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【化学】内蒙古自治区集宁一中2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）
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内蒙古自治区集宁一中2019-2020学年高二上学期期中考试试题
1.化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A. 工业上用电解MgO、Al2O3冶炼对应的金属
B. 明矾可以水解，因此可用作自来水消毒净化
C. 用浸高锰酸钾的硅藻土作水果保鲜剂，高锰酸钾与乙烯发生加成反应
D. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【解析】
【详解】A.MgO是离子化合物，离子间以极强的离子键结合，物质的熔点高，熔点为2800℃、电解时耗能高，MgCl2也是离子化合物，但由于离子半径Cl->O2-，所以离子键比在MgO的弱，物质的熔点比MgO低，因此在工业上常用电解熔点较低的MgCl2的方法生产金属镁，A错误；
B.明矾水解产生的氢氧化铝胶体表面积大，吸附力强，可以吸附杂质而具有净水作用，但不具有杀菌消毒作用，B错误；
C.高锰酸钾具有强的氧化性，能够氧化催熟剂乙烯，C错误；
D.镁比铁活泼，镁与铁连接后，构成原电池，Mg为负极，失去电子受到腐蚀，从而保护了铁不受腐蚀，该方法是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故合理选项是D。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A. 25℃时，pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA
B. 铅蓄电池放电时负极净增质量比正极净增质量多16g时转移电子数为NA
C. 1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体为NA
D. 25℃时Ksp(CaSO4)=9×10-6，则该温度下CaSO4饱和溶液中含有3×10-3NA个Ca2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.缺少溶液的体积，不能计算微粒数目，A错误；
B.铅蓄电池放电时负极Pb失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正极获得电子，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，根据电极反应式可知，每转移2mol电子，负极增重96g，正极质量增重64g，负极净增质量比正极净增质量为32g，则若负极净增质量比正极净增质量多16g时，转移电子物质的量是1mol，转移的电子数为NA，B正确；
C.取代反应是逐步进行的，反应产生的CH3Cl会与Cl2进一步反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，所以1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体不是NA，C错误；
D.缺少溶液的体积，不能计算离子数目，D错误；
故合理选项是B。
3.25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A. c(H+)：c(OH-)=1：10-2的溶液中K+、Ba2+、ClO-、CO32-
B. 室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中K+、Cl-、NO3-、I-
C. pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO4-、CO32-
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A.该溶液显酸性，溶液中含有大量的H+，H+与ClO-、CO32-会发生反应，不能大量共存，且Ba2+、CO32-也会发生沉淀反应形成BaCO3沉淀而不能大量共存，A不符合题意；
B.室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液可能显酸性，也可能显碱性。在酸性溶液中，H+、NO3-、I-会发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；
C.pH=1的溶液显酸性，在酸性溶液中：H+、CO32-会发生反应，不能大量共存，C不符合题意；
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：NH4+、HCO3-与K+、Na+、NO3-、Cl-不能发生任何反应，可以大量共存，D符合题意；
故合理选项是D。
4.一定温度下，反应N2+O22NO在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是( )
A. 缩小体积使压强增大 B. 恒容，充入He
C. 恒容，充入N2 D. 恒压，充入He
【答案】B
【解析】
【详解】A.缩小体积使压强增大，反应混合物中各种物质的浓度都增大，所以可以加快该化学反应的速率，A不符合题意；
B.恒容，充入He，各组分浓度不变，速率不变，B符合题意；
C.恒容，充入N2，反应物的浓度增大，该化学反应的速率加快，C不符合题意；
D.恒压，充入He，会使反应体系的体积增大，各组分浓度减小，化学反应速率减小，D不符合题意；
故合理选项是B。
5.在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡： CH3COOH CH3COO－＋H+，对于该平衡，下列叙述正确的是（ ）
A. 加入水时，平衡向逆反应方向移动
B 加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动
C. 加入少量0.1 mol·L－1 HCl溶液，溶液中c(H+)减小
D. 加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加水促进弱电解质的电离，则电离平衡正向移动，故A错误；
B. 加入少量NaOH固体，与CH3COOH电离生成的H+结合，使电离平衡正向移动，酸性减弱，故B正确；
C. 加入少量0.1mol⋅L−1HCl溶液，氢离子浓度为0.1mol⋅L−1，c(H+)不变，故C错误；
D. 加入少量CH3COONa固体,由电离平衡可知，c(CH3COO−)增大，则电离平衡逆向移动，故D错误；
答案选B
6.在电解水时，为了增强导电性，加入的电解质最好选用( )
A. HCl B. CuCl2 C. Na2SO4 D. CuSO4
【答案】C
【解析】
【详解】A项、加入无氧酸HCl，阴极氢离子得电子放电生成氢气，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故A错误；
B项、加入不活泼金属的无氧盐CuCl2，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故B错误；
C项、加入活泼金属的含氧酸盐Na2SO4，增大溶液中离子的浓度，导电性增强，且不影响H2和O2的生成，故C正确；
D项、加入不活泼金属的含氧盐CuSO4，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极水失电子放电生成氧气，故D错误；
故选C。
7.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的 KCl 饱和溶液) ( )
A. 正极反应为 Zn－ 2e－ == Zn2＋
B. 取出盐桥后，检流计依然发生偏转
C. 反应中，盐桥中的 K＋会移向 CuSO4 溶液
D. 电子从负极流向正极，再经盐桥流回负极
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为原电池装置，Zn为负极，发生氧化反应Zn-2e-═Zn2+，Cu为正极，发生还原反应Cu2++2e-═Cu，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答该题。
【详解】A. 根据分析，Cu为正极，发生还原反应，正极反应为 Cu2++2e-═Cu，故A错误
