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107,四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高二上学期12月联考化学试题
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这是一份107,四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高二上学期12月联考化学试题,共19页。试卷主要包含了答主观题时,将答案写在答题卡上,考试结束后,将答题卡交回,可能用到的相对原子质量, 室温时,关于1 mL 1等内容,欢迎下载使用。
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。
3.答主观题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56
一、选择题(共42分,每题3分,每小题只有一个选项最符合题意)
1. 下列物质属于弱电解质的是
A. CH3COOHB. KOHC. NH4ClD. CH3COONa
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3COOH为弱酸,属于弱电解质,故A符合题意;
B.KOH为强碱,属于强电解质,故B不符合题意;
C.NH4Cl为盐,属于强电解质,故C不符合题意;
D.CH3COONa为盐,属于强电解质,故D不符合题意;
故答案选A。
2. 关于如图所示原电池装置,下列说法正确的是
A. 电子从Zn电极流出,经导线流向Cu电极
B. Cu是正极反应物,得到电子
C. 烧杯中换用蔗糖溶液,装置仍可工作
D. 稀H2SO4仅作离子导体
【答案】A
【解析】您看到的资料都源自我们平台,20多万份最新小初高试卷,家威鑫 MXSJ663 免费下载 【详解】A. 锌比铜活泼,则锌失去电子被氧化,电子从Zn电极流出,经导线流向Cu电极,A正确;
B. Cu是正极材料,正极氢离子得到电子被还原生成氢气,B错误;
C.蔗糖溶液是非电解质溶液,不含可自由移动的离子,则装置不能工作,C错误;
D. 稀H2SO4提供的氢离子得到电子被还原生成氢气,故既作离子导体又是反应物,D错误;
答案选A。
3. 常温下2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)能自发进行。下列叙述正确的是
A. 该反应的△H>0
B. 温度升高,活化分子百分数增大
C. 反应达到平衡时,v(NO)=v(N2)
D. 使用催化剂降低了焓变,从而提高了反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,即△H-T·△S<0,该反应为气体体积减小的反应,△S<0,则该反应的△H<0,选项A错误;
B.升高体系的温度,可增大活化分子百分数,反应速率增大,选项B正确;
C.反应达到平衡时,正逆反应速率相等,应该是v正(NO)=2v(N2)逆或v (NO) 逆=2v(N2) 正,选项C错误;
D.使用催化剂降低了反应物的活化能,活化分子百分数增多,从而提高了反应速率,但焓变不变,选项D错误;
答案选B。
4. 下列实验装置(固定装置略去)及操作正确且能达到实验目的的是
A. 图1探究固体表面积对反应速率的影响
B. 图2铁制品表面镀铜
C. 图3制备无水
D. 图4用溶液滴定待测液
【答案】C
【解析】
【详解】A.探究固体表面积对反应速率的影响,必须控制固体表面积为唯一变量,但盐酸浓度不一样,造成有两个变量,因此无法探究固体表面积对反应速率的影响,故A错误;
B.铁制品表面镀铜,铁制品必须接电源的负极作阴极,故B错误;
C.用制备无水,为防止水解,必须在氛围内加热,故C正确;
D.酸式滴定管不能装溶液,故D错误。
故选C。
5. 室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:K+、Cl-、SO、Mg2+
B. 无色透明的酸性溶液中:Fe2+、Na+、MnO、I-
C. pH=7的溶液中:Fe2+、NH、Cl-、CO
D. 由水电离产生的c(H+)=1×10−13ml·L−1的溶液中:NH、NO、HCO、SO
【答案】A
【解析】
【详解】A.的溶液显酸性,四种离子相互之间不反应,也不与氢离子反应,可以大量共存,A符合题意;
B.含有Fe2+、MnO的溶液不会无色,且MnO可以将I-、Fe2+氧化而不能大量共存,B不符合题意;
C.Fe2+、NH水解会使溶液显酸性,CO的水解会使溶液显碱性,均不能在pH=7的溶液中大量共存,且Fe2+和CO会发生双水解或生成沉淀而不能大量共存,C不符合题意;
D.由水电离产生的c(H+)=1×10−13ml·L−1的溶液中,水的电离受到抑制,溶液可能是碱溶液也可能是酸溶液,强碱溶液中NH、HCO不能大量存在,强酸溶液中HCO不能大量存在,D不符合题意;
综上所述答案为A。
6. 下列关于中和滴定实验的说法错误的是
