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【化学】江西省南昌市第二中学2018-2019学年高二上学期期末考试(解析版)
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江西省南昌市第二中学2018-2019学年高二上学期期末考试
1.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:A、铁是单质,不是电解质,A错误;B、氨气是非电解质,硫酸钡是强电解质,B错误;C、分类正确,C正确;D、水是电解质,D错误,答案选C。
考点:考查电解质等有关判断
2.下列事实不属于盐类水解应用的是
A. 明矾净水
B. 使用热的纯碱溶液去除油污
C. 实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸
D. 向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
【答案】D
【解析】
明矾净水的原理是,其中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体,吸附水中杂质,选项A与水解相关。用热的纯碱溶液除去油污,是利用纯碱水解溶液显碱性的性质,使油污发生皂化反应,从而除去的,选项B与水解相关。实验室配制氯化铁溶液的时候,应该加入盐酸以抑制其水解,选项C与水解相关。向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,是铁离子直接与氢氧根离子反应,所以选项D与水解无关。
3.已知化学反应A2 (g)+B2 (g)=2AB (g)的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. 该反应每生成2分子AB吸收(a-b)kJ能量
B. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C. 该反应的反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
D. 断裂1molA-A键和1molB-B键,放出akJ能量
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 依据图像分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB吸收能量。
B. 依据图像分析,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量。
C. 反应热ΔH= 生成物的能量之和-反应物的能量之和
D. 断裂化学键,吸收能量。
【详解】依据图像分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB吸收能量,A错误;
该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;
该反应焓变=生成物的能量之和-反应物的能量之和,所以焓变为ΔH=+(a-b) kJ·mol-1,C正确;
断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收akJ能量,D错误。答案选C。
4.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是
A. d为石墨,铁片腐蚀加快
B. d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. d为锌块,铁片不易被腐蚀
D. d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-=H2↑
【答案】D
【解析】
A、由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时的速率快,选项A正确;B、d为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为:O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH–,选项B正确;C、若d为锌块,则由于金属活动性:Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,选项C正确;D、d为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为:O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH–,选项D错误。答案选D。
点睛:本题考查金属的电化学腐蚀及防护的知识。根据电极上得失电子判断正负极,再结合电极反应类型、电子流向来分析解答,熟记原电池原理,电极反应式的书写是本题解题的难点。
5.下列有关化学用语表示不正确的是
A. 溴乙烷的分子式:C2H5Br
B. 甲烷分子的比例模型:
C. 乙醇的结构式:CH3CH2OH
D. 环己烷的实验式:CH2
【答案】C
【解析】
A. 溴乙烷的分子式为C2H5Br,A正确;B. 甲烷分子的比例模型为,B正确;C. 乙醇的结构式为,C错误;D. 环己烷的分子式为C6H12,则实验式CH2,D正确,答案选C。
6.已知水的电离方程式:H2O H+ + OH-,下列叙述中正确的是
A. 升高温度,KW增大,pH不变
B. 向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
C. 向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,KW不变
D. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡向逆反应方向移动,c(H+)降低
【答案】C
【解析】
试题分析:A、水的电离为吸热过程,升高温度,KW增大,氢离子浓度变大,pH变小,A错误;B、向水中加入氨水,水的电离平衡逆向移动,抑制水的电离,但c(OH-)增大,B错误;C、向水中加入少量硫酸,氢离子浓度增大,水的离子积常数只与温度有关,温度不变,KW不变,C正确;D、乙酸钠为弱酸强碱盐,醋酸根水解促进水的电离,平衡向正向移动,D错误。答案选C。
考点:弱电解质的电离
7.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为,其苯环上的一溴代物有几种同分异构体
A. 3种 B. 4种 C. 6种 D. 8种
【答案】A
【解析】
【详解】根据对称法,分子中苯环上有3种氢原子,所以苯环上的一溴代物有3种同分异构体,所以A正确。
故选A。
【点睛】苯环上一溴取代物的同分异构体的种数取决于氢原子的种类,解题方法是找准对称轴,进行正确判断氢原子种类。
8.下列叙述正确的是
A. 某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则a>10b
B. 常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) = 1.0×10-13mol/L,则此溶液一定呈酸性
C. 25℃时,将pH=4的盐酸稀释10000倍后,溶液的pH大于7
D. 25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1:10
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸为弱酸,醋酸溶液加水稀释促进电离,溶液中氢离子浓度降低,酸性减弱,pH增大,故A错误;
B.常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) =1.0×10-13 mol/L,水的电离受到抑制,溶液可能为酸性,也可能为碱性,故B错误;
C.盐酸溶液无论稀释多少倍,溶液仍为酸性,不可能变成中性溶液,pH只能接近于7,故C错误;
D.25℃时,pH=13的强碱溶液[c(OH-)=0.1mol/L]与pH=2[c(H+)=0.01mol/L]的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则酸碱体积比为1:10,故D正确。
故选D。
9.室温下,对于0.l0mol·L-1的氨水,下列判断正确的是
A. 其溶液的pH=13
B. 用HNO3溶液完全中和后,溶液显酸性
C. 加水稀释后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)变大
D. 与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-==A1(OH)3
【答案】B
【解析】
【详解】A.一水合氨为弱电解质,部分电离,0.10mol·L-1的氨水中氢氧根离子浓度小于0.10mol·L-1,其溶液的pH<13,故A错误;
B.用HNO3溶液完全中和后,溶液为硝酸铵溶液,溶液呈酸性,故B正确;
C.加水稀释后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)变小,故C错误;
D.一水合氨为弱电解质,应用化学式表示,故D错误。
故选B。
10.某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. b点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
B. 采取蒸发溶剂的方法可以使溶液从a点变到b点
C. 该温度下,Ag2SO4的Ksp=1.6×10-5
D. 0.02 mol·L-1的AgNO3溶液与0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
在相同温度下,Ag2SO4的溶度积为定值,随着浓度SO42-的增大,Ag+浓度逐渐减小,位于曲线的点b、c为平衡状态,即溶液达到饱和,a为不饱和状态,以此解答该题。
【详解】A.在相同温度下,Kap相同,所以A选项是正确的;
B.蒸发溶液,Ag+浓度和SO42-浓度都增大,不可能为a点达到b点,故B错误;
C.由图象可以知道,Ag2SO4的溶度积常数Ksp=(0.02)2×0.04=1.6×10-5,所以C选项是正确的;
D.0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,c(Ag+)=0.01moL/L,c(SO42-)=0.1mol/L,则(0.01)2×0.1=1×10-5<1.6×10-5,没有沉淀生成,所以D选项是正确的。
答案选B。
【点睛】关于溶解平衡图像分析:①曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。②可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态,一定会有沉淀析出,处于曲线下方的点,则表明溶液处于未饱和状态,不会有沉淀析出。③从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。④比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。⑤涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
11.在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol的A2气体和0.6 mol B2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是
