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2017-2018学年贵州省思南中学高二上学期期末考试化学试题 解析版
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贵州省思南中学2017-2018学年高二上学期期末考试化学试卷
考试说明:1.考试时间120分钟,总分100分。
2.可能用到的相对原子量:H 1 O 16 Cu 63.5
3.考生务必将答案答在答题卡上的指定区域内。
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1. 新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于新能源的是
①煤 ②火力发电 ③太阳能 ④生物质能 ⑤石油 ⑥氢能
A. ①②③ B. ③④⑥
C. ②③⑤ D. ②④⑤
【答案】B
2. 某化学反应的能量变化如下图所示。下列有关叙述正确的是
A. 该反应的反应热ΔH=E2-E1
B. a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化。
C. 催化剂不能改变反应的活化能。
D. 催化剂能改变反应路径,但不能改变反应的焓变。
【答案】D
【解析】该反应吸热,反应热ΔH=E1-E2,故A错误;催化剂可以降低活化能,所以a、b分别对应有无催化剂和有催化剂的能量变化,故B错误;催化剂能改变反应的活化能,故C错误;催化剂通过改变反应路径,改变活化能,但不能改变反应的焓变,故D正确。
3. 已知热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3 mol·L-1; H2SO4(浓)+NaOH(aq)=== Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2=m,下列说法不正确的是
A. 上述热化学方程式中的计量数表示分子数。
B. ΔH1>ΔH2
C. ΔH2应为H2SO4(浓)溶于水的能量变化与中和热之和。
D. |ΔH1|〈|ΔH2|
【答案】A
【解析】热化学方程式中的计量数表示物质的量,故A错误;浓硫酸溶于水放热,故含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,但焓变为负值,所以ΔH1>ΔH2,故B正确;根据盖斯定律,ΔH2为H2SO4(浓)溶于水的能量变化与中和热之和,故C正确;浓硫酸溶于水放热,故含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,所以|ΔH1|〈|ΔH2|,故D正确。
点睛:焓变比较大小时,带符号进行比较,对于吸热反应吸热越多焓变越大,对于放热反应,放热越多焓变越小,如:含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,所以ΔH1>ΔH2。
4. 一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应X(气)+2Y(气)2Z(气)一定达到化学平衡状态的是
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④
C. ②③ D. ③④
【答案】C
【解析】X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2时,浓度不一定不再改变,所以反应不一定平衡,故①错误;当反应达到平衡时,X、Y、Z的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故②正确;该反应的反应前后气体体积改变,所以压强是变量,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,所以压强不再变化,能判断该反应达到平衡状态,故③正确;当反应达到平衡状态时,单位时间内生成2n molZ,同时生成2n molY,如果单位时间内生成n molZ,同时生成2n molY,正逆反应速率不相等,该反应一定没有达到平衡状态,故④错误;故选B。
5. 关于如图中四个图像的说法正确的是
注:图中,E表示能量,p表示压强,t表示时间,y表示体积。
A. ①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热ΔH=183 kJ/mol
B. ②表示其他条件不变时,反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B的体积分数随时间的变化,则D一定是非气体。
C. ③表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H2的体积随时间的变化,则a表示HCl溶液。
D. ④表示10 mL 0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中,分别滴加0.1 mol/L盐酸,产生CO2的体积随盐酸体积的变化,则b表示Na2CO3溶液。
【答案】B
【解析】①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,反应放热,所以该反应的反应热ΔH=-183 kJ/mol,故A错误;根据图像②,先达到平衡,所以 ,增大压强B的体积分数减小,说明平衡正向移动,正反应气体系数和减小,所以反应4A(g)+3B(g) 2C(g)+6D,D一定是非气体,故B正确;体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中,醋酸的物质的量大于HCl的物质的量,所以分别加入足量的锌,醋酸放出的氢气多,故a表示CH3COOH,故C错误;Na2CO3与盐酸反应开始时生成NaHCO3,开始不生成二氧化碳气体,所以B表示NaHCO3,故D错误。
点睛:碳酸钠中滴入盐酸,碳酸钠先与盐酸反应生成碳酸氢钠,再滴入盐酸碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳气体,反应过程可以表示为 ,所以用盐酸可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液。
6. 已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示,830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达平衡。下列说法不正确的是
温度/℃
700
830
1200
K值
1.7
1.0
0.4
A. 达到平衡后,B的转化率为50%
B. 增大压强,正、逆反应速率均加快
C. 该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动
D. 反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)=0.005 mol·L-1·s-1
【答案】C
【解析】试题分析:设平衡时参加反应的B的物质的量为xmol,则:
A(g)+B(g)C(g)+D(g)
开始(mol·L-1):0.2 0.2 0 0
变化(mol·L-1):x x x x
平衡(mol·L-1):0.2-x 0.2-x x x
故=1,解得x=0.1
所以平衡时B的转化率为×100%=50%,故A正确;增大压强,反应混合物的浓度都增大,故正、逆反应速率都增大,故B正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,故C错误;反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)==0.005mol·L-1·s-1,故D正确,故选C。
考点:本题考查化学平衡计算、化学平衡影响因素、平衡常数有关计算、反应速率影响因素等,难度中等。
7. 浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. MOH为弱碱,ROH为强碱
B. ROH的电离程度:a点大于b点
C. 若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D. 当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】C
.....................
