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文档介绍
2018-2019学年安徽省安庆市第二中学高二下学期开学考试化学试题 解析版
安徽省安庆市第二中学2018-2019学年高二下学期开学考试 化学试题 1.党的十九大报告中多次提到“生态文明”,下列做法不符合生态文明理念的是( ) A. 发展新能源汽车,实现低碳出行 B. 用氯乙烯生产快餐盒,降低白色污染 C. 用地沟油制生物柴油,回收利用资源 D. 科学开发利用自然资源,维护生态平衡 【答案】B 【解析】 A. 发展新能源汽车,实现低碳出行,符合生态文明理念,选项A不选;B. 用氯乙烯生产快餐盒,会造成白色污染,不符合生态文明理念,选项B选;C. 用地沟油制生物柴油,回收利用资源,符合生态文明理念,选项C不选;D. 科学开发利用自然资源,维护生态平衡,符合生态文明理念,选项D不选。答案选B。 2.有关能量与能源的说法正确的是 A. 原电池是将电能转变为化学能的装置 B. 逆反应的活化能总是大于正反应的活化能 C. 新能源中的太阳能、风能、生物质能等,都是可再生能源 D. 同温同压下,在光照和点燃条件下的不同 【答案】C 【解析】 【详解】A.原电池是将化学能转化为电能的装置,故A错误; B.正逆反应活化能的相对大小与反应本身是吸热还是放热有关,故B错误; C. 新能源中的太阳能、风能、生物质能等,都是可再生能源,故C正确; D.反应的焓变只与反应物和生成物的状态有关,与条件无关,故D错误; 综上所述,本题应选C。 3.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的反应速率最快的是( ) A. v(NH3)=0.1 mol/(L•min) B. v(NH3)=0.2 mol/(L•min) C. v(H2)=0.3 mol/(L•min) D. v(H2)=0.4 mol/(L•min) 【答案】D 【解析】 化学反应速率之比是相应的化学计量数之比,根据方程式N2+3H22NH3可知如果都用氢气表示反应速率,分别是[mol/(L•min)]0.15、0.3、0.3、0.4,所以反应速率最快的是选项D,答案选D。 点睛:同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示,然后才能直接比较速率数值,需要注意的是换算时要注意单位的统一。 4.某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应:达到平衡,测得平衡时各物质的物质的量之比为2:2:1,保持温度、体积不变,再以2:2:1的体积比将A、B、C充入此容器中,则 A. 平衡向逆反应方向转动 B. 平衡不移动 C. C的百分含量增大 D. C的百分含量减小 【答案】C 【解析】 【详解】反应,反应后气体体积减小,保持温度、体积不变,再以2:2:1的体积比将A、B、C充入此容器中,相当于增大压强,平衡向着正向移动,C的百分含量增大,故C正确,A、B、D错误; 综上所述,本题应选C。 5.某浓度的氨水中存在下列平衡:,若想增大的浓度,而不增加的浓度,应采取的措施是 适当升高温度 加入固体 通入 加入少量盐酸。 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④ 【答案】D 【解析】 【详解】①一水合氨的电离是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,所以NH4+与OH-的浓度均增加,故①不符合题意; ②加入固体,溶液中NH4+浓度增加,平衡逆向移动,OH-的浓度减小,故②符合题意; ③通入氨气,即增加一水合氨浓度,平衡正向移动,溶液中NH4+与OH- 的浓度均增加,故③不符合题意; ④加入少量盐酸,OH-与盐酸反应,OH-浓度减小,平衡正向移动,溶液中NH4+浓度增加,故④符合题意; 综上所述,②④符合题意,本题应选D。 【点睛】本题可根据平衡移动原理进行解题。化学平衡移动原理是指,如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 6.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器。相同条件下充入等物质的量的NO2气体,且起始时体积相同。发生反应:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。一段时间后相继达到平衡状态。下列说法中正确的是 A. 平衡时NO2体积分数:甲<乙 B. 达到平衡所需时间,甲与乙相等 C. 该反应的平衡常数表达式K=c(N2O4)/c(NO2) D. 若两容器内气体的压强保持不变,均说明反应已达到平衡状态 【答案】A 【解析】 试题分析:A、2NO2(g)N2O4(g)是分子数目减小的反应,随着反应的进行,压强降低,由于甲为恒压容器,相当于加压,所以NO2转化率:甲>乙,正确;B、由于反应后甲的压强大于乙的压强,反应速率:甲>乙,反应时间:甲<乙,错误;C、反应的平衡常数表达式K=c(N2O4)/c2(NO2),错误;D、甲是恒压容器,压强自始至终保持不变,不能判断是否平衡,错误。 考点:考查化学平衡状态的建立。 7.100mL 6mol•L﹣1H2SO4跟过量锌粉反应,一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量 A. 