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【化学】宁夏银川一中2019-2020学年高二上学期期末考试试题(解析版)
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宁夏银川一中2019-2020学年高二上学期期末考试试题
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 C—12 N—14 Na—23 Cu—64 Ag—108
一、选择题:(每小题只有一个正确答案,每小题2分,共50分)
1.下列说法正确的是( )
A. 强酸和强碱一定是强电解质,不论其水溶液浓度大小,都能完全电离
B. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强
C. 多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
D. 强电解质不一定都是离子化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A. 硫酸是强酸,但浓硫酸只有少部分发生电离,绝大部分以分子形式存在,A错误;
B. 强电解质溶液中离子浓度不一定比弱电解质大,导电能力不一定比弱电解质强,B错误;
C. 碳酸为二元酸、磷酸为三元酸,它们的导电能力比同浓度的盐酸弱,C错误;
D. 强电解质可能是离子化合物,可能是共价化合物,D正确。
故选D。
2.在坩埚中加热蒸干并灼烧下列物质的溶液,可以得到该溶质的固体物质的是( )
A. 亚硫酸钠 B. 硫酸铁 C. 氯化铝 D. 高锰酸钾
【答案】B
【解析】
【详解】A. 亚硫酸钠在加热蒸干并灼烧过程中,将被氧化为硫酸钠,A不合题意;
B. 硫酸铁加热蒸干并灼烧过程中不发生变化,最终仍能得到硫酸铁,B符合题意;
C. 氯化铝加热蒸干并灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解,最终得到Al2O3,C不合题意;
D. 高锰酸钾加热蒸干并灼烧过程中发生分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,D不合题意。
故选B。
3.下列有关Fe3+的除杂,说法不正确的是( )
A. 用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3+
B. 工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可除去Fe3+
C. FeSO4溶液中的Fe2+极易被氧化为Fe3+,可加铁粉除去杂质Fe3+
D. MgCl2溶液中混有FeCl3杂质,可加Na2CO3除去FeCl3杂质
【答案】D
【解析】
【详解】A. Fe(NO3)3溶液在加热过程中不断水解,最后HNO3挥发,并生成Fe(OH)3沉淀,趁热过滤便可得到纯净的KNO3,A正确;
B.氯化铁在溶液中发生水解Fe 3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入氨水调节pH至7~8,Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,从而除去氯化铁,B正确;
C. FeSO4溶液中的Fe2+极易被氧化为Fe3+,加铁粉后发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,从而除去杂质Fe3+,C正确;
D. MgCl2溶液中混有FeCl3杂质,加Na2CO3不仅除去了FeCl3杂质,也导致MgCl2转化为沉淀,即便控制Na2CO3的加入量,也会引入杂质离子,D错误。
故选D。
4.化学与生活生产密切相关,下列说法中不正确的是( )
A. 电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属被氧化的过程,伴随有电流产生
B. 铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C. 用锡焊接的铁质器件,焊接处容易生锈
D 电冶铝工业中用石墨作电极,用冰晶石作助熔剂
【答案】A
【解析】
【详解】A. 电化学腐蚀过程中有电流产生,化学腐蚀过程没有电流产生,A错误;
B. 铁被冷浓硝酸氧化,表面生成钝化膜,阻止铁与浓硝酸的进一步反应,从而保护内部铁不被腐蚀,B正确;
C. 用锡焊接的铁质器件,可形成原电池,铁作负极,所以焊接处铁容易生锈,C正确;
D. 电冶铝工业中用冰晶石作助熔剂,可降低氧化铝的熔融温度,从而节省能量,D正确。
故选A。
5.下列方程式书写正确的是( )
A. Na2S显碱性原因:S2-+2H2OH2S+2OH-
B. 泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
C. HCO3−的电离方程式:HCO3-+H2OH3O++CO32-
D. NH4Cl溶于D2O中:NH4++D2ONH3·D2O+H+
【答案】C
【解析】
【详解】A. S2-水解应分步进行,S2-+2H2OHS-+OH-,A错误;
B. 泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,B错误;
C. HCO3−电离出的H+与H2O结合生成H3O+,HCO3-+H2OH3O++CO32-,C正确;
D. NH4Cl溶于D2O中:NH4++D2ONH3·HDO+D+,D错误。
故选C
6.用如图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解液,要满足下列要求:①工作一段时间后A槽pH值上升,B槽的pH下降。②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。应选择的电解质是( )
A. A槽NaOH溶液;B槽CuSO4溶液
B. A槽AgNO3溶液;B槽CuCl2溶液
C. A槽Na2SO4溶液;B槽AgNO3溶液
D. A槽NaCl溶液;B槽AgNO3溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A. A槽相当于电解水,pH上升,b极OH-失电子,B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,c极Cu2+得电子,b、c极得电子离子的物质的量不等,A不合题意;
B. A槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,B不合题意;
C. A槽相当于电解水,pH不变,B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,C不合题意;
D. A槽阴极水电离的氢离子放电,导致溶液中氢氧根离子浓度增大,pH上升,b极Cl-失电子;B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,c极Ag+得电子,b、c极得电子离子的物质的量相等,D符合题意。
故选D。
7.下列各组粒子在溶液中可以大量共存,且加入或通入试剂X后,发生反应的离子方程式也正确的是( )
选项
微粒组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
I-、Cl-、H+、SO42-
NaNO3
6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+3I2
B
CO32-、Fe3+、Br-、SO42-
KSCN
3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3
C
HClO、Na+、K+、SO32-
CaCl2
Ca2++ SO32-=CaSO3↓
D
K+、Na+、HCO3-、AlO2-
HCl
H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓
【答案】A
【解析】
【详解】A.I-、Cl-、H+、SO42-能大量共存,加入NaNO3后,I-、NO3-、H+发生氧化还原反应6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+3I2,A正确;
B.CO32-、Fe3+在溶液中发生双水解反应,不能大量共存,B错误;
C.HClO、SO32-在溶液中发生氧化还原反应HClO+SO32-=SO42-+H++Cl-,C错误;
D.HCO3-、AlO2-在水溶液中会发生反应HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-,D错误。
故选A。
8.如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是( )
A. 粗盐水中含Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,精制时除杂试剂BaCl2溶液应在Na2CO3溶液之前加入
B. 标准状况下每生成22.4LCl2,便产生2 mol NaOH
C. 从E口逸出的气体是Cl2
D. 从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
【答案】C
【解析】
【详解】A. 精制时除杂试剂BaCl2溶液过量,需使用Na2CO3溶液处理,所以应放在Na2CO3溶液之前加入,A正确;
B. 由反应2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑知,标准状况下每生成1molCl2,便产生2 mol NaOH,B正确;
C. 从Na+迁移的方向看,右边电极为阴极,水电离产生的H+得电子,所以从E口逸出的气体是H2,C错误;
D. 电解池右区获得纯净的NaOH溶液,为增强初始溶液的导电性,从B口加入含少量NaOH的水溶液,D正确。
故选C。
9.下面说法中,与盐类水解有关的有( )
①氯化铵溶液可作焊药去除金属制品表面的锈斑
②NaHCO3做发酵粉时加入柠檬酸后效果更好
③实验室配制AlCl3溶液,先把它溶解在浓盐酸中,而后加水稀释
④NH4F溶液不能保存在玻璃试剂瓶中
⑤实验室盛放Na2CO3、Na2SO3等溶液的试剂瓶应用橡皮塞
⑥NaHS溶液中c(H2S)>c(S2-)
A. 3 项 B. 4项 C. 5项 D. 全有关
【答案】C
【解析】
【详解】①氯化铵在溶液中水解生成HCl,可作焊药去除金属制品表面的锈斑,①符合题意;
②NaHCO3中加入柠檬酸,发生反应,将HCO3-转化为CO2和水,②不合题意;
③配制AlCl3溶液,先把它溶解在浓盐酸中,以抑制Al3+的水解,③符合题意;
④NH4F在溶液中发生水解,生成HF和一水合氨,HF腐蚀玻璃,④符合题意;
⑤Na2CO3、Na2SO3在溶液中水解,生成NaOH等,NaOH会腐蚀玻璃,⑤符合题意;
⑥NaHS溶液中,HS-电离程度小于水解程度,所以c(H2S)>c(S2-),⑥符合题意。
综合以上分析,①③④⑤⑥共5项符合题意。故选C。
10.根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
A. 石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B. 忽略溶液体积变化,Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应中转移的电子为0.1 mol
C. 甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O
D. 电池工作时,盐桥中的K+向甲烧杯中移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 在乙池中,Fe2+-e-=Fe3+,则石墨b是原电池的负极,发生氧化反应,A正确;
B. Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应生成的Fe2(SO4)3为0.5 mol/L ×0.2L=0.1mol,由Fe2+生成的Fe3+为0.2mol,则反应中转移的电子为0.2mol,B错误;
C. 甲烧杯中,MnO4-得电子转化为Mn2+,电极反应式为MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O,C正确;
D. 电池工作时,甲烧杯中阳离子减少,所以盐桥中的K+向甲烧杯中移动,D正确。
故选B。
11. 如图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入一生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A. 生铁块中的碳是原电池的正极
B. a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
C. 两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-= Fe2+
D. 红墨水柱两边的液面变为左低右高
【答案】D
【解析】