8. 下列各组离子能大量共存,当加入相应试剂后会发生化学变化,且发生反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生反应的离子方程式
A
Fe2+、NO3-、NH4+
NaHSO4溶液
3Fe2++NO3- +4H+=3Fe3++NO↑+2H20
B
Ca2+、HCO3-、Cl-
少量NaOH溶液
Ca2++2HCO3- +2OH-=2H2O+CaCO3↓+CO32-
C
K+、AlO2-、HCO3-
通入少量CO2
2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH) 3↓+CO32-
D
NH4+、Al3+、SO42-
少量Ba (OH) 2溶液
2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3·H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】试题分析:A、离子能够大量共存,NaHSO4=Na++H++SO42-,NO3-在酸性条件下,具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,离子反应方程方式正确,故正确;B、少量定为1,离子反应方程式为Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,故错误;C、AlO2-和HCO3-不能大量共存,生成Al(OH)3沉淀和CO32-,故错误;D、Al3+结合OH-能力强于NH4+,因此是Al3+结合OH-生成Al(OH)3↓,故错误。
考点:考查离子共存、离子反应方程式正误判断等知识。
9. 常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是
A. HA为强酸
B. 该混合液pH=7
C. 图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D. 该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
【答案】D
【解析】试题分析:一元酸HA和NaOH溶液等体积、等浓度0.2mol/L混合,发生反应HA+NaOH=NaA+H2O,所得溶液中A-浓度小于0.1mol/L,说明在溶液中存在A-+H2OHA+OH-,NaA水解,HA为弱酸,NaA溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),一般来说,盐类的水解程度较低,则有c(A-)>c(OH-),所以有:c(Na+)=0.1mol/L>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),即X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,溶液中存在物料守恒得到:c(Na+)=c(A-)+c(HA),选D。
考点:考查酸碱混合溶液的定性判断,溶液PH值、盐类水解等知识。
视频
10. 下列说法正确的是
A. 水的离子积常数KW只与温度有关,但若外加酸、碱会抑制水的电离,若外加盐则可能促进水的电离或不影响水的电离。
B. Ksp不仅与难溶电解质的性质和温度有关,还与溶液中相关离子的浓度有关。
C. 常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使溶液的pH减小,c(NH)/c(NH3·H2O)的值增大,故使NH3·H2O的Kb会减小。
D. 室温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,CH3COOH溶液中的c(H+)与NH3·H2O中的c(OH-)相等
【答案】A
【解析】水的离子积常数KW只与温度有关,若外加酸、碱, c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离;若外加盐,如加入氯化钠不影响水的电离,加入碳酸钠促进水电离,故A正确;Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中相关离子的浓度无关,故B错误;NH3·H2O的电离平衡常数只与温度有关,所以NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,Kb不变,故C错误;醋酸中 ,氨水中,所以只有同浓度的CH3COOH、NH3·H2O溶液中的c(H+)与c(OH-)才相等,故D错误。
点睛:水的离子积常数、弱电解质的电离平衡常数与温度有关,与溶液的浓度、与溶液是否存在其它电解质无关;如常温下,纯水和盐酸溶液中水的离子积都是 。
11. 常温下,将浓度均为0.1 mol/L HA溶液和NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=9,下列说法正确的是
A. 该混合溶液中:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B. 该混合溶液中:c(HA)+c(A-)=0.1 mol/L
C. 常温下,0.1 mol/L HA溶液的pH=1
D. 0.1 mol/L HA溶液中:c(HA)>c(A-)
【答案】D
【解析】试题分析:A、根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)可知,A错误;B、根据物料守恒可知混合后的溶液中c(HA)+c(A¯)=0.05mol/L,B错误;C、常温下,将浓度均为0.1 mol/L HA溶液和NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=9,这说明生成的NaA水解溶液显碱性,因此HA为弱酸,所以0.1mol/LHA溶液的pH>1,C错误;D、由于HA的电离程度很小,因此0.1 mol/L HA溶液中c(HA)>c(A¯),D正确,答案选D。
考点:考查弱电解质的电离、离子浓度大小的比较。
12. 已知:25 ℃时,Mg(OH)2的Ksp=5.61×10-12,MgF2的Ksp=7.42×10-11。下列判断不正确的是
A. 25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)较小。
B. 25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大。
C. 25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L的氨水中的Ksp与在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp相同,但前者的溶解度比后者小。
D. 25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2。
【答案】D
【解析】Mg(OH)2、MgF2结构相似,Ksp越大越易溶,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,Mg(OH)2的c(Mg2+)较小,故A正确;在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,NH4+结合氢氧根离子,使氢氧根离子浓度减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,故B正确;Ksp只与温度有关,氨水中氢氧根离子浓度大,抑制Mg(OH)2溶解,NH4Cl溶液中NH4+结合氢氧根离子,促进Mg(OH)2溶解,故C正确;Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,F-的浓度很大,氢氧根离子浓度小,所以Mg(OH)2能转化为MgF2,故D错误。
13. 碱性锌锰电池获得了广泛的使用,根据电池的电极反应,下列判断正确的是
A. Zn为负极,MnO2为正极。
B. Zn为正极,MnO2为负极。
C. 工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极。
D. Zn电极发生还原反应,MnO2电极发生氧化反应。
【答案】A
【解析】Zn失电子为负极,MnO2得电子为正极,故A正确;根据电池的电极反应,Zn失电子为负极,MnO2得电子为正极,故B错误;工作时电子由Zn经外电路流向MnO2极,故C错误;Zn电极失电子发生氧化反应,MnO2电极得电子发生还原反应,故D错误。
点睛:原电池中失电子发生氧化反应的一极是负极,得电子发生还原反应的一极是正极;工作时电子由负极经外电路流向正极;溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。
14. 为保护地下钢管不受腐蚀,可使它与
A. 交流电源火线相连 B. 铜板相连
C. 锌板相连 D. 直流电源正极相连
【答案】C
【解析】A.根据电化学防护方法,受保护的金属应与直流电源负极相连不能与交流电源相连,故A错误; B.如果与Cu连接,Fe、Cu和电解质溶液构成原电池,Fe易失电子作负极,加速被腐蚀,故B错误; C.与锌板相连,Fe、Zn和电解质溶液构成原电池,Zn易失电子作负极、Fe作正极,则Fe被保护,故C正确; D.与直流电源正极相连,则钢铁作阳极,加速被腐蚀,故D错误;
点睛:金属的电化学防护方法:①外加电流阴极保护法:把金属连接在电源的负极上,被保护的金属不再失电子;②牺牲阳极保护法:在金属上连接比它更活泼的另一金属,活泼金属发生氧化反应被腐蚀。
15. 根据如图回答,下列说法正确的是
A. 此装置若用于铁表面镀铜时,a为铁。
B. 此装置若用于电镀铜时,硫酸铜溶液的浓度逐渐变小。
C. 燃料电池中正极反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-
