广东省华南师范大学附属中学2022-2023学年高二上学期1月期末化学试题(含答案解析)
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可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Cu64
注意事项:作答选择题时,选出答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目选项的答案信息点涂黑;非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内。
一、单项选择题:本大题共16小题,共44分;1-10题每小题2分,11-16题每小题4分。
1. 下列图示变化为吸热反应的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸的稀释是物理变化,是放热过程,A错误;
B.反应物总能量大于生成物总能量,是放热反应,B错误;
C.生成物总能量大于反应物总能量,反应过程中吸收能量,C正确;
D.活泼金属置换酸中的氢,该反应是放热反应,D错误;
故选C。
2. 下列物质溶解于水时,电离出的阳离子能使水的电离平衡向右移动的是
A NH4ClB. CH3COONaC. H2SO4D. KNO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH4Cl电离产生铵根,促进水的电离平衡向右移动,A正确;
B.CH3COONa电离产生醋酸根,促进水的电离平衡向右移动,不符合题意,B错误;
C.H2SO4强酸,电离出的氢离子能使水的电离平衡向左移动,C错误;
D.KNO3电离产生的钾离子和硝酸根对水的电离平衡没有影响,D错误;
故选A。
3. 已知在25℃和35℃时,水的离子积分别为K(25℃)=1.0×10-14、K(35℃)=2.1×10-14,则下列叙述中正确的是( )
A. c(H+)随温度的升高而降低B. 35℃时纯水中c(H+)﹥c(OH-)
C. 水的电离度:α(25℃)﹥α(35℃)D. 纯水的pH可能小于7
【答案】D
【解析】
【详解】A. 温度升高,水的离子积增大,促进水的电离,氢离子浓度增大,故A错误;
B. 在35℃时水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度比25°C大,但氢离子浓度和氢氧根离子浓度是相同的,水仍是中性,故B错误;
C. 升温促进水的电离程度,水的电离度α(25℃)<α(35℃),故C错误;
D. pH=-lgc(H+),温度升高,促进电离,纯水中氢离子浓度增大,当c(H+)>10-7时,pH小于7,故D正确;
故选D。
4. 下列关于溶液酸碱性的说法中,正确的是
A. 的溶液一定显酸性
B. 的溶液一定显中性
C. 的溶液一定显中性
D. 不能使酚酞试液变红的溶液一定显酸性
【答案】C
【解析】
【详解】A.常温下,溶液中c(H+)<0是酸性溶液,即常温下的溶液一定显酸性,非常温下就不一定是酸性溶液,A错误;
B.常温下,的溶液一定显中性,非常温下的溶液可能是酸性也可能是碱性,B错误;
C.任何温度下,的溶液一定显中性,C正确;
D.常温下,酚酞的变色范围是8.0~10.0,故不能使酚酞试液变红的溶液不一定显酸性,D错误;
故答案为:C。
5. 对饱和AgCl溶液(有AgCl固体存在)进行下列操作后,c(Ag+)保持不变的是
A. 加少量水稀释B. 加热
C. 加入少量浓盐酸D. 加入少量固体AgNO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.加少量水稀释,平衡正向移动,但c(Ag+)保持不变,故A符合题意;
B.加热,平衡正向移动,c(Ag+)增大,故B不符合题意;
C.加入少量浓盐酸,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故C不符合题意;
D.加入少量固体AgNO3,c(Ag+)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)增大幅度减弱,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
6. 将0.1ml•L-1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起的变化是
A. 溶液的pH增大B. CH3COOH的电离度变大
C. 溶液中c(OH-)减小D. 溶液的导电能力减弱
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3COOH溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释时,平衡虽然正向移动,当溶液中H+浓度减小,溶液的pH增大,但加入CH3COONa晶体时,平衡逆向移动,溶液中的H+浓度减小,溶液的pH增大,A符合题意;
