2017-2018学年河北省张家口市高二上学期期末考试化学试题 解析版
河北省张家口市2017-2018学年高二上学期期末考试化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 Li-7 N-14 O-16 Cu-64 I-127
第I卷(选择题共15分)
一、选择题(本题包括小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列物质属于强电解质的是
A. 盐酸 B. 氟化氢 C. 熔融氯化纳 D. 铜
【答案】C
2. 下列说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 由C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.9kJ/mol，可知金刚石比石墨稳定
C. 自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
【答案】D
【解析】硫和氧气加热反应生成二氧化硫，为放热反应，A错误；该反应为吸热反应，金刚石的能量高，不稳定，石墨能量低稳定，B错误；H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)，加热后反应自发进行，∆S<0, 错误；硫固体变为硫蒸气需要吸收一定的热量，所以等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，D正确；正确选项D。
3. 铁制自来水管与下列材料制成的自来水龙头连接，自来水管锈蚀最快的是
A. 铁水龙头 B. 锅水龙头 C. 塑料水龙头 D. 陶瓷水龙头
【答案】B
【解析】试题分析：铁制自来水管与铜水龙头相连，铁比铜活泼，做负极，腐蚀速率加快，选B。
考点：考查金属腐蚀快慢规律。
4. 将气体A、B置干容积为2L的密用容器中发生如下反应:4A(g)+B(g)2C (g)，反皮进行到4s末，测得A、B、C的物质的量分别为0.5 mol、0.4mol、.2mol。则用反应物B表示该反应的速率为
A. 0.025mol·L-1·s-1c. B. 0.0125 mol·L-1·s-1
C. 0.05 mol·L-1·s-1 D. 0.1 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】容积为2L,发生反应 4A(g)+B(g)2C (g),根据生成C的物质的量2mol，可以求出消耗B的物质的量1 mol，c(B)= 1/2=0.5 mol·L-1,v(B)= 0.5/4= 0.0125 mol·L-1·s-1；正确选项B。
5. 将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，发生反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g) △H<0，恒温容器中达到平衡时Br2(g)的转化率为a；若其他条件相同，在绝热容器中达到平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是
A. a >b B. a=b C. a
0，平衡体系中气体的平均摩尔质量()在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 温度:T1v(a) D. 当=69 g/mol 时，n(NO2) :n(N2O4)=2 :1
【答案】C
【解析】N2O4(g)⇌2NO2(g) △H>0的反应是吸热反应，在压强不变时，升高温度，平衡正向移动，气体的物质的量增大，平衡体系的总质量(m总 )与总物质的量（n总）之比减小，温度 T1> T2，A错误；化学平衡常数只与温度有关，而与压强无关；由于a、c在温度T2线上，b在温度T1线上，升高温度化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，所以K(a)=K(c) < K(b)，B错误；由于b点的温度比a点高，压强比a点大，条件高的速率大，vaKsp(CuS)，则ZnS沉淀在一定条件下可以转化为CuS 沉淀
【答案】D
【解析】当易溶电解质过量变为饱和状态时，也存在沉淀溶解平衡，A错误；难溶电解质存在溶解平衡，有的为吸热反应，有的为放热反应，所以温度越高，溶度积不一定越大，B错误；只有相同类型的难溶电解质，才能满足Ksp越小则它的溶解度越小规律，如Ksp（AgCl）>Ksp（AgBr）> Ksp （AgI），不同类型难溶电解质，只能视情况而定，C错误；在一定条件下，溶解度大的沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀，D正确；正确选项D。
14. 25 C时，在pH均等于5 的H2SO4和NH4Cl 两种溶液中，设由水电离产生的H+浓度分别为amol/L与bmol/L，则a 与b的关系为
A. a >b B. a=10-4b C. b=10-4a D. a=b
【答案】B
【解析】硫酸溶液抑制水的电离，pH=5的H2SO4溶液，由水电离出的c(H+)为10-9；NH4Cl溶液促进水的电离，pH=5的NH4Cl溶液，由水电离出的c(H+)为10-5，a：b=10-9：10-5=1:104 B正确；正确选项B。