D. 若用该装置进行粗铜的精炼,当有1 mol水生成时,b电极上增重63.5 g,a电极下方有部分重金属泥。
【答案】D
【解析】左侧装置为燃料电池,通入氧气的一极是正极,通入氢气的一极是负极;此装置若用于铁表面镀铜时,a为铜、b为铁,故A错误;电镀铜时,硫酸铜溶液的浓度不变,故B错误;酸性电解质,燃料电池中正极反应为:O2+4e-+4H+===2H2O,故C错误;当有1 mol水生成时转移2mol电子,b电极生成1mol铜,增重64 g,故D错误。
16. 纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断不正确的是
A. X可能是金属铜 B. Y可能是氢气
C. Z可能是氯化钠 D. Z不可能是三氧化硫
【答案】C
【解析】若X是金属铜、Y是氯气,则Z是氯化铜,电解氯化铜溶液生成铜和氯气,故A正确;若Y是氢气、X是氯气,则Z是氯化氢,电解稀盐酸生成氢气和氯气,故B正确;钠与氯气反应生成氯化钠,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,故C错误;若Z是三氧化硫,则Z的水溶液是硫酸,电解硫酸生成氢气和氧气,氢气和氧气反应生成水,所以Z不可能是三氧化硫,故D正确。
17. 温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol X,反应X(g) Y(g)+Z(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(Y)/mol
0
0.32
0.38
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A. 反应在前250 s的平均速率为v(Y)=0.000 8 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Y)=0.21 mol·L-1,则反应的ΔH>0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入4.0 mol Y、4.0 mol Z,达到平衡时,则此反应的化学平衡常数为1/20
D. 相同温度下,若起始时向容器中充入2.0 mol X、0.40 mol Y和0.80 mol Z,则达到平衡前v(正)>v(逆)
【答案】D
【解析】反应前250 s的平均速率为v(Y) = 0.000 8 mol·L-1·s-1,故A正确;保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Y)=0.21 mol·L-1,说明平衡正向移动,则反应的ΔH>0,故B正确;平衡常数只与温度有关,
,故C正确;相同温度下,若起始时向容器中充入2.0 mol X、0.40 mol Y和0.80 mol Z, ,所以达到平衡前v(正)
点睛:根据浓度熵Q和化学平衡常数K的关系,判断反应进行的方向; 反应达到平衡状态,v(正)=v(逆); 反应逆向进行,v(正)v(逆)。
18. 用标准盐酸滴定未知浓度的氨水,下列操作引起实验误差分析不正确的是
A. 用蒸馏水洗净碱式滴定管后,装入未知浓度的氨水,再移取10.00 mL氨水至锥形瓶,最终会使实验结果偏低。
B. 用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用氨水润洗,后装入氨水,然后进行滴定,最终会使实验结果偏高。
C. 用酸式滴定管盛放盐酸溶液,滴定前开始调节液面时,仰视读数,最终会使实验结果偏低。
D. 用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色后,要等半分钟,若溶液红色不褪去,表明达到滴定终点。
【答案】D
【解析】没有用待盛氨水润洗碱式滴定管,使氨水浓度减小,消耗标准液的体积偏小,最终会使实验结果偏低,故A正确;用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用氨水润洗,后装入氨水,使氨水物质的量增大,消耗标准液的体积偏大,最终会使实验结果偏高,故B正确;用酸式滴定管盛放盐酸溶液,滴定前开始调节液面时,仰视读数,消耗标准液的体积偏小,最终会使实验结果偏低,故C正确;强酸滴定弱碱要用甲基橙作指示剂,故D错误。
二、非选择题(本题包括5个小题,共46分)。
19. 判断正误(对的打“√”;错的打“×”)。
(1)明矾和高铁酸钠(Na2FeO4)都可用于水的消毒净化。___
(2)硫酸钡和碳酸钡都难溶于水,故都可用于钡餐透视。___
(3)液氨是纯净物,氨常用作制冷剂,是因为其沸点较高,很容易液化;氨水呈碱性,是因为氨溶于水生成一水合氨电离产生OH-,使溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液呈碱性,同时也抑制了水的电离。___
(4)硅的提纯与应用,促进了半导体元件与集成芯片的发展,可以说“硅是信息技术革命的催化剂”; 高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遭遇强碱会“断路”;SiCl4在战争中常用作烟雾弹,是因为它水解时生成白色烟雾。____
(5)在硫酸亚铁铵的制备实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热。____
(6)通电时,溶液中溶质离子分别向两极移动,胶体中胶粒向某一极移动。____
(7) 可用稀盐酸、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液设计实验来验证氯、碳、硅三种元素的非金属性。_____
(8) 同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大。___
(9) 已知次磷酸(H3PO2)是一元弱(中强)酸,且Ka(H3PO2)>Kb(NH3.H2O)。则NH4H2PO2是正盐,且其水溶液呈酸性。____
(10) Al2O3在工业上用于制作耐高温材料,也用于电解法治炼铝;工业上也常用电解钠、镁的氧化物来制备相应的金属单质。____
【答案】 (1). × (2). × (3). √ (4). √ (5). √ (6). √ (7). × (8). × (9). √ (10). ×
【解析】试题分析:(1)明矾只能净水,不能消毒;(2)碳酸钡能与胃酸反应生成氯化钡;(3)氨分子间含有氢键,易被液化,一水合氨是弱碱,抑制水电离;(4)二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水;SiCl4水解时生成硅酸和氯化氢;(5)加热蒸发硫酸亚铁铵溶液,亚铁离子易被氧化;(6)胶粒带同种电荷;(7)盐酸是无氧酸,不能根据其酸性强弱判断氯元素非金属性强弱;(8)还原性强弱与失电子能力有关、酸根水解能力与酸性强弱有关;(9)H3PO2是一元弱酸,所以NH4H2PO2是正盐;根据“谁强显谁性”, NH4H2PO2溶液呈酸性;(10)工业上常用电解氯化钠、氯化镁来制备金属钠、镁。
解析:(1)明矾只能净水,不能消毒,故(1)错误;(2)碳酸钡能与胃酸反应生成氯化钡,氯化钡有毒,故(2)错误;(3)氨分子间含有氢键,易被液化;一水合氨是弱碱,抑制水电离,故(3)正确;(4)二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水,所以光导纤维遭遇强碱会“断路”;SiCl4水解时生成硅酸和氯化氢,所以SiCl4在战争中常用作烟雾弹,故(4)正确;(5)加热蒸发硫酸亚铁铵溶液,亚铁离子易被氧化,不能直接加热硫酸亚铁铵溶液制备硫酸亚铁铵晶体,故(5)错误;(6)胶粒带同种电荷,通电时,胶体中胶粒向某一极移动,故(6)正确;(7)盐酸是无氧酸,不能根据其酸性强弱判断氯元素非金属性强弱,故(7)错误;(8)还原性强弱与失电子能力有关、酸根水解能力与酸性强弱有关,故(8)错误;(9)H3PO2是一元弱酸,所以NH4H2PO2是正盐;根据“谁强显谁性”, NH4H2PO2溶液呈酸性,故(9)正确;(10)工业上常用电解氯化钠、氯化镁来制备金属钠、镁,故(10)错误。
20. 钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
(1)抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,当铁锈除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为:________________________。
(2)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①开关K断开时,且若为生铁,则铁件主要发生_____腐蚀;若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于________处。
②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加127 g时,X电极溶解的铜的质量________127 g(填“<”“>”或“=”)。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀,如果铁件部分未镀上铜,或镀层破损,镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀,请简要说明原因:______________。
【答案】 (1). 2FeCl3+Fe===3FeCl2 (2). 吸氧 (3). N (4). 牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法) (5). < (6). 在潮湿的环境中构成原电池,铁是负极,加速腐蚀
