2022届河南省信阳高中十所名校高三上学期12月质量检测化学试卷含解析
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河南省信阳高中十所名校2022届高三上学期12月质量检测
化学试卷
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.2021年10月,国务院办公厅印发了《关于进一步加强生物多样性保护的意见》,这说明国家特别重视生态环境。下列对生态环境保护的说法或做法中正确的是( )
A.化学技术在“碳达峰、碳中和”方面发挥着巨大作用
B.燃油汽车使用尾气催化转化装置可减少污染气体排放,有利于实现“碳中和”
C.种植蔬菜水果时禁止农民使用肥料和农药
D.在田间就地焚烧农作物秸秆,将灰分还田
2.工业上以CO2和H2为原料可以制备乙醇,下列有关表述正确的是( )
A.O—18的核素符号:18O
B.乙醇的结构简式:CH3—CH3O
C.CO2分子的比例模型:
D.用电子式表示H2的形成过程:
3.下列过程的离子方程式书写正确的是( )
A.用稀盐酸处理铜器表面的铜绿:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑
B.将镁条投入滴有酚酞的热水中,溶液变红:Mg+2H2O=∆Mg2++H2↑+2OH-
C.向硫酸铝溶液中滴加过量的氨水:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D.向硝酸亚铁溶液中滴加少量氢碘酸:3Fe2++ NO3- +4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.2.24 L CH4与1.8 g H2O所含电子数均为NA
B.1 mol SO2与3 mol O2充分混合反应后,转移的电子数为2NA
C.14 g N2和CO的混合气体中含有的氧原子数为0.5NA
D.17 g液氨中含有的共价键数是3NA
5.实验室采用下表中试剂和装置制备和收集气体(不考虑尾气处理),合理的是( )
A.A B.B C.C D.D
6.柠檬酸酯D是合成改善记忆、抗抑郁、抗衰老的药物的中间体,其结构简式如图所示,下列有关该物质的说法错误的是( )
A.分子式是C20H20O9
B.能发生水解反应,不能发生加成反应
C.分子间能发生酯化反应
D.1 mol该物质最多能与92 g Na发生反应
7.2021年9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱平安着陆。为了确保航天员的安全,搜索人员手提箱中准备了必要的药品。某药品中含有四种原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,其最外层电子数之和为19。W、X、Y所在的族不相邻,族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径大小顺序:Z>Y>X
B.X、Z可以组成多种离子
C.四种元素的单质中能导电的只有一种
D.Z的非金属性强于W,故常温下Z的单质能置换出W的简单氢化物中的W
8.下列由实验现象推出的实验结论正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
9.我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和H2合成CH3OH的反应,其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示,图中的TS1~TS5为过渡态,吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是( )
A.总反应的热化学方程式是2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)△H=-65.7 kJ·mol-1
B.图中决速步骤的能垒(活化能)为91.5 kJ·mol-1
C.催化剂在该历程中参与反应并降低了反应的活化能
D.该历程中经过TS3时的反应速率比经过TS5时的反应速率慢
10.“84”消毒液的有效成分为NaClO,具有漂白性、氧化性。某课外小组对“84”消毒液的性质进行如下探究:用三支试管分别取适量“84”消毒液,各滴加2滴石蕊溶液,溶液变为蓝色,备用。
实验Ⅰ:向第一支试管中加入2 mL蒸馏水,溶液的pH=9.8,短时间内未褪色,一段时间后蓝色褪去;
实验Ⅱ:向第二支试管中加入2 mL 0.000 1 mol·L-1的H2SO4溶液,混合液的pH=5.1,
蓝色迅速褪去,无气体产生;
实验Ⅲ:向第三支试管中加入2 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,混合液的pH=3.3,蓝色迅速褪去,并产生大量气体,该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
下列对相关实验现象的分析错误的是( )
A.NaClO为强碱弱酸盐