B.CH3COOH溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释时,平衡虽然正向移动,CH3COOH的电离度变大,加入CH3COONa晶体,平衡逆向移动,CH3COOH的电离度变小,B不合题意;
C.由A项分析可知,两种措施均能使溶液的pH增大,则溶液中c(OH-)增大,C不合题意;
D.溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子浓度和离子所带的电荷有关,加水稀释时,平衡虽然正向移动,当溶液中CH3COO-、H+浓度均减小,溶液的导电能力减弱,而加入醋酸钠晶体后,溶液中的CH3COO-浓度增大,还有Na+、H+均可导电,则溶液的导电能力增强,D不合题意;
故答案:A。
7. 下列事实中,不能说明甲酸(HCOOH)是弱电解质的是
A. 用相同物质的量浓度的盐酸和甲酸溶液做导电性实验,甲酸溶液的灯光较暗
B. 甲酸共价化合物
C. 取相同体积、1.0ml•L-1的盐酸和甲酸,分别与等量的镁条反应,前者反应更快
D. 常温下,新配制的0.1ml·L-1甲酸溶液的pH约为2.37
【答案】B
【解析】
【详解】A.用相同物质的量浓度的盐酸和甲酸溶液做导电性实验,甲酸溶液的灯光较暗,则甲酸溶液中离子浓度较小,盐酸为一元强酸,则甲酸为一元弱酸,为弱电解质,A正确;
B.甲酸是共价化合物,共价化合物可能是强电解质也可能是弱电解质,B错误;
C.取相同体积、1.0ml•L-1的盐酸和甲酸,分别与等量的镁条反应,前者反应更快,则甲酸中氰离子浓度较小,甲酸为弱酸,C正确;
D.若甲酸为一元强酸,新配制的0.1ml·L-1甲酸溶液的pH应为1,D正确;
故选B。
8. 某温度下,在一恒容密闭容器中进行可逆反应: △H>0,下列叙述正确的是
A. 平衡后升高温度,平衡逆向移动
B. 平衡后加入少量催化剂,逆反应速率不变
C. 当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡
D. 平衡后加入X,△H增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡正向移动,A不正确;
B.平衡后加入少量催化剂,正、逆反应速率都改变,且改变的幅度相同,B不正确;
C.因为反应前后气体的分子数不等,平衡前,随着反应的进行,混合气的压强不断发生改变,当容器中混合气体的压强不再变化时,反应达到平衡,C正确;
D.平衡后加入X,平衡正向移动,反应体系吸收的能量增多,但每摩反应[]的热效应不变,△H不变,D不正确;
故选C。
9. 为了配制NH的浓度与Cl-的浓度比为1:1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入
①适量NH4NO3;②适量NaCl;③适量氨水;④适量HCl
A. ①②B. ②③C. ①③D. ②④
【答案】C
【解析】
【分析】氯化铵是典型的强碱弱酸盐,由于NH水解,导致溶液中c(NH)
②适量NaCl,溶液中加入NaCl晶体后,增加溶液中氯离子的浓度,并保持铵根离子浓度不变,导致c(NH)
④适量HCl,氢离子浓度增大会抑制铵根离子的水解,但增加了氯离子的浓度,导致c(NH)
10. 关于常温下pH为2的盐酸,下列叙述正确的是
A. 将10mL,该溶液稀释至100mL后,
B. 向该溶液中加入等体积pH为12的氨水恰好完全中和
C. 该溶液中盐酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为
D. 该溶液中由水电离出的 (H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.将的盐酸稀释至后,,pH=3,故A错误;
B.向该溶液中加入等体积pH为12的氨水,由于一水合氨部分电离,氨水过量,HCl完全反应后溶液中仍含有大量的,故B错误;
C.该溶液中水电离出的,则盐酸电离出的与水电离出的之比为,故C正确;
D.该溶液中由水电离出的,故D错误。
综上所述,答案为C。
11. 用0.100ml·L-1AgNO滴定·L-1Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是
A. 根据曲线数据计算可知10-9>Ksp(AgCl)>10-10
B. 曲线上b、c点都满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C. 相同实验条件下,若改为0.0400ml·L-1Cl-,反应终点c移到a
D. 相同实验条件下,若改为0.0500ml·L-1Br-,反应终点c向b方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】本图像是Ag+滴定Cl-,发生Ag++Cl-=AgCl↓,依据题中所给数据,当加入25mL硝酸银溶液时,两者恰好完全反应,据此分析;
【详解】A.当加入25mL硝酸银溶液时,两者恰好完全反应,此时AgCl处于沉淀溶解平衡状态,c(Ag+)=c(Cl-),根据图像可知,加入25mL硝酸银溶液时,对应c(Cl-)在10-5~10-4.5ml/L之间,AgCl的Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),即氯化银的溶度积在10-10<Ksp(AgCl)<10-9,故A说法正确;
