)=分析不当操作对相关物理量的影响,以此判断浓度的误差;
(4)氨水呈碱性,盐酸呈酸性,向氨水中加入盐酸,发生酸碱中和反应导致溶液的PH值降低,当盐酸和氨水的物质的量相等时,恰好生成氯化铵;当继续加盐酸时,盐酸过量,溶液呈酸性.
【解答】解:(1)c(H+)==mol/L=4×10﹣4mol/L,PH=4﹣2lg2=3.4,故答案为:3.4;
(2)b点溶液呈酸性,溶液中的溶质是醋酸钾和醋酸,当醋酸钾的物质的量大于醋酸的物质的量,酸或碱抑制水电离,a和b点溶液都呈酸性,所以抑制水电离,d点氢氧化钾过量,抑制水的电离,c点呈中性,水自然电离,c点水的电离程度最大,氢氧化钾滴定醋酸恰好反应生成醋酸钾溶液呈碱性,酚酞变色范围8﹣10,所以应选择酚酞试液指示反应终点,滴入最后一滴溶液变红色且半分钟不变化,说明反应达到终点,滴定终点在c点以上,
故答案为:c;酚酞; c点以上;
(3)A.酸式滴定管未用待测溶液润洗,量取待测溶液浓度减小,测定结果偏低,故A正确;
B.锥形瓶用待测溶液润洗会增大待测溶液中溶质,消耗标准溶液体积增大,测定结果偏高,故B错误;
C.放出酸液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失,测定待测溶液体积减小,测定计算溶液浓度偏低,故B正确;
D.碱式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失,读取标准溶液体积会增大,测定结果偏高,故D错误;
E.碱式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数,读取的标准溶液体积减小,计算测定标准溶液体积减小,结果偏低,故E正确;
故答案为:ACE;
(4)稀氨水中,氨水电离生成铵根离子和氢氧根离子导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子,所以氨水溶液呈碱性;盐酸溶液呈酸性,当向氨水溶液中加入盐酸时,盐酸和氨水发生酸碱中和反应导致溶液的pH值降低;当加入20mL盐酸时,盐酸和氨水的物质的量相等,恰好反应生成氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性;继续向溶液中加盐酸,盐酸过量,当盐酸的量远远大于氨水的物质的量时,溶液以盐酸为主,导致溶液的pH值近似于盐酸的pH值,图象中B符合;
故答案为:B.
24.氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节.回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是 污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高
(至少答出两点).但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式: H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O .
(2)以甲烷为原料可制得氢气.图1是一定温度、压强下,CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和1mol H2(g)的能量(KJ)变化示意图,写出该反应的热化学方程式 CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=3(E2﹣E1) (△H用E1、E2、E3表示).
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0达到化学平衡.下列有关叙述正确的是 ac .
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收y mol H2只需1mol MHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH﹣FeO42﹣+3H2↑,工作原理如图2所示.装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42﹣,镍电极有气泡产生.若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质.已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.
①电解一段时间后,c(OH﹣)降低的区域在 阳极室 (填“阴极室”或“阳极室”).
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是 防止Na2FeO4与H2反应使产率降低 .
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图3,分析N点c( Na2FeO4)低于最高值的原因: N点:c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低 .
(5)在容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2,发生CO ( g )+2H2 ( g )⇌CH3OH ( g )△H<0,CO 的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图4所示,当达到平衡状态A 时,容器的体积为1L.若反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)= 0.2 L.
【考点】化学平衡的计算;反应热和焓变;化学平衡的影响因素;电解原理.
【分析】
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等;碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O;
(2)根据图示信息,反应物的能量低于产物的能量,所以反应是吸热反应,反应热等于产物的能量和反应物的能量之差;
(3)MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0,该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,a.平衡时气体的物质的量不变,容器内气体压强保持不变;b.该反应为可逆反应,不能完全转化,吸收ymol H2需大于1mol MHx;c.若降温,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大;d.若向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,则v(放氢)<v(吸氢);
(4)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少;
②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低;
(5)A、B反应温度相等,则平衡常数相等,利用平衡常数计算.
【解答】解:(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等;碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O,
故答案为:污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高;H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O;
(2)根据图示信息,反应物的能量低于产物的能量,所以反应是吸热反应,反应热等于产物的能量和反应物的能量之差,即CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=3(E2﹣E1),
故答案为:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=3(E2﹣E1);
(3)MHx(s)+yH2(g)⇌MHx+2y(s)△H<0,该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,a.平衡时气体的物质的量不变,容器内气体压强保持不变,正确;b.该反应为可逆反应,不能完全转化,吸收ymol H2需大于1mol MHx,错误;c.若降温,平衡正向移动,该反应的平衡常数增大,正确;d.若向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,则v(放氢)<
v(吸氢),错误;
故选ac;
(4)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后,c(OH﹣)降低的区域在阳极室,
故答案为:阳极室;
②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低,
故答案为:防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH﹣)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH﹣)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低,
故答案为:N点:c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低;
(5)分析图象可知,A状态下CO的转化率为0.5,则CO转化了10mol×0.5=5mol,
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH
起始物质的量:10 20 0
转化物质的量:5 10 5
平衡物质的量:5 10 5
当达到平衡状态A时,容器的体积为20L.则平衡常数K==0.01,
A、B两容器温度相同,即化学平衡常数相等,且B点时CO的转化率为0.8,
则 CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始(mol):10 20 0
转化(mol):8 16 8
平衡(mol):2 4 8
设体积为VL,则有K==0.01,
V=0.2,
故答案为:0.2L.