点睛：盐溶液中盐不能电离出H+，所以盐溶液中的H+都是水电离出来的。
15. 下列有关各装置图的叙述，正确的是
A. 用装置①精炼铜，则a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液
B. 装置②的总反应式:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+
C. 装置③中插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
D. 装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护，该方法叫做牺牲阳极的阴极保护法
【答案】A
【解析】根据电流方向判定出，a为电解池的阳极，要精炼铜，粗铜必做阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，A正确；铁比铜活泼，铁做负极，铜做正极不参与反应，所以总反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+，B错误；铁只有在潮湿的空气中易生锈，而越靠近底端，氧气的量越小，腐蚀程度减小，C错误；被保护金属与直流电源的负极相连时，是外加电流的阴极保护法，D错误；正确选项A。
二、选择题(本题包括5小题，每小题3分，共5分。每小题只有一个正确选项)
16. 相同条件下，下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液中进行的)中，△H1>△H2的是
A. 2H2(g)+ O2(g)==2H2O(l) △H1 C(s)+CO2(g)==2CO(g) △H2
B. S(s)+ O2(g)==SO2(g) △H1 S(g) + O2(g)==SO2(g) △H2
C. HCl(aq)+KOH(aq)==KCl(aq)+ H2O(l) △H1 HNO3(aq)+ NaOH(aq)==NaNO3(aq)+ H2O(1) △H2
D. C(S) + O2(g)==CO2(g) △H1 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H2
【答案】B
【解析】氢气燃烧为放热反应，△H1<0，碳还原二氧化碳为吸热反应，△H2>0，所以△H1<△H2，A错误；等量的S(s)和S(g)完全燃烧，S(g)放出热量多，△H1>△H2，B正确；一元的强酸和一元的强碱的稀溶液完全反应生成1mol H2O(l),放出热量相等，△H1=△H2，C错误；等量的C(S)完全燃烧和不完全燃烧，完全燃烧的放出热量多，所以△H1<△H2，D错误；正确选项B。
17. 已知:反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在不同的温度下的平衡常数分别为:
t/℃
7000
800
830
1000
1200
k
1.67
1.11
1.00
0.60
下列有关叙述不正确的是
A. 该反应平衡常数表达式为K=[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]
B. 该反应的逆反应是吸热反应
C. 830℃时，向恒容密闭容器中加入CO2 和H2各1mol，当测得CO2 的物质的量为0.4mol时，反应处于平衡状态
D. 若某温度下该反应中各物质的平衡浓度符合关系式:[c(CO2)/3c(CO)]＝[c(H2O)/5c(H2)]，则该温度是1000 C
【答案】C
【解析】K是平衡常数，即一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比，A正确；温度升高，K减少，该反应的正反应是放热反应，逆反应为吸热反应，B正确；设容器的体积为1L，830℃时，平衡常数为K=1；各量变化如下：
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始量 1 1 0 0
变化量 0.4 0.4 0.4 0.4
某一时刻剩余量 0.6 0.6 0.4 0.4
带入浓度商计算：QC=[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]= (0.4×0.4)÷(0.6×0.6)=0.44<1,
反应未达平衡状态，C错误；[c(CO2)/3c(CO)]＝[c(H2O)/5c(H2)]，整理得：[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]=3/5=0.6=K, 对应温度为1000℃，D正确；正确选项C。
18. 下图是N2(g)和H2(g)反应生成1mol NH3(g)过程中能量变化示意图，下列说法不正确的是
A. 该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJ·mol-1
B. 若在反应体系中加入高效催化剂，E1、E2和△H均减小
C. 若已知H-H 的键能和N-H 的键能，可求得NN 的键能
D. 反应2NH3(g)N2(g)+ 3H2(g)的△S>0
【答案】B