B.溶液中ClO-和Cl-能否发生反应与c(H+)有关
C.ClO-在酸性条件下的氧化性强于碱性条件下
D.“84”消毒液对环境进行消毒时需要加入少量的稀硫酸
11.《X—MOL》报道了一种两相无膜锌/吩噻嗪电池,其放电时的工作原理如图所示( PF6- 在水系/非水系电解液界面上来回穿梭,维持电荷守恒)。
已知:CH2Cl2的密度为1.33 g·cm-3,难溶于水。下列说法错误的是( )
A.电池使用时不能倒置
B.充电时,石墨毡上的电极反应式为PTZ-e-=PTZ+
C.放电时, PF6- 由CH2Cl2层移向水层
D.放电时,Zn板每减轻6.5 g,水层增重29 g
12.利用PdCl2、CuCl2作催化剂,空气、乙烯反应生成乙醛,反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.是反应中间体
B.过程②属于加成反应
C.H2O在反应过程中参与反应的量与产生的量相同
D.总反应为CH2=CH2+1/2O2→催化剂 CH3CHO
13.废旧电池的回收处理有利于环保和资源的再生利用。将废旧锌锰电池初步处理后,所得废料含MnO2、MnOOH、Zn(OH)2及少量Fe等,用该废料制备Zn和MnO2的一种工艺流程如下:
下列说法中错误的是( )
A.若改用盐酸进行“酸浸”,则该过程中会产生氯气
B.“还原焙烧”过程中,废料中的锰元素可能被还原为+2价
C.“净化”时通入O2发生的反应是4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O
D.“电锯”时,Zn在阴极生成
14.已知在一定温度下,BaSO4和C在一密闭容器中进行反应BaSO4(s)+4C(s) ⇌ BaS(s)+4CO(g),CO的平衡浓度(mol·L-1)的对数lg c(CO)与温度的倒数 1T 的关系如图所示:
下列说法中正确的是( )
A.该反应的△H<0
B.Q点BaSO4的消耗速率大于生成速率
C.温度不变,将R点状态的容器体积缩小,重新达到平衡时,气体的压强增大
D.温度是 1046 K时,反应的平衡常数为100
15.近期《化工环保》报道了用双极膜电渗析法回收丙烯酸丁酯废水中的有机酸(用HA表示),工作原理如图(BP表示双极膜,在直流电场的作用下,双极膜内中间界面层的水会解离为H+和OH-,分别迁移进入双极膜两侧)。
图中“→”和“←”表示离子通过交换膜的方向。下列说法中正确的是( )
A.电解后在极室Ⅱ中得到盐酸
B.交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是阳离子交换膜
C.阴极的电极反应式:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D.产品X、Y分别是HA和NaOH溶液,二者浓度相同
16.常温下,向CaCO3悬浊液中通入CO2,溶液中 c(CO32-)c(HCO3-) 的负对数pM与pH的关系如下。已知Ksp(CaCO3)=10-8.6。下列说法错误的是( )
A.当溶液中c( CO32- )=c( HCO3- )时,溶液为碱性
B.CaCO3悬浊液中Ca2+的浓度大于10-4.3mol·L-1
C.当浊液中c(Ca2+)=10-3mol·L-1时,其pH=8
D.Ca(HCO3)2溶液中的阴离子浓度:c( HCO3- )>c(OH-)>c( CO32- )
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
17.某玉石由短周期主族元素W、X、Y、Z组成,且W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y同主族,W与X同周期。W、Y、Z的最外层电子数之和与X的最外层电子数相等,Z的最外层电子数是X电子总数的一半。回答下列问题:
(1)Z在元素周期表中的位置是 。
(2)该玉石的成分是W2Y10Z12X30,若CaSO4的化学式可以写成CaO·SO3二元化合物组合的形式,则该玉石的成分用二元化合物组合的形式可以写成 。
(3)已知Z的单质可以溶于Y的氧化物对应的水化物溶液中,该过程发生反应的离子方程式是 。
(4)四种元素的单质及其化合物广泛应用于电池、通信等领域。
①Z的单质常用作 材料(填一种,下同);X和Z组成的化合物常用作 材料。
②W离子电池比Y离子电池有更好的储能优势,其原因是 。在W离子电池
中,W离子嵌入石墨形成复合材料WC6,该材料是电池的负极材料,当电池部分放电释
放出x个W离子时,该电极反应式是 。
18.白钨矿的主要成分是CaWO4、SiO2,还有氧化铁等杂质,工业生产钨的一种流程如下:
已知:①离子完全沉淀时的pH: SiO32- 为8, WO42- 为5。
②常温常压下,CO2饱和溶液的pH为5.6。
③CaCO3、CaSiO3都难溶于水。
回答下列问题:
(1)“碱熔”是在高温下进行的,其中CaWO4与纯碱发生反应的化学方程式是 。滤渣Ⅰ的化学式是 、CaCO3。
(2)检验“除硅”的滤液中不含 SiO32- 的简单方法是 。
