北京市西城区育才学校2023-2024学年高一下学期期中考试化学(选考)试卷(Word版附解析)
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(90分钟 100分)
可能用到的原子量:H:1 C:12 N:14 O:16
第一部分(选择题 共42分)
每小题只有一个选项符合题意(1~21小题,每小题2分)
1. 下列应用不合理的是
A. 用SO2漂白纸浆、毛、丝等B. 用铁质容器车运输浓盐酸
C. 用高纯硅可制造计算机芯片D. 用二氧化硅生产光导纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2可结合某些色素形成无色的物质,所以可用于漂白纸浆、毛、丝等,A项合理;
B.铁质容器与浓盐酸反应,B项不合理;
C.芯片材料为硅单质,C项合理;
D.光纤的材料为SiO2,D项合理;
故选B。
2. 下列关于二氧化氮性质的描述中,不正确的是
A. 无色气体B. 有刺激性气味
C. 相同条件下密度比空气的大D. 能与水反应
【答案】A
【解析】
【详解】A. NO2为红棕色气体,A不正确;
B. NO2有刺激性气味,B正确;
C. 相同条件下,NO2密度比空气的大,C正确;
D. NO2能与水反应生成硝酸和NO,D正确。
选不正确的,故为A。
3. 下列各组离子中,能大量共存的是
A. Na+、NH、Cl−、OH−B. SO、K+、Cl−、NO
C. H+、Fe2+、NO、Na+D. Ca2+、Na+、HSO、OH−
【答案】B
【解析】
【详解】A.、OH−能结合生成一水合氨弱碱,不能共存,A不选;
B.各离子之间互不反应,能共存,B选;
C.H+、Fe2+、能发生氧化还原反应生成铁离子和NO气体,不能共存,C不选;
D.、OH−能反应生成和水,与Ca2+结合生成CaSO3沉淀,不能共存,D不选;
故选:B。
4. 下列解释事实的化学用语正确的是
A. C和浓H2SO4反应:C + 2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
B. 铁和硫加热条件下反应: 2Fe + 3S Fe2S3
C. 过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O
D. 工业制粗硅:C + SiO2Si + CO2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓H2SO4具有强氧化性将C氧化为CO2而自身被还原为SO2,A项正确;
B.S弱氧化性将Fe氧化为FeS,B项错误;
C.过量Fe与HNO3反应产生Fe2+,C项错误;
D.工业制硅中二氧化硅与C反应产生CO,D项错误;
故选A。
5. 下列反应中,硝酸既表现酸性,又表现氧化性的是
A. Fe2O3跟稀硝酸反应B. Fe(OH)2跟稀硝酸反应
C. CuO跟稀硝酸反应D. Al(OH)3跟稀硝酸反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe2O3和HNO3反应生成硝酸和水,硝酸只表现出强酸性,故A错误;
B.Fe(OH)2和HNO3反应生成硝酸铁、NO和水,N元素化合价降低,硝酸表现出氧化性,生成硝酸铁,硝酸还表现出酸性,故B正确;
C.CuO和HNO3反应生成硝酸铜和水,化合价没有变化,不是氧化还原反应,硝酸只表现出酸性,故C错误;
D.Al(OH)3和HNO3反应生成硝酸铝和水,N元素化合价没有变化,不是氧化还原反应,硝酸只表现出酸性,故D错误;
答案选B。
6. 只用一种试剂,区别下列四种溶液,此试剂
A. 稀盐酸B. 溶液C. 溶液D. 浓溶液
【答案】D
【解析】
【分析】Na2SO4、Al2(SO4)3、FeCl2、(NH4)2SO4分别与NaOH反应的现象为:无现象、先生成白色沉淀后沉淀消失、白色沉淀迅速变为灰绿色最后为红褐色、刺激性气体,以此来解答.