B.Ksp只受温度的影响,温度不变,则Ksp不变,所以曲线上的点是达到沉淀溶解平衡的平衡点,均满足Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),故B说法正确;
C.相同条件下,改为0.0400ml/LCl-,完全反应时,消耗硝酸银的体积为=20mL,因此反应终点c不能移到a点,故C说法错误;
D.相同条件下,若改为0.0500ml/LBr-,消耗硝酸银的溶液的体积仍为25mL,但AgBr的溶度积比AgCl小,达到沉淀溶解平衡时,c(Br-)更小,-lgc(Br-)增大,即c向b方向移动,故D说法正确;
答案为C。
12. 根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.室温下,0.1 ml∙L−1CH3COONa溶液的pH大于7,说明醋酸根水解显碱性,则醋酸是弱酸,故A正确;
B.室温下,向浓度均为0.1 ml∙L−1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀,硫酸钡和硫酸钙都是沉淀,无法分析是生成了哪个沉淀,不能得出溶度积常数大小,故B错误;
C.室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明铁离子的氧化性比I2的强,故C错误;
D.室温下,用pH试纸测得:0.1 ml∙L−1Na2SO3溶液的pH约为10;0.1 ml∙L−1NaHSO3溶液的pH约为5,说明HSO电离程度大于水解程度,而Na2SO3是水解显碱性,不能得出HSO结合H+的能力比SO的强,故D错误。
综上所述,答案为A。
13. 298 K时,在20.0 mL 0.10ml·L-1氨水中滴入0.10ml·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 ml·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是
A. 该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B. M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C. M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D. N点处的溶液中pH<12
【答案】D
【解析】
【详解】A.强酸弱碱相互滴定时,由于生成强酸弱碱盐使溶液显酸性,而石蕊的变色范围为5-8,无法控制滴定终点,应选择甲基橙作指示剂,故A错误;
B.如果M点盐酸体积为20.0mL,则二者恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵中铵根离子水解导致该点溶液应该呈酸性,要使溶液呈中性,则氨水应该稍微过量,所以盐酸体积小于20.0mL,故B错误;
C.M处溶液呈中性,则存在c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(NH4+)=c(Cl-),该点溶液中溶质为氯化铵和一水合氨,铵根离子水解而促进水电离、一水合氨抑制水电离,铵根离子水解和一水合氨电离相互抑制,水的电离程度很小,该点溶液中离子浓度大小顺序是c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),故C错误;
D.N点为氨水溶液,氨水浓度为0.10ml•L-1,该氨水电离度为1.32%,则该溶液中c(OH-)=0.10ml/L×1.32%=1.32×10-3 ml/L,c(H+)=ml/L=7.6×10-12ml/L,所以该点溶液pH<12,故D正确;故选D。
【点睛】酸碱混合溶液定性判断,为高频考点,侧重考查学生实验操作、试剂选取、识图及分析判断能力,明确实验操作、盐类水解、弱电解质的电离等知识点是解本题关键,注意B采用逆向思维方法分析解答,知道酸碱中和滴定中指示剂的选取方法。
14. 锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是
A. 充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B. 充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小
C. 放电时,负极反应为:Zn+2OH–−2e–=Zn(OH)2
D. 放电时,电路中通过4ml电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
【答案】D
【解析】
【详解】A.充电时,电解池“异性相吸”,则电解质溶液中K+向阴极移动,故A错误;
B.充电时,2Zn(OH) =2Zn+O2+4OH–+2H2O,则电解质溶液中c(OH–)逐渐增大,故B错误;
