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【化学】宁夏青铜峡市高级中学2018-2019学年高二上学期期末考试(解析版)
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宁夏青铜峡市高级中学2018-2019学年高二上学期期末考试
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32
一、选择题
1.下列化合物属于弱电解质的是( )
A. CO2 B. HF C. HClO4 D. Ba(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2属于非电解质,A项错误;
B.氢氟酸(HF)属于电解质,且在水溶液中部分电离HFH++F-,HF属于弱电解质,B项正确;
C.HClO4是已知酸中最强的酸,在水溶液中完全电离HClO4=H++ClO4-,HClO4属于强电解质,C项错误;
D.Ba(OH)2属于强碱,在水溶液中完全电离Ba(OH)2=Ba2++2OH-,Ba(OH)2属于强电解质,D项错误;答案选B。
2.0.05mol/L的Ba(OH)2溶液,pH为( )
A. 12.7 B. 12.0 C. 13.0 D. 13.7
【答案】C
【解析】
【详解】0.05mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.1mol/L,则其溶液中c(H+)===10-13mol/L,所以溶液pH=-lgc(H+)=-lg10-13=13.0。答案选C。
3.pH值为3的CH3COOH和pH为11的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液pH为( )
A. pH<7 B. pH> 7 C. pH=7 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】pH值为3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol/L,因为CH3COOH部分电离,故CH3COOH的物质的量浓度c(CH3COOH)>10-3mol/L。pH为11的NaOH溶液中c(OH-)===10-3mol/L,因为NaOH完全电离,故NaOH的物质的量浓度c(NaOH) =10-3mol/L,因此,等体积的CH3COOH溶液与NaOH溶液中n(CH3COOH)>n(NaOH),由反应式CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O可知CH3COOH过量,混合后溶液显酸性,所以混合后溶液pH<7。答案选A。
4.0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH( )
A. pH<7 B. pH> 7 C. pH=7 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】等体积的0.1mol/L的HCl与0.1mol/L的NaOH溶液中n(HCl)=n(NaOH),根据中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,HCl与NaOH恰好反应完全,得到NaCl溶液,而NaCl属于强酸强碱盐,溶液显中性,所以混合溶液pH=7,答案选C。
5.50mL的酸式滴定管中,某浓度HCl溶液在30mL处,则该HCl溶液的体积为( )
A. 等于20mL B. 大于20mL C. 等于30mL D. 大于30mL
【答案】B
【解析】
【详解】对于50mL的滴定管来说,因HCl溶液的液面在30mL处,则有“刻度”的盐酸体积=50mL-30mL=20mL,“50mL刻度”以下部分是充满盐酸的,所以该HCl溶液的体积必大于20mL,答案选B。
6.下列试纸,使用时预先不能用蒸馏水润湿的是( )
A. 红色石蕊试纸 B. 蓝色石蕊试纸 C. pH试纸 D. 淀粉KI试纸
【答案】C
【解析】
【详解】pH试纸测定溶液的pH,若事先用蒸馏水润湿(相当于稀释了待测液)。当溶液显酸性时,pH将偏大;当溶液显碱性时,pH将偏小。所以pH试纸使用时事先不能用蒸馏水润湿,答案选C。
7.下列说法正确的是( )
A. 难溶电解质的溶度积越小,溶解度越大 B. 难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡
C. 可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀 D. 一定浓度的NH4Cl溶液不能溶解Mg(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于同种类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,其饱和溶液中溶解的难溶电解质的物质的量浓度等于c(Ag+)=,此时难溶电解质的溶度积越小,溶解度越小,所以A项错误;
B.难溶电解质在溶解过程中,当溶解速率等于结晶速率时,难溶电解质固体质量和溶液中难溶电解质阴、阳离子浓度保持不变,即达到一种动态的平衡,B项正确;
C.没有绝对不溶的难溶电解质,所以通过沉淀反应不可能使杂质离子完全沉淀,通常情况下,当难溶电解质的离子浓度小于1×10-5mol/L时就近似认为沉淀完全了,C项错误;
D.NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+, 且Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,Mg(OH)2溶解时水解平衡向正反应方向移动,所以一定浓度的NH4Cl溶液能够溶解Mg(OH)2。D项错误;答案选B。
8.工业上制备纯净的氯化锌时,将含杂质的氯化锌溶于过量盐酸中,为了除去杂质需调节溶液的pH到4,应加入的试剂是( )
A. ZnCl2 B. ZnO C. NaOH D. NH3·H2O
【答案】B
【解析】
【详解】因为除杂时不能引入新的杂质,ZnO不溶于水而能消耗H+:ZnO+2H+=Zn2++H2O,所以加入ZnO既能调节溶液的pH,又不引入新的杂质,答案选B。
9.NH4Cl溶液中,下列叙述错误的是( )
A. c(NH4+) + c( H+ ) = c(Cl—) + c(OH— ) B. c(Cl—)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH— )
C. c(NH4+)>c(Cl—) >c(OH— ) >c( H+ ) D. c(NH4+) + c( NH3 · H2O ) = c(Cl—)
【答案】C
【解析】
【详解】NH4Cl溶液中存在:NH4++H2ONH3·H2O+H+,H2OH++OH-。
A.根据电荷守恒关系有:c(NH4+) + c( H+ ) = c(Cl-) + c(OH- ),A项正确;
B.因为NH4Cl的水解是微弱的,水的电离程度极小,所以离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH- )。B项正确;
C.因为NH4Cl的水解是微弱的,水的电离程度极小,所以离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH- )。C项错误;
D.根据物料守恒关系有:c(NH4+) + c(NH3·H2O) = c(Cl-),D项正确;答案选C。
10.下列叙述中正确的是( )
A. 原电池中的负极失电子,发生还原反应
B. 原电池中发生氧化反应的电极是负极
C. 原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
D. 原电池中较活泼的金属做正极
【答案】B
【解析】
【详解】A. 原电池中的负极失去电子,发生氧化反应,A项错误;
B.原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,所以发生氧化反应的电极是负极,B项正确;
C.原电池中的电极不一定要由两种不同的金属组成,如燃料电池的正、负极都可以使用金属铂(或都用石墨),其中金属铂不仅作电极,而且还起催化转化作用。C项错误;
D.一般来说,两种活泼性不同的金属作原电池两极时,较活泼的金属做负极,D项错误;答案选B。
11.为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采取如图所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用( )
A. 锌 B. 钠 C. 铜 D. 石墨
【答案】A
【解析】
【详解】如图方案降低水库的铁闸门被腐蚀的速率,属于牺牲阳极的阴极保护法,根据原电池原理,R应选用活泼性比铁强的金属,且不能与水反应,所以只能选择金属锌,答案选A。
12.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A. A 6:3:2 B. B 2:3:6 C. C 3:2:1 D. D 1:2:3
【答案】A
【解析】
【详解】电解熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的化学方程式分别为2KCl2K+Cl2↑~转移2e-,MgCl2Mg+Cl2↑~转移2e-,2AlCl32Al+3Cl2↑~转移6e-。因为串联电路中相同时间内转移电子物质的量相等,当电路中转移6mole-时,电解生成K、Mg、Al的物质的量分别为6mol、3mol、2mol。所以析出钾、镁、铝的物质的量之比为6:3:2。答案选A。
13.某同学为了使反应2HCl + 2Ag2AgCl + H2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )
【答案】C
【解析】
【详解】银与盐酸不反应,不能自发进行,不能设计成原电池;为了使反应2Ag+2HCl=2AgCl+H2↑进行,可设计为电解池,选择Ag为阳极,盐酸为电解质溶液即可实现目的,C正确。