【解析】根据图示可知△H=正反应活化能-逆反应活化能=254-300=-46 kJ·mol-1，方程式表示为1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) △H =-46kJ·mol-1,因此 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJ·mol-1，A正确；催化剂的使用，能够降低E1、E2，但是二者的差值保持不变，即△H不变，B错误；N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-92kJ·mol-1，设NN 的键能为x kJ·mol-1, H-H 的键能为a kJ·mol-1和N-H的键能b kJ·mol-1，根据能量守恒规律：x+3×a-2×3×b=-92,解之得出x=（6b-3a-92）kJ·mol-1，C正确；反应后气体的总量增加，混乱度增大，△S>0，D正确；正确选项B。
点睛：反应热的计算△H=反应物断键吸收的总能量-反应物成键放出的总能量=正反应活化能-逆反应活化能；△H=生成物的总能量-反应物总能量。
19. 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是
A. 加热溶液，溶液pH 升高 B. 恒温下加入CaO，溶液pH 升高
C. 加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2 固体增多 D. 加入少量NaOH固体，Ca(OH)2 固体增多
【答案】D
【解析】氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，所以加热溶液，有晶体析出，溶液的浓度降低，pH降低。溶液是饱和溶液，加热氧化钙后，氧化钙和水反应生成氢氧化钙。但由于温度不变，所以其浓度是不变的，B不正确。向溶液中加入Na2CO3溶液，会生成碳酸钙沉淀，促进溶解平衡向正反应方向移动，即Ca(OH)2固体减少，C不正确。向溶液中加入少量的NaOH固体，增大OH－的浓度，溶解平衡向逆反应方向移动，Ca(OH)2固体增多，D正确。答案选D。
20. 比亚迪公司开发了理钒氧化物二次电池，电池总反应为V2O4+xliLixV2O4，下列说法正确的是
A. 充电时，锂电极与电源负极相连
B. 放电时，Li+向负极移动
C. 充电时，阴极反应式为LixV2O4-xe-=V2O4+xLi+
D. 放电时，若该电池转移0.2 mol 电子，则消耗锂1.4x g
【答案】A
【解析】试题分析：A．电池充电时负极与外电源的负极相连，Li为负极反应物，所以Li与外电源的负极相连，故A正确；B．向外供电时，该装置是原电池，锂离子向正极移动，故B错误；C．该电池充电时阴极得电子，发生还原反应，电极反应为：xLi++xe-=xLi，故C错误；D．若放电时转移0.2mol电子，负极上Li-e-=Li+，所以反应消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g，故D错误；故选A。
【考点定位】考查化学电源新型电池
【名师点晴】本题考查原电池原理，明确元素化合价是解本题关键，根据得失电子来分析解答即可，难点是电极反应式的书写。掌握原电池中电极反应式的书写方法：①先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；②注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存；③若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-
，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水；④正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
第II卷(非选择题 共55分)
三、填空题(本题包括4小题，共55分)
21. 在100℃时，将0.2 mol N2O4(g)充入2 L 的恒容密闭容器中，间隔一定时间后对该容器内各物质的物质的量进行测定,得到如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
N(N2O4)/mol
0.20
n1
0.10
n3
n4
N(NO2)/mol
0.00
0.12
n2
0.24
0.24
(1)该反应的平衡常数表达式为___________________________，由表中数据分析可得，n1=____mol，n3=________________mol；
(2)在上述条件下，从0到40s内NO2的平均反应速率为___________________；
(3)该反应达到化学平衡后，下列改变可使N2O4浓度增大的是_____(填序号);
A.增大容器的容积 B.向容器中充入一定量的NO2
C.向容器中再充入一定量的N2O4 D.向容器中充入一定量的He(g)
(4)在下图中画出此反应中N2O4的浓度随时间变化的曲线_________。
【答案】 (1). K=c2(NO2)/c(N2O4) (2). 0.14 (3). 0.08 (4). 0.00 5 mol·L-1·s-l
(5). BC (6).