【解析】试题分析:(1)当铁锈除尽后,溶液中发生的反应有铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与氯化铁反应生成氯化亚铁;(2)①生铁是铁碳合金,开关K断开时,则铁件中铁、碳、海水构成原电池,主要发生吸氧腐蚀;若X为碳棒,开关K置于M,则铁件、碳棒、海水构成原电池,铁件为负极被腐蚀;若开关K置于N,则铁件、碳棒、海水构成电解池,铁件为阴极被保护; ②若X为锌,开关K置于M处,则铁件、锌棒、海水构成原电池,锌为负极被腐蚀,铁件被保护;(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,构成电解池,粗铜中铜、锌都能失电子生成阳离子;铁件电极只有铜离子得电子生成单质铜。在潮湿的环境中,镀铜铁镀层破损构成原电池,铁作负极被腐蚀,镀锌铁镀层破损构成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。
解析:(1)当铁锈除尽后,溶液中发生的反应有铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与氯化铁反应生成氯化亚铁,属于化合反应的方程式是2FeCl3+Fe===3FeCl2;(2)①生铁是铁碳合金,开关K断开时,铁件中铁、碳、海水构成原电池,主要发生吸氧腐蚀;若X为碳棒,开关K置于M,则铁件、碳棒、海水构成原电池,铁件为负极被腐蚀;若开关K置于N,则铁件、碳棒、海水构成电解池,铁件为阴极被保护,所以为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于N处; ②若X为锌,开关K置于M处,则铁件、锌棒、海水构成原电池,锌为负极被腐蚀,铁件被保护,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法);(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,构成电解池,X电极铜、锌都失电子生成阳离子;铁件电极只有铜离子得电子生成单质铜。根据电子守恒,当铁件质量增加127 g时,X电极溶解的铜的质量<127 g;在潮湿的环境中镀铜铁镀层破损构成原电池,铁作负极被腐蚀,镀锌铁镀层破损构成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。
21. 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0)。据此回答以下问题:
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越________。
(2) 对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(选填序号)________。
(3) 某温度下,若把2 mol N2与6 mol H2置于体积为1 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=________(可用分数表示)。
(4)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1 mol N2和3 mol H2,此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1 kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2 kJ。则:a________b(填“>”、“=”或“<”,下同),Q1________Q2,Q1_______Q。
【答案】 (1). (2). 小 (3). a、c (4). 1/48 (5). < (6). < (7). <
【解析】试题分析:(1)①化学平衡常数=;②该反应放热,升高温度平衡逆向移动;(2)该反应放热,升高温度平衡逆向移动,温度越高氨气的体积分数越小;达到平衡时氮气、氢气、氨气的浓度不一定相等;加入催化剂能加快反应速率,但平衡不移动;(3)利用“三段式”计算平衡常数;(4)合成氨反应,气体系数和减小,恒压密闭容器与恒容密闭容器相比,恒压密闭容器相当于加压;
解析:(1)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 化学平衡常数表达式 ;②该反应放热,升高温度平衡逆向移动,所以温度越高,其平衡常数的值越小;(2)该反应放热,升高温度平衡逆向移动,温度越高氨气的体积分数越小,根据图像a, , 时氨气的体积分数减小,故a正确;达到平衡时氮气、氢气、氨气的浓度不一定相等,故b错误;加入催化剂能加快反应速率,但平衡不移动,故c正确;
(3)
x= ,;
(4)合成氨反应,气体系数和减小,恒压密闭容器与恒容密闭容器相比,恒压密闭容器相当于加压,加压平衡正向移动,所以a 点睛:化学平衡常数只与温度有关,对于吸热反应,升高温度平衡正向移动,化学平衡常数增大;对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小。
22. 环境监测测定水中溶解氧的方法是:
①量取a mL水样,迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液(含KOH),立即塞好瓶塞,反复振荡,使之充分反应,其反应式为:2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2(该反应极快)。
②测定:开塞后迅速加入1~2 mL浓硫酸(酸化,提供H+),使之生成I2,再用b mol/L的Na2S2O3溶液滴定(以淀粉为指示剂),消耗V mL。有关反应式为:MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O、I2+2S2O===2I-+S4O。
试回答:
(1)滴定过程中用到的玻璃仪器除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少_____________。
(2)滴定操作时,左手控制滴定管,右手________,眼睛要注视________。
(3) 水中溶解氧的计算式是______(以g/L为单位)。
(4) 滴定(I2和S2O反应)以淀粉为指示剂,终点时溶液由________色变为________色,且半分钟内不褪色。
【答案】 (1). 锥形瓶、烧杯 (2). 不断振荡锥形瓶 (3). 锥形瓶内溶液颜色的变化 (4). 8bV/a (5). 蓝 (6). 无
【解析】试题分析:(1)根据中和滴定所需仪器判断;
(2)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化;
(3)根据关系式:O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O32-可计算水样中溶解氧的浓度;(4)含有I2的淀粉溶液呈蓝色,滴入S2O32-消耗I2,终点时I2完全反应。
解析::(1)中和滴定前需进行赶气泡、调零等操作,用烧杯盛液体,滴定中用锥形瓶盛待测液,用滴定管盛标准液,除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少锥形瓶、烧杯;(2)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化;(3)
根据反应:2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2, MnO(OH)2+2I-+4H+═Mn2-+I2+3H2O,I2+2S2O32-═S4O62-+2I-,
可知关系式:
解得m=8bV×10-3g,则1L水样含氧气质量为: g/L
(4)含有I2的淀粉溶液呈蓝色,滴入S2O32-消耗I2,终点时I2完全反应,终点时溶液由蓝色色变为无色色,且半分钟内不褪色。
23. (1)已知常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则该溶液的pH=________,此酸的电离平衡常数K=________,由HA电离出的H+的浓度约为水电离出的H+的浓度的________倍。
(2)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。
①向该溶液中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式是________________,向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式是________________。
②现将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
a.若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(Na+)______c(CN-)(填“<”、“=”或“>”)。
b.若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是____________________________。
【答案】 (1). 4 (2). 10-7 (3). 106 (4). A-+H+===HA (5). HA+OH-===A-+H2O (6). > (7). c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【解析】试题分析:(1)常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则c(H+)= 0.1 mol/L×0.1%;电离平衡常数 ;由HA电离出的H+的浓度约为 ,水电离出的H+浓度为;(2)①向该溶液中加入少量盐酸时,NaA与盐酸反应生成氯化钠和HA;向其中加入少量KOH溶液时,HA与KOH反应生成KA和水;②将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是等浓度的NaA和HA;若呈酸性则HA电离大于A-水解;若呈碱性则A-水解大于HA电离;
