2023-2024学年上海市延安中学高二（上）期末化学模拟试卷

这是一份2023-2024学年上海市延安中学高二（上）期末化学模拟试卷，共18页。
A．铝片与稀盐酸反应
B．NH4Cl与Ba（OH）2•8H2O的反应
C．灼热的碳在足量O2中燃烧
D．酸碱中和反应
2．（3分）下列各反应中，符合如图能量变化的是（ ）
A．HCl和NaOH的反应
B．Al和盐酸的反应
C．Na和H2O的反应
D．Ba（OH）2•8H2O和NH4Cl的反应
3．（3分）一定条件下，反应2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）ΔH＝+56.76kJ/ml能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是（ ）
A．是熵减少的反应
B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应
C．反应在任何温度下都能自发进行
D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快
4．（3分）下列过程一定不能自发进行的是（ ）
A．2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）；△H＞0
B．2CO（g）＝2C（s）+O2（g）；△H＞0
C．（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）；△H＞0
D．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）；△H＜0
5．（3分）下列反应中，氧化剂与还原剂化学计量数为1：2的是（ ）
A．Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
B．2HCl+Ca（ClO）2═2HClO+CaCl2
C．I2+2NaClO3═2NaIO3+Cl2↑
D．4HCl（浓）+MnO2△¯MnCl2+Cl2↑+2H2O
6．（3分）利用如图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2．下列说法正确的是（ ）
A．a为直流电源的负极
B．阴极的电极反应式为：2HSO3﹣+2H++e﹣═S2O42﹣+2H2O
C．阳极的电极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣═SO42﹣+4H+
D．电解时，H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
7．（3分）常温下，在“H2S﹣HS﹣﹣S2﹣”的水溶液体系中，H2S、HS﹣、S2﹣三种微粒的物质的量分数随溶液pH变化（仅用H2S和NaOH调节pH）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当体系呈中性时，c(HS−)c(H2S)＞c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)
B．NaHS溶液中，c（Na+）＞c（HS﹣）＞c（S2﹣）＞c（H2S）
C．Kal（H2S）的数量级为10﹣6
D．加入Na2S沉降废水中的Cu2+，废水的pH对沉降效果没有影响
8．（3分）在给定的四种溶液中，加入以下各种离子，各离子能在原溶液中大量共存的有（ ）
A．滴加石蕊试液显红色的溶液：Fe3+、NH4+、Cl﹣、I﹣
B．pH值为1的溶液：Cu2+、Na+、Mg2+、NO3﹣
C．水电离出来的c（H+）＝10﹣13ml/L的溶液：K+、HCO3﹣、Br﹣、Ba2+
D．所含溶质为Na2SO4的溶液：K+、CO32﹣、NO3﹣、Al3+
9．（3分）对于在一定条件下进行的化学反应，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是（ ）
①升高温度 ②加入催化剂 ③增大体系压强 ④增大反应物浓度．
A．①②B．②③C．③④D．①④
10．（3分）常温下，向1ml•L﹣1NH4Cl溶液中加入足量的镁条，该体系pH随时间变化的曲线如图所示。验观察到b点开始溶液中有白色沉淀生成，已知Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10﹣11．下列说法错误的是（ ）
A．常温下，NH4Cl的水解平衡常数数量级为10﹣10
B．体系中，水的电离程度大小关系为a＞c＞b
C．b点时，溶液中c（Mg2+）＝0.18 ml•L﹣1
D．a点溶液中，c（NH4+）+c（H+）＜c（Cl﹣）+c（OH﹣）
二．解答题（共5小题）
11．北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）．
（1）丙烷通过脱氢反应可得丙烯．
已知：①C3H8（g）→CH4（g）+C2H2 （g）+H2（g）△H1＝+156.6kJ/ml