(3)“酸化”过程中Na2WO4溶液加盐酸酸化,变成聚钨酸钠(Na6W12O39)溶液,其离子方程式为 。
19.香豆素是维生素K拮抗剂。实验室中采用水杨醛和乙酸酐来合成香豆素:
已知某些有机物的性质见下表:
香豆素的制备装置如图所示。
回答下列问题:
(1)装置中需要安装的温度计1的量程是 (填字母)。
a.100℃ b.150℃
c.250℃ d.500℃
(2)仪器b的名称是 ,装置采用空气冷凝,而不采用水冷凝的原因是 。
(3)Y形接头上安装温度计进行监控,当温度达到118℃时,可由分水器下方及时放出冷凝液,该冷凝液的成分是 (填化学式),这样做的目的是 。
(4)在制取的香豆素中发现含有少量的水杨酸(),用化学方程式表示其产生的原因: 。
20.一氧化二氮(N2O)又称笑气,是一种氧化剂,在一定条件下能支持燃烧,但在室温下稳定,有轻微麻醉作用。
(1)1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现N2O有麻醉作用。N2O属于 (填“酸性”或“非酸性”)氧化物。
(2)1940年前后由美国某公司率先开发了N2O用作火箭的氧化剂。已知:2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) △H=-163 kJ·mol-1;常温常压下,联氨(N2H4,l)在氧气中完全燃烧生成1 mol N2(g)和液态水的△H=-621.2 kJ·mol-1,则N2O(g)氧化N2H4(l)生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是 。
(3)一定温度下,某科研小组在恒容密闭容器中对反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)进行了研究,发现N2O的浓度与时间的关系如图所示:
①60~120 s内用O2表示的该反应的平均速率是 mol·L-1·s-1(结果保留两位有效数字)。
②180 s时,c(N2O)= 。
(4)N2O5加热分解可以得到N2O:Ⅰ.N2O5(g) ⇌ N2O3(g)+O2(g)、
Ⅱ.N2O3(g) ⇌ N2O(g)+O2(g)。一定温度下,将2 mol N2O5(g)充入容积为1 L的恒容密闭容器中,t s时反应达到平衡状态,O2(g)和N2O3(g)的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示:
①反应Ⅱ的平衡常数是 。
②N2O3的物质的量随反应时间先增大后减小的原因是 。
21.工业上采用Na2CO3溶液吸收尾气中的SO2。25℃时,向H2CO3溶液中滴加NaOH溶液,H2CO3、 HCO3- 及 CO32- 的物质的量分数δ(X)随溶液pH的变化如图1所示[ δ(X)=n(X)n(H2CO3)+n(HCO3-)+n(CO32-) ];向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液,H2SO3、 HSO3- 及 SO32- 的物质的量分数δ(Y)随溶液pH的变化如图2所示。
回答下列问题:
(1)碳酸的二级电离常数是 。
(2)在含等物质的量的Na2CO3、Na2SO3的混合溶液中,c( HCO3- ) c( HSO3- )(填“>”“<”或“=”)。
(3)用Na2CO3吸收液吸收SO2,当碳以 HCO3- 形式存在(H2CO3和 CO32- 忽略不计)时,硫以 形式存在(填离子符号)。
(4)用Na2CO3吸收液充分吸收SO2(SO2过量)。
①发生反应的化学方程式是 。
②用下图装置将充分吸收SO2后的吸收液电解生成:NaOH、H2SO4,以回收利用。
其中R接直流电源的 极,R极上的电极反应式是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.应用化学技术可减少CO2的排放,实现“碳达峰、碳中和”,A不符合题意;
B. 燃油汽车尾气中含有氮氧化物、CO,通过催化转化装置,可将其转化为N2、CO2,有利于实现“碳中和",B不符合题意;
C. 适当使用肥料和农药,有利于提高蔬菜水果的产量和质量,C符合题意;
D. 焚烧秸秆,会造成空气污染,D不符合题意;
故答案为: C
【分析】A、应用化学技术可减少CO2的排放;
B、催化转化装置,可将氮氧化物转化为N2;
C、适当使用农药和肥料,可增大蔬菜水果的产量和质量;
D、焚烧秸秆,会造成空气污染;
2.【答案】C
【解析】【解答】A.O-18的核素符号为18O,A不符合题意;
B. 乙醇的结构简式为CH3CH2OH,B不符合题意;
C. CO2分子的比例模型为,C符合题意;
D. H2分子中含有H-H共价键,氢原子中的电子没有发生转移,而是共用,因此用电子表示H2的形成过程为:,D不符合题意;
故答案为: C
【分析】A、相对原子质量应表在元素符号的左上角;
B、乙醇中含有羟基;
C、根据CO2的比例模型分析;
D、H2中两个电子为共用电子对;
3.【答案】A
【解析】【解答】A.铜器表面的铜锈为Cu2(OH)2CO3,与HCl反应的离子方程式为:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑,A符合题意;