综上所述,本题选C。
【点睛】电化学是氧化还原反应的具体应用,原电池是自发进行的氧化还原反应,而电解池是被迫进行的氧化还原反应,需要外接直流电源。
14.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,这是发生了吸氧腐蚀。铁锅材料中的铁为负极:2Fe-4e-=2Fe2+,碳为正极:O2+4e-+2H2O=4OH-,总反应为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓,在空气中:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O,Fe2O3·xH2O为铁锈的主要成分。答案选B。
15.按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,以下元素属于d区的是( )
A. N B. Mg C. Fe D. Cu
【答案】C
【解析】
【详解】人们根据元素的原子核外最后一个电子填入的能级,将周期表划分成5个区:s、p、d、ds、f。选项中的元素电子排布式分别为N:1s22s22p3,Mg:1s22s22p63s2,Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。氮、镁、铁铜等元素分别属于p、s、d、ds区。答案选C。
16.表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成 ( )
A. 310 B. 3d10 C. 3s23p64s2 D. 3s23p63d2
【答案】D
【解析】
【详解】核外电子排布遵循能量最低原理,所以在第三电子层上有10个电子的排布为:3s23p63d2。答案选D。
17.下列各组指定的元素,不能形成AB2型化合物的是
A. 2s22p2和2s22p4 B. 3s23p4和2s22p4
C. 3s2和2s22p5 D. 3s1和3s23p5
【答案】D
【解析】
D项为Na和Cl二元素。
18.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是KJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A. 元素X的常见化合价是+1价 B. 元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl2
C. 元素Y是ⅢA族的元素 D. 若元素Y处于第3周期,它不能与冷水剧烈反应
【答案】B
【解析】
【详解】分析表格中逐级电离能数据可知,元素X的第二电离能I2是其第一电离能I1的9.2倍,第二级电离能发生突变;元素Y的第四电离能I4是其第三电离能I3的4.3倍,第四级电离能发生突变,说明X元素原子最外层只有1个电子,Y元素原子最外层有3个电子。
A.主族元素的最高正价等于最外层电子数,所以元素X的常见化合价是+1价,A项正确;
B.元素X的常见化合价为+1价,X与氯形成化合物时化学式应该是XCl。B项错误;
C.元素Y最外层有3个电子且是主族元素,所以元素Y是IIIA族元素,C项正确;
D. 若元素Y处于第3周期,结合C项分析可知元素Y是铝元素,铝不能与冷水剧烈反应,D项正确;答案选B。
【点睛】元素的逐级电离能的数值是逐渐增大的,如果某相邻电离能数值发生突变,说明这两个电子的能量相差很大,不可能在同一能层上,由此可确定最外层电子数。
19.下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述不正确的是 ( )
A. 它的元素符号为S B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 它可与H2生成气态化合物 D. 其电子排布图为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,核电荷数为16,属于硫元素,该粒子的元素符号为S。A项正确;
B.该粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,B项正确;
C.硫单质可与H2在加热条件下反应:S+H2H2S,H2S为气态氢化物,C项正确;
D.违反了洪特规则,正确的电子排布图为。D项错误;答案选D。
20.能影响水的电离平衡,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A. 将水加热煮沸,测得pH=6 B. 向水中加入FeCl3固体
C. 向纯水中投入一小块金属钠 D. 向水中加入Na2CO3固体
【答案】B
【解析】
【详解】水能发生微弱的电离:H2OH++OH-,电离过程吸热。
A.将水加热煮沸时,水的电离平衡向电离方向移动,H+浓度增大,pH可能为6,但水中仍有:c(H+)=c(OH-)。A项错误;
B.FeCl3加入水中发生水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,促进水的电离平衡向右移动,溶液中c(H+)>c(OH-),B项正确;
C.钠跟水反应置换氢,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,先促进水的电离平衡向右移动,后来NaOH又使水的电离平衡向左移动,但溶液中c(OH-)>c(H+),C项错误;
D.Na2CO3发生水解反应:CO32-+H2OHCO3-+OH-,促进水的电离平衡向右移动,但溶液中c(OH-)>c(H+),D项错误;答案选B。
【点睛】影响水的电离平衡常见的有以下几种情形:一是酸都能抑制水的电离;二是碱都能抑制水的电离;三是水解的盐都能促进水的电离,四是强酸的酸式盐如NaHSO4抑制水的电离。
21.pH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能( )
A. H2SO4 B. NaOH C. AgNO3 D. Na2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解H2SO4溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,所以电解一段时间后溶液中H2SO4浓度增大,c(H+)增大,pH减小,A项错误;
B.电解NaOH溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,所以电解一段时间后溶液中NaOH浓度增大,c(OH-)增大,pH增大,B项正确;
C.电解AgNO3溶液的反应:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,电解一段时间后溶液酸性增强,pH减小,C项错误;
D.电解Na2SO4溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,Na2SO4属于强酸强碱盐不发生水解,所以电解前后溶液都显中性,pH不变,D项错误;答案选B。
【点睛】用惰性电极电解下列3类溶液时实际是电解水:一是强碱溶液如Ba(OH)2溶液;二是含氧酸溶液如HNO3溶液;三是活泼金属的含氧酸盐溶液如KNO3溶液。
22.下列事实一定能说明HF是弱酸的是( )
①常温下NaF溶液的pH大于7; ②用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗;
③HF与NaCl不能发生反应; ④常温下0.1mol/L的HF溶液的pH为2.3
⑤HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体 ⑥HF与水能以任意比混溶
⑦1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红
A. ①④ B. ②③⑤ C. ③④⑥ D. ①②⑦
【答案】A
【解析】
【详解】①如果常温下NaF溶液的pH大于7,则NaF属于强碱弱酸盐,它水解使溶液显碱性:F-+H2OHF+OH-,可推知HF一定是弱酸,①项正确;
②用HF溶液做导电性实验时,缺少了等浓度等体积的一元强酸(如HCl)的对照实验,故该事实不能说明HF一定是弱酸,②项错误;
③根据强酸制弱酸的原理,HF与NaCl不能发生反应,可推知HF可能是弱酸或是强酸。③项错误;
④由题意知常温下0.1mol/L的HF溶液中c(H+)=10-2.3mol/L<0.1mol/L,可推断HF不能完全电离,所以该事实一定能说明HF是弱酸,④项正确;
⑤根据强酸制弱酸的原理,HF能与Na2CO3溶液反应,可推断HF的酸性比H2CO3强,但不能确定HF是强酸还是弱酸,⑤项错误;
⑥由“HF与水能以任意比混溶”无法判断HF的电离程度,所以该事实不能说明HF一定是弱酸,⑥项错误;
⑦由“1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红”可推知HF溶液显酸性,HF可能是强酸也可能是弱酸,⑦项错误;答案选A。
【点睛】证明弱酸或弱碱的事实一般有以下几个角度:(1)酸或碱在水溶液中是否部分电离,如测定一定浓度的酸或碱溶液的pH; (2)酸对应的强碱盐(如钠盐)或碱对应的强酸盐(如氯化物)的水溶液的酸碱性;(3)一定浓度的酸或碱溶液加水稀释后其溶液pH是否变化,看是否存在电离平衡移动等。
23.现有浓度为1 mol/L的五种溶液:①HCI,②H2SO4,③CH3COOH,④NH4Cl,⑤NaOH,由水电离出的C(H+)大小关系正确的是( )
A. ②>①>③>④>⑤ B. ①=②>③>④>⑤
C. ④>③>①=⑤>② D. ④>③>①>⑤>②
【答案】C
【解析】
【详解】水能发生微弱的电离:H2OH++OH-。五种物质中只有NH4Cl能发生水解反应,促进水的电离,其它物质都是抑制水的电离,所以等浓度时NH4Cl溶液中由水电离出来的H+浓度最大;等浓度下H2SO4电离的H+浓度最大,它对水的抑制作用最强,所以H2SO4溶液中由水电离出来的H+浓度最小;等浓度时HCl电离产生的H+浓度与NaOH电离产生的OH-浓度相等,所以等浓度时HCl与NaOH对水电离的抑制作用相同,即HCl与NaOH溶液中由水电离产生的H+浓度相等;CH3COOH是弱酸,等浓度时电离产生的H+浓度比HCl小,对水电离的抑制作用比HCl弱,所以等浓度时CH3COOH溶液中由水电离产生的H+浓度比HCl多,总之,五种溶液中由水电离产生的c(H+)大小关系是:④>③>①=⑤>②。答案选C。
