新教材2023年高中化学模块检测二新人教版选择性必修1

模块检测(二)

　　时间：90分钟　　　满分：100分

一、选择题(本题共8小题，每小题只有1个选项符合题意。每小题2分，共16分)

1．下列说法正确的是(　　)

A．非自发的反应一定不能实现

B．相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大

C．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0

D．恒温恒压下，ΔH<0且ΔS>0的反应—定不能自发进行

答案　C

解析　反应是否自发进行由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在一定条件下也可以发生，A错误；熵是指体系的混乱度，相同物质的量的同种物质：S(g)>S(l)>S(s)，B错误；反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，由反应方程式NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)可知，该反应的ΔS<0，要使ΔH－TΔS<0，必须满足ΔH<0，C正确；恒温恒压下，ΔH<0且ΔS>0的反应，ΔH－TΔS<0，反应一定可以自发进行，D错误。

2．如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液中出现粉红色。该金属条可能是(　　)

A．铜  B．铁

C．铝  D．锌

答案　A

解析　拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的NaCl溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液中出现粉红色，说明铁钉发生吸氧腐蚀，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故铁失电子作负极，另一种金属作正极，则另一种金属的活泼性弱于铁，故A正确。

3．一定条件下，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，向下列溶液中分别加入1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液：①1 L 1 mol·L－1的稀醋酸；②1 L 1 mol·L－1的稀硫酸；③1 L 1 mol·L－1的稀盐酸，完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是(　　)

A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3  B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2

C．ΔH1＜ΔH3＝ΔH2  D．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3

答案　D

解析　②1 L 1 mol·L－1的稀硫酸、③1 L 1 mol·L－1的稀盐酸分别与1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液反应，生成水的物质的量相同，均为1 mol，放出热量相同，则焓变相同，即ΔH2＝ΔH3；①1 L 1 mol·L－1的稀醋酸与1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液反应，生成水的物质的量也为1 mol，但醋酸是弱电解质，反应过程中发生电离而吸热，且焓变为负值，则ΔH1>ΔH2，故其关系为ΔH1>ΔH2＝ΔH3，D正确。

4．已知反应mA(s)＋nB(g)pC(g)　ΔH<0，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是(　　)

①m＋n>p　②x点表示的正反应速率大于逆反应速率　③x点表示的反应速率比y点的小　④n>p

A．①②  B．②④  C．②③  D．①③ 

答案　C

解析　从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有n<p，m＋n与p的关系不能确定，故①④错误；x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由题图可以看出，当B的体积分数减小时，可趋向于平衡，则要想达到平衡状态，反应向正反应方向进行，即v正>v逆，故②正确；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，故③正确。

5．某学习小组的同学查阅相关资料得到氧化性：Cr2O>Fe3＋，设计了如图所示的盐桥原电池。盐桥中装有含琼胶的饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(　　)

A．甲烧杯的溶液中发生还原反应

B．外电路的电流方向是从b极到a极

C．电池工作时，盐桥中的SO移向乙烧杯

D．乙烧杯中的电极反应式为2Cr3＋＋7H2O－6e－===Cr2O＋14H＋

答案　B

解析　由于氧化性：Cr2O>Fe3＋，即Cr2O可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，故在原电池中，Fe2＋失电子被氧化，则a极为负极；Cr2O得电子被还原，则b极为正极。Fe2＋失电子被氧化，即甲烧杯的溶液中发生氧化反应，A错误；外电路中电流由正极流向负极，即由b极流向a极，B正确；原电池中，阴离子移向负极，则SO移向甲烧杯，C错误；乙烧杯中Cr2O得电子被还原，则电极反应式为Cr2O＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O，D错误。

6．工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)，同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H2时放出30.8 kJ的热量，在恒温恒容密闭体系内进行上述反应。下列有关表达正确的是(　　)

