名称 | 《优化方案》苏教版化学选修4(江苏专用)电子题库(26份打包) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 4.7MB | ||
资源类型 | 教案 | ||
版本资源 | 苏教版 | ||
科目 | 化学 | ||
更新时间 | 2013-06-14 21:37:53 |
C.正反应是放热反应,且m+n>p+q
D.正反应是放热反应,且m+n
解析:选A。此题是两个条件同时对化学平衡产生影响的图像。先固定一个条件不变,分析另一个条件变化对平衡的影响,得出一个结论,然后再固定这个条件不变,分析另一条件变化对平衡的影响。温度不变,压强越大,A的转化率越高,得出:m+n>p+q;压强不变,温度越高,A的转化率越大,得出:正反应吸热。
10.反应A(s)+2B(g) 2C(g)在密闭容器中达到平衡。
(1)若升高温度能使C的物质的量减少,则正反应是________热反应;
(2)若增加A的物质的量,平衡________移动;
(3)若增大压强,平衡________移动;
(4)若增加C的浓度,B(g)的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析:(1)升温时C的物质的量减小,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应。
(2)A为固体,增加A的用量,A的浓度不改变,平衡不移动。
(3)该反应为体积不变的反应,加压,平衡不移动。
(4)增大C的浓度,使平衡向逆反应方向移动,B的转化率应减小。
答案:(1)放 (2)不 (3)不 (4)减小
11.如图,甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则________曲线表示无催化剂时的情况,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况,则________曲线表示恒温恒容的情况,原因是________________________________________________________________________;
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是________(填“吸”或“放”)热反应,化学计量数x的值________。
解析:(1)催化剂能够加快反应速率,缩短反应达到平衡时的时间,所以a曲线表示有催化剂时的情况,b曲线表示无催化剂时的情况。
(2)恒温恒容条件下,向平衡体系中通入稀有气体,平衡不移动;恒温恒压条件下,向平衡体系中通入稀有气体,平衡向体积增大的方向移动。
(3)由丙图可知,恒压条件下,升高温度,平衡向正反应方向移动,所以正反应为吸热反应;恒温条件下,增大压强,平衡向逆反应方向进行,所以正反应为体积增大的反应,x>2或x≥3。
答案:(1)b b达到平衡所用时间长,说明b的反应速率小于a
(2)a a中充入氦气,w(C)不变,平衡不移动
(3)吸 大于2或大于等于3
12.在某一容积为 V L的密闭容器内,加入等物质的量的X和Y,在一定的条件下发生如下反应:X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,
(1)该反应的化学平衡常数表达式为______________。
(2)若升高温度,化学反应速率________,Z的浓度________,化学平衡常数K________(均填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下图中Ⅰ、Ⅱ表示该反应在t1时达到平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线:
由图Ⅰ判断,反应进行至t2 min时,曲线发生变化的原因是___________(用文字表示);
由图Ⅱ判断,t2 min到t3 min的曲线变化的原因可能是________(填字母)。
a.降低温度 b.加了催化剂
c.增加Z的量 d.缩小容器体积
解析:(2)升高温度,v正、v逆都增大,由于该正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,所以Z的浓度减小,K也减小。
(3)由图Ⅰ可知,t2到t3 min时,产物浓度增大,反应物浓度减小,说明平衡正向移动,该正反应为气体分子数不变的放热反应,所以曲线变化的原因是降低温度,因为曲线连续,所以不可能是改变浓度;图Ⅱ中,t2→t3,正、逆反应速率增大同样倍数,可以是加入催化剂;该反应气体分子数不变,所以也可以是缩小容器体积即加压。
答案:(1)K= (2)增大 减小 减小
(3)降低温度 bd
13.在一容积为2 L的密闭容器中,加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,
反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平衡反应速率v(NH3)为______________。
(2)该反应达到平衡时H2的转化率为________。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其他条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为____________。(填序号)
a.0.20 mol·L-1 b.0.12 mol·L-1
c.0.10 mol·L-1 d.0.08 mol·L-1
(4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡________________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol·L-1),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
解析:(1)4 min时达到平衡,v(NH3)==0.025 mol/(L·min)
(2)(3) N2 + 3H2 2NH3
始(mol·L-1) 0.1 0.3 0
转(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
平(mol·L-1) 0.05 0.15 0.1
所以α(H2)=×100%=50%,
改变温度,平衡必移动,NH3的物质的量浓度不可能再是0.1 mol/L,可逆反应不彻底,NH3的浓度达不到0.2 mol/L。
答案:(1)0.025 mol/(L·min)
(2)50%
(3)ac
(4)向正反应方向
(5)右图:
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1.下列物质在水溶液中,存在电离平衡的是( )
A.Ca(OH)2 B.CH3COOH
C.BaSO4 D.CH3COONa
解析:选B。弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
2.下列关于强、弱电解质的叙述,有错误的是( )
A.强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡
B.在溶液中,导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质
C.同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不同
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电
解析:选B。溶液的导电能力取决于单位体积中自由移动的离子物质的量和离子所带的电荷数,强电解质离子浓度不一定大,弱电解质离子浓度不一定小,它们的电离程度不同。
3.下列关于电解质电离的叙述中,正确的是(双选)( )
A.碳酸钙在水中溶解度很小,其溶液的电阻率很大,所以碳酸钙是弱电解质
B.碳酸钙在水中的溶解度很小,但被溶解的碳酸钙全部电离,所以碳酸钙是强电解质
C.氯气和氨气的水溶液导电性都很好,所以它们是强电解质
D.水难电离,纯水几乎不导电,所以水是弱电解质
解析:选BD。理解强电解质与弱电解质的概念。
4.下列说法中,正确的是( )
A.强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电能力强
B.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
C.强电解质的水溶液中不存在溶质分子
D.不溶性盐都是弱电解质,可溶性酸和具有极性键的化合物都是强电解质
解析:选C。强电解质完全电离,无溶质分子。
5.下列说法正确的是( )
A.NaCl溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
B.溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质
D.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
解析:选C。电解质的电离不是在电流作用下,B不符合酸的定义,二氧化碳是非电解质。
6.下列关于强弱电解质及非电解质的组合完全正确的是( )
A B C D
强电解质 NaCl H2SO4 CaCO3 HNO3
弱电解质 HF BaSO4 HClO HI
非电解质 Cl2 蔗糖 C2H5OH SO2
解析:选C。A项中Cl2是单质,既不是电解质也不是非电解质;B项BaSO4是难溶物,但溶解部分完全电离,所以BaSO4是强电解质;D项HI在水溶液中完全电离是强电解质。
7.在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入食盐溶液
B.硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C.硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D.醋酸中逐滴加入氨水(氨水为弱电解质,CH3COONH4为强电解质)
解析:选C。溶液导电能力取决于自由移动离子浓度。由亮变暗,至熄灭说明随着反应的进行,自由移动离子浓度逐渐减少接近为零;而后又逐渐变亮说明随着加入溶液的过量,自由移动离子浓度逐渐增大。
8.下列说法正确的是( )
A.电解质的电离是在通电的条件下进行的
B.在水溶液中和熔融状态下能够导电的化合物是电解质
C.电解质电离的条件是溶于水或受热熔化
D.强电解质能够电离,弱电解质不能电离
解析:选C。电解质是在溶于水或熔融状态下发生电离的,电离并不需要通电,所以A错,C项对;在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物就是电解质,两个条件满足一个即可,并不需要两个条件同时满足,所以B项错误;强、弱电解质在溶于水或熔融状态下均可以电离,所以D项叙述错误。
9.把0.05 mol NaOH固体,分别加入下列100 mL溶液中,溶液的导电能力变化不大的是( )
①自来水 ②0.5 mol·L-1盐酸 ③0.5 mol·L-1醋酸
④0.5 mol·L-1NH4Cl溶液
A.①② B.②④
C.③④ D.②③
解析:选B。离子浓度变化不大,导电能力变化就不大。在H2O中、CH3COOH中加入NaOH固体,离子浓度都增大;向HCl中加入NaOH固体,自由移动离子数基本不变,则离子浓度变化不大;向NH4Cl中加入NaOH固体,离子浓度基本不变。
10.问题讨论:(填“一定”或“不一定”)
(1)相同温度,相同浓度的强电解质溶液的导电性_______强于弱电解质溶液的导电性;
(2)强电解质的导电性_______强(如硫酸钡,碳酸钡等难溶性盐溶液),弱电解质的导电性__________弱;
(3)强电解质溶液的导电性_____比弱电解质溶液的导电性强,反之亦然。
解析: 强、弱电解质导电性取决于溶液中自由移动离子的浓度,强电解质的自由移动离子的浓度不一定大,弱电解质自由移动离子浓度不一定小。
答案:(1) 一定 (2) 不一定 不一定 (3)不一定
11.双氧水(H2O2)和水都是极弱电解质,但H2O2比H2O更显酸性。
(1)若把H2O2看成是二元弱酸,请写出在水中的电离方程式:________________________________________________________________________。
(2)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成正盐,在一定条件下也可形成酸式盐。请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成盐的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)水电离生成H3O+和OH-叫作水的自偶电离。同水一样,H2O2也有极微弱的自偶电离,其自偶电离的方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:H2O2看成是二元弱酸,电离方程式分步写,即H2O2H++HO,HOH++O。H2O2+Ba(OH)2===BaO2+2H2O或2H2O2+Ba(OH)2===Ba(HO2)2+2H2O。根据H2O+H2OH3O++OH-的自偶电离知H2O2自偶电离的方程式为H2O2+H2O2H3O+HO。
答案:(1)H2O2H++HO、HOH++O