【详解】A.均不与稀盐酸反应,现象相同,不能鉴别,故A项错误;
B.Na2SO4、Al2(SO4)3、FeCl2、(NH4)2SO4均与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,故B项错误;
C.四种物质与硝酸银反应均生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,故C项错误;
D.Na2SO4、Al2(SO4)3、FeCl2、(NH4)2SO4分别与NaOH反应的现象为:无现象、先生成白色沉淀后沉淀消失、白色沉淀迅速变为灰绿色最后为红褐色、刺激性气体,现象不同,可以鉴别,故D项正确;
故本题选D。
7. 单斜硫和正交硫互为同素异形体,正交硫在一定条件下可以转化为单斜硫(如下图所示)。在该条件下,下列说法正确的是
A. 单斜硫比正交硫更稳定
B. 正交硫转化为单斜硫是放热反应
C. 1ml S(单斜硫)比1ml S(正交硫)的总能量高
D. 等质量的单斜硫和正交硫完全燃烧释放的能量一样多
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干图示信息可知,相同质量的单斜硫具有的总能量高于正交硫,能量越高越不稳定,故正交硫比单斜硫更稳定,A错误;
B.由题干图示信息可知,相同质量的单斜硫具有的总能量高于正交硫,故正交硫转化为单斜硫是吸热反应,B错误;
C.由题干图示信息可知,相同质量的单斜硫具有的总能量高于正交硫,即1ml S(单斜硫)比1ml S(正交硫)的总能量高,C正确;
D.由题干图示信息可知,相同质量的单斜硫具有的总能量高于正交硫,故等质量的单斜硫和正交硫完全燃烧释放的能量,前者多于后者,D错误;
故答案为:C。
8. 反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在恒温密闭容器中进行,下列不改变反应速率的是
A. 缩小体积使压强增大B. 恒容,充入N2
C. 恒容,充入HeD. 恒压,充入He
【答案】C
【解析】
【详解】A.气体的物质的量不变,缩小体积,气体的物质的量浓度增大,化学反应速率增大,A选项不满足题意;
B.容积不变,充入N2,使反应物N2的物质的量浓度增大,浓度越大,化学反应速率越大,B选项不满足题意;
C.容积不变,充入He,反应容器内压强增大,但N2、O2、NO的物质的量浓度并没有变化,因此不改变化学反应速率,C选项满足题意;
D.压强不变,充入He,反应容器的体积必然增大,N2、O2、NO的物质的量浓度减小,化学反应速率减小,D选项不满足题意;
答案选C。
9. 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.加热KMnO4可以制备O2,O2的密度大于空气且不易溶于水,因此用c或e收集,A错误;
B.Zn与H2SO4反应可制备H2,固液不加热,选用装置b,H2密度小于空气且不溶于水,可选用d或e收集,B正确;
C.Cu与稀硝酸反应不需要加热可生成NO,NO密度与空气接近,为有害气体,且不溶于水,应选用排水法收集,C错误;
D.MnO2和浓盐酸加热制备Cl2,因此不能选用b装置,D错误;
答案选B。
10. 利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如下图所示。下列说法不正确的是
A. NO属于共价化合物
B. 过程②吸收能量,过程②放出能量
C. 分解生成时转移电子数约为
D. 反应过程中有极性键断裂,也有极性键形成
【答案】D
【解析】
【分析】NO吸附在催化剂表面,在催化剂表面断键形成N原子和O原子,N原子和O原子在催化剂表面反应生成N2和O2。
【详解】A.NO属于共价化合物,故A项正确;
B.过程②断键,吸收能量,过程③形成化学键,放出能量,故B项正确;
C.标准状况下,30gNO分解生成0.5ml N2时,N元素由-2价变为0价,转移电子数约为2×6.02×1023,故C项正确;
D.反应过程中N和O之间为极性键断裂,生成N2和O2时形成了非极性键,故D项错误;
故本题选D。
11. 下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液 pH 减小的是
A. 向 NaHSO4溶液中加入少量 BaCl2溶液,生成白色沉淀
B. 向硫酸酸化的KI溶液中加入双氧水,溶液变黄
C. 向 NaHCO3溶液中加入少量 CuSO4溶液,生成蓝绿色沉淀[Cu2(OH)2CO3]
D. 向 H2S溶液中通入Cl2,生成黄色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为复分解反应,A项不符合题意;
B.2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O,该溶液的pH升高,B项不符合题意;
C.该反应为复分解反应,C项不符合题意;
D.Cl2将H2S氧化为S而自身被还原为HCl溶液pH下降,D项符合题意;
故选D。
12. 某同学以大小相同的铜片和锌片为电极研究水果电池,得到的实验数据如表所示:
下列关于上述实验的说法正确的是
A. 实验目的是探究水果种类和电极材料对水果电池电流的影响
B. 实验所用装置中,负极材料是铜