【详解】该反应为原电池生铁块中的碳是原电池的正极,a试管中为中性溶液发生了吸氧腐蚀,b试管中为酸性溶液发生了析氢腐蚀。两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-= Fe2+,左边压强减小,右边压强增加,红墨水柱两边的液面变为右低左高。
12.设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A. 加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
B. 每升溶液中的H+数目为0.02NA
C. 加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
D. c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH−)
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释后,虽会促使H3PO4的电离,但H+浓度减小,pH增大,故A错误;
B.由题目中pH=2可得c(H+)=0.01mol/L,1L溶液中H+数目应为0.01NA,故B错误;
C. H3PO4电离方程式为H3PO4H++H2PO4-、H2PO4-H++HPO42-、HPO42-H++PO43-加入固体后,主要抑制H3PO4第一步电离,H+浓度减小,溶液酸性减弱,故C错误;
D.由质子守恒可得c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH−),故D正确。答案选D。
13.下表中实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
以酚酞为指示剂,用盐酸标准液滴定氢氧化钠溶液
溶液由红色变为浅红色便立刻读数
测得氢氧化钠溶液的浓度偏大
B
用广泛pH试纸测定1mol/L NaHSO3 溶液的酸碱性
测得pH=3.2
NaHSO3 溶液呈酸性,证明HSO3-的电离大于水解
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体
有白色沉淀生成,溶液红色变浅
证明纯碱溶液呈碱性是由CO32-水解引起的
D
在0.1mol/LNa2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液,再加入少量等浓度的CuSO4溶液
先产生白色ZnS沉淀,后产生黑色CuS沉淀
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液由红色变为浅红色便立刻读数,则滴加的盐酸体积偏小,测得氢氧化钠溶液的浓度偏小,A错误;
B.广泛pH试纸只能测定溶液的pH范围,不能测出溶液pH的具体值,B错误;
C.CO32-+H2OHCO3-+OH-,加入BaCl2后,生成BaCO3沉淀,则平衡左移,溶液红色变浅,C正确;
D.在0.1mol/LNa2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液,此时Na2S有剩余,再加入少量等浓度的CuSO4溶液,与Na2S继续反应,没有发生ZnS与Cu2+的反应,不能得出Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)的结论,D错误。
故选C。
14.关于下列装置的叙述中正确的是( )
A. 用此装置给铁镀铜,镀件应放在b电极
B. 用此装置给铁镀铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
C. 用此装置电解精炼铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
D. 用此装置电解精炼铜,粗铜应放在a电极
【答案】B
【解析】
【详解】A. 用此装置给铁镀铜,镀件应放在阴极a电极,A错误;
B. 给铁镀铜,阳极Cu-2e-=Cu2+,阴极Cu2++2e-=Cu,溶液中铜离子浓度不变,B正确;
C. 电解精炼铜,阳极Fe-2e-=Fe2+,Cu-2e-=Cu2+,阴极Cu2++2e-=Cu,反应一段时间后溶液中铜离子浓度减小,C错误;
D. 用此装置电解精炼铜,粗铜应放在阳极b电极,D错误。
故选B。
15.一定温度下,水存在如下电离:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是( )
A. 向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B. 将水加热,Kw增大,pH减小
C. 向水中加入少量固体NH4Cl,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol/L,Kw不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A、向水中加入稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制水的电离,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,故A错误;
B、水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大,pH变小,故B正确;
C、向水中加入少量固体NH4Cl,铵根离子和氢离子反应生成弱电解质,导致c(H+)降低,促进水的电离,平衡正向移动,故C错误;
D、向水中加入少量固体Na2SO4,溶解后不影响水的电离平衡,c(H+)=1×10-7mol/L,因为温度不变,则Kw不变,故D正确;
故选BD。
16.利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是 ( )
A. 若X为碳棒,开关K置于N处,为外加电源的阴极保护法,可减缓铁的腐蚀
B. 若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应
C. 若X为锌棒,开关K置于M处,为牺牲阳极的阴极保护法,可减缓铁的腐蚀
D. 若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 若X为碳棒,开关K置于N处,为外加电源的阴极保护法,铁棒作阴极,可阻止铁失电子,A正确;
B. 若X为碳棒,开关K置于N处,X极为阳极,失电子发生氧化反应,B正确;
C. 若X为锌棒,开关K置于M处,为牺牲阳极的阴极保护法,由于锌的金属活动性大于铁,所以铁棒作正极,可阻止铁失电子,C正确;
D. 若X为锌棒,开关K置于M处,铁电极为正极,得电子发生还原反应,D错误。
故选D。
17.欲使NH4Cl稀溶液中c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,可在溶液中(恒温并忽略溶液体积的变化)加入少量下列物质中的( )
①通入HCl;②H2SO4;③NH4Cl固体;④NH4NO3固体 ⑤Ba(OH)2固体
A. ②或③或④ B. ①或②或④
C. ②或③或⑤ D. ①或③或⑤
【答案】A
【解析】
【详解】在NH4Cl稀溶液中,存在下列平衡:NH4++ H2ONH3·H2O+H+。
①通入HCl,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)增大,但c(Cl-)增大更多,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,①不合题意;
②加入H2SO4,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
③加入NH4Cl固体,相当于增大NH4Cl的浓度,水解程度减小,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,③符合题意;
④加入NH4NO3固体,平衡正向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
⑤加入Ba(OH)2固体,与H+反应,促使平衡正向移动,c(NH4+)减小,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,⑤不合题意。
综合以上分析,②或③或④符合题意。故选A。
18.25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=10-12,Ksp(MgF2)=10-10。下列说法正确是( )
A. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4F固体,c(Mg2+)减小
B. 25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
C. 25℃时,向浓度均为0.1mol•L-1的NaOH和NaF的混合溶液中逐滴滴加MgCl2溶液,先生成Mg(OH)2沉淀
D. 25℃时,Mg(OH)2固体在20mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp比在20mL 0.01 mol•L-1NH4F溶液中的Ksp小
【答案】C
【解析】
【详解】A. 25℃时,因为Ksp[Mg(OH)2]
B. 25℃时,因为Ksp[Mg(OH)2]
C. 25℃时,向浓度均为0.1mol•L-1的NaOH和NaF的混合溶液中逐滴滴加MgCl2溶液,因为Ksp[Mg(OH)2]
D. 25℃时,Ksp[Mg(OH)2]只受温度的影响,不受其它电解质的影响,所以Mg(OH)2固体在20mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp与在20mL 0.01 mol•L-1NH4F溶液中的Ksp相等,D错误。
故选C。
19.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A. 图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的物质的量浓度
B. 图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)
C. 向m点的溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿mpn线向p方向移动
D. 温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq),其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)= c(S2-),结合图象可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的物质的量浓度,A项正确;
B. CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响,m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,B项错误;
C. m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp向p方向移动,C项正确;
D. 从图象中可以看出,随着温度的升高,离子浓度增大,说明CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,会沿qp线向p点方向移动,D项正确;
答案选B。
20.下列叙述正确的是( )
A. 表示0.100 0 mol•L﹣1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol•L﹣1醋酸溶液的滴定曲线
B. 表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况,将t1℃时A、B的饱和溶液分别升温至t2℃时,溶质的质量分数ω(A)>ω(B)
C. 由图可知,a点Kw的数值比b点Kw的数值大
D. 表示在相同的密闭容器中,不同温度下的反应,该反应的△H<0
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为CH3COONa溶液呈碱性,所以溶液呈中性时,滴定所用NaOH的体积小于20mL,A错误;
B.因为温度改变,A、B两溶液的质量分数不变,t1时B的溶解度大于A,则质量分数B>A,t2时质量分数也应为B>A,B错误;
C.a点和b点的温度都是25℃,水的离子积Kw相同,C错误;
D.T2达平衡的时间比T1短,表明T2>T1,温度升高,C的体积分数减小,则表明平衡逆向移动,正反应为放热反应,该反应的△H<0,D正确。
故选D。
21.若用AG表示溶液的酸度,其表达式为。室温下,实验室里用0.1 mol·L-1 的盐酸滴定10 mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是:( )
A. MOH为强碱
B. C点时加入盐酸的体积等于10 mL