(2)H2O2+Ba(OH)2===BaO2+2H2O或2H2O2+Ba(OH)2===Ba(HO2)2+2H2O
(3)H2O2+H2O2H3O+HO
12.如图是在一定温度下,向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电性能发生变化,其电流强度(I)随新物质加入量(m)的变化曲线,以下四个导电性实验,其中与A图变化趋势一致的是__________,与B图变化趋势一致的是________,与C图变化趋势一致的是________。
①氢氧化钡溶液中滴入硫酸溶液至过量;
②醋酸溶液中滴入氨水至过量;
③澄清石灰水中通入CO2至过量;
④氯化铵溶液中逐渐加入适量氢氧化钠固体。
解析:②CH3COOH+NH3·H2O===CH3COONH4+H2O,由于生成了强电解质CH3COONH4,所以导电性先增强,继续加氨水对溶液进行稀释,导电性会减弱。①③涉及的反应:Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2,①导电性又增大是因为加入过量的H2SO4,而③是沉淀又和CO2作用生成了强电解质Ca(HCO3)2。④的过程导电性变化不大,因为NH4Cl和生成的NaCl浓度变化不大。
答案:② ①③ ④
13.现有浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,回答下列问题:
(1)若三种溶液中c(H+)分别为a1 mol·L-1、a2 mol·L-1、a3 mol·L-1,则它们的大小关系为________。
(2)等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应,若生成的盐的物质的量依次为b1 mol、b2 mol、b3 mol,则它们的大小关系为________。
(3)分别用以上三种酸中和一定量的NaOH溶液生成正盐,若需要酸的体积分别为V1、V2、V3,其大小关系为________。
(4)分别与Zn反应,开始时生成H2的速率为v1、v2、v3,其大小关系为________。
解析:(1)盐酸中c(H+)=c(HCl)=0.1 mol·L-1;
硫酸中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.1 mol·L-1=0.2 mol·L-1;
醋酸中由于存在电离平衡 CH3COOHCH3COO-+H+,CH3COOH部分电离,所以c(H+)<0.1 mol·L-1。
(2)由于三种酸中溶质的物质的量相同,所以与足量NaOH溶液反应生成盐的物质的量也相同。
(3)设所用NaOH溶液中n(NaOH)为1 mol。
HCl+NaOH===NaCl+H2O
所以消耗盐酸的体积V1==10 L;
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O;
消耗硫酸的体积V2==5 L;
CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O;
消耗醋酸的体积V3==10 L;
(4)由于开始时盐酸、硫酸、醋酸中c(H+)为0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1、小于0.1 mol·L-1,所以有v2>v1>v3。
答案:(1)a2=2a1>a3(答a2>a1>a3也可)
(2)b1=b2=b3
(3)V1=V3=2V2 (4)v2>v1>v3
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1.(2012·如皋检测)氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol,则用氨气表示该反应的平均速率为( )
A.0.32 mol/(L·s) B.0.16 mol/(L·s)
C.1.6 mol/(L·s) D.0.8 mol/(L·s)
解析:选B。正确的计算是:v(NH3)==0.16 mol/(L·s)
2.对于化学反应3W(g)+2X(g)===4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
解析:选C。根据速率之比等于方程式的计量系数之比,A项,v(W)=v(Z);B项,3v(X)=2v(Z);C项,2v(X)=v(Y);D项,2v(W)=3v(X)。
3. 在一定条件下,将A2和B2气体通入1 L密闭容器中,反应按下式进行:mA2+nB22C,2 s内反应速率如下:v(A2)=0.5 mol·L-1·s-1,v(B2)=1.5 mol·L-1·s-1,v(C)=1 mol·L-1·s-1,则m和n的值分别为( )
A.2、3 B.3、2
C.3、1 D.1、3
解析:选D。对同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率之比,等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,所以m∶n∶2=v(A2)∶v(B2)∶v(C)=0.5 mol·L-1·s-1∶1.5 mol·L-1·s-1∶1 mol·L-1·s-1=1∶3∶2,故m和n的值分别为1、3。
4.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-1·min-1
B.v(N2)=0.1 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
D.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
解析:选C。合成氨反应:N2+3H22NH3,在同一反应用不同物质表示其反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3),即分别为:0.2 mol·L-1·min-1、0.4 mol·L-1·min-1、0.2 mol·L-1·min-1。
5.用纯净的CaCO3与稀HCl反应制取CO2,实验过程记录如图所示。根据分析、判断,正确的是( )
A.OE段表示反应速率最快
B.EF段表示反应速率最快,单位时间内收集的CO2最多
C.FG段表示收集的CO2最多
D.OG段表示随着时间的推移,反应速率逐渐增快
解析:选B。应从曲线变化的斜率进行分析:OE、EF、FG三段中EF的斜率最大,则单位时间内,生成的CO2最多且速率最快。
6.某温度下,浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的浓度分别为c(X2)=0.4 mol/L,c(Y2)=0.8 mol/L,c(Z)=0.4 mol/L,则反应式可表示为( )
A.X2+2Y2===2XY2 B.2X2+Y2===2X2Y
C.3X2+Y2===2X3Y D.X2+3Y2===2XY3
解析:选C。根据变化量之比等于方程式中化学计量数之比可得到答案。
7.甲、乙两容器均进行同一反应:A2B。甲容器内每分钟减少4 mol A,乙容器内每分钟减少2 mol A,则两者的化学反应速率相比( )
A.甲快 B.乙快
C.一样快 D.无法比较
解析:选D。由于不知道甲、乙两容器的容积分别为多少,无法知道它们的浓度变化量大小。
8.在2 L密闭容器中进行如下反应:mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g),2 s时间内X表示的平均反应速率为0.3 m/p mol·L-1·s-1,则2 s时间内,Q物质增加的物质的量为( )
A.1.2q/p mol B.1.2m/p mol
C.1.6q/p mol D.0.6q/p mol
解析:选A。不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比,X表示的平均反应速率为0.3 m/p mol·L-1·s-1,Q表示的平均反应速率为0.3 m/p mol·L-1·s-1×=0.3 q/p mol·L-1·s-1。则Δn(Q)=0.3 q/p mol·L-1·s-1×2 L×2 s=1.2 q/p mol。
9.(2012·蚌埠检测)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图。下列叙述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为5YX
B.t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C.t2时,正、逆反应速率相等
D.t3时,逆反应速率大于正反应速率
解析:选B。反应开始时Y为10 mol,X为2 mol,达到平衡时Y减少了7 mol,X增多了3 mol,因此反应方程式是7Y3X,A不正确;t1时,Y为6 mol、X为4 mol,其物质的量比为3∶2,即Y的浓度是X浓度的1.5倍,B正确;从图像可以看出,t2时刻X、Y两物质的物质的量相等,而不是反应速率相等,C不正确;t3时,反应达到平衡状态,所以正反应速率等于逆反应速率,D不正确。
10.将物质的量相等的H2和I2气体充入密闭容器,进行反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),测得2 min时v(HI)为0.1 mol·(L·min)-1,I2(g)的浓度为0.4 mol·L-1,试确定:
(1)H2和I2的反应速率为________________________________________________________________________。
(2)H2和I2的起始浓度为________________________________________________________________________。
(3)2 min 末HI的浓度为________________________________________________________________________。
解析:2 min时v(HI)=0.1 mol·L-1·min-1,则v(H2)=v(I2)=v(HI)=×0.1 mol·L-1·min-1=0.05 mol·L-1·min-1,Δc(HI)为0.2 mol·L-1,则起始时c(H2)=c(I2)=0.4 mol·L-1+0.1 mol·L-1=0.5 mol·L-1。
答案:(1)v(H2)=v(I2)=0.05 mol·(L·min)-1
(2)c(H2)=c(I2)=0.5 mol·L-1 (3)0.2 mol·L-1
11.将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g),经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A) ∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,A在5 min末的浓度是__________,B的平均反应速率是________,D的平均反应速率是________,x的值是________。
解析: 3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)
起始浓度: a a 0
转化浓度: 0.75 0.25 0.5
5 min后浓度: a-0.75 a-0.25 0.5
(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5,解得a=1.5 mol·L-1,故A在5 min末的浓度是1.5 mol·L-1-0.75 mol·L-1=0.75 mol·L-1。
v(B)==0.05 mol·L-1·min-1,
v(D)==0.1 mol·L-1·min-1,
x=v(C)/v(B)==2。
答案:0.75 mol·L-1 0.05 mol·L-1·min-1 0.1 mol·L-1·min-1 2
12.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,请回答:
(1)该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________;
(2)反应进行到6 s时,B的平均反应速率为________________________________________________________________________。
解析:根据各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) mol∶(1.0-0.4) mol∶(1.0-0.2) mol∶(0.4-0) mol=6∶3∶4∶2,所以化学方程式为3B+4C??6A+2D。
v(B)====0.05 mol·L-1·s-1
答案:(1)3B+4C??6A+2D
(2)0.05 mol·L-1·s-1
13.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,则:
(1)反应4~8 min间的平均反应速率为________________________________________________________________________;
(2)推测反应16 min时反应物的浓度为________________________________________________________________________。
