【化学】山西省晋中市平遥县和诚中学2020届高三上学期12月月考(解析版)
山西省晋中市平遥县和诚中学2020届高三上学期12月月考
一、单选题(每小题3分,共54分)
1.下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A. Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ·mol-1,E反应物
0,B项正确;
C.根据热化学方程式2HCl(g)=H2(g)+Cl2(s) ΔH=+92.3kJ·mol-1可知HCl分解是吸热反应,C项错误;
D.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)小于1.0mol,放热19.3kJ,则热化学方程式应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6kJ·mol-1,D项错误;
答案选B。
2.温度为T时,向2 L的密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:A(g)+B(g)C(g)+xD(g) ΔH>0,容器中A、B、D的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应前10 min内反应的平均速率为v(D)=0.3 mol·L-1·min-1
B. 若平衡时保持温度不变,压缩容器体积,平衡逆向移动,平衡常数K值减小
C. 反应至15 min时,其他条件不变,改变的条件可能是缩小容器体积
D. 反应至15 min时,其他条件不变,改变的条件可能是降低反应体系温度
【答案】C
【分析】根据图像,改变量之比等于计量系数之比,A、B、D改变量分别为1.5 mol,1.5mol,3mol,因此x =2,
【详解】A选项,反应前10 min内D的平均速率,故A错误;
B选项,若平衡时保持温度不变,压缩容器体积,向体积减小的方向移动即逆向移动,平衡常数K值只与温度有关即K不变,故B错误;
C选项,反应至15 min时,其他条件不变,改变的条件可能是缩小容器体积,平衡逆向移动,D物质的量减小,A、B物质的量增加,故C正确;
D选项,反应至15 min时,改变条件可能是降低反应体系温度,平衡正向移动,D物质的量增加,故D错误;
综上所述,答案为C。
【点睛】物质的改变量之比等于计量系数之比。
3.25℃时,向10mL0.10mol·L-1的一元弱酸HA(Ka=1.0×10-3)中逐滴加入0.10mol·L-1NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. a点时,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
B. 溶液在a点和b点时水的电离程度不相同
C. b点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)
D. V=10mL时,c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
【答案】A
【详解】A、a点时,pH=3,c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,因为Ka=1.0×10-3,所以c(HA)=c(A_),根据电荷守恒c(A_) + c(OH_) = c(Na+) + c(H+)可知c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故A正确;
B、a点溶质为HA和NaA,pH=3,c(H+) = 1.0×10-3mol·L-1,c(OH_)=10-11 mol·L-1,则水电离出的c(OH-)=10-11 mol·L-1,b点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(H+) =1.0×10-11 mol·L-1,c(OH-)=10-3 mol·L-1,则水电离出的c(OH-)=10-11 mol·L-1,两者水电离出的氢氧根离子浓度相等,水的电离程度相同,故B错误;
C、根据电荷守恒c(Na+) + c(H+) = c(A_) + c(OH_)可得c(Na+) = c(A_) + c(OH_)-c(H+),假设C选项成立,则c(A_) + c(OH_)-c(H+) = c(HA) + c(A_ ) + c(OH_),推出c(HA) + c(H+) = 0,故假设不成立,故C错误;
D、V=10mL 时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,A_ + H2OHA +OH_,水解后溶液显碱性,c(OH_)>c(H+),即c(HA)>c(H+),故D错误。
答案为A。
【点睛】本题考查酸碱混合溶液定性判断,侧重考查分析判断及知识综合运用能力,明确混合溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,注意电荷守恒和物料守恒的灵活运用,B为解答易错点。
4.下列操作能达到相应实验目的的是( )
实验目的
操作
A
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加FeCl3溶液
B
测定84消毒液的pH
用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在pH试纸上
C
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热
【答案】A
【详解】A选项,检验绿茶中是否含有酚类物质,向茶水中滴加FeCl3
溶液,变紫色,则含有分类物质,故A正确,符合题意;
B选项,不能用pH试纸测定84消毒液的pH,因为84消毒液有漂白性,故B错误,不符合题意;
C选项,除去苯中混有的少量苯酚,滴加溴水,苯酚和溴水反应生成2,4,6—三溴苯酚与苯互溶,不能用过滤、分液,故C错误,不符合题意;
D选项,实验室制备乙酸乙酯,向试管中依次加入乙醇、浓硫酸、乙酸和碎瓷片,加热,故D错误,不符合题意。
综上所述,答案为A。
【点睛】检验酚羟基主要用铁离子检验。
5.在25℃和100℃两种温度下,碳酸钙(CaCO3)在水中的溶解平衡曲线如图所示:下列有关说法正确的是( )
A. CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq) ΔH<0
B. a、b、c、d四点对应的溶度积Ksp相等
C. 25℃时,水分挥发,可使溶液由a点移动到c点
D. 25℃,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
【答案】D
【详解】A、根据图中信息可知,升高温度,反应CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)的溶度积增大,沉淀溶解平衡是吸热过程,ΔH>0,选项A错误;
B. 在25 ℃时,b、c二点在曲线上,对应的溶度积Ksp相等,a点是不饱和溶液,d是过饱和溶液,选项B错误;
C. a点是不饱和溶液,对a点的碳酸钙溶液恒温蒸发水,溶液中离子浓度均增大,选项C错误;
D. 25 ℃时,d点表示CaCO3在溶液中刚好达到饱和,查得钙离子、碳酸根离子浓度,Ksp=2.0×10-5×1.4×10-4==2.8×10-9,选项D正确。
答案选D。
6.25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A. 0.1mol·L-1CH3COONa溶液与0.1mol·L-1HCl溶液等体积混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B. 0.1mol·L-1NH4Cl溶液与0.1mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)
C. 0.1mol·L-1Na2CO3溶液与0.1mol·L-1NaHCO3溶液等体积混合:c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
D. 0.1mol·L-1Na2C2O4溶液与0.1mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
【答案】A
【详解】A、0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,溶质为等物质的量的CH3COOH和NaCl,醋酸为弱酸,部分电离,所以c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-),A选项正确;
B、0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合,pH>7,说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,若不考虑NH4+水解和NH3·H2O的电离,则c(NH4+)= c(NH3·H2O)=c(Cl-),在考虑溶液中水解平衡和电离平衡后,因一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,则c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-),B选项错误;
C、根据物料守恒,0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,c(Na+)=2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3),0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中,c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),二者等体积混合,则2c(Na+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+3c(H2CO3),即c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3),C选项错误;
D、0.1 mol·L-1 Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合,溶质为等物质的量的NaHC2O4和NaCl,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)+c(Cl-),D选项错误。
答案为A。
【点睛】明确反应后溶质组成为解答关键,注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理的含义及应用方法。
7.海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离子浓度/mol·L-1
Na+
Mg2+
Ca2+
Cl-
HCO3-
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol·L-1,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。Ksp[CaCO3]=4.96×10-9,Ksp[MgCO3]=6.82×10-6,Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。下列说法正确的是( )
A. 沉淀物X为CaCO3
B. 滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+
C. 滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D. 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
【答案】A
【分析】步骤①,加入0.001mol NaOH时,OH- 恰好与HCO3-完全反应,生成0.001molCO32-。由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),生成的CO32-与水中的Ca2+反应生成CaCO3 沉淀,滤液M中同时存在着Ca2+和Mg2+;
步骤②,当滤液M中加入NaOH 固体,调至pH=11(即pOH=3)时,此时滤液中c(OH-)=1×10-3 mol•L-1.
