





北京市工业大学附属中学2024-2025学年高三上学期10月月考化学试题(Word版附解析)
展开第一部分
一、本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国科研人员利用激光操控方法,从原子束流中直接俘获原子,实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年,是的17倍,可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是
A. 的原子核内有21个中子
B. 的半衰期长,说明难以失去电子
C. 衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间
D. 从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.的质量数为41,质子数为20,所以中子数为,A正确;
B.的半衰期长短与得失电子能力没有关系,B错误;
C.根据题意衰变一半所需的时间要大于衰变半所需的时间,C错误;
D.从原子束流中直接俘获原子的过程没有新物质产生,不属于化学变化,D错误;
本题选A。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 基态S原子的最外层电子轨道表示式:
B. 基态29Cu原子的电子排布式:
C. H2O的VSEPR模型:
D. Cl2分子中σ键的形成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态S原子的最外层电子轨道表示式:,故A正确;
B.基态29Cu原子的电子排布式:,故B错误;
C.H2O的VSEPR模型:,故C正确;
D.Cl2分子中σ键的形成:,故D正确;
答案选B。
3. 下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是
A. 用石灰乳脱除烟气中的SO2
B. 用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]处理污水
C. 用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3•xH2O)
D. 用84消毒液(有效成分NaClO)杀灭细菌
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2是酸性氧化物,可与碱反应,用石灰乳脱除烟气中的SO2时,SO2与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙,反应过程中无元素的化合价变化,没有利用氧化还原反应,故A不符合题意;
B.用明矾[KAl(SO4)2•12H2O]溶于水中,电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,该过程利用胶体的吸附性,发生的反应没有发生化合价变化,没有利用氧化还原反应,故B不符合题意;
C.用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3•xH2O),发生的主要反应为:6HCl+ Fe2O3=2FeCl3+3H2O,反应中没有元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故C不符合题意;
D.用84消毒液有效成分NaClO,具有强氧化性,能使蛋白质发生变性从而杀死细菌病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,故D符合题意;
答案选D。
4. 下列离子方程式与所给事实不相符的是
A. 制备84消毒液(主要成分是):
B. 食醋去除水垢中的:
C. 利用覆铜板制作印刷电路板:
D. 去除废水中的:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,除了Cl2和H2O不能拆写其余均可拆写为离子,A项正确;
B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O,B项错误;
C.FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C项正确;
D.Na2S将Hg2+转化为沉淀除去,反应为Hg2++S2−=HgS↓,D项正确;
故选B。
5. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为2
B. 1.8g重水中所含质子数为
C. 电解粗铜精炼铜,通过电路的电子数为时,阳极有32g Cu转化为
D. 溶液中,、数目之和为0.1
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯和丙烯的最简式为CH2,故28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为,A正确;
B.1.8g重水中所含质子数为,B错误;