碳酸钠溶液 B. 醋酸钾固体 C. 硫酸钾固体 D. 硝酸钠溶液 【答案】B 【解析】 A.加适量的碳酸钠,会与酸反应,生成氢气的量减少,故A错误; B.加适量的醋酸钾,会和硫酸反应生成醋酸,氢离子的物质的量不变,浓度变小,则减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,故B正确; C.加适量的K2SO4(s),对反应速率无影响,故C错误; D.加适量的硝酸钠溶液,相当于存在硝酸,Zn与硝酸之间反应不会产生氢气,故D错误; 故选B. 8.对于反应CO(g)+H2O(g)CO 2(g)+ H 2(g) △H﹤0,在其他条件不变的情况下 A. 加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变 B. 改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变 C. 升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变 D. 若在原电池中进行,反应放出的热量不变 【答案】B 【解析】 试题分析:A.催化剂虽然改变了反应途径,反应物、生成物的状态不变,所以△H不变,A错误;B.反应前后体积不变,则改变压强(压缩气体或扩大容积),平衡不发生移动,反应放出的热量不变,B正确;C.该反应是放热反应,升高温度,化学反应速率加快,反应的△H不变,但由于平衡向逆反应方向进行,放出的热量减少,C错误;D.若在原电池中进行,反应不放出热量,而是将化学能转换为电能,D错误;答案选B。 【考点定位】本题主要考查了外界条件对化学平衡、热量的影响 【名师点晴】解答时需要注意的是催化剂虽然改变了反应途径,但△H不变;对于反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不发生移动。 9.下列事实不能用电化学原理解释的是 A. 可将地下输油钢管与外加直流电源的负极相连以保护钢管不受腐蚀 B. 常温条件下,铝在空气中不易被腐蚀 C. 镀层破坏后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更耐腐蚀 D. 用锌和稀硫酸反应产生氢气时,往稀硫酸中滴少量硫酸铜溶液能加快反应速率 【答案】B 【解析】 A.地下输油钢管与外加直流电源的负极相连,该金属做电解池的阴极材料,可以得到保护,故A不选;B.铝被氧化生成氧化铝,为化学反应,与电化学无关,故B选;C.活动性Zn>Fe>Sn,白铁较难腐蚀,能用电化学知识解释,故C不选;D.锌置换出硫酸铜中的少量的铜离子,这样锌与铜构成若干原电池,而加快化学反应速率,所以能用电化学知识解释,故D不选;故选B。 10.在平衡体系Ca(OH)2(s)Ca2+ +2OH一中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH一)增大的是 A. 加入少量MgCl2固体 B. 加入少量Na2CO3固体 C. 加入少量KCl固体 D. 加入少量稀H2SO4 【答案】B 【解析】 试题分析:加入少量MgCl2固体,,使Ca(OH)2(s)Ca2++2OH一平衡右移,c(Ca2+)增大,而使c(OH一)减小,故A错误;加入少量Na2CO3固体,,使Ca(OH)2(s)Ca2++2OH一平衡右移,c(Ca2+)减小,而使c(OH一)增大,故B正确;加入少量KCl固体,对平衡没影响,c(Ca2+)、c(OH一)不变,故C错误;加入少量稀H2SO4,,使Ca(OH)2(s)Ca2++2OH一平衡右移,c(Ca2+)增大,而使c(OH一)减小,故D错误。 考点:本题考查沉淀溶解平衡。 11. 下列物质的水溶液经加热浓缩,蒸干灼烧仍能得到原物质的是 A. FeCl3 B. Cu(NO3)2 C. Na2SO3 D. NaAlO2 【答案】D 【解析】 试题分析:A、得Fe2O3,错误;B、CuO,错误;C、Na2SO4,错误;D、正确。 考点:考查盐类蒸干等相关知识。 12.下列叙述正确的是 A. 某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则a>b B. 常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) = 1.0×10-13mol/L,则此溶液一定呈酸性 C. 25℃时,将pH=4的盐酸稀释1000倍后,溶液的pH=7 D. 25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1:10 【答案】D 【解析】 试题分析:醋酸溶液加水稀释,酸性减弱,pH增大,A错误;常温下,某溶液中由水电离的c(OH-) = 1.0×10-13,则此溶液pH=13或1,B错误;酸溶液稀释不可能变成中性溶液,pH只能接近于7,C错误;25℃时,pH=13的强碱溶液[c(OH-)=0.1mol/L]与pH=2[c(H+)=0.01mol/L]的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则酸碱体积比为10,D正确。 考点:溶液的稀释 pH计算 点评:酸、碱溶液稀释pH只能无限接近于7。 13.