解析:本题考查化学反应速率的计算,意在考查考生对图表的分析能力和数据的处理能力。4~8 min间化合物Bilirubin的浓度变化为Δc=10 μmol·L-1,则v(Bilirubin)==2.5 μmol·L-1·min-1;根据图示,每隔4 min化合物Bilirubin的浓度减小一半,则16 min时化合物Bilirubin的浓度为8 min时浓度的1/4,故16 min时其浓度为10 μmol·L-1×1/4=2.5 μmol·L-1。
答案:(1)2.5 μmol·L-1·min-1 (2)2.5 μmol·L-1
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1.对于可逆反应2SO2+O22SO3(正反应为放热反应),决定反应速率的最主要因素是( )
A.温度 B.压强
C.SO2和O2的性质 D.催化剂
解析:选C。反应物的性质是决定反应速率的最主要因素。
2.下列说法正确的是(双选)( )
A.增大压强,活化分子数增多,化学反应速率一定增大
B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大
C.加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大
D.使用催化剂,降低了反应的活化能,增大了活化分子百分数,化学反应速率一定增大
解析:选BD。增大压强,活化分子数不一定增加(如恒容条件下充入惰性气体使体系压强增大),A错误;加入反应物,只能增多单位体积内活化分子数,故C错误。
3.将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中,反应速率最快的是( )
解析:选D。当反应中一种反应物相同时,反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量,四个装置中所用的酸虽不同,但都是由c(H+)的大小决定反应的快慢。
4.当其他条件不变时,下列化学反应的反应速率与压强变化基本无关的是( )
A.CaCO3(固) CaO(固)+CO2(气)
B.2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气)
C.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
D.H2(气)+I2(气) 2HI(气)
解析:选C。改变压强,对化学反应速率影响的根本原因是引起浓度的改变,所以只有有气体参加或生成的反应改变压强才能引起反应速率的改变,因此C项不符合题意。
5.实验测得:温度每升高10 ℃,化学反应速率通常增加到原来的2~4倍。若按温度每升高10 ℃,化学反应速率增大2倍来计算,若某反应由50 ℃升温到80 ℃,反应速率比原来增大( )
A.4 倍 B.6 倍
C.8 倍 D.9 倍
解析:选C。根据题意可知:=2m,m==3,所以C项正确。
6.酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的化学方程式为:2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,下列不能使反应速率加快的措施是( )
A.增大酸性高锰酸钾溶液的浓度
B.增大草酸溶液的浓度
C.增大压强
D.升高温度
解析:选C。该反应是在溶液状态下进行的,反应物中无气体,加压不能增大反应速率,C选项错误。
7.下列关于催化剂的说法,正确的是( )
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
C.催化剂不能改变化学反应速率
D.任何化学反应都需要催化剂
解析:选B。催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理,在化学反应过程中,催化剂参与反应,经过一系列变化之后,催化剂又恢复到原来的状态,尽管催化剂能改变化学反应速率,但对于不能起反应的物质,是不能使其反应的,另外,有些反应是不需要催化剂的,如燃烧、中和反应等。
8.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
解析:选D。A项,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,A项错误;B项,在恒容的条件下,通入惰性气体,压强增大,但各物质的浓度不变,反应速率不变,故B项错误;C项,降低温度,反应速率也降低,反应达到平衡的时间会延长,故C项错误;根据反应速率的计算公式可知D项正确。
9.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验序号 初始浓度c/mol·L-1 溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.001 0 290
② 1.60 0.20 0.001 0 145
③ 0.80 0.40 0.001 0 145
④ 0.80 0.20 0.002 0 580
分析实验数据所得出的结论不正确的是( )
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
解析:选D。A项,由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3),反应时间变短,v(Br2)增大;B项,实验②和③反应时间相同,起始Br2浓度相同,则v(Br2)相等;C项,比较实验①和③可知,增大c(HCl)时,反应时间缩短,v(Br2)增大;D项,比较实验①和④可知,增大c(Br2)时,v(Br2)减小,故选D。
10.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响;(Ⅱ)实验①和________探究温度对该反应速率的影响;(Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②
③
④
解析:实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响,所以①和②的温度和大理石规格要相同,HNO3浓度要不同;若实验①和③探究温度对该反应速率的影响,则①和③的温度要不相同,HNO3浓度和大理石规格要相同;若实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响,则①和④的大理石的规格(粗、细)要不同,温度、HNO3浓度要相同。
答案:
实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L-1 实验目的
(Ⅱ)实验①和③(Ⅲ)实验①和④
① 298 粗颗粒 2.00
② 298 粗颗粒 1.00
③ 308 粗颗粒 2.00
④ 298 细颗粒 2.00
11.用如图所示装置进行如下实验:
(1)在检验装置气密性后,向试管a中加入10 mL 6 mol·L-1的稀硝酸和1 g铜片,立即用橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于____________________________________________,当反应进行一段时间后速率又逐渐减小,原因是________________________________。
(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是__________(填写字母序号)。
A.加热 B.使用铜粉
C.稀释HNO3 D.增大硝酸的浓度
解析:反应开始时溶液温度较低,故反应速率较慢,该反应为放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率加快;反应一段时间后,HNO3因消耗而浓度减小,HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素,故反应速率减慢。加热和增加反应物的接触面积都能加快反应的速率;稀释HNO3,速率减慢;Cu与浓HNO3反应得到的气体是NO2。
答案:(1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O2===2NO2
(2)开始时溶液温度较低,反应速率缓慢,后随反应进行,反应放热,溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素 反应一段时间后,HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素
(3)A、B
12.甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3(l)+H2O(l) HCOOH(l)+CH3OH(l) ΔH>0,某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:
组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH
物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52
甲酸甲酯转化率(×100%)在温度T1下随反应时间(t)的变化见下图:
(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:
反应时间范围/min 0~5 10~15 20~25 30~35 40~45 50~55 75~80
平均反应速率/(10-3 mol·min-1) 1.9 7.4 7.8 4.4 1.6 0.8 0.0
请计算15~20 min范围内甲酸甲酯的减少量为________ mol,甲酸甲酯的平均反应速率为__________mol·min-1(不要求写出计算过程)。
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因:
①反应初期:________________________________________________________________________;
②反应中期:________________________________________________________________________;
③反应后期:________________________________________________________________________。
解析:(1)由图中数据可以看出15~20 min内甲酸甲酯转化率提高了4.5%,利用转化率和速率的计算式计算。
(2)表格中平均反应速率的数据显示反应速率先增大后减小,因该反应是吸热反应,排除温度升高的影响,则只能是反应体系中的某物质对该反应起到催化作用。该反应中甲酸具有催化作用。
答案:(1)0.045 9.0×10-3
(2)①虽然甲酸甲酯量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢
②甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大
③甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成为主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零达到平衡状态
13.某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解,且将A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收集满500 mL氧气为准(其他可能影响实验的因素均已忽略)。
表1 用MnO2作催化剂
实验序号 KClO3质量(g) MnO2质量(g) 反应温度(℃) 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
表2 用A作催化剂
实验序号 KClO3质量(g) A质量(g) 反应温度(℃) 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
请回答:
上述实验中的待测数据应是________。完成此研究后,他们准备发表一篇研究报告,请你替他们拟一个报告的题目:____________________。
解析:该题给出的数据有KClO3的质量、催化剂的质量和反应温度,而且对照表格1和表格2可知,这些数据都是不变的,变的是催化剂的种类。表格1中用的催化剂是MnO2,而表格2中用的是金属氧化物A,所以该题考查的就是对于金属氧化物A作为催化剂对KClO3分解的催化效果,因此待测的数据是时间。实验报告的题目一般会体现出实验的目的,可以给这个实验报告拟定题目“催化效果的对照研究”,或者“MnO2与金属氧化物A催化效果的对照研究”。
答案:时间 催化效果的对照研究(或MnO2与金属氧化物A催化效果的对照研究)
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1.常温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol·L-1,则该溶液的pH可能是( )
A.4 B.7
C.8 D.11
解析:选D。由题意知由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol·L-1<1×10-7 mol·L-1,抑制了水的电离,可能是酸,也可能是碱,若是酸,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=3,若是碱,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,pH=11。