C. 若B点加入的盐酸体积为5 mL,所得溶液中:c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-)
D. 滴定过程中从A点到D点溶液中水的电离程度:A 【答案】C
【解析】
【详解】A,没有滴入盐酸时,0.1mol/LMOH溶液的AG=-8,即0.1mol/LMOH溶液中c(OH-)=110-3mol/L0.1mol/L,MOH为弱碱,A项错误;
B,若加入10mL盐酸,MOH与HCl恰好完全反应得到MCl溶液,MCl溶液呈酸性,MCl溶液的AG0,C点溶液的AG=0,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,C点时加入盐酸的体积小于10mL,B项错误;
C,若B点加入盐酸的体积为5mL,盐酸与MOH充分反应后得到等物质的量浓度的MCl和MOH的混合溶液,溶液中的电荷守恒为c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),物料守恒为c(M+)+c(MOH)=2c(Cl-),两式整理得c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-),C项正确;
D,开始MOH电离出OH-抑制水的电离,随着盐酸的滴入,溶液中OH-浓度减小,OH-对水的抑制程度减小,同时生成MCl,MCl水解促进水的电离,随着盐酸的滴入,水的电离程度逐渐增大,当滴入10mL盐酸时MOH与HCl恰好完全反应得到MCl溶液,此时水的电离程度最大,继续滴入盐酸,过量盐酸电离出H+抑制水的电离,水的电离程度又逐渐减小,D点加入20mL盐酸,盐酸与MOH充分反应后得到物质的量浓度均为mol/LMCl和HCl的混合溶液,HCl完全电离产生的c(H+)=mol/L110-3mol/L[A点MOH溶液中c(OH-)],D点溶液中水的电离程度小于A点,从A点到D点溶液中水的电离程度:DABC,D项错误;
答案选C。
22.将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混合后,溶液里各种离子物质的量浓度的关系是 ( )
A. c (OH-) = c(NH4+) + c (H+) B. c (Cl-)> c(NH4+)> c (H+) > c (OH-)
C. c(NH4+) > c (Cl-)> c (OH-)> c (H+) D. c (Cl-)> c (H+) > c (NH4+) > c (OH-)
【答案】C
【解析】
【详解】将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混合后,所得溶液中c(NH3•H2O)=c(NH4Cl),此时NH3·H2ONH+ OH-,H2OH++OH-。
A. 依据电荷守恒c (OH-)+ c (Cl-) = c(NH4+) + c (H+),A错误;
B. 溶液中以NH3·H2O的电离为主,所以c(Cl-)
C. 因为NH3·H2O的电离是少量的,所以c(Cl-)>c(OH-),结合B选项的分析,可得出c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),C正确;
D. c(H+)只来自水的微弱电离,所以 c(H+)
故选C。
23.全钒液流电池充电时间短,续航能力强,其充放电原理为VO2++V3++H2OVO+V2++2H+。以此电池为电源,用石墨电极电解Na2SO3溶液,可得到NaOH 和H2SO4示意图如下。下列说法错误的是( )
A. 全钒液流电池放电时,正极的电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O
B. 图中a电极为阴极,N物质是H2
C. 全钒液流电池充电时,V3+被氧化为VO2+
D. 电解时,b电极的反应式为SO32-+H2O-2e== SO42-+2H+
【答案】C
【解析】
【详解】A项,根据全钒液流电池的充放电原理,放电时反应的方程式为VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O,放电时正极发生得电子的还原反应,正极的电极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O,A项正确;
B项,根据图示,图中b电极上SO32-发生失电子的氧化反应生成H2SO4,b电极为阳极,a电极为阴极,由于放电顺序:H+Na+,a电极上的电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-,N物质是H2,B项正确;
C项,全钒液流电池充电时反应的方程式为VO2++V3++H2O= VO2++V2++2H+,根据“只靠拢、不交叉”,V3+被还原为V2+,VO2+被氧化为VO2+,C项错误;
D项,电解时,b电极上SO32-发生失电子的氧化反应生成H2SO4,电极反应式为SO32- -2e-+H2O=SO42-+2H+,D项正确;
答案选C。
24.如图是三种酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是( )
A. Cr含量小于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
B. Cr含量等于13%时,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4>HCl>HNO3
C. 随着Fe含量的增加,Fe-Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱
D. 稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强
【答案】C
【解析】
【详解】A. 从图中可以看出,Cr含量大约小于10%时,硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强,A错误;
B. Cr含量等于13%时,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4>HCl=HNO3,B错误;
C. 从图中可以看出,随着Fe含量的增加,曲线由右向左,Fe-Cr合金在5%HNO3中的反应速率越来越快,则耐腐蚀性越来越弱,C正确;
D. 在Cr含量大于13%时,稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强,但Cr含量大约小于10%时,硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强,D错误。
故选C。
25.25℃时,某浓度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含磷微粒的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示:下列说法正确的是( )
A. pH=7.2时,溶液中c(H2PO4ˉ)+c(HPO42-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+)
B. 曲线1和曲线2分别表示δ(H3PO4)和δ(HPO42-)的变化
C. pH=12.3时,溶液中由水电离出的c(H+)=10-12.3mol/L
D. 25℃时,H3PO4的电离常数K1=10-2.1
【答案】D
【解析】
【详解】A. pH=7.2时,溶液中c(H2PO4ˉ)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+),A错误;
B. 曲线1和曲线2分别表示δ(H3PO4)和δ(H2PO4-)的变化,B错误;
C. pH=12.3时,溶液中的溶质是Na3PO4和Na2HPO4,溶液中的OH-全部来自水电离,溶液中的H+来自水和HPO42-的电离,只是水电离的H+大部分与PO43-、HPO42-结合,所以由水电离出的c(H+)水= c(OHˉ)溶液=10-1.7mol/L,C错误;
D. 25℃时,在pH=2.1点,c(H2PO4ˉ)=c(H3PO4),H3PO4电离常数K1==10-2.1,D正确。
故选D。
二、非选择题(共50分)
26.(1)将Al片和Cu片用导线连接,一组插入浓硝酸中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池。写出插入稀NaOH溶液中形成原电池的负极反应________________。写出插入浓硝酸中形成原电池的正极反应______________。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池,由于其电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,所以在生产、生活中使用广泛,写出铅蓄电池放电时的正极反应______________________;充电时的阴极反应____________________。
【答案】(1). 2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O (2). 4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O (3). 4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O (4). PbSO4+2e−=Pb+SO42−
【解析】
【分析】(1) Al片和Cu片用导线连接,插入稀NaOH溶液中,只有Al能与NaOH溶液反应,形成原电池,负极为Al失电子,在碱性溶液中,Al转化为AlO2-。Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中,形成原电池,由于Al发生钝化,所以Cu作负极,Al作正极,正极为溶液中的NO3-获得电子,生成NO2气体。
(2)铅蓄电池放电时,正极反应为PbO2得电子,生成PbSO4等;充电时的阴极反应为PbSO4获得电子转化为Pb。
【详解】(1) Al片和Cu片用导线连接,插入稀NaOH溶液中,只有Al能与NaOH溶液,在碱性溶液中,负极Al失电子转化为AlO2-,电极反应式为2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O。Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中,形成原电池,由于Al发生钝化,所以Cu作负极,Al作正极,正极反应为溶液中的NO3-获得电子,生成NO2气体,电极反应式为4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O。答案:2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O;4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O;
(2)铅蓄电池放电时,正极反应为PbO2得电子,生成PbSO4等,电极反应式为4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O;充电时阴极为PbSO4获得电子转化为Pb,电极反应式为PbSO4+2e−=Pb+SO42−。答案为:4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O;PbSO4+2e−=Pb+SO42−。
27.甲烷燃料电池体积小巧、燃料使用便利、洁净环保、理论能量比高,用甲烷燃料电池为下图电解装置供电,工作一段时间后,A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则:
(1)电解一段时间后,甲烷燃料电池中溶液的pH_________。(填“增大、减小或不变”)
(2)甲烷燃料电池中导线A与电解池中的_________(填M或N)导线连接
(3)B池中一段时间后实验现象______________________________________________。
(4)相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总体积由大到小的顺序为_______。
(5)D池电解一段时间后,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入________。
【答案】(1). 减小 (2). M (3). 铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色 (4). C>A>B>D (5). Ag2O或Ag2CO3
【解析】
【分析】(1)甲烷燃料电池中发生的电池反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,由此可得出溶液的pH变化。
(2) A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则左边试管内的Pt电极为阴极,与它相连的为电源的负极,甲烷燃料电池中导线A为负极,应与阴极相连,由此得出与电解池中的导线的连接方式。
