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2017-2018学年吉林省吉化第一高级中学校高二上学期期末考试化学试题 解析版
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吉林省吉化第一高级中学校2017-2018学年高二上学期期末考试化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题:(本题包含20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )
A. 用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴定管吸出多余液体。
B. 酸式滴定管装标准液前,必须先用该溶液润洗
C. 酸碱中和滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D. 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
【答案】B
.....................
2. 下列各组物质中,前者是强电解质,后者是弱电解质的是( )
A. NaCl、BaSO4 B. HCl、NaHSO4 C. KNO3、CH3COOH D. NH3·H2O、H2SO4
【答案】C
【解析】强电解质包括强酸、强碱、绝大部分盐、金属氧化物等,弱电解质包括弱酸、弱碱、极少数盐、水等;NaCl、BaSO4 、HCl、NaHSO4 、H2SO4 、KNO3全部为强电解质, CH3COOH、NH3·H2O均为弱电解质,符合题意的为C;答案选C。
3. 在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,下列因素对产生氢气速率没有影响的是( )
A. 升高溶液的温度 B. 初始加入的稀硫酸由5mL变成10mL
C. 将锌块换成锌粉 D. 加几滴硫酸铜溶液
【答案】B
【解析】A. 升高溶液的温度反应速率加快,A错误;B. 初始加入的稀硫酸由5 mL变成10 mL,氢离子浓度不变,反应速率不变,B正确;C. 将锌块换成锌粉增大固体反应物的接触面积,反应速率加快,C错误;D. 滴加几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,构原电池,加快反应速率,D错误,答案选B。
4. 化学用语正确的是( )
A. 醋酸的电离:CH3COOH+H2OCH3COO-+H2O
B. 碳酸氢钠在水溶液中的电离:NaHCO3Na++HCO3-
C. 氯化铵的水解:NH4++H2ONH4OH+H+
D. Na2S的水解:S2-+2H2OH2S+2OH-
【答案】A
【解析】碳酸氢钠为强电解质,在水溶液中完全电离,划等号,B错误;氯化铵溶液水解显酸性:NH4++H2ONH3∙H2O+H+,C错误;D. Na2S溶液水解分两步进行,不能一步到位,A正确;答案选A。
点睛:多元弱酸形成的能够水解的盐,水解要分步进行,不能一步到位。
5. 下列叙述正确的是( )
A. 马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快 B. 白铁(镀锌)的表面一旦破损,铁腐蚀加快
C. 用铝质铆钉铆接铁板,铁易被腐蚀 D. 钢铁设备上装上镁合金是阴极保护法
【答案】A
【解析】A. 铁比锡活泼,铁易失电子,腐蚀加快,A正确;B.锌比铁活泼,锌易失电子保护了铁,B错误;C. 铝比铁活泼,铝易失电子保护了铁,B错误;D.是牺牲阳极的阴极保护法,D错误;A正确;答案选A。
6. 在ZA(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B. v(B)=0.3mmol·L-1·s-1
C. v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D. v(D)=1mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快;A.=0.5mol•(L•s)-1;B.=0.25mol•(L•s)-1;C.=0.267mol•(L•s)-1;D.=0.25mol•(L•s)-1,故反应速率v(A)>v(C)>v(B)=v(D),故答案为A。
7. 在某温度下,反应:ClF(g)+F2(g)ClF(g)△H<0,在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A. 温度不变,缩小体积,ClF的转化率增大 B. 温度不变,增大体积,ClF3的产率增大
C. 升高温度,增大体积,有利于平衡向反应方向移动 D. 降低温度,体积不变,F2的转化率降低
【答案】A
【解析】由平衡移动原理可知,升温,平衡向吸热反应方向移动,降温,平衡向放热反应方向移动。容器体积增大,压强减小,平衡应向气体体积增大的方向移动。本题所给反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,根据平衡移动原理,即可确定正确答案。
8. 稀释某弱酸HA的稀溶液时,浓度增大的是( )
A. HA B. H+ C. A- D. OH-
【答案】D
【解析】HA是弱酸,加水稀释能促进其电离,但A-、H+、HA浓度都减小,温度不变,水的离子积常数Kw=c(H+)•c(OH-)不变,则OH-浓度增大,故D正确,答案为 D。
9. 25℃时,将pH=2的强酸溶液与pH=13的强碱溶液混和,所得混和液的pH=11,则强酸溶液与强碱溶液的体积比是(忽略混合后溶液的体积变化)( )
A. 11∶1 B. 9∶1 C. 1∶11 D. 1∶9
【答案】B
【解析】pH=13的强碱溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,酸碱混合后溶液呈碱性,说明碱过量,且pH=11,说明反应后c(OH-)=0.001mol/L,则:c(OH-)=(n(碱)- n(酸))/(v(酸)+ v(碱))=0.1×V(碱)- 0.01×V(酸)/ v(酸)+v(碱)=0.001,解之得:V(酸):V(碱)=9:1正确答案选B。
10. 在pH=0的溶液中,能大量共存的离子组是( )
A. K+、Fe3+、SO42-、I- B. Na+、NO3-、SiO32-、K+
C. Mg2+、NH4+、Cl-、NO3- D. Fe2+、Na+、HSO3-、NO3-
【答案】C
【解析】在pH=0的溶液为强酸溶液,A. Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;B. SiO32-与H+形成硅酸,不能大量共存,B错误;C. H+、Cl-、NO3-形成强酸,可以能大量共存,C正确;D. H+与HSO3-形成亚硫酸,H+与Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;答案选C。
点睛:Fe2+、NO3-能够大量共存,但是在强酸性条件下,HNO3具有氧化性,Fe2+易被氧化。
11. 一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于恒容密闭容器中,发生如下反应:
NO2(g)+SO2(B)NO(g)+SO3(g) △H=-41.8kJ·mol-1,能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变 B. 混合气体颜色保持不变
C. NO和SO3的物质的量之比保持不变 D. 每消耗1molNO2的同时生成1molSO3
【答案】B
【解析】该反应为反应前后体积不变的可逆反应,体系压强始终保持不变,无法判定,A错误;NO2(g)为红棕色,混合气体颜色保持不变,相等于混合气体的浓度保持不变,反应达到平衡状态,B正确;C.NO和SO3二者为生成物,按1:1比例生成,无法判定,C错误; D. 不满足V(NO2)正=V(SO3)逆,D错误;答案选B。
点睛:对于C选项,若其它条件不变,NO2和SO3的物质的量之比保持不变,就可以判定反应达平衡状态。
12. 常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中( )
A. C(HCOO-)>c(Na+) B. C(HCOO-)
C. C(HCOO-)=c(Na+) D. 无法确定C(HCOO-)与c(Na+)的大小关系
【答案】C
【解析】根据电荷守恒可知c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+),所得溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),所以溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),答案选C。
