56,河北省保定市定州市第二中学2023-2024学年高二上学期2月期末化学试题
展开一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[]转化为三甲胺[]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示,下列说法正确的是
A. 该历程中最大能垒(活化能)为0.93eV
B. 该历程中最小能垒的化学方程式为:
C. 该反应的热化学方程式为: eV/ml
D. 增大压强或升高温度均能加快反应速率,也均能提高DMF的平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,在正向进行的3个反应中,其能垒分别为:(-1.23-1-2.16)=0.93、-1.55-(-1.77)=0.22、-1.02-(-2.21)=1.19,故该历程中最大能垒(活化能)为1.19 eV,故A错误;
B.从以上分析知,该历程中最小能垒为0.22eV,是由转化为的反应,化学方程式为,故B 正确;
C.该反应的总反应是由转化为,所以放出的能量为1.02 eV,但1.02 eV 为单个分子反应时放出的热量,所以热化学方程式为 eV/ml,故C错误;
D.增大压强或升高温度均能加快反应速率,但是升高温度平衡逆向移动,DMF的平衡转化率减小,故D错误;您看到的资料都源自我们平台,20多万份最新小初高试卷,家威鑫 MXSJ663 免费下载 故答案选B。
2. 中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化 还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点,下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是 ( )
A. 用标准酸性 KMnO4溶液滴定 Na2SO3溶液以测量其浓度:KMnO4——紫红色
B. 利用Ag + +SCN -=AgSCN↓” 原理,可用标准 KSCN 溶液测量 AgNO3 溶液浓度:Fe(NO3)3——红色(已知 SCN−优先与 Ag+结合)溶液浓度
C. 利用“2Fe3++2I−===I2+2Fe2+”,用 FeCl3溶液测量 KI 样品中 KI 的百分含量:淀粉—蓝色
D. 利用 OH−+H+===H2O 来测量某盐酸溶液的浓度时:酚酞——浅红色
【答案】C
【解析】
【分析】A、KMnO4溶液本身就是指示剂,为紫红色;
B、KSCN溶液遇Fe(NO3)3呈血红色;
C、反应一开始就生成了单质碘,溶液呈蓝色;
D、测量某盐酸溶液浓度时,使用酚酞试液溶液由无色变为红色。
【详解】A项、用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度,KMnO4本身就是指示剂,溶液由无色变为紫红色为终点的到达,故A正确;
B项、利用“Ag++SCN-═AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度,Fe(NO3)3为指示剂,溶液由无色变为血红色为终点的到达,故B正确;
C项、利用“2Fe3++2I-═I2+2Fe2+”,由于一开始就生成了单质碘,溶液呈蓝色,无法判断终点,故C错误;
D项、测量某盐酸溶液的浓度时,使用酚酞试液作指示剂溶液由无色变为红色,所以可以用酚酞作指示剂,D正确。
故选C。
【点睛】本题主要考查了指示剂的原理以及终点的现象,抓住实验的原理是解题的关键。
3. 从下列描述中,可推断出主族元素X、Y的化学性质不一定相似的是
A. 价电子排布式为的X原子与价电子排布式为的Y原子
B. 2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子
C. 2p轨道上有一个未成对电子的X原子与3p轨道上有一个未成对电子的Y原子
D. 2p轨道上有3个未成对电子的X原子与3p轨道上有3个未成对电子的Y原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.价电子排布式为的X原子为Na,价电子排布式为的Y原子为K,它们处于同一主族,化学性质相似,故A不选;