(3)B池中,Fe电极为阴极,发生反应为4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;Cu电极为阳极,发生反应为2Cu-4e-=2Cu2+,由此可得出一段时间后实验现象。
(4)A池中电极反应为:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;B池,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑,阳极2Cu-4e-=2Cu2+;C池:阳极4Cl--4e-=2Cl2↑,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;D池:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4Ag++4e-=4Ag。假设线路中通过的电子为4mol,则相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总物质的量分别为3mol、2mol、4mol、1mol,由此得出生成气体的总体积由大到小的顺序。
(5)D池电解一段时间后,阳极生成O2,阴极生成Ag,将两电极产物进行反应,然后放入电解质溶液中,就可恢复到电解前的状态。
【详解】(1)电解一段时间后,甲烷燃料电池中发生的电池反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,从电池反应可以看出,甲烷燃烧过程中需要消耗KOH,则溶液的pH减小。答案为:减小;
(2) A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则左边试管内的Pt电极为阴极,与它相连的为电源的负极,甲烷燃料电池中导线A为负极,应与阴极相连,由此得出导线A与电解池中的M导线连接。答案为:M;
(3)B池中,Fe电极为阴极,发生反应为4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;Cu电极为阳极,发生反应为2Cu-4e-=2Cu2+,由此可得出一段时间后实验现象为铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色。答案为:铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色;
(4)A池中电极反应为:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;B池,阳极2Cu-4e-=2Cu2+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;C池:阳极4Cl--4e-=2Cl2↑,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;D池:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4Ag++4e-=4Ag。假设线路中通过的电子为4mol,则相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总物质的量分别为3mol、2mol、4mol、1mol,由此得出生成气体的总体积由大到小的顺序为C>A>B>D。答案为:C>A>B>D;
(5)D池电解一段时间后,阳极生成O2,阴极生成Ag,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入Ag2O或Ag2CO3。答案为:Ag2O或Ag2CO3。
28.某工厂对制革工业污泥中铬的处理工艺流程如下:
已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有_________、___________。(答出两点)。
(2)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
5.4(>8溶解)
9(>9溶解)
①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是________________________________。
②常温下,当pH=8时,Mg2+是否开始沉淀(溶液中镁离子浓度不超过1mol·L-1)___________ 。 (填“是”或“否”)若要使Mg2+完全沉淀,溶液的pH至少为_________(已知Ksp[Mg(OH)2]=1. 6×10-12,lg2=0.3)。
【答案】(1). 升高温度(加热) (2). 搅拌 (3). pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用 (4). 否 (5). 10.6
【解析】
【分析】(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有加热、搅拌、粉碎、提高酸的浓度等。
(2)①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,从沉淀的溶解、产品的提纯等分析。
②常温下,当pH=8时,Mg2+是否开始沉淀,利用Ksp[Mg(OH)2]进行分析。若要使Mg2+完全沉淀,溶液的pH计算,从c(Mg2+)=10-5mol/L进行计算。
【详解】(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有升高温度(加热)、搅拌等。答案为:升高温度(加热);搅拌;
(2)①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用。答案为:pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用;
②常温下,当pH=8时,c(OH-)=10-6mol/L,1×(10-6)2=10-12<1. 6×10-12,则Mg2+没有开始沉淀。若要使Mg2+完全沉淀,c(Mg2+)=10-5mol/L,Ksp[Mg(OH)2]=10-5×c2(OH-)=1. 6×10-12,c(OH-)=4×10-4mol/L。溶液的pH=-lg=10.6。答案为:否;10.6。
29.已知25℃时,醋酸、氢硫酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:(单位省略)
醋酸
氢硫酸
氢氰酸
Ka=1.8×10-5
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
Ka=4.9×10-10
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.CH3COOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)___________。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液①NaCN 溶液、②Na2S溶液、③CH3COONa溶液,pH由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,阴离子总浓度由大到小的顺序为 _____________(填序号)。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(CN-),下列关系正确的是_______。
a.c(H+)
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,反应的离子方程式为___________________。
【答案】(1). b>a>c (2). ②>①>③ (3). ③>②>① (4). ac (5). CN-+H2S=HS-+HCN
【解析】
【分析】(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,需使用酸的起始浓度。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)
a.由以上分析可知,c(H+)
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)- c(CN-)=2[c(OH-)- c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L,c正确。
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式。
【详解】(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,酸的起始浓度越大,消耗碱的体积越大。醋酸的Ka=1.8×10-5,氢硫酸的Ka1=9.1×10-8,氢氰酸的Ka=4.9×10-10,则消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c。答案为:b>a>c;
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。三种酸的酸性:醋酸>氢硫酸>氢氰酸,pH由大到小的顺序为②>①>③。答案为:②>①>③;
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。CN-+H2OHCN+OH-,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Cl-不发生水解,此时三份溶液中的阴离子总浓度相等。在三份溶液中,H2OH++OH-,水解后的溶液中,c(OH-)越大,水的电离程度越小,最终溶液中阴离子的总浓度越小,故阴离子总浓度由大到小的顺序为③>②>①。答案为:③>②>①;
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)
a.由以上分析可知,c(H+)
b.溶液中,溶质为等浓度的HCN和NaCN,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(CN-),物料守恒:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),则c(HCN)- c(CN-)=2[c(OH-)- c(H+)],b错误;
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L,c正确。
答案为:ac;
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式为CN-+H2S=HS-+HCN。答案为:CN-+H2S=HS-+HCN。
30.NaCN是一种重要的基本化工原料,同时也是一种剧毒物质,严重危害人类健康。
(1)含氰废水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在,工业上有多种废水处理方法。其中电解处理法如图:
用如图所示装置处理含CN-废水时,控制溶液pH为9~10并加入一定量的NaCl,一定条件下电解,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去。铁电极为_____________(填“阴极”或“阳极”),阳极产生的ClO-的电极反应为_______________________,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去的离子方程式为___________________________________。
(2)可用以下方法测定处理后的废水中NaCN的含量。已知:Ⅰ.废水中NaCN 的最高排放标准为0.50mg/L;Ⅱ.Ag+ +2CN-=[Ag(CN)2]-,Ag++I-=AgI↓,AgI沉淀呈黄色,且CN- 优先与Ag+反应。实验如下:20.00mL处理后的含NaCN 的废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI 溶液作指示剂,用1.00×10-4mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为15.00mL。
①滴定时1.00×10-4mol/L的标准AgNO3溶液应用_________________(填仪器名称)盛装;滴定终点时的现象是____________________________。
②处理后的含NaCN 的废水是否达到排放标准____________(填“是”或“否”)。
【答案】(1). 阴极 (2). Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O (3). 5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O (4). 酸式滴定管 (5). 滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失 (6). 否
【解析】
分析】(1)铁电极为活性电极,若铁为阳极,则阳极为Fe-2e-=Fe2+,而不是Cl-转化为ClO-,阳极产生的ClO-的电极反应为Cl-失电子转化为 ClO-。