A. 图1所示操作可排尽滴定管内气泡
B. 图2所示可用于已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸
C. 图3所示滴定管读数为5.6mL
D. 图4所示表明滴定过程中,眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.气体密度比液体小,排除碱式滴定管内气泡可用图1所示操作,A正确;
B.图2所示滴定管是酸碱通用聚四氟乙烯滴定管,故可用于已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,B正确;
C.滴定管中1mL分为十等分,则图3所示滴定管读数为5.60mL,C错误;
D. 图4所示表明滴定过程中,眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化以确定滴定终点,D正确;
答案选C
7. 室温时,关于1 mL 1.0×10−2 ml·L−1 NaOH 溶液的说法不正确的是
A. 此溶液的pH=12
B. 此溶液中,由水电离出的 c(OH-)=1.0×10−12 ml·L−1
C. 将此溶液加水稀释至 100 mL,所得溶液pH=10
D. 将此溶液与9 mL 1.0×10−3 ml·L−1 盐酸混合,所得溶液 pH=11
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaOH溶液完全电离,溶液中c(OH−)=1.0×10−2ml/L,故c(H+)=1.0×10−12ml/L,故pH=−lgc(H+)=12,故A正确;
B.碱溶液中水电离出的c(OH−)等于溶液中c(H+)=1.0×10−12ml/L,故B正确;
C.1mL1.0×10−2ml/L氢氧化钠加水稀释到100mL时溶液中c(OH−)=10−4ml/L,c(H+)=1.0×10−10ml/L,pH=−lg10−10=10,故C正确;
D.应为HCl+NaOH=NaCl+H2O,二者混合后氢氧化钠过量,混合溶液中c(OH−)==10−4ml/L,c(H+)=1.0×10−10ml/L,pH=−lg10−10=10,故D错误;
故答案选D。
8. 室温时,下列溶液中的离子浓度关系,正确的是
A. 0.1 ml·L−1 Na2CO3 溶液中:c(Na+)=2c( )
B. 0.1 ml·L−1 NH4Cl 溶液中:c(Cl-)>c(H+)>c( )>c(OH-)
C. pH>7 的HCN、NaCN 混合溶液:c(CN-)>c(Na+)
D. 0.1 ml·L−1 NH4Cl 溶液和0.1 ml·L−1 NH3·H2O 相比,c( )前者大于后者
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.1 ml•L−1 Na2CO3溶液中发生两步水解产生和H2CO3,根据物料守恒:c(Na+)=2c( )+ 2c( )+ 2c(H2CO3),故A错误;
B.0.1 ml•L−1 NH4Cl溶液中部分水解产生NH3•H2O和H+,溶液中:c(Cl−)>c()>c(H+)>c(OH−),故B错误;
C.pH>7的HCN、NaCN混合溶液,说明HCN的电离程度小于NaCN的水解程度,则混合溶液中:c(CN−)<c(Na+),故C错误;
D.NH4Cl是强电解质,在水溶液中完全电离出和Cl−,有很少一部分发生水解;NH3•H2O是弱碱,电离程度很小,溶液中很小,所以0.1 ml•L−1 NH4Cl 溶液和0.1 ml•L−1 NH3•H2O 相比,c()前者大于后者,故D正确;
故答案选D。
9. 下列对生产生活中的原理描述不准确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸是二元弱酸,碳酸根离子水解以第一步为主:,故A错误;
B.氢氧化铁是三元弱碱,铁离子水解吸热,升温以及生成的 HCl 挥发,使得 正向移动,蒸干氯化铁溶液得氢氧化铁固体,故B正确;
C.铝离子和碳酸氢根离子发生双水解,Al3+ 和天然水中的水解相互促进,生成 Al(OH)3 胶体具有较大表面积,吸附水中悬浮物,加速其沉降,故C正确;
D.硫酸钡难溶于水和盐酸,胃液中高浓度的H+对BaSO4 的沉淀溶解平衡基本 没有影响,Ba2+可以保持在安全浓度范围内,用硫酸钡作内服造影剂,故D正确;
故选A。
10. 在2L恒容密闭容器中投入2ml CO和。进行反应:。在相同的时间段(5min)内,测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 化学平衡常数:
B. a点,
C d点等于a点
D. 50℃时,该反应的化学平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】由图像可知a→b段趋于平衡,反应正向移动,b→d升高温度,CO的转化率下降,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,结合CO的转化率计算物质的浓度,进而计算反应速率以及平衡常数,以此解答该题。