在容积不变的密闭容器中,一定条件下发生反应:2A(?)B(g)+C(s),达到化学平衡后,升高温度,容器内气体的密度增大,则下列叙述正确的是( ) A. 若正反应是吸热反应,则A为非气态 B. 若正反应是放热反应,则A为非气态 C. 在平衡体系中加入少量C,该平衡向逆反应方向移动 D. 改变压强对该平衡的移动一定无影响 【答案】A 【解析】 正反应为吸热反应,则升高温度,平衡向正反应方向移动,所以要使密度增大,则A一定不是气体,A正确。正反应为放热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以要使密度增大,A一定是气体。C是固体,改变质量,不影响平衡状态,C不正确。反应前后体积一定是变化的,所以D不正确,答案选A。 14.t ℃时,AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t ℃时AgCl的Ksp=4×10-10,下列说法不正确的是 A. 在t ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13 B. 通过蒸发,可使溶液由a点变到c点 C. 图中b点有AgBr沉淀析出 D. 在t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq) AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816 【答案】B 【解析】 分析:根据图示可知:在线上的点为饱和溶液,在线左下方的点溶液未达到饱和,在线右上方的点是过饱和溶液,据此解答。 详解:A.根据图像可知在t℃时,Ksp(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,A正确; B、蒸发时溶液体积减少,离子浓度均增大,所以通过蒸发,不可能使溶液由a点变到c点,B错误; C、图中b点在线的右上方,由于c(Br-)·c(Ag+)>Ksp(AgBr)=4.9×10-13,所以图中b点有AgBr沉淀析出,C正确; D、t℃时,AgCl的Ksp=c(Cl-)·c(Ag+)=4×10-10,Ksp(AgBr)=c(Br-)·c(Ag+)=4.9×10-13,则AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K=c(Cl-)÷c(Br-)=Ksp(AgCl)÷Ksp(AgBr)=4×10-10÷4.9×10-13≈816,D正确。 答案选B。 15.利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。下列叙述正确的是 ( ) A. 若X为锌片,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀 B. 当K置于N处时,可减缓铁的腐蚀 C. 若X为碳棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀 D. 铁被腐蚀过程实质是金属铁失电子发生了还原反应 【答案】A 【解析】 A、当X为锌,K置于M处时,构成原电池,铁作正极被保护,A正确;B、当K置于N处时,构成电解池,铁作阳极,加快了金属的腐蚀,B错误;C、当X为碳棒,K置于M处时,构成原电池,铁作负极,加快了金属的腐蚀,C错误;D、铁被腐蚀是铁发生了氧化反应,D错误;答案选A。 16.燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。以该燃料电池为电源电解精炼铜的装置如图所示。下列说法不正确的是 A. 每消耗2.24(标准状况)时,A电极的质量减轻12.8g B. 离子交换膜应为阳离子交换膜,由左极室向右极室迁移 C. 该燃料电池的负极反应式为 D. 粗铜中的Ag、Au沉在阳极区,电解质溶液的浓度基本保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】 碱性燃料电池中,通入NaBH4的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为 ,通入O2的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,A为电解池的阳极,发生氧化反应,B为电解池的阴极,发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,由此分析解答. 【详解】A. A极上有比铜活泼的Zn、Fe等金属优先放电,所以每消耗2.24L(标准状况)O2时,A电极的质量不一定减轻12.8g,故A错误. B. 离子交换膜应为阳离子交换膜,左极室消耗氢氧根离子,钠离子由左极室向右极室迁移,故B正确; C. 该燃料电池中,通入NaBH4的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为,故C正确; D. Ag、Au的活泼性比铜差,所以Ag、Au沉在阳极区,电解质溶液的浓度基本保持不变,故D正确; 综上所述,本题应选A。 【点睛】在新型燃料电池中,一般通氧气的为电池正极,通燃料的为电池负极,电极反应式应根据电解质溶液的酸碱性进行书写,若电解质溶液为碱性,则正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH -;若电解质溶液为酸性,则正极反应为:O2+4H++4e-=2H2O。 