2.25 ℃时,若pH=a的10体积某强酸溶液与pH=b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系( )
A.a+b=14 B.a+b=13
C.a+b=15 D.a+b=7
解析:选C。酸中n(H+)=10-a×10,碱中n(OH-)=×1=10-14+b,根据混合后溶液呈中性,故n(H+)=n(OH-),即10-a×10=10-14+b,所以a+b=15。
3.下列试纸中,在测溶液的性质时,预先不能用蒸馏水润湿的是( )
A.石蕊试纸 B.醋酸铅试纸
C.KI 淀粉试纸 D.pH试纸
解析:选D。pH试纸测溶液的酸碱性时是定量测定,加水润湿后会导致溶液的浓度降低,使测得的pH产生偏差,所以不能润湿。
4.在常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于( )
A.8.3 B.8.7
C.9 D.9.7
解析:选D。本题考查有关混合溶液pH的计算。有关稀溶液混合,总体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合,应按c(OH-)计算:c混(OH-)=(1×10-6 mol·L-1+1×10-4 mol·L-1)/2=5.05×10-5 mol·L-1,c混(H+)=KW/c(OH-)≈2×10-10 mol·L-1,pH=9.7。
5.在25 ℃时,某溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则该溶液的pH可能是(双选)( )
A.12 B.7
C.6 D.2
解析:选AD。在溶液中,c(H+)水=c(OH-)水=1×10-12 mol/L,当溶液中,c(OH-)溶液=c(OH-)水=1×10-12mol/L时,c(H+)溶液==10-2mol/L,所以pH=-lg10-2=2;当溶液中,c(H+)溶液=c(H+)水=1×10-12mol/L时,pH=12。
6.下列叙述正确的是( )
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)×c(OH-)=1×10-14
B.c(H+)等于1×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
解析:选A。KW=c(H+)·c(OH-) ,且KW只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其KW=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7 mol·L-1;0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
7.pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50 mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( )
A.HX可能是强酸
B.HY一定是强酸
C.HX的酸性强于HY的酸性
D.反应开始时二者生成H2的速率相等
解析:选D。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意,Mg粉足量,酸不足,应根据酸的物质的量来计算H2的体积,由V(HX)>V(HY),知pH相等时,HX的物质的量浓度比HY的大,即HX是比HY弱的弱酸,而无法判断HY是强酸还是弱酸,故A、B、C错误;D项,反应开始时的速率取决于c(H+),因为开始时c(H+)相等,故D项正确。
8.某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点KW的数值比c点KW的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
解析:选B。本题考查了强酸和弱酸的稀释规律,解题时要注意弱酸在稀释时还会继续电离。pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸),稀释相同的倍数时,因醋酸在稀释时仍不断地电离,故盐酸的pH增大的多,故曲线Ⅰ代表盐酸稀释时pH的变化曲线,A错误;不断加水稀释时,溶液中c(H+)不断减小,导电性减弱,B正确;因为KW仅仅是温度的函数,因此在相同的温度下,故a点KW与c点KW的数值相同,C错误;因盐酸和醋酸的pH相同,则c(醋酸)>c(盐酸),稀释相同的倍数,由于醋酸存在电离平衡,故仍有c(醋酸)>c(盐酸),D错误。
9.室温时,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应,下列关于反应后溶液pH的判断正确的是( )
A.若x=y且a+b=14,则pH>7
B.若10x=y且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y且a+b=14,则pH>7
解析:选D。中和反应的本质是H++OH-===H2O,其反应过程中n(H+)=n(OH-),所以可得V碱·10a-14=V酸·10-b,然后利用题给代数式代入讨论可得出答案。
10.某温度下重水的离子积常数为1.6×10-15,像定义pH一样来规定pD=-lgc(D+),请回答以下问题:
(1)写出重水的电离方程式________________________。
(2)该温度下,重水中的c(D+)=____________________________,pD=____________________(已知lg2=0.3)。
(3)0.01 mol·L-1的NaOD溶液pD=__________。
解析:(1)重水电离方程式类似于H2O,即D2OD++OD-;
(2)该温度下,c(D+)= mol·L-1=4×10-8 mol·L-1 ,pD=-lg(4×10-8)=8-2lg2=7.4;
(3)由公式c(D+)·c(OD-)=KW,c(D+)= mol·L-1=1.6×10-13 mol·L-1 ,pD=14-lg16=14-4lg2=12.8。
答案:(1)D2OD++OD- (2)4×10-8 mol·L-1 7.4 (3)12.8
11.有pH=12的NaOH溶液100 mL,要使它的pH降为11。
(1)若加入蒸馏水,应加________mL;
(2)若加入pH为10的NaOH溶液,应加________mL;
(3)若加入0.01 mol·L-1 的盐酸,应加________mL。
解析:(1)100 mL的NaOH溶液pH由12降到11,溶液应稀释到1000 mL,故加水900 mL。
(2)设加入pH为10的NaOH溶液的体积为V L,c(OH-)混= mol·L-1=10-3mol·L-1,解得V=1 L=1000 mL。
(3)设加入0.01 mol·L-1 的盐酸的体积为V L,c(OH-)混==10-3mol·L-1,解得V≈0.0818 L=81.8 mL。
答案:(1)900 (2)1000 (3)81.8
12. (1)某温度时,测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的离子积常数KW=__________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
②若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
解析:(1)0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=11,则KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-11×0.01=1×10-13。
(2)pH=a的NaOH溶液中,c(OH-)=KW/c(H+)=10-13+a mol·L-1,pH=b的H2SO4中,c(H+)=10-b mol·L-1。两者混合后:①若呈中性,则10-13+a·Va=10-b·Vb,将a=12,b=2代入,得Va∶Vb=1∶10。②若pH=10,则呈碱性,c(OH-)混==10-3 mol·L-1,而c(OH-)混=,将a=12,b=2代入,得Va∶Vb=1∶9。
答案:(1)1×10-13 (2)①1∶10 ②1∶9
13.工业上制备CuCl2时,是将浓盐酸用水蒸气加热至80 ℃左右,慢慢加入粗制CuO粉(含杂质FeO),充分搅拌,使之溶解,反应如下:
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
FeO+2HCl===FeCl2+H2O
已知:pH≥7.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式开始沉淀,pH≥9.6时,Fe2+沉淀完全;pH≥4.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式开始沉淀,pH≥6.4时,Cu2+沉淀完全;pH≥2.7时,Fe3+以Fe(OH)3的形式开始沉淀,pH≥3.7时,Fe3+沉淀完全。
(1)为除去溶液中的Fe2+,可采用的方法是______________________________________________。
(2)工业上为除去溶液中的Fe2+,常使用NaClO,当向溶液中加入NaClO后,溶液的pH变化是______________。
(3)若此溶液中只含Fe3+时,要调整pH在3.7~4.4之间,此时最好向溶液中加入________________。
(4)已知溶液中c(Cu2+)与pH的关系为lgc(Cu2+)=8.6-2pH,若溶液中c(Cu2+)为1 mol/L,则此溶液的pH为________,此时溶液中的Fe3+能否沉淀完全:________(填“能”或“否”)。
解析:本题主要考查pH知识在工业生产中的运用,明确各离子沉淀的pH范围是解题的关键。
(1)从各离子沉淀的pH范围看,当Fe2+完全沉淀时,Cu2+肯定也完全沉淀,而Fe3+完全沉淀时,Cu2+不能被沉淀,所以应该加入合适的氧化剂,使Fe2+被氧化为Fe3+,再调节pH在3.7~4.4之间,从而除去溶液中原有的Fe2+。
(2)具有强氧化性的NaClO在氧化Fe2+时要消耗H+:ClO-+2Fe2++2H+===Cl-+2Fe3++H2O,使溶液的酸性减弱,pH增大。
(3)若此溶液只含Fe3+时,可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2或CuCO3等能与酸反应的物质,调整溶液的pH在3.7~4.4之间,既能使Fe3+完全沉淀,又不会引入新的杂质。
(4)c(Cu2+)=1 mol/L,2pH=8.6-lgc(Cu2+),pH=4.3。根据Fe3+完全沉淀的pH范围,可知pH=4.3时,Fe3+将沉淀完全。
答案:(1)加入合适的氧化剂,使Fe2+被氧化为Fe3+,再调节pH在3.7~4.4之间
(2)增大
(3)CuO[或Cu(OH)2或CuCO3]
(4)4.3 能
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(时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1.未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③地热能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
解析:选C。天然气、煤、石油等化石燃料,属不可再生的常规能源,太阳能、风能、氢能、地热能、生物质能等为新能源。
2.下列反应中属于吸热反应的是( )
A.CaO+H2O===Ca(OH)2
B.C+H2O(g)CO+H2
C.HCl+NaOH===NaCl+H2O
D.2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
解析:选B。分解反应、铵盐与碱反应生成氨气、以及C+H2O(g)CO+H2等都是吸热反应。
3.有关能量的判断或表示方法正确的是( )
A.由H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,可知:含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出热量大于57.3 kJ
B.从C(石墨)===C(金刚石) ΔH=+1.19 kJ·mol-1,可知:金刚石比石墨更稳定
C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量更多
D.2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
解析:选A。由于浓硫酸稀释是放热的,含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合反应时,放出的热量除反应热之外还有稀释所放出的热量,故应该大于57.3 kJ,A正确;石墨转化成金刚石吸收热量,说明石墨的能量比金刚石的能量要低,能量越低物质越稳定,所以B项错误;硫固体汽化需要吸收能量,所以等质量的硫燃烧时,硫蒸气放热更多,C项错误;D项中2 g氢气燃烧放热285.8 kJ,2 mol氢气燃烧放热应为571.6 kJ。