A. 图中a点的值为0.15 B. 该反应的平衡常数K=0.03
C. 温度升高,平衡常数K值减小 D. 平衡时A2的转化率为62.5%
【答案】B
【解析】
试题分析:A、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式A2(g)+B2(g)2AB(g)知,A2的浓度改变为0.25mol•L-1,所以a=(0.4-0.25)mol•L-1=0.15mol•L-1,即图中a点的值为0.15,故A正确;B、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式知,B2的浓度改变为0.25mol•L-1,所以平衡时B2的浓度为=(0.3-0.25)mol•L-1=0.05mol•L-1,K===,故B错误;C、已知A2(g)+B2(g)⇌2AB(g)释放出热量即△H<0,所以温度升高,平衡逆移,平衡常数K值减小,故C正确;D、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式知,A2的浓度改变为0.25mol•L-1,已知A2的初始量为0.4mol•L-1,所以平衡时A2的转化率为×100%=62.5%,故D正确;故选B。
考点:考查了化学反应速率、化学平衡的有关计算、平衡图象的分析的相关知识。
12.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是
A. 该滴定可用甲基橙做指示剂
B. Na2S2O3是该反应的还原剂
C. 该滴定可选用右图所示装置
D. 该反应中每消耗2mol Na2S2O3,电子转移数为4mol
【答案】B
【解析】
试题分析:A、碘水溶液显酸性,甲基橙在该溶液显红色,当用Na2S2O3滴定达到终点时溶液由红色变为橙色,颜色变化不明显,因此该滴定不可用甲基橙做指示剂,应该用淀粉溶液作指示剂,A错误;B、在该反应中,I2中的元素化合价降低,得到电子,作氧化剂,Na2S2O3中的S元素的化合价升高,失去电子,是该反应的还原剂,B正确;C、Na2S2O3是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,不能用酸式滴定管,C错误;D、根据化合价改变的总数与电子转移数目相等可知该反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为2mol,D错误,答案选B。
考点:考查滴定反应的有关判断
13.空气中汽油含量的测量仪,其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法中不正确的是
A. 石墨电极作正极,发生还原反应
B. 铂电极的电极反应式为C8H18+16H2O-50e-=8CO2↑+50 H+
C. H+由质子交换膜左侧向右侧迁移
D. 每消耗5.6 L O2,电路中通过1 mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】
根据图知,该装置是燃料电池,该装置中含有质子交换膜,说明交换膜只能通过氢离子,则电解质溶液呈酸性,通入燃料的电极Pt为负极、通入氧气的电极为正极,负极反应式为C8H18+16H2O-50e-=8CO2+50H+,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解答。
【详解】A、石墨作正极,正极上O2得电子发生还原反应,故A正确;
B、铂电极上C8H18 失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+16H2O-50e-===8CO2↑+50H+,故B正确;
C、阳离子移向正极,所以H+由质子交换膜左侧向右侧迁移,故C正确;
D、未指明标准状况下,无法计算5.6 L O2的物质的量,则无法计算电路中通过的电子是多少,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查原电池原理,解题关键:燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,难点B,电极反应式的书写,注意结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式。
14.下列说法错误的是
A. 用惰性电极电解 Na2SO4 溶液,当 2 mol 电子转移时,可加入 18 g 水恢复
B. 用惰性电极电解 1 L 1 mol/L CuSO4 溶液,当加入 1 mol CuO 恢复电解前浓度时, 电路中转移了 2 mol e-
C. 用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液,溶液的 pH不变
D. 要想实现 Cu+H2SO4(稀) ═ CuSO4+H2↑的反应,需在电解池中进行,且 Cu 为阳极
【答案】C
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解Na2SO4溶液,由于溶液中阴离子的放电能力OH->SO42-,所以在阳极发生反应:4OH--4e-=O2↑+2H2O,阳离子的放电能力:H+>Na+,所以在阴极发生反应:2H++2e-=H2↑,实质就是电解水,电解的总方程式是2H2O=2H2↑+O2↑,当2 mol电子转移时,可加入18g水恢复,故A正确;
B.用惰性电极电解1L1mol/LCuSO4,反应方程式是:2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4,电解一段时间后,由于两个电极的反应产物是Cu、O2,二者发生反应产生的是CuO,加入1molCuO固体可以与反应产生的硫酸反应变为CuSO4,使CuSO4溶液恢复原来浓度,电路中转移了2mole-,故B正确;
C.用惰性电极电解1molNaOH的水溶液,实际电解的是水,溶剂减少,浓度增大,pH增大,故C错误;
D.要实现Cu+H2SO4(稀)═CuSO4+H2↑,应形成电解池反应,铜为阳极,碳为阴极,阳极发生反应:Cu-2e-=Cu2+,阴极发生反应:2H++2e-=H2↑,则可发生Cu+H2SO4(稀)═CuSO4+H2↑,故D正确。
故选C。
15.锂钡氧化物二次电池。电池总反应为V2O4+xLiLixV2O4,下列说法正确的是
A. 该电池充电时,锂极与外电源的负极相连
B. 该电池放电时,Li+向负极移动
C. 该电池充电时阴极的反应为LixV2O4-xe-=V2O4+xLi+
D. 若放电时转移 0.2 mol 电子,则消耗锂 1.4x g
【答案】A
【解析】
试题分析:A.电池充电时负极与外电源的负极相连,Li为负极反应物,所以Li与外电源的负极相连,故A正确;B.向外供电时,该装置是原电池,锂离子向正极移动,故B错误;C.该电池充电时阴极得电子,发生还原反应,电极反应为:xLi++xe-=xLi,故C错误;D.若放电时转移0.2mol电子,负极上Li-e-=Li+,所以反应消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g,故D错误;故选A。
【考点定位】考查化学电源新型电池
【名师点晴】本题考查原电池原理,明确元素化合价是解本题关键,根据得失电子来分析解答即可,难点是电极反应式的书写。掌握原电池中电极反应式的书写方法:①先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失;②注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存;③若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现H+,且水必须写入正极反应式中,与O2结合生成OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现OH-,且H+必须写入正极反应式中,与O2结合生成水;④正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
16.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示,电极为惰性电极。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子。下列叙述中正确的是
A. A膜是阳离子交换膜
B. 通电后,海水中阴离子往b电极处移动
C. 通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
D. 通电后,a电极的电极反应式为4OH--4e-= O2↑+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. a电极为电解池的阳极,是阴离子移向的极,所以A膜是阴离子交换膜,A错误;
B. 通电后,海水中阴离子往阳极(a电极)处移动,B错误;
C. 通电后,由于放电能力:H+>Mg2+>Ca2+,所以H+在阴极(b电极)上放电:2 H++2e-=H2↑,产生无色气体,由于破坏了附近的水的电离平衡,在该区域c(OH-)增大,会发生反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,所以溶液中还会出现白色沉淀,C正确;
D. 通电后,由于在溶液中放电能力:Cl->OH-,所以在阳极发生反应为2Cl--2e-===Cl2↑,D错误。
答案选C。
17.A—F是几种典型有机代表物的分子模型,请看图回答下列问题。
(1)常温下含碳量最高的是________(填对应字母);
(2)一卤代物种类最多的是 ___________(填对应字母);
(3)A、B、D三种物质的关系为____________________________________
(4)F中一定在同一个平面的原子数目为_____________________
(5)写出C使溴水褪色的方程式 ___________
(6)写出E发生溴代反应的化学方程式______________________________;
(7)写出C的官能团的名称______________________
(8)F的二溴取代产物有_____________种
【答案】 (1). E (2). F (3). 同系物 (4). 12 (5). CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (6). (7). 碳碳双键 (8). 10
【解析】
【分析】
由结构模型可知A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为苯,F为甲苯,根据物质的组成、结构和性质解答该题。
【详解】有结构模型可知A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为苯,F为甲苯。
(1)常温下含碳量最高的气态烃是为苯,含碳量为92.3%,故答案为:E。
(2)一卤代物种类最多的是甲苯,共有4种,故答案为:F。
(3)A为甲烷、B为乙烷、D为丙烷,三种物质为同系物关系,故答案为:同系物。
(4)F为甲苯,甲苯含有立体结构的甲基,分子中的所有原子不可能处于同一平面,一定在同一个平面的原子数目为12,故答案为:12。
(5)C为乙烯,乙烯与溴水反应生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br。