A．Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压

B．Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率

C．Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率

D．Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量

答案　A

解析　反应方程式为2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)，ΔH<0。Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，正反应速率增大，且平衡逆向移动，与图像相符，A正确；增大压强，平衡向逆反应方向移动，镓的转化率减小，与图像不相符，B错误；Ga是固体，其质量不影响反应速率，与图像不相符，C错误；相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，与图像不相符，D错误。

7．乙烯催化氧化成乙醛的反应可设计成如图所示的燃料电池，在制备乙醛的同时能获得电能，其总反应为2CH2===CH2＋O2―→2CH3CHO。下列有关说法不正确的是(　　)

A．该电池可将化学能转化为电能

B．每有0.1 mol O2反应，则迁移0.4 mol H＋

C．正极反应式为CH2===CH2－2e－＋2OH－===CH3CHO＋H2O

D．负极区溶液的pH减小

答案　C

解析　原电池工作时，将化学能转化为电能，A正确；由电池总反应可得正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，每有0.1 mol O2反应，则迁移0.4 mol H＋，B正确；电解质溶液呈酸性，正极区发生得电子的还原反应，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，负极区发生失电子的氧化反应，电极反应式为CH2===CH2－2e－＋H2O===CH3CHO＋2H＋，C错误；由负极区的电极反应式可知，H＋不断增多，溶液的pH减小，D正确。

8．硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3＋OH－===[B(OH)4]－，H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是(　　)

A．当电路中通过1 mol电子时，可得到1 mol H3BO3

B．将电源的正、负极反接，工作原理不变

C．阴极室的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

D．[B(OH)4]－穿过阴膜进入阴极室，Na＋穿过阳膜进入产品室

答案　A

解析　阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电路中通过1 mol电子时有1 mol H＋生成，硼酸(H3BO3)为一元弱酸，生成1 mol硼酸需要1 mol H＋，所以电路中通过1 mol电子时，可得到1 mol H3BO3，A正确；如果将电源的正、负极反接，工作原理发生变化，B错误；电解时阴极发生得到电子的还原反应，电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，C错误；阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阴极电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，阳极室中的氢离子穿过阳膜进入产品室，原料室中的[B(OH)4]－穿过阴膜进入产品室，发生反应：[B(OH)4]－＋H＋===H2O＋H3BO3，原料室中的Na＋穿过阳膜进入阴极室，D错误。

二、选择题(本题共6小题，每小题有1个或2个选项符合题意。每小题4分，共24分)

9．常温下，将0.1000 mol·L－1 NaOH溶液逐滴加入20.00 mL 0.1000 mol·L－1 CH3COOH溶液中，所得溶液的pH与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．点①所示溶液中：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(CH3COOH)＋c(H＋)

B．点②所示溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)

C．点③所示溶液中：c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)

D．滴加过程中可能出现：c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(Na＋)＞c(OH－)

答案　D

解析　A项，根据电荷守恒关系有c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)。点①所示溶液中CH3COOH、CH3COONa均为1×10－3 mol，但由于CH3COOH发生电离，CH3COO－发生水解，前者的电离程度大于后者的水解程度，使c(CH3COOH)<c(Na＋)<c(CH3COO－)，故c(CH3COO－)＋c(OH－)>c(CH3COOH)＋c(H＋)，故不正确；B项，点②所示溶液呈中性，加入的NaOH溶液的体积小于20.00 mL，此时根据物料守恒可知c(Na＋)<c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，故不正确；C项，点③所示溶液中二者恰好完全反应，溶液中各离子浓度关系应为c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)，故不正确；D项，当刚加入少量NaOH溶液时可能会出现该种情况，故正确。

10．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法中错误的是(　　)

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多

答案　D

解析　该电池反应中Li由0价升高为＋1价，故电极b作原电池负极，则电极a作正极；在电极a中由Li2S8、Li2S6、Li2S4到Li2S2，其中S元素的价态逐渐降低，发生还原反应，故放电过程中Li2S2的量应逐渐增多，而充电过程中Li2S2的量会逐渐减少，D错误。正极发生还原反应，可能使S元素由－价降低到－价，由Li2S6变成Li2S4，用Li＋使电极反应式电荷守恒即可，A正确。每消耗1 mol Li，转移1 mol e－，当转移0.02 mol电子时，负极材料质量减重7 g·mol－1×0.02 mol＝0.14 g，B正确。S8为非金属单质，不易导电，其中掺有石墨烯可增强电极的导电性，C正确。