(2)①AgNO3溶液显酸性,会腐蚀橡皮管;滴定终点时,生成AgI。
②处理后的含NaCN 的废水是否达标排放,可利用方程式Ag++CN-=AgCN进行计算,然后与0.50mg/L进行比较。
【详解】(1)铁电极为活性电极,若铁为阳极,则阳极为Fe-2e-=Fe2+,而不是Cl-转化为ClO-,所以铁电极为阴极;阳极产生的ClO-应来自Cl-失电子,电极反应为Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去,则生成N2、CO32-等,离子方程式为5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O。
答案为:阴极;Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O;5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O;
(2)①AgNO3溶液显酸性,会腐蚀橡皮管,应用酸式滴定管盛装;滴定终点时的现象是滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失。答案为:酸式滴定管;滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失;
②n(Ag+)=1.00×10-4mol/L×0.015L=1.5×10-6mol,由方程式Ag++CN-=AgCN,可求出
n(CN-)=1.5×10-6mol,处理后的废水中NaCN 含量为=3.675mg/L>0.50mg/L,所以废水没有达到排放标准。答案为:否。
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 C—12 N—14 Na—23 Cu—64 Ag—108
一、选择题:(每小题只有一个正确答案,每小题2分,共50分)
1.下列说法正确的是( )
A. 强酸和强碱一定是强电解质,不论其水溶液浓度大小,都能完全电离
B. 强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强
C. 多元酸、多元碱的导电性一定比一元酸、一元碱的导电性强
D. 强电解质不一定都是离子化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A. 硫酸是强酸,但浓硫酸只有少部分发生电离,绝大部分以分子形式存在,A错误;
B. 强电解质溶液中离子浓度不一定比弱电解质大,导电能力不一定比弱电解质强,B错误;
C. 碳酸为二元酸、磷酸为三元酸,它们的导电能力比同浓度的盐酸弱,C错误;
D. 强电解质可能是离子化合物,可能是共价化合物,D正确。
故选D。
2.在坩埚中加热蒸干并灼烧下列物质的溶液,可以得到该溶质的固体物质的是( )
A. 亚硫酸钠 B. 硫酸铁 C. 氯化铝 D. 高锰酸钾
【答案】B
【解析】
【详解】A. 亚硫酸钠在加热蒸干并灼烧过程中,将被氧化为硫酸钠,A不合题意;
B. 硫酸铁加热蒸干并灼烧过程中不发生变化,最终仍能得到硫酸铁,B符合题意;
C. 氯化铝加热蒸干并灼烧过程中,HCl挥发,Al(OH)3分解,最终得到Al2O3,C不合题意;
D. 高锰酸钾加热蒸干并灼烧过程中发生分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,D不合题意。
故选B。
3.下列有关Fe3+的除杂,说法不正确的是( )
A. 用加热的方法可除去KNO3溶液中混有的Fe3+
B. 工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可除去Fe3+
C. FeSO4溶液中的Fe2+极易被氧化为Fe3+,可加铁粉除去杂质Fe3+
D. MgCl2溶液中混有FeCl3杂质,可加Na2CO3除去FeCl3杂质
【答案】D
【解析】
【详解】A. Fe(NO3)3溶液在加热过程中不断水解,最后HNO3挥发,并生成Fe(OH)3沉淀,趁热过滤便可得到纯净的KNO3,A正确;
B.氯化铁在溶液中发生水解Fe 3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入氨水调节pH至7~8,Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,从而除去氯化铁,B正确;
C. FeSO4溶液中的Fe2+极易被氧化为Fe3+,加铁粉后发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,从而除去杂质Fe3+,C正确;
D. MgCl2溶液中混有FeCl3杂质,加Na2CO3不仅除去了FeCl3杂质,也导致MgCl2转化为沉淀,即便控制Na2CO3的加入量,也会引入杂质离子,D错误。
故选D。
4.化学与生活生产密切相关,下列说法中不正确的是( )
A. 电化学腐蚀和化学腐蚀都是金属被氧化的过程,伴随有电流产生
B. 铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C. 用锡焊接的铁质器件,焊接处容易生锈
D 电冶铝工业中用石墨作电极,用冰晶石作助熔剂
【答案】A
【解析】
【详解】A. 电化学腐蚀过程中有电流产生,化学腐蚀过程没有电流产生,A错误;
B. 铁被冷浓硝酸氧化,表面生成钝化膜,阻止铁与浓硝酸的进一步反应,从而保护内部铁不被腐蚀,B正确;
C. 用锡焊接的铁质器件,可形成原电池,铁作负极,所以焊接处铁容易生锈,C正确;
D. 电冶铝工业中用冰晶石作助熔剂,可降低氧化铝的熔融温度,从而节省能量,D正确。
故选A。
5.下列方程式书写正确的是( )
A. Na2S显碱性原因:S2-+2H2OH2S+2OH-
B. 泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑
C. HCO3−的电离方程式:HCO3-+H2OH3O++CO32-
D. NH4Cl溶于D2O中:NH4++D2ONH3·D2O+H+
【答案】C
【解析】
【详解】A. S2-水解应分步进行,S2-+2H2OHS-+OH-,A错误;
B. 泡沫灭火器的原理:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,B错误;
C. HCO3−电离出的H+与H2O结合生成H3O+,HCO3-+H2OH3O++CO32-,C正确;
D. NH4Cl溶于D2O中:NH4++D2ONH3·HDO+D+,D错误。
故选C
6.用如图装置进行电解实验(a、b、c、d均为铂电极),供选择的有4组电解液,要满足下列要求:①工作一段时间后A槽pH值上升,B槽的pH下降。②b、c两极上反应的离子的物质的量相等。应选择的电解质是( )
A. A槽NaOH溶液;B槽CuSO4溶液
B. A槽AgNO3溶液;B槽CuCl2溶液
C. A槽Na2SO4溶液;B槽AgNO3溶液
D. A槽NaCl溶液;B槽AgNO3溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A. A槽相当于电解水,pH上升,b极OH-失电子,B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,c极Cu2+得电子,b、c极得电子离子的物质的量不等,A不合题意;
B. A槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,B不合题意;
C. A槽相当于电解水,pH不变,B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,C不合题意;
D. A槽阴极水电离的氢离子放电,导致溶液中氢氧根离子浓度增大,pH上升,b极Cl-失电子;B槽阳极水电离的氢氧根离子放电,导致溶液中氢离子浓度增大,pH下降,c极Ag+得电子,b、c极得电子离子的物质的量相等,D符合题意。
故选D。
7.下列各组粒子在溶液中可以大量共存,且加入或通入试剂X后,发生反应的离子方程式也正确的是( )
选项
微粒组
加入试剂
发生反应的离子方程式
A
I-、Cl-、H+、SO42-
NaNO3
6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+3I2
B
CO32-、Fe3+、Br-、SO42-
KSCN
3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3
C
HClO、Na+、K+、SO32-
CaCl2
Ca2++ SO32-=CaSO3↓
D
K+、Na+、HCO3-、AlO2-
HCl
H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓
【答案】A
【解析】
【详解】A.I-、Cl-、H+、SO42-能大量共存,加入NaNO3后,I-、NO3-、H+发生氧化还原反应6I-+2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+3I2,A正确;
B.CO32-、Fe3+在溶液中发生双水解反应,不能大量共存,B错误;
C.HClO、SO32-在溶液中发生氧化还原反应HClO+SO32-=SO42-+H++Cl-,C错误;
D.HCO3-、AlO2-在水溶液中会发生反应HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-,D错误。
故选A。
8.如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是( )
A. 粗盐水中含Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,精制时除杂试剂BaCl2溶液应在Na2CO3溶液之前加入
B. 标准状况下每生成22.4LCl2,便产生2 mol NaOH
C. 从E口逸出的气体是Cl2
D. 从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
【答案】C
【解析】
【详解】A. 精制时除杂试剂BaCl2溶液过量,需使用Na2CO3溶液处理,所以应放在Na2CO3溶液之前加入,A正确;
B. 由反应2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑知,标准状况下每生成1molCl2,便产生2 mol NaOH,B正确;
C. 从Na+迁移的方向看,右边电极为阴极,水电离产生的H+得电子,所以从E口逸出的气体是H2,C错误;
D. 电解池右区获得纯净的NaOH溶液,为增强初始溶液的导电性,从B口加入含少量NaOH的水溶液,D正确。
故选C。
9.下面说法中,与盐类水解有关的有( )
①氯化铵溶液可作焊药去除金属制品表面的锈斑
②NaHCO3做发酵粉时加入柠檬酸后效果更好
③实验室配制AlCl3溶液,先把它溶解在浓盐酸中,而后加水稀释
④NH4F溶液不能保存在玻璃试剂瓶中
⑤实验室盛放Na2CO3、Na2SO3等溶液的试剂瓶应用橡皮塞
⑥NaHS溶液中c(H2S)>c(S2-)
A. 3 项 B. 4项 C. 5项 D. 全有关
【答案】C
【解析】
【详解】①氯化铵在溶液中水解生成HCl,可作焊药去除金属制品表面的锈斑,①符合题意;
②NaHCO3中加入柠檬酸,发生反应,将HCO3-转化为CO2和水,②不合题意;
③配制AlCl3溶液,先把它溶解在浓盐酸中,以抑制Al3+的水解,③符合题意;
④NH4F在溶液中发生水解,生成HF和一水合氨,HF腐蚀玻璃,④符合题意;
⑤Na2CO3、Na2SO3在溶液中水解,生成NaOH等,NaOH会腐蚀玻璃,⑤符合题意;
⑥NaHS溶液中,HS-电离程度小于水解程度,所以c(H2S)>c(S2-),⑥符合题意。
综合以上分析,①③④⑤⑥共5项符合题意。故选C。
10.根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
A. 石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B. 忽略溶液体积变化,Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应中转移的电子为0.1 mol
C. 甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O
D. 电池工作时,盐桥中的K+向甲烧杯中移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 在乙池中,Fe2+-e-=Fe3+,则石墨b是原电池的负极,发生氧化反应,A正确;
B. Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应生成的Fe2(SO4)3为0.5 mol/L ×0.2L=0.1mol,由Fe2+生成的Fe3+为0.2mol,则反应中转移的电子为0.2mol,B错误;
C. 甲烧杯中,MnO4-得电子转化为Mn2+,电极反应式为MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O,C正确;