(6)E为苯,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,F发生溴代反应的化学方程式为,
故答案为:。
(7)C为乙烯,官能团为碳碳双键,故答案为:碳碳双键。
(8)F为甲苯,两个溴原子都在甲基上有1种;一个溴原子在甲基上,另一个在苯环上有邻、间、对3种;两个溴原子都在苯环上有6种,所以共计是10种,故答案为:10。
【点睛】在推断烃的二元取代产物数目时,可以采用一定一动法,即先固定一个原子,移动另一个原子,推算出可能的取代产物数目,然后再变化第一个原子的位置,移动另一个原子进行推断,直到推断出全部取代产物的数目,在书写过程中,要特别注意防止重复和遗漏。
18.某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH,其结果如下:
醋酸浓度/mol·L-1
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
(1)写出醋酸的电离方程式:__________________________。
(2)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是__________________。
(3)向醋酸溶液中加入一定量的NaOH溶液,当测得溶液的pH=7时,溶液中离子的浓度大小为____
(4)25℃,将0.1mol/L的CH3COOH溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH=10,则该混合溶液中由水电离出的c(OH-)=___________mol/L,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算),c(Na+)-c(CH3COO-)=______________mol/L。
(5)下列方法中,可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH的电离程度增大的是___________。
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀盐酸 b.加热CH3COOH溶液
c.加水稀释至0.010 mol·L-1 d.加入少量冰醋酸
e.加入少量镁粉 f.加入少量0.10 mol·L-1的NaOH溶液
(6)室温时醋酸的电离常数Ka=1.8×10-5 ,则CH3COO-的水解常数Kh= ____________
【答案】 (1). CH3COOHCH3COO- + H+ (2). 当醋酸浓度为0.001 mol/L 时,溶液中的氢离子浓度小于0.001 mol/L (3). c(Na+) = c(CH3COO—)>c(OH—) =c(H+) (4). 10-4 (5). 10-4-10-10 (6). bcef (7). 5.6×10-10
【解析】
【分析】
(1)CH3COOH是弱电解质,发生部分电离;
(2)当醋酸浓度为0.001mol/L时,溶液中的氢离子浓度小于0.001mol/L,发生部分电离,为弱电解质;
(3)当pH=7时,c(H+)=c(OH-),溶液存在c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),中性溶液中氢离子或氢氧根离子浓度较小,则c(CH3COO-)>c(H+),所以有c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
(4)溶液中c(H+)=1×10-10mol/L,c(OH-)=1×10-4mol/L,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol/L;
(5)醋酸的电离是吸热反应,加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离;
(6)CH3COO-的水解平衡常数Kh═c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)=Kw/Ka。
【详解】(1)CH3COOH是弱电解质,发生部分电离,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+,故答案为:CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)若醋酸为强酸,则完全电离。由于是一元酸,0.0100mol/L的醋酸的PH应为2,已知PH为3.38,说明醋酸没有完全电离是弱酸。故答案为:当醋酸浓度为0.001mol/L时,溶液中的氢离子浓度小于0.001mol/L。
(3)当pH=7时,c(H+)=c(OH-),溶液存在c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),中性溶液中氢离子或氢氧根离子浓度较小,则c(CH3COO-)>c(H+),所以有c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),故答案为:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)。
(4)0.1mol/L的CH3COOH溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后恰好完全反应,所得溶液为CH3COONa溶液,溶液的pH=10,溶液中c(H+)=1×10-10mol/L,c(OH-)=1×10-4mol/L,由于CH3COO-的水解促进了水的电离,该混合溶液中由水电离出的c(OH-)等于溶液中的c(OH-),为1×10-4mol/L,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol/L,故答案为:10-4,10-4-10-10。
(5)醋酸的电离是吸热反应,加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离;
a.加入少量0.10mol•L-1的稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制醋酸的电离,则醋酸的电离程度降低,故a错误;
b.醋酸的电离是吸热反应,加热CH3COOH溶液,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故b正确;
c.加水稀释至0.010mol•L-1,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故c正确;
d.加入少量冰醋酸,醋酸的电离平衡向正反应方向移动,但醋酸的电离程度降低,故d错误;
e.加入少量镁粉,镁与醋酸反应生成氢气,氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故e正确;
f.加入少量0.10mol•L-1的NaOH溶液,氢氧根离子和氢离子反应生成水,氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故f正确。
故答案为:bcef。
(6)CH3COO-的水解平衡常数Kh═c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)=Kw/Ka=1.0×10-14/1.8×10-5=5.6×10-10,故答案为:5.6×10-10。
19.为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I.用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是_____ (填字母)。
A石墨 B. 镁 C.银 D.铂
(2)实验过程中,SO42-____(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象是________________。
II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(3)电解过程中,X极处溶液的OH-浓度____(填“增大”“减小”或“不变)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为___________________,_________________。
(5)电解进行一段时间后,若在Y电板(铁电极)质量减小2.8g,在Y极收集到气体为1.68 L 则X极收集到气体__________L(均己折算为标准状况时气体体积)。
(6)K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应总反应式为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的电极反应式为_______________。
【答案】 (1). B (2). 从右向左 (3). 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) (4). 增大 (5). 4OH--4e-=2H2O+O2↑ (6). Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O (7). 6.72 (8). 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
【解析】
【分析】
I.(1)甲装置中左侧为原电池装置,锌作负极,铜作正极,由于需保证电极反应不变,故正极材料的活泼性不能大于Zn,因此不能用镁代替铜;
(2)硫酸根离子向负极移动,移动方向为从右向左移动,M极作阳极,失去电子有铜离子生成,铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀;
II.(3)X极作阴极,X极上发生反应:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,水继续电离,最终导致溶液的c(OH-)增大;
(4)在电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;
(5)根据整个电路中电子转移数目相等进行计算;
(6)K2FeO4-Zn碱性电池中,Zn作负极,负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2,总电池反应:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。用总反应式—负极电极式可得:该电池正极发生的电极反应式为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【详解】I.(1)甲装置是原电池,Zn作负极,Cu作正极。若要保证电极反应不变,则另一个电极的活动性只要比Zn弱即可。根据金属活动性顺序,Mg>Zn,不能是Mg,故答案为:B。
(2)根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,实验过程中,SO42-会向正电荷较多的Zn电极方向移动。即从右向左移动。此时由于在阳极上发生反应Cu-2e-=Cu2+,产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,所以在滤纸上能观察到的现象是有蓝色沉淀产生,故答案为:从右向左,滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可)。