解析:(1)常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则c(H+)= 0.1 mol/L×0.1%=mol/L,所以PH=4;电离平衡常数 ;根据以上计算,由HA电离出的H+的浓度约为 ,水电离出的H+浓度为,所以由HA电离出的H+的浓度约为水电离出的H+的浓度的106倍;(2)①向该溶液中加入少量盐酸时,NaA与盐酸反应生成氯化钠和HA,反应离子方程式是A-+H+===HA;向其中加入少量KOH溶液时,HA与KOH反应生成KA和水,反应离子方程式是HA+OH-===A-+H2O;②将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是等浓度的NaA和HA;a.若HA为HCN,该溶液显碱性,则CN-水解大于HCN电离,所以溶液中c(Na+)>c(CN-);b.若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,则CH3COOH电离大于CH3COO-水解,溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
贵州省思南中学2017-2018学年高二上学期期末考试化学试卷
考试说明:1.考试时间120分钟,总分100分。
2.可能用到的相对原子量:H 1 O 16 Cu 63.5
3.考生务必将答案答在答题卡上的指定区域内。
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1. 新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列属于新能源的是
①煤 ②火力发电 ③太阳能 ④生物质能 ⑤石油 ⑥氢能
A. ①②③ B. ③④⑥
C. ②③⑤ D. ②④⑤
【答案】B
2. 某化学反应的能量变化如下图所示。下列有关叙述正确的是
A. 该反应的反应热ΔH=E2-E1
B. a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化。
C. 催化剂不能改变反应的活化能。
D. 催化剂能改变反应路径,但不能改变反应的焓变。
【答案】D
【解析】该反应吸热,反应热ΔH=E1-E2,故A错误;催化剂可以降低活化能,所以a、b分别对应有无催化剂和有催化剂的能量变化,故B错误;催化剂能改变反应的活化能,故C错误;催化剂通过改变反应路径,改变活化能,但不能改变反应的焓变,故D正确。
3. 已知热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3 mol·L-1; H2SO4(浓)+NaOH(aq)=== Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2=m,下列说法不正确的是
A. 上述热化学方程式中的计量数表示分子数。
B. ΔH1>ΔH2
C. ΔH2应为H2SO4(浓)溶于水的能量变化与中和热之和。
D. |ΔH1|〈|ΔH2|
【答案】A
【解析】热化学方程式中的计量数表示物质的量,故A错误;浓硫酸溶于水放热,故含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,但焓变为负值,所以ΔH1>ΔH2,故B正确;根据盖斯定律,ΔH2为H2SO4(浓)溶于水的能量变化与中和热之和,故C正确;浓硫酸溶于水放热,故含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,所以|ΔH1|〈|ΔH2|,故D正确。
点睛:焓变比较大小时,带符号进行比较,对于吸热反应吸热越多焓变越大,对于放热反应,放热越多焓变越小,如:含 mol H2SO4的浓H2SO4与1 mol NaOH反应时,放出的热量大于57.3 kJ,所以ΔH1>ΔH2。
4. 一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示反应X(气)+2Y(气)2Z(气)一定达到化学平衡状态的是
①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2 ②X、Y、Z的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y
A. ①② B. ①④
C. ②③ D. ③④
【答案】C
【解析】X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2时,浓度不一定不再改变,所以反应不一定平衡,故①错误;当反应达到平衡时,X、Y、Z的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故②正确;该反应的反应前后气体体积改变,所以压强是变量,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,所以压强不再变化,能判断该反应达到平衡状态,故③正确;当反应达到平衡状态时,单位时间内生成2n molZ,同时生成2n molY,如果单位时间内生成n molZ,同时生成2n molY,正逆反应速率不相等,该反应一定没有达到平衡状态,故④错误;故选B。
5. 关于如图中四个图像的说法正确的是
注:图中,E表示能量,p表示压强,t表示时间,y表示体积。
A. ①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,则该反应的反应热ΔH=183 kJ/mol
B. ②表示其他条件不变时,反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B的体积分数随时间的变化,则D一定是非气体。
C. ③表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H2的体积随时间的变化,则a表示HCl溶液。
D. ④表示10 mL 0.1 mol/L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中,分别滴加0.1 mol/L盐酸,产生CO2的体积随盐酸体积的变化,则b表示Na2CO3溶液。
【答案】B
【解析】①表示化学反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化,反应放热,所以该反应的反应热ΔH=-183 kJ/mol,故A错误;根据图像②,先达到平衡,所以 ,增大压强B的体积分数减小,说明平衡正向移动,正反应气体系数和减小,所以反应4A(g)+3B(g) 2C(g)+6D,D一定是非气体,故B正确;体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中,醋酸的物质的量大于HCl的物质的量,所以分别加入足量的锌,醋酸放出的氢气多,故a表示CH3COOH,故C错误;Na2CO3与盐酸反应开始时生成NaHCO3,开始不生成二氧化碳气体,所以B表示NaHCO3,故D错误。
点睛:碳酸钠中滴入盐酸,碳酸钠先与盐酸反应生成碳酸氢钠,再滴入盐酸碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳气体,反应过程可以表示为 ,所以用盐酸可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液。
6. 已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示,830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达平衡。下列说法不正确的是
温度/℃
700
830
1200
K值
1.7
1.0
0.4
A. 达到平衡后,B的转化率为50%
B. 增大压强,正、逆反应速率均加快
C. 该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动
D. 反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)=0.005 mol·L-1·s-1
【答案】C
【解析】试题分析:设平衡时参加反应的B的物质的量为xmol,则:
A(g)+B(g)C(g)+D(g)
开始(mol·L-1):0.2 0.2 0 0
变化(mol·L-1):x x x x
平衡(mol·L-1):0.2-x 0.2-x x x
故=1,解得x=0.1
所以平衡时B的转化率为×100%=50%,故A正确;增大压强,反应混合物的浓度都增大,故正、逆反应速率都增大,故B正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,故C错误;反应初始至平衡,A的平均反应速率v(A)==0.005mol·L-1·s-1,故D正确,故选C。
考点:本题考查化学平衡计算、化学平衡影响因素、平衡常数有关计算、反应速率影响因素等,难度中等。
7. 浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. MOH为弱碱,ROH为强碱
B. ROH的电离程度:a点大于b点
C. 若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D. 当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】C
.....................