4.一种充电电池放电时的电极反应为 H2+2OH--2e-===2H2O;NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.H2O的还原 B.NiO(OH)的还原
C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化
解析:选D。由题中给出的电极反应可判断出作原电池时,H2是还原剂被氧化、NiO(OH)是氧化剂被还原,则充电时H2是还原产物、NiO(OH)是氧化产物,与正极相连的是阳极发生氧化反应,所以D项正确。
5.在298 K、100 kPa时,已知:
2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:选A。由盖斯定律可直接求出ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
6.将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示,导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移
B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-
C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈
D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为:Cu-2e-===Cu2+
解析:选B。液滴边缘O2多,发生正极反应O2+2H2O+4e-===4OH-。液滴下的Fe发生负极反应,Fe-2e-===Fe2+,为腐蚀区(a)。A错误,Cl-由b区向a区迁移。B正确。C错误,液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。D错误,Cu更稳定,作正极,反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。
7.某同学利用家中废旧材料制作一个可使玩具扬声器发出声音的电池,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.电流方向为:铝质易拉罐→导线→扬声器→导线→碳棒
B.铝质易拉罐将逐渐得到保护
C.电池总反应为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3
D.碳棒上发生的主要反应为:2H++2e-===H2↑
解析:选C。A项中为电子移动的方向,电流方向与之相反;B项中铝质易拉罐逐渐溶解;D项中碳棒为原电池的正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-;C项正确。
8.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
解析:选C。可以迅速选出C项是错误的,因为原电池放电时OH-是向负极移动的。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑。再写出其电极反应如下:(-)2Li-2e-===2Li+,(+)2H2O+2e-===2OH-+H2↑。结合选项分析A、B、D都是正确的。
9.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片
B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片
C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D.用带火星的木条检验阳极产物
解析:选B。用电解法提取氯化铜废液中的铜时,铜必需作阴极,阳极是铜或惰性电极,阴极的反应式为:Cu2++2e-===Cu。
10.LiFePO4新型锂离子动力电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。已知该电池放电时的电极反应式为:正极:FePO4+Li++e-===LiFePO4,负极:Li-e-===Li+。下列说法正确的是( )
A.充电时电池反应式为FePO4+Li===LiFePO4
B.放电时在正极上是Li+得电子被还原
C.放电时电池内部Li+向负极移动
D.充电时动力电池上“+”的电极与外接电源的正极相连
解析:选D。将电池放电时正、负极反应式相加得到FePO4+Li===LiFePO4,故充电时电池反应式为LiFePO4===FePO4+Li;放电时正极上Fe3+获得电子被还原;放电时电池内部Li+向正极移动;放电时正极材料被还原,所以充电时标注“+”的应与外接电源的正极相连,作阳极,发生氧化反应,使电极材料复原。
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分)
11.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O
解析:选C。由放电时的反应可以得出铁作还原剂失去电子,Ni2O3作氧化剂得到电子,因此选项A、B均正确;充电可以看作是放电的逆过程,即阴极为原来的负极,电池放电时,负极反应为:Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-,因此电池充电过程中,阴极附近溶液的pH会升高,C不正确;同理分析选项D正确。
12.用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后,欲使电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的( )
A.CuSO4 B.H2O
C.CuO D.CuCO3
解析:选CD。用石墨作电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,根据缺什么补什么的原理,选项C、D正确。
13. Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2OCu2O+H2↑。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成
解析:选AD。由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H+反应,电极反应为:2H++2e-===H2↑,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,当有0.1 mol电子转移时,有0.05 mol Cu2O生成,D选项正确。
14.如图所示装置,通电后,可观察到Cu极溶解。现有下列说法:①A为负极,②A为正极,③Pt极产生的气体是同池Fe极的2倍,④CuSO4溶液浓度不变。其中说法正确的是( )
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
解析:选D。只有金属作阳极时金属才会溶解,所以,乙池中Cu极为阳极,Fe极为阴极。因此可推知,电源B端为负极,A端为正极;甲池Pt极为阳极,Fe极为阴极。甲池电解H2SO4溶液,实际上是电解水,Pt极放出O2,Fe极放出H2,根据2H2O2H2↑+O2↑可知,Pt极上放出气体体积是同池Fe极上放出气体体积的,而不是2倍。乙池实为电镀池,即Fe极上镀Cu,电解液CuSO4的浓度保持不变。
15.如下图所示,电解池中装有硫酸铜溶液,选用不同材料的电极进行电解。下表中说法正确的是( )
序号 电极材料 通电后的变化
阴极 阳极
A 石墨 石墨 阴极质量增加,溶液的pH增大
B 铜 铜 阳极质量减小,阴极质量增加
C 铁 铁 两极的质量不发生变化
D 铂 铁 阳极质量增加,溶液的pH不变
,
解析:选B。A项溶液的pH减小;B项为电镀;C、D项铁为阳极,铁失去电子而溶解,阳极质量减小。
三、非选择题(本题包括5小题,共50分)
16.(8分)下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2220 kJ/mol
根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为________,C3H8的燃烧热为________________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比为____________。
解析:(1)根据燃烧热的概念可知:H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、2220 kJ/mol。
(2)释放总热量的计算式为:
Q放=1 mol×285.8 kJ/mol+2 mol×2220 kJ/mol=4725.8 kJ。
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有
解得
在相同p、T时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
答案:(1)285.8 kJ/mol 2220 kJ/mol
(2)4725.8 kJ
(3)3∶1
17.(10分)盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应,没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应,从中和反应的热效应出发,设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。
(1)方案一:如图组装好实验装置,图中小试管用细线吊着,细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U型管两端红墨水相平。实验开始,向下插细铁丝,使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合,此时观察到的现象是________________________。原因是____________________________________________________。
(2)方案二:该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化,则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10 mL混合,用温度计测量反应前后温度的变化,测得的部分数据如下表:
编号 盐酸 氢氧化钠 Δt/℃
1 0.1 mol·L-1 0.05 mol·L-1 3.5
2 0.1 mol·L-1 0.1 mol·L-1 x
3 0.2 mol·L-1 0.2 mol·L-1 14
则x等于______________。
(3)方案三:该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出,则说明该反应放出热量,从而证明发生了反应。
①实验时,打开分液漏斗活塞,发现导管流出液体不畅,原因可能是________________________。
②从原理上讲,该实验设计的不合理之处为______________________________________。
请你在此实验装置的基础上提出修改方案__________________________________。
解析:(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量,使广口瓶内气体温度升高,气体受热膨胀。压强增大,U形管内液面左边下降、右边升高。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看,1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.05×10-3mol,温度升高3.5 ℃,3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.2×10-3mol,为1号反应的4倍,而温度变化量也是4倍,由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1号反应的2倍,故温度变化也应为2倍,为7 ℃。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积,冒出气泡的原因可能是加入
稀硫酸的体积引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管,即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等,便于液体顺利流下,又不会引入液体体积。如图:
答案:(1)U形管内液面左边下降、右边升高 盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量,使瓶内气体温度升高,压强增大
(2)7
(3)①没打开分液漏斗上部塞子 ②稀硫酸具有一定的体积,冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的 分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管
18.(10分)某课外活动小组准备用如下图所示的装置进行实验。现有甲、乙、丙三位同学分别选择了如下电极材料和电解质溶液:
A电极 B电极 X溶液
甲 Cu Zn H2SO4
乙 Pt Pt CuCl2
丙 Fe Cu ?