B. 取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；
C. 原电池放电时，阳离子向正极移动，所以盐桥中钾离子向硫酸铜溶液移动，故C正确；
D. 电子只能在导体内流动，不能在溶液中流动，故D错误；
答案选C。
8.下列实验装置符合实验目的是（ ）
目的
粗铜的精炼
验证NaCl溶液（含酚酞）的产物
在铁制品上镀铜
构成原电池
装置
选项
A
B
C
D
【答案】D
【解析】
【详解】A、粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；
B、根据电流的方向可判断，铁是阳极，碳棒是阴极，铁失去电子，而不是溶液中的氯离子，因此得不到氯气，B错误；
C、电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液，在铁上镀铜，铜应和电源的正极相连，C错误；
D、符合原电池的构成条件，D正确；
故答案选D。
9.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，取代反应的产物有CH3Cl(g)、CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)和HCl，产生的CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)能附着在管壁上形成油状液滴，混合气的颜色变浅，由于试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，HCl极易溶于水，所以HCl能和管内部的空气中的水蒸气形成白雾，试管内气体体积减少，管内液面上升，故合理选项是D。
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向含酚酞的Na2CO3溶液中，加入少量的BaCl2固体，溶液的红色变浅
Na2CO3溶液中存在
水解平衡
B
将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，铜片上有气泡产生
铜将硫酸还原产生氢气
C
向浓度均为0.1 mol•L-1KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色
Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)
D
室温下，用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离H＋的能力比CH3COOH的强
【答案】A
【解析】
【详解】A. CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，加入BaCl2固体，Ba2++ CO32-= BaCO3↓，平衡逆向进行，颜色变浅，故A正确；
B. 将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，构成原电池，铜做正极，有氢气生成，故B错误；
C. 向浓度均为0.1 mol•L-1 KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，在浓度相等的情况下谁的溶解度积小，谁先转化为沉淀，故Ksp(AgI)
11.下列关于有机化合物的说法正确的是（ ）
A. 2－甲基丁烷也称异丁烷
B. C4H9Cl有3种同分异构体
C. 正丁烷的4个碳原子可以在同一直线上
D. 甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
【答案】D
【解析】
【详解】A. 2－甲基丁烷也称异戊烷，A错误；
B. C4H9Cl有C-C-C-C、和两种碳链结构，这两种碳链结构分别有两种不同位置的H原子，其中的H原子被Cl原子取代，都会产生2种同分异构体，则C4H9Cl有4种同分异构体，B错误；
C.正丁烷中的C原子都是饱和C原子，与饱和C原子连接的四个原子构成的是四面体结构，所以正丁烷分子中的4个碳原子不可能在同一直线上，C错误；
D.甲烷是正四面体结构，四个H原子位置相同，所以不存在同分异构体；乙烷可看作是甲烷分子中的一个H原子被-CH3取代产生的物质，不存在同分异构体；丙烷分子可看作是甲烷分子中的2个H原子被-CH3取代产生的物质，不存在同分异构体，所以甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种，D正确；
故合理选项是D。
12.甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（ ）
A. 1mol•L-1甲酸溶液的pH约为2
B. 甲酸能与水以任意比例互溶
C. 10mL1mol•L-1甲酸恰好与10mL1mol•L-1NaOH溶液完全反应
D. 在相同条件下，甲酸溶液的导电性比醋酸溶液强
【答案】A
【解析】
【详解】A.1 mol•L-1甲酸溶液的pH约为2，溶液中c（H+）=0.01mol/L＜1mol/L，说明甲酸在水溶液里部分电离，所以能证明甲酸是弱电解质，故A正确；
B．甲酸能与水以任意比例互溶，说明甲酸溶解性较强，但不能说明甲酸电离程度，所以不能证明甲酸是弱电解质，故B错误；
C.10mL 1 mol•L-1甲酸恰好与10mL 1 mol•L-1NaOH溶液完全反应，说明甲酸是一元酸，但不能说明甲酸在水溶液里部分电离，所以不能证明甲酸是弱电解质，故C错误；
D．相同条件下，甲酸溶液的导电性比醋酸溶液强，说明甲酸电离程度比醋酸大，但不能说明甲酸部分电离，所以不能证明甲酸是弱电解质，故D错误；
答案选A。
13.在1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，下列关系式正确( )
A. c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)>c(OH-)
B. c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
C. c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
D. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
【答案】D
【解析】
【分析】NaHCO3溶液中，存在HCO3-的水解平衡：HCO3- +H2OH2CO3+OH-和HCO3-的电离平衡：HCO3- H++CO32-，且水解程度大于电离程度，再结合电荷守恒规律分析作答。
【详解】根据上述分析可知，在1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，水解平衡常数大于电离平衡常数，则离子浓度大小关系可表示为：c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)> c(CO32-)>c(H+)，A、B、C项错误；且存在电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，D项正确；
答案选D。
14.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )
A. 甲为正极，丙为阴极
B. 丁极的电极反应式为MnO42――e－===MnO4－
C. KOH溶液的质量分数：c%>a%>b%
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区
【答案】C
【解析】
【分析】分析装置的特点，可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极甲是电池的正极，与甲相连的电极丁是电解池的阳极，则丁电极上MnO42―被氧化为MnO4－；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，所以气体X是氢气。
【详解】A、通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故A正确；
B、丁是电解池阳极，MnO42―失电子被氧化为MnO4－，电极反应式是MnO42――e－===MnO4－，故B正确；
C、丙电极上的反应是 ，电极甲的电极反应式是，乙电极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，根据溶液流动方向，c%＞b%＞a%，故C错误，
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L氧气时，转移4mol电子，所以理论上有4molK+移入阴极区，故D正确。