②C3H6 （g）→CH4（g）+C2H2 （g ）△H2＝+32.4kJ/ml
则相同条件下，反应C3H8（g）→C3H6（g）+H2（g）的ΔH＝ kJ/ml．
（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入丙烷，电解质是KOH溶液．则燃料电池的负极反应式为 ．
（3）常温下，0.1ml/LNaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3） c（CO32−）（填“＞”、“＝”、“＜”），原因是 （用离子方程式和必要的文字说明）．
（4）请写出Na2CO3溶液中的各离子浓度大小关系式： ．
12．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如图）．请回答下列问题：
（1）若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 棒；乙池中的 棒．②在乙池中阳极的电极反应式是 ．
（2）若两池中均盛放饱和NaCl溶液．
①写出甲池中正极的电极反应式 ．
②写出乙池中的总反应的离子方程式 ．
③据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”（主要成分为NaClO），通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出该电解的化学方程式 ．
13．以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为 ．
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中用石墨电极以如图所示装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L．（设电解前后溶液的体积均为1L，不考虑水的蒸发或气体的溶解）
①理论上，电解后溶液的pH≈ ．
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，则造成这种误差的原因可能是：
a．氯气和氢氧化钠溶液反应；
b．还可能为 （用化学方程式表示）．
14．氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮．
（1）反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的化学平衡常数表达式为 ．
（2）在一定条件下氨的平衡含量如下表．
①该反应为 （填“吸热”或“放热”）反应．
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是 ．
（3）实验室研究是工业生产的基石．下图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度（200℃、400℃、600℃）、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况
①曲线a对应的温度是 ．
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 ．
（4）尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题．因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径．右图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为 ．
（5）NH3转化为NO是工业制取硝酸的重要一步，已知：100kPa、298K时：4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH＝﹣1268kJ⋅ml﹣12NO（g）⇌N2（g）+O2（g）ΔH＝﹣180.5kJ⋅ml﹣1
请写出NH3转化为NO的热化学方程式 ．
15．高铁酸钾（K2FeO4）可做饮用水消毒剂。以废铁屑（表面带油污）为原料制备K2FeO4的流程如图。
回答下列问题：
（1）高铁酸钾中Fe元素的化合价为 。
（2）“沉铁”步骤加入H2O2溶液，其主要反应的离子方程式为 。
（3）“过滤Ⅱ”步骤中滤渣的主要成分为 。（填化学式）
（4）该流程中可以循环利用的物质是 。（填化学式）
（5）Zn和K2FeO4可以组成高铁电池，电池工作原理如图①所示，正极的电极反应式为 ；高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线如图②所示，高铁电池的优点为 。（任写一点）
2023-2024学年上海市延安中学高二（上）期末化学模拟试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分）
1．（3分）下列反应是吸热反应的是（ ）
A．铝片与稀盐酸反应
B．NH4Cl与Ba（OH）2•8H2O的反应