C. 实验装置将电能转化为化学能
D. 实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响
【答案】D
【解析】
【分析】上述装置为原电池装置,锌作负极,铜作正极,电解质溶液由水果提供。实验1和2可以研究电极间距离对电流的影响;实验2和3可以研究水果种类对电流的影响。
【详解】A.根据分析,实验目的是探究水果种类和电极间距离对水果电池电流的影响,A错误;
B.实验所用装置中,负极材料是锌,B错误;
C.实验装置将化学能转化为电能,C错误;
D.根据分析,实验2和3能表明水果种类对电流大小有影响,D正确;
故选D。
13. 某原电池的总反应是,该原电池的正确组成是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据电池总反应原电池的总反应是可知,锌失电子发生氧化反应而作负极,电解质溶液中含有铜离子,选择活泼性较弱的铜或石墨等导体作正极。
【详解】A.由于Zn比Cu活泼,故Zn作负极,Zn被氧化为Zn2+,Cu为正极,电解质溶液中的Cu2+被还原为Cu,原电池的总反应是,A正确;
B.装置中未发生氧化还原反应,不能构成原电池,B错误;
C.装置中没有活泼性不同的两极,不能构成原电池,C错误;
D.装置中未发生氧化还原反应,不能构成原电池,D错误;
故选A。
14. 汽车的启动电源常用铅酸蓄电池,其结构如图所示。放电时的电池反应:PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。下列说法中,正确的是
A. Pb作电池的负极
B. PbO2作电池的负极
C. PbO2得电子,被氧化
D. 电池放电时,溶液酸性增强
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据总反应方程式,Pb化合价升高,失去电子,因此Pb作电池的负极,故A正确;
B.PbO2中Pb化合价降低,得到电子,发生还原反应,因此PbO2作电池的正极,故B错误;
C.PbO2得电子,被还原,故C错误;
D.根据总反应方程式分析,电池放电时,硫酸不断消耗,浓度不断减弱,则溶液酸性减弱,故D错误。
综上所述,答案为A。
15. 我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池,装置示意图如图。
下列说法不正确的是
A. 电极a是正极
B. 电极b的反应式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C. 每生成1mlN2,有2mlNaCl发生迁移
D. 离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为原电池,电极a上氢离子得电子生成氢气,则a为正极,电极反应为2H++2e-=H2↑,电极b上,N2H4在碱性条件下失去电子生成N2,b为负极,电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,根据电解池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,则钠离子经c移向左侧(a),氯离子经d移向右侧(b),c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜,据此解答。
【详解】A.根据分析,电极a是正极,A正确;
B.根据分析,电极b的反应式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,B正确;
C.根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,每生成1mlN2,转移4ml电子,根据电荷守恒,有4mlNaCl发生迁移,C错误;
D.根据分析,离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜,D正确;
故选C。
16. 下列实验结论与实验现象相符合的一组是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,原溶液为盐溶液,说明盐溶液中和浓NaOH溶液在加热下反应生成了氨气,因此说明该盐溶液中含有,故A正确;
B.SO2与酸性高锰酸钾溶液反应过程中被氧化,体现了SO2的还原性,故B错误;
C.向蔗糖中滴加浓硫酸,固体变黑说明生成了碳单质,体现了浓硫酸的脱水性,故C错误;
D.常温下Cu与稀硫酸不反应,向溶液中加入NaNO3固体,NaNO3电离出,酸性下具有强氧化性,能与Cu反应生成NO气体,故D错误;
综上所述,答案为A。
17. 某反应过程如下图所示,下列关于该反应的说法中,不正确的是
A. 该反应可能是可逆反应,不能进行到底
B. 该反应可表示为2AB2+B22AB3
C. 反应开始进行时,正反应速率大于逆反应速率
D. 反应过程中不涉及化学键的断裂和生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.分析图示知,反应后产物与反应物共存,所以该反应是可逆反应,不能进行到底,故A正确;