【点睛】水分子能发生微弱电离H2OH++OH-,在酸和碱溶液中水的电离都被抑制,在能水解的盐溶液中水的电离都被促进。一般说来,酸溶液中OH-全部来自水的电离,碱溶液中H+全部来自水的电离。能水解的盐溶液中,弱酸根离子结合水电离的部分H+,弱碱阳离子结合水电离的部分OH-。不管是纯水中,还是酸、碱、盐溶液中水电离的H+浓度与水电离的OH-浓度一定相等。
24.将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度关系正确的是
A. c(NH4+)>c(Cl–)>c(H+)>c(OH–) B. c(NH4+)>c(Cl–)>c(OH–)>c(H+)
C. c(Cl–)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH–) D. c(Cl–)>c(NH4+)>c(OH–)>c(H+)
【答案】B
【解析】
氨水是弱碱,所以pH=11的氨水的浓度大于0.001mol/L,因此在反应中氨水是过量的,溶液显碱性,答案选B。
25.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液,若pH<7,则溶液中各离子的浓度关系不正确的是( )
A. c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-) B. c(H+)+ c(A2-)= c(OH-)+ c(H2A)
C. c(Na+)= c(HA-)+ c(H2A)+ c(A2-) D. c(Na+)+ c(H+)= c(HA-)+2 c(A2-)+ c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中既存在电离平衡HA-H++A2-,又存在水解平衡HA-+H2OH2A+OH-,因为溶液pH<7,即显酸性,所以电离程度大于水解程度。
A.因为电离和水解都较弱,所以溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。A项正确;
B.根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。消去两式中c(Na+)项,得c(H+)+c(H2A)=c(OH-)+c(A2-),B项错误;
C.根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。C项正确;
D. 根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)。D项正确;答案选B。
二、非选择题
26.有下列化合物:①NaCl②NaOH③HCl④FeCl3⑤CH3COONa⑥CH3COOH⑦NH3•H2O⑧H2O
请回答下列问题:
(1)FeCl3溶液显__________性,用离子方程式表示______________________;
CH3COOH溶液显________性,用离子方程式表示__________________________;
(2)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,水电离出来的c(OH-)=_________________;
在pH=3HCl的溶液中,水电离出来的c(H+)=___________________;
(3)已知水存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-△H>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,选择方法是____________。
A.向水中加入NaHSO4固体
B.向水中加入(NH4)2SO4固体
C.加热至100℃[其中c(H+)=1×10-6mol•L-1]
D、向水中加Na2CO3固体
(4)若等浓度、等体积的②NaOH和⑦NH3•H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH相等,则m___________n(填“<”、“>”或“=”)。
(5)25℃,pH=a的盐酸VamL与pH=14-a的氨水VbmL混合,若溶液显中性,则Va_____Vb(填“>”、“<”、“=”、“无法确定”)
(6)除⑧H2O外,若其余7种溶液的物质的量浓度相同,则这7种溶液按pH由大到小的顺序为:______________________________________________(填序号)。
(7)常温下pH=13的NaOH溶液与pH=2的盐酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则NaOH与盐酸的体积比为________
【答案】 (1). 酸 (2). Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H + (3). 酸 (4). CH3COOH CH3COO- + H + (5). 10-4 mol/L (6). 10-11 mol/L (7). B (8). > (9). > (10). ②>⑦>⑤>①>④>⑥>③ (11). 1 :9
【解析】
【分析】
强酸和强碱完全电离,弱酸和弱碱部分电离;FeCl3属于强酸弱碱盐,水解显酸性,CH3COONa属于强碱弱酸盐,水解显碱性;水的电离是微弱的,电离过程吸热;由此分析解答。
【详解】(1)FeCl3属于强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。CH3COOH属于弱酸,溶液显酸性,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)CH3COONa属于强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,由溶液的pH=10知,溶液中c(H+)溶液=10-10mol/L,所以该溶液中由水电离出来的c(OH-)水=c(OH-)溶液===10-4mol/L;由pH=3的HCl溶液知,该HCl溶液中c(H+)溶液=10-3mol/L,HCl溶液中由水电离出来的c(H+)水=c(OH-)溶液===10-11mol/L。
(3)A.NaHSO4在水中电离NaHSO4=Na++H++SO42-,增大了溶液中c(H+),水的电离平衡向左移动。A项错误;B.(NH4)2SO4在水中能发生水解反应:NH4++H2ONH3·H2O+H+,使水的电离平衡向右移动,且所得溶液显酸性,B项正确;C.因水的电离是吸热过程,加热能使水的电离平衡向右移动,但溶液中c(H+)=c(OH-),水仍然显中性,C项错误;D.Na2CO3在水中能发生水解反应:CO32-+H2OHCO3-+OH-,使水的电离平衡向右移动,但所得溶液显碱性,D项错误;答案选B。
(4) 等浓度的NaOH溶液和NH3•H2O溶液,稀释相同的倍数时,溶液中c(OH-)大小关系是:NaOH>NH3•H2O,若使稀释后溶液pH相等[即c(OH-)相等],则应将NaOH溶液继续稀释,最后才可能与NH3•H2O的pH相等,所以若稀释后两溶液的pH相等,则m>n。
(5)pH=a的盐酸中c(H+)=10-amol/L,盐酸是强酸,盐酸物质的量浓度为10-amol/L;pH=14-a的氨水中c(OH-)===10-amol/L,而氨水是弱碱,氨水物质的量浓度远大于10-amol/L,由中和反应方程式HCl+NH3•H2O=NH4Cl+H2O可推知,混合后若溶液显中性,则盐酸体积要远大于氨水的体积即Va>Vb。
(6)HCl、FeCl3、CH3COOH溶液显酸性,pH小于7;NaCl显中性,pH等于7;NaOH、CH3COONa、NH3•H2O溶液显碱性,pH大于7。一般来说,盐类水解程度小于酸或碱的电离程度,等浓度FeCl3的酸性弱于HCl和CH3COOH,CH3COONa的碱性弱于NaOH和NH3•H2O。强酸和强碱完全电离,弱酸和弱碱部分电离,所以等浓度时HCl的酸性强于CH3COOH,NaOH的碱性强于NH3•H2O。总而言之,等浓度时七种物质溶液的pH由大到小的顺序为:NaOH>NH3•H2O>CH3COONa>NaCl>FeCl3>CH3COOH>HCl。即②>⑦>⑤>①>④>⑥>③。
(7)pH=13的NaOH溶液中c(OH-)===0.1mol/L;pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2mol/L。因为所得溶液pH=11,说明NaOH过量,且c(OH-)混合===10-3mol/L,又c(OH-)混合=, 代入数据有:=10-3mol/L。解得VNaOH(aq):VHCl(aq)=1:9。
27.(1)相同物质的量浓度下的各溶液:NaX、NaY、NaZ,其pH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序为:________________________________
(2)将AlCl3溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是__________________
(3)在一定温度下,有a盐酸,b硫酸,c醋酸三种酸。(填序号)
①当其物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 _______________。
②同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 ____________。
③当三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为 ____________________。