II.(3)由图可知:X为阴极。电解过程中,X极上发生反应:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,水继续电离,最终导致溶液的c(OH-)增大,故答案为:增大。
(4)根据已知条件可知:在电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
(5)根据条件可知:n(O2)=1.68L÷22.4L/mol=0.075mol,在整个电路中电子转移数目相等,2n(H2)=4×n(O2)+6×(2.8g÷56g/mol)=0.6mol,n(H2)=0.3mol,即V(H2)=0.3mol×22.4L/mol=6.72L,故答案为:6.72。
(6)K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,Zn作负极,负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2,K2FeO4在电池中作为正极材料,电池反应:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。用总反应式—负极电极式可得:该电池正极发生的电极反应式为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-,故答案为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【点睛】有关电解池的计算中应根据整个电路中电子转移数目相等进行计算。
20.氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H= a kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K
303
313
323
n(NH3)/(l0-2mol)
4.8
5.9
6.0
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
②在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
【答案】 (1). > (2). > (3). 0.005 mol • L-1• min-1 (4). AB (5). 移走 0.1 molNH3 (6). =
【解析】
【分析】
(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,结合反应方程式中各物质的聚集状态解答;
(2)①反应速率v=△n/V△t计算;
②根据图象知,平衡向正反应方向移动,10min时是连续的,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明为增大压强、使用催化剂;
③25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;平衡常数只受温度的影响,据此判断。
【详解】(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应,a>0,由方程式可知反应生成气体的物质的量增多,则△S>0,
故答案为:>;>。
(2)①根据反应速率v(NH3)=△n/V△t=(0.1−0)mol/2L×10min=0.005mol/(L·min),
故答案为:0.005mol/(L·min)。
②由图象可知各组分物质的量变化增加,且10min时变化是连续的,20min达平衡时,△n(N2)=0.025mol×4=0.1mol,△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol,△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol,物质的量变化之比等于化学计量数之比,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明10min可能改变的条件是使用催化剂,缩小体积相当于增大压强,应该反应物的速率增加倍数大,降低温度,应该反应速率减小,增加NH3物质的量,逆反应速率增加的倍数大,故使用催化剂、缩小体积符合,故选AB,
故答案为:AB。
③第25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;由图象可以看出,当反应进行到时35-40min,各物质的量不变,说明反应达到第二次平衡状态,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,所以抽去0.1mol氨,
故答案为:移走0.1molNH3;=。
21.Cr2O72-、Cr3+对环境具有极强的污染性,含有Cr2O72-、Cr3+的工业废水常采用NaOH沉淀方法除去。
已知:①常温下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10−5 mol· L−1) 时,溶液的pH为5;NaOH过量时Cr(OH)3溶解生成CrO2-②Cr2O72-还原产物为Cr3+。
请回答下列问题:
(1)写出Cr(OH)3溶于NaOH的离子方程式______________________
(2)常温下,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=___________。
(3)常温下,向50 mL 0.005 mol·L−1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24 mol·L−1的NaOH溶液50 mL,充分反应后,溶液pH为______。
(4)为了测定工业废水中Na2Cr2O7的浓度,进行如下步骤:
Ⅰ.取100 mL滤液;
Ⅱ.用c mol·L−1的标准KMnO4酸性溶液滴定b mL一定浓度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液b mL;
Ⅲ.取b mL滤液,用上述FeSO4溶液滴定,达到滴定终点时,消耗d mL FeSO4溶液。
①步骤Ⅱ中的滴定过程应选用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管,滴定管装液前的操作是_______。
②步骤Ⅲ的滤液中Na2Cr2O7的含量为_______mol·L−1。
(5)利用图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的______极,Na2CrO4生成Na2Cr2O7的离子方程式_______________________。若左侧电极产生标况下2.24L的气体,则通过交换膜的钠离子的数目为___________________
。
【答案】 (1). Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O (2). 1.0×10−32 (3). 13 (4). 酸式 (5). 润洗 (6). 5cd/6b (7). 正 (8). 2CrO4-+2H+Cr2O72- +H2O (9). 0.2NA(1.204×1023)
【解析】
【分析】
(1)Cr(OH)3溶于NaOH溶液反应生成NaCrO2;
(2)根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•c3(OH-)进行计算;
(3)根据pH值的定义进行计算;
(4)①酸性高锰酸钾溶液,具有强氧化性,需选用酸式滴定管,滴定管装液前的操作是润洗;
②根据MnO4-~5Fe2+、Cr2O72-~6Fe2+计算Na2Cr2O7的含量;
(5)根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左侧为阴极,右侧为阳极,电解池阳极与外电源的正极相连;阳极区水放电,产生大量的H+使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7;
【详解】(1)由题意可知,NaOH过量时Cr(OH)3溶解生成CrO2-,反应的离子方程式为:Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O,
故答案为:Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O。
(2)常温下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol•L-1)时pH为5,则c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol•L-1,c(Cr3+)=1.0×10-5mol•L-1,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•c3(OH-)=1.0×10-32mol4•L-4,故答案为:1.0×10-32。
(3)50mL0.005mol·L−1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24mol·L−1的NaOH溶液50mL,则混合后溶液中的c(Cr3+)=0.005mol·L−1,c(OH-)=0.12mol·L−1,发生反应:Cr3++3OH-=Cr(OH)3,则反应后的c(OH-)=0.12mol·L−1-0.015mol·L−1=0.105 mol·L−1,所以充分反应后,溶液的pH=14-pOH=14+lgc(OH-)=13,故答案为:13。
(4)①步骤Ⅱ中所以的标准溶液为酸性高锰酸钾溶液,具有强氧化性,需选用酸式滴定管,滴定管装液前的操作是润洗,故答案为:酸式,润洗。
②cmol·L−1的标准KMnO4酸性溶液滴定bmL一定浓度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液bmL,Mn从+7价降为+2价,Fe从+2价升为+3价,根据得失电子守恒,存在反应关系:MnO4-~5Fe2+,则滴定所用的FeSO4的浓度为c(Fe2+)=5cmol/L,取bmL滤液,用上述FeSO4溶液滴定,达到滴定终点时,消耗dmLFeSO4溶液,Cr从+6价降为+3价,Fe从+2价升为+3价,根据得失电子守恒,存在反应关系:Cr2O72-~6Fe2+,则bmL溶液中Na2Cr2O7的含量为1/6×5c×d/b=5cd/6bmol/L,故答案为:5cd/6b。
(5)根据装置图分析,图中右侧Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,左侧NaOH稀溶液转变为NaOH浓溶液,则发生的反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左侧为阴极,右侧为阳极,电解池阳极与外电源的正极相连;阳极区水放电,产生大量的H+使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,离子方程式为:2CrO4-+2H+Cr2O72-+H2O;若左侧电极产生标况下2.24L即0.1mol的气体时,则通过交换膜的钠离子为0.2mol,钠离子的数目为0.2NA(或1.204×1023),故答案为:0.2NA(1.204×1023)。
1.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是
选项
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
酒精