17.常温下浓度均为0.1mol/L 的四种盐溶液,其pH 如表所示,下列说法正确的是( ) 序号 ① ② ③ ④ 溶液 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO pH 8.8 9.7 11.6 10.3 A. 将等浓度的CH3COOH 和HClO溶液,pH小的是HClO B. Na2CO3和NaHCO3溶液中粒子种类不同 C. 溶液水的电离程度:①>②>④>③ D. NaHCO3溶液中:c (Na+) =c (CO32- )+c (HCO3- )+c (H2CO3) 【答案】D 【解析】 A、对应的盐溶液的pH越大,酸根离子水解程度越大,酸越弱,则将等浓度的CH3COOH和HClO溶液,CH3COOH的酸性强,则pH小的是CH3COOH,选项A错误;B、碳酸钠中CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,H2OH++OH-,碳酸氢钠溶液中HCO3-CO32-+H+,HCO3-+H2OH2CO3+OH-,H2OH++OH-,所以两种溶液中粒子种类相同,选项B错误;C、易水解的盐能促进水的电离,水解程度越大,对水的电离的促进程度越大,则四种溶液中,水的电离程度③>④>②>①,选项C错误;D、NaHCO3溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),选项D正确。答案选D。 点睛:本题考查了盐的水解、影响水的电离的程度的因素、物料守恒的应用等,注意根据酸性越弱,其酸根离子水解程度越大,对应的盐溶液的pH越大,易水解的盐能促进水的电离。 18.H2X为二元弱酸,常温下,将NaOH溶液加入到H2X溶液中,在不同pH环境下,不同形态的粒子(酸、酸式酸根、酸根离子)的组成分数如图所示。下列说法正确的是 A. HX-的电离程度小于水解程度 B. 在pH=7的溶液中HX-和X2-能大量共存 C. 在pH=9时,H2X 与NaOH恰好完全中和 D. 1L.0.1 mol•L-1Na2X溶液中,n(HX-)+2n(X2-)+n(H2X)=0.1 mol 【答案】A 【解析】 NaOH与H2X反应NaOH+H2X=NaHX+H2O、NaHX+NaOH=Na2X+H2O,A、根据图像pH=9时溶质为NaHX,此时溶液显碱性,说明HX-的电离程度小于其水解程度,故A正确;B、根据图像pH=7时,溶质为H2X和HX-,故B错误;C、根据图像,当pH=14时,应恰好完全反应,故C错误;D、根据物料守恒,n(HX-)+n(X2-)+n(H2X)=0.1mol,故D错误。 19.室温下,某一元弱酸HA的电离常数。 向浓度约为溶液中逐滴加入的标准NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示忽略温度变化。请回答下列有关问题: (1)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________点,滴定过程中宜选用__________作指示剂,滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。 (2)滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视______________________,滴定终点的现象为_____________________________________________________。 (3)若滴定结束时,滴定管中的液面如图所示,则其读数为___________mL。 (4)滴定过程中部分操作如下,下列各操作使测量结果偏高的是____________(填字母序号)。 A.滴定前碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗 B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入HA溶液后进行滴定 C.滴定过程中,溶液出现变色后,立即停止滴定 D.滴定结束后,仰视液面,读取NaOH溶液体积 (5)若重复三次滴定实验的数据如下表所示,计算滴定所测HA溶液的物质的量浓度为_____。 实验序号 NaOH溶液体积 待测HA溶液体积 1 21.01 20.00 2 20.99 20.00 3 21.60 20.00 【答案】 (1). c (2). 酚酞 (3). c点以上 (4). 锥形瓶中的颜色变化 (5). 当滴入最后一滴标准液后,溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色 (6). 26.10 (7). AD (8). 