(4)难溶电解质的水溶液中存在着溶解平衡。已知:在常温下, K sp [Cu(OH)2]=2.0×10-20写出Cu(OH)2溶度积常数表达式___________________________________当溶液中各离子浓度系数次方的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之沉淀溶解。某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于 _______________才能达到目的。
【答案】 (1). HX>HY>HZ (2). Al2O3 (3). b>a>c (4). b>a =c (5). c>a>b (6). K sp [Cu(OH)2]=C(Cu2+).C2(OH-) (7). 5
【解析】
【分析】
(1)根据盐类水解的特点“越弱越水解”分析。
(2)AlCl3属于强酸弱碱盐,且水解生成HCl,HCl具有挥发性,由此分析。
(3)根据盐酸、硫酸是强酸,强酸完全电离;醋酸是弱酸,弱酸部分电离来分析解答。
(4)根据难溶电解质的溶度积常数的意义,结合水的离子积Kw、pH的计算公式解答。
【详解】(1)由NaX、NaY、NaZ溶液都显碱性知,它们都属于强碱弱酸盐,且溶液的碱性强弱关系为:NaXHY>HZ。
(2) AlCl3属于强酸弱碱盐,AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+,水解生成HCl,HCl具有挥发性,HCl随着水份蒸发促使水解平衡向右移动,蒸干得到Al(OH)3,灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,所以最后得到白色固体的主要成分是Al2O3。
(3) ①盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,醋酸是一元弱酸。当物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序为:b>a>c。
②同体积、同物质的量浓度的三种酸中酸的物质的量相等,由中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O的计量关系可知,中和NaOH的能力由大到小的顺序是:b>a=c。
③盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,它们都完全电离。醋酸是弱酸,只能部分电离。当盐酸、硫酸、醋酸三者c(H+)相同时,物质的量浓度最大的是醋酸,硫酸的浓度是盐酸的,故物质的量浓度由大到小的顺序为c>a>b。
(4)Cu(OH)2在水溶液中存在溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),其溶度积常数表达式为Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)。若生成Cu(OH)2沉淀,则CuSO4溶液中c(Cu2+)·c2(OH-)> Ksp[Cu(OH)2],即c(OH-)>==10-9mol/L,则c(H+)=<=10-5mol/L,溶液的pH=-lgc(H+)>-lg10-5=5,所以如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH>5。
【点睛】盐类水解的规律是“有弱才水解、无弱不水解、谁强显谁性,同强显中性”。即强酸弱碱盐溶液显酸性,强碱弱酸盐溶液显碱性,强酸强碱盐溶液显中性。
28. 电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池, 装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
⑴(8分)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式是 。
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式是 ,
检验该电极反应产物的方法是 。
⑵(6分)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是 ,电极反应式是
②Y电极的材料是 ,电极反应式是
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
【答案】(1)①2H++2e-====H2↑ 放出气体,溶液变红②2Cl--2e-====Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2++2e-====Cu ②粗铜 Cu-2e-====Cu2+
【解析】
(1)①若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X为阴极,电极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,同时该电极附近生成氢氧根离子,遇到酚酞试液会变红;②Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-==Cl2↑,氯气具有氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,所以氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,即把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近,试纸变蓝,说明Y极产物为Cl2;(2)①如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极应该是粗铜、阴极是纯铜,则X电极是纯铜,阴极电极反应式为Cu2++2e-==Cu;②Y电极是粗铜,电极反应式为Cu-2e-==Cu2+。
29.按要求对下图中两极进行必要的联接并填空:
(1)在A图中,使铜片上冒H2气泡。请加以必要的
联接,则联接后的装置叫____________。电极反应式:
锌板:_____________________;铜板:_______________________。
(2)在B图中,若a,b为惰性电极,使a极析出铜,则b析出:_________________。
加以必要的联接后,该装置叫________________。电极反应式,a极:______________________ b极:______________________。经过一段时间后,停止反应并搅均溶液,溶液的pH值__________(升高、降低、不变),加入一定量的_________后,溶液能恢复至与电解前完全一致。
【答案】联接画线略。(1)原电池,锌板:Zn-2e-=Zn2+铜板:2H2+ +2e-=H2↑
(2)电解池,a极:Cu2++2e- =Cu,b极:4OH――4e-=O2↑+2H2O,降低,CuO
【解析】
联接画线:如下图。
⑴原电池,锌板:Zn-2e-=Zn2+铜板:2H2+ +2e-=H2↑(2)电解池,a极为阴极:Cu2++2e- =Cu,b极为阳极:4OH――4e-=O2↑+2H2O,电解后,生成HNO3,溶液PH降低,生成的铜和氧气,加入CuO溶液能恢复至与电解前完全一致。
30.A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为:,B是同周期除稀有气体外半径最大的元素,C的最外层有三个成单电子,E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题:
(1)A为_______ ,(写出元素符号,下同),电子排布式是________________________;
B为_______,简化电子排布式是________________________;
C为_______,价电子排布式是________________________;
D为_______,电子排布图是________________________;
E为_______,原子结构示意图是________________________;
(2)A、B、C、D四种元素电负性由大到小的顺序为________________________;
(3)A、B、C、D四种元素第一电离能由小到大的顺序为_____________________
【答案】 (1). Si (2). 1s22s22p63s23p2 (3). Na (4). [Ne]3s1 (5). P (6). 3s23p3 (7). N (8). (9). Fe (10). (11). N>P>Si>Na (12). Na
【解析】
【分析】
K层作为内层时最多应排2个电子,对于A的原子结构示意图来说,x=2,所以A为14号元素硅,硅处于第三周期,故A、B、C都处于第三周期,同周期中除稀有气体外原子半径最大的处于IA,可确定B元素,C元素的最外层为M层,根据洪特规则分析可确定C,由此分析。
【详解】K层作为内层时最多应排2个电子,对于A的原子结构示意图来说,x=2,所以A为14号元素硅;因此A、B、C都处于第三周期,因B是同周期除稀有气体外半径最大的元素,所以B为钠元素;属于第三周期的C元素的最外层是M层,因有3个成单电子,所以M层电子排布图为,故C元素为15号元素磷;又因为C、D同主族且为短周期,所以D为氮元素;由E的外围电子排布式可知其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,E为26号元素铁。结论:A是硅、B是钠、C是磷、D是氮、E是铁。
(1)A为硅元素,元素符号为Si,电子排布式是1s22s22p63s23p2;B为钠元素,元素符号为Na,其简化电子排布式为[Ne]3s1;C为磷元素,元素符号为P,价电子排布式是3s23p3;D为氮元素,元素符号为N,电子排布图是;E为铁元素,元素符号为Fe,原子结构示意图是。
(2)根据元素非金属性和电负性递变规律,以及元素在周期表中位置可推知,四种元素电负性由大到小的顺序为:N>P>Si>Na;
(3)因为同周期从左至右元素第一电离能逐渐增大,IIA和VA元素反常,同主族由上而下元素的第一电离能逐渐减小。因此,这四种元素第一电离能由小到到大的顺序为:Na