根据溶度积可判断无Ca(OH)2生成,有Mg(OH)2沉淀生成,据此分析判断。
【详解】A.步骤①,从题给的条件,可知n(NaOH )=0.001mol,[即n(OH-)=0.001mol]。依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律,当1L模拟海水中,加入0.001mol NaOH时,OH- 恰好与HCO3-完全反应:OH-+HCO3-=CO32-+H2O,生成0.001molCO32-。由于Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),此时c(Ca2+)c(CO32-)>Ksp(CaCO3),生成的CO32-与水中的Ca2+反应生成CaCO3 沉淀Ca2++CO32-=CaCO3↓,沉淀溶液中剩余c(Ca2+)约为0.010 mol•L-1,c(CO32-)约为4.96×10-7 mol•L-1,没有MgCO3生成,所以沉淀物X为CaCO3,故A正确;
B.由于CO32-只有0.001mol,反应生成CaCO3 所消耗的Ca2+也只有0.001mol,滤液中还剩余c(Ca2+)=0.010 mol•L-1.滤液M中同时存在着Ca2+和Mg2+,故B错误;
C.步骤②,当滤液M中加入NaOH 固体,调至pH=11(即pOH=3)时,此时滤液中c(OH-)=1×10-3 mol•L-1,则Qc[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=0.010×(10-3)2=10-8<Ksp[Ca(OH)2],无Ca(OH)2生成。Qc[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=0.050×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成。又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.61×10-12,c(Mg2+)=5.61×10-6<10-5,无剩余,滤液N中不存在Mg2+,故C错误;
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,则n(NaOH)=0.105mol,与0.05mol Mg2+反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,生成0.05 mol Mg(OH)2,剩余0.005 mol OH-。由于Qc[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c(OH-)2=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],所以无Ca(OH)2沉淀析出,沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀,故D错误;
故选A。
【点睛】正确理解沉淀的生成与溶度积的关系是解题的关键。本题的易错点为A,要注意生成碳酸钙沉淀后溶液中Qc(MgCO3)与Ksp(MgCO3)比较。
8.若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg。室温下实验室中用0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L-1醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A. 室温下,醋酸的电离常数约为10-5
B. A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C. 若B点为40 mL,所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D. 从A到B,水的电离程度逐渐变大
【答案】A
【详解】A.根据图象可知:在室温下,醋酸溶液的AG=lg=7,即=107,而水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,两式联立可知:c(H+)=10-3..5 mol/L,而在醋酸溶液中,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.5 mol/L,因此醋酸的电离平衡常数Ka=≈
=10-5,A正确;
B.A点的AG=lg =0,即=1,则c(H+)=c(OH-),此时溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液20.00 mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,该物质是强碱弱酸盐,CH3COO-水解使溶液显碱性,说明A点时加入氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL,B错误;
C.当B点加入NaOH溶液40 mL时,所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,根据物料守恒可知,c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)],C错误;
D.A点之后,当V(NaOH)>20 mL后,水的电离受到抑制,电离程度又会逐渐变小,D错误;
故合理选项是A。
9.某密闭容器中充入一定量N2、H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),测得NH3浓度与反应温度关系如图。下列说法正确的是( )
A. 该反应△H>0
B. N2转化率:c>b>a