C．灼热的碳在足量O2中燃烧
D．酸碱中和反应
【解答】解：A．铝片与稀盐酸反应制取H2属于放热反应，故A错误；
B．Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应，故B正确；
C．灼热的碳在足量O2中燃烧，燃烧是氧化反应，属于放热反应，故C错误；
D．酸碱中和反应，属于放热反应，故D错误，
故选：B。
2．（3分）下列各反应中，符合如图能量变化的是（ ）
A．HCl和NaOH的反应
B．Al和盐酸的反应
C．Na和H2O的反应
D．Ba（OH）2•8H2O和NH4Cl的反应
【解答】解：根据图示可知生成物的能量高于反应物的能量，反应为吸热反应；
A、HCl和NaOH的反应是酸碱中和反应，属于放热反应，故A错误；
B、Al和盐酸的反应是金属与酸反应，属于放热反应，故B错误；
C、Na和H2O的反应是金属与水反应，属于放热反应，故C错误；
D、Ba（OH）2•8H2O和NH4Cl的反应是铵盐和强碱反应，属于吸热反应，故D正确；
故选：D。
3．（3分）一定条件下，反应2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）ΔH＝+56.76kJ/ml能自发进行，下列关于该反应的说法中正确的是（ ）
A．是熵减少的反应
B．反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应
C．反应在任何温度下都能自发进行
D．反应能自发进行，所以反应速率一定很快
【解答】解：A．反应2N2O5（g）⇌4NO2（g）+O2（g）是气体分子数增多，混乱度增大，是熵增反应，故A错误；
B．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，反应能自发进行的原因是熵增大效应大于能量效应，故B正确；
C．根据反应自发进行的判断依据是△H﹣T△S＜0，该反应△H＞0，△S＞0，在低温下不能自发进行，故C错误；
D．反应自发进行与反应速率没有必然联系，反应速率与催化剂、浓度、温度等因素有关，故D错误；
故选：B。
4．（3分）下列过程一定不能自发进行的是（ ）
A．2N2O5（g）＝4NO2（g）+O2（g）；△H＞0
B．2CO（g）＝2C（s）+O2（g）；△H＞0
C．（NH4）2CO3（s）＝NH4HCO3（s）+NH3（g）；△H＞0
D．2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）；△H＜0
【解答】解：A、△H＞0，△S＞0，在较高温度下可满足△H﹣T•△S＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故A错误；
B、△H＞0，△S＜0，一般情况下△G＝△H﹣T•△S＞0，不能自发进行，故B正确；
C、△H＞0，△S＞0，在较高温度下可满足△H﹣T•△S＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故C错误；
D、．△H＜0，△S＜0，温度较低时即可满足△H﹣T•△S＜0，能自发进行，故D错误；
故选：B。
5．（3分）下列反应中，氧化剂与还原剂化学计量数为1：2的是（ ）
A．Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
B．2HCl+Ca（ClO）2═2HClO+CaCl2
C．I2+2NaClO3═2NaIO3+Cl2↑
D．4HCl（浓）+MnO2△¯MnCl2+Cl2↑+2H2O
【解答】解：A．反应中HCl为氧化剂，Fe为还原剂，氧化剂与还原剂化学计量数为2：1，故A错误；
B．元素化合价没有发生变化，不是氧化还原反应，故B错误；
C．反应中NaClO3为氧化剂，I2为还原剂，氧化剂与还原剂化学计量数为2：1，故C错误；
D.4mlHCl参加反应，有2ml被氧化，MnO2为氧化剂，氧化剂与还原剂化学计量数为1：2，故D正确。
故选：D。
6．（3分）利用如图所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2．下列说法正确的是（ ）
A．a为直流电源的负极
B．阴极的电极反应式为：2HSO3﹣+2H++e﹣═S2O42﹣+2H2O
C．阳极的电极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣═SO42﹣+4H+
D．电解时，H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
【解答】解：A、二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极与电源正极a相连，故A错误；
B、阴极的电极反应式为：2HSO3﹣+2H++2e﹣═S2O42﹣+2H2O，故B错误；
C、阳极的电极反应式为：SO2+2H2O﹣2e﹣═SO42﹣+4H+，故C正确；