13. 镁——次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点,该电池要工作原理如图所示,其正极反应为:ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,关于该电池的叙述正确的是( )
A. 该电池中镁为负极,发生还原反应 B. 电池工作时,OH-向正极移动
C. 电池工作时,正极周围溶液的pH将不断变小 D. 该电池的总反应式为:Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-
【答案】D
【解析】试题分析:A.该电池中镁为负极,发生氧化反应.Mg-2e-+ 2OH-= Mg(OH)2↓。错误. B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在电池工作时,OH-向正电荷较多的负极移动。错误。C.在电池工作时,由于正极发生反应为:ClO-+ H2O + 2e-= Cl-+ 2OH-,所以正极周围溶液的pH将不断变大。错误。D.根据正极、负极的电极反应式可知该电池的总反应为:Mg + ClO-+ H2O = Mg(OH)2↓+ Cl-。正确。
考点:考查原电池的工作原理的知识。
14. 在密闭容器中,对于可逆反应:A(?)+3B(?)2C(g),平衡时C的体积分数与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A. 若正反应方向△H<0,则T1>T2 B. 压强增大时,混合气体的平均相对分子质量减小
C. A一定为气体 D. B一定为气体
【答案】D
【解析】温度不变,增大压强,C的体积分数增大,平衡右移,平衡向着气体体积减少的方向移动,A可能为气态、固态或液态,B只能是气态;压强不变,温度由T2 升高到T1,C的体积分数增大,平衡右移,该反应正反应为△H>0,与判据矛盾,A、C错误;B.若A、B均为气态,反应前后气体的总质量不变,气体的总量减少,混合气体的平均相对分子质量增大;若只有B均为气态,反应后气体的总质量增大,气体的总量减少,混合气体的平均相对分子质量增大;B错误;答案选D。
15. 向三份0.1mol/LCH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为( )
A. 减小、增大、减小 B. 增大、减小、减小 C. 减小、增大、增大 D. 增大、减小、增大
【答案】A
16. 在1.5L的密闭容器中通入2moIN2和3molH2的混合气体,在一定温度下发生反应。达到平衡时,容器内压强为反应开始时的0.8倍,则该反应的化学平衡常数为( )
A. 0.34 B. 0.64 C. 0.44 D. 0.54
【答案】C
【解析】氮气和氢气反应的方程式为?,相同条件下气体的压强之比=物质的量之比,所以,反应后混合气体的总物质的量为4mol,则
由反应方程式?,设氮气的物质的量变化为xmol,得
起始物质的量2mol 3mol 0
变化物质的量 x 3x 2x
平衡物质的量 2-x 3-3x 2x
解得,;所以平衡后,,;
17. 已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,如图表示L一定时,H2的平衡转化率(a)随X的变化关系,L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法中,肯定不正确的是( )
A. X表示温度 B. L2>L1 C. 反应速率v(M)>v(N) D. 平衡常数K(M)
【答案】D
【解析】试题分析:A.根据图像,随着X的增大,H2的平衡转化率(α)减小,X若表示温度,升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡转化率(α)减小,故A正确;B.相同温度条件下,压强越大,H2的平衡转化率(α)越大,L2>L1,故B正确;C.压强越大,反应速率越快, υ(M)>υ(N),故C正确;D.温度不变,平衡常数不变,故D错误;故选D。
考点:考查了化学平衡图像、化学平衡的影响因素的相关知识。
18. 常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A. 点O所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B. 点目所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. 点国所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D. 滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)c(Na+)>c(OH-)
【答案】D
【解析】A.点①时,二者反应生成NaAc,还剩余等量的HAc,溶液显酸性,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由物料守恒可知,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),则c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+[ c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]>c(H+)+[ c(CH3COOH)+c(CH3COOH)]= c(CH3COOH) +c( H+),故A错误;B.点②时溶液pH=7,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(Na+)=c(CH3COO-),故B错误;C.点③时两溶液恰好完全反应,溶质为NaAc,醋酸根离子水解显碱性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;D.当滴入的氢氧化钠很少时,溶液显酸性,可能存在c(CH3COOH)>c( CH3COO-)>c(H+) >c( Na+)>c( OH-),故D正确;故选D。
19. 在T℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列说法不正确的是( )
A. T℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
B. T℃时,Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等
C. 饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体不能使溶液由Y点变为X点
D. T℃时,将0.01mol·L-1AgNO3溶液滴入20mL0.01mol·L-1KCl和0.01mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
【答案】A
【解析】A.Ag2CrO4的Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-),从上图可以看出当c(CrO42-)=1×10-5mol/L时,c(Ag+)=10-3mol/L,所以Ag2CrO4的Ksp=10-11,A错误;B.Ksp是一个只与温度有关的常数,温度不变时Ksp不变,B正确;C.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,得到的还是Ag2CrO4的饱和溶液,点仍然在曲线上,C正确;D.Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,将0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,开始生成Ag2CrO4时溶液中银离子的浓度为c(Ag+)=,开始生成AgCl沉淀时溶液中银离子的浓度c(Ag+)=,Cl-开始沉淀时需要的银离子的浓度小些,所以Cl-先沉淀,D正确;答案选A。
20. 在500mL1.0mol·L-1的硫酸铜溶液中,阳极为100g铜片,阴极为100g锌片,通电一段时间后,立即取出电极,测得锌片质量增加到106.4g,此时剩余溶液中的物质的量浓度为( )
A. 0.25mol·L-1 B. 0.8mol·L-1 C. 1.0mol·L-1 D. 1.2mol·L-1
【答案】C
【解析】电解池中,阳极铜片溶解,变为Cu2+进入溶液中,Cu2+得电子变为Cu又在锌极析出,导致锌片增重,但是硫酸铜溶液的浓度保持不变,仍为1.0mol·L-1,此过程为电镀,答案C正确;
点睛:电镀的过程中:待镀金属做阴极,镀层金属做阳极,含有镀层金属离子的溶液为电镀液,电镀液的浓度保持不变。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、填空题:(本题包含4小题,共44分)。
21. (1)写出下列物质在水中的电离方程式:
①Ba(OH)2:________________________________________________;
②KAl(SO4)2:____________________________________________。
(2)写出下列物质发生水解的离子方程式:
①NaClO:________________________________________________________;
②FeCl3:_______________________________________________________。
【答案】 (1). Ba(OH)2 = Ba2++2OH- (2). KAl(SO4)2 = K+ + Al3++2SO42- (3). ClO-+ H2OHClO+ OH- (4). Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+
【解析】(1)电离方程式满足原子守恒,电荷守恒规律;(1)①Ba(OH)2 = Ba2++2OH-;②KAl(SO4)2 = K+ + Al3++2SO42-;
(2)盐类的水解反应为可逆反应,也要满足原子守恒,电荷守恒规律;①ClO-+ H2OHClO+ OH-;②Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+;
22. 根据电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式
HF
H2CO3
HClO
H2SO3
电离平衡常数(Ka)
Ka=7.2×10-4
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=3.0×10-8
Ka1=1.0×10-2
Ka2=5.0×10-8
(1)25℃时,同浓度的HF、H2CO3、HClO三种溶液中,pH最大的是____________(写化学式)。
(2)将0.1mol·L-1的HF溶液1mL加水稀释至10mL(假设温度不变),下列各量增大的是___________(填写字母)。
A.c(H+) B.c(H+)·c(OH-) C.c(H+)/c(HF) D.c(OH-)/c(H+)
(3)25℃时,现有物质的量浓度均为0.1mol·L-1的下列四种溶液:
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③NaF溶液 ④NaClO溶液。
依据数据判断其pH由大到小的顺序是_________________________(填写序号)。
(4)根据H2SO3的电离平衡常数,计算25℃时,0.05mol·L-1Na2SO3溶液的pH=__________。
若某Na2SO3和NaHSO3的混合液呈中性,则溶液中c(SO32-)__________ c(HSO3-)(填“大于”、“小于“或“等于")。
【答案】 (1). HClO (2). C D (3). >④>②>③ (4). 10 (5). 小于
【解析】(1)查看三种酸的电离平衡常数,二元弱酸看第一步电离;平衡常数越大,酸性越强,pH越小,正确选项HClO;
(2)HF为弱酸,存在电离平衡,加水稀释,平衡右移,c(H+)、c(HF)、c(F-)均减少,温度不变,c(H+)·c(OH-)为常数, 所以c(OH-)增大;A.c(H+) 减少;B.c(H+)·c(OH-) 不变;C.c(H+)/c(HF)增大;D.c(OH-)/c(H+)增大;正确选项:CD;
(3)根据形成该钠盐的弱酸的酸性强弱进行判断,酸越弱,形成的钠盐越易水解,溶液的碱性就越强;根据上述三种酸的电离平衡常数:K(HF)> K(H2CO3) > K(HClO) > K(HCO-3)
四种盐的pH由大到小的顺序是:Na2CO3溶液> NaClO溶液> NaHCO3溶液> NaF溶液;正确答案为: ①>④>②>③;
(4)水解反应为SO32-+H20HSO3-+OH-,设水解产生的c(OH-)=c(HSO3-)= xmol/L ;水解平衡常数为Kh=c(OH-)×c(HSO3-)/c(SO32-)=KW/Ka2=1×10-14/5.0×10-8=2×10-7; X2/(0.05-x)= 2×10-7,近似计算:X=10-4mol/L;c(H+)=10-10, pH=10;答案为10;
(5)HSO3-离子既能水解又能电离,NaHSO3溶液呈酸性同时说明HSO3-的电离程度大于水解程度,Na2SO3水解显碱性,且水解能力较强,只有HSO3-离子浓度大于SO32-离子浓度,才会使二者的混合溶液呈现中性,答案为:小于;
点睛:硫酸氢钠溶液电离显酸性;碳酸氢钠溶液既能水解又能电离,但是水解过程大于电离过程,溶液显碱性;NaHSO3溶液既能水解又能电离,但是电离过程大于水解过程,溶液显酸性。
23. Ⅰ.(1)在2L定容密闭容器中通入1molN2(g)和3molH2(g),发生反应:
3H2(g)+N2(g)2NH3(g)△H<0,测得压强一时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。
①若图中c=1.6mol,则改变的条件是__________(填字母,下同);
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
②若图中c<1.6mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)如图甲,平衡时氢气的转化率为____________。
Ⅱ.粗制的CuCl2·2H2O晶体中常含有Fe3+、Fe2+杂质,为制得纯净的氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,再按下图所示的操作步骤进行提纯。
(1)操作Ⅰ时,常先加入合适的氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,下列可选用的氧化剂是__________。
A.KMnO4 B.H2O2 C.Cl2 D.HNO3
(2)操作Ⅱ调整溶液的pH的Y试剂可选用下列中的__________。
A.NaOH(s) B.氨水 C.CuO(s) D.Cu(OH)2(s)
(3)已知溶度积常数如下表:
物质
Cu(OH)
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
2.2×10-20
8.0×10-16
4.0×10-38
将溶液的pH调至pH=4时,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去,此时c(Fe3+)=__________。
(4)若将CuCl2溶液蒸干后,再灼烧,得到的固体是__________(填化学式);操作Ⅲ后由CuCl2·2H2O晶体得到纯净无水CuCl2的合理操作是_____________________________________。
【答案】 (1). E (2). A (3). 减小 (4). 80 % (5). BC (6). CD (7). 4.0×10-8mol•L-1 (8). CuO (9). 在干燥的HCl气流中蒸发
【解析】Ⅰ.(1)①从图像可以看出,c=1.6mol后,反应达平衡状态,只有使用催化剂对平衡移动无影响,正确选项:E;
②该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡左移,c<1.6mol;正确选项:A;由于平衡左移,温度升高,反应物浓度增大,生成物浓度减少,该反应的平衡常数减少;正确答案:减少;
(2)设该反应中消耗氮气为xmol, 反应前后气体的总量之比等于压强之比;
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
起始量 3 1 0
变化量 3x x 2x
平衡量 3-3x 1- x 2x
p2/p1=(3-3x+1-x+2x)/ (3 +1)=0.6,x=0.8,平衡时氢气的转化率为0.8÷1×100%=80%;正确答案80%;
Ⅱ.(1)A.KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+, 但是引入了杂质离子:K+ 、Mn2+,不可用,A错误;B.H2O2 的还原产物是水,是一种绿色氧化剂,B正确;C.Cl2能把Fe2+氧化为Fe3+,
本身变为Cl-,没有引入杂质离子,C正确;D.HNO3的还原产物是氮的氧化物,对环境有危害,D错误;正确答案选:BC;
(2)调整溶液的pH时,要满足在中和酸的同时,不能引入杂质离子进入溶液中, 剩余的物质还利于除去;CuO 、Cu(OH)2两种固体都不溶于水,但能够溶于酸,能够达到调控的目的。正确选项:C D;
(3)根据Ksp=c(Fe3+)c3 (OH-);pH调至pH=4,c(H+)=10-4, c(OH-)=10-10,代入公式:
4.0×10-38= c(Fe3+)×c3 (OH-)= c(Fe3+)×10-30,c(Fe3+)=4.0×10-8mol•L-1;正确答案4.0×10-8mol•L-1;
(4)氯化铜溶液水解:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,溶液蒸干后,氯化氢挥发,再灼烧氢氧化铜得到的固体是氧化铜;由于氯化铜溶液易发生水解,只有在不断通入氯化氢气流的情况下,抑制氯化铜的水解,才能在加热蒸干的情况下得到纯净的无水CuCl2 固体;
正确答案:CuO ;在干燥的HCl气流中蒸发;
点睛:含有Fe3+、Cu2+、 H+的混合液中,要使Fe3+沉淀出来,而Cu2+不沉淀,需要调整溶液的pH,所加试剂一定满足含有铜元素且不溶于水的化合物比如:氧化铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜等。
24. (1)图1表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边溶液中同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:
①X极上的电极反应式是______________________________________________________。
②电解NaCl溶液的离子方程式是____________________________________________。
(2)图2是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
①通入氢气电极的反应式为______________________________________________________________。
②石墨电极(乙装置中右侧电极)为__________极(填“阳”或“阴”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,__________极区(填“铁”或“石墨”)的溶液变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为__________L;丙装置中阴极析出铜的质量为__________g。
三、实验题:(本题包含1小题,共16分)。
【答案】 (1). 2H++2e-= H2↑ (2). 2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- (3). H2-2e-+ 2OH-═ 2H2O (4). 阳 (5). 铁 (6). 减小 (7). 0.448 (8). 1.28
【解析】(1)①X极为阴极,溶液中H+得电子发生还原反应,正确答案:2H++2e-= H2↑;
②惰性电极电解饱和食盐水,阴极产生氢气和氢氧化钠溶液,阳极产生氯气;正确答案:2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH-;
(2)①通入氢气电极为原电池的负极,在碱性环境下氢气失电子发生氧化反应,正确答案:H2-2e-+ 2OH-═ 2H2O;
②通入氢气的一极为原电池的负极,铁电极为电解池的阴极,所以乙装置中右侧电极为阳极;正确答案:阳;电解饱和食盐水,阴极产生氢气,氢离子浓度减少,氢氧根离子浓度增大,碱性增强,滴入酚酞,铁电极附近溶液变红;正确答案:铁;
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,锌的活泼性比铜强,先于铜失电子,发生氧化反应,硫酸铜溶液中铜离子得电子,在阴极被还原出来,导致溶液中硫酸铜溶液浓度将减少;正确答案:减少;
④ 串联电路电子转移数目相等;1mol氧气转移4mol电子,224mL氧气参加反应共转移电子0.04mol,阴极铁附近,极反应:2H++2e-= H2↑, 产生氢气0.02mol,,体积为 0.448L;正确答案:0.448;丙中阴极极反应为Cu2++2e-=Cu,产生金属铜0.02 mol,质量为1.28 g;正确答案:1.28;
点睛:原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;与原电池负极相连的一极为电解池的阴极,与原电池正极相连的一极为电解池的阳极。
25. 某化学兴趣小组为了测定某草酸晶体的纯度设计了如下实验。化学反应如下:KMnO4+H2C2O4+H2SO4—K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O(未配平)实验主要步骤如下:
Ⅰ、称取2.8g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)配成100mL草酸溶液
Ⅱ、取25.00ml草酸溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用0.1000mol·L-1酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗KMnO4溶液20.00mL。
根据上述实验步骤请回答下列问题:
(1)高锰酸钾溶液应盛装于__________ (填“甲”或“乙”)滴定管。
(2)滴定到达终点的判断标志是_________________________________。
(3)下列造成草酸晶体质量分数偏高的是__________。
A.滴定终点读数时俯视 B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.润洗锥形瓶 D.流定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁
(4)完成酸性高锰酸钾溶液和H2C2O4(已知草酸为弱酸)溶液反应的离子方程式:__________________。
(5)该草酸晶体的质量分数为_____________________________。
【答案】 (1). 甲 (2). 加入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且30s内不褪色 (3). BC (4). 5H2C2O4+ 2MnO4-+ 6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2++ 8H2O (5). 90%
【解析】(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,腐蚀橡胶,碱式滴定管下端有一段橡胶管,只能选用酸式滴定管,正确答案:甲;
(2)高锰酸钾溶液氧化草酸,溶液褪色,当加到最后一点高锰酸钾溶液时,反应液的颜色不再发生变化,且30秒内颜色保持不变,达滴定终点;正确答案:加入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且30s内不褪色;
(3)A.滴定终点读数时俯视,消耗高锰酸钾溶液的体积减少,所测结果偏低;A错误;B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读数偏大,相当于消耗高锰酸钾溶液的体积增多,所 测结果偏高;B正确;C.润洗锥形瓶,造成草酸的量增大,消耗高锰酸钾溶液的体积增大,测定结果偏高;C 正确;D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁,溶质的量保持不变,测定结果无影响;D错误;正确选项:BC;
(4)酸性高锰酸钾被还原为锰离子,H2C2O4被氧化为二氧化碳;正确答案:5H2C2O4+ 2MnO4-+ 6H+= 10CO2↑+ 2Mn2++ 8H2O;
(5)根据反应关系式:5H2C2O4----2MnO4-,设消耗草酸的量为xmol, x=2.5×0.1000×20.00×10-3=5×10-3mol,由题意可知:100mL草酸溶液中含有草酸的量为5×10-3mol×100/25=2×10-2 mol; 草酸晶体的质量为2×10-2×126=2.52g,该草酸晶体的质量分数=2.52÷2.8×100%=90%;正确答案:90%;
吉林省吉化第一高级中学校2017-2018学年高二上学期期末考试化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、选择题:(本题包含20小题,每小题2分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )
A. 用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴定管吸出多余液体。
B. 酸式滴定管装标准液前,必须先用该溶液润洗
C. 酸碱中和滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D. 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
【答案】B
.....................