C.电解粗铜精炼铜,阳极发生反应除了Cu-2e-=Cu2+还有其他金属的溶解,故通过电路的电子数为时,阳极溶解的铜小于32g,C错误;
D.溶液中,、数目与溶液的体积有关,未说明体积,D错误;
故选A。
6. 2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料,选择氢能汽车作为赛事交通服务用车,充分体现了绿色奥运的理念。
已知:
下列说法不正确的是
A. 氢气既可以通过燃烧反应提供热能,也可以设计成燃料电池提供电能
B. 的过程中,,
C. kJ·ml
D. 化学反应的,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢气既可以通过燃烧反应提供热能,也可以根据氧化还原反应原理设计成燃料电池提供电能,A正确;
B.由盖斯定律可知,的过程中,,气体变液体的过程,该反应是熵减的反应,,B正确;
C.由盖斯定律可知,C错误;
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,D正确;
故选C。
7. 下列实验的对应操作中,不合理的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,故A正确;
B.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着烧杯内壁注入烧杯,并用玻璃棒不断搅拌,故B正确;
C.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体,在蒸发皿中进行蒸发结晶操作,并用玻璃棒搅拌,故C正确;
D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液,当液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管定容,故D错误;
故答案为:D。
8. NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A. 1 ml平衡混合气体中含1 ml N原子
B. 断裂2 ml NO2中的共价键所需能量小于断裂1 ml N2O4中的共价键所需能量
C. 恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
D. 恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mlNO2含有1mlN原子,1mlN2O4含有2mlN原子,现为可逆反应,为NO2和N2O4的混合气体,1 ml平衡混合气体中所含N原子大于1 ml 小于2ml ,A项错误;
B.反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应,反应热=反应物总键能-生成物总键能,故完全断开2mlNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1mlN2O4分子中的共价键所吸收的热量少,B项正确;
C.气体体积压缩,颜色变深是因为体积减小,浓度变大引起的,C项错误;
D.放热反应,温度升高,平衡逆向移动,颜色加深,D项错误;
答案选B。
9. 离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A. 中均有非极性共价键
B. ①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C. 中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D. 当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
故选C。
10. 小组同学用如下方法制作简单的燃料电池。
下列说法不正确的是
A. ①中Cl-比OH-容易失去电子,在石墨(Ⅰ)发生氧化反应
B. ①中还可观察到石墨(Ⅱ)电极附近的溶液变红
C. ②导线中电子流动方向:从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极
D. ②中石墨(Ⅱ)发生的电极反应式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.①为外接电源的电解池,石墨(Ⅰ)连接电源的正极作阳极发生失电子的氧化反应,Cl-比OH-容易失去电子,2Cl--2e-=Cl2,A正确;
B.石墨(Ⅱ)电极连接电源的负极作阴极,水中的氢元素得电子化合价降低生成氢气和氢氧化钠,滴酚酞的溶液变红,B正确;
C.②为原电池,石墨(Ⅱ)电极是负极,发生失电子的氧化反应,故电子从石墨(Ⅱ)电极流向石墨(Ⅰ)电极,C正确;
D.由上述分析知②中石墨(Ⅱ)周围有氢氧化钠显碱性,故发生的电极反应式为:,D错误;
故选D。
11. 一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,“甲烷重整”反应()原理如下。
已知“甲烷重整”反应在不同温度下的化学平衡常数:
下列说法不正确的是
A. 物质a可能是Fe3O4