【解析】(1)该可逆反应的方程式为N2O4(g) 2 NO2(g)，平衡常数表达式为K=c2(NO2)/c(N2O4)；由表中数据看出，0-20s内， n(NO2)变化了0.12 mol，则n（N2O4）变化了0.06 mol，剩余n（N2O4）=0.2-0.06=0.14 mol；0-60s内，n(NO2)变化了0.24 mol，n（N2O4）变化了0.12mol，则n(NO2)剩余0.2 -0.12=0.08mol，正确答案：. K=c2(NO2)/c(N2O4)； 0.14 ； 0.08。
(2) 0到40s内，n（N2O4）变化了0.1mol，则n(NO2)变化了0.2 mol，NO2的平均反应速率为0.2÷2÷40=0.00 5 mol·L-1·s-1,正确答案：0.00 5 mol·L-1·s-1。
(3)该反应达到化学平衡后，增大容器的容积，相当于减压，平衡向右移动，N2O4浓度减少，A错误；向容器中充入一定量的NO2，平衡向左移动，N2O4浓度增大，B正确；向容器中再充入一定量的N2O4 ，相当于加压，平衡左移，N2O4浓度增大，C正确；向容器中充入一定量的He(g)，对各物质浓度无影响，对平衡无影响，D错误；正确选项BC。
(4) 2L的恒容密闭容器发生N2O4(g) 2 NO2(g)，起始时，c(N2O4)=0.10 mol·L-1,随着反应的进行，c(N2O4)不断减少，进行到60s后，反应达平衡状态，n3=0.08 mol，剩余c(N2O4)=0.04 mol·L-1,据以上分析就可以画出N2O4的浓度随时间变化的曲线，正确答案：
22. 碘过量可以导致对健康的不良影响，包括甲状腺功能亢进症(IIH)和自身免疫甲状腺病(AITD)。国家规定，食盐中碘含量的标准为(18～33)mg·kg-1(即;每千克碘盐中含碘元素18～33毫克)。某课外活动小组为测定某碘盐(含KIO3)样品中的碘含量，设计了如下步骤：
Ⅰ.用天平准确称取10.0g碘盐样品，加适量蒸馏水充分溶解，得到100mL溶液；
II.取步骤I中溶液25.00mL用稀硫酸酸化，加入足量KI溶液与碘盐中的KIO3充分反应；
III.以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为3.0×10-4mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定步骤II所得溶液(滴定时的反应方程式:I2+2S2O32-==2I-+S4O62-)，若平行实验三次，记录数据如下:
滴定次数
待测溶液的体积(mI.)
标准Na2S2O3溶液的体积
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
1
25.00
1.02
11.03
2
25.00
2.00
11.99
3
25.00
2.20
12.20
(1)步骤II涉及反应的离子方程式为___________________________；
(2)步骤III中滴定终点的现象是____________________________；
(3)根据题中所给数据，计算该碘盐样品中的碘元素含量是_______________mg·kg-1(保留三位有效数字);
(4)以下操作会导致测定结果偏高的是_______。
A.未用标准浓度的Na2S2O3溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D.观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
【答案】 (1). 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O (2). 溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色 (3). 25.4 (4). AC
【解析】(1) I-与IO3-在酸性条件下发生氧化还原反应生成单质碘，正确答案：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O。
(2)反应后的溶液中有碘，加入淀粉溶液变蓝色，随着滴定反应的进行，碘逐渐消耗至完全，溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色，滴定达到终点，正确答案：溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色。
(3)从实验数据看出：三次标准Na2S2O3溶液的体积分别为：10.01 mL、9.99 mL、10.00 mL，平均消耗Na2S2O3溶液的体积为10.00 mL；根据反应: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O和I2+2S2O32-==2I-+S4O62-得出关系式IO3----3I2---6S2O32-，设消耗KIO3 xmol, x=（10×10-3×3.0×10-4）/6=0.5×10-6mol, 碘盐样品中的碘元素含量: （0.5×10-6×100÷25×127）2.54×10-4g=0.254 mg； 1000g碘盐样品中含有碘元素质量为0.254×1000÷10=25.4 mg·kg-1；正确答案：25.4。