B. 镁条与热水反应生成Mg(OH)2和H2,反应的化学方程式为:Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,B不符合题意;
C. Al2(SO4)3为可溶性盐,与氨水反应生成Al(OH)3沉淀和(NH4)2SO4,该反应的离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,C不符合题意;
D. HI少量,则完全反应,I-能与Fe3+反应,因此反应还生成I2,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A、铜器表面的铜锈为Cu2(OH)2CO3,能与HCl反应生成CuCl2、H2O和CO2;
B、反应生成的Mg(OH)2为难溶性物质;
C、NH3·H2O为弱碱,在离子方程式中保留化学式;
D、Fe3+能将I-氧化成I2;
4.【答案】D
【解析】【解答】A.未给出气体所处的状态,因此2.24LCH4的物质的量不一定为0.1mol,因此所含的电子数不一定为NA,A不符合题意;
B. SO2与O2的反应为可逆反应,因此1molSO2不能完全反应,故转移电子数小于2Na,B不符合题意;
C. 14gN2和CO混合气体中n(CO)<0.5mol,因此其所含的氧原子数小于0.5NA,C不符合题意;
D. 17g液氨的物质的量n=mM=17g17g/mol=1mol,一个NH3分子中含有三个N-H共价键,因此17g液氨中所含共价键为3NA,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、未给出气体所处的状态,无法应用气体摩尔体积进行计算;
B、SO2与O2的反应为可逆反应;
C、14g混合物中CO的物质的量小于0.5mol;
D、根据公式n=mM计算n(NH3),结合NH3中所含的共价键计算;
5.【答案】C
【解析】【解答】A.NO能与空气中的O2反应生成NO2,因此NO不能用排空气法收集,A不符合题意;
B. 稀硫酸与CaCO3反应生成微溶的CaSO4,覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,因此无法收集大量CO2,B不符合题意;
C. H2O2在MnO2的催化作用下反应生成O2,O2的密度比空气大,可采用向上排空气法收集,C符合题意;
D. MnO2与浓盐酸需要加热条件下才可反应生成Cl2,D不符合题意;
故答案为: C
【分析】此题是对气体制备的考查,结合NO、CO2、O2、Cl2的制备和收集进行分析。图示装置中,气体发生装置为固液常温型装置;气体收集装置为向上排空气法,则该气体不能与空气中的物质反应,同时其密度比空气大。据此分析选项。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.由分子结构可知,该有机物的分子式为C20H20O9,A不符合题意;
B. 该分子结构中含有酯基,可发生水解反应,分子结构中含有苯环,可与H2发生加成反应,B符合题意;
C. 分子结构中含有羟基、羧基,可发生酯化反应,C不符合题意;
D. 1mol该有机物中含有3mol羟基和1mol羧基,因此能与4molNa发生反应,则m(Na)=4mol×23g·mol-1=92g,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、根据分子结构中所含的原子个数确定其分子式;
B、分子结构中含有酯基,可发生水解反应;
C、分子结构中含有羧基或羟基,则可发生酯化反应;
D、能与Na反应的官能团有羧基和羟基;
7.【答案】B
【解析】【解答】A.简单离子电子层数越多,半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小,因此简单离子的半径大小关系为Cl->O2->Mg2+,即Z>X>Y,A不符合题意;
B. X、Z可以组成多种离子,如ClO-、ClO2-、ClO3-、ClO4-,B符合题意;
C. 四种元素的单质中能导电的不止一种,如石墨、镁,C不符合题意;
D. 常温下Z的单质Cl2不能置换出W的简单氢化物CH4中的碳元素,二者在光照条件下发生取代反应,也不生成碳单质,D不符合题意;
故答案为: B
【分析】四种原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z,其最外层电子数之和为19,且W、X、Y所在的族不相邻,因此族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大,则W为C、X为O、Y为Mg、Z为Cl。据此分析选项。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.溴水褪色,说明反应生成烯烃或还原性气体,不一定是乙烯,A不符合题意;
B. 滴加浓硫酸后,反应生成的气体能使品红溶液褪色,则该气体可能为SO2或Cl2,因此该晶体中不一定含有SO32-,B不符合题意;