B.2p轨道上有一个空轨道X原子为C,3p轨道上有一个空轨道的Y原子为Si,它们处于同一主族,化学性质相似,故B不选;
C.2p轨道上有一个未成对电子的X原子为B或F,3p轨道上有一个未成对电子的Y原子为Al或Cl,它们不一定处于同一主族,化学性质不一定相似,故C选;
D.2p轨道上有3个未成对电子的X原子为N,3p轨道上有3个未成对电子的Y原子为P,它们处于同一主族,化学性质相似,故D不选;
故选C。
4. 下列有关元素性质的说法不正确的是
A. 具有下列电子排布式的原子中:①;②;③;④,原子半径最大的是①
B. 某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703(单位:kJ/ml),当它与氯气反应时可能生成的阳离子是
C. ①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D. 具有下列价电子排布式的原子中:①;②;③;④,第一电离能最大的是③
【答案】B
【解析】
【详解】A.①为硅元素,②为氮元素,③为碳元素,④为硫元素;同一周期从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族从上到下,原子半径逐渐增大,因此原子半径最大的为①,故A正确;
B.第三电离能远大于第二电离能,最外层有2个电子,所以X是第ⅡA族元素,与氯气反应可能形成的阳离子是,故B错误;
C.电负性:同一周期,从左往右,元素的电负性逐渐增大,同一主族,从上往下,元素的电负性逐渐减小,①②③均为同主族元素且位置从上往下,电负性依次减小;④中Na为金属,电负性最小,Cl电负性大于P,故C正确;
D.①为铝元素,②为硅元素,③为磷元素,④为硫元素,同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素,所以其第一电离能从小到大的顺序是Al< Si< S< P,第一电离能最大的是③,故D正确;
故选B。
5. 已知部分弱酸的电离平衡常数如下表:
下列离子方程式正确的是
A. 少量通入NaClO溶液中:
B. 少量的通入溶液中:
C. 少量的通入溶液中:
D. 相同浓度溶液与溶液等体积混合:
【答案】C
【解析】
【详解】电离平衡常数越大,电离程度越大,酸性就越强,依据电离常数大小判断酸性强弱,H2SO3>HAc>H2CO3>HSO>HClO>HCO,
A.次氯酸的电离平衡常数小于碳酸的第一级电离,而大于碳酸的第二级电离,因此少量的CO2通入NaClO溶液中发生的反应为CO2+H2O+ClO-=HCO+HClO,故A错误;
B.次氯酸具有强氧化性,能把+4价S氧化成+6价,转变成CaSO4,离子反应为Ca2++2ClO-+SO2+H2O═CaSO4↓+Cl-+HClO+H+,故B错误;
C.亚硫酸的电离平衡常数大于碳酸,根据碳酸钠和酸反应的实质,因为SO2是少量的,因此发生的反应为SO2+H2O+2Na2CO3=Na2SO3+2NaHCO3,故C正确;
D.亚硫酸根属于弱酸酸式根,不能拆写,由电离常数可知酸性HSO比碳酸弱,不能生成二氧化碳气体,故D错误;
故选:C。
6. 两个恒容密闭容器中平衡体系2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)和3O2(g)⇌2O3(g)的反应物平衡转化率分别为α1和α2,反应物的平衡浓度分别为c1和c2,在温度不变的情况下,均增加反应物的物质的量,下列叙述正确的是
A. α1不变、α2增大,c1、c2均增大
B. α1、α2均增大,c1、c2均增大、
C. α1减小,α2增大,c1、c2均增大
D. α1不变、α2增大,c1不变、c2增大
【答案】A
【解析】
【详解】对于2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),该反应为气体体积不变的反应,增加反应物的物质的量,达到新的平衡,与原平衡为等效平衡,则α1不变,但c1增大,反应3O2(g)⇌2O3(g)增大压强,平衡正向移动,所以α2增大,但平衡时反应物和生成物的浓度都原平衡的浓度大,则c2均增大,A正确;
故选A。
7. 水污染是我国面临的主要环境问题之一、工业废水排入水体前必须经过处理达到排放标准,否则会污染地表水和地下水。利用微生物电池进行废水(含Na+、K+、Mg2+、Cl-和等离子)脱盐的同时处理含OCN-(其中C为+4价)酸性废水的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 电子由电极M经用电器流向电极N