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32
一、选择题
1.下列化合物属于弱电解质的是( )
A. CO2 B. HF C. HClO4 D. Ba(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2属于非电解质,A项错误;
B.氢氟酸(HF)属于电解质,且在水溶液中部分电离HFH++F-,HF属于弱电解质,B项正确;
C.HClO4是已知酸中最强的酸,在水溶液中完全电离HClO4=H++ClO4-,HClO4属于强电解质,C项错误;
D.Ba(OH)2属于强碱,在水溶液中完全电离Ba(OH)2=Ba2++2OH-,Ba(OH)2属于强电解质,D项错误;答案选B。
2.0.05mol/L的Ba(OH)2溶液,pH为( )
A. 12.7 B. 12.0 C. 13.0 D. 13.7
【答案】C
【解析】
【详解】0.05mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.1mol/L,则其溶液中c(H+)===10-13mol/L,所以溶液pH=-lgc(H+)=-lg10-13=13.0。答案选C。
3.pH值为3的CH3COOH和pH为11的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液pH为( )
A. pH<7 B. pH> 7 C. pH=7 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】pH值为3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3mol/L,因为CH3COOH部分电离,故CH3COOH的物质的量浓度c(CH3COOH)>10-3mol/L。pH为11的NaOH溶液中c(OH-)===10-3mol/L,因为NaOH完全电离,故NaOH的物质的量浓度c(NaOH) =10-3mol/L,因此,等体积的CH3COOH溶液与NaOH溶液中n(CH3COOH)>n(NaOH),由反应式CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O可知CH3COOH过量,混合后溶液显酸性,所以混合后溶液pH<7。答案选A。
4.0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH( )
A. pH<7 B. pH> 7 C. pH=7 D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】等体积的0.1mol/L的HCl与0.1mol/L的NaOH溶液中n(HCl)=n(NaOH),根据中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,HCl与NaOH恰好反应完全,得到NaCl溶液,而NaCl属于强酸强碱盐,溶液显中性,所以混合溶液pH=7,答案选C。
5.50mL的酸式滴定管中,某浓度HCl溶液在30mL处,则该HCl溶液的体积为( )
A. 等于20mL B. 大于20mL C. 等于30mL D. 大于30mL
【答案】B
【解析】
【详解】对于50mL的滴定管来说,因HCl溶液的液面在30mL处,则有“刻度”的盐酸体积=50mL-30mL=20mL,“50mL刻度”以下部分是充满盐酸的,所以该HCl溶液的体积必大于20mL,答案选B。
6.下列试纸,使用时预先不能用蒸馏水润湿的是( )
A. 红色石蕊试纸 B. 蓝色石蕊试纸 C. pH试纸 D. 淀粉KI试纸
【答案】C
【解析】
【详解】pH试纸测定溶液的pH,若事先用蒸馏水润湿(相当于稀释了待测液)。当溶液显酸性时,pH将偏大;当溶液显碱性时,pH将偏小。所以pH试纸使用时事先不能用蒸馏水润湿,答案选C。
7.下列说法正确的是( )
A. 难溶电解质的溶度积越小,溶解度越大 B. 难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡
C. 可以通过沉淀反应使杂质离子完全沉淀 D. 一定浓度的NH4Cl溶液不能溶解Mg(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于同种类型的难溶电解质,如AgCl、AgBr、AgI,其饱和溶液中溶解的难溶电解质的物质的量浓度等于c(Ag+)=,此时难溶电解质的溶度积越小,溶解度越小,所以A项错误;
B.难溶电解质在溶解过程中,当溶解速率等于结晶速率时,难溶电解质固体质量和溶液中难溶电解质阴、阳离子浓度保持不变,即达到一种动态的平衡,B项正确;
C.没有绝对不溶的难溶电解质,所以通过沉淀反应不可能使杂质离子完全沉淀,通常情况下,当难溶电解质的离子浓度小于1×10-5mol/L时就近似认为沉淀完全了,C项错误;
D.NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+, 且Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,Mg(OH)2溶解时水解平衡向正反应方向移动,所以一定浓度的NH4Cl溶液能够溶解Mg(OH)2。D项错误;答案选B。
8.工业上制备纯净的氯化锌时,将含杂质的氯化锌溶于过量盐酸中,为了除去杂质需调节溶液的pH到4,应加入的试剂是( )
A. ZnCl2 B. ZnO C. NaOH D. NH3·H2O
【答案】B
【解析】
【详解】因为除杂时不能引入新的杂质,ZnO不溶于水而能消耗H+:ZnO+2H+=Zn2++H2O,所以加入ZnO既能调节溶液的pH,又不引入新的杂质,答案选B。
9.NH4Cl溶液中,下列叙述错误的是( )
A. c(NH4+) + c( H+ ) = c(Cl—) + c(OH— ) B. c(Cl—)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH— )
C. c(NH4+)>c(Cl—) >c(OH— ) >c( H+ ) D. c(NH4+) + c( NH3 · H2O ) = c(Cl—)
【答案】C
【解析】
【详解】NH4Cl溶液中存在:NH4++H2ONH3·H2O+H+,H2OH++OH-。
A.根据电荷守恒关系有:c(NH4+) + c( H+ ) = c(Cl-) + c(OH- ),A项正确;
B.因为NH4Cl的水解是微弱的,水的电离程度极小,所以离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH- )。B项正确;
C.因为NH4Cl的水解是微弱的,水的电离程度极小,所以离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(NH4+)>c( H+ )>c(OH- )。C项错误;
D.根据物料守恒关系有:c(NH4+) + c(NH3·H2O) = c(Cl-),D项正确;答案选C。
10.下列叙述中正确的是( )
A. 原电池中的负极失电子,发生还原反应
B. 原电池中发生氧化反应的电极是负极
C. 原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
D. 原电池中较活泼的金属做正极
【答案】B
【解析】
【详解】A. 原电池中的负极失去电子,发生氧化反应,A项错误;
B.原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,所以发生氧化反应的电极是负极,B项正确;
C.原电池中的电极不一定要由两种不同的金属组成,如燃料电池的正、负极都可以使用金属铂(或都用石墨),其中金属铂不仅作电极,而且还起催化转化作用。C项错误;
D.一般来说,两种活泼性不同的金属作原电池两极时,较活泼的金属做负极,D项错误;答案选B。
11.为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采取如图所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用( )
A. 锌 B. 钠 C. 铜 D. 石墨
【答案】A
【解析】
【详解】如图方案降低水库的铁闸门被腐蚀的速率,属于牺牲阳极的阴极保护法,根据原电池原理,R应选用活泼性比铁强的金属,且不能与水反应,所以只能选择金属锌,答案选A。
12.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A. A 6:3:2 B. B 2:3:6 C. C 3:2:1 D. D 1:2:3
【答案】A
【解析】
【详解】电解熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的化学方程式分别为2KCl2K+Cl2↑~转移2e-,MgCl2Mg+Cl2↑~转移2e-,2AlCl32Al+3Cl2↑~转移6e-。因为串联电路中相同时间内转移电子物质的量相等,当电路中转移6mole-时,电解生成K、Mg、Al的物质的量分别为6mol、3mol、2mol。所以析出钾、镁、铝的物质的量之比为6:3:2。答案选A。
13.某同学为了使反应2HCl + 2Ag2AgCl + H2↑能进行,设计了下列四个实验,如下图所示,你认为可行的方案是( )
【答案】C
【解析】
【详解】银与盐酸不反应,不能自发进行,不能设计成原电池;为了使反应2Ag+2HCl=2AgCl+H2↑进行,可设计为电解池,选择Ag为阳极,盐酸为电解质溶液即可实现目的,C正确。
综上所述,本题选C。
【点睛】电化学是氧化还原反应的具体应用,原电池是自发进行的氧化还原反应,而电解池是被迫进行的氧化还原反应,需要外接直流电源。