C. 锌与稀硫酸反应制取H2的过程中,若产生气体的速率先增大,则说明该反应为放热反应,温度升高使得反应速率加快,C符合题意;
D. ClO-具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,因此产生的白色沉淀为CaSO4,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、溴水褪色,说明生成烯烃;
B、Cl2、SO2都能使品红溶液褪色;
C、若产生H2的速率增大,则反应为放热反应;
D、ClO-具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-;
9.【答案】D
【解析】【解答】A.由反应能量变化图可知,该反应中反应物为2H2(g)和CO*,生成物为CH3OH,反应为ΔH=-65.7kJ·mol-1,因此该反应的热化学方程式为:2H2(g)+CO*=CH3OH* ΔH=-65.7kJ·mol-1,A不符合题意;
B. 由图可知,能垒最高的为[46.9-(-131.4)]kJ·mol-1=178.3kJ·mol-1,因此决速步骤的能垒为178.3kJ·mol-1,B不符合题意;
C. 由图可知,该反应中,催化剂并未参与反应,C不符合题意;
D. TS3能垒为[50.4-(-148)]kJ·mol-1=65.2kJ·mol-1,TS5的能垒为[37.4-(-15.2)]kJ·mol-1=52.6kJ·mol-1,因此TS3的能量更高,则TS3的反应速率更慢,D符合题意;
故答案为: D
【分析】A、根据图中确定反应物和生成物,以及反应热,从而得出反应的热化学方程式;
B、根据反应过程中的能量变化确定最高能垒的能量;
C、该反应中,催化剂不参与反应;
D、比较TS3、TS5的能垒高低,从而确定反应速率的大小;
10.【答案】D
【解析】【解答】A.NaClO是由NaOH与HClO反应得到的,因此NaClO属于强碱弱酸盐,A不符合题意;
B. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c(H+)不同,溶液褪色的速率不同,因此ClO-与Cl-能发反应,与溶液中c(H+)有关,B不符合题意;
C. 实验Ⅰ中溶液显碱性,Ⅱ中溶液pH=5.1,显酸性,溶液迅速褪色,说明酸性条件下,ClO-的氧化性强于碱性条件下,C不符合题意;
D. 实验Ⅲ中加入稀硫酸后,产生大量气体,说明酸性条件下,ClO-能与Cl-反应生成Cl2,因此“84”消毒液对环境消毒时不能加入稀硫酸,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、NaClO是强碱弱酸盐;
B、根据实验中c(H+)不同,产生不同现象进行分析;
C、根据不同酸性溶液中,溶液褪色的时间比较ClO-的氧化性强弱;
D、加入稀硫酸,会使得ClO-转化为Cl2;
11.【答案】D
【解析】【解答】A.由于CH2Cl2难溶于水,且密度比水大,若将电池倒置,则不利于PF6-的来回穿梭,维持电荷平衡,因此该电池使用时不能倒置,A不符合题意;
B. 由分析可知,充电时石墨毡上的电极反应式为PtZ-e-=PtZ+,B不符合题意;
C. 放电时,该装置为原电池装置,在原电池中阴离子负正极移动,因此PF6-由CH2Cl2层移向水层,C不符合题意;
D. 放电时,Zn板每减轻6.5g,即为0.1mol,则转移电子数为0.2mol,因此有0.2molPF6-移向水层,因此水层质量增加为:0.2mol×50g·mol-1=10g,D符合题意;
故答案为: D
【分析】该装置为原电池装置,Zn电极做负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;石墨毡电极做正极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:PTZ++e-=PTZ。充电时为电解池装置,Zn电极做阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:Zn2++2e-=Zn;石墨毡电极做阳极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:PTZ-e-=PTZ+。据此分析选项。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.该反应中既是反应物,又是生成物,因此属于反应的中间体,A不符合题意;
B. 根据物质结构可知,过程②中反应物的双键没有断裂,因此过程②不属于加成反应,B符合题意;
C. 该反应中,反应物为CH2=CH2和O2,生成物为CH3CHO,因此该反应中H2O参与反应的量和生成的量相同,C符合题意;
D. 由题干信息可得,该反应中反应物为CH2=CH2和O2,生成物为CH3CHO,因此该反应的化学方程式为:CH2=CH2+12O2→催化剂CH3CHO,D不符合题;
故答案为: B
【分析】A、反应过程中既是生成物又是反应物的为中间产物;
B、根据反应过程中化学键的变化分析反应类型;