B. 若增大的值,则CH4的平衡转化率降低
C.
D. 1000℃,若容器中、,则反应处于平衡状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.由反应①可知,氢元素被还原,则铁元素被氧化,所以物质a可能是Fe3O4,故A正确;
B.若增大的值,即相当于增加CH4的浓度,则CH4的平衡转化率降低,故B正确;
C.升高温度,化学平衡常数增大,则正反应为吸热反应,故C正确;
D.1000℃,若容器中、,则,则此时反应未处于平衡状态,故D错误;
故选D。
12. 液流电池可以实现光伏发电和风力发电电能的储存和释放。一种非金属有机物液流电池的工作原理如下图。
下列说法不正确的是
A. 放电时,正极反应式为
B. 放电时,物质a为
C. 充电时,AQDS/储液罐中的pH减小,H+通过质子交换膜到达溴极室
D. 增大储液罐体积,可提高液流电池的储能容量
【答案】C
【解析】
【分析】放电时,右侧Br2+2e-=2Br-,作正极;左侧AQDSH2失电子生成AQDS和H+,作负极。则充电时,左侧电极为阴极,右侧电极为阳极。
【详解】A.放电时,右侧电极为正极,Br2得电子生成Br-,正极反应式为,A正确;
B.由分析可知,放电时,AQDSH2失电子生成AQDS和H+,则物质a为,B正确;
C.充电时,AQDS+2e-+2H+=,H+被消耗,则AQDS/储液罐中的pH增大,H+从溴极室(右侧)通过质子交换膜到达碳极室(左侧),C不正确;
D.增大储液罐体积,储存的反应物增加,可提高液流电池的储能容量,D正确;
故选C。
13. 室温时,向20mL0.1ml⋅L两种酸HA、HB中分别滴加0.1ml⋅LNaOH溶液,其pH变化分别对应如图中的曲线Ⅰ、Ⅱ,下列说法不正确的是
A. 滴加NaOH溶液至时,两种溶液中
B. 向NaA溶液中滴加HB可产生HA
C. a点,溶液中微粒浓度:
D. 滴加20mLNaOH溶液时,Ⅰ中的电离程度大于Ⅱ中
【答案】A
【解析】
【分析】20 mL 0.1 ml⋅L−1的两种酸 HA、HB中,HB的pH=1,所以HB是强酸,HA对应的pH大于1,是弱酸。
【详解】A.滴加 NaOH溶液至 pH=7时,根据电荷守恒c(OH−)+c(A−)或c(B−)=c(H+)+c(Na+),pH=7时,c(OH−)=c(H+),两种溶液中 c(A−)或c(B−)=c(Na+),但是两种溶液中滴加NaOH至pH=7消耗的NaOH溶液体积并不相等,故c(A−)、c(B−)并不相等,A 错误;
B.向 NaA 溶液中滴加 HB 可产生 HA,遵循强酸制弱酸的原理,B正确;
C.20 mL 0.1 ml⋅L−1的酸 HA中滴加 0.1 ml⋅L−1 NaOH溶液10 mL,则HA酸会剩余,同时产生NaA,a点溶液显示酸性,则HA电离大于A水解,溶液中微粒浓度:c(A−)>c(Na+)>c(HA),C正确;
D.滴加 20 mL NaOH 溶液时,酸碱恰好中和,得到的NaB是强酸强碱盐,不水解,水电离不受影响,得到的NaA是弱酸强碱盐,会发生水解,水的电离受到促进,Ⅰ中 H2O 的电离程度大于Ⅱ中,D正确;
故选A。
14. 一定温度下,和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示,其中浓度的单位均为0.1。
下列说法正确的是
A. a点条件下能生成沉淀,也能生成沉淀
B. b点时,,
C. 向NaOH、均为的混合溶液中滴加溶液,优先产生沉淀
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,b点时,溶液中镁离子浓度为0.1ml/L时,溶液中氢氧根离子浓度和碳酸根离子浓度均为10—6ml/L,则氢氧化镁的溶度积Ksp[Mg(OH)2]= 0.1×(10—6)2=10—13,碳酸镁的溶度积Ksp(MgCO3)= 0.1×0—6=10—7。
【详解】A.由图可知,a点条件下,溶液中氢氧化镁、碳酸镁的离子积均小于对应溶度积,不能生成碳酸镁沉淀,也不能生成氢氧化镁沉淀,故A错误;
B.由分析可知,氢氧化镁的溶度积Ksp[Mg(OH)2]小于碳酸镁的溶度积Ksp(MgCO3),故B错误;
C.由分析可知,向浓度均为0.1ml/L的氢氧化钠、碳酸钠的混合溶液中滴加氯化镁溶液时,形成氢氧化镁沉淀时Mg2+的浓度大于10-11ml/L,形成碳酸镁沉淀时Mg2+的浓度大于10-6ml/L,则先生成氢氧化镁沉淀,故C错误;
D.由方程式可知,反应的平衡常数K=====106,故D正确;
故选D。
第二部分
二、本部分共5题,共58分。
15. 配合物顺铂是临床使用的第一代铂类抗癌药物。
(1)的配体为和,写出的电子式:_______。
(2)顺铂的抗癌机理:在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的与结合,破坏的结构,阻止癌细胞增殖。如:
①基态原子价层电子的轨道表示式为_______,属于_______区元素。
②生成物中a、b示的作用力类型分别是_______。
③在中,配体与铂(II)的结合能力:_______(填“>”或“<”)。此外,顺铂还能躲避癌细胞对受损的修复,使癌细胞彻底死亡。