【详解】A.正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,则化学平衡常数,故A错误;
B.a点时CO的转化率为0.7,则氧气转化0.7,转化的物质的量为0.7ml,反应速率为,故B错误;
C.d点温度较高,反应速率较大,故C错误;
D.50℃时,CO的转化率为0.8,则,体积为2L,则该反应的化学平衡常数,故D正确;
故答案选D。
【点睛】本题考查化学平衡的建立与计算,为高考常见题型,题目侧重考查学生的分析能力和计算能力,注意把握图像数据的分析以及温度对平衡移动的影响,题目难度中等。
11. 已知,,。某溶液中含有、和,浓度均为0.010,向该溶液中逐滴加入0.010的溶液时,三种阴离子产生沉淀的先后顺序为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据AgCl、AgBr、Ag2CrO4的Ksp,当Cl−开始沉淀时,c(Ag+)=ml·L−1=1.56×10−8 ml·L−1;当Br−开始沉淀时,c(Ag+)=ml·L−1=7.7×10−11 ml·L−1;当开始沉淀时,c(Ag+)=ml·L−1 =3×10−5 ml·L−1。沉淀三种阴离子时,所需c(Ag+)越小,产生沉淀越早,由计算结果可得出三种阴离子产生沉淀的先后顺序为,故选A。
12. 二氧化硫空气质子交换膜燃料电池可以利用大气所含的SO2快速启动,下图为其装置示意图。以下说法正确的是
A. 质子流动方向Y→XB. 负极区有硫酸生成
C. 正极反应物为SO2D. 离子导体为O2-
【答案】B
【解析】
【分析】在原电池中,负极失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子发生还原反应,然后根据同一电荷相互排斥,异种电荷相互吸引分析判断。
【详解】A.在X电极上SO2失去电子发生氧化反应产生H2SO4,在Y电极上O2得到电子发生还原反应产生O2-,O2-与溶液中的H+结合形成H2O,因此X为负极,Y为正极,质子移向正负电荷较多的正极Y,即质子流动方向X→Y,A错误;
B.在负极X电极上,SO2失去电子发生氧化反应产生H2SO4,故负极区有硫酸生成,B正确;
C.在负极X上SO2失去电子被氧化产生H2SO4,故负极反应物为SO2,C错误;
D.装置二氧化硫空气质子交换膜燃料电池,因此电解质溶液为酸性,在酸性溶液中不能大量存在O2-,H+与O2-会反应产生H2O,D错误;
故合理选项是B。
13. 用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,下列说法中不正确的是
A. 阴极发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu
B. 阳极发生的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C. 恰好电解完时,加入一定量的Cu(NO3)2可恢复到原浓度
D. 若有6.4g金属Cu析出,放出的O2为0.05ml
【答案】C
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,阴极发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu,故A正确;
B.用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液,阳极发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,故B正确;
C.恰好电解完时,电解的硝酸铜和水,生成硝酸铜、铜和氧气,恢复溶液浓度应加入一定量的CuO溶液可恢复到原来的浓度,故C错误;
D.若有6.4 g金属Cu析出,物质的量=0.1 ml,Cu2++2e-=Cu,转移电子是0.2 ml,电子守恒计算得到,4OH--4e-=2H2O+O2↑,放出的O2为0.2 ml×=0.05 ml,故D正确。
答案选C。
14. 25℃时,用盐酸滴定氨水的滴定曲线如图所示(已知:滴定剂与被滴定组分的物质的量之比为滴定分数)。下列说法错误的是
A. a点溶液中水电离出的小于
B. 温度升高,c点溶液的pH减小
C. 滴定过程,溶液中不变
D. 25℃时,的数量级为
【答案】D
【解析】
【分析】用盐酸滴定氨水,曲线表示随盐酸的加入,pH的变化情况,据此分析。
【详解】A.a点表示反应中点,溶质为等量氯化铵和氨水的混合溶液,由图可知,此时溶液显碱性,说明氨水的电离程度大于氯化铵的水解程度,对水的电离起抑制作用,故溶液中水电离出的小于,故A正确;
B.c点表示恰好反应完全的点,溶质为氯化铵,温度升高,促进氯化铵溶液的水解,c(H+)增大,pH减小,故B正确;
C.=,滴定过程,温度不变,Kh不变,溶液中不变,故C正确;
D.由图可知,b点时,HCl与氨水的物质的量之比为0.9,此时溶质为氯化铵和氨水,且物质的量之比为9:1,则b点,25℃时,==,数量级为,故D错误。