B.分析图示知,反应物为AB2和B2,产物为AB3,且该反应是可逆反应,所以方程式表示为2AB2+B22AB3,故B正确;
C.反应开始进行时,反应物浓度较大,正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.由B可知该反应的方程式为2AB2+B22AB3,设计共价键的断裂和生成,故D错误;
故选D。
18. 下图为某燃煤电厂处理废气的装置示意图,下列说法错误的是
A. 使用此装置可以减少导致酸雨的气体的排放
B. 该装置内既发生了化合反应,也发生了分解反应
C. 总反应可表示为:2SO2+ 2CaCO3 + O2=2CaSO4+ 2CO2
D. 若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明该气体中含SO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2能形成硫酸型酸雨,根据示意图,SO2与CaCO3、O2反应最终生成了CaSO4,减少了二氧化硫的排放,A正确;
B.二氧化硫和氧化钙生成亚硫酸钙的反应、亚硫酸钙与O2生成硫酸钙的反应是化合反应,碳酸钙生成二氧化碳和氧化钙的反应是分解反应,B正确;
C.根据以上分析,总反应可表示为:2SO2+ 2CaCO3 + O2=2CaSO4+ 2CO2,C正确;
D.排放的气体中一定含有CO2,CO2能使澄清石灰水变浑浊,若排放的气体能使澄清石灰水变浑浊,不能说明气体中含SO2,D错误;
答案选D。
19. 选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素,所用试剂不合理的是
a.(观察气泡产生的快慢)
b.(观察浑浊产生的快慢)
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【分析】采用控制变量方法进行研究,即只改变一个外界条件,其它外界条件都相同,然后逐一进行分析判断。
【详解】A.只有CaCO3的接触面积不相同,其它外界条件相同,两个实验是研究固体与盐酸的接触面积大小对化学反应速率的影响,A正确;
B.该反应的实质是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,只有HCl溶液中的c(H+)不相同,其它外界条件相同,是研究H+浓度大小对化学反应速率的影响,B正确;
C.浓硫酸中H2SO4主要以电解质分子存在,稀硫酸中则完全电离产生H+及,浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高,因此两个实验对比,不仅溶液中c(H+)不同,而且溶液温度也不相同,因此不是探究H+浓度大小对化学反应速率的影响,C不正确;
D.两个实验对比,其它外界条件都相同,只有溶液温度不相同,是探究反应温度对化学反应速率的影响,D正确;
故合理选项是C。
20. 常用作有机反应中的还原剂,受热发生反应:。一定温度时,向密闭容器中充入,体系中与反应时间t的关系如图。下列说法中,不正确的是
A. 的还原性与价碘元素有关
B. 时,的反应速率为
C. 时,有的发生分解
D. 时,反应达到了平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.-1价的碘为最低价具有强还原性,A项正确;
B.20min时c(HI)=0.91ml/L,则HI变化浓度为0.09ml/L,根据反应的方程式,H2的变化量为0.045ml/L,则用氢气表示的反应速率为=2.25×10−3ml/(L⋅min),故B正确;
C.如图40min时c(HI)=0.85ml/L,n=cV=0.85ml,则HI分解率为,故C错误;
D.120min及以后HI浓度不再变化,则达平衡了,D项正确;
故选C。
21. 实验小组探究双氧水与KI的反应,实验方案如下表。
下列说法不正确的是
A. 对分解有催化作用
B. 对比②和③,酸性条件下氧化的速率更大
C. 对比②和③,②中的现象可能是因为分解的速率大于H2O2氧化的速率
D. 实验②③中的温度差异说明,氧化的反应放热
【答案】D
【解析】
【详解】A.比较实验①②的现象可知,对分解有催化作用,A正确;
B.对比②和③,由实验③的现象溶液立即交为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化,可知酸性条件下氧化的速率更大,B正确;
C.对比②和③,②中的现象为溶液立即变为黄色,产生大量无色气体;溶液温度升高;最终溶液仍为黄色,实验③现象为:溶液立即交为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化,故可能是因为分解的速率大于H2O2氧化的速率,C正确;
D.实验②中主要发生H2O2分解,温度明显升高,而实验③中主要发生H2O2氧化KI的反应,温度无明显变化,说明H2O2催化分解是一个放热反应,不能说明氧化的反应放热,D错误;
故答案为:D。
第二部分(非选择题 共58分)
22. 某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气,并探究氨气的性质。
(1)实验室制备氨气的化学方程式为______;C中圆底烧瓶收集氨气时,请你选择氨气的进气口______(填“a”或“b”)。