2. 下列各组物质中,前者是强电解质,后者是弱电解质的是( )
A. NaCl、BaSO4 B. HCl、NaHSO4 C. KNO3、CH3COOH D. NH3·H2O、H2SO4
【答案】C
【解析】强电解质包括强酸、强碱、绝大部分盐、金属氧化物等,弱电解质包括弱酸、弱碱、极少数盐、水等;NaCl、BaSO4 、HCl、NaHSO4 、H2SO4 、KNO3全部为强电解质, CH3COOH、NH3·H2O均为弱电解质,符合题意的为C;答案选C。
3. 在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,下列因素对产生氢气速率没有影响的是( )
A. 升高溶液的温度 B. 初始加入的稀硫酸由5mL变成10mL
C. 将锌块换成锌粉 D. 加几滴硫酸铜溶液
【答案】B
【解析】A. 升高溶液的温度反应速率加快,A错误;B. 初始加入的稀硫酸由5 mL变成10 mL,氢离子浓度不变,反应速率不变,B正确;C. 将锌块换成锌粉增大固体反应物的接触面积,反应速率加快,C错误;D. 滴加几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,构原电池,加快反应速率,D错误,答案选B。
4. 化学用语正确的是( )
A. 醋酸的电离:CH3COOH+H2OCH3COO-+H2O
B. 碳酸氢钠在水溶液中的电离:NaHCO3Na++HCO3-
C. 氯化铵的水解:NH4++H2ONH4OH+H+
D. Na2S的水解:S2-+2H2OH2S+2OH-
【答案】A
【解析】碳酸氢钠为强电解质,在水溶液中完全电离,划等号,B错误;氯化铵溶液水解显酸性:NH4++H2ONH3∙H2O+H+,C错误;D. Na2S溶液水解分两步进行,不能一步到位,A正确;答案选A。
点睛:多元弱酸形成的能够水解的盐,水解要分步进行,不能一步到位。
5. 下列叙述正确的是( )
A. 马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快 B. 白铁(镀锌)的表面一旦破损,铁腐蚀加快
C. 用铝质铆钉铆接铁板,铁易被腐蚀 D. 钢铁设备上装上镁合金是阴极保护法
【答案】A
【解析】A. 铁比锡活泼,铁易失电子,腐蚀加快,A正确;B.锌比铁活泼,锌易失电子保护了铁,B错误;C. 铝比铁活泼,铝易失电子保护了铁,B错误;D.是牺牲阳极的阴极保护法,D错误;A正确;答案选A。
6. 在ZA(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B. v(B)=0.3mmol·L-1·s-1
C. v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D. v(D)=1mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快;A.=0.5mol•(L•s)-1;B.=0.25mol•(L•s)-1;C.=0.267mol•(L•s)-1;D.=0.25mol•(L•s)-1,故反应速率v(A)>v(C)>v(B)=v(D),故答案为A。
7. 在某温度下,反应:ClF(g)+F2(g)ClF(g)△H<0,在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A. 温度不变,缩小体积,ClF的转化率增大 B. 温度不变,增大体积,ClF3的产率增大
C. 升高温度,增大体积,有利于平衡向反应方向移动 D. 降低温度,体积不变,F2的转化率降低
【答案】A
【解析】由平衡移动原理可知,升温,平衡向吸热反应方向移动,降温,平衡向放热反应方向移动。容器体积增大,压强减小,平衡应向气体体积增大的方向移动。本题所给反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,根据平衡移动原理,即可确定正确答案。
8. 稀释某弱酸HA的稀溶液时,浓度增大的是( )
A. HA B. H+ C. A- D. OH-
【答案】D
【解析】HA是弱酸,加水稀释能促进其电离,但A-、H+、HA浓度都减小,温度不变,水的离子积常数Kw=c(H+)•c(OH-)不变,则OH-浓度增大,故D正确,答案为 D。
9. 25℃时,将pH=2的强酸溶液与pH=13的强碱溶液混和,所得混和液的pH=11,则强酸溶液与强碱溶液的体积比是(忽略混合后溶液的体积变化)( )
A. 11∶1 B. 9∶1 C. 1∶11 D. 1∶9
【答案】B
【解析】pH=13的强碱溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,酸碱混合后溶液呈碱性,说明碱过量,且pH=11,说明反应后c(OH-)=0.001mol/L,则:c(OH-)=(n(碱)- n(酸))/(v(酸)+ v(碱))=0.1×V(碱)- 0.01×V(酸)/ v(酸)+v(碱)=0.001,解之得:V(酸):V(碱)=9:1正确答案选B。
10. 在pH=0的溶液中,能大量共存的离子组是( )
A. K+、Fe3+、SO42-、I- B. Na+、NO3-、SiO32-、K+
C. Mg2+、NH4+、Cl-、NO3- D. Fe2+、Na+、HSO3-、NO3-
【答案】C
【解析】在pH=0的溶液为强酸溶液,A. Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;B. SiO32-与H+形成硅酸,不能大量共存,B错误;C. H+、Cl-、NO3-形成强酸,可以能大量共存,C正确;D. H+与HSO3-形成亚硫酸,H+与Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;答案选C。
点睛:Fe2+、NO3-能够大量共存,但是在强酸性条件下,HNO3具有氧化性,Fe2+易被氧化。
11. 一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于恒容密闭容器中,发生如下反应:
NO2(g)+SO2(B)NO(g)+SO3(g) △H=-41.8kJ·mol-1,能说明反应达到平衡状态的是( )
A. 体系压强保持不变 B. 混合气体颜色保持不变
C. NO和SO3的物质的量之比保持不变 D. 每消耗1molNO2的同时生成1molSO3
【答案】B
【解析】该反应为反应前后体积不变的可逆反应,体系压强始终保持不变,无法判定,A错误;NO2(g)为红棕色,混合气体颜色保持不变,相等于混合气体的浓度保持不变,反应达到平衡状态,B正确;C.NO和SO3二者为生成物,按1:1比例生成,无法判定,C错误; D. 不满足V(NO2)正=V(SO3)逆,D错误;答案选B。
点睛:对于C选项,若其它条件不变,NO2和SO3的物质的量之比保持不变,就可以判定反应达平衡状态。
12. 常温下,将甲酸与NaOH溶液混合,所得溶液的pH=7,则此溶液中( )
A. C(HCOO-)>c(Na+) B. C(HCOO-)
【答案】C
【解析】根据电荷守恒可知c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+),所得溶液pH=7,则c(OH-)=c(H+),所以溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),答案选C。
13. 镁——次氯酸盐燃料电池具有比能量高、安全方便等优点,该电池要工作原理如图所示,其正极反应为:ClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-,关于该电池的叙述正确的是( )
A. 该电池中镁为负极,发生还原反应 B. 电池工作时,OH-向正极移动
C. 电池工作时,正极周围溶液的pH将不断变小 D. 该电池的总反应式为:Mg+ClO-+H2O=Mg(OH)2↓+Cl-
【答案】D
【解析】试题分析:A.该电池中镁为负极,发生氧化反应.Mg-2e-+ 2OH-= Mg(OH)2↓。错误. B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在电池工作时,OH-向正电荷较多的负极移动。错误。C.在电池工作时,由于正极发生反应为:ClO-+ H2O + 2e-= Cl-+ 2OH-,所以正极周围溶液的pH将不断变大。错误。D.根据正极、负极的电极反应式可知该电池的总反应为:Mg + ClO-+ H2O = Mg(OH)2↓+ Cl-。正确。