C. 化学反应速率:c>b>a
D. 平衡常数K:b>c>a
【答案】C
【分析】反应由O到b点时,未达到平衡状态;b点达到平衡状态,升高温度,氨的浓度减小,平衡逆向移动。
【详解】A. 分析可知,达到平衡状态后,升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,该反应△H<0,与题意不符,A错误;
B. 生成的氨气的浓度越大,则N2转化率越高,则转化率:b>c>a,与题意不符,B错误;
C. 反应的温度越高,化学反应速率越快,则化学反应速率:c>b>a,符合题意,C正确;
D. 正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则K越小,平衡常数K:a>b>c,与题意不符,D错误;
答案为C。
【点睛】化学平衡常数只与温度有关,与反应的程度无关。
10.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2 (g)+O2 (g)2SO3(g) ΔH<0。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析不正确的是( )
A. 图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响
B. 图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C. 图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且P甲大于P乙
D. 图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响,且T甲小于T乙
【答案】C
【详解】A.增大压强,正逆反应速率均增大,且平衡正向移动,即v正>v逆,与图像相符,则图Ⅰ表示的是t1时刻增大压强,与题意不符,A错误;
B. 加入催化剂正逆反应速率相同,且均增大,即图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂,与题意不符,B错误;
C. 增大压强,正逆反应速率均增大,且平衡正向移动,即v正>v逆,速率加快反应时间缩短,则P甲小于P乙,与图像不符,图Ⅲ表示的不是压强对化学平衡的影响,符合题意,C正确;
D. 升高温度,正逆反应速率均增大,且T甲小于T乙;平衡逆向移动,二氧化硫的转化率降低,图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响,与题意不符,D错误;
答案为C。
11.下列操作或试剂选择合理的是( )
A. 焰色反应时需用稀硫酸洗净铂丝,并在火焰上灼烧至无色。
B. 用湿润的pH试纸测得某碱性溶液的pH为13
C. 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法
D. 用丁达尔效应可鉴别溶液和胶体
【答案】D
【详解】A. 用稀硫酸溶液洗涤并灼烧铂丝后,会生成沸点较高的硫酸盐附着在铂丝上,而用稀盐酸洗涤生成的氯化物沸点低,灼烧时容易除去杂质,故A错误;
B. 测定溶液的pH要使用干燥的pH试纸,湿润的试纸会改变溶液中离子浓度,故B错误;
C. 硝酸钾的溶解度随温度升高变化较大,而氯化钠的溶解度随温度升高变化较小,除去硝酸钾,应使氯化钠留在母液中,不能冷却,应趁热过滤,故C错误;
D. 丁达尔效应是胶体的特性,溶液中没有丁达尔现象,可鉴别溶液和胶体,故D正确;
答案选D。
12.利用下述操作步骤:①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量生成沉淀 ⑤加盐酸生成沉淀,由含少量铁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,最恰当的组合是( )
A. ②③④③ B. ②③⑤③ C. ①③④③ D. ②⑤③④
【答案】A
【分析】含少量铁粉的铝粉中若先加盐酸,两种金属都溶解,生成FeCl2、AlCl3,再加过量的碱,FeCl2转化为Fe(OH)2,继而转化为Fe(OH)3,AlCl3转化为NaAlO2,过滤出Fe(OH)3,得NaAlO2溶液,再通入过量CO2,再过滤才能得到Al(OH)3,此操作共需五个步骤,且Fe(OH3是胶状沉淀,过滤起来比较困难,所以应采用先加NaOH溶液溶解。
【详解】加烧碱溶液(②)溶解,得到NaAlO2溶液和Fe,过滤(③)得NaAlO2溶液,再通入过量生成沉淀(④),最后再过滤(③),即得纯净的氢氧化铝。
所以操作顺序为②③④③。
答案为A。
【点睛】若选用B,在NaAlO2溶液中加入盐酸,盐酸的用量难以控制,一旦盐酸过量,就会造成氢氧化铝的溶解损失。
13.下列离子方程式不正确的是( )
A. 实验室用过量NaOH溶液吸收二氧化硫气体:2OH-+SO2=SO32-+H2O
B. 久置的二氧化硫水溶液滴加BaCl2溶液出现白色沉淀:Ba2++SO32-=BaSO3↓
C. 小苏打溶液中加入足量的澄清石灰水:HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O
D. 在淀粉碘化钾溶液中加入稀硫酸酸化,再通入ClO2气体,溶液变蓝:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O
【答案】B
【详解】A.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体,氢氧化钠过量,生成正盐,即生成亚硫酸根离子,正确的离子方程式为:SO2+2OH-=SO32-+H2O,故A正确;
B.久置的二氧化硫水溶液会被空气氧化成硫酸,正确的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓,故B错误;