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–−2e–= Zn(OH),故C错误;
D.放电时,正极反应式为:O2+4e–+2H2O=4OH–,电路中通过4ml电子,消耗氧气1ml即体积为22.4L(标准状况),故D正确。
综上所述,答案为D。
15. 物质的量浓度相同的下列溶液中,符合按pH由小到大顺序排列的是
A. Na2CO3、NaOH、NaCl、NH4Cl
B. NH4Cl、NaCl、NaOH、NaHCO3
C. NH4HSO4、(NH4)2SO4、Na2S、NaNO3
D. (NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na2CO3是水解显碱性的盐,NaOH是碱,NaCl呈中性的盐,NH4Cl呈酸性的盐,pH由小到大顺序为:NH4Cl、NaCl、Na2CO3、NaOH,故A不符合题意;
B.NaHCO3是水解显碱性的盐,NaOH是碱,NaCl呈中性的盐,NH4Cl呈酸性的盐,,pH由小到大顺序为:NH4Cl、NaCl、NaHCO3、NaOH,故B不符合题意;
C.NH4HSO4是电离显酸性的盐,(NH4)2SO4是水解显酸性的盐,Na2S是水解显碱性的盐,NaNO3呈中性,pH由小到大顺序为:NH4HSO4、(NH4)2SO4、NaNO3、Na2S,故C不符合题意;
D.(NH4)2SO4是水解显酸性的盐,NH4Cl是水解显酸性的盐,硫酸铵中铵根离子浓度大于氯化铵中铵根离子浓度,则前者酸性强,NaNO3呈中性,Na2S是水解显碱性的盐,pH由小到大顺序为:(NH4)2SO4、NH4Cl、NaNO3、Na2S,故D符合题意.
综上所述,答案为D。
16. 电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是
A. Ag为阳极B. Ag+由银电极向变色层迁移
C. W元素的化合价升高D. 总反应为:WO3+xAg=AgxWO3
【答案】C
【解析】
【分析】从题干可知,当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3器件呈现蓝色,说明通电时,Ag电极有Ag+生成然后经固体电解质进入电致变色层,说明Ag电极为阳极,透明导电层时阴极,故Ag电极上发生氧化反应,电致变色层发生还原反应。
【详解】A.通电时,Ag电极有Ag+生成,故Ag电极为阳极,故A项正确;
B.通电时电致变色层变蓝色,说明有Ag+从Ag电极经固体电解质进入电致变色层,故B项正确;
C.过程中,W由WO3的+6价降低到AgxWO3中的+(6-x)价,故C项错误;
D.该电解池中阳极即Ag电极上发生的电极反应为:xAg-xe- = xAg+,而另一极阴极上发生的电极反应为:WO3+xAg++xe- = AgxWO3,故发生的总反应式为:xAg + WO3 =AgxWO3,故D项正确;
答案选C。
【点睛】电解池的试题,重点要弄清楚电解的原理,阴、阳极的判断和阴、阳极上电极反应式的书写,阳极反应式+阴极反应式=总反应式,加的过程中需使得失电子数相等。
二、非选择题:本大题共4小题,共56分。
17. 滴定实验是化学学科中重要的定量实验。
Ⅰ.酸碱中和滴定——已知某NaOH试样中含有NaCl杂质,为测定试样中NaOH的质量分数,进行如下步骤实验:
①称量1.00g样品溶于水,配成250mL溶液;
②准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中;
③滴加几滴甲基橙指示剂;
④用0.10ml/L的标准盐酸滴定三次,每次消耗盐酸的体积记录如下:
(1)该酸碱中和滴定(题干中②③④步)所需仪器有___________(填字母)。
A.酸式滴定管(50mL) B.碱式滴定管(50mL) C.量筒(10mL) D.铁架台 E.滴定管夹 F.玻璃棒
(2)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作___________。
(3)滴定达到终点的现象是___________。
(4)试样中NaOH的质量分数为___________。
(5)若出现下列情况,测定结果偏高的是___________。
a.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
b.酸式滴定管滴至终点时,俯视读数
c.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗
d.酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
Ⅱ.氧化还原滴定—取草酸(H2C2O4,弱酸)溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1ml·L-1的高锰酸钾溶液滴定。
(6)发生反应的离子方程式为:___________。
(7)滴定时,KMnO4溶液应装在酸式滴定管中,滴定终点时锥形瓶内的颜色变化为:由___________变为___________。