C、根据总反应进行分析;
D、该反应过程是将CH2=CH2转化为CH3CHO,据此确定反应的总反应;
13.【答案】A
【解析】【解答】A.加热条件下,MnO2能与浓盐酸反应生成Cl2,但与稀盐酸不反应管,因此该用盐酸进行“酸浸”,不会产生氯气,A符合题意;
B. “还原焙烧”过程中,加入的炭黑具有还原性+能将+4锰元素还原为+2价,B不符合题意;
C. “净化”过程中加入的O2具有氧化性+能将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,C不符合题意;
D. “电解”时,溶液中的Zn2+在阴极发生得电子的还原反应,生成Zn,因此Zn在阴极产生,D不符合题意;
故答案为: A
【分析】A、MnO2与稀盐酸不反应;
B、结合炭的还原性分析;
C、O2能将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+;
D、电解时,Zn2+在阴极发生得电子的还原反应;
14.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,当温度降低时,lgc(CO)减小,则c(CO)减小,即降低温度,c(CO)减小,说明降低温度,平衡逆向移动,因此逆反应为放热反应,则正反应为吸热反应,因此该反应的ΔH>0,A不符合题意;
B. Q点时lgc(CO)大于平衡时lgc(CO),即Q点时c(CO)大于平衡时c(CO),此时反应逆向移动进行,即生成BaSO4的速率大于消耗BaSO4的速率,B不符合题意;
C. 温度不变时,容器的体积缩小,体系的压强增大,平衡逆向移动,达到新的平衡时,体系的压强不变,C不符合题意;
D. 温度为1046K时,平衡时lgc(CO)=0.5,即此时c(CO)=10mol/L,该反应的平衡常数K=c4CO=104=100,D符合题意;
故答案为: D
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析,升高温度,平衡向吸热反应方向移动;
B、Q点时c(CO)大于平衡时c(CO),反应逆向进行;
C、容器体积缩小,压强增大,结合压强对平衡移动的影响分析;
D、当温度为1046K时,lgc(CO)=0.5,据此进行计算;
15.【答案】C
【解析】【解答】A.由分析可得,电解后在产品室Ⅱ中得到NaOH,产品室Ⅰ中得到HA,A不符合题意;
B. 由分析可知,交换膜Ⅰ、Ⅲ为阳离子交换膜,交换膜Ⅱ为阴离子交换膜,B不符合题意;
C. 极室Ⅰ为阴极室,其电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,C符合题意;
D. 由于产品室内溶液的体积未知,无法判断溶液中溶质的物质的量浓度,D不符合题意;
故答案为: C
【分析】该装置为电解池装置,Na+由极室Ⅱ通过交换膜Ⅲ进入产品室Ⅱ中,因此交换膜Ⅲ为阳离子交换膜,极室Ⅱ为阳极室,其电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑。OH-、Na+移向产品室Ⅱ,因此产品室Ⅱ得到的是NaOH。极室Ⅰ为阴极室,其电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。料室中含有NaA废水,Na+通过交换膜Ⅰ进入极室Ⅰ,因此交换膜Ⅰ为阳离子交换膜;A-通过交换膜Ⅱ进入产品室Ⅰ,因此交换膜Ⅱ为阴离子交换膜,由于H+进入产品室Ⅰ,因此产品室Ⅰ所得为HA。据此分析选项。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.当溶液中c(CO32-)=c(HCO3-)时,pM=0,由图像可知,溶液中pM值随pH的增大而减小,因此当pM=0时,溶液的pH>7,显碱性,A不符合题意;
B. CaCO3悬浊液中c(Ca2+)=c(CO32-),令c(Ca2+)=c(CO32-)=amol·L-1,则a²=10-8.6,解得a=10-4.3mol/L,因此CaCO3悬浊液中c(Ca2+)>10-4.3mol·L-1,B不符合题意;
C. 当浊液中c(Ca2+)=10-3mol·L-1时,溶液中cCO32-=KspcCa2+=10-8.610-3=10-5.6mol/L,由于溶液中c(HCO3-)未知,因此无法判断溶液的pH值,C符合题意;
D. Ca(HCO3)2溶液中HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度,而CO32-来自HCO3-的电离产生,因此溶液中c(OH-)>c(CO32-),因此溶液中阴离子浓度关系为c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-),D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、溶液中c(CO32-)=C(HCO3-)时,pM=0,据此结合图像确定溶液的酸碱性;
B、CaCO3悬浊液中c(Ca2+)=c(CO32-),结合Ksp计算悬浊液中c(Ca2+);