8. 下列各组离子能大量共存,当加入相应试剂后会发生化学变化,且发生反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生反应的离子方程式
A
Fe2+、NO3-、NH4+
NaHSO4溶液
3Fe2++NO3- +4H+=3Fe3++NO↑+2H20
B
Ca2+、HCO3-、Cl-
少量NaOH溶液
Ca2++2HCO3- +2OH-=2H2O+CaCO3↓+CO32-
C
K+、AlO2-、HCO3-
通入少量CO2
2AlO2-+3H2O+CO2=2Al(OH) 3↓+CO32-
D
NH4+、Al3+、SO42-
少量Ba (OH) 2溶液
2NH4++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2NH3·H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】试题分析:A、离子能够大量共存,NaHSO4=Na++H++SO42-,NO3-在酸性条件下,具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,离子反应方程方式正确,故正确;B、少量定为1,离子反应方程式为Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,故错误;C、AlO2-和HCO3-不能大量共存,生成Al(OH)3沉淀和CO32-,故错误;D、Al3+结合OH-能力强于NH4+,因此是Al3+结合OH-生成Al(OH)3↓,故错误。
考点:考查离子共存、离子反应方程式正误判断等知识。
9. 常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是
A. HA为强酸
B. 该混合液pH=7
C. 图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D. 该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
【答案】D
【解析】试题分析:一元酸HA和NaOH溶液等体积、等浓度0.2mol/L混合,发生反应HA+NaOH=NaA+H2O,所得溶液中A-浓度小于0.1mol/L,说明在溶液中存在A-+H2OHA+OH-,NaA水解,HA为弱酸,NaA溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),一般来说,盐类的水解程度较低,则有c(A-)>c(OH-),所以有:c(Na+)=0.1mol/L>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),即X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,溶液中存在物料守恒得到:c(Na+)=c(A-)+c(HA),选D。
考点:考查酸碱混合溶液的定性判断,溶液PH值、盐类水解等知识。
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10. 下列说法正确的是
A. 水的离子积常数KW只与温度有关,但若外加酸、碱会抑制水的电离,若外加盐则可能促进水的电离或不影响水的电离。
B. Ksp不仅与难溶电解质的性质和温度有关,还与溶液中相关离子的浓度有关。
C. 常温下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,能使溶液的pH减小,c(NH)/c(NH3·H2O)的值增大,故使NH3·H2O的Kb会减小。
D. 室温下,CH3COOH的Ka=1.7×10-5,NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,CH3COOH溶液中的c(H+)与NH3·H2O中的c(OH-)相等
【答案】A
【解析】水的离子积常数KW只与温度有关,若外加酸、碱, c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离;若外加盐,如加入氯化钠不影响水的电离,加入碳酸钠促进水电离,故A正确;Ksp与难溶电解质的性质和温度有关,与溶液中相关离子的浓度无关,故B错误;NH3·H2O的电离平衡常数只与温度有关,所以NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体,Kb不变,故C错误;醋酸中 ,氨水中,所以只有同浓度的CH3COOH、NH3·H2O溶液中的c(H+)与c(OH-)才相等,故D错误。
点睛:水的离子积常数、弱电解质的电离平衡常数与温度有关,与溶液的浓度、与溶液是否存在其它电解质无关;如常温下,纯水和盐酸溶液中水的离子积都是 。
11. 常温下,将浓度均为0.1 mol/L HA溶液和NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=9,下列说法正确的是
A. 该混合溶液中:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B. 该混合溶液中:c(HA)+c(A-)=0.1 mol/L
C. 常温下,0.1 mol/L HA溶液的pH=1
D. 0.1 mol/L HA溶液中:c(HA)>c(A-)
【答案】D
【解析】试题分析:A、根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)可知,A错误;B、根据物料守恒可知混合后的溶液中c(HA)+c(A¯)=0.05mol/L,B错误;C、常温下,将浓度均为0.1 mol/L HA溶液和NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=9,这说明生成的NaA水解溶液显碱性,因此HA为弱酸,所以0.1mol/LHA溶液的pH>1,C错误;D、由于HA的电离程度很小,因此0.1 mol/L HA溶液中c(HA)>c(A¯),D正确,答案选D。
考点:考查弱电解质的电离、离子浓度大小的比较。
12. 已知:25 ℃时,Mg(OH)2的Ksp=5.61×10-12,MgF2的Ksp=7.42×10-11。下列判断不正确的是
A. 25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)较小。
B. 25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大。
C. 25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol/L的氨水中的Ksp与在20 mL 0.01 mol/L NH4Cl溶液中的Ksp相同,但前者的溶解度比后者小。
D. 25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2。
【答案】D
【解析】Mg(OH)2、MgF2结构相似,Ksp越大越易溶,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,Mg(OH)2的c(Mg2+)较小,故A正确;在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,NH4+结合氢氧根离子,使氢氧根离子浓度减小,Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,c(Mg2+)增大,故B正确;Ksp只与温度有关,氨水中氢氧根离子浓度大,抑制Mg(OH)2溶解,NH4Cl溶液中NH4+结合氢氧根离子,促进Mg(OH)2溶解,故C正确;Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后,F-的浓度很大,氢氧根离子浓度小,所以Mg(OH)2能转化为MgF2,故D错误。
13. 碱性锌锰电池获得了广泛的使用,根据电池的电极反应,下列判断正确的是
A. Zn为负极,MnO2为正极。
B. Zn为正极,MnO2为负极。
C. 工作时电子由MnO2经外电路流向Zn极。
D. Zn电极发生还原反应,MnO2电极发生氧化反应。
【答案】A
【解析】Zn失电子为负极,MnO2得电子为正极,故A正确;根据电池的电极反应,Zn失电子为负极,MnO2得电子为正极,故B错误;工作时电子由Zn经外电路流向MnO2极,故C错误;Zn电极失电子发生氧化反应,MnO2电极得电子发生还原反应,故D错误。
点睛:原电池中失电子发生氧化反应的一极是负极,得电子发生还原反应的一极是正极;工作时电子由负极经外电路流向正极;溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。
14. 为保护地下钢管不受腐蚀,可使它与
A. 交流电源火线相连 B. 铜板相连
C. 锌板相连 D. 直流电源正极相连
【答案】C
【解析】A.根据电化学防护方法,受保护的金属应与直流电源负极相连不能与交流电源相连,故A错误; B.如果与Cu连接,Fe、Cu和电解质溶液构成原电池,Fe易失电子作负极,加速被腐蚀,故B错误; C.与锌板相连,Fe、Zn和电解质溶液构成原电池,Zn易失电子作负极、Fe作正极,则Fe被保护,故C正确; D.与直流电源正极相连,则钢铁作阳极,加速被腐蚀,故D错误;
点睛:金属的电化学防护方法:①外加电流阴极保护法:把金属连接在电源的负极上,被保护的金属不再失电子;②牺牲阳极保护法:在金属上连接比它更活泼的另一金属,活泼金属发生氧化反应被腐蚀。
15. 根据如图回答,下列说法正确的是
A. 此装置若用于铁表面镀铜时,a为铁。
B. 此装置若用于电镀铜时,硫酸铜溶液的浓度逐渐变小。
C. 燃料电池中正极反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-
D. 若用该装置进行粗铜的精炼,当有1 mol水生成时,b电极上增重63.5 g,a电极下方有部分重金属泥。
【答案】D
【解析】左侧装置为燃料电池,通入氧气的一极是正极,通入氢气的一极是负极;此装置若用于铁表面镀铜时,a为铜、b为铁,故A错误;电镀铜时,硫酸铜溶液的浓度不变,故B错误;酸性电解质,燃料电池中正极反应为:O2+4e-+4H+===2H2O,故C错误;当有1 mol水生成时转移2mol电子,b电极生成1mol铜,增重64 g,故D错误。