D. 电池工作时,甲烧杯中阳离子减少,所以盐桥中的K+向甲烧杯中移动,D正确。
故选B。
11. 如图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入一生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A. 生铁块中的碳是原电池的正极
B. a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
C. 两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-= Fe2+
D. 红墨水柱两边的液面变为左低右高
【答案】D
【解析】
【详解】该反应为原电池生铁块中的碳是原电池的正极,a试管中为中性溶液发生了吸氧腐蚀,b试管中为酸性溶液发生了析氢腐蚀。两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-= Fe2+,左边压强减小,右边压强增加,红墨水柱两边的液面变为右低左高。
12.设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是( )
A. 加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
B. 每升溶液中的H+数目为0.02NA
C. 加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
D. c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH−)
【答案】D
【解析】
【详解】A.加水稀释后,虽会促使H3PO4的电离,但H+浓度减小,pH增大,故A错误;
B.由题目中pH=2可得c(H+)=0.01mol/L,1L溶液中H+数目应为0.01NA,故B错误;
C. H3PO4电离方程式为H3PO4H++H2PO4-、H2PO4-H++HPO42-、HPO42-H++PO43-加入固体后,主要抑制H3PO4第一步电离,H+浓度减小,溶液酸性减弱,故C错误;
D.由质子守恒可得c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH−),故D正确。答案选D。
13.下表中实验操作、现象与结论对应关系正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
以酚酞为指示剂,用盐酸标准液滴定氢氧化钠溶液
溶液由红色变为浅红色便立刻读数
测得氢氧化钠溶液的浓度偏大
B
用广泛pH试纸测定1mol/L NaHSO3 溶液的酸碱性
测得pH=3.2
NaHSO3 溶液呈酸性,证明HSO3-的电离大于水解
C
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaC12固体
有白色沉淀生成,溶液红色变浅
证明纯碱溶液呈碱性是由CO32-水解引起的
D
在0.1mol/LNa2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液,再加入少量等浓度的CuSO4溶液
先产生白色ZnS沉淀,后产生黑色CuS沉淀
Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶液由红色变为浅红色便立刻读数,则滴加的盐酸体积偏小,测得氢氧化钠溶液的浓度偏小,A错误;
B.广泛pH试纸只能测定溶液的pH范围,不能测出溶液pH的具体值,B错误;
C.CO32-+H2OHCO3-+OH-,加入BaCl2后,生成BaCO3沉淀,则平衡左移,溶液红色变浅,C正确;
D.在0.1mol/LNa2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液,此时Na2S有剩余,再加入少量等浓度的CuSO4溶液,与Na2S继续反应,没有发生ZnS与Cu2+的反应,不能得出Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)的结论,D错误。
故选C。
14.关于下列装置的叙述中正确的是( )
A. 用此装置给铁镀铜,镀件应放在b电极
B. 用此装置给铁镀铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
C. 用此装置电解精炼铜,反应一段时间后溶液中铜离子浓度基本不变
D. 用此装置电解精炼铜,粗铜应放在a电极
【答案】B
【解析】
【详解】A. 用此装置给铁镀铜,镀件应放在阴极a电极,A错误;
B. 给铁镀铜,阳极Cu-2e-=Cu2+,阴极Cu2++2e-=Cu,溶液中铜离子浓度不变,B正确;
C. 电解精炼铜,阳极Fe-2e-=Fe2+,Cu-2e-=Cu2+,阴极Cu2++2e-=Cu,反应一段时间后溶液中铜离子浓度减小,C错误;
D. 用此装置电解精炼铜,粗铜应放在阳极b电极,D错误。
故选B。
15.一定温度下,水存在如下电离:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是( )
A. 向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B. 将水加热,Kw增大,pH减小
C. 向水中加入少量固体NH4Cl,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol/L,Kw不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A、向水中加入稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制水的电离,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,故A错误;
B、水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大,pH变小,故B正确;
C、向水中加入少量固体NH4Cl,铵根离子和氢离子反应生成弱电解质,导致c(H+)降低,促进水的电离,平衡正向移动,故C错误;
D、向水中加入少量固体Na2SO4,溶解后不影响水的电离平衡,c(H+)=1×10-7mol/L,因为温度不变,则Kw不变,故D正确;
故选BD。
16.利用如图所示装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是 ( )
A. 若X为碳棒,开关K置于N处,为外加电源的阴极保护法,可减缓铁的腐蚀
B. 若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应
C. 若X为锌棒,开关K置于M处,为牺牲阳极的阴极保护法,可减缓铁的腐蚀
D. 若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A. 若X为碳棒,开关K置于N处,为外加电源的阴极保护法,铁棒作阴极,可阻止铁失电子,A正确;
B. 若X为碳棒,开关K置于N处,X极为阳极,失电子发生氧化反应,B正确;
C. 若X为锌棒,开关K置于M处,为牺牲阳极的阴极保护法,由于锌的金属活动性大于铁,所以铁棒作正极,可阻止铁失电子,C正确;
D. 若X为锌棒,开关K置于M处,铁电极为正极,得电子发生还原反应,D错误。
故选D。
17.欲使NH4Cl稀溶液中c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,可在溶液中(恒温并忽略溶液体积的变化)加入少量下列物质中的( )
①通入HCl;②H2SO4;③NH4Cl固体;④NH4NO3固体 ⑤Ba(OH)2固体
A. ②或③或④ B. ①或②或④
C. ②或③或⑤ D. ①或③或⑤
【答案】A
【解析】
【详解】在NH4Cl稀溶液中,存在下列平衡:NH4++ H2ONH3·H2O+H+。
①通入HCl,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)增大,但c(Cl-)增大更多,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,①不合题意;
②加入H2SO4,平衡逆向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
③加入NH4Cl固体,相当于增大NH4Cl的浓度,水解程度减小,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,③符合题意;
④加入NH4NO3固体,平衡正向移动,c(NH4+)增大,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值增大,②符合题意;
⑤加入Ba(OH)2固体,与H+反应,促使平衡正向移动,c(NH4+)减小,c(Cl-)不变,所以c(NH4+)/c(Cl-)比值减小,⑤不合题意。
综合以上分析,②或③或④符合题意。故选A。
18.25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=10-12,Ksp(MgF2)=10-10。下列说法正确是( )
A. 25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4F固体,c(Mg2+)减小
B. 25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
C. 25℃时,向浓度均为0.1mol•L-1的NaOH和NaF的混合溶液中逐滴滴加MgCl2溶液,先生成Mg(OH)2沉淀
D. 25℃时,Mg(OH)2固体在20mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp比在20mL 0.01 mol•L-1NH4F溶液中的Ksp小
【答案】C
【解析】
【详解】A. 25℃时,因为Ksp[Mg(OH)2]
故选C。
19.绚丽多彩的无机颜料的应用曾创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A. 图中a和b分别为T1、T2温度下CdS在水中的物质的量浓度
B. 图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)
D. 温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. CdS在水中存在沉淀溶解平衡:CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq),其溶度积Ksp=c(Cd2+)·c(S2-),在饱和溶液中,c(Cd2+)= c(S2-),结合图象可以看出,图中a和b分别表示T1和T2温度下CdS的物质的量浓度,A项正确;
B. CdS的沉淀溶解平衡中的溶度积受温度影响,m、n和p点均在温度为T1条件下所测的对应离子浓度,则其溶度积相同,B项错误;
C. m点达到沉淀溶解平衡,向其中加入硫化钠后,平衡向逆反应方向移动,c(Cd2+)减小,c(S2-)增大,溶液组成由m沿mnp向p方向移动,C项正确;
D. 从图象中可以看出,随着温度的升高,离子浓度增大,说明CdS(s) Cd2+(aq)+S2-(aq)为吸热反应,则温度降低时,q点对应饱和溶液的溶解度下降,溶液中的c(Cd2+)与c(S2-)同时减小,会沿qp线向p点方向移动,D项正确;
答案选B。
20.下列叙述正确的是( )
A. 表示0.100 0 mol•L﹣1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol•L﹣1醋酸溶液的滴定曲线
B. 表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况,将t1℃时A、B的饱和溶液分别升温至t2℃时,溶质的质量分数ω(A)>ω(B)
C. 由图可知,a点Kw的数值比b点Kw的数值大
D. 表示在相同的密闭容器中,不同温度下的反应,该反应的△H<0
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为CH3COONa溶液呈碱性,所以溶液呈中性时,滴定所用NaOH的体积小于20mL,A错误;
B.因为温度改变,A、B两溶液的质量分数不变,t1时B的溶解度大于A,则质量分数B>A,t2时质量分数也应为B>A,B错误;
C.a点和b点的温度都是25℃,水的离子积Kw相同,C错误;
D.T2达平衡的时间比T1短,表明T2>T1,温度升高,C的体积分数减小,则表明平衡逆向移动,正反应为放热反应,该反应的△H<0,D正确。
故选D。
21.若用AG表示溶液的酸度,其表达式为。室温下,实验室里用0.1 mol·L-1 的盐酸滴定10 mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是:( )
A. MOH为强碱
B. C点时加入盐酸的体积等于10 mL