H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:A、铁是单质,不是电解质,A错误;B、氨气是非电解质,硫酸钡是强电解质,B错误;C、分类正确,C正确;D、水是电解质,D错误,答案选C。
考点:考查电解质等有关判断
2.下列事实不属于盐类水解应用的是
A. 明矾净水
B. 使用热的纯碱溶液去除油污
C. 实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸
D. 向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
【答案】D
【解析】
明矾净水的原理是,其中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体,吸附水中杂质,选项A与水解相关。用热的纯碱溶液除去油污,是利用纯碱水解溶液显碱性的性质,使油污发生皂化反应,从而除去的,选项B与水解相关。实验室配制氯化铁溶液的时候,应该加入盐酸以抑制其水解,选项C与水解相关。向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀,是铁离子直接与氢氧根离子反应,所以选项D与水解无关。
3.已知化学反应A2 (g)+B2 (g)=2AB (g)的能量变化如图所示,下列叙述正确的是
A. 该反应每生成2分子AB吸收(a-b)kJ能量
B. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C. 该反应的反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
D. 断裂1molA-A键和1molB-B键,放出akJ能量
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 依据图像分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB吸收能量。
B. 依据图像分析,该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量。
C. 反应热ΔH= 生成物的能量之和-反应物的能量之和
D. 断裂化学键,吸收能量。
【详解】依据图像分析,1molA2和1molB2反应生成2molAB吸收能量,A错误;
该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;
该反应焓变=生成物的能量之和-反应物的能量之和,所以焓变为ΔH=+(a-b) kJ·mol-1,C正确;
断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收akJ能量,D错误。答案选C。
4.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是
A. d为石墨,铁片腐蚀加快
B. d为石墨,石墨上电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C. d为锌块,铁片不易被腐蚀
D. d为锌块,铁片上电极反应为2H++2e-=H2↑
【答案】D
【解析】
A、由于活动性:Fe>石墨,所以铁、石墨及海水构成原电池,Fe为负极,失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液,溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原,比没有形成原电池时的速率快,选项A正确;B、d为石墨,由于是中性电解质,所以发生的是吸氧腐蚀,石墨上氧气得到电子,发生还原反应,电极反应为:O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH–,选项B正确;C、若d为锌块,则由于金属活动性:Zn>Fe,Zn为原电池的负极,Fe为正极,首先被腐蚀的是Zn,铁得到保护,铁片不易被腐蚀,选项C正确;D、d为锌块,由于电解质为中性环境,发生的是吸氧腐蚀,在铁片上电极反应为:O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH–,选项D错误。答案选D。
点睛:本题考查金属的电化学腐蚀及防护的知识。根据电极上得失电子判断正负极,再结合电极反应类型、电子流向来分析解答,熟记原电池原理,电极反应式的书写是本题解题的难点。
5.下列有关化学用语表示不正确的是
A. 溴乙烷的分子式:C2H5Br
B. 甲烷分子的比例模型:
C. 乙醇的结构式:CH3CH2OH
D. 环己烷的实验式:CH2
【答案】C
【解析】
A. 溴乙烷的分子式为C2H5Br,A正确;B. 甲烷分子的比例模型为,B正确;C. 乙醇的结构式为,C错误;D. 环己烷的分子式为C6H12,则实验式CH2,D正确,答案选C。
6.已知水的电离方程式:H2O H+ + OH-,下列叙述中正确的是
A. 升高温度,KW增大,pH不变
B. 向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
C. 向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,KW不变
D. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡向逆反应方向移动,c(H+)降低
【答案】C
【解析】
试题分析:A、水的电离为吸热过程,升高温度,KW增大,氢离子浓度变大,pH变小,A错误;B、向水中加入氨水,水的电离平衡逆向移动,抑制水的电离,但c(OH-)增大,B错误;C、向水中加入少量硫酸,氢离子浓度增大,水的离子积常数只与温度有关,温度不变,KW不变,C正确;D、乙酸钠为弱酸强碱盐,醋酸根水解促进水的电离,平衡向正向移动,D错误。答案选C。
考点:弱电解质的电离
7.已知分子式为C12H12的物质A的结构简式为,其苯环上的一溴代物有几种同分异构体
A. 3种 B. 4种 C. 6种 D. 8种
【答案】A
【解析】
【详解】根据对称法,分子中苯环上有3种氢原子,所以苯环上的一溴代物有3种同分异构体,所以A正确。
故选A。
【点睛】苯环上一溴取代物的同分异构体的种数取决于氢原子的种类,解题方法是找准对称轴,进行正确判断氢原子种类。
8.下列叙述正确的是
A. 某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则a>10b
B. 常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) = 1.0×10-13mol/L,则此溶液一定呈酸性
C. 25℃时,将pH=4的盐酸稀释10000倍后,溶液的pH大于7
D. 25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1:10
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸为弱酸,醋酸溶液加水稀释促进电离,溶液中氢离子浓度降低,酸性减弱,pH增大,故A错误;
B.常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) =1.0×10-13 mol/L,水的电离受到抑制,溶液可能为酸性,也可能为碱性,故B错误;
C.盐酸溶液无论稀释多少倍,溶液仍为酸性,不可能变成中性溶液,pH只能接近于7,故C错误;
D.25℃时,pH=13的强碱溶液[c(OH-)=0.1mol/L]与pH=2[c(H+)=0.01mol/L]的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则酸碱体积比为1:10,故D正确。
故选D。
9.室温下,对于0.l0mol·L-1的氨水,下列判断正确的是
A. 其溶液的pH=13
B. 用HNO3溶液完全中和后,溶液显酸性
C. 加水稀释后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)变大
D. 与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-==A1(OH)3
【答案】B
【解析】
【详解】A.一水合氨为弱电解质,部分电离,0.10mol·L-1的氨水中氢氧根离子浓度小于0.10mol·L-1,其溶液的pH<13,故A错误;
B.用HNO3溶液完全中和后,溶液为硝酸铵溶液,溶液呈酸性,故B正确;
C.加水稀释后,溶液中c(NH4+)·c(OH-)变小,故C错误;
D.一水合氨为弱电解质,应用化学式表示,故D错误。
故选B。
10.某温度时,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. b点对应的Ksp等于c点对应的Ksp
B. 采取蒸发溶剂的方法可以使溶液从a点变到b点
C. 该温度下,Ag2SO4的Ksp=1.6×10-5
D. 0.02 mol·L-1的AgNO3溶液与0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
在相同温度下,Ag2SO4的溶度积为定值,随着浓度SO42-的增大,Ag+浓度逐渐减小,位于曲线的点b、c为平衡状态,即溶液达到饱和,a为不饱和状态,以此解答该题。
【详解】A.在相同温度下,Kap相同,所以A选项是正确的;
B.蒸发溶液,Ag+浓度和SO42-浓度都增大,不可能为a点达到b点,故B错误;
C.由图象可以知道,Ag2SO4的溶度积常数Ksp=(0.02)2×0.04=1.6×10-5,所以C选项是正确的;
D.0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,c(Ag+)=0.01moL/L,c(SO42-)=0.1mol/L,则(0.01)2×0.1=1×10-5<1.6×10-5,没有沉淀生成,所以D选项是正确的。
答案选B。
【点睛】关于溶解平衡图像分析:①曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,由对应的离子浓度可求Ksp。②可通过比较、观察得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出。处于曲线上方的点表明溶液处于过饱和状态,一定会有沉淀析出,处于曲线下方的点,则表明溶液处于未饱和状态,不会有沉淀析出。③从图像中找到数据,根据Ksp公式计算得出Ksp的值。④比较溶液的Qc与Ksp的大小,判断溶液中有无沉淀析出。⑤涉及Qc的计算时,所代入的离子浓度一定是混合溶液中的离子浓度,因此计算离子浓度时,所代入的溶液体积也必须是混合液的体积。
11.在一个容积为2 L的密闭容器中,加入0.8 mol的A2气体和0.6 mol B2气体,一定条件下发生如下反应:A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH<0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是
A. 图中a点的值为0.15 B. 该反应的平衡常数K=0.03
C. 温度升高,平衡常数K值减小 D. 平衡时A2的转化率为62.5%
【答案】B
【解析】