(2)若观察到装置C中的烧瓶内产生了红色喷泉,用化学方程式表示烧瓶内液体变红的原因______。
(3)干燥管B中装的试剂是______(填物质名称)。
(4)以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是______。(从A-D项中选择)
① ② ③ ④
A. ①②③④B. ①②④C. ②④D. ①②
【答案】(1) ①. ②. a
(2)
(3)碱石灰 (4)C
【解析】
【分析】实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气,经过干燥管干燥,进入烧瓶,产生“喷泉”实验。
【小问1详解】
①实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气。故答案为:。
②氨气密度小于空气的密度,所以要采用向下排空气法收集氨气,即a 为进气口,b为出气口。故答案为:a;
【小问2详解】
氨气形成喷泉的原理是由于氨气极易溶于水,氨气溶于水而导致烧瓶内压强减小,从而形成喷泉,依据氨气形成喷泉的原理,如要形成喷泉,烧瓶内气体溶于水导致烧瓶内压强减小,外界大气压将烧杯内液体压入到烧瓶内,从而形成喷泉;氨气溶于水生成氨水,氨水电离出自由移动的氢氧根离子,所以溶液呈碱性,加入酚酞后溶液呈红色,离子方程式为:。故答案为:。
【小问3详解】
干燥管B的主要作用是干燥氨气,瓶中装的试剂为碱石灰,故答案为:碱石灰;
【小问4详解】
氨气是一种极易溶于水的气体,②导管口放一个漏斗,④球形干燥管,增大了与液体的接触面积,假如发生倒吸,漏斗体积较大,会使漏斗口很快的脱离液面,由于重力作用,液体又会回到烧杯中,防止了倒吸。故答案为:C。
23. 化学反应同时伴随着能量变化,是人类获取能量的重要途径。以下是常见的化学反应,回答(1)和(2)。
a.镁与盐酸反应 b.晶体与晶体反应
c.氢氧化钠与盐酸反应 d.盐酸与碳酸氢钠反应
(1)以上化学反应中能用上图表示其能量变化的是______(填字母),此类反应中有能量变化的原因是:断开反应物的化学键吸收的总能量______(填“>”或“
(2) ①. ②. 电流计指针偏转 ③.
(3)负极: 正极:
(4) ①. 负 ②. ③. 3
【解析】
【小问1详解】
图示生成物能量高于反应物为吸热反应,镁与盐酸反应、氢氧化钠与盐酸反应为放热反应,盐酸与碳酸氢钠反应、Ba(OH)2⋅8H2O晶体与NH4Cl晶体反应为吸热反应,故选cd;
此类反应中有能量变化的原因是:断开反应物的化学键吸收的总能量>形成生成物的化学键释放的总能量;
【小问2详解】
自发的氧化还原反应可以设计为原电池,镁与盐酸反应可设计为原电池;
①该原电池中镁作负极,电解质为盐酸溶液,图示为;
②该原电池工作时,Mg失电子生成Mg2+,作负极,石墨作正极,电路中电子由负极Mg经过导线流向正极石墨,则电流计指针发生偏转;
③该原电池工作时,Mg作负极,石墨作正极,正极上H+得电子生成H2,正极反应式为2H++2e-=H2↑;
【小问3详解】
由图和题意可知,图示为甲烷燃料电池,且电解液为KOH,a失电子为负极,甲烷在该电极失电子转化为碳酸根,b为正极,氧气在该电极得电子生成OH-,两电极的电极反应式分别为:
负极(a):CH4+10OH−−8e−=+7H2O
正极(b):2O2+8e−+4H2O=8OH−;
【小问4详解】
由题意,通入H2的电极为负极,氢气失电子氢元素变为+1价;通入CO2的一端为正极,CO2得电子转化生成CH3OH,发生的电极反应式为CO2+6H++6e−=CH3OH+H2O;反应中碳元素的化合价由+4变为-2,每生成1个CH3OH得6个电子,故生成16g甲醇,即生成0.5ml甲醇,转移3ml电子。
24. 汽车尾气中含有等有害气体。
(1)能形成酸雨,写出转化为的化学方程式:______.
(2)汽车尾气中生成过程的能量变化示意图如下:
写出该条件下上述反应的热化学方程式:____________.
(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:
①电极上发生的是______反应(填“氧化”或“还原”)。
②外电路中,电子的流动方向是从______电极流出(填或Pt);Pt电极上的电极反应式为______.
(4)一种新型催化剂能使和发生反应:。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
①请将表中数据补充完整:A______;B______.
②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是______(填实验编号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,随时间的变化曲线如图所示,其中表示实验Ⅱ的曲线是______(填“甲”或“乙”)。
④在。一定温度下,在容积不变的密闭容器中,下列可以说明该反应达到平衡状态的是______。(从A-D项中选择)
A.容器内的质量分数不再变化。
B.相同时间内,消耗同时生成
C.容器内压强不再变化
D.容器内气体的平均密度不再发生变化
【答案】(1)
(2)
(3) ①. 氧化 ②. ③.