14.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,在此变化过程中不发生的化学反应是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,这是发生了吸氧腐蚀。铁锅材料中的铁为负极:2Fe-4e-=2Fe2+,碳为正极:O2+4e-+2H2O=4OH-,总反应为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓,在空气中:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O,Fe2O3·xH2O为铁锈的主要成分。答案选B。
15.按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,以下元素属于d区的是( )
A. N B. Mg C. Fe D. Cu
【答案】C
【解析】
【详解】人们根据元素的原子核外最后一个电子填入的能级,将周期表划分成5个区:s、p、d、ds、f。选项中的元素电子排布式分别为N:1s22s22p3,Mg:1s22s22p63s2,Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。氮、镁、铁铜等元素分别属于p、s、d、ds区。答案选C。
16.表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成 ( )
A. 310 B. 3d10 C. 3s23p64s2 D. 3s23p63d2
【答案】D
【解析】
【详解】核外电子排布遵循能量最低原理,所以在第三电子层上有10个电子的排布为:3s23p63d2。答案选D。
17.下列各组指定的元素,不能形成AB2型化合物的是
A. 2s22p2和2s22p4 B. 3s23p4和2s22p4
C. 3s2和2s22p5 D. 3s1和3s23p5
【答案】D
【解析】
D项为Na和Cl二元素。
18.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是KJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A. 元素X的常见化合价是+1价 B. 元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl2
C. 元素Y是ⅢA族的元素 D. 若元素Y处于第3周期,它不能与冷水剧烈反应
【答案】B
【解析】
【详解】分析表格中逐级电离能数据可知,元素X的第二电离能I2是其第一电离能I1的9.2倍,第二级电离能发生突变;元素Y的第四电离能I4是其第三电离能I3的4.3倍,第四级电离能发生突变,说明X元素原子最外层只有1个电子,Y元素原子最外层有3个电子。
A.主族元素的最高正价等于最外层电子数,所以元素X的常见化合价是+1价,A项正确;
B.元素X的常见化合价为+1价,X与氯形成化合物时化学式应该是XCl。B项错误;
C.元素Y最外层有3个电子且是主族元素,所以元素Y是IIIA族元素,C项正确;
D. 若元素Y处于第3周期,结合C项分析可知元素Y是铝元素,铝不能与冷水剧烈反应,D项正确;答案选B。
【点睛】元素的逐级电离能的数值是逐渐增大的,如果某相邻电离能数值发生突变,说明这两个电子的能量相差很大,不可能在同一能层上,由此可确定最外层电子数。
19.下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述不正确的是 ( )
A. 它的元素符号为S B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 它可与H2生成气态化合物 D. 其电子排布图为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,核电荷数为16,属于硫元素,该粒子的元素符号为S。A项正确;
B.该粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,B项正确;
C.硫单质可与H2在加热条件下反应:S+H2H2S,H2S为气态氢化物,C项正确;
D.违反了洪特规则,正确的电子排布图为。D项错误;答案选D。
20.能影响水的电离平衡,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A. 将水加热煮沸,测得pH=6 B. 向水中加入FeCl3固体
C. 向纯水中投入一小块金属钠 D. 向水中加入Na2CO3固体
【答案】B
【解析】
【详解】水能发生微弱的电离:H2OH++OH-,电离过程吸热。
A.将水加热煮沸时,水的电离平衡向电离方向移动,H+浓度增大,pH可能为6,但水中仍有:c(H+)=c(OH-)。A项错误;
B.FeCl3加入水中发生水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,促进水的电离平衡向右移动,溶液中c(H+)>c(OH-),B项正确;
C.钠跟水反应置换氢,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,先促进水的电离平衡向右移动,后来NaOH又使水的电离平衡向左移动,但溶液中c(OH-)>c(H+),C项错误;
D.Na2CO3发生水解反应:CO32-+H2OHCO3-+OH-,促进水的电离平衡向右移动,但溶液中c(OH-)>c(H+),D项错误;答案选B。
【点睛】影响水的电离平衡常见的有以下几种情形:一是酸都能抑制水的电离;二是碱都能抑制水的电离;三是水解的盐都能促进水的电离,四是强酸的酸式盐如NaHSO4抑制水的电离。
21.pH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能( )
A. H2SO4 B. NaOH C. AgNO3 D. Na2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解H2SO4溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,所以电解一段时间后溶液中H2SO4浓度增大,c(H+)增大,pH减小,A项错误;
B.电解NaOH溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,所以电解一段时间后溶液中NaOH浓度增大,c(OH-)增大,pH增大,B项正确;
C.电解AgNO3溶液的反应:4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3,电解一段时间后溶液酸性增强,pH减小,C项错误;
D.电解Na2SO4溶液实际是电解水:2H2O2H2↑+O2↑,Na2SO4属于强酸强碱盐不发生水解,所以电解前后溶液都显中性,pH不变,D项错误;答案选B。
【点睛】用惰性电极电解下列3类溶液时实际是电解水:一是强碱溶液如Ba(OH)2溶液;二是含氧酸溶液如HNO3溶液;三是活泼金属的含氧酸盐溶液如KNO3溶液。
22.下列事实一定能说明HF是弱酸的是( )
①常温下NaF溶液的pH大于7; ②用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗;
③HF与NaCl不能发生反应; ④常温下0.1mol/L的HF溶液的pH为2.3
⑤HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体 ⑥HF与水能以任意比混溶
⑦1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红
A. ①④ B. ②③⑤ C. ③④⑥ D. ①②⑦
【答案】A
【解析】
【详解】①如果常温下NaF溶液的pH大于7,则NaF属于强碱弱酸盐,它水解使溶液显碱性:F-+H2OHF+OH-,可推知HF一定是弱酸,①项正确;
②用HF溶液做导电性实验时,缺少了等浓度等体积的一元强酸(如HCl)的对照实验,故该事实不能说明HF一定是弱酸,②项错误;
③根据强酸制弱酸的原理,HF与NaCl不能发生反应,可推知HF可能是弱酸或是强酸。③项错误;
④由题意知常温下0.1mol/L的HF溶液中c(H+)=10-2.3mol/L<0.1mol/L,可推断HF不能完全电离,所以该事实一定能说明HF是弱酸,④项正确;
⑤根据强酸制弱酸的原理,HF能与Na2CO3溶液反应,可推断HF的酸性比H2CO3强,但不能确定HF是强酸还是弱酸,⑤项错误;
⑥由“HF与水能以任意比混溶”无法判断HF的电离程度,所以该事实不能说明HF一定是弱酸,⑥项错误;
⑦由“1mol/L的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红”可推知HF溶液显酸性,HF可能是强酸也可能是弱酸,⑦项错误;答案选A。
【点睛】证明弱酸或弱碱的事实一般有以下几个角度:(1)酸或碱在水溶液中是否部分电离,如测定一定浓度的酸或碱溶液的pH; (2)酸对应的强碱盐(如钠盐)或碱对应的强酸盐(如氯化物)的水溶液的酸碱性;(3)一定浓度的酸或碱溶液加水稀释后其溶液pH是否变化,看是否存在电离平衡移动等。
23.现有浓度为1 mol/L的五种溶液:①HCI,②H2SO4,③CH3COOH,④NH4Cl,⑤NaOH,由水电离出的C(H+)大小关系正确的是( )
A. ②>①>③>④>⑤ B. ①=②>③>④>⑤
C. ④>③>①=⑤>② D. ④>③>①>⑤>②
【答案】C
【解析】
【详解】水能发生微弱的电离:H2OH++OH-。五种物质中只有NH4Cl能发生水解反应,促进水的电离,其它物质都是抑制水的电离,所以等浓度时NH4Cl溶液中由水电离出来的H+浓度最大;等浓度下H2SO4电离的H+浓度最大,它对水的抑制作用最强,所以H2SO4溶液中由水电离出来的H+浓度最小;等浓度时HCl电离产生的H+浓度与NaOH电离产生的OH-浓度相等,所以等浓度时HCl与NaOH对水电离的抑制作用相同,即HCl与NaOH溶液中由水电离产生的H+浓度相等;CH3COOH是弱酸,等浓度时电离产生的H+浓度比HCl小,对水电离的抑制作用比HCl弱,所以等浓度时CH3COOH溶液中由水电离产生的H+浓度比HCl多,总之,五种溶液中由水电离产生的c(H+)大小关系是:④>③>①=⑤>②。答案选C。