15.(1)天然气属于混合物，其组成以甲烷为主。该分子的电子式是________，其空间结构是______。
(2)2-甲基丁烷的结构简式是___，其一氯代物有___种。
(3)用系统命名法命名烃：___。
【答案】(1). (2). 正四面体 (3). (CH3)2CHCH2CH3 (4). 4 (5). 2，2，3-三甲基丁烷
【解析】
【分析】(1)甲烷分子中C、H原子形成四个共价键，形成的是正四面体结构；
(2)根据烷烃的系统命名方法确定2-甲基丁烷的结构简式，物质分子中含有几种不同位置的H原子，就有几种一氯代物；
(3)根据烷烃的系统命名法对化合物进行命名。
【详解】(1)甲烷分子式是CH4，C原子最外层有4个电子，与4个H原子形成四个共价键，电子式为：；CH4为正四面体结构，该物质分子中四个H原子处于正四面体的四个顶点，C原子处于四面体的中心；
(2)在烷烃的系统命名方法中，物质分子中最长碳链为主链，把支链当作取代基，2-甲基丁烷的最长的碳链上含有4个C原子，在主链的第二个C原子上含有一个甲基，其结构简式是(CH3)2CHCH2CH3；在该物质分子中含有4种不同位置的H原子，因此其一氯取代产物有四种；
(3)该物质分子中最长的碳链上含有4个C原子，从右端开始给主链上的C原子编号，以确定支链的位置，该物质名称为2，2，3-三甲基丁烷。
16.I.研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有______(填序号)。
A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热试管提高温度
C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐______(填“加快”、“不变”、“减慢”)，你认为影响因素为_______。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_____
然后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为
Fe -2e-=Fe2+
(4)设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见图，从图中可分析，t1~t2之间主要发生_______腐蚀(填吸氧或析氢)，原因_______。
(5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式______。
II.已知草酸晶体(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可与酸性高锰酸钾溶液完全反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X，步骤如下：
①用分析天平称取草酸晶体1.260g，将其配制成100.00mL待测草酸溶液
②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中，并加入适量硫酸酸化
③用浓度为0.1000mol/L的KMnO4 标准溶液进行滴定，三次结果如下：
第一次滴定
第二次滴定
第三次滴定
待测溶液体积(mL)
2500
25.00
25.00
标准溶液体积(mL)
9.99
10.01
10.00
已知H2C2O4的相对分子质量为90，请回答下列问题：
(1)滴定时，KMnO4标准溶液应该装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(2)到达滴定终点的标志是________。
(3)根据上述数据计算X=_______。
(4)误差分析(填偏高、偏低或无影响)：若滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则X值________；
【答案】(1). ACD (2). 减慢 (3). 氧气的浓度 (4). O2+4e-+2H2O=4OH- (5). 吸氧 (6). 氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀 (7). 3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ (8). 酸式 (9). 最后一滴标准溶液滴入锥形瓶中，溶液恰好由无色变成紫红色，且30秒内不褪色 (10). 2 (11). 偏高
【解析】
【分析】I.(1)要使现象更快、更清晰，可采取增大反应速率等方法；
(2)根据乙图中O2的浓度的变化及相同时间内液柱变化高度分析；
(3)O2在正极上获得电子，变为OH-，使附近的溶液显碱性，负极Fe失去电子变为Fe2+；
(4)根据析氢腐蚀产生H2气体，使装置内气体压强增大，吸氧腐蚀消耗氧气，使装置内的气体压强减小分析；
(5)电解时，阳极Fe失去电子，被氧化产生致密Fe3O4氧化膜而发生钝化现象；
II.(1)KMnO4具有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管；
(2)KMnO4溶液具有强的氧化性，与草酸发生氧化还原反应后会产生无色Mn2+，当反应完全后不再消耗KMnO4溶液，根据KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点；
(3)根据氧化还原滴定结果计算草酸物质的量，从而计算X的值；
(4)据c(测)= ，根据错误操作导致V(滴定)的变化分析误差。
【详解】I.(1)用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B.用酒精灯加热试管提高温度，气体体积由于温度升高而体积膨胀，气体逸出，导气管口冒出气泡，不能判断反应快慢，B错误；
C.将铁钉换成铁粉和炭粉的混合物，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D.换成更细的导管，水中滴加红墨水，改变相同的压强即改变相同的体积，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故合理选项是ACD；
(2)改为乙图后，由于装置内盛有的氧气的物质的量不变，随着反应的进行，氧气的浓度逐渐降低，使反应速率减小，这可以通过相同的时间间隔内液体上述的高度逐渐减慢得到证实；
(3)根据表中现象：a点附近溶液出现红色，说明a点溶液为碱性，a点发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a点为正极；滴加2~3滴铁氰化钾溶液，b点周围出现蓝色沉淀，这是由于b点发生反应：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+与铁氰化钾溶液发生沉淀反应产生铁氰化亚铁蓝色沉淀，b点为负极；
(4)根据图示可知：随着反应的进行，装置内的氧气含量和瓶内压强都降低，说明发生的腐蚀是吸氧腐蚀；
(5)将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe失去电子，被氧化Fe3O4氧化膜，该阳极电极反应式为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；
II.(1) KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，KMnO4溶液应装在酸式滴定管中；
(2)草酸反应完毕，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅紫红色，且30s内红色不褪去，说明滴定到终点；
(3)三次滴定误差都不太大，利用滴定结果计算所用高锰酸钾溶液的体积为10.00mL，1.260g草酸晶体所配草酸溶液中所含草酸的物质的量为：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；
(4)滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则消耗标准液体积变小，则草酸物质的量变小，质量变小，则结晶水含量偏多，X值偏高。
17.NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上利用金属镍废料（含镍、铁、铝）生产氯化镍晶体(NiCl2·6H2O)流程如下：
下表列出了相关金属离子生产氢氧化物沉淀的pH：
氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ni(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
7.6
2.7
7.1
3.7
沉淀完全的pH
9.6
3.7
9.2
4.7
回答下列问题：
(1)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为______，调pH的范围为_______，若调pH=6，则溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=________。（已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38）
(2)滤液A溶质主要是_______。
(3)操作①的实验方法依次是_________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2). 4.7≤pH<7.1 (3). 10000：1 (4). NaCl和Na2CO3 (5). 蒸发浓缩
【解析】
【分析】利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl2•6H2O)，由流程可知，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-，还含有少量Fe2+、Al3+，加入过氧化氢，氧化Fe2+为Fe3+，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣A为Fe(OH)3和Al(OH)3，再向滤液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3，滤液A含NaCl和Na2CO3，将NiCO3再溶于盐酸，得NiCl2溶液，操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，操作②为重结晶，将得到的氯化镍晶体重新溶解，再进行结晶，从而得到NiCl2•6H2O，以此来解答。
【详解】(1) H2O2具有强的氧化性，加入H2O2氧化，可将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，该反应离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；第一次加入Na2CO3溶液调pH的目的是将Fe3+和Al3+都转化为金属氢氧化物，形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去，而Ni2+不能沉淀，结合表中数据可知pH的范围是4.7≤pH<7.1；当溶液的pH=6时，Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全，由于二者的化合物构型相同，所以溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34)：(1×10-38)=10000：1；
(2)第二次加Na2CO3沉镍，过滤，得到滤液A的溶质主要是NaCl和Na2CO3；
(3)操作①的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
18.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：
a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+216.4kJ/mol
b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ∆H= _____________。
(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)
A.和转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.保持不变 D.
②P1_____P2 (填“>”“=”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：B点_______D点。
③C点的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__________υ(B)。
Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。
已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。
【答案】(1). +175.2kJ/mol (2). BC (3). < (4). > (5). 66.7% (6). < (7). 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O (8). 11.2
【解析】
【分析】I.(1)则将a+b可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H；
(2)①起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨，达到平衡时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，气体的总物质的量不变，以此判断；
②增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
③起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，C点氨气的含量为50%，结合方程式计算；压强越大、温度越高，反应速率越快；
II.根据图示可知，阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-，结合溶液为酸性书写阴极反应式；写出电解池的总反应，根据通过的氢离子物质的量可知转移电子的物质的量，吸收柱中生成的气体为氮气，然后利用电子守恒计算氮气的物质的量，最后根据V=n·Vm计算标况下体积。
【详解】I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
则将a+b，可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H=（+216.4-41.2）kJ/mol=+175.2kJ/mol；
(2)①A.N2和H2的起始物料比为1：3，且按照1：3反应，则无论是否达到平衡状态，转化率都相等，N2和H2转化率相等不能用于判断是否达到平衡状态，A错误；
B.气体的总质量不变，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，恒压条件下，当反应体系密度保持不变时，说明体积不变，则达到平衡状态，B正确；
C.保持不变，说明氢气、氨气的浓度不变，反应达到平衡状态，C正确；
D.达平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定等于化学计量数之比，不能确定反应是否达到平衡状态，D错误；
故合理选项是BC；
②由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大，由图象可知P1
N2(g) +3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
起始：1mol 3mol 0
转化：x mol 3xmol 2xmol
平衡：(1-x)mol (3-3x)mol 2xmol
则×100%=50%，解得x=，则C点H2的转化率为=66.7%，B点的压强、温度都比A点高，压强越大、温度越高，反应速率越大，所以υ(A)<υ(B)；
II.根据图示可知，阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-，则阴极反应式为：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；电解池的阳极水电离出的氢氧根离子放电生成氧气，发生反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，则电解池中总反应为：4SO32-+4H+2S2O42-+2H2O+O2↑，即转移4mol电子时有4mol氢离子通过质子交换膜，则反应过程中通过质子交换膜（ab）的H+为2mol时，转移电子的物质的量为2mol，生成1molS2O42-，图示NO吸收柱中S2O42-失去电子被氧化成SO32-，NO得到电子被还原成N2，根据得失电子守恒可知，吸收柱中生成N2的物质的量为：n(N2)==0.5mol，标况下0.5mol氮气的体积为：22.4L/mol×0.5mol=11.2L。