(4) ①. A. ②. B. ③. Ⅰ和Ⅲ ④. 乙 ⑤. A、C
【解析】
【小问1详解】
转化为化学方程式:;
【小问2详解】
根据图中信息可得热化学方程式 (+945+498-2×630) kJ/ml= ,故答案为:
【小问3详解】
由题给装置图知,该装置为原电池,O2- 由Pt电极移向NiO电极,则Pt电极为原电池的正极,NiO为负极;①NiO为负极,电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮,发生氧化反应;②外电路中,电子的流动方向是从负极NiO电极流向正极Pt电极;Pt为正极,电极上的电极反应式为;
【小问4详解】
①因Ⅰ、Ⅱ比表面积不同,则应控制温度相同,所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响;Ⅰ、Ⅲ比表面积相同,温度不同,则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响,故答案为A;B ;
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验实验Ⅰ和实验Ⅲ;
③因Ⅰ、Ⅱ温度相同,催化剂对平衡移动无影响,则平衡不移动,但Ⅱ的速率大,则Ⅱ先达到化学平衡,其中表示实验Ⅱ的是曲线乙。
④一定温度下,在容积不变的密闭容器中,正逆反应速率相等,各组分含量不变,即达到平衡状态,由此分析;
A.容器内的质量分数不再变化,可以确定达到平衡A正确;
B.相同时间内,消耗同时生成,均表达为正反应,无法确定达到平衡B错误;
C.反应正向是个气体体积减小的反应,容器内压强不再变化,可以确定达到平衡C;
D.容积不变,反应前后气体质量不变,则容器内气体的平均密度一直保持不变,无法确定达到平衡,D错误; 故选AC。
25. 某小组利用下图装置进行实验(加热、夹持装置略去,已检查气密性),探究CO2、SO2分别通入KI溶液中对反应4I-+4H++O2=2I2+2H2O的影响。
(1)探究通入CO2的影响。
①甲是实验室制CO2的装置,b为石灰石,则c为_______,其作用是_______。
②实验发现:若仅向丙中通入O2,1小时后丙中溶液颜色未发生明显变化;若同时向丙中通入CO2与O2,1小时后,丙中溶液变为浅黄色,生成了可使淀粉变蓝的物质,该物质是_______(写化学式)。依据实验现象,可得结论:_______。
(2)探究通入SO2的影响。
①若试剂b为Na2SO3,试剂a为70%的硫酸,甲中加热反应的化学方程式是_______。
②向丙中同时通入O2和SO2,1小时后,溶液中出现浑浊。查资料可知,O2未参与反应,SO2与水在I-催化下生成了硫单质和硫酸。化学方程式是_______。
【答案】(1) ①. 饱和碳酸氢钠溶液 ②. 除去CO2气体中的HCl ③. I2 ④. 碘离子和O2在中性条件下不反应,酸性条件下发生反应
(2) ①. ②.
【解析】
【分析】装置甲采用石灰石和盐酸反应制CO2,生成的CO2中含有HCl,c为饱和碳酸氢钠溶液,除去CO2气体中的HCl;②淀粉遇到碘变蓝,该物质是I2,依据实验现象,可得结论碘离子和O2在中性条件下不反应,酸性条件下发生反应;
【小问1详解】
①实验室制CO2采用石灰石和盐酸反应,生成的CO2中含有HCl,b为石灰石,则c为饱和碳酸氢钠溶液,其作用是除去CO2气体中的HCl,故答案为:饱和碳酸氢钠溶液;除去CO2气体中的HCl;
②同时向丙中通入CO2与O2,1小时后,丙中溶液变为浅黄色,生成了可使淀粉变蓝的物质,淀粉遇到碘变蓝,该物质是I2,依据实验现象,可得结论碘离子和O2在中性条件下不反应,酸性条件下发生反应,故答案为:I2;碘离子和O2在中性条件下不反应,酸性条件下发生反应;
【小问2详解】
①若试剂b为Na2SO3,试剂a为70%的硫酸,两者反应生成SO2气体,则甲中加热反应的化学方程式是;
②SO2与水在I-催化下生成了硫单质和硫酸,化学方程式为。
26. 以锌锰废电池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质)为原料回收MnO2的工艺流程如下:
I.将碳包中物质烘干,用足量稀HNO3溶解金属单质,过滤,得滤渣a;
Ⅱ.将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉,得到粗MnO2;
Ⅲ.向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有气体生成;
Ⅳ.向Ⅲ所得溶液(pH约为6)中缓慢滴加0.50ml•L-1Na2CO3溶液(pH约为12),过滤,得滤渣b,其主要成分为MnCO3;
Ⅴ.滤渣b经洗涤、干燥、灼烧,制得较纯的MnO2。