C.小苏打溶液中加入足量澄清石灰水的离子反应为HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O,故C正确;
D.在淀粉-KI溶液中加入稀硫酸酸化,再通入ClO2气体,溶液变蓝,说明有碘生成,二氧化氯作氧化剂,离子方程式:2ClO2+10I-+8H+═5I2+2Cl-+4H2O,故D正确;
故答案为B。
【点睛】离子方程式正误判断常用方法:检查反应能否发生,检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合守恒关系(如:质量守恒和电荷守恒等)、检查是否符合原化学方程式等。
14.氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,酸性条件下不稳定,易生成金属 Cu 和Cu2+,广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuC12•2H2O 制备 CuCl,并进行相关探究。下列说法不正确是( )
A. 途径 1 中产生的Cl2 可以回收循环利用
B. 途径 2 中 200℃时反应的化学方程式为:Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑
C. X 气体是HCl,目的是抑制 CuCl2•2H2O 加热过程可能的水解
D. CuCl 与稀硫酸反应的离子方程式为:2CuCl+4H++SO42—=2Cu2++2Cl—+SO2↑+2H2O
【答案】D
【详解】A. 途径1中产生的Cl2可与氢气反应生成HCl,循环利用,与题意不符,A错误;
B. 途径2中,根据原子守恒200℃时反应的化学方程式为:Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑,与题意不符,B错误;
C. CuCl2•2H2O水解生成氢氧化铜和HCl,加热时促进水解,X气体是HCl,目的是抑制CuCl2•2H2O加热过程可能的水解,与题意不符,C错误;
D. 稀硫酸无强氧化性,CuCl在稀硫酸存在的条件下,不稳定易生成金属 Cu 和Cu2+,符合题意,D正确;
答案为D。
【点睛】稀硫酸无强氧化性不能氧化CuCl中的Cu为+2价。
15.工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体。
下列说法错误的是( )
A. 步骤a中还需要加入适量的氧气和水
B. 保温去铁后过滤,铁元素主要以+2价的沉淀形式被过滤出去
C. 蒸发浓缩的过程中加入适当的硝酸,目的是抑制硝酸铜的水解
D. 硝酸铜溶液中离子浓度大小:
【答案】B
【详解】A、氮氧化物与水和氧气发生氧化还原反应最终生成硝酸,所以步骤a中还需要加入适量的氧气和水,故A正确;
B、铁在硝酸中被氧化为+3价,保温去铁后过滤,铁元素主要以Fe(OH)3形式被过滤出去,故B错误;
C、硝酸铜易水解,蒸发浓缩的过程中加入适当的硝酸,目的是抑制硝酸铜的水解,故C正确;
D、硝酸铜易水解,溶液呈酸性,所以硝酸铜溶液中离子浓度大小:,故D正确。答案选B。
16.已知:酸式乙二酸钠与浓硫酸共热时反应为。利用该反应所产生的气体(X)用有关仪器装置进行实验:
下列说法不正确的是( )
A. 对I装置,活塞关闭,打开活塞,在导管D处能得到纯净而干燥的CO
B. 当A选项反应完成后,再关闭活塞,打开活塞,在导管D处得到纯净而干燥的
C. 利用装置I中D处所得纯净CO气体,通过实验装置II能够说明CO具有还原性
D. 实验装置III与实验装置II相比较,能减少CO污染,能顺利完成氧化铁还原实验
【答案】D
【详解】A.对装置Ⅰ,关闭活塞K2,打开活塞K1,气体经过氢氧化钠溶液除去 CO2,再经浓硫酸干燥,即能得到纯净而干燥的 CO,故A正确;
B. CO2 与氢氧化钠溶液生成的碳酸钠溶液中加入稀硫酸生成 CO2,故B正确;
C.纯净的 CO 通过实验装置Ⅱ,若红色粉末变为黑色或澄清石灰水变浑浊,都能够说明CO 具有还原性,故C正确;
D.实验装置Ⅲ气体不能顺利进入硬质玻璃管,无法完成实验,故D错误;
故答案为D。
17.现有八种物质:①甲烷、②苯、③聚乙烯、④氯乙烯、⑤2—丁炔、⑥环己烷、⑦邻二甲苯、⑧乙醛,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色的是( )
A. ③④⑤⑧ B. ④⑤⑦⑧ C. ④⑤⑧ D. ②③④⑤⑦⑧
【答案】C
【分析】既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色,则分子中含碳碳双键或碳碳三键、-CHO等,以此来解答。
【详解】④氯乙烯中含碳碳双键、⑤2-丁炔中含碳碳三键、⑧乙醛中含-CHO,均既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色,而①②③⑥均不能,⑦只能与高锰酸钾溶液反应褪色;
故选C。
【点睛】能使酸性高锰酸钾褪色的有机物有:烯烃、炔烃、部分苯的同系物、醇、酚、醛。能使溴水褪色的有机物有:烯烃、炔烃、醛。故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水反应使之褪色的是烯烃、炔烃、醛。
18.下列叙述正确的是 ( )
①氧化还原反应的实质是电子的得失。
②若1 mol气体的体积为22.4 L,则它一定处于标准状况下。
③标准状况下,1 L HCl和1 L H2O的物质的量相同。
④溶于水得到的溶液可以导电的物质就是电解质。
⑤利用丁达尔现象区别溶液和胶体。
⑥两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同。
⑦在同温同体积时,气体物质的物质的量越大,则压强越大。