C、根据Ksp计算溶液中c(CO32-);
D、Ca(HCO3)2溶液中CO32-来自于HCO3-的电离,而HCO3-的水解程度大于其电离程度,据此分析溶液中阴离子浓度关系;
17.【答案】(1)第三周期第IVA族
(2)5Na2O·Li2O·12SiO2 或Li2O·5Na2O·12SiO2
(3)Si +2OH- +H2O=SiO32- +2H2↑
(4)光伏电(池)板;光导纤维;等质量时,金属离子Li+物质的量较大,储存电量较多;LiC6-xe-=Li1-xC6+xLi+
【解析】【解答】(1)由分析可知,Z为Si,其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族。
(2)由分析可知,W为Li、X为O、Y为Na、Z为Si。因此该玉石成分的化学式为Li2Na10Si12O30,用氧化物形式书写为:Li2O·5Na2O·12SiO2。
(3)Z的单质为Si,Y的氧化物对应的水化物为NaOH,二者可反应生成Na2SiO3和H2,该反应的离子方程式为:Si+2OH-+H20=SiO32-+2H2↑。
(4)①Z的单质为Si,常用作光伏电池板;X和Z组成的化合物为SiO2,常用作光导纤维。
②W的离子为Li+,Y的离子为Na+,等质量的Li+和Na+,n(Li+)>n(Na+),因此其储存的电量较多,具有更好的储能优势。
在该电池中,复合材料LiC6为负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为:LiC6-xe-=Li1-xC6+xLi+。
【分析】玉石为硅酸盐,因此含有O、Si两种元素。由题干信息可知,W、X为第二周期元素,Y、Z为第三周期元素。且X元素的原子序数为偶数,因此X为O,则Z为Si。令W、Y的最外层电子数为a,则可得a+a+4=6,解得 a=1。因此W为Li,Y为Na。
18.【答案】(1)CaWO4+Na2CO3高温__ Na2WO4+CaO+CO2↑;Fe2CO3、CaSiO3
(2)取少量滤液,用pH试纸检验其pH,pH≤8说明滤液中不含SiO32-
(3)12WO42-+18H+=W12O396-+9H2O
【解析】【解答】(1)”碱熔“过程中CaWO4与Na2CO3反应生成Na2WO4、CaO和CO2,该反应的化学方程式为:CaWO4+Na2CO3=高温Na2WO4+CaO+CO2↑。“碱熔”过程中Na2CO3与SiO2反应生成Na2SiO3和CO2,Na2SiO3进一步与CaWO4反应形成CaSiO3和Na2WO4。因此“碱熔”后所得的固体中含有Na2CO3、Na2WO4、Fe2O3、CaSiO3,而Na2WO4、Na2CO3可溶于水,因此过滤后所得的滤渣Ⅰ中含有Fe2O3、CaSiO3。
(2)由已知信息可知,当溶液中SiO32-完全沉淀时,溶液的pH为8,因此若溶液的pH≤8,则溶液中的SiO32-完全沉淀。故检验“除硅”的滤液中不含有SiO32-的简单方法是:取少量滤液,用pH试纸检验滤液的pH值,若滤液的pH≤8,则说明滤液中不含有SiO32-。
(3)酸化过程中,Na2WO4与HCl反应生成Na6W12O39和H2O,该反应的离子方程式为:12WO42-+18H+=W12O396-+9H2O。
【分析】(1)”碱熔“过程中CaWO4与Na2CO3反应生成Na2WO4、CaO和CO2,据此写出反应的化学方程式。结合反应后所得物质的溶解性判断滤渣Ⅰ的成分。
(2)结合SiO32-完全沉淀的pH进行分析。
(3)酸化过程中,Na2WO4与HCl反应生成Na6W12O39和H2O,据此写出反应的离子方程式。
19.【答案】(1)c
(2)(空气)冷凝管;蒸气的温度较高,用空气冷凝可防止冷凝管通水冷却导致玻璃温差过大而炸裂
(3)CH3COOH;防止乙酸过多时流回烧瓶,会抑制反应原理中第一步反应的正向进行
(4)
【解析】【解答】(1)由香豆素、水杨醛、乙酸酐和乙酸的沸点可知,温度计2的量程应选用250℃,可及时蒸出水杨醛、乙酸酐和乙酸,制得香豆素,因此答案为c。
(2)图示仪器b为空气冷凝管。采用空气冷凝而不用水冷凝,可防止由于蒸汽温度过高,导致温差过大而发生炸裂。
(3)当温度达到118℃时,达到乙酸的沸点,乙酸形成蒸汽,通过空气冷凝管,形成液态,因此此时得到的冷凝液的成分为乙酸,其化学式为CH3COH。及时蒸出乙酸,有利于第一步反应平衡正向移动,增大产率。
(4)水杨醛中的-CHO可被空气中的O2氧化成-COOH,因此产生水杨酸的反应的化学方程式为:。
【分析】(1)根据反物质的沸点,确定温度计的量程。
(2)根据图示仪器确定其名称。蒸汽温度较高,若用水冷凝,易造成温差过大,使得冷凝管炸裂。
(3)结合乙酸的沸点为118℃确定所得冷凝液的成分。结合乙酸对反应平衡移动的影响分析。
(4)水杨醛中的-CHO易被空气中的氧气氧化成-COOH。
20.【答案】(1)非酸性
(2)N2H4(l) +2N2O(g)= -3N2(g) +2H2O(l) △H= -784.2 kJ.mol-1
(3)4.2x10-4;0.025 mol.L-1