考点:考查原电池的工作原理的知识。
14. 在密闭容器中,对于可逆反应:A(?)+3B(?)2C(g),平衡时C的体积分数与温度和压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A. 若正反应方向△H<0,则T1>T2 B. 压强增大时,混合气体的平均相对分子质量减小
C. A一定为气体 D. B一定为气体
【答案】D
【解析】温度不变,增大压强,C的体积分数增大,平衡右移,平衡向着气体体积减少的方向移动,A可能为气态、固态或液态,B只能是气态;压强不变,温度由T2 升高到T1,C的体积分数增大,平衡右移,该反应正反应为△H>0,与判据矛盾,A、C错误;B.若A、B均为气态,反应前后气体的总质量不变,气体的总量减少,混合气体的平均相对分子质量增大;若只有B均为气态,反应后气体的总质量增大,气体的总量减少,混合气体的平均相对分子质量增大;B错误;答案选D。
15. 向三份0.1mol/LCH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为( )
A. 减小、增大、减小 B. 增大、减小、减小 C. 减小、增大、增大 D. 增大、减小、增大
【答案】A
16. 在1.5L的密闭容器中通入2moIN2和3molH2的混合气体,在一定温度下发生反应。达到平衡时,容器内压强为反应开始时的0.8倍,则该反应的化学平衡常数为( )
A. 0.34 B. 0.64 C. 0.44 D. 0.54
【答案】C
【解析】氮气和氢气反应的方程式为?,相同条件下气体的压强之比=物质的量之比,所以,反应后混合气体的总物质的量为4mol,则
由反应方程式?,设氮气的物质的量变化为xmol,得
起始物质的量2mol 3mol 0
变化物质的量 x 3x 2x
平衡物质的量 2-x 3-3x 2x
解得,;所以平衡后,,;
17. 已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,如图表示L一定时,H2的平衡转化率(a)随X的变化关系,L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法中,肯定不正确的是( )
A. X表示温度 B. L2>L1 C. 反应速率v(M)>v(N) D. 平衡常数K(M)
【解析】试题分析:A.根据图像,随着X的增大,H2的平衡转化率(α)减小,X若表示温度,升高温度,平衡逆向移动,H2的平衡转化率(α)减小,故A正确;B.相同温度条件下,压强越大,H2的平衡转化率(α)越大,L2>L1,故B正确;C.压强越大,反应速率越快, υ(M)>υ(N),故C正确;D.温度不变,平衡常数不变,故D错误;故选D。
考点:考查了化学平衡图像、化学平衡的影响因素的相关知识。
18. 常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A. 点O所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B. 点目所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. 点国所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D. 滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)c(Na+)>c(OH-)
【答案】D
【解析】A.点①时,二者反应生成NaAc,还剩余等量的HAc,溶液显酸性,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由物料守恒可知,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),则c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+[ c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]>c(H+)+[ c(CH3COOH)+c(CH3COOH)]= c(CH3COOH) +c( H+),故A错误;B.点②时溶液pH=7,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(Na+)=c(CH3COO-),故B错误;C.点③时两溶液恰好完全反应,溶质为NaAc,醋酸根离子水解显碱性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;D.当滴入的氢氧化钠很少时,溶液显酸性,可能存在c(CH3COOH)>c( CH3COO-)>c(H+) >c( Na+)>c( OH-),故D正确;故选D。
19. 在T℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列说法不正确的是( )
A. T℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
B. T℃时,Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等
C. 饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体不能使溶液由Y点变为X点
D. T℃时,将0.01mol·L-1AgNO3溶液滴入20mL0.01mol·L-1KCl和0.01mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
【答案】A
【解析】A.Ag2CrO4的Ksp=c2(Ag+)·c(CrO42-),从上图可以看出当c(CrO42-)=1×10-5mol/L时,c(Ag+)=10-3mol/L,所以Ag2CrO4的Ksp=10-11,A错误;B.Ksp是一个只与温度有关的常数,温度不变时Ksp不变,B正确;C.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,得到的还是Ag2CrO4的饱和溶液,点仍然在曲线上,C正确;D.Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO42-)=10-11,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,将0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,开始生成Ag2CrO4时溶液中银离子的浓度为c(Ag+)=,开始生成AgCl沉淀时溶液中银离子的浓度c(Ag+)=,Cl-开始沉淀时需要的银离子的浓度小些,所以Cl-先沉淀,D正确;答案选A。
20. 在500mL1.0mol·L-1的硫酸铜溶液中,阳极为100g铜片,阴极为100g锌片,通电一段时间后,立即取出电极,测得锌片质量增加到106.4g,此时剩余溶液中的物质的量浓度为( )
A. 0.25mol·L-1 B. 0.8mol·L-1 C. 1.0mol·L-1 D. 1.2mol·L-1
【答案】C
【解析】电解池中,阳极铜片溶解,变为Cu2+进入溶液中,Cu2+得电子变为Cu又在锌极析出,导致锌片增重,但是硫酸铜溶液的浓度保持不变,仍为1.0mol·L-1,此过程为电镀,答案C正确;
点睛:电镀的过程中:待镀金属做阴极,镀层金属做阳极,含有镀层金属离子的溶液为电镀液,电镀液的浓度保持不变。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
二、填空题:(本题包含4小题,共44分)。
21. (1)写出下列物质在水中的电离方程式:
①Ba(OH)2:________________________________________________;
②KAl(SO4)2:____________________________________________。
(2)写出下列物质发生水解的离子方程式:
①NaClO:________________________________________________________;