⑧同温同压下,气体的密度与气体的相对分子质量成正比。
A. ①②③④ B. ②③⑥⑦⑧ C. ⑤⑦⑧ D. ④⑤⑦⑧
【答案】C
【详解】①氧化还原反应的实质是电子的得失或电子对的偏移,与题意不符,错误。
②若1 mol气体的体积为22.4 L,根据PV=nRT,则它可能处于标准状况下,与题意不符,错误。
③标准状况下,HCl为气体,H2O为液体, 则1 LH2O的物质的量大于 1 LHCl的物质的量,与题意不符,错误。
④溶于水得到的溶液,可能为溶质与水反应生成的物质导电,也可能该物种电离产生的离子导电,则无法判断该物质就是电解质,与题意不符,错误。
⑤胶体具有丁达尔现象,而溶液无此性质,可利用丁达尔现象区别溶液和胶体,符合题意,正确。
⑥两种物质物质的量相同,若两物质均为气体,则它们在标准状况下的体积也相同,与题意不符,错误。
⑦在同温同体积时,气体的物质的量之比等于压强之比,则气体物质的物质的量越大,则压强越大,符合题意,正确。
⑧同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,ρ=、m=nM,则气体的密度与气体的相对分子质量成正比,符合题意,正确。
综上所述,答案为C。
二、综合题(共46分)
19.A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子
Na+、Ba2+、NH4+
阴离子
CH3COO-、Cl-、OH-、SO42-
已知:①A、C溶液的pH均大于7,相同浓度A、B的溶液中水的电离程度相同;②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A是_______________,B是_______________。
(2)写出C与D反应的离子方程式____________________________________。
(3)25℃时,0.1mol·L-1B溶液的pH=a,则B溶液中c(H+)-c(NH3·H2O)=______(用含有a的关系式表示)。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________。
(5)在一定体积的0.005mol·L-1的C溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L-1的盐酸时,混合溶液的pH=11,若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和,则C溶液与盐酸的体积比是____________。
【答案】(1). CH3COONa (2). NH4Cl (3). Ba2++SO42-=BaSO4↓ (4). 10a-14 (5). c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+) (6). 1∶4
【分析】有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含有一种阴离子且互不重复)。
①A、C溶液pH均大于7,说明一种是强碱,一种是弱酸强碱盐,弱酸强碱盐是醋酸钠;
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀,说明一种溶液含有钡离子,一种溶液含有硫酸根离子;B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,说明一种溶液含有铵根离子,一种溶液含有氢氧根离子,A溶液和D溶液混合时无明显现象,且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同,所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠。据此分析解答。
【详解】(1)通过以上分析知,A是CH3COONa、B是NH4Cl,故答案为CH3COONa;NH4Cl;
(2)C是氢氧化钡、D是硫酸钠,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为Ba2++SO42-=BaSO4↓,故答案为Ba2++SO42-=BaSO4↓;
(3)B是NH4Cl,0.1mol·L-1B溶液的pH=a,根据溶液中电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),根据溶液中物料守恒得 c(NH3·H2O)+c(NH4+)=c(Cl-),将两个等式相减得c(H+)-c(NH3•H2O)=c(OH-)=10 a-14,故答案为10 a-14;
(4)B是NH4Cl,C是氢氧化钡,根据题意知,氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等,混合后,溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡,氯化钡和氢氧化钡的浓度相等,氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍,溶液中氢氧根离子浓度最大,钡离子和氯离子浓度相等,氨水是弱碱部分电离导致氯离子浓度大于铵根离子浓度,溶液呈碱性,氢离子浓度最小,所以溶液中离子浓度大小顺序是c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+),故答案为c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+);
(5)C是氢氧化钡,在一定体积的0.005mol·L-1的氢氧化钡溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L-1的盐酸时,混合溶液的pH=11,溶液显碱性,则碱过量,过量c(OH-)=0.001mol/L,设氢氧化钡溶液的体积为x,盐酸的体积为y,由=0.001可知,=0.001,解得x∶y=1∶4,故答案为1∶4。
