内蒙古自治区集宁一中2019-2020学年高二上学期期中考试化学试题
集宁一中2019-2020学年第一学期期中考试
高二年级化学试题
1.化学与社会、生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A. 工业上用电解MgO、Al2O3冶炼对应的金属
B. 明矾可以水解，因此可用作自来水消毒净化
C. 用浸高锰酸钾的硅藻土作水果保鲜剂，高锰酸钾与乙烯发生加成反应
D. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法
【答案】D
【解析】
【详解】A.MgO是离子化合物，离子间以极强的离子键结合，物质的熔点高，熔点为2800℃、电解时耗能高，MgCl2也是离子化合物，但由于离子半径Cl->O2-，所以离子键比在MgO的弱，物质的熔点比MgO低，因此在工业上常用电解熔点较低的MgCl2的方法生产金属镁，A错误；
B.明矾水解产生的氢氧化铝胶体表面积大，吸附力强，可以吸附杂质而具有净水作用，但不具有杀菌消毒作用，B错误；
C.高锰酸钾具有强的氧化性，能够氧化催熟剂乙烯，C错误；
D.镁比铁活泼，镁与铁连接后，构成原电池，Mg为负极，失去电子受到腐蚀，从而保护了铁不受腐蚀，该方法是牺牲阳极的阴极保护法，D正确；
故合理选项是D。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A. 25℃时，pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA
B. 铅蓄电池放电时负极净增质量比正极净增质量多16g时转移电子数为NA
C. 1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体为NA
D. 25℃时Ksp(CaSO4)=9×10-6，则该温度下CaSO4饱和溶液中含有3×10-3NA个Ca2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.缺少溶液的体积，不能计算微粒数目，A错误；
B.铅蓄电池放电时负极Pb失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正极获得电子，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，
根据电极反应式可知，每转移2mol电子，负极增重96g，正极质量增重64g，负极净增质量比正极净增质量为32g，则若负极净增质量比正极净增质量多16g时，转移电子物质的量是1mol，转移的电子数为NA，B正确；
C.取代反应是逐步进行的，反应产生的CH3Cl会与Cl2进一步反应产生CH2Cl2、CHCl3、CCl4等，所以1mol CH4与过量氯气发生取代反应，生成CH3Cl气体不是NA，C错误；
D.缺少溶液的体积，不能计算离子数目，D错误；
故合理选项是B。
3.25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A. c(H+)：c(OH-)=1：10-2的溶液中K+、Ba2+、ClO-、CO32-
B. 室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液中K+、Cl-、NO3-、I-
C. pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO4-、CO32-
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO3-、Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A.该溶液显酸性，溶液中含有大量的H+，H+与ClO-、CO32-会发生反应，不能大量共存，且Ba2+、CO32-也会发生沉淀反应形成BaCO3沉淀而不能大量共存，A不符合题意；
B.室温下，水电离出来的c(H+)=10-13mol/L的溶液可能显酸性，也可能显碱性。在酸性溶液中，H+、NO3-、I-会发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；
C.pH=1的溶液显酸性，在酸性溶液中：H+、CO32-会发生反应，不能大量共存，C不符合题意；
D. 0.1mol/LNH4HCO3溶液中：NH4+、HCO3-与K+、Na+、NO3-、Cl-不能发生任何反应，可以大量共存，D符合题意；
故合理选项是D。
4.一定温度下，反应N2+O22NO在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是( )
A. 缩小体积使压强增大 B. 恒容，充入He
C. 恒容，充入N2 D. 恒压，充入He
【答案】B
【解析】
【详解】A.