【答案】(1)ABDE
(2)丙 (3)当滴入最后半滴盐酸后,锥形瓶内溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复为原色
(4)80% (5)cd
(6)2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(7) ①. 无色 ②. 浅红色或浅紫色或浅紫红色
【解析】
【分析】酸碱中和滴定过程中滴定管先检漏,再洗涤,再润洗,将待测液装在待测液的滴定管里,先取出待测液于锥形瓶中,加入指示剂,再向锥形瓶中滴定。
【小问1详解】
该酸碱中和过程中,用碱式滴定管(50mL)准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,此时将碱式滴定管固定在有滴定管夹的铁架台上;用胶头滴管向待测液中滴加几滴甲基橙指示剂;将0.10ml/L的标准盐酸用酸式滴定管(50mL)滴定三次,因此所需仪器有ABDE;故答案为:ABDE。
【小问2详解】
排去碱式滴定管中气泡的方法是将橡皮管弯曲,利用重力将气泡冲出,因此应采用操作为丙;故答案为:丙。
【小问3详解】
甲基橙滴在氢氧化钠溶液中,溶液变为黄色,当pH小于4.4时,溶液为橙色,因此滴定达到终点的现象是当滴入最后半滴盐酸后,锥形瓶内溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复为原色;故答案为:当滴入最后半滴盐酸后,锥形瓶内溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复为原色。
【小问4详解】
三次消耗盐酸的体积平均值为20.00mL,则试样中NaOH的质量分数为;故答案为:80%。
【小问5详解】
a.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,对结果无影响,故a不符合题意;b.酸式滴定管滴至终点时,俯视读数,读出数据偏小,测定结果偏低,故b不符合题意;c.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗,消耗标液体积偏大,测定结果偏高,故c符合题意;d.酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,读出数据偏高,测定结果偏高,故d符合题意;综上所述,答案为:cd。
【小问6详解】
草酸(H2C2O4,弱酸)溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1ml·L-1的高锰酸钾溶液滴定,反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水,其反应的离子方程式为:2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;故答案为:2MnO+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。
【小问7详解】
草酸是无色,由于高锰酸钾本身有颜色,不需要其它的指示剂,因此滴定时,KMnO4溶液应装在酸式滴定管中,滴定终点时锥形瓶内的颜色变化为:由无色变为浅红色或浅紫色或浅紫红色;故答案为:无色;浅红色或浅紫色或浅紫红色。
18. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1ml·L−1的下列四种溶液:pH由小到大排列的顺序是___________。
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
(2)常温下,0.1ml·L−1CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是___________
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH−) D. E.
(3)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:___________。
(4)25℃时,将aml·L−1的醋酸溶液与bml·L−1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,表示醋酸的电离平衡常数Ka=___________(用含a、b的代数式表示)。
(5)1ml·L−1的Na2CO3溶液中,用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:cOH−=2cH2CO3+___________。
(6)25℃时,等物质的量浓度的HClO与NaClO等体积混合,混合溶液显___________性(填“酸”、“碱”或“中”);c(ClO-)___________c(HClO)(填“>”、“<”或“=”);该溶液中所含的四种离子浓度由大到小的顺序为___________。
【答案】18. a<d<c<b(或adcb)
19. BD 20.
21.