【点睛】明确物质的性质是解答本题的关键。本题的难点是(4)中判断溶液中离子浓度大小的比较,要注意根据物料守恒和电荷守恒分析判断。
20.卤素及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。
(1)碘是人体不可缺乏的元素,为了防止碘缺乏,现在市场上流行一种加碘盐,就是在精盐中添加一定量的KIO3进去。某研究小组为了检测某加碘盐中是否含有碘,查阅了有关的资料,发现其检测原理是:KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3H2O+3K2SO4
①氧化剂与还原剂的物质的量比是_______;如果反应生成0.3mol的单质碘,则转移的电子数目是_______。
②先取少量的加碘盐加蒸馏水溶解,然后加入稀硫酸和KI溶液,最后加入一定量的CCl4,振荡,这时候,观察到的现象是_________________________________________;
③若采用下图实验装置将四氯化碳和I2的混合溶液分离。
写出图中仪器的名称:①______________;该装置还缺少的仪器是________;冷凝管的进水口是:_____(填g或f)。
(2)实验室常用MnO2和浓盐酸制氯气,反应原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
①实验室用MnO2和浓盐酸制氯气的离子方程式:___________________________________
②上述反应中氧化剂:__________,还原剂:__________,被氧化的HCl和未被氧化的HCl的比值______________。
③a : Cl2+2I-=I2+2Cl-; b: Cl2+2Fe2+=2Fe3++Cl-; c:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+。 Cl2、I2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序:_________________________
【答案】(1). 1:5 (2). 0.5NA (3). 溶液分层,下层液为紫红色 (4). 蒸馏烧瓶 (5). 温度计 (6). g (7). MnO2+4H++2Cl-(浓)Mn2++Cl2↑+2H2O (8). MnO2 (9). HCl (10). 1:1 (11). Cl2>Fe3+>I2
【分析】(1)①KIO3+5KI+3H2SO4→3I2+3K2SO4+3H2O中,I元素的化合价由+5价降低为0,I元素的化合价由-1价升高为0,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数,根据化合价变化确定电子转移情况;
②碘易溶于有机溶剂,在四氯化碳在的溶解度远大于在水中,加入四氯化碳萃取水中的碘,四氯化碳与水不互溶,溶液分成两层,四氯化碳的密度比水,有机层在下层,碘溶于四氯化碳呈紫红色,上层几乎无色;
③依据蒸馏的正确操作与注意事项分析;
(2)①实验室常用MnO2和浓盐酸制氯气;
②依据氧化还原反应的规律分析;
③依据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析作答;
【详解】(1)①反应中氧化剂为KIO3,还原剂为KI,氧化剂与还原剂的物质的量比是1:5;生成3molI2,电子转移5mol,生成0.3mol的单质碘转移的电子0.5mol,转移的电子的数目为0.5NA;
②溶液分层且I2溶于CCl4
中呈紫色,密度较大,因此观察到的现象是溶液分层,下层液为紫红色;
③该图为蒸馏装置①是蒸馏烧瓶,②是锥形瓶;在蒸馏时需要测量温度,还需要温度计;冷凝水进出水方向为“下进上出”,即g口为进水口;
(2)①实验室常用MnO2和浓盐酸制氯气,反应原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子反应为:MnO2+4H++2Cl-(浓)Mn2++ Cl2↑+2H2O;
②反应中Mn元素化合价从+4价降低到+2价,Cl元素化合价从-1价升高到0价,MnO2作氧化剂,HCl作还原性,盐酸具有还原性和酸性,且被氧化的HCl和未被氧化的HCl的比值为1:1;
③a反应中Cl2作氧化剂,I2为氧化产物,氧化性Cl2> I2,b反应中Cl2作氧化剂,Fe3+为氧化产物,氧化性Cl2> Fe3+,c反应中Fe3+作氧化剂,I2为氧化产物,氧化性Fe3+> I2,综上,氧化性Cl2>Fe3+>I2。
【点睛】本题的难点是氧化性强弱的判断,一般根据氧化还原反应原理来判断
(1)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物。
(2)还原性强弱:还原剂>还原产物。
21.氮、硫的化合物合成、应用以及对环境的影响一直是科学界研究的热点。
(1)尿素主要以NH3和CO2为原料进行合成。主要通过以下两个反应进行:
反应1:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1= -117.2 kJ·mol-1
反应2:H2NCOONH4(l)H2O(l)+CO(NH2)2(l) ΔH2=+21.7 kJ·mol-1
请回答:CO(NH2)2 (l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g) ΔH3=_____________,该反应能自发进行的主要原因是_________________________________________________________.