16. 纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断不正确的是
A. X可能是金属铜 B. Y可能是氢气
C. Z可能是氯化钠 D. Z不可能是三氧化硫
【答案】C
【解析】若X是金属铜、Y是氯气,则Z是氯化铜,电解氯化铜溶液生成铜和氯气,故A正确;若Y是氢气、X是氯气,则Z是氯化氢,电解稀盐酸生成氢气和氯气,故B正确;钠与氯气反应生成氯化钠,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,故C错误;若Z是三氧化硫,则Z的水溶液是硫酸,电解硫酸生成氢气和氧气,氢气和氧气反应生成水,所以Z不可能是三氧化硫,故D正确。
17. 温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol X,反应X(g) Y(g)+Z(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(Y)/mol
0
0.32
0.38
0.40
0.40
下列说法不正确的是
A. 反应在前250 s的平均速率为v(Y)=0.000 8 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Y)=0.21 mol·L-1,则反应的ΔH>0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入4.0 mol Y、4.0 mol Z,达到平衡时,则此反应的化学平衡常数为1/20
D. 相同温度下,若起始时向容器中充入2.0 mol X、0.40 mol Y和0.80 mol Z,则达到平衡前v(正)>v(逆)
【答案】D
【解析】反应前250 s的平均速率为v(Y) = 0.000 8 mol·L-1·s-1,故A正确;保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Y)=0.21 mol·L-1,说明平衡正向移动,则反应的ΔH>0,故B正确;平衡常数只与温度有关,
,故C正确;相同温度下,若起始时向容器中充入2.0 mol X、0.40 mol Y和0.80 mol Z, ,所以达到平衡前v(正)
18. 用标准盐酸滴定未知浓度的氨水,下列操作引起实验误差分析不正确的是
A. 用蒸馏水洗净碱式滴定管后,装入未知浓度的氨水,再移取10.00 mL氨水至锥形瓶,最终会使实验结果偏低。
B. 用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用氨水润洗,后装入氨水,然后进行滴定,最终会使实验结果偏高。
C. 用酸式滴定管盛放盐酸溶液,滴定前开始调节液面时,仰视读数,最终会使实验结果偏低。
D. 用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色后,要等半分钟,若溶液红色不褪去,表明达到滴定终点。
【答案】D
【解析】没有用待盛氨水润洗碱式滴定管,使氨水浓度减小,消耗标准液的体积偏小,最终会使实验结果偏低,故A正确;用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用氨水润洗,后装入氨水,使氨水物质的量增大,消耗标准液的体积偏大,最终会使实验结果偏高,故B正确;用酸式滴定管盛放盐酸溶液,滴定前开始调节液面时,仰视读数,消耗标准液的体积偏小,最终会使实验结果偏低,故C正确;强酸滴定弱碱要用甲基橙作指示剂,故D错误。
二、非选择题(本题包括5个小题,共46分)。
19. 判断正误(对的打“√”;错的打“×”)。
(1)明矾和高铁酸钠(Na2FeO4)都可用于水的消毒净化。___
(2)硫酸钡和碳酸钡都难溶于水,故都可用于钡餐透视。___
(3)液氨是纯净物,氨常用作制冷剂,是因为其沸点较高,很容易液化;氨水呈碱性,是因为氨溶于水生成一水合氨电离产生OH-,使溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液呈碱性,同时也抑制了水的电离。___
(4)硅的提纯与应用,促进了半导体元件与集成芯片的发展,可以说“硅是信息技术革命的催化剂”; 高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遭遇强碱会“断路”;SiCl4在战争中常用作烟雾弹,是因为它水解时生成白色烟雾。____
(5)在硫酸亚铁铵的制备实验中,为了得到硫酸亚铁铵晶体,应小火加热蒸发皿,直到有大量晶体析出时停止加热。____
(6)通电时,溶液中溶质离子分别向两极移动,胶体中胶粒向某一极移动。____
(7) 可用稀盐酸、碳酸钠溶液、硅酸钠溶液设计实验来验证氯、碳、硅三种元素的非金属性。_____
(8) 同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大。___
(9) 已知次磷酸(H3PO2)是一元弱(中强)酸,且Ka(H3PO2)>Kb(NH3.H2O)。则NH4H2PO2是正盐,且其水溶液呈酸性。____
(10) Al2O3在工业上用于制作耐高温材料,也用于电解法治炼铝;工业上也常用电解钠、镁的氧化物来制备相应的金属单质。____
【答案】 (1). × (2). × (3). √ (4). √ (5). √ (6). √ (7). × (8). × (9). √ (10). ×
【解析】试题分析:(1)明矾只能净水,不能消毒;(2)碳酸钡能与胃酸反应生成氯化钡;(3)氨分子间含有氢键,易被液化,一水合氨是弱碱,抑制水电离;(4)二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水;SiCl4水解时生成硅酸和氯化氢;(5)加热蒸发硫酸亚铁铵溶液,亚铁离子易被氧化;(6)胶粒带同种电荷;(7)盐酸是无氧酸,不能根据其酸性强弱判断氯元素非金属性强弱;(8)还原性强弱与失电子能力有关、酸根水解能力与酸性强弱有关;(9)H3PO2是一元弱酸,所以NH4H2PO2是正盐;根据“谁强显谁性”, NH4H2PO2溶液呈酸性;(10)工业上常用电解氯化钠、氯化镁来制备金属钠、镁。
解析:(1)明矾只能净水,不能消毒,故(1)错误;(2)碳酸钡能与胃酸反应生成氯化钡,氯化钡有毒,故(2)错误;(3)氨分子间含有氢键,易被液化;一水合氨是弱碱,抑制水电离,故(3)正确;(4)二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水,所以光导纤维遭遇强碱会“断路”;SiCl4水解时生成硅酸和氯化氢,所以SiCl4在战争中常用作烟雾弹,故(4)正确;(5)加热蒸发硫酸亚铁铵溶液,亚铁离子易被氧化,不能直接加热硫酸亚铁铵溶液制备硫酸亚铁铵晶体,故(5)错误;(6)胶粒带同种电荷,通电时,胶体中胶粒向某一极移动,故(6)正确;(7)盐酸是无氧酸,不能根据其酸性强弱判断氯元素非金属性强弱,故(7)错误;(8)还原性强弱与失电子能力有关、酸根水解能力与酸性强弱有关,故(8)错误;(9)H3PO2是一元弱酸,所以NH4H2PO2是正盐;根据“谁强显谁性”, NH4H2PO2溶液呈酸性,故(9)正确;(10)工业上常用电解氯化钠、氯化镁来制备金属钠、镁,故(10)错误。
20. 钢铁是目前应用最广泛的金属材料,了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义,对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
(1)抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,当铁锈除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式为:________________________。
(2)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
①开关K断开时,且若为生铁,则铁件主要发生_____腐蚀;若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于________处。
②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加127 g时,X电极溶解的铜的质量________127 g(填“<”“>”或“=”)。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀,如果铁件部分未镀上铜,或镀层破损,镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀,请简要说明原因:______________。
【答案】 (1). 2FeCl3+Fe===3FeCl2 (2). 吸氧 (3). N (4). 牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法) (5). < (6). 在潮湿的环境中构成原电池,铁是负极,加速腐蚀
【解析】试题分析:(1)当铁锈除尽后,溶液中发生的反应有铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与氯化铁反应生成氯化亚铁;(2)①生铁是铁碳合金,开关K断开时,则铁件中铁、碳、海水构成原电池,主要发生吸氧腐蚀;若X为碳棒,开关K置于M,则铁件、碳棒、海水构成原电池,铁件为负极被腐蚀;若开关K置于N,则铁件、碳棒、海水构成电解池,铁件为阴极被保护; ②若X为锌,开关K置于M处,则铁件、锌棒、海水构成原电池,锌为负极被腐蚀,铁件被保护;(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,构成电解池,粗铜中铜、锌都能失电子生成阳离子;铁件电极只有铜离子得电子生成单质铜。在潮湿的环境中,镀铜铁镀层破损构成原电池,铁作负极被腐蚀,镀锌铁镀层破损构成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。