(1)Ι 中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为___________。
(2)H2O2的电子式为___________。
(3)Ⅲ中MnO2溶解的离子方程式为___________,溶解一定量的MnO2,H2O2的实际消耗量比理论值高,用化学方程式解释原因:___________。
(4)Ⅳ中,若改为“向0.50ml•L-1Na2CO3溶液中缓慢滴加Ⅲ所得溶液”,滤渣b中会混有较多___________杂质。
(5)V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为___________。
【答案】(1)3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O
(2) (3) ①. MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O ②. 2H2O2O2+2H2O
(4)Mn(OH)2或Mn2(OH)2CO3等
(5)2MnCO3+O22MnO2+2CO2
【解析】
【分析】锌锰废电池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质)烘干后加稀硝酸,金属溶解生成相应的高价金属的硝酸盐、NO和水﹔过滤后得滤渣,其主要成分为碳粉和MnO2,在空气中灼烧后,碳转化为二氧化碳等;所得粗二氧化锰加入酸性H2O2中,一方面二者间发生氧化还原反应,生成Mn2+、O2等,另一方面MnO2促进H2O2分解为水和O2,将所得含Mn2+的溶液中加入Na2CO3溶液,生成MnCO3沉淀,在空气中灼烧可获得MnO2。
【小问1详解】
Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为:3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2O。
【小问2详解】
H2O2是共价化合物,电子式为:。
【小问3详解】
MnO2溶解于H2O2的酸性溶液中,生成Mn2+、O2和水,离子方程式为:MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2+2H2O;MnO2还会作为催化剂促进H2O2分解为水和O2,导致H2O2的实际消耗量比理论值高,化学方程式为:2H2O2O2+2H2O。
【小问4详解】
Ⅳ中,若改为“向0.50ml•L-1Na2CO3溶液中缓慢滴加Ⅲ所得溶液”,则在碱性环境中,Mn2+会发生水解反应,从而使滤渣b中混有较多的Mn(OH)2或Mn2(OH)2CO3等杂质。
【小问5详解】
V中,MnCO3在空气中灼烧,最终生成MnO2、CO2等,所以需要空气中的O2参与反应,化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2。
27. 某化学小组为探究浓HNO3和NaCl固体的反应产物,进行实验:
实验I
资料:
①向AgNO3的95%的乙醇溶液中通入HCl产生白色沉淀,通入Cl2无此现象。
②王水中因含有NOCl呈橙色。NOCl(N元素为+3价)有刺鼻恶臭味,受热易分解为NO和Cl2。
(1)浓HNO3需保存在棕色试剂瓶中,用化学方程式表示原因:_______。
(2)探究注射器1中浅棕色气体的成分。甲同学用注射器2抽取注射器1中的浅棕色气体,然后吸取适量蒸馏水并振荡,气体颜色褪去,吸入氧气后又变为浅棕色。经检验,浅棕色气体中几乎不含NOCl。
①甲同学根据实验现象推断浅棕色气体中含有NO2,结合氧化还原反应规律分析一定还含有Cl2,用离子方程式表示甲同学的依据:_______。
②乙同学认为需设计实验证明存在Cl2.请结合资料,设计证实存在Cl2的实验方案:_______。
(3)探究注射器1内橙色溶液的成分。
实验II:取2mL橙色溶液于试管中,加热一段时间,观察到试管内有红棕色气体生成,溶液变为无色。接着向溶液中滴加AgNO3溶液,无明显现象。
①丙同学认为实验II中“接着向溶液中滴加AgNO3溶液,无明显现象”,是因为加热使溶液中的Cl-全部变为HCl气体放出。请设计实验证明丙同学的观点不成立:_______。
②丁同学通过与王水类比,并查阅资料,确认产生实验II中的现象的原因是:浓HNO3与NaCl固体反应生成了NOCl,继而溶液中的NOCl受热发生分解反应,使溶液中的Cl-反应完全,所以向溶液中滴加AgNO3溶液时无明显现象。浓HNO3与NaCl固体反应生成了NOCl,化学方程式是_______。
(4)综合上述实验,可以得出结论:_______。
【答案】(1)
(2) ①. 4H++2+2Cl-=2NO2↑+Cl2↑+2H2O ②. 将反应生成的气体依次通入AgNO3的95%的乙醇溶液、硝酸酸化的AgNO3溶液,AgNO3的95%的乙醇溶液中无白色沉淀,硝酸酸化的AgNO3溶液中产生白色沉淀则证明原气体中含有Cl2