C. 若B点加入的盐酸体积为5 mL,所得溶液中:c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-)
D. 滴定过程中从A点到D点溶液中水的电离程度:A 【答案】C
【解析】
【详解】A,没有滴入盐酸时,0.1mol/LMOH溶液的AG=-8,即0.1mol/LMOH溶液中c(OH-)=110-3mol/L0.1mol/L,MOH为弱碱,A项错误;
B,若加入10mL盐酸,MOH与HCl恰好完全反应得到MCl溶液,MCl溶液呈酸性,MCl溶液的AG0,C点溶液的AG=0,溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,C点时加入盐酸的体积小于10mL,B项错误;
C,若B点加入盐酸的体积为5mL,盐酸与MOH充分反应后得到等物质的量浓度的MCl和MOH的混合溶液,溶液中的电荷守恒为c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),物料守恒为c(M+)+c(MOH)=2c(Cl-),两式整理得c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH-),C项正确;
D,开始MOH电离出OH-抑制水的电离,随着盐酸的滴入,溶液中OH-浓度减小,OH-对水的抑制程度减小,同时生成MCl,MCl水解促进水的电离,随着盐酸的滴入,水的电离程度逐渐增大,当滴入10mL盐酸时MOH与HCl恰好完全反应得到MCl溶液,此时水的电离程度最大,继续滴入盐酸,过量盐酸电离出H+抑制水的电离,水的电离程度又逐渐减小,D点加入20mL盐酸,盐酸与MOH充分反应后得到物质的量浓度均为mol/LMCl和HCl的混合溶液,HCl完全电离产生的c(H+)=mol/L110-3mol/L[A点MOH溶液中c(OH-)],D点溶液中水的电离程度小于A点,从A点到D点溶液中水的电离程度:DABC,D项错误;
答案选C。
22.将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混合后,溶液里各种离子物质的量浓度的关系是 ( )
A. c (OH-) = c(NH4+) + c (H+) B. c (Cl-)> c(NH4+)> c (H+) > c (OH-)
C. c(NH4+) > c (Cl-)> c (OH-)> c (H+) D. c (Cl-)> c (H+) > c (NH4+) > c (OH-)
【答案】C
【解析】
【详解】将10 mL0.2 mol/L氨水和10 mL0.1 mol/L盐酸混合后,所得溶液中c(NH3•H2O)=c(NH4Cl),此时NH3·H2ONH+ OH-,H2OH++OH-。
A. 依据电荷守恒c (OH-)+ c (Cl-) = c(NH4+) + c (H+),A错误;
B. 溶液中以NH3·H2O的电离为主,所以c(Cl-)
D. c(H+)只来自水的微弱电离,所以 c(H+)
23.全钒液流电池充电时间短,续航能力强,其充放电原理为VO2++V3++H2OVO+V2++2H+。以此电池为电源,用石墨电极电解Na2SO3溶液,可得到NaOH 和H2SO4示意图如下。下列说法错误的是( )
A. 全钒液流电池放电时,正极的电极反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O
B. 图中a电极为阴极,N物质是H2
C. 全钒液流电池充电时,V3+被氧化为VO2+
D. 电解时,b电极的反应式为SO32-+H2O-2e== SO42-+2H+
【答案】C
【解析】
【详解】A项,根据全钒液流电池的充放电原理,放电时反应的方程式为VO2++V2++2H+=VO2++V3++H2O,放电时正极发生得电子的还原反应,正极的电极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O,A项正确;
B项,根据图示,图中b电极上SO32-发生失电子的氧化反应生成H2SO4,b电极为阳极,a电极为阴极,由于放电顺序:H+Na+,a电极上的电极反应式2H2O+2e-=H2↑+2OH-,N物质是H2,B项正确;
C项,全钒液流电池充电时反应的方程式为VO2++V3++H2O= VO2++V2++2H+,根据“只靠拢、不交叉”,V3+被还原为V2+,VO2+被氧化为VO2+,C项错误;
D项,电解时,b电极上SO32-发生失电子的氧化反应生成H2SO4,电极反应式为SO32- -2e-+H2O=SO42-+2H+,D项正确;
答案选C。
24.如图是三种酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是( )
A. Cr含量小于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
B. Cr含量等于13%时,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4>HCl>HNO3
C. 随着Fe含量的增加,Fe-Cr合金在5%HNO3中的耐腐蚀性越来越弱
D. 稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强
【答案】C
【解析】
【详解】A. 从图中可以看出,Cr含量大约小于10%时,硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强,A错误;
B. Cr含量等于13%时,三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀速率由快到慢的顺序为H2SO4>HCl=HNO3,B错误;
C. 从图中可以看出,随着Fe含量的增加,曲线由右向左,Fe-Cr合金在5%HNO3中的反应速率越来越快,则耐腐蚀性越来越弱,C正确;
D. 在Cr含量大于13%时,稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硝酸和稀盐酸都强,但Cr含量大约小于10%时,硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性最强,D错误。
故选C。
25.25℃时,某浓度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含磷微粒的物质的量分数δ随溶液pH的变化曲线如图所示:下列说法正确的是( )
A. pH=7.2时,溶液中c(H2PO4ˉ)+c(HPO42-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+)
B. 曲线1和曲线2分别表示δ(H3PO4)和δ(HPO42-)的变化
C. pH=12.3时,溶液中由水电离出的c(H+)=10-12.3mol/L
D. 25℃时,H3PO4的电离常数K1=10-2.1
【答案】D
【解析】
【详解】A. pH=7.2时,溶液中c(H2PO4ˉ)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OHˉ)=c(Na+)+c(H+),A错误;
B. 曲线1和曲线2分别表示δ(H3PO4)和δ(H2PO4-)的变化,B错误;
C. pH=12.3时,溶液中的溶质是Na3PO4和Na2HPO4,溶液中的OH-全部来自水电离,溶液中的H+来自水和HPO42-的电离,只是水电离的H+大部分与PO43-、HPO42-结合,所以由水电离出的c(H+)水= c(OHˉ)溶液=10-1.7mol/L,C错误;
D. 25℃时,在pH=2.1点,c(H2PO4ˉ)=c(H3PO4),H3PO4电离常数K1==10-2.1,D正确。
故选D。
二、非选择题(共50分)
26.(1)将Al片和Cu片用导线连接,一组插入浓硝酸中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池。写出插入稀NaOH溶液中形成原电池的负极反应________________。写出插入浓硝酸中形成原电池的正极反应______________。
(2)铅蓄电池是最常见的二次电池,由于其电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,所以在生产、生活中使用广泛,写出铅蓄电池放电时的正极反应______________________;充电时的阴极反应____________________。
【答案】(1). 2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O (2). 4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O (3). 4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O (4). PbSO4+2e−=Pb+SO42−
【解析】
【分析】(1) Al片和Cu片用导线连接,插入稀NaOH溶液中,只有Al能与NaOH溶液反应,形成原电池,负极为Al失电子,在碱性溶液中,Al转化为AlO2-。Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中,形成原电池,由于Al发生钝化,所以Cu作负极,Al作正极,正极为溶液中的NO3-获得电子,生成NO2气体。
(2)铅蓄电池放电时,正极反应为PbO2得电子,生成PbSO4等;充电时的阴极反应为PbSO4获得电子转化为Pb。
【详解】(1) Al片和Cu片用导线连接,插入稀NaOH溶液中,只有Al能与NaOH溶液,在碱性溶液中,负极Al失电子转化为AlO2-,电极反应式为2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O。Al片和Cu片用导线连接,插入浓硝酸中,形成原电池,由于Al发生钝化,所以Cu作负极,Al作正极,正极反应为溶液中的NO3-获得电子,生成NO2气体,电极反应式为4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O。答案:2Al - 6e− +8OH− =2AlO2-+4H2O;4H++ 2e− +2NO3− =2NO2↑+2H2O;
(2)铅蓄电池放电时,正极反应为PbO2得电子,生成PbSO4等,电极反应式为4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O;充电时阴极为PbSO4获得电子转化为Pb,电极反应式为PbSO4+2e−=Pb+SO42−。答案为:4H++ 2e− +SO42− +PbO2=PbSO4+2H2O;PbSO4+2e−=Pb+SO42−。
27.甲烷燃料电池体积小巧、燃料使用便利、洁净环保、理论能量比高,用甲烷燃料电池为下图电解装置供电,工作一段时间后,A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则:
(1)电解一段时间后,甲烷燃料电池中溶液的pH_________。(填“增大、减小或不变”)
(2)甲烷燃料电池中导线A与电解池中的_________(填M或N)导线连接
(3)B池中一段时间后实验现象______________________________________________。
(4)相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总体积由大到小的顺序为_______。
(5)D池电解一段时间后,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入________。
【答案】(1). 减小 (2). M (3). 铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色 (4). C>A>B>D (5). Ag2O或Ag2CO3
【解析】
【分析】(1)甲烷燃料电池中发生的电池反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,由此可得出溶液的pH变化。
(2) A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则左边试管内的Pt电极为阴极,与它相连的为电源的负极,甲烷燃料电池中导线A为负极,应与阴极相连,由此得出与电解池中的导线的连接方式。
(3)B池中,Fe电极为阴极,发生反应为4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;Cu电极为阳极,发生反应为2Cu-4e-=2Cu2+,由此可得出一段时间后实验现象。
(4)A池中电极反应为:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;B池,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑,阳极2Cu-4e-=2Cu2+;C池:阳极4Cl--4e-=2Cl2↑,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;D池:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4Ag++4e-=4Ag。假设线路中通过的电子为4mol,则相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总物质的量分别为3mol、2mol、4mol、1mol,由此得出生成气体的总体积由大到小的顺序。