解析:(1)当铁锈除尽后,溶液中发生的反应有铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气、铁与氯化铁反应生成氯化亚铁,属于化合反应的方程式是2FeCl3+Fe===3FeCl2;(2)①生铁是铁碳合金,开关K断开时,铁件中铁、碳、海水构成原电池,主要发生吸氧腐蚀;若X为碳棒,开关K置于M,则铁件、碳棒、海水构成原电池,铁件为负极被腐蚀;若开关K置于N,则铁件、碳棒、海水构成电解池,铁件为阴极被保护,所以为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于N处; ②若X为锌,开关K置于M处,则铁件、锌棒、海水构成原电池,锌为负极被腐蚀,铁件被保护,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法);(3)上图中若X为粗铜(含锌等杂质),容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,构成电解池,X电极铜、锌都失电子生成阳离子;铁件电极只有铜离子得电子生成单质铜。根据电子守恒,当铁件质量增加127 g时,X电极溶解的铜的质量<127 g;在潮湿的环境中镀铜铁镀层破损构成原电池,铁作负极被腐蚀,镀锌铁镀层破损构成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护。
21. 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q kJ/mol(Q>0)。据此回答以下问题:
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K=________。
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越________。
(2) 对于合成氨反应而言,下列有关图像一定正确的是(选填序号)________。
(3) 某温度下,若把2 mol N2与6 mol H2置于体积为1 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20%,则该温度下反应的K=________(可用分数表示)。
(4)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1 mol N2和3 mol H2,此时两容器的体积相等。在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1 kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2 kJ。则:a________b(填“>”、“=”或“<”,下同),Q1________Q2,Q1_______Q。
【答案】 (1). (2). 小 (3). a、c (4). 1/48 (5). < (6). < (7). <
【解析】试题分析:(1)①化学平衡常数=;②该反应放热,升高温度平衡逆向移动;(2)该反应放热,升高温度平衡逆向移动,温度越高氨气的体积分数越小;达到平衡时氮气、氢气、氨气的浓度不一定相等;加入催化剂能加快反应速率,但平衡不移动;(3)利用“三段式”计算平衡常数;(4)合成氨反应,气体系数和减小,恒压密闭容器与恒容密闭容器相比,恒压密闭容器相当于加压;
解析:(1)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 化学平衡常数表达式 ;②该反应放热,升高温度平衡逆向移动,所以温度越高,其平衡常数的值越小;(2)该反应放热,升高温度平衡逆向移动,温度越高氨气的体积分数越小,根据图像a, , 时氨气的体积分数减小,故a正确;达到平衡时氮气、氢气、氨气的浓度不一定相等,故b错误;加入催化剂能加快反应速率,但平衡不移动,故c正确;
(3)
x= ,;
(4)合成氨反应,气体系数和减小,恒压密闭容器与恒容密闭容器相比,恒压密闭容器相当于加压,加压平衡正向移动,所以a 点睛:化学平衡常数只与温度有关,对于吸热反应,升高温度平衡正向移动,化学平衡常数增大;对于放热反应,升高温度平衡逆向移动,化学平衡常数减小。
22. 环境监测测定水中溶解氧的方法是:
①量取a mL水样,迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液(含KOH),立即塞好瓶塞,反复振荡,使之充分反应,其反应式为:2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2(该反应极快)。
②测定:开塞后迅速加入1~2 mL浓硫酸(酸化,提供H+),使之生成I2,再用b mol/L的Na2S2O3溶液滴定(以淀粉为指示剂),消耗V mL。有关反应式为:MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O、I2+2S2O===2I-+S4O。
试回答:
(1)滴定过程中用到的玻璃仪器除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少_____________。
(2)滴定操作时,左手控制滴定管,右手________,眼睛要注视________。
(3) 水中溶解氧的计算式是______(以g/L为单位)。
(4) 滴定(I2和S2O反应)以淀粉为指示剂,终点时溶液由________色变为________色,且半分钟内不褪色。
【答案】 (1). 锥形瓶、烧杯 (2). 不断振荡锥形瓶 (3). 锥形瓶内溶液颜色的变化 (4). 8bV/a (5). 蓝 (6). 无
【解析】试题分析:(1)根据中和滴定所需仪器判断;
(2)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化;
(3)根据关系式:O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O32-可计算水样中溶解氧的浓度;(4)含有I2的淀粉溶液呈蓝色,滴入S2O32-消耗I2,终点时I2完全反应。
解析::(1)中和滴定前需进行赶气泡、调零等操作,用烧杯盛液体,滴定中用锥形瓶盛待测液,用滴定管盛标准液,除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少锥形瓶、烧杯;(2)滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化;(3)
根据反应:2Mn2++O2+4OH-═2MnO(OH)2, MnO(OH)2+2I-+4H+═Mn2-+I2+3H2O,I2+2S2O32-═S4O62-+2I-,
可知关系式:
解得m=8bV×10-3g,则1L水样含氧气质量为: g/L
(4)含有I2的淀粉溶液呈蓝色,滴入S2O32-消耗I2,终点时I2完全反应,终点时溶液由蓝色色变为无色色,且半分钟内不褪色。
23. (1)已知常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则该溶液的pH=________,此酸的电离平衡常数K=________,由HA电离出的H+的浓度约为水电离出的H+的浓度的________倍。
(2)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。
①向该溶液中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式是________________,向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式是________________。
②现将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
a.若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液中c(Na+)______c(CN-)(填“<”、“=”或“>”)。
b.若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,则溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是____________________________。
【答案】 (1). 4 (2). 10-7 (3). 106 (4). A-+H+===HA (5). HA+OH-===A-+H2O (6). > (7). c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【解析】试题分析:(1)常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则c(H+)= 0.1 mol/L×0.1%;电离平衡常数 ;由HA电离出的H+的浓度约为 ,水电离出的H+浓度为;(2)①向该溶液中加入少量盐酸时,NaA与盐酸反应生成氯化钠和HA;向其中加入少量KOH溶液时,HA与KOH反应生成KA和水;②将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是等浓度的NaA和HA;若呈酸性则HA电离大于A-水解;若呈碱性则A-水解大于HA电离;
解析:(1)常温时,0.1 mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则c(H+)= 0.1 mol/L×0.1%=mol/L,所以PH=4;电离平衡常数 ;根据以上计算,由HA电离出的H+的浓度约为 ,水电离出的H+浓度为,所以由HA电离出的H+的浓度约为水电离出的H+的浓度的106倍;(2)①向该溶液中加入少量盐酸时,NaA与盐酸反应生成氯化钠和HA,反应离子方程式是A-+H+===HA;向其中加入少量KOH溶液时,HA与KOH反应生成KA和水,反应离子方程式是HA+OH-===A-+H2O;②将0.02 mol·L-1 HA溶液和0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶液中的溶质是等浓度的NaA和HA;a.若HA为HCN,该溶液显碱性,则CN-水解大于HCN电离,所以溶液中c(Na+)>c(CN-);b.若HA为CH3COOH,该溶液显酸性,则CH3COOH电离大于CH3COO-水解,溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
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