0.1050 【解析】 【分析】 (1)水的电离方程式为H2OH++OH-,可根据平衡移动原理进行分析;强碱滴弱酸终点时生成强碱弱酸盐,呈碱性,应选用碱性条件下变色的指示剂; (2)根据滴定操作规范解答; (3)滴定结束后应平视,滴定管读数应保留小数点后两位; (4)滴定误差分析应根据公式c(待测)V(待测)=c(标准)V(标准)分析; (5)消耗氢氧化钠标准液体积应按平均值进行计算,计算公式为:c(待测)V(待测)=c(标准)V(标准); 【详解】(1)水的电离方程式为H2O H++OH-,向水溶液中添加酸或碱都会抑制水的电离,因此c点水的电离程度最大;强碱滴弱酸终点时生成强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,滴定终点在c点以上,指示剂应选用酚酞; (2)滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中的颜色变化;酚酞在酸性条件下无色,碱性条件下红色,因此滴定终点的现象为:当滴入最后一滴标准液后,溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色; (3)滴定管中每一个小格代表0.10mL,读数时应注意要估读一位,即读数为26.10; (4)A.滴定前碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗,标准液的浓度偏低,使用标准液体积增加,导致测定弱酸的浓度偏高,故A符合题意; B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入HA溶液后进行滴定,对实验结果无影响,故B不符合题意; C.滴定过程中,溶液出现变色后,立即停止滴定,可能导致加入氢氧化钠标准液体积偏小,导致最终滴定结果偏低,故C不符合题意; D.滴定结束后,仰视液面读取NaOH溶液体积,导致读取氢氧化钠溶液体积偏大,最终滴定结果偏高,故D符合题意; 综上所述,本题应选AD; (5)根据数据的有效性,舍去第3组数据,则平均消耗氢氧化钠的体积为V(标准) = (21.01+20.99)mL/2=21.00mL,根据公式c(待测)V(待测)=c(标准)V(标准)可知,c(待测)=0.021L×0.1000mol/L÷0.020L=0.1050mol/L. 20.(1)已知:① ②2 ③ 则的△H=______________。 (2)汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:2,已知该反应在2404℃,平衡常数. 请回答: ①某温度下,向2L的密闭容器中充入和各1mol,5分钟后的物质的量为0.5,则的反应速率为________________ ②将、混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是_____(填字母序号). ③该温度下,某时刻测得容器内、、NO的浓度分别为、和,此时反应__________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是______________________________. 【答案】 (1). -80kJ/mol (2). 0.05mol/(L•min) (3). AC (4). 向正反应方向进行 (5). (3×10-3)2/(2.5×10-1)(4×10-2)=9×10-4<K=64×10-4,则反应应向正反应方向进行; 【解析】 【分析】 (1)根据盖斯定律判断; (2)①5分钟内,△n(O2)=0.5mol,由N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)可以知道△n(NO)=1mol,代入v(N2)=△n/(V•△t)计算; ②根据温度、催化剂对反应速率和平衡移动的影响判断; ③计算某时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,与该温度下的平衡常数相比较,可得出结论; 【详解】(1)目标方程为④,已知方程为①②2③,根据盖斯定律可知,④=③-②+2①,因此 的焓变为; (2)①5分钟内,△n(O2)=0.5mol,由N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)可以知道△n(N2)=0.5mol,v(N2)=△n/(V•△t)=0.5mol÷(2L×5min)=0.05mol/(L•min); ②A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,所以A选项是正确的; B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误; C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,所以C选项是正确的; 因此,本题正确答案是:AC; ③该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,则该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为:(3×10-3)2/(2.5×10-1)(4×10-2)=9×10-4<K=64×10-4,则反应向正反应方向进行。 21.胆矾是一种重要的含铜化合物,某课外研究小组用粗铜(含少量)通过不同的化学反应制取胆矾的过程如图: 物质 完全沉淀时的pH Fe(OH)3 3.2 Fe(OH)2 9.6 Cu(OH)2 6.4 当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于时,认为该离子沉淀完全。 试回答下列问题: (1)下列物质中,最适合作为试剂X的是________(填序号)。 