D、阳离子交换膜只允许阳离子通过，电解时，阳离子移向阴极，所以H+由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，故D错误；
故选：C。
7．（3分）常温下，在“H2S﹣HS﹣﹣S2﹣”的水溶液体系中，H2S、HS﹣、S2﹣三种微粒的物质的量分数随溶液pH变化（仅用H2S和NaOH调节pH）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．当体系呈中性时，c(HS−)c(H2S)＞c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)
B．NaHS溶液中，c（Na+）＞c（HS﹣）＞c（S2﹣）＞c（H2S）
C．Kal（H2S）的数量级为10﹣6
D．加入Na2S沉降废水中的Cu2+，废水的pH对沉降效果没有影响
【解答】解：A．溶液呈中性时，c（HS﹣）＞c（H2S），则c(HS−)c(H2S)＞1、根据电荷守恒得c（Na+）＝c（HS﹣）+2c（S2﹣），所以c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)=1，则c(HS−)c(H2S)＞c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)，故A正确；
B．NaHS溶液中，溶液呈碱性，说明HS﹣水解程度大于电离程度，则c（S2﹣）＜c（H2S），故B错误；
C．c（HS﹣）＝c（H2S）时，Ka1（H2S）＝c（H+）＝10﹣6.9，Kal（H2S）的数量级为10﹣7，故C错误；
D．当加入Na2S沉降废水中的Cu2+，溶液中c（Cu2+）减小，Cu2+水解程度较小，则溶液的pH增大，故D错误；
故选：A。
8．（3分）在给定的四种溶液中，加入以下各种离子，各离子能在原溶液中大量共存的有（ ）
A．滴加石蕊试液显红色的溶液：Fe3+、NH4+、Cl﹣、I﹣
B．pH值为1的溶液：Cu2+、Na+、Mg2+、NO3﹣
C．水电离出来的c（H+）＝10﹣13ml/L的溶液：K+、HCO3﹣、Br﹣、Ba2+
D．所含溶质为Na2SO4的溶液：K+、CO32﹣、NO3﹣、Al3+
【解答】解：A．滴加石蕊试液显红色的溶液，显酸性，Fe3+、I﹣发生氧化还原反应，不能共存，故A错误；
B．pH值为1的溶液，显酸性，该组离子之间不反应，可大量共存，故B正确；
C．水电离出来的c（H+）＝10﹣13ml/L的溶液，为酸或碱溶液，酸溶液中不能大量存在HCO3﹣，碱溶液中HCO3﹣、OH﹣、Ba2+反应生成沉淀和水，故C错误；
D．CO32﹣、Al3+相互促进水解，不能共存，故D错误；
故选：B。
9．（3分）对于在一定条件下进行的化学反应，改变下列条件，可以提高反应物中的活化分子百分数的是（ ）
①升高温度 ②加入催化剂 ③增大体系压强 ④增大反应物浓度．
A．①②B．②③C．③④D．①④
【解答】解：①升高温度可提高反应物中的活化分子百分数，故①正确；
②加入催化剂，降低活化能，可提高反应物中的活化分子百分数，故②正确；
③增大压强只改变活化分子的数目，不改变百分数，故③错误；
④增大反应物浓度只改变活化分子的数目，不改变百分数，故④错误。
故选：A。
10．（3分）常温下，向1ml•L﹣1NH4Cl溶液中加入足量的镁条，该体系pH随时间变化的曲线如图所示。验观察到b点开始溶液中有白色沉淀生成，已知Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10﹣11．下列说法错误的是（ ）
A．常温下，NH4Cl的水解平衡常数数量级为10﹣10
B．体系中，水的电离程度大小关系为a＞c＞b
C．b点时，溶液中c（Mg2+）＝0.18 ml•L﹣1
D．a点溶液中，c（NH4+）+c（H+）＜c（Cl﹣）+c（OH﹣）
【解答】解：A、NH4Cl中的NH4+水解：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，则Kh=c(NH3⋅H2O)c(H+)c(NH4+)；由NH4+水解的方程式得出：c（NH3•H2O）≈c（H+）；根据题中图在没加入镁之前溶液的pH＝5，则c（NH3•H2O）≈c（H+）＝10﹣5ml/L；即Kh＝10﹣10，所以水解平衡常数的数量级为10﹣10，故A正确；
B、因NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，加入镁单质消耗氢离子，使平衡正向移动，促进了NH4+的水解，同时促进了水的电离，所以水的电离程度大小关系为：c＞b＞a，故B错误；
C、b点时，Ksp[Mg（OH）2]＝1.8×10﹣11；由图pH＝9，即c（H+）＝10﹣9ml/L，c（OH﹣）=Kwc(H+)=10﹣5ml/L；所以c（Mg2+）=Ksp[Mg(OH)2]c2(OH−)=1.8×10−11(10−5)2=0.18ml/L，故C正确；
D、a点溶液的电荷守恒为：c（NH4+）+c（H+）+2c（Mg2+）＝c（Cl﹣）+c（OH﹣），所以c（NH4+）+c（H+）＜c（Cl﹣）+c（OH﹣），故D正确；