B. 该电池的优点是条件温和,利用率高,无污染
C. 通过膜1的阴离子数目一定等于通过膜2的阳离子数目
D. 电池的总反应可表示为
【答案】C
【解析】
【分析】从图中可以看出,在M极,OCN-转化为CO2和N2,N元素由-3价升高到0价,则M极为负极;在N极,O2作氧化剂,则N极为正极。
【详解】A.原电池工作时,电子由负极沿导线流向正极,则电子由电极M经用电器流向电极N,A正确;
B.该电池在厌氧微生物的催化作用下,常温下,将OCN-等杂质转化为CO2、N2等,所以优点是条件温和,利用率高,无污染,B正确;
C.在M极,2OCN--6e-+2H2O=2CO2↑+N2↑+4H+,则废水中的Cl-、通过膜1向M极移动;在N极,O2+2H2O+4e-=4OH-,则废水中的H+、Na+、K+、Mg2+通过膜2向N极移动,由于阴、阳离子所带的电荷数不同,所以通过膜1的阴离子数目不一定等于通过膜2的阳离子数目,C错误;
D.将M极、N极的电极反应式相加,同时注意废水呈酸性,正极产生的OH-最终被废水中的H+所中和,所以电池的总反应可表示为,D正确;
故选C。
8. 下列实验误差分析不正确的是
A. 用标准盐酸滴定氨水来测定其浓度,选择酚酞作指示剂会使测定结果偏大
B. 中和反应反应热的测定实验中,用铜制环形搅拌器代替玻璃搅拌器,会使所测反应体系的温度偏低
C. 用润湿的pH试纸测量稀NaOH溶液的pH,测定值偏小
D. 用酸式滴定管量取20.00mL盐酸,开始时平视,结束时仰视,会使所量液体体积偏小
【答案】A
【解析】
【详解】A.盐酸与氨水恰好完全反应时溶液显酸性,若用酚酞作指示剂,当溶液刚好由红色变成无色时呈碱性,盐酸加入量偏少,会使滴定的氨水的浓度偏小,故A错误;
B.中和反应热的测定实验使用铜制环形搅拌器,由于铜丝传热,会使所测反应体系的温度偏低,故B正确;
C.用润湿的pH试纸测量稀NaOH溶液的pH,相当于稀释了溶液,NaOH溶液显碱性,pH值大于7,则测定值偏小,故C正确;
D.用酸式滴定管量取20.00mL盐酸,开始时平视滴定管刻度线,结束时仰视刻度线,会使滴定管内剩余液体比平视时多,则会使所量液体体积偏偏小,故D正确。
答案选A。
9. 下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.量取氢氧化钠溶液应用碱式滴定管,A错误;
B.测定中和热时需要用到环形玻璃搅拌棒,B错误;
C.用pH试纸测定溶液酸碱性时试纸不能润湿,C错误;
D.醋酸能与碳酸钠反应生成碳酸,说明醋酸酸性强于碳酸,CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1,D正确;
故选D。
10. 室温下,某溶液中lg=10,则该溶液中一定可以大量共存的离子组是
A. Al3+、NH、ClO-、I-B. Ba2+、Cu2+、Cl-、NO
C. K+、Na+、AlO、SOD. Mg2+、Fe2+、Br-、NO
【答案】B
【解析】
【分析】lg=10的溶液显酸性,存在大量的H+,据此结合离子共存的条件分析。
【详解】根据上述分析可知,
A.ClO-与H+会发生反应生成弱酸次氯酸,A错误;
B.酸性溶液中该组离子不反应,能大量共存,B正确;
C.AlO会与H+发生反应而不共存,C错误;
D.NO在酸性条件下具有强氧化性,可与Fe2+发生氧化还原反应而不共存,D错误;
故选B。
11. 已知分解1mlH2O2放出热最98kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为:
反应Ⅰ:H2O2(aq)+I-(aq)→H2O(l)+IO-(aq) 慢反应 ΔH1
反应Ⅱ:H2O2(aq)+IO-(aq)→H2O(l)+O2(g)+I-(aq) 快反应 ΔH2
下列有关该反应的说法正确的是( )
A. H2O2分解产生O2的速率反应Ⅱ决定
B. I-和IO-在反应过程中充当催化剂
C. ΔH1+ΔH2=−196 kJ·ml−1
D. 反应Ⅰ活化能Ea1与反应Ⅱ活化能Ea2数值上相差98kJ/ml
【答案】C
【解析】