A. B. C. D. (2)由粗铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅱ相比,途径Ⅰ有明显的两个优点,分别是______________、____________________。 (3)试剂Y可以是______________________(任填一种物质的化学式)。 (4)若溶液C中、的浓度分别为、,则向溶液C中加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH范围约为________。 (5)氢化亚铜是一种红色固体,40~50℃时,滤液E和溶液混合反应可得氢化亚铜沉淀,同时得到硫酸和磷酸,该反应的离子方程式为___________________________________,该反应每转移1.5个电子,生成CuH的物质的量为________mol。 (6)纳米氧化亚铜是一种用途广泛的光电材料,电化学法可用铜棒和石墨作电极,电解滤液E获得纳米氧化亚铜,电解过程中无气体产生,则铜棒作________极,生成的电极反应式为______________________,电解过程中滤液E的浓度____________(填“增大”“不变”或“减小”)。 (7)得到晶体,乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的目的是______________。 【答案】 (1). C (2). 产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少 (3). 途径Ⅰ不会产生污染大气的气体 (4). CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3 (5). 3.2~3.9 (6). 4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4 (7). 0.5mol (8). 阳极 (9). 2Cu2+ + 2e−+ H2O=Cu2O+2H+ (10). 减小 (11). 硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发 【解析】 【分析】 分析由粗铜(含少量Fe)通过不同的化学反应制取胆矾的流程图可知,由粗铜通过两种途径制取胆矾,途径Ⅰ中,铜在空气中加热生成CuO,同时铁生成Fe3O4,固体A为CuO和Fe3O4的混合物,加入足量的稀硫酸,固体A溶解生成硫酸铜、溶液中还含有Fe2+、Fe3+,从后续分离步骤分析,试剂X应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后面形成Fe(OH)3除去,试剂Y的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀;途径II铜直接和浓硫酸加热反应,生成硫酸铜、水和二氧化硫,铁也被氧化成Fe3+,得到溶液C,经分离得到胆矾,可以据此解答。 【详解】(1)根据以上分析,试剂X应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,为了不引入杂质,最适合作为试剂X的是H2O2,故选C, 因此,本题正确答案为:C。 (2)途径II中产生二氧化硫气体不但会产生污染,而且会使部分硫酸因转化成二氧化硫而造成转化率不高,因此与途径Ⅱ相比,途径I有明显的两个优点,分别是产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少,途径Ⅰ不会产生污染大气的气体, 因此,本题正确答案为:产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少;途径Ⅰ不会产生污染大气的气体; (3)试剂Y的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀,为了不引入杂质,因此试剂Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3, 因此,本题正确答案为:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3; (4)根据制备的最终目的是得到胆矾,要除去铁元素,加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH,使Fe3+沉淀完全时,且Cu2+不沉淀,由表中数据可知,Fe3+沉淀完全时pH=3.2,Cu2+ 沉淀完全时pH=6.4,此时c(OH-)=10-7.6,据此可求出氢氧化铜的溶度积Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=1×10-5×10-15.2=10-20.2,若c(Cu2+)=1mol/L,解得c(OH-)=10-10.1,则c(H+)=10-3.9,pH=3.9, 因此,本题正确答案为:3.2~3.9; (5)滤液E中的铜离子和H3PO2溶液混合反应可得氢化亚铜沉淀,同时得到硫酸和磷酸,根据得失电子守恒和电荷守恒,写出反应的离子方程式为4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4;该反应中每生成4molCuH转移12mol电子,所以每转移1.5NA个电子,生成CuH的物质的量为0.5mol, 因此,本题正确答案为:4Cu2++3H3PO2+6H2O=4CuH↓+8H++3H3PO4;0.5mol; (6)要生成氧化亚铜,则铜必须失去电子,因此铜作阳极。