②FeCl3:_______________________________________________________。
【答案】 (1). Ba(OH)2 = Ba2++2OH- (2). KAl(SO4)2 = K+ + Al3++2SO42- (3). ClO-+ H2OHClO+ OH- (4). Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+
【解析】(1)电离方程式满足原子守恒,电荷守恒规律;(1)①Ba(OH)2 = Ba2++2OH-;②KAl(SO4)2 = K+ + Al3++2SO42-;
(2)盐类的水解反应为可逆反应,也要满足原子守恒,电荷守恒规律;①ClO-+ H2OHClO+ OH-;②Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+;
22. 根据电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式
HF
H2CO3
HClO
H2SO3
电离平衡常数(Ka)
Ka=7.2×10-4
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka=3.0×10-8
Ka1=1.0×10-2
Ka2=5.0×10-8
(1)25℃时,同浓度的HF、H2CO3、HClO三种溶液中,pH最大的是____________(写化学式)。
(2)将0.1mol·L-1的HF溶液1mL加水稀释至10mL(假设温度不变),下列各量增大的是___________(填写字母)。
A.c(H+) B.c(H+)·c(OH-) C.c(H+)/c(HF) D.c(OH-)/c(H+)
(3)25℃时,现有物质的量浓度均为0.1mol·L-1的下列四种溶液:
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③NaF溶液 ④NaClO溶液。
依据数据判断其pH由大到小的顺序是_________________________(填写序号)。
(4)根据H2SO3的电离平衡常数,计算25℃时,0.05mol·L-1Na2SO3溶液的pH=__________。
若某Na2SO3和NaHSO3的混合液呈中性,则溶液中c(SO32-)__________ c(HSO3-)(填“大于”、“小于“或“等于")。
【答案】 (1). HClO (2). C D (3). >④>②>③ (4). 10 (5). 小于
【解析】(1)查看三种酸的电离平衡常数,二元弱酸看第一步电离;平衡常数越大,酸性越强,pH越小,正确选项HClO;
(2)HF为弱酸,存在电离平衡,加水稀释,平衡右移,c(H+)、c(HF)、c(F-)均减少,温度不变,c(H+)·c(OH-)为常数, 所以c(OH-)增大;A.c(H+) 减少;B.c(H+)·c(OH-) 不变;C.c(H+)/c(HF)增大;D.c(OH-)/c(H+)增大;正确选项:CD;
(3)根据形成该钠盐的弱酸的酸性强弱进行判断,酸越弱,形成的钠盐越易水解,溶液的碱性就越强;根据上述三种酸的电离平衡常数:K(HF)> K(H2CO3) > K(HClO) > K(HCO-3)
四种盐的pH由大到小的顺序是:Na2CO3溶液> NaClO溶液> NaHCO3溶液> NaF溶液;正确答案为: ①>④>②>③;
(4)水解反应为SO32-+H20HSO3-+OH-,设水解产生的c(OH-)=c(HSO3-)= xmol/L ;水解平衡常数为Kh=c(OH-)×c(HSO3-)/c(SO32-)=KW/Ka2=1×10-14/5.0×10-8=2×10-7; X2/(0.05-x)= 2×10-7,近似计算:X=10-4mol/L;c(H+)=10-10, pH=10;答案为10;
(5)HSO3-离子既能水解又能电离,NaHSO3溶液呈酸性同时说明HSO3-的电离程度大于水解程度,Na2SO3水解显碱性,且水解能力较强,只有HSO3-离子浓度大于SO32-离子浓度,才会使二者的混合溶液呈现中性,答案为:小于;
点睛:硫酸氢钠溶液电离显酸性;碳酸氢钠溶液既能水解又能电离,但是水解过程大于电离过程,溶液显碱性;NaHSO3溶液既能水解又能电离,但是电离过程大于水解过程,溶液显酸性。
23. Ⅰ.(1)在2L定容密闭容器中通入1molN2(g)和3molH2(g),发生反应:
3H2(g)+N2(g)2NH3(g)△H<0,测得压强一时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件,得到如乙图像。
①若图中c=1.6mol,则改变的条件是__________(填字母,下同);
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
②若图中c<1.6mol,则改变的条件是__________(填字母);此时该反应的平衡常数__________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)如图甲,平衡时氢气的转化率为____________。
Ⅱ.粗制的CuCl2·2H2O晶体中常含有Fe3+、Fe2+杂质,为制得纯净的氯化铜晶体,首先将其制成水溶液,再按下图所示的操作步骤进行提纯。
(1)操作Ⅰ时,常先加入合适的氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,下列可选用的氧化剂是__________。
A.KMnO4 B.H2O2 C.Cl2 D.HNO3
(2)操作Ⅱ调整溶液的pH的Y试剂可选用下列中的__________。
A.NaOH(s) B.氨水 C.CuO(s) D.Cu(OH)2(s)
(3)已知溶度积常数如下表:
物质
Cu(OH)
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
2.2×10-20
8.0×10-16
4.0×10-38
将溶液的pH调至pH=4时,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去,此时c(Fe3+)=__________。
(4)若将CuCl2溶液蒸干后,再灼烧,得到的固体是__________(填化学式);操作Ⅲ后由CuCl2·2H2O晶体得到纯净无水CuCl2的合理操作是_____________________________________。
【答案】 (1). E (2). A (3). 减小 (4). 80 % (5). BC (6). CD (7). 4.0×10-8mol•L-1 (8). CuO (9). 在干燥的HCl气流中蒸发
【解析】Ⅰ.(1)①从图像可以看出,c=1.6mol后,反应达平衡状态,只有使用催化剂对平衡移动无影响,正确选项:E;
②该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡左移,c<1.6mol;正确选项:A;由于平衡左移,温度升高,反应物浓度增大,生成物浓度减少,该反应的平衡常数减少;正确答案:减少;
(2)设该反应中消耗氮气为xmol, 反应前后气体的总量之比等于压强之比;
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
起始量 3 1 0
变化量 3x x 2x
平衡量 3-3x 1- x 2x
p2/p1=(3-3x+1-x+2x)/ (3 +1)=0.6,x=0.8,平衡时氢气的转化率为0.8÷1×100%=80%;正确答案80%;
Ⅱ.(1)A.KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+, 但是引入了杂质离子:K+ 、Mn2+,不可用,A错误;B.H2O2 的还原产物是水,是一种绿色氧化剂,B正确;C.Cl2能把Fe2+氧化为Fe3+,
本身变为Cl-,没有引入杂质离子,C正确;D.HNO3的还原产物是氮的氧化物,对环境有危害,D错误;正确答案选:BC;
(2)调整溶液的pH时,要满足在中和酸的同时,不能引入杂质离子进入溶液中, 剩余的物质还利于除去;CuO 、Cu(OH)2两种固体都不溶于水,但能够溶于酸,能够达到调控的目的。正确选项:C D;
(3)根据Ksp=c(Fe3+)c3 (OH-);pH调至pH=4,c(H+)=10-4, c(OH-)=10-10,代入公式:
4.0×10-38= c(Fe3+)×c3 (OH-)= c(Fe3+)×10-30,c(Fe3+)=4.0×10-8mol•L-1;正确答案4.0×10-8mol•L-1;
(4)氯化铜溶液水解:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,溶液蒸干后,氯化氢挥发,再灼烧氢氧化铜得到的固体是氧化铜;由于氯化铜溶液易发生水解,只有在不断通入氯化氢气流的情况下,抑制氯化铜的水解,才能在加热蒸干的情况下得到纯净的无水CuCl2 固体;
正确答案:CuO ;在干燥的HCl气流中蒸发;
点睛:含有Fe3+、Cu2+、 H+的混合液中,要使Fe3+沉淀出来,而Cu2+不沉淀,需要调整溶液的pH,所加试剂一定满足含有铜元素且不溶于水的化合物比如:氧化铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜等。
24. (1)图1表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边溶液中同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:
①X极上的电极反应式是______________________________________________________。
②电解NaCl溶液的离子方程式是____________________________________________。
(2)图2是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
①通入氢气电极的反应式为______________________________________________________________。
②石墨电极(乙装置中右侧电极)为__________极(填“阳”或“阴”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,__________极区(填“铁”或“石墨”)的溶液变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为__________L;丙装置中阴极析出铜的质量为__________g。
三、实验题:(本题包含1小题,共16分)。
【答案】 (1). 2H++2e-= H2↑ (2). 2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH- (3). H2-2e-+ 2OH-═ 2H2O (4). 阳 (5). 铁 (6). 减小 (7). 0.448 (8). 1.28
【解析】(1)①X极为阴极,溶液中H+得电子发生还原反应,正确答案:2H++2e-= H2↑;
②惰性电极电解饱和食盐水,阴极产生氢气和氢氧化钠溶液,阳极产生氯气;正确答案:2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+ 2OH-;
(2)①通入氢气电极为原电池的负极,在碱性环境下氢气失电子发生氧化反应,正确答案:H2-2e-+ 2OH-═ 2H2O;
②通入氢气的一极为原电池的负极,铁电极为电解池的阴极,所以乙装置中右侧电极为阳极;正确答案:阳;电解饱和食盐水,阴极产生氢气,氢离子浓度减少,氢氧根离子浓度增大,碱性增强,滴入酚酞,铁电极附近溶液变红;正确答案:铁;
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,锌的活泼性比铜强,先于铜失电子,发生氧化反应,硫酸铜溶液中铜离子得电子,在阴极被还原出来,导致溶液中硫酸铜溶液浓度将减少;正确答案:减少;
④ 串联电路电子转移数目相等;1mol氧气转移4mol电子,224mL氧气参加反应共转移电子0.04mol,阴极铁附近,极反应:2H++2e-= H2↑, 产生氢气0.02mol,,体积为 0.448L;正确答案:0.448;丙中阴极极反应为Cu2++2e-=Cu,产生金属铜0.02 mol,质量为1.28 g;正确答案:1.28;
点睛:原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池的阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;与原电池负极相连的一极为电解池的阴极,与原电池正极相连的一极为电解池的阳极。
25. 某化学兴趣小组为了测定某草酸晶体的纯度设计了如下实验。化学反应如下:KMnO4+H2C2O4+H2SO4—K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O(未配平)实验主要步骤如下:
Ⅰ、称取2.8g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)配成100mL草酸溶液
Ⅱ、取25.00ml草酸溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用0.1000mol·L-1酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗KMnO4溶液20.00mL。
根据上述实验步骤请回答下列问题:
(1)高锰酸钾溶液应盛装于__________ (填“甲”或“乙”)滴定管。
(2)滴定到达终点的判断标志是_________________________________。
(3)下列造成草酸晶体质量分数偏高的是__________。
A.滴定终点读数时俯视 B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.润洗锥形瓶 D.流定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁
(4)完成酸性高锰酸钾溶液和H2C2O4(已知草酸为弱酸)溶液反应的离子方程式:__________________。
(5)该草酸晶体的质量分数为_____________________________。
【答案】 (1). 甲 (2). 加入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且30s内不褪色 (3). BC (4). 5H2C2O4+ 2MnO4-+ 6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2++ 8H2O (5). 90%
【解析】(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,腐蚀橡胶,碱式滴定管下端有一段橡胶管,只能选用酸式滴定管,正确答案:甲;
(2)高锰酸钾溶液氧化草酸,溶液褪色,当加到最后一点高锰酸钾溶液时,反应液的颜色不再发生变化,且30秒内颜色保持不变,达滴定终点;正确答案:加入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且30s内不褪色;
(3)A.滴定终点读数时俯视,消耗高锰酸钾溶液的体积减少,所测结果偏低;A错误;B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读数偏大,相当于消耗高锰酸钾溶液的体积增多,所 测结果偏高;B正确;C.润洗锥形瓶,造成草酸的量增大,消耗高锰酸钾溶液的体积增大,测定结果偏高;C 正确;D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁,溶质的量保持不变,测定结果无影响;D错误;正确选项:BC;
(4)酸性高锰酸钾被还原为锰离子,H2C2O4被氧化为二氧化碳;正确答案:5H2C2O4+ 2MnO4-+ 6H+= 10CO2↑+ 2Mn2++ 8H2O;
(5)根据反应关系式:5H2C2O4----2MnO4-,设消耗草酸的量为xmol, x=2.5×0.1000×20.00×10-3=5×10-3mol,由题意可知:100mL草酸溶液中含有草酸的量为5×10-3mol×100/25=2×10-2 mol; 草酸晶体的质量为2×10-2×126=2.52g,该草酸晶体的质量分数=2.52÷2.8×100%=90%;正确答案:90%;
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