【点睛】水分子能发生微弱电离H2OH++OH-,在酸和碱溶液中水的电离都被抑制,在能水解的盐溶液中水的电离都被促进。一般说来,酸溶液中OH-全部来自水的电离,碱溶液中H+全部来自水的电离。能水解的盐溶液中,弱酸根离子结合水电离的部分H+,弱碱阳离子结合水电离的部分OH-。不管是纯水中,还是酸、碱、盐溶液中水电离的H+浓度与水电离的OH-浓度一定相等。
24.将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后,溶液中离子浓度关系正确的是
A. c(NH4+)>c(Cl–)>c(H+)>c(OH–) B. c(NH4+)>c(Cl–)>c(OH–)>c(H+)
C. c(Cl–)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH–) D. c(Cl–)>c(NH4+)>c(OH–)>c(H+)
【答案】B
【解析】
氨水是弱碱,所以pH=11的氨水的浓度大于0.001mol/L,因此在反应中氨水是过量的,溶液显碱性,答案选B。
25.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液,若pH<7,则溶液中各离子的浓度关系不正确的是( )
A. c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-) B. c(H+)+ c(A2-)= c(OH-)+ c(H2A)
C. c(Na+)= c(HA-)+ c(H2A)+ c(A2-) D. c(Na+)+ c(H+)= c(HA-)+2 c(A2-)+ c(OH-)
【答案】B
【解析】
【详解】二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中既存在电离平衡HA-H++A2-,又存在水解平衡HA-+H2OH2A+OH-,因为溶液pH<7,即显酸性,所以电离程度大于水解程度。
A.因为电离和水解都较弱,所以溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。A项正确;
B.根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。消去两式中c(Na+)项,得c(H+)+c(H2A)=c(OH-)+c(A2-),B项错误;
C.根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。C项正确;
D. 根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)。D项正确;答案选B。
二、非选择题
26.有下列化合物:①NaCl②NaOH③HCl④FeCl3⑤CH3COONa⑥CH3COOH⑦NH3•H2O⑧H2O
请回答下列问题:
(1)FeCl3溶液显__________性,用离子方程式表示______________________;
CH3COOH溶液显________性,用离子方程式表示__________________________;
(2)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,水电离出来的c(OH-)=_________________;
在pH=3HCl的溶液中,水电离出来的c(H+)=___________________;
(3)已知水存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-△H>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,选择方法是____________。
A.向水中加入NaHSO4固体
B.向水中加入(NH4)2SO4固体
C.加热至100℃[其中c(H+)=1×10-6mol•L-1]
D、向水中加Na2CO3固体
(4)若等浓度、等体积的②NaOH和⑦NH3•H2O分别加水稀释m倍、n倍,稀释后两种溶液的pH相等,则m___________n(填“<”、“>”或“=”)。
(5)25℃,pH=a的盐酸VamL与pH=14-a的氨水VbmL混合,若溶液显中性,则Va_____Vb(填“>”、“<”、“=”、“无法确定”)
(6)除⑧H2O外,若其余7种溶液的物质的量浓度相同,则这7种溶液按pH由大到小的顺序为:______________________________________________(填序号)。
(7)常温下pH=13的NaOH溶液与pH=2的盐酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则NaOH与盐酸的体积比为________
【答案】 (1). 酸 (2). Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H + (3). 酸 (4). CH3COOH CH3COO- + H + (5). 10-4 mol/L (6). 10-11 mol/L (7). B (8). > (9). > (10). ②>⑦>⑤>①>④>⑥>③ (11). 1 :9
【解析】
【分析】
强酸和强碱完全电离,弱酸和弱碱部分电离;FeCl3属于强酸弱碱盐,水解显酸性,CH3COONa属于强碱弱酸盐,水解显碱性;水的电离是微弱的,电离过程吸热;由此分析解答。
【详解】(1)FeCl3属于强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解反应:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,使溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性。CH3COOH属于弱酸,溶液显酸性,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)CH3COONa属于强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,由溶液的pH=10知,溶液中c(H+)溶液=10-10mol/L,所以该溶液中由水电离出来的c(OH-)水=c(OH-)溶液===10-4mol/L;由pH=3的HCl溶液知,该HCl溶液中c(H+)溶液=10-3mol/L,HCl溶液中由水电离出来的c(H+)水=c(OH-)溶液===10-11mol/L。
(3)A.NaHSO4在水中电离NaHSO4=Na++H++SO42-,增大了溶液中c(H+),水的电离平衡向左移动。A项错误;B.(NH4)2SO4在水中能发生水解反应:NH4++H2ONH3·H2O+H+,使水的电离平衡向右移动,且所得溶液显酸性,B项正确;C.因水的电离是吸热过程,加热能使水的电离平衡向右移动,但溶液中c(H+)=c(OH-),水仍然显中性,C项错误;D.Na2CO3在水中能发生水解反应:CO32-+H2OHCO3-+OH-,使水的电离平衡向右移动,但所得溶液显碱性,D项错误;答案选B。
(4) 等浓度的NaOH溶液和NH3•H2O溶液,稀释相同的倍数时,溶液中c(OH-)大小关系是:NaOH>NH3•H2O,若使稀释后溶液pH相等[即c(OH-)相等],则应将NaOH溶液继续稀释,最后才可能与NH3•H2O的pH相等,所以若稀释后两溶液的pH相等,则m>n。
(5)pH=a的盐酸中c(H+)=10-amol/L,盐酸是强酸,盐酸物质的量浓度为10-amol/L;pH=14-a的氨水中c(OH-)===10-amol/L,而氨水是弱碱,氨水物质的量浓度远大于10-amol/L,由中和反应方程式HCl+NH3•H2O=NH4Cl+H2O可推知,混合后若溶液显中性,则盐酸体积要远大于氨水的体积即Va>Vb。
(6)HCl、FeCl3、CH3COOH溶液显酸性,pH小于7;NaCl显中性,pH等于7;NaOH、CH3COONa、NH3•H2O溶液显碱性,pH大于7。一般来说,盐类水解程度小于酸或碱的电离程度,等浓度FeCl3的酸性弱于HCl和CH3COOH,CH3COONa的碱性弱于NaOH和NH3•H2O。强酸和强碱完全电离,弱酸和弱碱部分电离,所以等浓度时HCl的酸性强于CH3COOH,NaOH的碱性强于NH3•H2O。总而言之,等浓度时七种物质溶液的pH由大到小的顺序为:NaOH>NH3•H2O>CH3COONa>NaCl>FeCl3>CH3COOH>HCl。即②>⑦>⑤>①>④>⑥>③。
(7)pH=13的NaOH溶液中c(OH-)===0.1mol/L;pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2mol/L。因为所得溶液pH=11,说明NaOH过量,且c(OH-)混合===10-3mol/L,又c(OH-)混合=, 代入数据有:=10-3mol/L。解得VNaOH(aq):VHCl(aq)=1:9。
27.(1)相同物质的量浓度下的各溶液:NaX、NaY、NaZ,其pH值依次为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序为:________________________________
(2)将AlCl3溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是__________________
(3)在一定温度下,有a盐酸,b硫酸,c醋酸三种酸。(填序号)
①当其物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 _______________。
②同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 ____________。
③当三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为 ____________________。