答案为:D。
二、非选择题(共58分)
15. 已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
I.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ•ml-1
II.2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)若CO燃烧热(ΔH3)为-283.5kJ•ml-1,则反应II的ΔH2=_______kJ•ml-1。
(2)若在恒容密闭容器中充入2mlCO(g)和1mlNO(g),发生反应II,下列选项中不能说明反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. CO和NO的物质的量之比不变B. 混合气体的密度保持不变
C. 混合气体的压强保持不变D. v正(N2)=2v逆(CO)
(3)CO和NO2也可发生类似于反应II的变化,热化学方程式为2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH4<0。一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入4.0mlNO2和4.0mlCO,测得相关数据如表:
①0~5min内,v正(CO2)=_______ml•L-1•min-1;该温度下反应的化学平衡常数K=_______(保留两位有效数字)L•ml-1。
②其他条件不变,升高温度,混合气体的密度______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
③20min时,保持温度、压强不变,将容器改为恒温恒压密闭容器,再向容器中通入0.4mlCO、0.7mlN2和0.4mlCO2,此时v正_______v逆(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)-747.0 (2)BD
(3) ①. 0.12ml/(L•min) ②. 0.11 ③. 不变 ④. <
【解析】
【小问1详解】
已知:I.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180kJ•ml-1;
CO的燃烧热(△H3)为-283.5kJ•ml-1,则其热化学方程式为Ⅲ.CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283.5kJ•ml-1,根据盖斯定律Ⅲ×2-Ⅰ=Ⅱ,则有△H2=-283.5kJ•ml-1×2-180kJ•ml-1=-747.0kJ•ml-1;
【小问2详解】
A.充入2mlCO(g)和1mlNO(g),根据方程式,一氧化碳和一氧化氮按1:1反应,所以当CO和NO的物质的量之比不变时可以说明反应到平衡,故A不选;
B.因为容器体积不变,根据质量守恒,混合气体总质量不变,则混合气体的密度始终保持不变,不能说明反应到平衡,故B选;
C.该反应是气体体积减小的反应,随着反应进行,混合气体的压强减小,当混合气体的压强保持不变能说明反应到平衡,故C不选;
D.2v正(N2)=v逆(CO),才能说明反应达到平衡状态,则v正(N2)=2v逆(CO),正逆速率不相等,不能说明反应达到平衡状态,故D选;
故答案为:BD;
【小问3详解】
①由表格数据可知,0~5min内,△c(NO2)=(2.0-1.7)ml•L-1=0.3ml•L-1,根据2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),则△c(CO2)=0.6ml•L-1,0~5min内,v正(CO2)==0.12ml/(L•min);
计算平衡常数,根据表格数据列三段式:
K===0.11L•ml-1;
②其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,NO2的平衡转化率减小,该反应全为气体,根据质量守恒,混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变;
③该反应平衡时NO2、CO、N2、CO2(物质的量分别为3.0ml、2.0ml、0.5ml、2.0ml),则气体物质的量总量为7.5ml,20min时,保持温度、压强不变,将容器改为恒温恒压密闭容器,再向容器中通入0.4mlCO、0.7mlN2和0.4mlCO2,则总物质的量变为(7.5+0.4+0.7+0.4)=9.0ml,设此时溶液的体积为xL,根据物质的量比等于体积比计算,,解得x=2.4L,此时Qc==0.32>K=0.11,则该反应向逆向进行,v正<v逆。
16. 现有:①醋酸、②盐酸、③醋酸钠、④碳酸氢钠、⑤氨化钙、⑥氯化铵六种试剂。
(1)醋酸钠溶液呈碱性原因:_______。(化学用语)
(2)盐酸溶液与碳酸氢钠反应的离子方程式_______。
(3)有关0.1ml•L-1CH3COOH溶液的叙述不正确的是_______。
a.与同浓度盐酸溶液的导电性不相同