11．常温下，Ka(HCOOH)＝1.77×10－4，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，Kb(NH3·H2O)＝1.76×10－5，下列说法正确的是(　　)

A．浓度均为0.1 mol·L－1的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和：前者大于后者

B．用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点，消耗NaOH溶液的体积相等

C．0.2 mol·L－1 HCOOH与0.1 mol·L－1 NaOH等体积混合后的溶液中：c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(HCOOH)＋c(H＋)

D．0.2 mol·L－1 CH3COONa与0.1 mol·L－1盐酸等体积混合后的溶液中(pH＜7)：c(CH3COO－)＞c(Cl－)＞c(CH3COOH)＞c(H＋)

答案　AD

解析　HCOONa溶液中存在c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，NH4Cl溶液中存在c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，两溶液中有c(Na＋)＝c(Cl－)，只要比较HCOONa溶液中c(H＋)与NH4Cl溶液中c(OH－)的大小即可，由电离常数可知，NH的水解程度比HCOO－的大，则NH4Cl溶液中c(H＋)较HCOONa溶液中c(OH－)大，即NH4Cl溶液中c(OH－)较HCOONa溶液中c(H＋)小，所以有c(Na＋)＋c(H＋)>c(Cl－)＋c(OH－)＝c(NH)＋c(H＋)，A项正确；CH3COOH的电离平衡常数比HCOOH的小，即CH3COOH的酸性弱，则相同pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的，和NaOH反应时，CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大，B项错误；反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液，溶液呈酸性，由电荷守恒得c(HCOO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，由物料守恒得2c(Na＋)＝c(HCOOH)＋c(HCOO－)，则c(HCOO－)>c(Na＋)>c(HCOOH)，所以c(HCOO－)＋c(OH－)>c(HCOOH)＋c(H＋)，C项错误；反应后得到c(CH3COONa)＝c(CH3COOH)＝c(NaCl)的混合溶液，由物料守恒得c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Cl－)，pH<7，则CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，即c(CH3COO－)>c(Cl－)>c(CH3COOH)，电离和水解均很微弱，故c(H＋)小于c(CH3COOH)，D项正确。

12．常温下，取一定量的PbI2固体配成饱和溶液，t时刻改变某一条件，离子浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．常温下，Ksp(PbS)＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，反应PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)的化学平衡常数的数值为5×1018

B．常温下，Ksp(PbI2)＝4×10－9

C．温度不变，t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体，PbI2的Ksp增大

D．温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，平衡向左移动，Pb2＋的浓度减小

答案　AB

解析　常温下，PbI2的Ksp＝c2(I－)·c(Pb2＋)＝(2×10－3)2×1×10－3＝4×10－9，Ksp(PbS)＝8×10－28，向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液，反应PbI2(s)＋S2－(aq)PbS(s)＋2I－(aq)的化学平衡常数K＝＝＝＝＝5×1018，故A、B正确；温度不变，t时刻改变的条件可能是向溶液中加入了KI固体，但PbI2的Ksp只与温度有关，温度不变，PbI2的Ksp不变，故C错误；温度不变，向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液，平衡向左移动，但Pb2＋的浓度增大，故D错误。

13．常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．Ka2(H2X)的数量级为10－6

B．曲线N表示pH与lg 的变化关系

C．NaHX溶液中c(H＋)＞c(OH－)

D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)＞c(HX－)＞c(X2－)＞c(OH－)＝c(H＋)