(3)顺铂和反铂互为同分异构体,两者的结构和性质如下。
①推测中的杂化轨道类型不是,依据是_______。
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
(4)顺铂的发现与铂电极的使用有关。铂晶胞为正方体,边长为,结构如下图。
①铂晶体的摩尔体积_______(阿伏加德罗常数为)。
②通常情况下铂电极为惰性电极,但在溶液中使用会产生而略有损耗,分析原因:_______。
资料:i.单位物质的量的物质所具有的体积叫做摩尔体积;ii.。
【答案】(1) (2) ①. ②. ds ③. 配位键、氢键 ④. <
(3) ①. 若的杂化轨道类型为,则为四面体结构,不存在同分异构现象 ②. 顺铂是极性分子,反铂是非极性分子
(4) ①. ②. 在作用下,在阳极失电子生成,还原性增强
【解析】
【小问1详解】
是共价化合物,电子式为:。
【小问2详解】
①Cu是29号元素,基态原子价层电子的轨道表示式为,属于ds区元素;
②a表示N和Pt之间的配位键,b表示H和O之间的氢键;
③NH3具有较强的电子捕获能力,可以与铂形成更紧密的配体键,从而增强与铂之间的结合能力更强,则配体与铂(II)的结合能力:<。
【小问3详解】
①若的杂化轨道类型为,则为四面体结构,不存在同分异构现象,所以中的杂化轨道类型不是;
②顺铂是极性分子,反铂是非极性分子,水是极性分子,根据相似相溶的原理,顺铂在水中的溶解度大于反铂。
【小问4详解】
①铂晶胞中Pt的个数为8+6=4,n(Pt)= ml,晶胞的体积为a3×10-27m3,=;
②在作用下,在阳极失电子生成,还原性增强,所以在溶液中使用会产生而略有损耗。
16. 小组同学对比和的性质,进行了如下实验。
(1)向相同体积、相同浓度的和溶液中分别滴加的盐酸,溶液pH变化如下。
①图_______ (填“甲”或“乙”)是的滴定曲线。
②A′-B′发生反应的离子方程式为_______。
③下列说法正确的是_______ (填序号)。
a.和溶液中所含微粒种类相同
b.A、B、C均满足:
c.水的电离程度:
(2)向1ml的和溶液中分别滴加少量溶液,均产生白色沉淀,后者有气体产生。
资料:
i.1ml的溶液中,,
ii.25℃时,,
①补全与反应的离子方程式:_______。
②通过计算说明与反应产生沉淀为而不是_______。
【答案】(1) ①. 乙 ②. H++= ③. ac
(2) ①. 2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O ②. 1ml⋅L−1 NaHCO3溶液中:生成FeCO3沉淀所需c1(Fe2+)===3.210-9ml⋅L−1;生成Fe(OH)2沉淀所需c2(Fe2+)===1.2510-5ml⋅L−1;c1(Fe2+)c2(Fe2+)。
【解析】
【小问1详解】
①H2CO3的电离平衡常数Ka1>Ka2,故相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,前者的pH更高,即图乙是Na2CO3的滴定曲线;
②HCl和Na2CO3的反应分为两步:HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则A′-B′发生反应的离子方程式为H++=;
③a.Na2CO3和NaHCO3溶液中所含微粒均有Na+、H+、、、OH-、H2CO3和H2O,a正确;
b.图甲是NaHCO3的滴定曲线,B点表示NaHCO3和HCl恰好完全反应,此时溶液中已不含、、H2CO3,则仅A点满足c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),b错误;
c.图甲中,A点的溶质是NaHCO3,的水解能促进水的电离;B点溶质是NaCl,对水的电离无影响;C点的溶质是NaCl和HCl,H+能抑制水的电离;故水的电离程度:A>B>C,c正确;
故选ac。
【小问2详解】
①向NaHCO3溶液中滴加少量FeCl2溶液,产生白色FeCO3沉淀,还生成气体,该气体为CO2,该反应的离子方程式为2+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
②1ml⋅L−1 NaHCO3溶液中:生成FeCO3沉淀所需c1(Fe2+)===3.210-9ml⋅L−1;生成Fe(OH)2沉淀所需c2(Fe2+)===1.2510-5ml⋅L−1;c1(Fe2+)c2(Fe2+),故NaHCO3与FeCl2反应产生的沉淀为FeCO3而不是Fe(OH)2。
17. 将富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。
(1)一种富集烟气中的方法示意图如下:
写出“解吸”过程产生的化学方程式:_______。
(2)性质稳定,使其活化是实现转化的重要前提。
①使用过渡金属作催化剂,提供空轨道接受_______(填“C”或“O”)原子的孤电子对,破坏的结构使其活化。
②采用电化学、光化学等手段,使_______(填“提供”或“接受”)电子转化为
(3)与在催化剂作用下可转化为,体系中发生主要反应如下:
i.