22. cHCO+cH+
23. ①. 碱性 ②. < ③. c(Na+)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】
【小问1详解】
物质的量浓度均为0.1ml·L−1的下列四种溶液,根据越弱越水解即对应的酸越弱,其水解程度最大,碱性更强,根据表中酸强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>,因此pH由小到大排列的顺序是a<d<c<b(或adcb);故答案为:a<d<c<b(或adcb)。
【小问2详解】
常温下,0.1ml·L−1CH3COOH溶液加水稀释过程中,平衡正向移动,看得见的离子浓度减小,则c(H+)减小;醋酸根浓度减小,则变大;Kw= c(H+)·c(OH−)不变;氢离子浓度减小,氢氧根浓度变大,则变大;不变;因此表达式的数据变大的是BD;故答案为:BD。
【小问3详解】
由于H2CO3>HClO>,向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳,反应生成碳酸氢钠和次氯酸,其反应的离子方程式:;故答案为:。
【小问4详解】
25℃时,将aml·L−1的醋酸溶液与bml·L−1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,此时根据电荷守恒和溶液呈中性,得到钠离子浓度等于醋酸根浓度,则表示醋酸的电离平衡常数;故答案为:。
【小问5详解】
1ml·L−1的Na2CO3溶液中,根据电荷守恒cNa++cH+ =2c+ cHCO+ cOH−和物料守恒cNa+ =2cH2CO3+2c+2 cHCO得到质子守恒,则溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:cOH−=2cH2CO3+ cHCO+cH+;故答案为:cHCO+cH+。
【小问6详解】
25℃时,等物质的量浓度的HClO与NaClO等体积混合,由于即水解程度大于电离程度,则混合溶液显碱性;次氯酸根水解程度大于次氯酸电离程度,因此c(ClO-)<c(HClO);若次氯酸根不水解,次氯酸不电离,则钠离子浓度等于次氯酸根浓度,由于次氯酸根水解程度大于电离程度,则次氯酸根浓度小于钠离子浓度,溶液显碱性,因此溶液中所含的四种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+);故答案为:碱;<;c(Na+)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)。
19. 结合所学知识,按要求回答问题。
(1)按要求写出电极反应式
①碱性锌锰电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,写出正极反应式___________。
②将2FeCl3+2KI=I2+2FeCl2+2KCl设计成双液电池:正极烧杯中盛放的溶液为___________,电池负极的电极反应式为___________。
(2)如图是以石墨为电极,电解MgCl2溶液的装置:
①电解时,A电极发生的电极反应为___________。
②检验b管中气体的方法是___________。
(3)某同学设计了如下图所示装置,用氢氧燃料电池作为电源探究粗铜精炼原理,根据要求回答问题:
①甲装置中通入氧气的电极为___________(填“正极”或“负极”),氧气发生的电极反应式___________。
②如果粗铜中含有铁、银等杂质,粗铜电极发生的电极反应式有___________。乙装置中反应一段时间后,CuSO4溶液的浓度___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③已知NA为阿伏加德罗常数的值。若在标准状况下,甲装置有2.24L氧气参加反应,则乙装置中阴极析出铜的质量理论上为___________g。
【答案】(1) ①. MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH- ②. FeCl3 ③. 2I--2e-=I2
(2) ①. 2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+Mg(OH)2↓ ②. 用湿润的淀粉碘化钾试纸放在试管口,试纸变蓝色,说明产生Cl2
(3) ①. 正极 ②. O2+4e−+2H2O=4OH− ③. Cu-2e-=Cu2+及Fe-2e-=Fe2+ ④. 减小 ⑤. 12.8
【解析】
【小问1详解】
①碱性锌锰电池的锌还原二氧化锰生成MnO(OH)和Zn(OH)2,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,正极二氧化锰得电子发生还原反应,正极反应式MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-。故答案为:MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH-;
②将2FeCl3+2KI=I2+2FeCl2+2KCl设计成双液电池:FeCl3是氧化剂,正极烧杯中盛放的溶液为FeCl3,碘离子是还原剂在负极失电子生成碘单质,电池负极的电极反应式为2I--2e-=I2。故答案为:FeCl3;2I--2e-=I2;
【小问2详解】
①电解时,A电极是阴极,水得电子生成氢气,发生的电极反应为2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+Mg(OH)2↓。故答案为:2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+Mg(OH)2↓;
②b管中气体是氯气,检验b管中气体的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸放在试管口,试纸变蓝色,说明产生Cl2。故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸放在试管口,试纸变蓝色,说明产生Cl2;
【小问3详解】