试题分析:A、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式A2(g)+B2(g)2AB(g)知,A2的浓度改变为0.25mol•L-1,所以a=(0.4-0.25)mol•L-1=0.15mol•L-1,即图中a点的值为0.15,故A正确;B、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式知,B2的浓度改变为0.25mol•L-1,所以平衡时B2的浓度为=(0.3-0.25)mol•L-1=0.05mol•L-1,K===,故B错误;C、已知A2(g)+B2(g)⇌2AB(g)释放出热量即△H<0,所以温度升高,平衡逆移,平衡常数K值减小,故C正确;D、当AB的浓度改变0.5 mol•L-1,由方程式知,A2的浓度改变为0.25mol•L-1,已知A2的初始量为0.4mol•L-1,所以平衡时A2的转化率为×100%=62.5%,故D正确;故选B。
考点:考查了化学反应速率、化学平衡的有关计算、平衡图象的分析的相关知识。
12.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是
A. 该滴定可用甲基橙做指示剂
B. Na2S2O3是该反应的还原剂
C. 该滴定可选用右图所示装置
D. 该反应中每消耗2mol Na2S2O3,电子转移数为4mol
【答案】B
【解析】
试题分析:A、碘水溶液显酸性,甲基橙在该溶液显红色,当用Na2S2O3滴定达到终点时溶液由红色变为橙色,颜色变化不明显,因此该滴定不可用甲基橙做指示剂,应该用淀粉溶液作指示剂,A错误;B、在该反应中,I2中的元素化合价降低,得到电子,作氧化剂,Na2S2O3中的S元素的化合价升高,失去电子,是该反应的还原剂,B正确;C、Na2S2O3是强碱弱酸盐,水溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,不能用酸式滴定管,C错误;D、根据化合价改变的总数与电子转移数目相等可知该反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为2mol,D错误,答案选B。
考点:考查滴定反应的有关判断
13.空气中汽油含量的测量仪,其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法中不正确的是
A. 石墨电极作正极,发生还原反应
B. 铂电极的电极反应式为C8H18+16H2O-50e-=8CO2↑+50 H+
C. H+由质子交换膜左侧向右侧迁移
D. 每消耗5.6 L O2,电路中通过1 mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】
根据图知,该装置是燃料电池,该装置中含有质子交换膜,说明交换膜只能通过氢离子,则电解质溶液呈酸性,通入燃料的电极Pt为负极、通入氧气的电极为正极,负极反应式为C8H18+16H2O-50e-=8CO2+50H+,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解答。
【详解】A、石墨作正极,正极上O2得电子发生还原反应,故A正确;
B、铂电极上C8H18 失电子发生氧化反应,电极反应式为C8H18+16H2O-50e-===8CO2↑+50H+,故B正确;
C、阳离子移向正极,所以H+由质子交换膜左侧向右侧迁移,故C正确;
D、未指明标准状况下,无法计算5.6 L O2的物质的量,则无法计算电路中通过的电子是多少,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查原电池原理,解题关键:燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,难点B,电极反应式的书写,注意结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式。
14.下列说法错误的是
A. 用惰性电极电解 Na2SO4 溶液,当 2 mol 电子转移时,可加入 18 g 水恢复
B. 用惰性电极电解 1 L 1 mol/L CuSO4 溶液,当加入 1 mol CuO 恢复电解前浓度时, 电路中转移了 2 mol e-
C. 用惰性电极电解含1 mol NaOH的水溶液,溶液的 pH不变
D. 要想实现 Cu+H2SO4(稀) ═ CuSO4+H2↑的反应,需在电解池中进行,且 Cu 为阳极
【答案】C
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解Na2SO4溶液,由于溶液中阴离子的放电能力OH->SO42-,所以在阳极发生反应:4OH--4e-=O2↑+2H2O,阳离子的放电能力:H+>Na+,所以在阴极发生反应:2H++2e-=H2↑,实质就是电解水,电解的总方程式是2H2O=2H2↑+O2↑,当2 mol电子转移时,可加入18g水恢复,故A正确;
B.用惰性电极电解1L1mol/LCuSO4,反应方程式是:2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4,电解一段时间后,由于两个电极的反应产物是Cu、O2,二者发生反应产生的是CuO,加入1molCuO固体可以与反应产生的硫酸反应变为CuSO4,使CuSO4溶液恢复原来浓度,电路中转移了2mole-,故B正确;
C.用惰性电极电解1molNaOH的水溶液,实际电解的是水,溶剂减少,浓度增大,pH增大,故C错误;
D.要实现Cu+H2SO4(稀)═CuSO4+H2↑,应形成电解池反应,铜为阳极,碳为阴极,阳极发生反应:Cu-2e-=Cu2+,阴极发生反应:2H++2e-=H2↑,则可发生Cu+H2SO4(稀)═CuSO4+H2↑,故D正确。
故选C。
15.锂钡氧化物二次电池。电池总反应为V2O4+xLiLixV2O4,下列说法正确的是
A. 该电池充电时,锂极与外电源的负极相连
B. 该电池放电时,Li+向负极移动
C. 该电池充电时阴极的反应为LixV2O4-xe-=V2O4+xLi+
D. 若放电时转移 0.2 mol 电子,则消耗锂 1.4x g
【答案】A
【解析】
试题分析:A.电池充电时负极与外电源的负极相连,Li为负极反应物,所以Li与外电源的负极相连,故A正确;B.向外供电时,该装置是原电池,锂离子向正极移动,故B错误;C.该电池充电时阴极得电子,发生还原反应,电极反应为:xLi++xe-=xLi,故C错误;D.若放电时转移0.2mol电子,负极上Li-e-=Li+,所以反应消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g,故D错误;故选A。
【考点定位】考查化学电源新型电池
【名师点晴】本题考查原电池原理,明确元素化合价是解本题关键,根据得失电子来分析解答即可,难点是电极反应式的书写。掌握原电池中电极反应式的书写方法:①先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失;②注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存;③若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现H+,且水必须写入正极反应式中,与O2结合生成OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现OH-,且H+必须写入正极反应式中,与O2结合生成水;④正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
16.电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示,电极为惰性电极。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子。下列叙述中正确的是
A. A膜是阳离子交换膜
B. 通电后,海水中阴离子往b电极处移动
C. 通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
D. 通电后,a电极的电极反应式为4OH--4e-= O2↑+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A. a电极为电解池的阳极,是阴离子移向的极,所以A膜是阴离子交换膜,A错误;
B. 通电后,海水中阴离子往阳极(a电极)处移动,B错误;
C. 通电后,由于放电能力:H+>Mg2+>Ca2+,所以H+在阴极(b电极)上放电:2 H++2e-=H2↑,产生无色气体,由于破坏了附近的水的电离平衡,在该区域c(OH-)增大,会发生反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,所以溶液中还会出现白色沉淀,C正确;
D. 通电后,由于在溶液中放电能力:Cl->OH-,所以在阳极发生反应为2Cl--2e-===Cl2↑,D错误。
答案选C。
17.A—F是几种典型有机代表物的分子模型,请看图回答下列问题。
(1)常温下含碳量最高的是________(填对应字母);
(2)一卤代物种类最多的是 ___________(填对应字母);
(3)A、B、D三种物质的关系为____________________________________
(4)F中一定在同一个平面的原子数目为_____________________
(5)写出C使溴水褪色的方程式 ___________
(6)写出E发生溴代反应的化学方程式______________________________;
(7)写出C的官能团的名称______________________
(8)F的二溴取代产物有_____________种
【答案】 (1). E (2). F (3). 同系物 (4). 12 (5). CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (6). (7). 碳碳双键 (8). 10
【解析】
【分析】
由结构模型可知A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为苯,F为甲苯,根据物质的组成、结构和性质解答该题。
【详解】有结构模型可知A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为丙烷,E为苯,F为甲苯。
(1)常温下含碳量最高的气态烃是为苯,含碳量为92.3%,故答案为:E。
(2)一卤代物种类最多的是甲苯,共有4种,故答案为:F。
(3)A为甲烷、B为乙烷、D为丙烷,三种物质为同系物关系,故答案为:同系物。
(4)F为甲苯,甲苯含有立体结构的甲基,分子中的所有原子不可能处于同一平面,一定在同一个平面的原子数目为12,故答案为:12。
(5)C为乙烯,乙烯与溴水反应生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br。
(6)E为苯,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,F发生溴代反应的化学方程式为,
故答案为:。
(7)C为乙烯,官能团为碳碳双键,故答案为:碳碳双键。
(8)F为甲苯,两个溴原子都在甲基上有1种;一个溴原子在甲基上,另一个在苯环上有邻、间、对3种;两个溴原子都在苯环上有6种,所以共计是10种,故答案为:10。
【点睛】在推断烃的二元取代产物数目时,可以采用一定一动法,即先固定一个原子,移动另一个原子,推算出可能的取代产物数目,然后再变化第一个原子的位置,移动另一个原子进行推断,直到推断出全部取代产物的数目,在书写过程中,要特别注意防止重复和遗漏。
18.某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH,其结果如下:
醋酸浓度/mol·L-1
0.0010
0.0100
0.0200
0.1000