答案　D

解析　己二酸(H2X)分步发生电离：H2XHX－＋H＋、HX－X2－＋H＋，且以第一步电离为主，则Ka1(H2X)＞Ka2(H2X)，酸性条件下，pH相同时＞，故曲线M表示pH与lg 的变化关系，曲线N表示pH与lg 的变化关系。由曲线M可知，当pH＝4.8时，lg ＝－0.6，则有＝10－0.6。Ka2(H2X)＝＝10－0.6×10－4.8＝10－5.4≈4×10－6，A正确。由上述分析可知，曲线N表示pH与lg 的变化关系，B正确。Ka1(H2X)＝

，取曲线N上一点代入可求得Ka1＝10－4.4，HX－的水解常数K(HX－)＝，则K(HX－)＝＝＝10－9.6≪10－5.4＝Ka2，所以在NaHX溶液中，HX－的电离程度大于其水解程度，故NaHX溶液显酸性，c(H＋)>c(OH－)，C正确。当混合溶液呈中性时，c(H＋)＝c(OH－)，由图中曲线M可知，溶液pH＝7时，lg ＞0，则有c(X2－)＞c(HX－)，D错误。

14．一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：

下列说法正确的是(　　)

A．v1＞v2，c2＜2c1

B．K1＞K3，p2＞2p3

C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)

D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1

答案　CD

解析　容器2中反应物投入量相当于容器1中反应物投入量的2倍，平衡时，容器2中SO2的反应速率大，容器2中反应达到的平衡相当于容器1中反应达到平衡后加压，增大压强，平衡正向移动，则平衡时SO3的浓度c2>2c1，A项错误；平衡常数仅与温度有关，容器3中温度高，而该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K3，容器1和容器2中温度相同，投料量不同，平衡时p2<2p1，升温平衡逆向移动，则平衡时p1<p3，故p2<2p3，B项错误；容器1和容器3中反应物投入量相等，但是容器3中温度高，则反应速率快，即v3>v1，升高温度，平衡逆向移动，SO2的平衡转化率减小，即α1(SO2)>α3(SO2)，C项正确；平衡时c2>2c1，c1>c3，故c2>2c3，假设容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反应温度相同，则两容器中的反应达到的平衡完全等效，则有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，对于容器2而言，相当于对容器3加压并降低温度，该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，加压、降温均会使平衡向生成SO3方向移动，则α2(SO3)减小，所以α2(SO3)＋α3(SO2)<1，D项正确。

三、非选择题(本题共4小题，共60分)

15．(10分)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：

(1)KIO3的化学名称是        。

(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：

“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是        。“滤液”中的溶质主要是        。“调pH”中发生反应的化学方程式为                                                       。

(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如下图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式                                  。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为        ，其迁移方向是                。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有                        (写出一点)。

答案　(1)碘酸钾　

(2)加热　KCl　KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)　

(3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑　②K＋　由a到b　③产生Cl2易污染环境等

解析　(1)KIO3的名称为碘酸钾。

(2)Cl2是一种溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO3：KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O。

(3)①“电解法”制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K＋通过阳离子交换膜。③根据工艺流程分析，“KClO3氧化法”生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。

16．(16分)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质)，实验室中利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如图所示：

(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是                                                               。

实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的        (填标号)。

a．烧杯  b．容量瓶  c．玻璃棒  d．滴定管

(2)加入氨水调pH＝8可除去        (填离子符号)，滤渣Ⅱ中含                (填化学式)。加入H2C2O4溶液时应避免过量，原因是                                                             。

已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×10－7，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9

(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。

已知：2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O

Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓

步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。

步骤Ⅱ：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。

滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的        (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为        mol·L－1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将        (填“偏大”或“偏小”)。

答案　(1)增大接触面积从而使反应速率加快　ac

(2)Fe3＋　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4溶液过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品产量减少

(3)上方　　偏大

解析　(1)配制一定质量分数的溶液不必使用容量瓶和滴定管，需使用量筒、烧杯和玻璃棒。

(2)由表中数据可知，调pH＝8可使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀；调pH＝12.5可使Mg2＋完全沉淀，同时使Ca2＋部分沉淀，故滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2和Ca(OH)2。若H2C2O4溶液过量，则会生成BaC2O4沉淀，使产品产量降低。