缩小体积使压强增大，反应混合物中各种物质的浓度都增大，所以可以加快该化学反应的速率，A不符合题意；
B.恒容，充入He，各组分浓度不变，速率不变，B符合题意；
C.恒容，充入N2，反应物的浓度增大，该化学反应的速率加快，C不符合题意；
D.恒压，充入He，会使反应体系的体积增大，各组分浓度减小，化学反应速率减小，D不符合题意；
故合理选项是B。
5.在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡： CH3COOH CH3COO－＋H+，对于该平衡，下列叙述正确的是（ ）
A. 加入水时，平衡向逆反应方向移动
B 加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动
C. 加入少量0.1 mol·L－1 HCl溶液，溶液中c(H+)减小
D. 加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A. 加水促进弱电解质的电离，则电离平衡正向移动，故A错误；
B. 加入少量NaOH固体，与CH3COOH电离生成的H+结合，使电离平衡正向移动，酸性减弱，故B正确；
C. 加入少量0.1mol⋅L−1HCl溶液，氢离子浓度为0.1mol⋅L−1，c(H+)不变，故C错误；
D. 加入少量CH3COONa固体,由电离平衡可知，c(CH3COO−)增大，则电离平衡逆向移动，故D错误；
答案选B
6.在电解水时，为了增强导电性，加入的电解质最好选用( )
A. HCl B. CuCl2 C. Na2SO4 D. CuSO4
【答案】C
【解析】
【详解】A项、加入无氧酸HCl，阴极氢离子得电子放电生成氢气，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故A错误；
B项、加入不活泼金属的无氧盐CuCl2，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极氯离子失电子放电生成氯气，无氧气生成，故B错误；
C项、加入活泼金属的含氧酸盐Na2SO4，增大溶液中离子的浓度，导电性增强，且不影响H2和O2的生成，故C正确；
D项、加入不活泼金属的含氧盐CuSO4，阴极铜离子得电子放电生成铜，无氢气生成，阳极水失电子放电生成氧气，故D错误；
故选C。
【点睛】为了增强溶液的导电性，所加入电解质只能增大溶液的导电性，不能参与电极反应，否则会影响生成H2和O2。
7.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的 KCl 饱和溶液)
A. 正极反应为 Zn－ 2e－ == Zn2＋
B. 取出盐桥后，检流计依然发生偏转
C. 反应中，盐桥中的 K＋会移向 CuSO4 溶液
D. 电子从负极流向正极，再经盐桥流回负极
【答案】C
【解析】
【分析】
该装置为原电池装置，Zn为负极，发生氧化反应Zn-2e-═Zn2+，Cu为正极，发生还原反应Cu2++2e-═Cu，原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，以此解答该题。
【详解】A. 根据分析，Cu为正极，发生还原反应，正极反应为 Cu2++2e-═Cu，故A错误
B. 取出盐桥后，不是闭合回路，没有电流产生，电流计不发生偏转，故B错误；
C. 原电池放电时，阳离子向正极移动，所以盐桥中钾离子向硫酸铜溶液移动，故C正确；
D. 电子只能在导体内流动，不能在溶液中流动，故D错误；
答案选C。
8.下列实验装置符合实验目的是（ ）
目的
粗铜的精炼
验证NaCl
在铁制品上镀铜
构成原电池
溶液（含酚酞）的产物
装置
选项
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、粗铜精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，A错误；
B、根据电流的方向可判断，铁是阳极，碳棒是阴极，铁失去电子，而不是溶液中的氯离子，因此得不到氯气，B错误；
C、电镀时，镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，含有镀层金属离子的溶液作电解液，在铁上镀铜，铜应和电源的正极相连，C错误；
D、符合原电池的构成条件，D正确；
故答案选D。
9.实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后，下列装置示意图中能正确反映实验现象的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，取代反应的产物有CH3Cl(g)、CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)和HCl，产生的CH2Cl2(l)、CHCl3(l)、CCl4(l)能附着在管壁上形成油状液滴，混合气的颜色变浅，由于试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，HCl极易溶于水，所以HCl能和管内部的空气中的水蒸气形成白雾，试管内气体体积减少，管内液面上升，故合理选项是D。
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向含酚酞的Na2CO3溶液中，加入少量的BaCl2固体，溶液的红色变浅
Na2CO3溶液中存在
水解平衡
B
将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，铜片上有气泡产生
铜将硫酸还原产生氢气
C
向浓度均为0.1 mol•L-1KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色
Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)
D
室温下，用pH试纸测得：CH3COONa溶液的pH约为
HNO2电离H＋的能力比
9，NaNO2溶液的pH约为8
CH3COOH的强
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A. CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，加入BaCl2固体，Ba2++ CO32-= BaCO3↓，平衡逆向进行，颜色变浅，故A正确；
B. 将铜片与锌片用导线连接后，插入稀硫酸中，构成原电池，铜做正极，有氢气生成，故B错误；
C. 向浓度均为0.1 mol•L-1 KCl和KI混合溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 AgNO3溶液，振荡，沉淀呈黄色，在浓度相等的情况下谁的溶解度积小，谁先转化为沉淀，故Ksp(AgI)
c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)>c(OH-)
B. c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