【详解】A. H2O2分解产生O2的速率由慢反应决定即由反应Ⅰ决定,故A错误;
B. I-是在反应过程中充当催化剂,IO-仅是催化剂在反应中的中间产物,故B错误;
C. 分解1mlH2O2放出热最98kJ,根据盖斯定律得到ΔH1+ΔH2= −196 kJ·ml−1,故C正确;
D. 反应Ⅰ是慢反应,只能说活化能Ea1比反应Ⅱ活化能Ea2数值大,但大多少不能算出具体,故D错误。
综上所述,答案为C。
12. 已知碳的燃烧热为393.5kJ•ml-1,氢气的燃烧热为285.8kJ•ml-1,一氧化碳的燃烧热为283.0kJ•ml-1。某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水,煤炉中会产生淡蓝色火焰,煤炭燃烧更旺。下列有关说法正确的是
A. 氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-285.8kJ•ml-1
B. 反应C(s)+O2(g)=CO(g)的△H<-393.5kJ•ml-1
C. “煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳与水反应生成了可燃性气体
D. C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=175.3kJ•ml-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢气的燃烧热为,氢气燃烧热的热化学方程式为
,故A错误;
B.碳的燃烧热为,则反应,由于燃烧生成放热,则反应的,故B错误:
C.“煤炭燃烧得更旺”是因为少量固体碳在高温下与水反应生成了可燃性气体和CO,故C正确;
D.由于反应的焓变未知,无法计算的焓变,故D错误。
答案选C。
13. 一定量的稀硫酸溶液跟过量的锌粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向硫酸溶液中加入适量的
① ②固体 ③固体 ④固体 ⑤固体 ⑥溶液
A. ②④⑥B. ①③⑥C. ②③⑤D. ②④⑤⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①加入水,使盐酸的浓度降低,反应速率减小,且不影响生成氢气的总量,①正确;
②加入固体,溶解得到硫酸铜溶液,锌与硫酸铜溶液反应,生成铜单质,铜、锌和稀硫酸能够构成原电池,加快反应速率,②错误;
③与硫酸反应,生成弱电解质醋酸,溶液氢离子浓度降低,速率减小,但不影响氢气总量,③正确;
④加入硝酸钠固体,硫酸中混有硝酸,不只生成氢气,生成的氢气的量减少,④错误;
⑤加入碳酸氢钠,碳酸氢钠与硫酸反应,生成水和二氧化碳,减少氢离子,生成的氢气的量减少,⑤错误;
⑥加入氯化钠溶液,溶液体积增大,浓度减小,但物质的量不变,则反应速率减小,但不影响生成氢气的总量,⑥正确;
综上所述,①③⑥能减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量;
故选B。
14. 某温度下,分别向体积均为100 mL,浓度均为0.1 的NaCl溶液和溶液中滴加0.1 的溶液,滴加过程中和随加入溶液体积(V)的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 该温度下,
B. C点溶液中,
C. A、B、C三点溶液中大小关系为:B>C>A
D. 相同实验条件下,若把NaCl溶液改为等浓度的NaBr溶液,反应终点由A点向D点方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】根据NaCl溶液和溶液与AgNO3溶液反应的方程式可知,在相同浓度的NaCl和溶液中加入相同浓度的AgNO3溶液,Cl-浓度减小的更快,浓度减小的慢,所以曲线I表示与AgNO3溶液体积的变化关系,曲线II表示与AgNO3溶液体积的变化关系,据此解答。
【详解】A.由曲线II中B点数据可得,该温度下,,故A正确;
B.C点溶液中,,,所以,故B正确 ;
C.由曲线数据可知A、B点溶液中分别为:、,A、C点均在曲线I上,所以Ksp(AgCl)相同,C点溶液中c(Cl-)更小,则更大,C点为向体积为100 mL,浓度为0.1 的NaCl溶液中加入150ml相同浓度的AgNO3溶液,此时溶液中远大于,所以,A、B、C三点溶液中大小关系为:C > B >A,故C错误;