(1)甲同学在实验中将电键K5闭合,Zn电极上的电极反应式为____________________。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验,则电解时的总反应方程式为_________________________。实验时应闭合的电键的组合是:________。
[从下列五项中选择所有可能组合,第(3)小题也在这五项中选择]
A.K1和K2 B.K1和K3
C.K1和K4 D.K2和K3
E.K2和K4
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu,选择了某种盐来配制电镀液,则该盐中应含的阳离子的化学式为________,实验时,应闭合的电键的组合是________(选项如上)。
解析:(1)甲同学在实验中将电键K5闭合,形成Cu Zn 稀硫酸的原电池;Zn活泼失电子:Zn-2e-===Zn2+。
(2)乙同学准备进行电解CuCl2溶液的实验,形成电解池,需外加电源,需闭合K1和K4或K2和K3,电解CuCl2溶液实质是电解CuCl2:CuCl2Cu+Cl2↑。
(3)丙同学准备在Fe上镀Cu,所以Cu作电镀池的阳极,Fe作电镀池的阴极,电解液中含Cu2+。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+
(2)CuCl2Cu+Cl2↑ C或D
(3)Cu2+ D
19.(10分)开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2。
请回答下列问题:
(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:
NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为________________________________________________________________________。
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为________________________________________________________________________。
解析:本题主要考查热化学方程式的书写和电极反应方程式的书写。
答案:(1)4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)
ΔH=-3408 kJ/mol
(2)2H2O+SO2===H2SO4+H2
(3)MH+OH--e-===M+H2O
2H2O+O2+4e-===4OH-
20.(12分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知: CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)
ΔH=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)
ΔH=+247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)===2H2(g)+S2(g)
ΔH=+169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________。
(2)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是______________________________。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式:_________________________________。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。图中A、B表示的物质依次是____________________________。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350 ℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析:本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题,是以化学知识具体运用的典型试题。
(1)利用盖斯定律即可得出;(2)H2S热分解制氢属于吸热反应,需要提供能量;(3)在很高的温度下,氢气和氧气会分解生成氢原子和氧原子;(4)阳极失去电子,在碱性溶液中碳原子变成CO。
答案:(1)CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)
ΔH=165.0 kJ·mol-1
(2)为H2S热分解反应提供热量 2H2S+SO2===2H2O+3S↓ (或4H2S+2SO2===4H2O+3S2↓)
(3)H、O(或氢原子、氧原子)
(4)CO(NH2)2+8OH--6e-===CO+N2↑+6H2O
(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2
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1.下列反应可用于设计原电池的是( )
A.H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
B.2FeCl3+Fe===3FeCl2
C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
D.NaCl+AgNO3===NaNO3+AgCl↓
解析:选B。只有氧化还原反应才能用于设计原电池。
2.对于原电池的电极名称,叙述错误的是( )
A.发生氧化反应的一极为负极
B.正极为电子流入的一极
C.比较不活泼的金属为负极
D.电流流出的一极为正极
解析:选C。在原电池中,较活泼的金属为负极,失电子,发生氧化反应,故A正确,C错误;电子流入(或电流流出)的一极为正极,B、D正确。
3.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,不能形成原电池的是(双选)( )
解析:选CD。构成原电池的条件是①两种活泼性不同的电极(活泼金属与较不活泼金属或非金属);②电解质溶液;③形成闭合回路;④总反应为能自发进行的氧化还原反应。在选项中,A项中虽然Zn和Fe都能与硫酸反应,但由于其相对活泼性不同,所以能构成原电池;对于B项的理解,很多同学往往会误认为没有导线,所以不构成原电池,其实只要两个电极能够接触就能形成回路,所以B项能形成原电池;C项中由于电极材料相同,所以不能构成原电池;D项中不能构成闭合回路所以也不能构成原电池。
4.有a、b、c、d四种金属,将a与b用导线连接起来,浸入电解质溶液中,b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈,将铜浸入b盐溶液中,无明显变化。将铜浸入c的盐溶液中,有金属c析出。据此可推知它们的活动性顺序由强到弱为( )
A.dcab B.dabc
C.dbac D.badc
解析:选B。依题干知,a、b作为电极构成原电池时,b不易被腐蚀,说明金属活动性a>b。d与盐酸反应比a剧烈,说明金属活动性d>a。将铜分别浸入到b和c的溶液中,只能置换出c,说明金属活动性b>c,综上所述,四种金属的活动性由强到弱的顺序为:dabc。
5.100 mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的量,可采用的方法是( )
A.加入适量的6 mol·L-1的盐酸
B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的氯化钠溶液
解析:选B。A项中增加HCl总量,生成H2增多。C、D项都会使溶液变稀,反应速率减慢。B项中滴入CuCl2溶液,Zn能置换出少量铜,形成原电池使反应速率加快,同时又不影响H2的总量,选B。
6.(2012·南京高二检测)某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3
B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3
C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3
解析:选C。还原剂应为负极,材料为单质铁;氧化剂为Fe3+,在正极上得到电子,电解质溶液应该为含有Fe3+的溶液。C选项不能实现2Fe3++Fe===3Fe2+。
7.将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入相同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是( )
A.两个烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两个烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速率甲比乙慢
解析:选C。甲装置为原电池,锌片为负极,铜片为正极,铜片上(正极)反应为:2H++2e-===H2↑,有气泡冒出,而乙未形成原电池,Zn与H2SO4直接接触发生化学反应,铜片上无气泡冒出,故A、B均错误;两个烧杯中均消耗H+产生H2,而使c(H+)减小,pH增大,C正确;甲因形成原电池而使反应速率加快,D错误。
8.(2012·徐州高二检测)如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上记录如下,卡片上的描述合理的是( )
A.①②③ B.③④⑤
C.④⑤⑥ D.②③④
解析:选B。本题考查了锌、铜和稀硫酸构成的原电池的基本工作原理。Zn比Cu活泼,Zn为负极,电极反应式为:Zn-2e-===Zn2+,Cu为正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,每转移1 mol电子,产生H2 0.5 mol,电子由Zn流出,经导线流向铜片,溶液中H+向正极移动,SO向负极移动,故选B。
9.如右图所示,检流计G发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的( )
A.A是Zn、B是Cu、C为稀硫酸溶液
B.A是Cu、B是Zn、C为稀硫酸溶液
C.A是Fe、B是Ag、C为AgNO3溶液
D.A是Ag、B是Fe、C为AgNO3溶液
解析:选D。该装置为原电池,A极变粗,说明A上有金属析出,即在A极上发生还原反应,A为正极,电解质溶液中应含有易得电子的金属阳离子,B为负极,应是活泼性比A极材料强的金属,只有D项符合题意,D中负极(Fe)反应:Fe-2e-===Fe2+,正极(Ag)反应:2Ag++2e-===2Ag。
10.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag++e-===Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
解析:选C。Cu作负极,Ag作正极。负极:Cu-2e-===Cu2+;正极:2Ag++2e-===2Ag。在外电路中,电子由Cu电极流向Ag电极,而电流方向与电子流向相反,所以①错,没有盐桥,原电池不能继续工作,③错。无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,④对。
11.(2012·济南高二检测)由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________。
(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。
解析:甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性A>B;乙中C极增重,即析出Cu,则B为负极,活泼性B>C;丙中A上有气体即H2产生,则A为正极,活泼性D>A,随着H+的消耗,pH变大。