C. c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
D. c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
【答案】D
【解析】
【分析】
NaHCO3溶液中，存在HCO3-的水解平衡：HCO3- +H2OH2CO3+OH-和HCO3-的电离平衡：HCO3- H++CO32-，且水解程度大于电离程度，再结合电荷守恒规律分析作答。
【详解】根据上述分析可知，在1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中，水解平衡常数大于电离平衡常数，则离子浓度大小关系可表示为：c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)> c(CO32-)>c(H+)，A、B、C项错误；且存在电荷守恒式为：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)，D项正确；
答案选D。
【点睛】溶液永远是电中性的，所以阳离子带的正电荷总量 = 阴离子带的负电荷总量。学生容易出错的部分是电荷总量的计算，具体应为溶液中的阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。溶液中电荷守恒书写三部曲，第一步：找出溶液中所有离子；第二步：阴、阳离子各写一边，中间各一个等号；第三步: 离子带多少电荷就在它前面写上那个数字。值得注意的是，别忘记离子所带的电荷数与前面的系数之间的关系。
14.一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是
A. 甲为正极，丙为阴极
B. 丁极的电极反应式为MnO42――e－===MnO4－
C. KOH溶液的质量分数：c%>a%>b%
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L气体时，理论上有4molK+移入阴极区
【答案】C
【解析】
【分析】
分析装置的特点，可知左边是燃料电池，右边是电解池；通入氧气的电极甲是电池的正极，与甲相连的电极丁是电解池的阳极，则丁电极上MnO42―被氧化为MnO4－
；丙电极是电解池的阴极，溶液中氢离子在阴极被还原为氢气，所以气体X是氢气。
【详解】A、通入氧气的电极为电池的正极，与电源正极相连的一极为电解池阳极，所以丙是阴极，故A正确；
B、丁是电解池阳极，MnO42―失电子被氧化为MnO4－，电极反应式是MnO42――e－===MnO4－，故B正确；
C、丙电极上的反应是 ，电极甲的电极反应式是，乙电极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，根据溶液流动方向，c%＞b%＞a%，故C错误，
D. 标准状况下，甲电极上每消耗22.4L氧气时，转移4mol电子，所以理论上有4molK+移入阴极区，故D正确。
【点睛】本题考查原电池与电解池，明确离子移动方向、电极的判断及发生的电极反应为解答的关键，注意利用电子守恒进行计算，注重基础知识的考查。
15.(1)天然气属于混合物，其组成以甲烷为主。该分子的电子式是________，其空间结构是______。
(2)2-甲基丁烷的结构简式是___，其一氯代物有___种。
(3)用系统命名法命名烃：___。
【答案】 (1). (2). 正四面体 (3). (CH3)2CHCH2CH3 (4). 4 (5). 2，2，3-三甲基丁烷
【解析】
【分析】
(1)甲烷分子中C、H原子形成四个共价键，形成的是正四面体结构；
(2)根据烷烃的系统命名方法确定2-甲基丁烷的结构简式，物质分子中含有几种不同位置的H原子，就有几种一氯代物；
(3)根据烷烃的系统命名法对化合物进行命名。
【详解】(1)甲烷分子式是CH4，C原子最外层有4个电子，与4个H原子形成四个共价键，电子式为：；CH4为正四面体结构，该物质分子中四个H原子处于正四面体的四个顶点，C原子处于四面体的中心；
(2)在烷烃的系统命名方法中，物质分子中最长碳链为主链，把支链当作取代基，2-甲基丁烷的最长的碳链上含有4个C原子，在主链的第二个C原子上含有一个甲基，其结构简式是(CH3)2CHCH2CH3；在该物质分子中含有4种不同位置的H原子，因此其一氯取代产物有四种；
(3)该物质分子中最长的碳链上含有4个C原子，从右端开始给主链上的C原子编号，以确定支链的位置，该物质名称为2，2，3-三甲基丁烷。
【点睛】本题考查了烷烃的结构、命名、同分异构体数目的判断的知识。掌握常见的有机物的化学用语(化学式、电子式等)的书写方式，掌握同分异构体数目确定的方法(同分异构体种类一般有官能团异构、碳链异构、位置异构和空间异构四种类型)，及烷烃的系统命名方法，这是有机物系统命名的基础。
16.I.研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。
(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有______(填序号)。
A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热试管提高温度
C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管，水中滴加红墨水
(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐______(填“加快”、“不变”、“减慢”)，你认为影响因素为_______。
时间/min
1
3
5
7
9
液柱高度/cm
0.8
2.1
3.0
3.7
4.2
(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：
实验操作
实验现象
实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示剂
a点附近溶液出现红色
a点电极反应为_____
然后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液
b点周围出现蓝色沉淀
b点电极反应为
Fe -2e-=Fe2+
(4)设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见图，从图中可分析，t1~t2之间主要发生_______腐蚀(填吸氧或析氢)，原因_______。
(5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，一定条件下Fe钝化形成致密Fe3O4氧化膜，试写出该阳极电极反应式______。
II.已知草酸晶体(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可与酸性高锰酸钾溶液完全反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X，步骤如下：
①用分析天平称取草酸晶体1.260g，将其配制成100.00mL待测草酸溶液