ii.
研究表明,CO与也能生成,写出该反应的热化学方程式:_______。
(4)在催化剂作用下,将1ml、3ml投入反应器,反应温度对平衡转化率、选择性的影响如下。
已知:
①随温度升高逐渐增大、随温度升高逐渐减小的原因是_______。
②在240℃达到平衡时,体系_______(填“吸收”或“放出”)的热量为_______kJ(除了反应ⅰ和ⅱ不考虑其他反应)。
【答案】(1)2KHCO3K2CO3+CO2+H2O
(2) ①. O ②. 接受
(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(4) ①. 反应i为放热反应,反应ii为吸热反应。随温度升高,反应i逆向移动程度小于反应ii正向移动程度 ②. 吸收 ③. 3.45
【解析】
【小问1详解】
“解吸”过程产生化学方程式为酸式盐碳酸氢钾的受热分解:2KHCO3K2CO3+CO2+H2O;
【小问2详解】
使用过渡金属作催化剂,提供空轨道接受O原子的孤电子对,破坏的结构使其活化;采用电化学、光化学等手段,使接受电子转化为;
【小问3详解】
由盖斯定律可知反应i-反应ii可得目标方程CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);
【小问4详解】
随温度升高逐渐增大、随温度升高逐渐减小的原因是反应i为放热反应,反应ii为吸热反应。随温度升高,反应i逆向移动程度小于反应ii正向移动程度;根据图像可知二氧化碳的转化率为15%,甲醇的选择性是20%,故有1ml15%20%=0.03ml二氧化碳参与反应i,反应i放热490.03=1.47kJ;1ml15%80%=0.12ml二氧化碳参与反应ii,反应ii吸热410.12=4.92kJ。故在240℃达到平衡时,体系吸收的热量为4.92-1.47=3.45kJ。
18. 溴酸钾可用于测定水体中的砷含量。
(1)的一种制法如下。
①与KOH溶液反应时,若产生1ml,理论上需要_______ml。
②能提高溴的原子利用率。用离子方程式表示的作用:_______。
③已知:25℃时的溶度积()
设计由“含的溶液”到“较纯净的溶液”的流程:_______(按上图形式呈现,箭头上方注明试剂,下方注明操作,如)。
④
的溶解度随温度变化如下图所示。从“较纯净的溶液”中得到“固体”的主要操作是_______。
(2)测定水体中亚砷酸盐的含量:取amL水样,向其中加入一定量盐酸使转化为,再加入2滴甲基橙指示剂和一定量,用溶液进行滴定,达到滴定终点时,消耗溶液vmL。滴定过程中发生如下反应:
反应a:
反应b:
当反应完全后,甲基橙与生成的反应而褪色,即达到滴定终点。
①配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_______。
②水样中的含量为_______。【已知:】
③滴定过程需保持在60℃。若温度过低,甲基橙与的反应速率较慢,会使测定结果_______。(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1) ①. 3 ②. Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 ③. ④. 蒸发浓缩、冷却结晶
(2) ①. 容量瓶 ②. ③. 偏高
【解析】
【分析】计算物质的含量时,要根据方程式找到物质之间的比例关系,之后根据给出的数据按照比例计算。