0.2000
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
(1)写出醋酸的电离方程式:__________________________。
(2)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是__________________。
(3)向醋酸溶液中加入一定量的NaOH溶液,当测得溶液的pH=7时,溶液中离子的浓度大小为____
(4)25℃,将0.1mol/L的CH3COOH溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH=10,则该混合溶液中由水电离出的c(OH-)=___________mol/L,写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算),c(Na+)-c(CH3COO-)=______________mol/L。
(5)下列方法中,可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH的电离程度增大的是___________。
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀盐酸 b.加热CH3COOH溶液
c.加水稀释至0.010 mol·L-1 d.加入少量冰醋酸
e.加入少量镁粉 f.加入少量0.10 mol·L-1的NaOH溶液
(6)室温时醋酸的电离常数Ka=1.8×10-5 ,则CH3COO-的水解常数Kh= ____________
【答案】 (1). CH3COOHCH3COO- + H+ (2). 当醋酸浓度为0.001 mol/L 时,溶液中的氢离子浓度小于0.001 mol/L (3). c(Na+) = c(CH3COO—)>c(OH—) =c(H+) (4). 10-4 (5). 10-4-10-10 (6). bcef (7). 5.6×10-10
【解析】
【分析】
(1)CH3COOH是弱电解质,发生部分电离;
(2)当醋酸浓度为0.001mol/L时,溶液中的氢离子浓度小于0.001mol/L,发生部分电离,为弱电解质;
(3)当pH=7时,c(H+)=c(OH-),溶液存在c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),中性溶液中氢离子或氢氧根离子浓度较小,则c(CH3COO-)>c(H+),所以有c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
(4)溶液中c(H+)=1×10-10mol/L,c(OH-)=1×10-4mol/L,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol/L;
(5)醋酸的电离是吸热反应,加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离;
(6)CH3COO-的水解平衡常数Kh═c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)=Kw/Ka。
【详解】(1)CH3COOH是弱电解质,发生部分电离,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+,故答案为:CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)若醋酸为强酸,则完全电离。由于是一元酸,0.0100mol/L的醋酸的PH应为2,已知PH为3.38,说明醋酸没有完全电离是弱酸。故答案为:当醋酸浓度为0.001mol/L时,溶液中的氢离子浓度小于0.001mol/L。
(3)当pH=7时,c(H+)=c(OH-),溶液存在c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),中性溶液中氢离子或氢氧根离子浓度较小,则c(CH3COO-)>c(H+),所以有c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),故答案为:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)。
(4)0.1mol/L的CH3COOH溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后恰好完全反应,所得溶液为CH3COONa溶液,溶液的pH=10,溶液中c(H+)=1×10-10mol/L,c(OH-)=1×10-4mol/L,由于CH3COO-的水解促进了水的电离,该混合溶液中由水电离出的c(OH-)等于溶液中的c(OH-),为1×10-4mol/L,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol/L,故答案为:10-4,10-4-10-10。
(5)醋酸的电离是吸热反应,加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离;
a.加入少量0.10mol•L-1的稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制醋酸的电离,则醋酸的电离程度降低,故a错误;
b.醋酸的电离是吸热反应,加热CH3COOH溶液,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故b正确;
c.加水稀释至0.010mol•L-1,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故c正确;
d.加入少量冰醋酸,醋酸的电离平衡向正反应方向移动,但醋酸的电离程度降低,故d错误;
e.加入少量镁粉,镁与醋酸反应生成氢气,氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故e正确;
f.加入少量0.10mol•L-1的NaOH溶液,氢氧根离子和氢离子反应生成水,氢离子浓度降低,促进醋酸的电离,则醋酸的电离程度增大,故f正确。
故答案为:bcef。
(6)CH3COO-的水解平衡常数Kh═c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)=Kw/Ka=1.0×10-14/1.8×10-5=5.6×10-10,故答案为:5.6×10-10。
19.为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I.用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是_____ (填字母)。
A石墨 B. 镁 C.银 D.铂
(2)实验过程中,SO42-____(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象是________________。
II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(3)电解过程中,X极处溶液的OH-浓度____(填“增大”“减小”或“不变)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为___________________,_________________。
(5)电解进行一段时间后,若在Y电板(铁电极)质量减小2.8g,在Y极收集到气体为1.68 L 则X极收集到气体__________L(均己折算为标准状况时气体体积)。
(6)K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应总反应式为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的电极反应式为_______________。
【答案】 (1). B (2). 从右向左 (3). 滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可) (4). 增大 (5). 4OH--4e-=2H2O+O2↑ (6). Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O (7). 6.72 (8). 2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
【解析】
【分析】
I.(1)甲装置中左侧为原电池装置,锌作负极,铜作正极,由于需保证电极反应不变,故正极材料的活泼性不能大于Zn,因此不能用镁代替铜;
(2)硫酸根离子向负极移动,移动方向为从右向左移动,M极作阳极,失去电子有铜离子生成,铜离子结合氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀;
II.(3)X极作阴极,X极上发生反应:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,水继续电离,最终导致溶液的c(OH-)增大;
(4)在电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O;
(5)根据整个电路中电子转移数目相等进行计算;
(6)K2FeO4-Zn碱性电池中,Zn作负极,负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2,总电池反应:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。用总反应式—负极电极式可得:该电池正极发生的电极反应式为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【详解】I.(1)甲装置是原电池,Zn作负极,Cu作正极。若要保证电极反应不变,则另一个电极的活动性只要比Zn弱即可。根据金属活动性顺序,Mg>Zn,不能是Mg,故答案为:B。
(2)根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,实验过程中,SO42-会向正电荷较多的Zn电极方向移动。即从右向左移动。此时由于在阳极上发生反应Cu-2e-=Cu2+,产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,所以在滤纸上能观察到的现象是有蓝色沉淀产生,故答案为:从右向左,滤纸上有蓝色沉淀产生(答出“蓝色沉淀”或“蓝色斑点”即可)。
II.(3)由图可知:X为阴极。电解过程中,X极上发生反应:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,水继续电离,最终导致溶液的c(OH-)增大,故答案为:增大。
(4)根据已知条件可知:在电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑和Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。
(5)根据条件可知:n(O2)=1.68L÷22.4L/mol=0.075mol,在整个电路中电子转移数目相等,2n(H2)=4×n(O2)+6×(2.8g÷56g/mol)=0.6mol,n(H2)=0.3mol,即V(H2)=0.3mol×22.4L/mol=6.72L,故答案为:6.72。