(4) 未用标准浓度的Na2S2O3溶液润洗滴定管,造成浓度减小，消耗的体积增大，测定结果偏高，A正确；滴定前锥形瓶有少量水，不影响溶液溶质的总量，测定结果无影响，B错误；滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，造成消耗的标准液的体积增大，测定结果偏高，C正确；观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，造成所消耗的标准液的体积偏小，测定结果偏低，D错误；正确选项AC。
点睛：在进行(3)计算时，一定要注意：三组数据是否可用；滴定时用的25毫升溶液，最终计算时用100毫升溶液，扩大4倍；最后的单位注意mg·kg-1。
23. 研究表明:丰富的CO2可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例、该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+ 4H2(g)C2H4(g) +2H2O(g) △H =-210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为_____________________________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是______(填字母)。
A.减小压强 B.增大H2 浓度 C.加入适当催化剂 D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75 mol H2，发生反应:CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1 b.容器内氢气的体积分数不再改变
C.容器内气体的密度不再改变 d.容器内压强不再改变
②上述反应的△H______0(填“>”或“<”)，图中压强p1____p2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，则Q点H2的转化率为____________。
④N点时，该反应的平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
(3)用生石灰吸收CO2可生成难溶电解质CaCO3，其溶度积常数Ksp=2.8×10-9。现有一物质的量浓度为2×10-4mol/L纯碱溶液，将其与等体积的CaCl2溶液混合，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___mol/L。
【答案】 (1). 2CO2+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H= -127.9 kJ/mol (2). B (3). bd (4). < (5). > (6). 20.5% (7). 1.04 (8). 5.6×10-5
【解析】（1）①根据两个反应方程式，消去CO，整理并计算反应的△H，正确答案：
2CO2+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H= -127.9 kJ/mol。
②减小压强，各物质的浓度减少，平衡左移，CO2的转化率降低，反应速率减慢，A错误；增大H2浓度，平衡右移，浓度增大，速率加快，CO2的转化率增大，B正确；加入适当催化剂，能够加快反应速率，但是平衡不动，CO2的转化率不变，C错误；分离出水蒸气，减少生成物浓度，速率减慢，但是平衡右移，CO2的转化率增大，D错误；正确选项B。
(2)①c(H2):c(CH3OH)=3:1 这仅仅是是反应的过程中一种情况，无法判定反应是否达平衡状态，a错误；容器内氢气的体积分数不再改变，可以判断反应达平衡状态，b正确；反应前后气体的总质量不变，容器的体积恒定，容器内气体的密度恒为定值，无法判定反应达到化学平衡状态，C错误；该反应为气体的总量减少的反应，当容器气体的总量不再发生变化，容器内的压强也不再改变，可以判定反应达到化学平衡状态，d正确；正确选项：bd。
②从图像看出，温度升高，n（CH3OH）减少，平衡左移，该反应正反应为放热反应，△H<0；当温度不发生改变，压强由p2→p1，增大压强平衡右移，n（CH3OH）增大，所以压强p1>p2，正确答案：< ； >。
③设二氧化碳的消耗量为xmol,根据方程式进行计算如下:
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
起始量 1 2.75 0 0
变化量 x 3x x x
平衡量 1- x 2.75-3x x x
反应后气体总量为1-x+2.75-3x+x+x=（3.75-2x）mol，反应前气体总量为1+2.75=3.75 mol，根据压强比等于物质的量之比：（3.75-2x）/3.75=9/10, x=0.1875 mol, Q点H2的转化率为3×0.1875÷2.75×100%= 20.5%，正确答案：20.5%。
④ 10L恒容密闭容器中投入1molCO2
和2.75 mol,反应进行到506℃，达平衡状态，对应M点时，甲醇的量为0.25mol，进行如下计算：
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
起始量 1 2.75 0 0
变化量 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量 0.75 2 0.25 0.25