故选：B。
二．解答题（共5小题）
11．北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）．
（1）丙烷通过脱氢反应可得丙烯．
已知：①C3H8（g）→CH4（g）+C2H2 （g）+H2（g）△H1＝+156.6kJ/ml
②C3H6 （g）→CH4（g）+C2H2 （g ）△H2＝+32.4kJ/ml
则相同条件下，反应C3H8（g）→C3H6（g）+H2（g）的ΔH＝ +124.2 kJ/ml．
（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2，负极通入丙烷，电解质是KOH溶液．则燃料电池的负极反应式为 C3H8﹣20e﹣+26OH﹣＝3CO32−+17H2O ．
（3）常温下，0.1ml/LNaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3） ＞ c（CO32−）（填“＞”、“＝”、“＜”），原因是 HCO3−既能水解又能电离：HCO3−+H2O⇌H2CO3+OH﹣；HCO3−⇌H++CO32−，而0.1ml/LNaHCO3溶液的pH大于8，溶液显碱性，说明HCO3−的水解程度大于其电离程度，故水解出的c（H2CO3）大于电离出的c（CO32−）． （用离子方程式和必要的文字说明）．
（4）请写出Na2CO3溶液中的各离子浓度大小关系式： c（Na+）＞c（CO32−）＞c（OH﹣）＞c（HCO3−）＞c（H+）， ．
【解答】解：（1）①C3H8（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）△H1＝156.6kJ•ml﹣1
②CH3CH＝CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2＝32.4kJ•ml﹣1
依据盖斯定律①﹣②得到C3H8（g）→CH3CH＝CH2（g）+H2（g）ΔH＝+124.2KJ/ml
则相同条件下，反应C3H8（g）→CH3CH＝CH2（g）+H2（g）ΔH＝+124.2KJ/ml；
故答案为：+124.2；
（2）丙烷燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，燃料丙烷在负极失电子发生氧化反应，电极反应为：C3H8﹣20e﹣+26 OH﹣＝3CO32−+17H2O，
故答案为：C3H8﹣20e﹣+26OH﹣＝3CO32−+17H2O；
（3）HCO3−既能电离显酸性又能水解显碱性，而现在NaHCO3溶液的pH大于8，说明HCO3−的水解程度大于其电离程度：HCO3−+H2O⇌H2CO3+OH﹣；HCO3−⇌H++CO32−；故水解出的c（H2CO3）大于电离出的c（CO32−），故答案为：＞；HCO3−既能水解又能电离：HCO3−+H2O⇌H2CO3+OH﹣；HCO3−⇌H++CO32−，而0.1ml/LNaHCO3溶液的pH大于8，溶液显碱性，说明HCO3−的水解程度大于其电离程度，故水解出的c（H2CO3）大于电离出的c（CO32−）．
（4）Na2CO3 为强碱弱酸盐，CO32−水解导致溶液呈碱性，溶液中物质的行为：
Na2CO3＝2Na++CO32−
CO32−+H2O⇌HCO3−+OH﹣
HCO3−+H2O⇌H2CO3+OH﹣
H2O⇌OH﹣+H+
根据盐的单水解程度很小可知：溶液中离子浓度大小顺序是c（Na+）＞c（CO32−）＞c（OH﹣）＞c（HCO3−）＞c（H+）．
故答案为：c（Na+）＞c（CO32−）＞c（OH﹣）＞c（HCO3−）＞c（H+）．
12．甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如图）．请回答下列问题：
（1）若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 碳 棒；乙池中的 铁 棒．②在乙池中阳极的电极反应式是 4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ ．
（2）若两池中均盛放饱和NaCl溶液．
①写出甲池中正极的电极反应式 O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣ ．
②写出乙池中的总反应的离子方程式 2Cl﹣+2H2O电解¯2OH﹣+H2↑+Cl2↑ ．
③据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”（主要成分为NaClO），通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出该电解的化学方程式 NaCl+H2O电解¯NaClO+H2↑ ．