D.AgBr比AgCl更难溶,达到沉淀溶解平衡时 Br-的浓度更低,则值更大,消耗AgNO3溶液的体积不变,反应终点由A向D移动,故D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 化学反应的速率和限度对人类生产生活有重要的意义。
I.已知甲同学通过测定溶液变浑浊的时间,研究温度、浓度对化学反应速率的影响,设计实验如下:
(1)由实验可知,___________,___________。
(2)为探究浓度对化学反应速率的影响,应选择实验________和_________(填实验序号)。
(3)把、、从小到大排序___________。
II.在一定温度下,体积为5L的恒容密闭容器中发生反应:,各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题
(4)该反应达最大限度时Y的转化率为;2min内用X表示的反应速率为___________,若初始压强为,则平衡时___________(用含的表达式表示)。
(5)下列描述能表示该反应达平衡状态的是___________(填标号)。
A.容器中X与Y的物质的量相等
B.容器内气体的颜色不再改变
C.2v(X)=v(Y)
D.容器内气体的密度不再发生变化
E.容器内气体的平均相对分子质量不再改变
【答案】(1) ①. 298 ②. 1
(2) ①. A ②. B
(3)
(4) ①. ②. 0.03ml∙L-1∙min-1
(5)BE
【解析】
【小问1详解】
控制变量是解题的关键。由题中数据可知,实验A、B是探究硫酸浓度对反应速率的影响,故,。
【小问2详解】
实验B、C浓度相同而温度不同,是探究温度对反应速率的影响。
【小问3详解】
温度越高速率越快,故,又因为浓度越大速率越快,故,由此推出。
【小问4详解】
由图像可知,代表,代表,根据已知条件列出“三段式”
达到反应限度时,的转化率为,
,则。
【小问5详解】
A.由图可知,平衡时容器中X与Y的物质的量不相等,故A不选;
B.容器内气体的颜色不再改变,说明NO2的浓度不变,说明反应达到平衡,故B选;
C.2v(X)=v(Y)不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,故C不选;
D.该反应过程中气体总质量和总体积都是定值,气体密度一直不变,当容器内气体的密度不再发生变化,不能说明反应达到平衡,故D不选;
E.反应过程中气体总质量不变,总物质的量减小,容器内气体的平均相对分子质量增大,当容器内气体的平均相对分子质量不再改变时,说明反应达到平衡,故E选;
正确答案为BE。
16. 已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
(1)常温下,物质的量浓度相同的三种溶液①NaF溶液;②NaClO溶液;③溶液,其pH由大到小的顺序是___________(填序号)。
(2)浓度均为0.1 ml/L①;②;③;④氨水;⑤五种溶液中,由大到小的顺序___________(填序号)。
(3)25℃时,将a ml/L的氨水与0.01 ml/L的盐酸等体积混合,反应完后溶液中,用含a的代数式表示的电离平衡常数___________。
(4)泡沫灭火器中盛有、两种溶液,当它们混合时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)室温下,的NaOH溶液和的溶液,设由水电离产生的的物质的量浓度分别为A和B,则等于___________。
(6)亚磷酸溶液中的 H3PO3、H2PO、HPO的物质的量分数δ(x)随 c(H+)的变化如图所示。
已知:。
图像中c点c(H3PO3)=c(HPO),那c点对应的c(H+)=___________ml/L(只列出计算式)。
(7)25℃时,H3PO4的电离常数为Ka1=7.5×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.4×10-13。足量NaF溶液和H3PO4溶液反应的离子方程式为___________。
【答案】16. ③>②>①
17. ⑤>③>①>②>④
18.
19.
20
21.
22.