答案:(1)A-2e-===A2+ (2)Cu2++2e-===Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C
12.在装有水的烧杯中,用线(绝缘)悬挂一个呈水平方向的由铁和银焊接而成的柱形金属圈,处于平衡状态。如果向水中加入CuSO4溶液(溶液的密度变化不考虑):
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)________________________________________________________________________
(填选项字母)。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是:______________________________________。
解析:一般认为铜离子与铁发生置换反应,铁圈增重向下沉。实际上应该考虑原电池反应,铜将在银圈上析出而不是在铁圈上析出,所以应该是银圈下沉铁圈上升。
答案:(1)D (2)因原电池反应,铁圈不断溶解,铜在银圈(正极)上析出,所以银圈下沉铁圈上升
13.写出Fe Cu 浓硝酸构成的原电池的电极反应式及电池反应式。
解析:Fe遇冷的浓硝酸钝化,故在该原电池中Cu作负极,Fe作正极,浓硝酸为电解质溶液。
答案:负极反应式:Cu-2e-===Cu2+,
正极反应式:4H++2NO+2e-===2H2O+2NO2↑;
电池反应式:Cu+4H++2NO===Cu2++2H2O+2NO2↑。
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(时间:90分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分,每小题只有一个选项符合题意)
1.0.1 mol·L-1的下列物质的水溶液,只存在一种分子的是( )
A.NaF B.NH4Cl
C.HClO D.HNO3
解析:选D。发生水解的盐,可以生成弱电解质分子,还有水分子,弱酸HClO,只有一小部分发生电离,只有强酸HNO3全部电离,溶液中只有水分子。
2.下列溶液一定显碱性的是( )
A.c(OH-)>c(H+)的溶液
B.含OH-的溶液
C.pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合
D.滴加甲基橙后溶液显红色
解析:选A。只要溶液中c(OH-)>c(H+),溶液一定显碱性;任何溶液中都存在OH-;pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性;甲基橙试剂的指示剂变色范围是3.1~4.4,溶液显红色,说明溶液呈酸性。
3.两份等体积、等浓度的NaOH溶液,分别与体积相等的AlCl3、MgCl2溶液混合,充分反应后Al3+、Mg2+均恰好形成沉淀,则原AlCl3、MgCl2溶液中Cl-浓度之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶2
解析:选A。 NaOH的物质的量是一定的,可用“定1法”看作是1 mol,则1 mol NaOH可使1/3 mol AlCl3沉淀,可使1/2 mol MgCl2沉淀,故两溶液提供的Cl-的物质的量相等,由体积相等,则Cl-浓度之比为1∶1。
4.如图某学生用碱式滴定管量取0.1 mol·L-1的NaOH溶液,开始时仰视液面,读数为1.0 mL,取出部分溶液后,俯视液面,读数为11.0 mL,该同学在操作中实际取出的液体( )
A.大于10.0 mL
B.小于10.0 mL
C.等于10.0 mL
D.等于11.0 mL
解析:选A。滴定管上读数时,抓好“三点一线”,即溶液的凹液面、滴定管上的刻度线、人的眼睛这三个点在同一水平线上时,读出的数值才是准确的。
5.将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,下列各图中生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是( )
解析:选D。通入CO2发生的反应是①CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;②CO2+2KOH===K2CO3+H2O,两个反应可认为同时发生,但因为有难溶物生成,可认为①先反应;当CaCO3完全生成后,反应②再发生。当继续通入CO2后,又面临③K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3,④CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,由起始时c(CO)较大,则CaCO3不会溶解,先是③反应,当c(CO)较低时,才发生反应④,沉淀逐步完全溶解。综合以上,表现在图像上,开始生成沉淀,逐渐增大,达到最大,后沉淀量不变,到沉淀量逐渐减小至为0,选D。
6.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Ba(OH)2溶液混合:
2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O
B.饱和石灰水跟稀硝酸反应:Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O
C.向稀氨水中加入稀盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.碳酸钙溶于醋酸中:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
解析:选C。 A中应是等物质的量反应:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O,B中是饱和石灰水,应用离子形式表示,D中CH3COOH应用化学式表示。
7.有Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl及NH4NO3五瓶无标签溶液,为鉴别它们,取4支试管分别装入一种溶液,再向上述4支试管中加入少许剩下的一种溶液,下列表达中错误的是( )
A.若3支试管出现沉淀时,则后加入的是AgNO3溶液
B.全部没有什么现象变化时,则后加入的是NH4NO3溶液
C.1支试管出现气体,2支试管出现沉淀时,最后加入的是HCl溶液
D.若只有2支试管出现沉淀时,则后加入的是BaCl2溶液
解析:选C。要熟悉各物质反应时,是否生成难溶物和气体。做此题可用每种物质进行尝试,取一种物质向其他四种物质的溶液中滴加,得Na2CO3(两种沉淀,一种气体)、AgNO3(只得3种沉淀)、BaCl2(只得两种沉淀)、HCl(一种沉淀,一种气体)、NH4NO3(无明显现象变化)。
8.酸雨是煤和石油燃烧时生成的硫及氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸之缘故。现取某酸雨试样分析得如下数据:
组分 浓度(mol·L-1) 组分 浓度(mol·L-1)
NH 1.9×10-5 Na+ 2.0×10-5
NO 2.4×10-5 Cl- 6.0×10-5
SO 2.8×10-5
则此酸雨中H+的物质的量浓度(mol·L-1)最接近的数值是( )
A.1.01×10-6 B.1.01×10-5
C.1.01×10-4 D.1.01×10-3
解析:选C。由电荷守恒:c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(NO)+2c(SO)+c(Cl-)+c(OH-),忽略c(OH-),因为溶液显酸性。
9.室温下,Va L pH=a的强酸与Vb L pH=b的强碱溶液混合,混合后溶液pH=3。(混合前后体积变化忽略不计)已知a+b=13,Vb=4.5Va,则a值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选B。由强酸和强碱混合后溶液显酸性,则是酸过量,=10-3mol·L-1,整理后再把Vb=4.5Va,b=13-a代入,即可求得a=2。
10.用1 mol·L-1NaOH溶液中和某浓度的硫酸溶液时,其pH和所加NaOH溶液的体积关系如图所示,原硫酸溶液的物质的量浓度和反应后溶液的总体积分别是( )
A.1 mol·L-1,100 mL B.0.5 mol·L-1,80 mL
C.1 mol·L-1,60 mL D.1 mol·L-1,80 mL
解析:选B。解此题有两个关键点,一是从图像上看,起始时硫酸溶液的pH=0,则H2SO4的起始浓度为0.5 mol·L-1,二是加40 mL NaOH溶液时,恰好和硫酸能中和,pH=7。
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分)
11.下列各种溶液中,可能大量共存的离子组是( )
A.pH=0的溶液中:Fe2+、NO、SO、I-
B.由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、AlO、S2-、CO
C.含有大量Fe3+的溶液中:Na+、I-、K+、NO
D.c(H+)=10-14 mol·L-1的溶液中:Mg2+、NO、Fe2+、ClO-
解析:选B。A项中酸性条件下NO要氧化Fe2+、I-;B项中水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,若呈碱性,可能大量共存;C项中Fe3+与I-不能大量共存;D项中溶液呈碱性,Mg2+、Fe2+不能大量存在。
12.下列各组数据中,其比值为2∶1的是( )
A.氨水与(NH4)2SO4溶液混合后pH=7的溶液中,c(NH)∶c(SO)
B.相同温度下,0.2 mol·L-1乙酸溶液与0.1 mol·L-1乙酸溶液中c(H+)之比
C.Na2SO4溶液中,c(Na+)∶c(SO)
D.pH=12的Ba(OH)2溶液与pH=12的KOH溶液中,c[Ba(OH)2]∶c(KOH)
解析:选AC。选项A可由电荷守恒得到。B项中由于弱电解质浓度越小,电离程度越大,可知,0.2 mol·L-1乙酸溶液与0.1 mol·L-1乙酸溶液中,c(H+)之比小于2∶1。C项中c(Na+)∶c(SO)等于2∶1。D项中为1∶2。
13.下列说法正确的是( )
A.相同温度下,1 mol·L-1醋酸溶液与0.5 mol·L-1醋酸溶液中,c(H+)之比是2∶1
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,使混合液的pH=7,此时混合液中c(Na+)=c(CH3COO-)
C.pH=3的盐酸和醋酸加水使溶液体积分别扩大100倍,pH仍相同
D.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中c(NH)+c(H+)=c(Cl-)
解析:选B。对一定浓度的弱酸溶液加水稀释时,由于在稀释的过程中,又电离出H+,稀释的倍数比c(H+)的倍数小。依据电荷守恒,判定B正确,D右边漏掉c(OH-)是错误的。
14.如图所示,下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符合的是( )
A.NaHSO3粉末加入HNO3溶液中
B.H2S气体通入氯水中
C.NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中
D.CO2气体通入澄清石灰水中
解析:选D。因为NaHSO3与HNO3反应时,被氧化成SO,所以无气体生成,A不对。H2S气体通入到氯水中生成HCl,酸性一直增强,B不对。NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中开始就有沉淀生成,C不对。CO2气体通入石灰水中,开始反应至完全沉淀时,导电能力最弱,再通CO2,CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,离子浓度增大导电性增强,完全溶解时离子浓度基本不变,导电性也不变。
15.某溶液中仅含Na+、H+、OH-、CH3COO-四种离子,下列说法错误的是( )
A.溶液中四种粒子之间不可能满足:c(Na+)>c(OH-)>c(H+)>c(CH3COO-)
B.若溶液中部分粒子间满足:c(CH3COO-)=c(Na+),则该溶液一定呈中性