①甲是原电池,氧气是氧化剂,得电子发生还原反应,甲装置中通入氧气电极为正极,氧气发生的电极反应式O2+4e−+2H2O=4OH−。故答案为:正极;O2+4e−+2H2O=4OH−;
②乙为电解池,如果粗铜中含有铁、银等杂质,铁和铜溶解,银形成阳极泥,粗铜电极发生的电极反应式有Cu-2e-=Cu2+及Fe-2e-=Fe2+。阴极为:Cu2++2e-=Cu,乙装置中反应一段时间后,析出的铜多于阳极溶解的铜,CuSO4溶液的浓度减小。故答案为:Cu-2e-=Cu2+及Fe-2e-=Fe2+;减小;
③若在标准状况下,甲装置有2.24L氧气参加反应,由电子得失守恒,O2~4e-~2Cu,则乙装置中阴极析出铜的质量理论上为 12.8g。故答案为:12.8。
20. 氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物是科学研究的重点内容:在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
请回答下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1___________K2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.v正(NH3)=v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3ml⋅L−1、2ml⋅L−1、1ml⋅L−1时,则该反应的v正(N2)___________v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)下图为一定温度下,N2和H2以1:3进行反应,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是___________。
②比较b点和a点:平衡常数K(a)___________K(b)(填“>”、“<”或“=”,下同),N2的浓度c(a)___________c(b)。
③计算b点的平衡常数Kp=___________(Mpa)-2(用分压表示的平衡常数,结果保留2位有效数字)
【答案】(1)> (2)bc
(3) ①. 2 ②. >
(4) ①. 合成氨是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,NH3的体积分数增大 ②. = ③. < ④. 0.037或
【解析】
【小问1详解】
反应的焓变小于零,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故K1>K2;
【小问2详解】
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能说明正逆反应速率相等,不能说明达到平衡状态,a不符合题意;
b.反应速率比等于系数比,3v正(N2)=v逆(H2),说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,b符合题意;
c.v正(NH3)=v逆(NH3) 说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,c符合题意;
d.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,d不符合题意;
故选bc;
【小问3详解】
400℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为0.5,则反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数;当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3ml⋅L−1、2ml⋅L−1、1ml⋅L−1时,,则反应正向进行,v正(N2)>v逆(N2);
【小问4详解】
①合成氨是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向合成氨的方向移动,NH3的体积分数增大,故随压强增大,NH3的体积分数增大;
②平衡常数受温度影响,压强不改变平衡常数,故平衡常数K(a)=K(b)。
a点时,压强为28MPa时,氨气的体积分数为48%,故氮气的分压为28×=3.64,b点时,压强为60MPa时,氨气的体积分数为60%,故氮气的分压为60×=6,故b点氮气分压更大,所以b点氮气浓度更大。
③b点氨气的体积分数为60%,总压强为60Mpa,假设氮气、氢气的投料分别为1ml、3ml;
,a=0.75ml,氮气、氢气、氨气的物质的量分别为0.25ml、0.75ml、1.5ml,总的物质的量为2.5ml,平衡常数 (Mpa)-2。选项
实验操作和现象
结论
A
室温下,0.1 ml∙L−1CH3COONa溶液的pH大于7
乙酸是弱酸
B
室温下,向浓度均为0.1 ml∙L−1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀
Ksp(BaSO4)
室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
Fe3+的还原性比I2的强
D
室温下,用pH试纸测得:0.1 ml∙L−1Na2SO3溶液的pH约为10;0.1 ml∙L−1NaHSO3溶液的pH约为5
HSO结合H+的能力比SO的强
滴定序号
待测液体积(mL)
消耗盐酸标准的体积(mL)
滴定前
滴定后
1
25.00
0.50
20.60
2
25.00
6.00
26.00
3
25.00
110
21.00
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
Ka=1.810−5
Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11
Ka=3.010−8
T/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
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