阴极得到电子,发生还原反应,所以阴极电极反应式为 2Cu2+ + 2e-+ H2O == Cu2O+2H+,由两电极反应可知,阳极产生的Cu2+小于阴极消耗的Cu2+故电解过程中滤液E的浓度减小, 因此,本题正确答案为:阳极;2Cu2+ + 2e−+ H2O=Cu2O+2H+;减小; (7)因为硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发,所以用乙醇代替蒸馏水洗涤硫酸铜晶体, 因此,本题正确答案为:硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发。 22.甲醇既可用于基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料. (1)以下是工业上合成甲醇的反应: 下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K). 温度 K 由表中数据判断反应I为 ______ 热反应(填“吸”或“放”).某温度下,将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得,则CO的转化率为 ______ ,此时的温度为 ______(从表中选择). (2)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有时,实验室利用如图装置模拟该法: ①N电极的电极反应式为 ______ . ②请完成电解池中转化为的离子反应方程式:______ +______ ______ = ______ +____________ (3)处理废水时,最后以形式除去,当 时,沉淀完全,此时溶液的______.(已知,,) 【答案】 (1). 放 (2). 80% (3). 250℃ (4). O2+4e-+4H+=2H2O (5). 1;6;14H+;2;6;7H2O (6). 5.6 【解析】 【分析】 (1)根据图表中的数据可知,化学平衡常数随温度的升高而降低,再根据平衡移动原理进行解题;根据三段式进行解题即可,化学平衡常数等于生成物系数次方的乘积比上反应物系数次方的乘积; (2)①由图可知图左侧装置为甲醇燃料电池,氢离子由质子交换膜由M电极区移向N电极区,则M为负极、N为正极,负极上发生氧化反应,甲醇失去电子,生成二氧化碳与氢离子,负极电极反应式为:CH3OH﹣6e﹣+H2O=6H++CO2↑,正极发生还原反应,氧气获得电子,与通过质子交换膜的氢离子结合为水,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;右侧装置为电解酸性含铬废水装置,与原电池正极相连的电极为电解池阳极,与原电池负极相连的电极为电解池阴极,据此解题; ②根据氧化还原反应中得失电子守恒进行配平即可; (3)根据题中给出的溶度积Ksp=c(Cr3+)×c3(OH﹣)进行计算; 【详解】(1)由表中数据可知,随温度升高平衡常数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故△H<0,某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 起始浓度(mol):1 3 0 变化浓度(mol):0.8 1.6 0.8 平衡浓度(mol):0.2 1.4 0.8 CO转化率=0.8mol÷1mol×100%=80%,平衡常数K=c(CH3OH)/[c(CO)c2(H2)]=0.8÷(0.2×1.42)=2.041,故温度为250℃; (2)①氢离子由质子交换膜由M电极区移向N电极区,则M为负极、N为正极,负极上发生氧化反应,甲醇失去电子,生成二氧化碳与氢离子,负极电极反应式为:CH3OH﹣6e﹣+H2O=6H++CO2↑,正极发生还原反应,氧气获得电子,与通过质子交换膜的氢离子结合为水,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O; ②电解池溶液里Cr2O72﹣转化为Cr3+,化合价降低共6价,左侧Fe电极为阳极,Fe失去电子生成Fe2+,酸性条件Fe2+将Cr2O72﹣还原为Cr3+,自身被氧化为Fe3+,化合价升高共1价,化合价升降最小公倍数为6,则Cr2O72﹣的系数为1,Fe2+的系数为6,反应离子方程式为:Cr2O72﹣+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O, 故答案为:1;6;14H+;2;6;7H2O; (3)Ksp=c(Cr3+)×c3(OH﹣)=6.4×10-31,c(Cr3+)=1×10-5mol·L﹣1 时,溶液中c(OH﹣)=4×10-9mol·L﹣1,则c(H+)==2.5×10-6mol·L﹣1,则pH=﹣lg2.5×10-6=5.6。 【点睛】本题考查反应热和焓变、原电池和电解池的工作原理、难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质等,试题难度不大,难点是燃料电池负极反应式的书写,注意书写时要结合溶液的酸碱性进行判断。 查看更多