(3) ①. 取少量盐酸于试管中,充分加热,向其中滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,丙同学观点不成立 ②. 4HNO3(浓)+3NaCl=NOCl+Cl2↑+3NaNO3+2H2O;
(4)浓硝酸可以与NaCl发生氧化还原反应,生成NOCl、Cl2与NO2
【解析】
【小问1详解】
浓硝酸需保存在棕色试剂瓶中,原因是浓硝酸见光容易分解,方程式为;
【小问2详解】
①甲同学根据实验现象推断浅棕色气体中含有NO2,硝酸中的N化合价由+5降低为+4,则一定有一元素化合价升高,只能为氯离子生成氯气,则离子方程式为4H++2+2Cl-=2NO2↑+Cl2↑+2H2O;
②乙同学认为需设计实验证明存在Cl2,证实存在Cl2的实验方案将反应生成的气体依次通入AgNO3的95%的乙醇溶液、硝酸酸化的AgNO3溶液,AgNO3的95%的乙醇溶液中无白色沉淀,硝酸酸化的AgNO3溶液中产生白色沉淀则证明原气体中含有Cl2;
【小问3详解】
①丙同学认为实验II中“接着向溶液中滴加AgNO3溶液,无明显现象”,是因为加热使溶液中的Cl-全部变为HCl气体放出,设计实验为取少量盐酸于试管中,充分加热,向其中滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,丙同学观点不成立,故答案为:取少量盐酸于试管中,充分加热,向其中滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,丙同学观点不成立;
②浓HNO3与NaCl固体反应生成了NOCl,化学方程式是4HNO3(浓)+3NaCl=NOCl+Cl2↑+3NaNO3+2H2O;
【小问4详解】
综合上述实验,我们可以得出浓硝酸可以与NaCl发生氧化还原反应,生成NOCl、Cl2与NO2的结论,故答案为:浓硝酸可以与NaCl发生氧化还原反应,生成NOCl、Cl2与NO2。
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
a
d
B
稀
b
e
C
稀
b
c
D
浓盐酸
b
c
实验编号
水果种类
电极间距离/cm
电流/
1
番茄
1
98.7
2
番茄
2
72.5
3
苹果
2
27.2
选项
实验
现象
结论
A
向某盐溶液中加入浓NaOH溶液,加热
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
原溶液中含有NH
B
把SO2通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中
溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
向蔗糖中滴加浓硫酸
蔗糖变黑
浓硫酸具有吸水性
D
向盛有Cu片的试管中加入稀H2SO4,无明显现象,再加入NaNO3固体
Cu片逐渐溶解,产生气泡,溶液变蓝
NaNO3是催化剂,可增大Cu与稀H2SO4反应的化学反应速率
反应
影响因素
所用试剂
A
a
接触面积
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
粉末状CaCO3、05 ml/L HCl
B
a
H+浓度
块状CaCO3、0.5 ml/L HCl
块状CaCO3、3.0 ml/LHCl
C
b
H+浓度
0.1 ml/L Na2S2O3、稀H2SO4
0.1ml/L Na2S2O3、浓H2SO4
D
b
温度
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水
0.1 ml/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、热水
序号
①
②
③
实验装置及操作
实验现象
溶液无明显变化
溶液立即变为黄色,产生大量无色气体;溶液温度升高;最终溶液仍为黄色
溶液立即变为棕黄色,产生少量无色气体;溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色沉淀析出
实验编号
初始浓度
初始浓度
催化剂的比表面积
Ⅰ
280
82
Ⅱ
280
124
Ⅲ
350
82
实验装置
实验步骤及现象
室温下,按图连接实验装置并检查气密性。向注射器1中先加入1.17gNaCl固体,然后吸入5mL浓HNO3,关闭止水夹。一段时间后,注射器内溶液变橙色,液面上方有浅棕色刺激性气味气体,溶液温度无明显变化。
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