1.化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A. 工业上用电解MgO、Al2O3冶炼对应的金属
B. 明矾可以水解，因此可用作自来水消毒净化
C. 用浸高锰酸钾的硅藻土作水果保鲜剂，高锰酸钾与乙烯发生加成反应
D. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【解析】
【详解】A.MgO是离子化合物，离子间以极强的离子键结合，物质的熔点高，熔点为2800℃、电解时耗能高，MgCl2也是离子化合物，但由于离子半径Cl->O2-，所以离子键比在MgO的弱，物质的熔点比MgO低，因此在工业上常用电解熔点较低的MgCl2的方法生产金属镁，A错误；
B.明矾水解产生的氢氧化铝胶体表面积大，吸附力强，可以吸附杂质而具有净水作用，但不具有杀菌消毒作用，B错误；
C.高锰酸钾具有强的氧化性，能够氧化催熟剂乙烯，C错误；
D.镁比铁活泼，镁与铁连接后，构成原电池，Mg为负极，失去电子受到腐蚀，从而保护了铁不受腐蚀，该方法是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故合理选项是D。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A. 25℃时，pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA
B. 铅蓄电池放电时负极净增质量比正极净增质量多16g时转移电子数为NA
C. 1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体为NA
D. 25℃时Ksp(CaSO4)=9×10-6，则该温度下CaSO4饱和溶液中含有3×10-3NA个Ca2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.缺少溶液的体积，不能计算微粒数目，A错误；
B.铅蓄电池放电时负极Pb失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正极获得电子，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，根据电极反应式可知，每转移2mol电子，负极增重96g，正极质量增重64g，负极净增质量比正极净增质量为32g，则若负极净增质量比正极净增质量多16g时，转移电子物质的量是1mol，转移的电子数为NA，B正确；
C.取代反应是逐步进行的，反应产生的CH3Cl会与Cl2进一步反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，所以1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体不是NA，C错误；
D.缺少溶液的体积，不能计算离子数目，D错误；
故合理选项是B。
3.25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A. c(H+)：c(OH-)=1：10-2的溶液中K+、Ba2+、ClO-、CO32-
B. 室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中K+、Cl-、NO3-、I-
C. pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO4-、CO32-
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A.该溶液显酸性，溶液中含有大量的H+，H+与ClO-、CO32-会发生反应，不能大量共存，且Ba2+、CO32-也会发生沉淀反应形成BaCO3沉淀而不能大量共存，A不符合题意；
B.室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液可能显酸性，也可能显碱性。在酸性溶液中，H+、NO3-、I-会发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；
C.pH=1的溶液显酸性，在酸性溶液中：H+、CO32-会发生反应，不能大量共存，C不符合题意；
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：NH4+、HCO3-与K+、Na+、NO3-、Cl-不能发生任何反应，可以大量共存，D符合题意；
故合理选项是D。
4.一定温度下，反应N2+O22NO在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是( )
A. 缩小体积使压强增大 B. 恒容，充入He
C. 恒容，充入N2 D. 恒压，充入He
【答案】B
【解析】
【详解】A.缩小体积使压强增大，反应混合物中各种物质的浓度都增大，所以可以加快该化学反应的速率，A不符合题意；
B.恒容，充入He，各组分浓度不变，速率不变，B符合题意；
C.恒容，充入N2，反应物的浓度增大，该化学反应的速率加快，C不符合题意；
D.恒压，充入He，会使反应体系的体积增大，各组分浓度减小，化学反应速率减小，D不符合题意；
故合理选项是B。
5.在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡： CH3COOH CH3COO－＋H+，对于该平衡，下列叙述正确的是（ ）
A. 加入水时，平衡向逆反应方向移动
B 加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动
C. 加入少量0.1 mol·L－1 HCl溶液，溶液中c(H+)减小
D. 加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加水促进弱电解质的电离，则电离平衡正向移动，故A错误；
B. 加入少量NaOH固体，与CH3COOH电离生成的H+结合，使电离平衡正向移动，酸性减弱，故B正确；
C. 加入少量0.1mol⋅L−1HCl溶液，氢离子浓度为0.1mol⋅L−1，c(H+)不变，故C错误；
D. 加入少量CH3COONa固体,由电离平衡可知，c(CH3COO−)增大，则电离平衡逆向移动，故D错误；
答案选B
6.在电解水时，为了增强导电性，加入的电解质最好选用( )
A. HCl B. CuCl2 C. Na2SO4 D. CuSO4
【答案】C
【解析】
【详解】A项、加入无氧酸HCl，阴极氢离子得电子放电生成氢气，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故A错误；
B项、加入不活泼金属的无氧盐CuCl2，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故B错误；
C项、加入活泼金属的含氧酸盐Na2SO4，增大溶液中离子的浓度，导电性增强，且不影响H2和O2的生成，故C正确；
D项、加入不活泼金属的含氧盐CuSO4，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极水失电子放电生成氧气，故D错误；
故选C。
7.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的 KCl 饱和溶液) ( )
A. 正极反应为 Zn－ 2e－ == Zn2＋
B. 取出盐桥后，检流计依然发生偏转
C. 反应中，盐桥中的 K＋会移向 CuSO4 溶液
D. 电子从负极流向正极，再经盐桥流回负极
【答案】C
【解析】
【分析】该装置为原电池装置，Zn为负极，发生氧化反应Zn-2e-═Zn2+，Cu为正极，发生还原反应Cu2++2e-═Cu，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答该题。
【详解】A. 根据分析，Cu为正极，发生还原反应，正极反应为 Cu2++2e-═Cu，故A错误
B. 取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；
C. 原电池放电时，阳离子向正极移动，所以盐桥中钾离子向硫酸铜溶液移动，故C正确；
D. 电子只能在导体内流动，不能在溶液中流动，故D错误；
答案选C。
8.下列实验装置符合实验目的是（ ）