(5)D池电解一段时间后,阳极生成O2,阴极生成Ag,将两电极产物进行反应,然后放入电解质溶液中,就可恢复到电解前的状态。
【详解】(1)电解一段时间后,甲烷燃料电池中发生的电池反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,从电池反应可以看出,甲烷燃烧过程中需要消耗KOH,则溶液的pH减小。答案为:减小;
(2) A池中左右试管收集到的气体体积比为2:1,则左边试管内的Pt电极为阴极,与它相连的为电源的负极,甲烷燃料电池中导线A为负极,应与阴极相连,由此得出导线A与电解池中的M导线连接。答案为:M;
(3)B池中,Fe电极为阴极,发生反应为4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;Cu电极为阳极,发生反应为2Cu-4e-=2Cu2+,由此可得出一段时间后实验现象为铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色。答案为:铁电极周围有气泡产生,铜电极溶解,电解质溶液逐渐变蓝色;
(4)A池中电极反应为:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;B池,阳极2Cu-4e-=2Cu2+,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;C池:阳极4Cl--4e-=2Cl2↑,阴极4H2O+4e-=4OH-+2H2↑;D池:阳极2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极4Ag++4e-=4Ag。假设线路中通过的电子为4mol,则相同条件下,电解质足量的A、B、C、D池中生成气体的总物质的量分别为3mol、2mol、4mol、1mol,由此得出生成气体的总体积由大到小的顺序为C>A>B>D。答案为:C>A>B>D;
(5)D池电解一段时间后,阳极生成O2,阴极生成Ag,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入Ag2O或Ag2CO3。答案为:Ag2O或Ag2CO3。
28.某工厂对制革工业污泥中铬的处理工艺流程如下:
已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有_________、___________。(答出两点)。
(2)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
5.4(>8溶解)
9(>9溶解)
①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是________________________________。
②常温下,当pH=8时,Mg2+是否开始沉淀(溶液中镁离子浓度不超过1mol·L-1)___________ 。 (填“是”或“否”)若要使Mg2+完全沉淀,溶液的pH至少为_________(已知Ksp[Mg(OH)2]=1. 6×10-12,lg2=0.3)。
【答案】(1). 升高温度(加热) (2). 搅拌 (3). pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用 (4). 否 (5). 10.6
【解析】
【分析】(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有加热、搅拌、粉碎、提高酸的浓度等。
(2)①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,从沉淀的溶解、产品的提纯等分析。
②常温下,当pH=8时,Mg2+是否开始沉淀,利用Ksp[Mg(OH)2]进行分析。若要使Mg2+完全沉淀,溶液的pH计算,从c(Mg2+)=10-5mol/L进行计算。
【详解】(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有升高温度(加热)、搅拌等。答案为:升高温度(加热);搅拌;
(2)①用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用。答案为:pH超过8时,会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2-,最终影响Cr的回收与再利用;
②常温下,当pH=8时,c(OH-)=10-6mol/L,1×(10-6)2=10-12<1. 6×10-12,则Mg2+没有开始沉淀。若要使Mg2+完全沉淀,c(Mg2+)=10-5mol/L,Ksp[Mg(OH)2]=10-5×c2(OH-)=1. 6×10-12,c(OH-)=4×10-4mol/L。溶液的pH=-lg=10.6。答案为:否;10.6。
29.已知25℃时,醋酸、氢硫酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表:(单位省略)
醋酸
氢硫酸
氢氰酸
Ka=1.8×10-5
Ka1=9.1×10-8
Ka2=1.1×10-12
Ka=4.9×10-10
(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液a.CH3COOH;b.HCN;c.H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)___________。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液①NaCN 溶液、②Na2S溶液、③CH3COONa溶液,pH由大到小的顺序为_____________(填序号)。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,阴离子总浓度由大到小的顺序为 _____________(填序号)。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,测得混合溶液中c(Na+)>c(CN-),下列关系正确的是_______。
a.c(H+)
【答案】(1). b>a>c (2). ②>①>③ (3). ③>②>① (4). ac (5). CN-+H2S=HS-+HCN
【解析】
【分析】(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,需使用酸的起始浓度。
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L,c正确。
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式。
【详解】(1)体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液,电离常数越小,起始浓度越大,而中和碱的能力,酸的起始浓度越大,消耗碱的体积越大。醋酸的Ka=1.8×10-5,氢硫酸的Ka1=9.1×10-8,氢氰酸的Ka=4.9×10-10,则消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是b>a>c。答案为:b>a>c;
(2)25℃时,等浓度的三种溶液,对应酸的酸性越弱,水解能力越强,溶液的pH越大。三种酸的酸性:醋酸>氢硫酸>氢氰酸,pH由大到小的顺序为②>①>③。答案为:②>①>③;
(3)25℃时,浓度均为0.01mol/L的①NaCN、②CH3COONa、③NaCl 溶液中,从水解方程式和水的电离方程式两方面分析阴离子总浓度关系。CN-+H2OHCN+OH-,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,Cl-不发生水解,此时三份溶液中的阴离子总浓度相等。在三份溶液中,H2OH++OH-,水解后的溶液中,c(OH-)越大,水的电离程度越小,最终溶液中阴离子的总浓度越小,故阴离子总浓度由大到小的顺序为③>②>①。答案为:③>②>①;
(4)将浓度为0.02mol/L的HCN 与0.01mol/L NaOH 溶液等体积混合,溶质为等浓度的HCN和NaCN,混合溶液中c(Na+)>c(CN-),则根据电荷守恒,c(H+)
c.反应后的溶液中,根据物料守恒,c(HCN)+c(CN-)=0.01mol/L,c正确。
答案为:ac;
(5)25℃时,向NaCN溶液中通入少量H2S,因为氢硫酸的Ka2小于氢氰酸的Ka,则HS-与CN-不能发生反应,由此可得出反应的离子方程式为CN-+H2S=HS-+HCN。答案为:CN-+H2S=HS-+HCN。
30.NaCN是一种重要的基本化工原料,同时也是一种剧毒物质,严重危害人类健康。
(1)含氰废水中的氰化物常以[Fe(CN)6]3-和CN-的形式存在,工业上有多种废水处理方法。其中电解处理法如图:
用如图所示装置处理含CN-废水时,控制溶液pH为9~10并加入一定量的NaCl,一定条件下电解,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去。铁电极为_____________(填“阴极”或“阳极”),阳极产生的ClO-的电极反应为_______________________,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去的离子方程式为___________________________________。
(2)可用以下方法测定处理后的废水中NaCN的含量。已知:Ⅰ.废水中NaCN 的最高排放标准为0.50mg/L;Ⅱ.Ag+ +2CN-=[Ag(CN)2]-,Ag++I-=AgI↓,AgI沉淀呈黄色,且CN- 优先与Ag+反应。实验如下:20.00mL处理后的含NaCN 的废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI 溶液作指示剂,用1.00×10-4mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为15.00mL。
①滴定时1.00×10-4mol/L的标准AgNO3溶液应用_________________(填仪器名称)盛装;滴定终点时的现象是____________________________。
②处理后的含NaCN 的废水是否达到排放标准____________(填“是”或“否”)。
【答案】(1). 阴极 (2). Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O (3). 5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O (4). 酸式滴定管 (5). 滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失 (6). 否
【解析】
分析】(1)铁电极为活性电极,若铁为阳极,则阳极为Fe-2e-=Fe2+,而不是Cl-转化为ClO-,阳极产生的ClO-的电极反应为Cl-失电子转化为 ClO-。
(2)①AgNO3溶液显酸性,会腐蚀橡皮管;滴定终点时,生成AgI。
②处理后的含NaCN 的废水是否达标排放,可利用方程式Ag++CN-=AgCN进行计算,然后与0.50mg/L进行比较。
【详解】(1)铁电极为活性电极,若铁为阳极,则阳极为Fe-2e-=Fe2+,而不是Cl-转化为ClO-,所以铁电极为阴极;阳极产生的ClO-应来自Cl-失电子,电极反应为Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O,阳极产生的ClO-将CN-氧化为无害物质而除去,则生成N2、CO32-等,离子方程式为5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O。
答案为:阴极;Cl-- 2e− +2OH− =ClO-+H2O;5ClO-+2CN-+2OH−=N2↑+2CO32-+5Cl-+H2O;
(2)①AgNO3溶液显酸性,会腐蚀橡皮管,应用酸式滴定管盛装;滴定终点时的现象是滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失。答案为:酸式滴定管;滴入最后一滴硝酸银溶液,产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失;
②n(Ag+)=1.00×10-4mol/L×0.015L=1.5×10-6mol,由方程式Ag++CN-=AgCN,可求出
n(CN-)=1.5×10-6mol,处理后的废水中NaCN 含量为=3.675mg/L>0.50mg/L,所以废水没有达到排放标准。答案为:否。
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