各物质浓度分别为c(CO2)= 0.075 mol/L, c(H2)= 0.2 mol/L , c(CH3OH)= c(H2O)= 0.025 mol/L, 该反应的平衡常数K=(0.025)2/(0.23×0.075)= 1.04 ；由于N 和M处于同一温度下的不同曲线上两点，所以平衡常数相同，正确答案：1.04。
(3)设CaCl2溶液的最小浓度为为cmol/L,两溶液等体混合，溶液的浓度均减半，带入溶度积常数Ksp的计算公式：Ksp= c(Ca2+)c(CO32-)=(c÷2)×(2×10-4÷2)= 2.8×10-9,解之，c=5.6×10-5 mol/L；正确答案：5.6×10-5。
点睛：其它条件下不变，反应前后气体的物质的量之比等于压强之比。
24. 如图所示，某化学兴趣小组设计了一个燃料电池，并探究氯碱工业原理和粗铜精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为_____(填“正极”或“负极”)，通氢气一极的电极反应式为_________________；
(2)铁电极为_______(填“阳极”或“阴极”)，乙装置中电解反应的化学方程式为_________________。
(3)若在标准状况下，有1.12 L氧气参加反应，丙装置中阴极增重的质量为______g；
(4)某粗铜中含有铁、金、银和铂等杂质，通过电解精制后，为从电解液中制得硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),设计了如下工艺流程:
已知:几种金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH:
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1.9
3.2
Fe2+
7.0
9.0
Cu2+
4.7
6.7
①步骤I中加入试剂A的目的是_____________________________，试剂A应选择______(填序号);
a.氯气 b.过氧化氢 C.酸性高锰酸钾溶液
选择该试剂的原因_____________________________________________________；
②步骤II中试剂B为_________，调节pH的范围是___________；
③步骤III的操作是加热浓缩、_______、___________。
【答案】 (1). 正极 (2). H2-2e-+2OH-=2H2O (3). 阴极 (4). 2NaCl+2H2O2NaOH+ C12↑+H2↑ (5). 6.4 (6). 将Fe2+氧化为Fe3+ (7). b (8). 过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染 (9). CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 (10). 3.2≤pH<4.7 (11). 冷却结晶 (12). 过滤
【解析】(1)氢氧燃料电池，氧气做正极，发生还原反应，氢气做负极，在碱性环境下发生氧化反应，极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，正确答案：正极；H2-2e-+2OH-=2H2O。
(2) 氧燃料电池，氧气做正极，氢气做负极；铁与电源的负极相连，为电解池的阴极，阳极为石墨，电解饱和氯化钠溶液，阴极生成氢气和氢氧化钠，阳极产生氯气；正确答案：
阴极 ； 2NaCl+2H2O2NaOH+ C12↑+H2↑ ；
(3)丙装置为电解精炼铜，粗铜做阳极，溶液中铜离子得电子变为铜，根据电子转移总数相等：O2+4e-+2H2O=4OH-，Cu2++2e-=Cu，1.12 L氧气参加反应，转移电子0.2mol,生成铜0.1 mol，铜的质量6.4 g，正确答案6.4 g。
（4）①电解液中含有Fe2+、Cu2+、SO42-等离子，Fe2+的沉淀的pH 在7-9之间，Cu2+的沉淀的pH 在4.7-6.7之间，直接调整溶液的pH，在保证Fe2+沉淀的同时，Cu2+也变为沉淀，无法进行后续操作，因此需要把将Fe2+氧化为Fe3+
，加入氧化剂为过氧化氢，因为过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染，正确答案：将Fe2+氧化为Fe3+； b ；过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染。
②加入试剂来调整溶液的pH，使溶液的酸性减弱，保证Fe3+沉淀完全，而Cu2+不产生沉淀，这样的试剂要满足不溶于水，能够与酸反应且反应后不引入新的杂质离子等，因此需要加入含有铜元素的化合物：CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 等； 根据表中给定的数据得出调节溶液pH的范围3.2≤pH<4.7；正确答案：CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3； 3.2≤pH<4.7 。
③从硫酸铜溶液中得到硫酸铜固体，需要进行的操作为：配制成高温时的硫酸铜饱和溶液，降低温度，有固体析出，再进行过滤，洗涤、干燥、称重等操作；正确答案：冷却结晶 ；过滤。
点睛：除去Cu2+中的少量Fe3+、Fe2+，一般都是先加强氧化剂（多为双氧水）把Fe2+氧化为Fe3+，然后加入含有铜元素的与酸能够反应的不溶于水的化合物来调节溶液的pH，保证Fe3+沉淀完全，而Cu2+不能够沉淀，从而达到除杂的目的。