②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中，并加入适量硫酸酸化
③用浓度为0.1000mol/L的KMnO4 标准溶液进行滴定，三次结果如下：
第一次滴定
第二次滴定
第三次滴定
待测溶液体积(mL)
2500
25.00
25.00
标准溶液体积(mL)
9.99
10.01
10.00
已知H2C2O4的相对分子质量为90，请回答下列问题：
(1)滴定时，KMnO4标准溶液应该装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(2)到达滴定终点的标志是________。
(3)根据上述数据计算X=_______。
(4)误差分析(填偏高、偏低或无影响)：若滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则X值________；
【答案】 (1). ACD (2). 减慢 (3). 氧气的浓度 (4). O2+4e-+2H2O=4OH- (5). 吸氧 (6). 氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀 (7). 3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ (8). 酸式 (9). 最后一滴标准溶液滴入锥形瓶中，溶液恰好由无色变成紫红色，且30秒内不褪色 (10). 2 (11). 偏高
【解析】
【分析】
I.(1)要使现象更快、更清晰，可采取增大反应速率等方法；
(2)根据乙图中O2的浓度的变化及相同时间内液柱变化高度分析；
(3)O2在正极上获得电子，变为OH-，使附近的溶液显碱性，负极Fe失去电子变为Fe2+；
(4)根据析氢腐蚀产生H2气体，使装置内气体压强增大，吸氧腐蚀消耗氧气，使装置内的气体压强减小分析；
(5)电解时，阳极Fe失去电子，被氧化产生致密Fe3O4氧化膜而发生钝化现象；
II.(1)KMnO4具有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管；
(2)KMnO4溶液具有强的氧化性，与草酸发生氧化还原反应后会产生无色Mn2+，当反应完全后不再消耗KMnO4溶液，根据KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点；
(3)根据氧化还原滴定结果计算草酸物质的量，从而计算X的值；
(4)据c(测)= ，根据错误操作导致V(滴定)的变化分析误差。
【详解】I.(1)用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；
B.用酒精灯加热试管提高温度，气体体积由于温度升高而体积膨胀，气体逸出，导气管口冒出气泡，不能判断反应快慢，B错误；
C.将铁钉换成铁粉和炭粉的混合物，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D.换成更细的导管，水中滴加红墨水，改变相同的压强即改变相同的体积，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；
故合理选项是ACD；
(2)改为乙图后，由于装置内盛有的氧气的物质的量不变，随着反应的进行，氧气的浓度逐渐降低，使反应速率减小，这可以通过相同的时间间隔内液体上述的高度逐渐减慢得到证实；
(3)根据表中现象：a点附近溶液出现红色，说明a点溶液为碱性，a点发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a点为正极；滴加2~3滴铁氰化钾溶液，b点周围出现蓝色沉淀，这是由于b点发生反应：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+与铁氰化钾溶液发生沉淀反应产生铁氰化亚铁蓝色沉淀，b点为负极；
(4)根据图示可知：随着反应的进行，装置内的氧气含量和瓶内压强都降低，说明发生的腐蚀是吸氧腐蚀；
(5)将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe失去电子，被氧化Fe3O4氧化膜，该阳极电极反应式为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；
II.(1) KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，KMnO4溶液应装在酸式滴定管中；
(2)草酸反应完毕，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅紫红色，且30s内红色不褪去，说明滴定到终点；
(3)三次滴定误差都不太大，利用滴定结果计算所用高锰酸钾溶液的体积为10.00mL，1.260g草酸晶体所配草酸溶液中所含草酸的物质的量为：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；
(4)滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则消耗标准液体积变小，则草酸物质的量变小，质量变小，则结晶水含量偏多，X值偏高。
【点睛】本题考查了金属的电化学腐蚀及保护和氧化还原滴定在结晶水含量测定的应用的知识。掌握原电池反应与溶液的酸碱性、物质的浓度的关系和氧化还原反应中的电子守恒关系，根据物质的结构及性质判断仪器的使用和判断滴定终点，学会将实验过程的操作都转化为消耗标准溶液体积大小上分析判断实验误差。
17.NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上利用金属镍废料（含镍、铁、铝）生产氯化镍晶体(NiCl2·6H2O)流程如下：
下表列出了相关金属离子生产氢氧化物沉淀的pH：
氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ni(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
7.6
2.7
7.1
3.7
沉淀完全的pH
9.6
3.7
9.2
4.7
回答下列问题：
(1)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为______，调pH的范围为_______，若调pH=6，则溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=________。（已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38）
(2)滤液A溶质主要是_______。
(3)操作①的实验方法依次是_________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【答案】 (1). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2). 4.7≤pH<7.1 (3). 10000：1 (4). NaCl和Na2CO3 (5). 蒸发浓缩
【解析】
【分析】