b.常温下,等浓度等体积CH3COOH溶液与NaOH溶液混合后溶液pH<7
c.向CH3COOH溶液中加少量CH3COONa固体,c(H+)减小
d.向CH3COOH溶液中加少量Na2CO3固体,c(CH3COO-)增大
e.CH3COOH溶液中离子浓度关系满足:c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
(4)25℃时,pH均等于4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的c(H+)与氯化铵溶液中水电离出的c(H+)之比是_______。
(5)室温下,向磷酸溶液中滴加NaOH溶液,含磷各微粒在溶液中的物质的量分数与pH的关系如图所示。
①H3PO4的电离平衡常数Ka1=_______。
②滴加NaOH溶液至pH=7,溶液中c(Na+)_______c(H2PO)+c(HPO)+c(PO)(填“>”“<”“=”)。
【答案】(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(2)HCO+H+=H2O+CO2↑
(3)be (4)10-6:1
(5) ①. 10-2.15 ②. >
【解析】
【小问1详解】
因为醋酸钠中醋酸根离子是弱酸阴离子可发生水解,产生氢氧根离子,水解方程式为:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-;
【小问2详解】
盐酸和碳酸氢钠反应生成水和二氧化碳,离子方程式为:HCO+H+=H2O+CO2↑;
【小问3详解】
a.醋酸是弱酸,只能部分电离,其溶液中离子浓度较小,故与同浓度盐酸溶液的导电性不相同,故a正确;
b.常温下,等浓度等体积CH3COOH溶液与NaOH溶液混合后生成醋酸钠,醋酸钠是强碱弱酸盐,溶液显碱性,故b错误;
c.醋酸在水溶液中存在电离平衡,电离方程式为:CH3COOH⇌H++CH3COO-,向CH3COOH溶液中加少量CH3COONa固体,醋酸根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,则c(H+)减小,故c正确;
d.醋酸在水溶液中存在电离平衡,电离方程式为:CH3COOH⇌H++CH3COO-,向CH3COOH溶液中加少量Na2CO3固体,则碳酸根离子结合氢离子,氢离子浓度减小,电离平衡正向移动,c(CH3COO-)增大,故d正确;
e.醋酸在水溶液中存在电离平衡,电离方程式为:CH3COOH⇌H++CH3COO-,另外水也可以电离出氢离子,则氢离子浓度大于醋酸根离子,即c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-),故e错误;
故答案:be;
【小问4详解】
25℃时,pH等于4的醋酸溶液中醋酸电离产生的c(H+)=10-4 ml/L,则根据水的离子积产生Kw=10-14可知溶液中c(OH-)=10-10 ml/L,在该溶液中水电离产生的c(H+)与溶液中c(OH-)相同,故该溶液中水电离产生的c(H+)=10-10 ml/L;pH=4的NH4Cl溶液中c(H+)=10-4 ml/L,溶液中H+完全是水电离产生,所以该溶液中水电离产生的c(H+)=10-4 ml/L,因此25℃时,pH均等于4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的c(H+)与氯化铵溶液中水电离出的c(H+)之比是10-10 ml/L:10-4 ml/L=10-6:1;
【小问5详解】
①H3PO4第一步电离方程式为,如图所示,pH=2.15时,,Ka2==10-2.15;
②滴加NaOH溶液至pH=7,溶液中溶质为滴加NaH2PO4和Na2HPO4,NaH2PO4的溶液的物料守恒关系为c(Na+)=,现在溶液中还含有Na2HPO4,则(Na+)>c(H2PO)+c(HPO)+c(PO)。
17. 实验小组对硫代硫酸钠(Na2S2O3)进行探究
I.硫代硫酸钠的制备。
实验室将SO2通入Na2S和Na2CO3混合溶液中可制得Na2S2O3,装置如图:
(1)用化学用语解释Na2S和Na2CO3的混合溶液呈碱性的原因:S2-+H2OHS-+OH-、_______。
(2)为保证Na2S2O3的产量,实验中通入的SO2不能过量,则理论上Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为_______。
Ⅱ.测定样品纯度。
步骤①:准确称取10.00g产品,溶于蒸馏水配成250.00mL溶液。
步骤②:取25.00mL上述溶液注入锥形瓶,加入2~3滴淀粉溶液,用0.05ml•L-1标准碘溶液滴定。已知:2S2O+=S4O(无色)+2I-,回答下列问题:
(3)步骤②中滴定终点的现象为_______。
(4)实验数据如表,产品中Na2S2O3的质量分数为_______(精确到0.1%)。
(5)下列操作会使样品纯度偏小的是_______。