目的
粗铜的精炼
验证NaCl溶液（含酚酞）的产物
在铁制品上镀铜
构成原电池
装置
选项
A
B
C
D
【答案】D
【解析】
【详解】A、粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；
B、根据电流的方向可判断，铁是阳极，碳棒是阴极，铁失去电子，而不是溶液中的氯离子，因此得不到氯气，B错误；
C、电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液，在铁上镀铜，铜应和电源的正极相连，C错误；
D、符合原电池的构成条件，D正确；
故答案选D。
9.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，取代反应的产物有CH3Cl(g)、CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)和HCl，产生的CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)能附着在管壁上形成油状液滴，混合气的颜色变浅，由于试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，HCl极易溶于水，所以HCl能和管内部的空气中的水蒸气形成白雾，试管内气体体积减少，管内液面上升，故合理选项是D。
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向含酚酞的Na2CO3溶液中，加入少量的BaCl2固体，溶液的红色变浅
Na2CO3溶液中存在
水解平衡
B
将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，铜片上有气泡产生
铜将硫酸还原产生氢气
C
向浓度均为0.1 mol•L-1KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色
Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)
D
室温下，用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离H＋的能力比CH3COOH的强
【答案】A
【解析】
【详解】A. CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，加入BaCl2固体，Ba2++ CO32-= BaCO3↓，平衡逆向进行，颜色变浅，故A正确；
B. 将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，构成原电池，铜做正极，有氢气生成，故B错误；
C. 向浓度均为0.1 mol•L-1 KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，在浓度相等的情况下谁的溶解度积小，谁先转化为沉淀，故Ksp(AgI)
11.下列关于有机化合物的说法正确的是（ ）
A. 2－甲基丁烷也称异丁烷
B. C4H9Cl有3种同分异构体
C. 正丁烷的4个碳原子可以在同一直线上
D. 甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种
【答案】D
【解析】
【详解】A. 2－甲基丁烷也称异戊烷，A错误；
B. C4H9Cl有C-C-C-C、和两种碳链结构，这两种碳链结构分别有两种不同位置的H原子，其中的H原子被Cl原子取代，都会产生2种同分异构体，则C4H9Cl有4种同分异构体，B错误；
C.正丁烷中的C原子都是饱和C原子，与饱和C原子连接的四个原子构成的是四面体结构，所以正丁烷分子中的4个碳原子不可能在同一直线上，C错误；
D.甲烷是正四面体结构，四个H原子位置相同，所以不存在同分异构体；乙烷可看作是甲烷分子中的一个H原子被-CH3取代产生的物质，不存在同分异构体；丙烷分子可看作是甲烷分子中的2个H原子被-CH3取代产生的物质，不存在同分异构体，所以甲烷、乙烷、丙烷的结构都只有一种，D正确；
故合理选项是D。
12.甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（ ）
A. 1mol•L-1甲酸溶液的pH约为2
B. 甲酸能与水以任意比例互溶
C. 10mL1mol•L-1甲酸恰好与10mL1mol•L-1NaOH溶液完全反应
D. 在相同条件下，甲酸溶液的导电性比醋酸溶液强
【答案】A
【解析】
【详解】A.1 mol•L-1甲酸溶液的pH约为2，溶液中c（H+）=0.01mol/L＜1mol/L，说明甲酸在水溶液里部分电离，所以能证明甲酸是弱电解质，故A正确；
B．甲酸能与水以任意比例互溶，说明甲酸溶解性较强，但不能说明甲酸电离程度，所以不能证明甲酸是弱电解质，故B错误；
C.10mL 1 mol•L-1甲酸恰好与10mL 1 mol•L-1NaOH溶液完全反应，说明甲酸是一元酸，但不能说明甲酸在水溶液里部分电离，所以不能证明甲酸是弱电解质，故C错误；
D．相同条件下，甲酸溶液的导电性比醋酸溶液强，说明甲酸电离程度比醋酸大，但不能说明甲酸部分电离，所以不能证明甲酸是弱电解质，故D错误；
答案选A。
13.在1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，下列关系式正确( )
A. c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)>c(OH-)
B. c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
C. c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
D. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
【答案】D
【解析】
【分析】NaHCO3溶液中，存在HCO3-的水解平衡：HCO3- +H2OH2CO3+OH-和HCO3-的电离平衡：HCO3- H++CO32-，且水解程度大于电离程度，再结合电荷守恒规律分析作答。
【详解】根据上述分析可知，在1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，水解平衡常数大于电离平衡常数，则离子浓度大小关系可表示为：c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)> c(CO32-)>c(H+)，A、B、C项错误；且存在电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，D项正确；
答案选D。
14.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是( )
A. 甲为正极，丙为阴极
B. 丁极的电极反应式为MnO42――e－===MnO4－
C. KOH溶液的质量分数：c%>a%>b%
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区
【答案】C
【解析】
【分析】分析装置的特点，可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极甲是电池的正极，与甲相连的电极丁是电解池的阳极，则丁电极上MnO42―被氧化为MnO4－；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，所以气体X是氢气。
【详解】A、通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故A正确；
B、丁是电解池阳极，MnO42―失电子被氧化为MnO4－，电极反应式是MnO42――e－===MnO4－，故B正确；
C、丙电极上的反应是 ，电极甲的电极反应式是，乙电极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，根据溶液流动方向，c%＞b%＞a%，故C错误，
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L氧气时，转移4mol电子，所以理论上有4molK+移入阴极区，故D正确。
15.(1)天然气属于混合物，其组成以甲烷为主。该分子的电子式是________，其空间结构是______。
(2)2-甲基丁烷的结构简式是___，其一氯代物有___种。
(3)用系统命名法命名烃：___。