利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl2•6H2O)，由流程可知，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-，还含有少量Fe2+、Al3+，加入过氧化氢，氧化Fe2+为Fe3+，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣A为Fe(OH)3和Al(OH)3，再向滤液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3，滤液A含NaCl和Na2CO3，将NiCO3再溶于盐酸，得NiCl2溶液，操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，操作②为重结晶，将得到的氯化镍晶体重新溶解，再进行结晶，从而得到NiCl2•6H2O，以此来解答。
【详解】(1) H2O2具有强的氧化性，加入H2O2氧化，可将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，该反应离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；第一次加入Na2CO3溶液调pH的目的是将Fe3+和Al3+都转化为金属氢氧化物，形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去，而Ni2+
不能沉淀，结合表中数据可知pH的范围是4.7≤pH<7.1；当溶液的pH=6时，Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全，由于二者的化合物构型相同，所以溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34)：(1×10-38)=10000：1；
(2)第二次加Na2CO3沉镍，过滤，得到滤液A的溶质主要是NaCl和Na2CO3；
(3)操作①的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
【点睛】本题考查物质制备的知识，涉及混合物的分离提纯，把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯与溶液pH的关系为解答的关键，注意氧化还原反应在元素化合物知识的应用，侧重考查学生的分析与实验能力。
18.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
I.氨为重要的化工原料，有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取：
a. CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ∆H1=+216.4kJ/mol
b. CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ∆H= _____________。
(2)起始时投入氮气和氢气的物质的量分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图。
①恒压时，反应一定达到平衡状态的标志是_____________(填序号)
A.和转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.保持不变 D.
②P1_____P2 (填“>”“=”或“不确定”，下同)；反应的平衡常数：B点_______D点。
③C点的转化率为________；在A、B两点条件下，该反应从开始到平衡时生成氮气的平均速率：υ(A)__________υ(B)。
Ⅱ.用间接电化学法去除烟气中NO的原理如下图所示。
已知阴极室溶液呈酸性，则阴极的电极反应式为_____________。反应过程中通过质子交换膜(ab)的为2mol时，吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为_____________L。
【答案】 (1). +175.2kJ/mol (2). BC (3). < (4). > (5). 66.7% (6). < (7). 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O (8). 11.2
【解析】
【分析】
I.(1)则将a+b可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H；
(2)①起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，在不同温度和压强下合成氨，达到平衡时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，气体的总物质的量不变，以此判断；
②增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；
③起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol，反应的方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，C点氨气的含量为50%，结合方程式计算；压强越大、温度越高，反应速率越快；
II.根据图示可知，阴极通入的SO32-发生得电子的还原反应生成S2O42-，结合溶液为酸性书写阴极反应式；写出电解池的总反应，根据通过的氢离子物质的量可知转移电子的物质的量，吸收柱中生成的气体为氮气，然后利用电子守恒计算氮气的物质的量，最后根据V=n·Vm计算标况下体积。
【详解】I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
则将a+b，可得CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) △H=（+216.4-41.2）kJ/mol=+175.2kJ/mol；
(2)①A.N2和H2的起始物料比为1：3，且按照1：3反应，则无论是否达到平衡状态，转化率都相等，N2和H2转化率相等不能用于判断是否达到平衡状态，A错误；
B.气体的总质量不变，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，恒压条件下，当反应体系密度保持不变时，说明体积不变，则达到平衡状态，B正确；
C.保持不变，说明氢气、氨气的浓度不变，反应达到平衡状态，C正确；
D.达平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定等于化学计量数之比，不能确定反应是否达到平衡状态，D错误；
故合理选项是BC；
②由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡混合气体中氨气的百分含量增大，由图象可知P1
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