【解答】解：（1）甲装置是原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上铜离子得电子发生还原反应，生成红色的铜，乙池属于电解池，根据电子流向知，C电极为阳极，铁电极为阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应生成红色的铜，阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水，其电极反应式为：4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑；
故答案为：碳；铁；2H2O+O2+4e﹣＝4OH﹣；
（2）①若电解质溶液为氯化钠溶液，则甲中正极上为氧气得电子，其电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；
故答案为：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；
②若电解质溶液为氯化钠溶液，则乙中为电解氯化钠溶液，阳极氯离子失电子，阴极氢离子得电子，则总反应的离子方程式为：2Cl﹣+2H2O电解¯2OH﹣+H2↑+Cl2↑；
故答案为：2Cl﹣+2H2O电解¯2OH﹣+H2↑+Cl2↑；
③根据题意可知，氯气和氢氧化钠溶液反应生成物中只有一种溶质，所以该溶质是次氯酸钠，则反应的化学方程式是NaCl+H2O电解¯NaClO+H2↑，
故答案为：NaCl+H2O电解¯NaClO+H2↑．
13．以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为 2NaCl+2H2O通电¯2NaOH+Cl2↑+H2↑ ．
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中用石墨电极以如图所示装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L．（设电解前后溶液的体积均为1L，不考虑水的蒸发或气体的溶解）
①理论上，电解后溶液的pH≈ 13.3 ．
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，则造成这种误差的原因可能是：
a．氯气和氢氧化钠溶液反应；
b．还可能为 2H2O通电¯2H2↑+O2↑ （用化学方程式表示）．
【解答】解：（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，反应的化学方程式为2NaCl+2H2O通电¯2NaOH+Cl2↑+H2↑，故答案为：2NaCl+2H2O通电¯2NaOH+Cl2↑+H2↑；
（2）①电解饱和食盐水的反应为阳极2Cl﹣﹣2e﹣＝Cl2↑，阴极电极反应为2H++2e﹣＝H2↑，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L物质的量为0.1ml，若氢气全部是电解氯化钠生成，依据化学方程式计算得到生成NaOH物质的量为0.2ml，c（OH﹣）＝0.2ml/L，c（H+）=10−140.2=5×10﹣14ml/L，所以溶液的pH＝13.3，
故答案为：13.3；
②若实际测得反应后溶液的pH＝13.00，c（OH﹣）＝0.1ml/L，氢氧化钠物质的量为0.1ml，依据电解食盐水的化学方程式得到生成氢气0.05ml，所以判断可能0.05ml氢气是电解水得到，反应的化学方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑，故答案为：2H2O通电¯2H2↑+O2↑．
14．氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮．
（1）反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的化学平衡常数表达式为 K=c2(NH3)c(N2)⋅c3(H2) ．
（2）在一定条件下氨的平衡含量如下表．
①该反应为 放热 （填“吸热”或“放热”）反应．
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是 提高合成氨反应的化学反应速率 ．
（3）实验室研究是工业生产的基石．下图中的实验数据是在其它条件不变时，不同温度（200℃、400℃、600℃）、压强下，平衡混合物中NH3的物质的量分数的变化情况
①曲线a对应的温度是 200℃ ．
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 Q＝M＞N ．
（4）尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一，但仍存在耗能高、产率低等问题．因此，科学家在持续探索，寻求合成氨的新路径．右图为电解法合成氨的原理示意图，阴极的电极反应式为 N2+6e﹣+6H+═2NH3 ．
（5）NH3转化为NO是工业制取硝酸的重要一步，已知：100kPa、298K时：4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH＝﹣1268kJ⋅ml﹣12NO（g）⇌N2（g）+O2（g）ΔH＝﹣180.5kJ⋅ml﹣1