(2)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为:2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),在恒容容器中,1 mol/LSO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图所示。
①若700℃发生该反应,经3分钟达到平衡,计算0—3分钟v(S2)=_______mol•L-1•min-1,该温度下的平衡常数为_________.
②若该反应在起始温度为700℃的恒容绝热容器中进行,达到平衡时SO2的转化率________90%(填“>”、“<”或“=”).
③下列说法一定能说明该反应达到平衡状态的是_______.
A.焦炭的质量不再变化时
B.CO2、SO2的浓度相等时
C.SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1:1
D.容器的总压强不再变化时
(3) NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图所示.
石墨I附近发生的反应为__________________________________,当外电路通过1mole-,正极上共消耗_______mol N2O5 。
【答案】(1). +95.5 kJ·mol-1 (2). ΔS>0 (3). 0.15 (4). 36.45 (5). < (6). AD (7). NO2+NO3--e-=N2O5 (8). 0.5
【分析】(1)根据盖斯定律(反应1+反应2)×(-1)得到;反应自发进行的条件是△H-T△S<0;
(2)①利用反应的三段式结合反应速率公式、平衡常数表达式计算;
②700℃时升高温度,SO2转化率降低,则平衡逆向移动,正向反应为放热反应,该体系相当在恒温恒容平衡体系中升温,平衡逆向移动;
③化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断;
(3)石墨I为电池的负极:NO2失电子生成N2O5,写出电极反应式;写出反应的总方程式再计算电子转移数。
【详解】(1)反应1:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1= -117.2 kJ·mol-1
反应2:H2NCOONH4(l)H2O(l)+CO(NH2)2(l) ΔH2=+21.7 kJ·mol-1
根据盖斯定律(反应1+反应2)×(-1)得到:CO(NH2)2 (l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g) ΔH3=[-117.2 kJ·mol-1+(+21.7 kJ·mol-1)]×(-1)=+95.5 kJ·mol-1 ,该反应能自发进行的主要原因是:该反应是吸热反应,反应能发生则△S>0;
(2)① 反应的三段式为 2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)
起始浓度(mol·L-1) 1 0 0
变化浓度(mol·L-1) 0.9 0.45 0.9
平衡浓度(mol·L-1) 0.1 0.45 0.9
v(S2)=△c÷△t=0.45mol·L-1÷3min=0.15mol/(L·min)
该温度下的平衡常数k= = =36.45;
②1 mol·L-1SO2与足量的焦炭在恒容、700℃反应时,SO2的转化率为90%,若1 mol·L-1SO2与足量的焦炭在恒容、绝热容器中反应,由于反应放热,容器内温度升高,所以恒容、绝热容器中的反应相当在恒容、700℃反应平衡的基础上升温,则平衡逆向进行,SO2的转化率降低;
③A.焦炭的质量减少,则反应正向进行,焦炭的质量增加,则反应逆向进行,若焦炭的质量不再变化时,则反应达到平衡状态,故A正确;
B.CO2、SO2的浓度相等时,不能确定正逆反应速率是否相等,所以不能确定反应是否达到平衡状态,故B错误;
C.无论反应是否达到平衡,SO2的消耗速率与CO2的生成速率始终相等,所以SO2的消耗速率与CO2的生成速率之比为1:1时,不能确定反应状态是否平衡,故C错误;
D.反应正向是气体体积增大的反应,反应正向进行,容器压强增大,逆向进行,容器压强减小,所以容器的总压强不再变化时,反应达到平衡状态,故D正确;
故选AD;
(3)石墨I,NO2失电子生成N2O5,附近发生的反应为NO2+NO3--e-=N2O5;
总反应为:4NO2+O2=2N2O5,每转移4mol电子,生成2molN2O5,当外电路通过1mole-,正极上共消耗 0.5mol N2O5 。
【点睛】本题考查盖斯定律的应用、化学反应速率计算、化学平衡常数应用及其计算、化学平衡状态的判定、电池电极反应等,掌握基础知识与迁移运用是解题关键,注意(3)是易错点,也是难点,写出反应的总方程式再计算电子转移数。