【答案】(1). (2). 正四面体 (3). (CH3)2CHCH2CH3 (4). 4 (5). 2，2，3-三甲基丁烷
【解析】
【分析】(1)甲烷分子中C、H原子形成四个共价键，形成的是正四面体结构；
(2)根据烷烃的系统命名方法确定2-甲基丁烷的结构简式，物质分子中含有几种不同位置的H原子，就有几种一氯代物；
(3)根据烷烃的系统命名法对化合物进行命名。
【详解】(1)甲烷分子式是CH4，C原子最外层有4个电子，与4个H原子形成四个共价键，电子式为：；CH4为正四面体结构，该物质分子中四个H原子处于正四面体的四个顶点，C原子处于四面体的中心；
(2)在烷烃的系统命名方法中，物质分子中最长碳链为主链，把支链当作取代基，2-甲基丁烷的最长的碳链上含有4个C原子，在主链的第二个C原子上含有一个甲基，其结构简式是(CH3)2CHCH2CH3；在该物质分子中含有4种不同位置的H原子，因此其一氯取代产物有四种；
(3)该物质分子中最长的碳链上含有4个C原子，从右端开始给主链上的C原子编号，以确定支链的位置，该物质名称为2，2，3-三甲基丁烷。
16.I.研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有______(填序号)。
A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热试管提高温度
C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐______(填“加快”、“不变”、“减慢”)，你认为影响因素为_______。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_____
然后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为
Fe -2e-=Fe2+
(4)设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见图，从图中可分析，t1~t2之间主要发生_______腐蚀(填吸氧或析氢)，原因_______。
(5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式______。
II.已知草酸晶体(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可与酸性高锰酸钾溶液完全反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X，步骤如下：
①用分析天平称取草酸晶体1.260g，将其配制成100.00mL待测草酸溶液
②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中，并加入适量硫酸酸化
③用浓度为0.1000mol/L的KMnO4 标准溶液进行滴定，三次结果如下：
第一次滴定
第二次滴定
第三次滴定
待测溶液体积(mL)
2500
25.00
25.00
标准溶液体积(mL)
9.99
10.01
10.00
已知H2C2O4的相对分子质量为90，请回答下列问题：
(1)滴定时，KMnO4标准溶液应该装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(2)到达滴定终点的标志是________。
(3)根据上述数据计算X=_______。
(4)误差分析(填偏高、偏低或无影响)：若滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则X值________；
【答案】(1). ACD (2). 减慢 (3). 氧气的浓度 (4). O2+4e-+2H2O=4OH- (5). 吸氧 (6). 氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀 (7). 3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ (8). 酸式 (9). 最后一滴标准溶液滴入锥形瓶中，溶液恰好由无色变成紫红色，且30秒内不褪色 (10). 2 (11). 偏高
【解析】
【分析】I.(1)要使现象更快、更清晰，可采取增大反应速率等方法；
(2)根据乙图中O2的浓度的变化及相同时间内液柱变化高度分析；
(3)O2在正极上获得电子，变为OH-，使附近的溶液显碱性，负极Fe失去电子变为Fe2+；
(4)根据析氢腐蚀产生H2气体，使装置内气体压强增大，吸氧腐蚀消耗氧气，使装置内的气体压强减小分析；
(5)电解时，阳极Fe失去电子，被氧化产生致密Fe3O4氧化膜而发生钝化现象；
II.(1)KMnO4具有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管；
(2)KMnO4溶液具有强的氧化性，与草酸发生氧化还原反应后会产生无色Mn2+，当反应完全后不再消耗KMnO4溶液，根据KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点；
(3)根据氧化还原滴定结果计算草酸物质的量，从而计算X的值；
(4)据c(测)= ，根据错误操作导致V(滴定)的变化分析误差。
【详解】I.(1)用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B.用酒精灯加热试管提高温度，气体体积由于温度升高而体积膨胀，气体逸出，导气管口冒出气泡，不能判断反应快慢，B错误；
C.将铁钉换成铁粉和炭粉的混合物，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D.换成更细的导管，水中滴加红墨水，改变相同的压强即改变相同的体积，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故合理选项是ACD；
(2)改为乙图后，由于装置内盛有的氧气的物质的量不变，随着反应的进行，氧气的浓度逐渐降低，使反应速率减小，这可以通过相同的时间间隔内液体上述的高度逐渐减慢得到证实；
(3)根据表中现象：a点附近溶液出现红色，说明a点溶液为碱性，a点发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a点为正极；滴加2~3滴铁氰化钾溶液，b点周围出现蓝色沉淀，这是由于b点发生反应：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+与铁氰化钾溶液发生沉淀反应产生铁氰化亚铁蓝色沉淀，b点为负极；
(4)根据图示可知：随着反应的进行，装置内的氧气含量和瓶内压强都降低，说明发生的腐蚀是吸氧腐蚀；
(5)将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe失去电子，被氧化Fe3O4氧化膜，该阳极电极反应式为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；
II.(1) KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，KMnO4溶液应装在酸式滴定管中；
(2)草酸反应完毕，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅紫红色，且30s内红色不褪去，说明滴定到终点；
(3)三次滴定误差都不太大，利用滴定结果计算所用高锰酸钾溶液的体积为10.00mL，1.260g草酸晶体所配草酸溶液中所含草酸的物质的量为：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；
(4)滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则消耗标准液体积变小，则草酸物质的量变小，质量变小，则结晶水含量偏多，X值偏高。
17.NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上利用金属镍废料（含镍、铁、铝）生产氯化镍晶体(NiCl2·6H2O)流程如下：
下表列出了相关金属离子生产氢氧化物沉淀的pH：
氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ni(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
7.6
2.7
7.1
3.7
沉淀完全的pH
9.6
3.7
9.2
4.7
回答下列问题：