【小问1详解】
①根据方程式3Br2+6KOH=KBrO3+5KBr+3H2O可知,与KOH溶液反应时,若产生1ml,理论上需要3mlBr2;②加入Cl2,能将Br-氧化为Br2,继续与KOH反应,提高溴的原子利用率,离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+2Br-;③由“含的溶液”到“较纯净的溶液”,可以先加入过量的氢氧化钡溶液,生成,过滤后除去溶液中的杂质,之后向固体中加入过量的碳酸钠,使生成更难溶的碳酸钡过滤除去,得到较纯净的溶液,流程为 ;④由曲线图可知,的溶解度受温度影响明显,故操作可以是蒸发浓缩、冷却结晶。
【小问2详解】
①制一定物质的量浓度的溶液,需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶;②反应a可知3,向amL水样滴入vmL的溶液,的物质的量为cv×10-3,所以的物质的量为3 cv×10-3,则1L水样中的含量为=g即gL-1;③滴定过程需保持在60℃。若温度过低,甲基橙与的反应速率较慢,致使滴入过量的,使测定结果偏高。
【点睛】物质的制备流程一般包括目标元素的提取、杂质的去除、核心转化、产品的分离与提纯,解题时要分析原料中的杂质有哪些,哪些会随同目标元素一起进入下一步骤,怎样去除这些杂质,核心转化反应的原理是什么,怎样分离产品以及怎样提纯等等。
19. 实验小组探究金属银与碘水的反应。
已知25℃时:i.碘水中、
ii.次碘酸不稳定,室温下部分分解为碘酸。
iii.;AgI在浓KI溶液中可以(无色)形式存在。
将碘水I2溶于蒸馏水)加入盛有银粉的试管中,实验记录如下:
(1)碘水中I2与H2O反应的化学方程式为___________。
(2)针对实验Ⅰ现象a“棕黄色溶液迅速变为无色”的原因,实验小组提出如下假设:
假设1:银粉与氢碘酸发生反应___________(填化学方程式)生成碘化银,使碘单质减少;。
假设2:银粉与碘单质直接化合生成碘化银,使碘单质减少;
假设3:银粉与氢碘酸及O2共同作用生成碘化银,使碘单质减少
实验小组结合资料分析并设计实验验证假设:
①结合数据和实验现象判断假设l___________(填“是”或“不是”)主要原因。
②通过实验证实银粉表面生成了AgI:取表面变暗的银粉,加入一定量浓KI溶液,振荡,静置,取上层清液,加蒸馏水稀释,出现黄色浑浊。用化学平衡移动原理解释出现黄色浑浊的原因:___________。
③资料表明假设2成立。
④实验小组针对假设3,在实验Ⅰ的基础上设计了实验Ⅱ和实验Ⅲ:
实验Ⅱ:取一定量碘水,加入CCl4,充分振荡后分液,取上层清液,加入淀粉溶液,未见明显变化;加入稀硫酸后溶液变蓝。
实验Ⅲ:向实验Ⅰ最后所得溶液中加入___________(填试剂),溶液立即变蓝。
综合实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ,可以证实假设3.分析实验Ⅱ的作用是___________。
(3)反思:实验小组认为,本实验Ag与碘水反应的过程中,AgI的生成促进了体系中氧化还原反应的进行。进行电化学实验证实。补全下图所示电化学装置中的试剂__________、__________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 不是 ③. AgI与浓KI溶液中的可发生反应;加蒸馏水后,使溶液中离子的浓度商大于平衡常数,平衡左移,析出AgI沉淀 ④. 稀KI溶液 ⑤. 实验Ⅱ的作用:证明碘水中存在的、、等微粒在H+作用下能够生成足以使淀粉溶液变蓝的,结合实验Ⅲ可以说明实验Ⅰ最后所得溶液没有变蓝是Ⅰ-被消耗过多所致