A.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
B.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出
C.滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准碘溶液润洗
【答案】(1)CO+H2OHCO+OH-
(2)1:2 (3)加入最后一滴标准碘液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟不褪色
(4)31.6% (5)AB
【解析】
【分析】第1个装置为浓硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫,同时生成硫酸钠和水,SO2进入碳酸钠和硫化钠的混合溶液中,发生反应生成硫代硫酸钠,最后用NaOH溶液进行尾气处理。
【小问1详解】
Na2CO3溶液中碳酸根水解也会导致溶液显碱性,离子方程式为:CO+H2OHCO+OH-;
【小问2详解】
O2通入Na2CO3和Na2S 混合溶液中可制得Na2S2O3,同时生成二氧化碳,反应为:Na2CO3+2Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2,故为保证Na2S 和Na2CO3得到充分利用,Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为1:2;
【小问3详解】
Na2S2O3反应完毕,加入最后一滴碘的标准液遇淀粉变蓝色,滴定至终点时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟颜色不褪去;
【小问4详解】
根据表格数据,三次实验用去标准溶液的体积分别为19.80、20.00、20.20,即标准溶液体积的平均值为20.00mL,由2S2O+=S4O(无色)+2I-可知,n(Na2S2O3)=2n()=2×20.00×10-3L×0.05ml/L=2×10-3ml,故样品的纯度为×100%=31.6%;
【小问5详解】
A.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,导致读数偏小,导致结果偏小,故A符合;
B.滴定过程中,锥形瓶振荡过于剧烈,有少量溶液溅出,导致所用标准液体积偏小,结果偏小,故B符合;
C.滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准碘溶液润洗,导致所用标准液体积偏大,结果偏大,故C不符合;
答案为AB。
18. 电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题:
(1)如上图所示的电池,Fe作_______极(填“正”或“负”)。盐桥由琼脂和饱和KCl溶液构成,盐桥中的往_______(填“Fe”或“石墨”)电极移动。
(2)高铁电池是一种新型可充电电池,总反应为:。
①放电时,负极,则正极电极反应为_______。
②充电时,阴极附近溶液的碱性_______(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(3)甲烷燃料电池工作的示意图如下,其中A为铜电极,B为铁电极,C、D均为石墨电极。工作一段时间后,甲池中消耗甲烷0.05ml。
①乙池溶液的质量_______(填“增大”、“减少”或“不变”)。
②丙池中C电极析出的气体在标准状况下的体积为_______L。
【答案】(1) ①. 负 ②. 石墨
(2) ①. ②. 增强
(3) ①. 不变 ②. 4.48
【解析】
【分析】甲中负极发生氧化反应,甲烷在负极失去电子,碱性条件下生成碳酸根离子与水,氧气在正极得到电子生成氢氧根离子;乙为电解池,A为阳极、B为阴极,A为铜电极,B为铁电极,A电极铜失电子生成铜离子,B电极析出Cu,丙中C极为阳极,氯离子失电子生成氯气,D为阴极,水中氢离子得电子生成氢气;
【小问1详解】
该装置为原电池,Fe作负极,失电子生成Fe2+,石墨作正极,铁离子得电子生成亚铁离子,原电池中阳离子移向正极,盐桥中的往石墨电极移动;
【小问2详解】
①高铁酸钠在正极得到电子,电极反应式为;
②充电时阴极反应式为Zn(OH)2+2e-=Zn+2OH-,有氢氧根离子生成,所以溶液碱性增强;
【小问3详解】
①乙池A电极铜失电子生成铜离子,B电极析出Cu,溶液的质量不变;
②甲池中消耗甲烷0.05ml,由电极反应式CH4-8e-+10OH-=+7H2O可知转移0.4ml电子,丙池中C电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,由电子守恒可知生成0.2ml氯气,析出的气体在标准状况下的体积为V=n∙Vm=0.2ml×22.4L/ml=4.48L。
19. 某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4•6H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是①溶解铝及其氧化物,②_______。