【解析】
【小问1详解】
相同浓度的这几种钠盐溶液中酸根离子水解程度:F−<ClO−<,水解程度越大,溶液的pH值越大,所以这几种溶液的pH大小顺序为:③>②>①,故答案为③>②>①;
【小问2详解】
浓度均为0.1ml/L①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④氨水、⑤五种溶液中,先不考虑水解,⑤中铵根离子浓度最大,④氨水中一水合氨电离出的铵根离子浓度最小,②CH3COONH4 中醋酸根离子水解促进铵根离子水解、③NH4HSO4 中电离出的氢离子抑制铵根离子浓度,由大到小的顺序为:⑤>③>①>②>④,故答案为⑤>③>①>②>④;
【小问3详解】
混合溶液中= c(Cl−),根据电荷守恒得c(H+)=c(OH−)=10−7ml/L,溶液呈中性,二者等体积混合后溶液中氯离子浓度为原来的一半,则= c(Cl−)=0.005ml/L,c(NH3•H2O)=(0.5a−0.005)ml/L,NH3•H2O的电离常数=,故答案为;
小问4详解】
泡沫灭火器中盛有、两种溶液,当它们混合时,Al3+和发生双水解,离子方程式为;故答案为;
【小问5详解】
pH=10的NaOH溶液,c(OH-)=10-4ml/L,水的电离受抑制,水电离产生的OH-的物质的量浓度为,pH=10的CH3COONa溶液,c(OH-)=10-4ml/L,CH3COO-水解促进水的电离,水电离产生的OH-的物质的量浓度为10-4ml/L,则等于=,故答案为;
【小问6详解】
,,,根据图示,图象中c点,所以c2(H+)=1.310-8,对应的c(H+)=;
【小问7详解】
25℃时,HF的电离平衡常数K=;H3PO4的电离常数为Ka1=7.5×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.4×10-13。根据强酸制弱酸,足量NaF溶液和H3PO4溶液反应生成NaH2PO4和HF,该反应的离子方程式为。
17. 回答下列问题:
(1)已知:
则反应的=___________。
(2)二十世纪初,工业上以CO2和NH3,为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
i.CO2和NH3生成NH2COONH4;ii.NH2COONH4分解生成尿素。
①合成尿素反应的热化学方程式为___________。
②结合反应过程中能量变化示意图1,下列说法正确的是___________(填序号)。
a.活化能:反应i<反应ii
b.i为放热反应,ii为吸热反应
c.对总反应速率影响较大的是反应i
(3)某研究团队合成的低配位Cu在碱性条件下催化CO2还原生成乙烯的电化学装置如图2所示。
①Y为电源的___________(填“正极”或“负极”)。
②电极A上电极反应式为___________。
③理论上电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为___________。
(4)以Al和为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的___________电极[填“Al”或“”]。
【答案】(1)(y-x)
(2) ①. CO2(1)+2NH3(1)═CO(NH2)2(1)+H2O(1)ΔH=(E1-E2+E3-E4)kJ/ml ②. ab
(3) ①. 正极 ②. 2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH- ③. 2:3
(4)Al
【解析】
【小问1详解】
由题干信息已知:反应i:,反应ii:,则(i-ii)可得反应,根据盖斯定律可知,=()=[(-x)-(-y)]=(y-x),故答案为:(y-x);
【小问2详解】
①由题干图示反应历程图可知,合成尿素反应即总反应CO2(1)+2NH3(1)═CO(NH2)2(1)+H2O(1)的ΔH=(E1-E2+E3-E4)kJ/ml,故该热化学方程式为:CO2(1)+2NH3(1)═CO(NH2)2(1)+H2O(1)ΔH=(E1-E2+E3-E4)kJ/ml,故答案为:CO2(1)+2NH3(1)═CO(NH2)2(1)+H2O(1)ΔH=(E1-E2+E3-E4)kJ/ml;
②a.由图可知,反应i的活化能是E1,反应ii的活化能是E3,E1<E3,即活化能:反应i<反应ii,a正确;
b.从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出i为放热反应,ii为吸热反应,b正确;