(6)K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,Zn作负极,负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2,K2FeO4在电池中作为正极材料,电池反应:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2。用总反应式—负极电极式可得:该电池正极发生的电极反应式为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-,故答案为:2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-。
【点睛】有关电解池的计算中应根据整个电路中电子转移数目相等进行计算。
20.氨气是工农业生产中不可或缺的物质,研究制取氨气的机理意义非凡。
(1)在常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量Fe2O3的TiO2催化剂表面与水发生下列反应:
N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+3/2O2(g) △H= a kJ • mol-1。
为进一步研究生成NH3的物质的量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K
303
313
323
n(NH3)/(l0-2mol)
4.8
5.9
6.0
此反应的a_________0,△S________0。(填“>”“<”或“ = ”)
(2)—定温度和压强下,在2 L的恒容密闭容器中合成氨气:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H="-92.4" kJ • mol-1。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。
①0~10 min内,以NH3表示的平均反应速率为_________。
②在10~20 min内,NH3浓度变化的原因可能是_______。
A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.降低温度 D.增加NH3的物质的量
③ 20 min达到第一次平衡,在反应进行至25 min时,曲线发生变化的原因是____________,35min达到第二次平衡,则平衡的平衡常数K1______K2(填“>”“<”或“ = ”)
【答案】 (1). > (2). > (3). 0.005 mol • L-1• min-1 (4). AB (5). 移走 0.1 molNH3 (6). =
【解析】
【分析】
(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,结合反应方程式中各物质的聚集状态解答;
(2)①反应速率v=△n/V△t计算;
②根据图象知,平衡向正反应方向移动,10min时是连续的,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明为增大压强、使用催化剂;
③25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;平衡常数只受温度的影响,据此判断。
【详解】(1)由表中数据可知,升高温度,NH3生成量增大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应应为吸热反应,a>0,由方程式可知反应生成气体的物质的量增多,则△S>0,
故答案为:>;>。
(2)①根据反应速率v(NH3)=△n/V△t=(0.1−0)mol/2L×10min=0.005mol/(L·min),
故答案为:0.005mol/(L·min)。
②由图象可知各组分物质的量变化增加,且10min时变化是连续的,20min达平衡时,△n(N2)=0.025mol×4=0.1mol,△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol,△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol,物质的量变化之比等于化学计量数之比,三种气体物质的速率增加倍数相同,说明10min可能改变的条件是使用催化剂,缩小体积相当于增大压强,应该反应物的速率增加倍数大,降低温度,应该反应速率减小,增加NH3物质的量,逆反应速率增加的倍数大,故使用催化剂、缩小体积符合,故选AB,
故答案为:AB。
③第25分钟,NH3的物质的量突然减少,而H2、N2的物质的量不变,说明应是分离出NH3;由图象可以看出,当反应进行到时35-40min,各物质的量不变,说明反应达到第二次平衡状态,平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,所以抽去0.1mol氨,
故答案为:移走0.1molNH3;=。
21.Cr2O72-、Cr3+对环境具有极强的污染性,含有Cr2O72-、Cr3+的工业废水常采用NaOH沉淀方法除去。
已知:①常温下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10−5 mol· L−1) 时,溶液的pH为5;NaOH过量时Cr(OH)3溶解生成CrO2-②Cr2O72-还原产物为Cr3+。
请回答下列问题:
(1)写出Cr(OH)3溶于NaOH的离子方程式______________________
(2)常温下,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=___________。
(3)常温下,向50 mL 0.005 mol·L−1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24 mol·L−1的NaOH溶液50 mL,充分反应后,溶液pH为______。
(4)为了测定工业废水中Na2Cr2O7的浓度,进行如下步骤:
Ⅰ.取100 mL滤液;
Ⅱ.用c mol·L−1的标准KMnO4酸性溶液滴定b mL一定浓度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液b mL;
Ⅲ.取b mL滤液,用上述FeSO4溶液滴定,达到滴定终点时,消耗d mL FeSO4溶液。
①步骤Ⅱ中的滴定过程应选用_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管,滴定管装液前的操作是_______。
②步骤Ⅲ的滤液中Na2Cr2O7的含量为_______mol·L−1。
(5)利用图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的______极,Na2CrO4生成Na2Cr2O7的离子方程式_______________________。若左侧电极产生标况下2.24L的气体,则通过交换膜的钠离子的数目为___________________
。
【答案】 (1). Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O (2). 1.0×10−32 (3). 13 (4). 酸式 (5). 润洗 (6). 5cd/6b (7). 正 (8). 2CrO4-+2H+Cr2O72- +H2O (9). 0.2NA(1.204×1023)
【解析】
【分析】
(1)Cr(OH)3溶于NaOH溶液反应生成NaCrO2;
(2)根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•c3(OH-)进行计算;
(3)根据pH值的定义进行计算;
(4)①酸性高锰酸钾溶液,具有强氧化性,需选用酸式滴定管,滴定管装液前的操作是润洗;
②根据MnO4-~5Fe2+、Cr2O72-~6Fe2+计算Na2Cr2O7的含量;
(5)根据2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左侧为阴极,右侧为阳极,电解池阳极与外电源的正极相连;阳极区水放电,产生大量的H+使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7;
【详解】(1)由题意可知,NaOH过量时Cr(OH)3溶解生成CrO2-,反应的离子方程式为:Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O,
故答案为:Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O。
(2)常温下,Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol•L-1)时pH为5,则c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol•L-1,c(Cr3+)=1.0×10-5mol•L-1,则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•c3(OH-)=1.0×10-32mol4•L-4,故答案为:1.0×10-32。
(3)50mL0.005mol·L−1的Cr2(SO4)3溶液中加入0.24mol·L−1的NaOH溶液50mL,则混合后溶液中的c(Cr3+)=0.005mol·L−1,c(OH-)=0.12mol·L−1,发生反应:Cr3++3OH-=Cr(OH)3,则反应后的c(OH-)=0.12mol·L−1-0.015mol·L−1=0.105 mol·L−1,所以充分反应后,溶液的pH=14-pOH=14+lgc(OH-)=13,故答案为:13。
(4)①步骤Ⅱ中所以的标准溶液为酸性高锰酸钾溶液,具有强氧化性,需选用酸式滴定管,滴定管装液前的操作是润洗,故答案为:酸式,润洗。
②cmol·L−1的标准KMnO4酸性溶液滴定bmL一定浓度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液bmL,Mn从+7价降为+2价,Fe从+2价升为+3价,根据得失电子守恒,存在反应关系:MnO4-~5Fe2+,则滴定所用的FeSO4的浓度为c(Fe2+)=5cmol/L,取bmL滤液,用上述FeSO4溶液滴定,达到滴定终点时,消耗dmLFeSO4溶液,Cr从+6价降为+3价,Fe从+2价升为+3价,根据得失电子守恒,存在反应关系:Cr2O72-~6Fe2+,则bmL溶液中Na2Cr2O7的含量为1/6×5c×d/b=5cd/6bmol/L,故答案为:5cd/6b。
(5)根据装置图分析,图中右侧Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,左侧NaOH稀溶液转变为NaOH浓溶液,则发生的反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,所以左侧为阴极,右侧为阳极,电解池阳极与外电源的正极相连;阳极区水放电,产生大量的H+使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,离子方程式为:2CrO4-+2H+Cr2O72-+H2O;若左侧电极产生标况下2.24L即0.1mol的气体时,则通过交换膜的钠离子为0.2mol,钠离子的数目为0.2NA(或1.204×1023),故答案为:0.2NA(1.204×1023)。
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