(2)“转化”过程中反应的离子方程式为_______,c(H2O2)随时间t的变化关系如图所示,反应开始10~20min内c(H2O2)迅速减小,原因可能是_______(不考虑溶液温度变化)。
(3)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=_______。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0ml•L-1,则“调pH”应控制的pH范围是_______。
(4)硫酸镍结晶水合物的形态与温度的关系如表。
从滤液⑤中获得稳定NiSO4•6H2O晶体的操作1依次是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥。
【答案】(1)除去油脂
(2) ①. 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ②. Fe3+对H2O2的分解有催化作用
(3) ①. 10-15.6 ②. 3.2≤pH<6.2
(4)冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶
【解析】
【分析】向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸,可除去油脂,并将Al及其氧化物溶解,得到的滤液①含有NaAlO2或四羟基合铝酸钠,滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质,加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的滤液②,Fe2+经H2O2氧化为Fe3+后,加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,之后加入碳酸钠溶液得到NiCO3沉淀,过滤后再用稀硫酸溶解得到硫酸镍溶液,经系列操作得到NiSO4•6H2O晶体,以此解答该题。
【小问1详解】
“碱浸”中NaOH的两个作用分别是①溶解铝及其氧化物;该氢镍催化剂来自油脂厂,表面会有大量油脂,NaOH溶液可以使油脂水解将其除去,②NaOH溶液可以使油脂水解将其除去;
【小问2详解】
转化过程中双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;反应开始时溶液中存在大量Fe3+,Fe3+对H2O2的分解有催化作用,所以c(H2O2)迅速减小;
【小问3详解】
根据题目所给信息,当c(Ni2+)=0.01ml/L时,pH为7.2,Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)•c2(OH-)=10-2×()2=10-15.6;“调pH”的目的是使Fe3+完全沉淀,但Ni2+不沉淀,所以pH最小为3.2,溶液中c(Ni2+)=1.0ml/L,则Ni2+开始沉淀时溶液中c(OH-)=ml/L=10-7.8ml/L,则c(H+)= ml/L=10-6.2ml/L,pH为6.2,所以调节pH的范围为3.2≤pH<6.2。
【小问4详解】
流程的目的是获得NiSO4•6H2O,根据信息可知温度为30.8℃~53.8℃时,晶体主要存在形式为NiSO4•6H2O,所以应蒸发浓缩、冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶、过滤、洗涤、干燥。选项
事 实
解 释
A
用纯碱去除厨房油污
,碱性条件有利 于油脂水解
B
FeCl3 溶液蒸干后得到 Fe(OH)3
升温以及生成的 HCl 挥发,使得 正向移动
C
用 Al2(SO4)3 作净水剂
Al3+ 和天然水中的水解相互促进,生成 Al(OH)3 胶体,吸附水中悬浮物,加速其沉降
D
用 BaSO4 作内服造影剂
胃液中高浓度的H+对BaSO4 的沉淀溶解平衡基本 没有影响,Ba2+可以保持在安全浓度范围内
0min
5min
10min
15min
20min
c(NO2)/ml•L-1
2.0
1.7
1.56
1.5
1.5
c(N2)/ml•L-1
0
0.15
0.22
0.25
0.25
滴定次数
滴定前/mL
滴定后/mL
第一次
0.10
19.90
第二次
0.25
20.25
第三次
0.00
20.20
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01ml•L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10-5ml•L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
NiSO4•7H2O
NiSO4•6H2O
多种结晶水合物
NiSO4
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