(4)10.8;在该温度下,开始阶段反应I的速率比反应II的快,故N2O3的物质的量增加,- -段时间后反应I的速率变慢,反应II的速率加快,故N2O3的物质的量又减少
【解析】【解答】(1)N2O不能与NaOH溶液反应生成盐和水,因此N2O属于非酸性氧化物。
(2)N2H4(l)与O2反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-621.2kJ·mol-1。N2O(g)与N2H4(l)反应的化学方程式为:2N2O(g)+N2H4(l)=3N2(g)+2H2O(l),根据盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=(-163kJ·mol-1)+(-621.2kJ·mol-1)=-784.2kJ·mol-1,因此该反应的热化学方程式为:2N2O(g)+N2H4(l)=3N2(g)+2H2O(l) ΔH=-784.2kJ·mol-1。
(3)①60~120s内,N2O的变化浓度c(N2O)=0.10mol·L-1-0.05mol·L-1=0.05mol·L-1,由反应的化学方程式可知,反应生成c(O2)=0.025mol·L-1,因此60~120s内用O2表示的反应速率为vO2=∆cO2∆t=0.025mol/L60s=4.2×10-4mol/(L·s)。
②由浓度变化可知,在0~60s内,c(N2O)的浓度由0.2mol·L-1变为0.1mol·L-1;60~120s内,c(N2O)由0.1mol·L-1变为0.05mol·L-1,则没60s内,c(N2O)变为原来的一半,因此在180s时,c(N2O)=0.025mol·L-1。
(4)①设反应达到平衡时,n(N2O)=xmol、n(N2O5)=ymol;由图像可知,当反应达到平衡n(N2O3)=0.3mol、n(O2)=2.7mol。由氮元素守恒可得,0.3mol×2+2x+2y=2mol×2;由氧元素守恒可得,0.3mol×3+2.7mol×2+x+5y=2mol×5。整理可得x+y=1.7x+5y=3.7,解得x=1.2y=0.5。即平衡时,n(N2O)=1.2mol、n(N2O5)=0.5mol。因此反应达到平衡时,cN2O3=0.3mol1L=0.3mol/L、cN2O=1.2mol1L=1.2mol/L、cO2=2.7mol1L=2.7mol/L。因此反应Ⅱ的平衡常数K=cN2O×cO2cN2O3=1.2×2.70.3=10.8。
②在该温度下,开始阶段反应I的速率比反应II的快,故N2O3的物质的量增加;一段时间后反应I的速率变慢,反应II的速率加快,故N2O3的物质的量又减少。
【分析】(1)酸性氧化物是指能与碱溶液反应生成盐和水的氧化物。
(2)写出N2H4(l)与O2、N2O(g)与N2H4(l)反应的化学方程式,结合盖斯定律计算反应热,从而得出反应的热化学方程式。
(3)①结合图像数据,根据公式v=∆c∆t计算反应速率。
②结合反应过程中c(N2O)的变化曲线分析。
(4)①根据元素质量守恒计算体系中c(N2O),结合平衡常数的Ⅱ的平衡常数。
②根据反应过程中速率变化分析。
21.【答案】(1)10-10.32
(2)>
(3)SO32- 、HSO3-
(4)Na2CO3 +2SO2+H2O=2NaHSO3 +CO2;正;HSO3- +H2O-2e-=3H++SO42-
【解析】【解答】(1)H2CO3是二元弱酸,在水中分步电离,其电离方程式为:H2CO3⇌H++HCO3-、HCO3-⇌H++CO32-。由图1可知,当pH=10.32时,溶液中c(HCO3-)=c(CO32-),因此H2CO3的二级电离常数Ka2=cH+×cCO32-cHCO3-=cH+=10-10.32。
(2)由于酸性HSO3->HCO3-,结合“越弱越水解”可得,水解程度SO32-
(4)①由于酸性H2SO3>HSO3->H2CO3,因此SO2过量时,SO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为:Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2。
②如图装置为电解NaHSO3溶液,同时生成NaOH和H2SO4。因此左侧稀NaOH溶液中,通过电解后应生成NaOH,则Q电极的电极反应式为:2H2O+4e-=2H2↑+4OH-。因此Q电极为阴极,R电极为阳极,故R电极与电源的正极相连。右侧稀硫酸中,通过电解产生SO42-,因此R电极的电极反应式为:HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+。
【分析】(1)根据H2CO3的第二步电离方程式,结合图像数据计算H2CO3的二级电离常数。
(2)由于酸性HSO3->HCO3-,因此水解程度SO32-
(4)①SO2过量,则与Na2CO3反应生成NaHSO3和CO2,据此写出反应的化学方程式。
②左侧稀NaOH溶液中,电解后应生成NaOH;右侧稀硫酸中,电解后应生成H2SO4,据此确定电极类型和电极反应式。
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