请写出NH3转化为NO的热化学方程式 4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g），ΔH＝﹣907kJ⋅ml﹣1 ．
【解答】解：（1）反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的化学平衡常数表达式为K=c2(NH3)c(N2)⋅c3(H2)，
故答案为：K=c2(NH3)c(N2)⋅c3(H2)；
（2）①由表中数据可知，升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，
故答案为：放热；
②工业生产中，要考虑反应的效率，应增大反应速率，则升高温度，不仅仅考虑转化率，还要考虑提高合成氨反应的化学反应速率，
故答案为：提高合成氨反应的化学反应速率；
（3）①N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝﹣92.4kJ/ml是气体分子总数减小的放热反应，降温可促使平衡右移、温度越低氨气的百分含量越高，所以，曲线a对应的温度是200℃，
故答案为：200℃；
②K只受温度影响，该反应温度升高时K值减小，b是400℃，c是600℃，上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K（M）＝K（Q）＞K（N），
故答案为：Q＝M＞N；
（4）阴极发生还原反应，氮气被还原生产氨气，电极方程式为N2+6e﹣+6H+═2NH3，
故答案为：N2+6e﹣+6H+═2NH3；
（5）①4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）ΔH＝﹣，②2NO（g）⇌N2（g）+O2（g）ΔH＝﹣180.5kJ⋅ml﹣1，反应①﹣②×2得到4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g），反应的焓变＝（﹣1268kJ⋅ml﹣1）﹣2（﹣180.5kJ⋅ml﹣1）＝﹣907kJ⋅ml﹣1，NH3转化为NO的热化学方程式为：4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g），ΔH＝﹣907kJ⋅ml﹣1，
故答案为：4NH3（g）+5O2（g）⇌4NO（g）+6H2O（g），ΔH＝﹣907kJ⋅ml﹣1。
15．高铁酸钾（K2FeO4）可做饮用水消毒剂。以废铁屑（表面带油污）为原料制备K2FeO4的流程如图。
回答下列问题：
（1）高铁酸钾中Fe元素的化合价为 +6 。
（2）“沉铁”步骤加入H2O2溶液，其主要反应的离子方程式为 Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O 。
（3）“过滤Ⅱ”步骤中滤渣的主要成分为 Fe（OH）3 。（填化学式）
（4）该流程中可以循环利用的物质是 NaOH 。（填化学式）
（5）Zn和K2FeO4可以组成高铁电池，电池工作原理如图①所示，正极的电极反应式为 FeO42﹣+4H2O+3e﹣＝Fe（OH）3+5OH﹣ ；高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线如图②所示，高铁电池的优点为 放电时间长、电压稳定 。（任写一点）
【解答】解：（1）K2FeO4中K元素为+1价，O元素为﹣2价，根据化合价代数和为0可知铁为+6价，
故答案为：+6；
（2）加入的H2O2溶液将Fe2+在酸性条件下氧化为Fe3+，自身被还原为水，故离子方程式为Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O，
故答案为：Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；
（3）过滤II实现了Fe（OH）3沉淀和Na2SO4溶液的分离，故所得滤渣的主要成分是Fe（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3；
（4）沉铁和氧化两步均需NaOH溶液，而Na2FeO4和饱和KOH溶液反应生成K2FeO4粗品和NaOH，故在该流程中可以循环利用的物质是NaOH，
故答案为：NaOH；
（5）Zn和K2FeO4可以组成高铁电池中，正极上FeO42﹣在碱性环境下还原为Fe（OH）3，故电离方程式为FeO42﹣+4H2O+3e﹣＝Fe（OH）3+5OH﹣；根据图象可知，高铁电池的电压更稳定，则放电时间更长，
故答案为：FeO42﹣+4H2O+3e﹣＝Fe（OH）3+5OH﹣；放电时间长、电压稳定；温度/℃
压强/MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
温度/℃
压强/MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%