(3)由关系式CrO～H＋、CrO～Ba2＋可知，与Ba2＋结合生成BaCrO4沉淀的Na2CrO4的物质的量等于(V0－V1)mL盐酸中HCl的物质的量，故BaCl2溶液的浓度为 mol·L－1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则步骤Ⅱ中测得滴加盐酸的体积偏小，导致Ba2＋浓度测量值偏大。

17．(16分)已知：①25 ℃时，弱电解质的电离平衡常数：Ka(CH3COOH)＝1.7×10－5，Ka(HSCN)＝0.13；难溶电解质的溶度积常数：Ksp(CaF2)＝1.5×10－10。

②25 ℃时，2.0×10－3 mol·L－1氢氟酸溶液中，调节溶液的pH(忽略体积变化)，得到c(HF)、c(F－)随溶液pH的变化如下图所示：

请根据以上信息回答下列问题：

(1)25 ℃时，将20 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液和20 mL 0.10 mol·L－1 HSCN溶液分别与20 mL 0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图如下图所示。

反应初始阶段，两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是                                    ，反应结束后所得两溶液中，c(CH3COO－)        c(SCN－)(填“>”“<”或“＝”)。

(2)25 ℃时，HF的电离平衡常数Ka≈        ，列式并说明得出该平衡常数的理由：                                                     。

(3)4.0×10－3 mol·L－1 HF溶液与4.0×10－4 mol·L－1 CaCl2溶液等体积混合，调节混合液的pH为4.0(忽略体积的变化)，通过列式计算说明是否有沉淀产生。

答案　(1)HSCN的酸性比CH3COOH的强，等体积、等浓度时，HSCN溶液中c(H＋)较大　<

(2)10－3.45　Ka＝，当c(F－)＝c(HF)时，Ka＝c(H＋)，图中的交点处即为c(F－)＝c(HF)，故所对应的pH即为Ka的负对数

(3)由题图知，当pH＝4.0时，溶液中的c(F－)＝1.6×10－3 mol·L－1，c(Ca2＋)＝2.0×10－4 mol·L－1，Q＝c(Ca2＋)·c2(F－)≈5.1×10－10 ＞Ksp(CaF2)，有沉淀产生。

解析　(1)由题给数据可知，相同条件下，HSCN的酸性比CH3COOH的强，则等体积、等浓度时，HSCN溶液中的c(H＋)比CH3COOH溶液中的大，反应速率大，最终均与NaHCO3完全反应，得到CH3COONa溶液和NaSCN溶液；弱酸酸性越弱，弱酸酸根离子的水解程度越大，所以反应后的溶液中，c(CH3COO－)<c(SCN－)。

18．(18分)最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛(CH3CHO)废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应为2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋CH3COOH。实验室中，以一定浓度的乙醛－Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。

(1)若以甲烷燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入        (填化学式)气体。

(2)电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应如下。

阳极：①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，

②                                                        。

阴极：①                                                 ，

②CH3CHO＋2e－＋2H2O===CH3CH2OH＋2OH－。

(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量        (填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛废水(乙醛的含量为3000 mg/L)，可得到乙醇        kg(计算结果保留小数点后一位)。

答案　(1)CH4

(2)CH3CHO－2e－＋H2O===CH3COOH＋2H＋

4H＋＋4e－===2H2↑或4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－(写成“2H＋＋2e－===H2↑”不扣分)

(3)不变　(4)1.9

解析　(1)b极为负极，应通入CH4。

(2)分析2CH3CHO＋H2OCH3CH2OH＋

CH3COOH可知，CH3CHO失电子生成CH3COOH，得电子生成CH3CH2OH。

(3)电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量不发生变化。

(4)1 m3废水中乙醛的含量为3000 mg/L×1000 L＝3000×103 mg即3000 g，根据阴极区乙醛的去除率可达60%知参与阴极反应的乙醛为1800 g即1.8 kg，乙醇的质量为1.8 kg×≈1.9 kg。