(4)难溶电解质的水溶液中存在着溶解平衡。已知:在常温下, K sp [Cu(OH)2]=2.0×10-20写出Cu(OH)2溶度积常数表达式___________________________________当溶液中各离子浓度系数次方的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之沉淀溶解。某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于 _______________才能达到目的。
【答案】 (1). HX>HY>HZ (2). Al2O3 (3). b>a>c (4). b>a =c (5). c>a>b (6). K sp [Cu(OH)2]=C(Cu2+).C2(OH-) (7). 5
【解析】
【分析】
(1)根据盐类水解的特点“越弱越水解”分析。
(2)AlCl3属于强酸弱碱盐,且水解生成HCl,HCl具有挥发性,由此分析。
(3)根据盐酸、硫酸是强酸,强酸完全电离;醋酸是弱酸,弱酸部分电离来分析解答。
(4)根据难溶电解质的溶度积常数的意义,结合水的离子积Kw、pH的计算公式解答。
【详解】(1)由NaX、NaY、NaZ溶液都显碱性知,它们都属于强碱弱酸盐,且溶液的碱性强弱关系为:NaX
(2) AlCl3属于强酸弱碱盐,AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+,水解生成HCl,HCl具有挥发性,HCl随着水份蒸发促使水解平衡向右移动,蒸干得到Al(OH)3,灼烧时发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O,所以最后得到白色固体的主要成分是Al2O3。
(3) ①盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,醋酸是一元弱酸。当物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序为:b>a>c。
②同体积、同物质的量浓度的三种酸中酸的物质的量相等,由中和反应方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O的计量关系可知,中和NaOH的能力由大到小的顺序是:b>a=c。
③盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,它们都完全电离。醋酸是弱酸,只能部分电离。当盐酸、硫酸、醋酸三者c(H+)相同时,物质的量浓度最大的是醋酸,硫酸的浓度是盐酸的,故物质的量浓度由大到小的顺序为c>a>b。
(4)Cu(OH)2在水溶液中存在溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),其溶度积常数表达式为Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)。若生成Cu(OH)2沉淀,则CuSO4溶液中c(Cu2+)·c2(OH-)> Ksp[Cu(OH)2],即c(OH-)>==10-9mol/L,则c(H+)=<=10-5mol/L,溶液的pH=-lgc(H+)>-lg10-5=5,所以如要生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH>5。
【点睛】盐类水解的规律是“有弱才水解、无弱不水解、谁强显谁性,同强显中性”。即强酸弱碱盐溶液显酸性,强碱弱酸盐溶液显碱性,强酸强碱盐溶液显中性。
28. 电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池, 装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
⑴(8分)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式是 。
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式是 ,
检验该电极反应产物的方法是 。
⑵(6分)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则
①X电极的材料是 ,电极反应式是
②Y电极的材料是 ,电极反应式是
(说明:杂质发生的电极反应不必写出)
【答案】(1)①2H++2e-====H2↑ 放出气体,溶液变红②2Cl--2e-====Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2++2e-====Cu ②粗铜 Cu-2e-====Cu2+
【解析】
(1)①若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X为阴极,电极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,同时该电极附近生成氢氧根离子,遇到酚酞试液会变红;②Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-==Cl2↑,氯气具有氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,所以氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,即把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近,试纸变蓝,说明Y极产物为Cl2;(2)①如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极应该是粗铜、阴极是纯铜,则X电极是纯铜,阴极电极反应式为Cu2++2e-==Cu;②Y电极是粗铜,电极反应式为Cu-2e-==Cu2+。
29.按要求对下图中两极进行必要的联接并填空:
(1)在A图中,使铜片上冒H2气泡。请加以必要的
联接,则联接后的装置叫____________。电极反应式:
锌板:_____________________;铜板:_______________________。
(2)在B图中,若a,b为惰性电极,使a极析出铜,则b析出:_________________。
加以必要的联接后,该装置叫________________。电极反应式,a极:______________________ b极:______________________。经过一段时间后,停止反应并搅均溶液,溶液的pH值__________(升高、降低、不变),加入一定量的_________后,溶液能恢复至与电解前完全一致。
【答案】联接画线略。(1)原电池,锌板:Zn-2e-=Zn2+铜板:2H2+ +2e-=H2↑
(2)电解池,a极:Cu2++2e- =Cu,b极:4OH――4e-=O2↑+2H2O,降低,CuO
【解析】
联接画线:如下图。
⑴原电池,锌板:Zn-2e-=Zn2+铜板:2H2+ +2e-=H2↑(2)电解池,a极为阴极:Cu2++2e- =Cu,b极为阳极:4OH――4e-=O2↑+2H2O,电解后,生成HNO3,溶液PH降低,生成的铜和氧气,加入CuO溶液能恢复至与电解前完全一致。
30.A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为:,B是同周期除稀有气体外半径最大的元素,C的最外层有三个成单电子,E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题:
(1)A为_______ ,(写出元素符号,下同),电子排布式是________________________;
B为_______,简化电子排布式是________________________;
C为_______,价电子排布式是________________________;
D为_______,电子排布图是________________________;
E为_______,原子结构示意图是________________________;
(2)A、B、C、D四种元素电负性由大到小的顺序为________________________;
(3)A、B、C、D四种元素第一电离能由小到大的顺序为_____________________
【答案】 (1). Si (2). 1s22s22p63s23p2 (3). Na (4). [Ne]3s1 (5). P (6). 3s23p3 (7). N (8). (9). Fe (10). (11). N>P>Si>Na (12). Na
【分析】
K层作为内层时最多应排2个电子,对于A的原子结构示意图来说,x=2,所以A为14号元素硅,硅处于第三周期,故A、B、C都处于第三周期,同周期中除稀有气体外原子半径最大的处于IA,可确定B元素,C元素的最外层为M层,根据洪特规则分析可确定C,由此分析。
【详解】K层作为内层时最多应排2个电子,对于A的原子结构示意图来说,x=2,所以A为14号元素硅;因此A、B、C都处于第三周期,因B是同周期除稀有气体外半径最大的元素,所以B为钠元素;属于第三周期的C元素的最外层是M层,因有3个成单电子,所以M层电子排布图为,故C元素为15号元素磷;又因为C、D同主族且为短周期,所以D为氮元素;由E的外围电子排布式可知其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,E为26号元素铁。结论:A是硅、B是钠、C是磷、D是氮、E是铁。
(1)A为硅元素,元素符号为Si,电子排布式是1s22s22p63s23p2;B为钠元素,元素符号为Na,其简化电子排布式为[Ne]3s1;C为磷元素,元素符号为P,价电子排布式是3s23p3;D为氮元素,元素符号为N,电子排布图是;E为铁元素,元素符号为Fe,原子结构示意图是。
(2)根据元素非金属性和电负性递变规律,以及元素在周期表中位置可推知,四种元素电负性由大到小的顺序为:N>P>Si>Na;
(3)因为同周期从左至右元素第一电离能逐渐增大,IIA和VA元素反常,同主族由上而下元素的第一电离能逐渐减小。因此,这四种元素第一电离能由小到到大的顺序为:Na
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