(1)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为______，调pH的范围为_______，若调pH=6，则溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=________。（已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38）
(2)滤液A溶质主要是_______。
(3)操作①的实验方法依次是_________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2). 4.7≤pH<7.1 (3). 10000：1 (4). NaCl和Na2CO3 (5). 蒸发浓缩
【解析】
【分析】利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl2•6H2O)，由流程可知，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-，还含有少量Fe2+、Al3+，加入过氧化氢，氧化Fe2+为Fe3+，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣A为Fe(OH)3和Al(OH)3，再向滤液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3，滤液A含NaCl和Na2CO3，将NiCO3再溶于盐酸，得NiCl2溶液，操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，操作②为重结晶，将得到的氯化镍晶体重新溶解，再进行结晶，从而得到NiCl2•6H2O，以此来解答。
【详解】(1) H2O2具有强的氧化性，加入H2O2氧化，可将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，该反应离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；第一次加入Na2CO3溶液调pH的目的是将Fe3+和Al3+都转化为金属氢氧化物，形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去，而Ni2+不能沉淀，结合表中数据可知pH的范围是4.7≤pH<7.1；当溶液的pH=6时，Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全，由于二者的化合物构型相同，所以溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34)：(1×10-38)=10000：1；
(2)第二次加Na2CO3沉镍，过滤，得到滤液A的溶质主要是NaCl和Na2CO3；
(3)操作①的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
18.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：
a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+216.4kJ/mol
b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ∆H= _____________。
(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)
A.和转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.保持不变 D.
②P1_____P2 (填“>”“=”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：B点_______D点。
③C点的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__________υ(B)。
Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。
已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。
【答案】(1). +175.2kJ/mol (2). BC (3). < (4). > (5). 66.7% (6). < (7). 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O (8). 11.2
【解析】
【分析】I.(1)则将a+b可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H；
(2)①起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨，达到平衡时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，气体的总物质的量不变，以此判断；
②增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
③起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，C点氨气的含量为50%，结合方程式计算；压强越大、温度越高，反应速率越快；
II.根据图示可知，阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-，结合溶液为酸性书写阴极反应式；写出电解池的总反应，根据通过的氢离子物质的量可知转移电子的物质的量，吸收柱中生成的气体为氮气，然后利用电子守恒计算氮气的物质的量，最后根据V=n·Vm计算标况下体积。
【详解】I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
则将a+b，可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H=（+216.4-41.2）kJ/mol=+175.2kJ/mol；
(2)①A.N2和H2的起始物料比为1：3，且按照1：3反应，则无论是否达到平衡状态，转化率都相等，N2和H2转化率相等不能用于判断是否达到平衡状态，A错误；
B.气体的总质量不变，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，恒压条件下，当反应体系密度保持不变时，说明体积不变，则达到平衡状态，B正确；
C.保持不变，说明氢气、氨气的浓度不变，反应达到平衡状态，C正确；
D.达平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定等于化学计量数之比，不能确定反应是否达到平衡状态，D错误；
故合理选项是BC；
②由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大，由图象可知P1
N2(g) +3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
起始：1mol 3mol 0
转化：x mol 3xmol 2xmol
平衡：(1-x)mol (3-3x)mol 2xmol
则×100%=50%，解得x=，则C点H2的转化率为=66.7%，B点的压强、温度都比A点高，压强越大、温度越高，反应速率越大，所以υ(A)<υ(B)；
II.根据图示可知，阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-，则阴极反应式为：2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；电解池的阳极水电离出的氢氧根离子放电生成氧气，发生反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，则电解池中总反应为：4SO32-+4H+2S2O42-+2H2O+O2↑，即转移4mol电子时有4mol氢离子通过质子交换膜，则反应过程中通过质子交换膜（ab）的H+为2mol时，转移电子的物质的量为2mol，生成1molS2O42-，图示NO吸收柱中S2O42-失去电子被氧化成SO32-，NO得到电子被还原成N2，根据得失电子守恒可知，吸收柱中生成N2的物质的量为：n(N2)==0.5mol，标况下0.5mol氮气的体积为：22.4L/mol×0.5mol=11.2L。
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