c.由a项分析可知,反应i的活化能小于反应ii的活化能,即反应i为快反应,反应ii为慢反应,故对总反应速率影响较大的是反应ii,c错误;
故答案为:ab;
【小问3详解】
①由图可知,OH-在阳极失电子生成氧气,二氧化碳在阴极上得到电子生成C2H4,则电极A为阴极,电极B为阳极,Y为电源的正极,故答案为:正极;
②电极A上,二氧化碳在阴极上得到电子生成C2H4,电子守恒和电荷守恒得到电极反应式为:2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-,故答案为:2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-;
③电极B上OH-离子在阳极上失电子生成O2,电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,转移相同物质的量电子时,理论上电极A上消耗的二氧化碳与电极B上生成的氧气物质的量之比为2:3,故答案为:2:3;
【小问4详解】
以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,发生还原反应,则Al发生氧化反应,碱性条件下得到Na[Al(OH)4],即Al为负极,NiO(OH)电极为正极,故该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的的负极即Al电极,故答案为:Al。
18. 铜冶炼过程中,产生的粗硫酸镍废液中含有、、、、等杂质微粒,工业生产以此为原料,精制硫酸镍,主要流程如下:
已知:常温下,
(1)步骤ⅰ的操作名称是___________。
(2)①中As的化合价为___________。
②步骤ⅱ中的作用是___________。
(3)步骤ⅲ,加入的目的是通过调pH进一步去除,使 。若溶液2中 ,则需控制pH的大致范围为___________。
(4)①步骤ⅳ,沉淀3的主要成分有___________(填化学式)。
②在加入NaF的同时需调pH约为5,若pH过低,导致沉淀率下降,原因是___________。
(5)结合下图说明由溶液4得到的操作是___________。
【答案】(1)萃取分液
(2) ①. +3 ②. 氧化和,以利于形成,除去砷和铁元素
(3)4~7 (4) ①. ②. 与结合生成弱电解质HF,导致降低,沉淀率下降
(5)加热浓缩、冷却结晶、过滤
【解析】
【分析】粗硫酸镍废液在有机溶剂中萃取后分液,得到含铜有机物和溶液1,往溶液1加入双氧水后过滤,得到沉淀1FeAsO4和溶液2,再往溶液2加入Na2CO3后过滤,得到沉淀2Fe(OH)3和溶液3,继续往溶液3加入NaF后过滤,得到沉淀3和溶液4,沉淀3主要是CaF2和MgF2,溶液4经加热浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸镍晶体。
【小问1详解】
据分析,步骤ⅰ分离有机相和无机相,操作名称是萃取分液。
【小问2详解】
①中H元素+1价,O元素-2价,根据化合价代数和为零,As的化合价为+3价;②据分析,步骤ⅱ中加入双氧水后过滤,得到沉淀1FeAsO4,从废液中知Fe2+、H3AsO3被氧化,故的作用是氧化和,以利于形成,除去砷和铁元素。
【小问3详解】
据已知信息, ,则溶液2中 时,c(OH-)不能大于,pH=7;又需使 ,根据 ,则c(OH-)不能小于,pH=4;故需控制pH的大致范围为4~7。
【小问4详解】
①据分析,步骤ⅳ,沉淀3的主要成分有 ;②在加入NaF的同时需调pH约为5,HF是弱酸,若pH过低,导致沉淀率下降,原因是与结合生成弱电解质HF,导致降低,沉淀率下降。
【小问5详解】
从图中可知,的溶解度随温度升高而增大,故由其溶液得到晶体的操作时加热浓缩、冷却结晶、过滤。弱酸
醋酸
次氯酸
碳酸
亚硫酸
电离平衡常数(25℃)
选项
A
B
C
D
目的
准确量取25.00mLNaOH溶液
测定中和热
测定盐酸的pH
比较CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1大小
装置或操作
实验序号
实验温度/K
有关物质
出现浑浊所需时间/s
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
H2O
V/mL
c/
V/mL
c/
V/mL
A
298
4
0.1
4
0.1
2
B
4
0.1
5
0.1
C
323
4
0.1
0.1
1
化学式
HF
HClO
H3PO3
电离常数
;
Ka1=5.0✖10-2Ka2=2.6✖10-7
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