(3) ①. KNO3溶液 ②. KI
【解析】
【分析】根据将碘水加入盛有银粉的试管中的实验实验现象提出假设,结合的数值可知AgI难溶于水,若有AgI生成,溶液中有浑浊出现,假设1不是主要原因。实验证实银粉表面生成了AgI,根据 AgI在浓KI溶液中可以(无色)形式存在,从平衡的角度分析AgI的生成。实验Ⅱ的现象说明证明碘水中存在的、、等微粒在H+作用下能够生成足以使淀粉溶液变蓝的。Ag与碘水反应的过程中,证明AgI的生成促进了体系中氧化还原反应的进行,要进行对比实验,若没有碘化银生成,指针无明显偏转。若加入碘化钾溶液后生成碘化银,指针明显偏转即可证明。所以先加硝酸钾溶液,再加碘化钾。
【小问1详解】
根据迁移到水生成次碘酸和氢碘酸。写出对应的化学方程式:,答案为;
【小问2详解】
从所给信息可知银粉与HI反应生成和对应的化学方程式: 。结合数据的数值可知难溶于水,若有生成,溶液中应有浑浊出现,判断假设l不是主要原因。证实银粉表面生成了:AgI取表面变暗的银粉,加入一定量浓KI溶液时, 与浓KI溶液中的I-可发生反应;加蒸馏水后,使溶液中离子的浓度商大于平衡常数,平衡左移,析出沉淀。碘水中生成的次碘酸不稳定,室温下部分分解为碘酸。所以碘水中存在的、、多种微粒。向实验Ⅰ最后所得溶液中加入稀KI溶液,有利于的生成,使得溶液立即变蓝。说明实验Ⅰ最后所得溶液没有变蓝是被消耗过多所致。结合以上分析可知实验Ⅱ的作用:证明碘水中存在的、、等微粒在H+作用下能够生成足以使淀粉溶液变蓝的,结合实验Ⅲ可以说明实验Ⅰ最后所得溶液没有变蓝是Ⅰ-被消耗过多所致;答案为: ;不是;AgI与浓KI溶液中的I-可发生反应,加蒸馏水后,使溶液中离子的浓度商大于平衡常数,平衡左移,析出AgI沉淀;稀KI溶液;实验Ⅱ的作用:证明碘水中存在的、、等微粒在H+作用下能够生成足以使淀粉溶液变蓝的,结合实验Ⅲ可以说明实验Ⅰ最后所得溶液没有变蓝是Ⅰ-被消耗过多所致;
【小问3详解】
Ag与碘水进行原电池设计时Ag作负极,失电子生成的。石墨作正极。先加KNO3溶液,构成闭合回路,但指针无明显偏转。几乎没有电流通过。再加KI溶液,指针明显偏转。银负极失电子生成的和生成的促进了体系中氧化还原反应的进行。答案为KNO3溶液;KI。
【点睛】探究实验时提出多种假设,进行实验方案的设计,要结合现象进行理论分析,最终得出结论。A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
步骤
装置
操作
现象
①
打开,闭合
两极均产生气体……
②
打开,闭合
电流计指针发生偏转
温度/℃
850
1000
1200
1400
K
0.5
2
275
1772
顺铂
反铂
结构
25℃时溶解度/g
0.2577
0.0366
实验Ⅰ
现象
现象a:棕黄色溶液(pH≈5.9)迅速变为无色,Ag粉表面略变暗,未见其他明显现象,溶液pH≈6.2。
现象b:滴加淀粉溶液,未见明显变化;继续滴加稀H2SO4,溶液仍未见明显变化。
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