C.若溶液中溶质仅为CH3COONa,则粒子间一定满足:
c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.若溶液中的溶质为CH3COONa和CH3COOH,则溶液中粒子间一定满足:
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
解析:选CD。据电荷守恒,A、B正确; D中思考的切入点放在若在CH3COONa溶液中滴加少量CH3COOH时,溶液中c(H+)也可能小于c(OH-),故D项错误。
三、非选择题(本题包括5小题,共50分)
16.(6分)(1)室温下,在pH=12的某种溶液中,由水电离的c(OH-)为____________。
(2)等体积的下列溶液中,阳离子的总物质的量最大的是____________。
①0.2 mol·L-1的CuSO4溶液
②0.1 mol·L-1的Na2CO3
③0.2 mol·L-1的KCl
④0.1 mol·L-1的Na2SO4
(3)浓度为0.100 mol·L-1的下列各物质的溶液中,c(NH)由大到小的顺序是_____________________。
①NH4Cl ②NH4HSO4
③NH3·H2O ④CH3COONH4
解析:(1)分析思路涉及两个方面,若是碱的溶液,则抑制水的电离,使水的电离程度减小,水电离的c(OH-)为10-12 mol·L-1;若是强碱弱酸盐的溶液,因水解对水的电离起促进作用,水电离的c(OH-)为10-2 mol·L-1。
(2)溶液的体积相等,不考虑其他影响,溶液中各阳离子的物质的量相同,因Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,即使少量Cu2+水解,但因1 mol Cu2+水解可生成2 mol H+,故CuSO4溶液中阳离子的总的物质的量最大。
(3)由于弱电解质的电离和盐类的水解程度都是比较小的,故③中NH3·H2O提供的c(NH)最小,②中电离出的H+抑制NH水解,④中CH3COO-的水解促进NH的水解。
答案:(1)10-12 mol·L-1或10-2 mol·L-1
(2)①
(3)②>①>④>③
17.(8分)(1)向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸,到不再产生二氧化碳气体为止。在此过程中,溶液中的碳酸氢根离子浓度的变化趋势可能是__________________(从下面的选项中选择),有关反应的离子方程式为______________________________________。
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.先逐渐增大,而后减小 D.先逐渐减小,而后增大
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红。若在该溶液中再滴入过量的氯化钡溶液,所观察到的现象是________________________________________________________,原因是____________________________________________________________(以离子方程式和简要文字说明)。
解析:(1)由Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-,逐滴加入稀盐酸时,破坏水解平衡,向右移动,使CO逐渐转化成HCO,当完全转化为HCO时,由还存在着HCO+H2OH2CO3+OH-,又使平衡右移,随生成H2CO3增多,不稳定发生分解,生成CO2气体,此时c(HCO)又减小。(2)该题考查盐类的水解,及水解平衡的移动和沉淀生成的知识。
答案:(1)C CO+H+HCO,HCO+H+H2O+CO2↑
(2)①生成白色沉淀,②溶液红色逐渐变浅,最后消失 纯碱溶液中,因存在CO+H2OHCO+OH-,使溶液中c(OH-)>c(H+)溶液变红,滴入过量BaCl2溶液时,Ba2++CO===BaCO3↓转化成难溶物质,使平衡左移,c(CO)减小,碱性减弱,红色变浅,最后消失
18.(15分)某课外活动小组为了测定一瓶变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数,教师提供样品的质量为m g。甲、乙二位同学分别设计了如下的实验方案:
(1)甲同学的方案是:将样品溶解,加过量氯化钡溶液,过滤洗涤,取沉淀烘干,称量得固体n g。则混合物中碳酸钠的质量分数为_____________;若Ca2+、Ba2+都可使CO沉淀完全,但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度,原因是____________________________________________________。
(2)乙同学的方案如图所示:
根据该实验方案,乙同学在实验中必须准确测定的数据是____________;当混合物样品充分反应完全时,缓慢通入空气的目的是______________________,其中,装置A的作用是_________________________。装置E的作用是________________________________________________________________。
答案:(1)×100% 碳酸钡的相对分子质量比碳酸钙大,在CO的量一定的条件下,加入BaCl2生成的沉淀质量多,测定的相对误差较小
(2)装置D反应前后的质量 将反应中生成的CO2排出,完全被碱石灰吸收 吸收通入空气中的CO2 防止外界空气中CO2和水蒸气进入D,影响测定结果
19.(13分)用实验确定某酸HA是弱电解质,两同学的方案是
甲:①称取一定量的HA配制成0.1 mol·L-1的溶液100 mL;
②用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸溶液,
分别配制pH=1的两种酸溶液各100 mL;
②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两支试管,同时加入纯度和大小相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。
(1)甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH________1。(选填“>”、“<”或“=”)乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是_____________。(不能多选)
a.装盐酸溶液的试管中放出H2的速率快
b.装HA溶液的试管中放出H2的速率快
c.两支试管中产生气体的速率一样快
(2)请你评价:乙方案中难以实现之处和不妥之处:__________________,_________________________________________。
(3)请你再提出一个合理而比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本题考查强弱电解质的区别:当强酸和弱酸均为一元酸时,相同浓度的强酸和弱酸的pH不同;相同pH的强酸和弱酸的物质的量浓度不同;相同pH的强酸和弱酸等体积稀释后溶液的pH不同;相同条件的强酸和弱酸的盐溶液pH不同。
(1)甲方案:因为HA是弱电解质,0.1 mol·L-1HA的溶液pH不等于1,且溶液pH大于1。
乙方案:相同pH的强酸和弱酸等同稀释后,弱酸溶液的pH小于强酸溶液的pH,反应制氢的能力强。
(2)配制pH=1的HA溶液难以实现,不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。
(3)配制NaA溶液,测其pH>7即证明HA是弱电解质。
答案:(1)> b
(2)配制pH=1的HA溶液难以实现 加入的锌粒难以做到表面积相同
(3)配制NaA溶液,测其pH>7即证明HA是弱电解质
20.(8分)难溶化合物的饱和溶液存在溶解平衡,例如:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO(aq),在一定温度下,其离子浓度乘积为常数,这一常数叫溶度积常数,用Ksp表示,已知:Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=1.9×10-12,现用0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴定0.01 mol·L-1KCl和0.001 mol·L-1K2CrO4混合溶液,通过计算回答:
(1)Cl-、CrO谁先沉淀?
(2)当刚出现Ag2CrO4沉淀时,溶液中Cl-浓度是多少?(设混合溶液在反应中体积不变)
解析:本题考查运用离子反应的原理进行综合计算。
(1)设混合溶液为1 L,沉淀Cl-需AgNO3溶液体积为x L,沉淀CrO需AgNO3溶液为y L。
则(0.01 mol·L-1×x)·(0.01 mol·L-1×1)=1.8×10-10
x=1.8×10-6 L
(0.01 mol·L-1×y)2·(0.001 mol·L-1×1)=1.9×10-12
y=4.36×10-3 L
因为x<y,所以Cl-先沉淀。
(2)因c2(Ag+)·c(CrO)=1.9×10-12,
c2(Ag+)×0.001 mol·L-1=1.9×10-12,
c(Ag+)=4.36×10-5 mol·L-1 ,
c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,
4.36×10-5·c(Cl-)=1.8×10-10,
c(Cl-)=4.13×10-6 mol·L-1。
当刚出现Ag2CrO4沉淀时;溶液中Cl-浓度是4.13×10-6 mol·L-1。
答案:见解析。
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1.在相同条件下,将1 mol C(s)分别按如下途径燃烧:
①1 mol C(s)→1 mol CO2(g);②1 mol C(s)→1 mol CO(g),1 mol CO(g)→1 mol CO2(g),放出的热量关系为( )
A.①>② B.①=②
C.①<② D.无法比较
解析:选B。途径①和②虽过程不同,但始态、终态相同,故两途径的焓变相同。
2.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.-369.2 kJ/mol D.+92.3 kJ/mol
解析:选D。互逆的两个化学反应吸收或放出的热量的数值相等,但吸热或放热符号正好相反,热化学方程式的系数表示各物质的物质的量,可以是分数,也可以同时乘以某一个数,且ΔH也相应地乘以该数。
3.已知S(s)===S(g) ΔH1,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则S(s)燃烧的热化学方程式为( )
A.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1
B.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2
D.1 mol S(s)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量大于1 mol S(g)燃烧生成1 mol SO2(g)放出的热量
解析:选C。将S(s)===S(g) ΔH1与S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2等号两侧直接相加得:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2;又因为ΔH1>0,ΔH2<0,所以|ΔH|<|ΔH2|,故D项错误。
4.已知热化学方程式:
(1)H+(aq)+OH-(aq)===H2O (l) ; ΔH1=-57.3 kJ/mol,
(2)1/2H2SO4(浓)+NaOH(aq)===1/2 Na2SO4(aq)+H2O (l);ΔH2=m,
下列说法正确的是( )
A.上述热化学方程式中的计量数表示分子数
B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH2=-57.3 kJ/mol
D.|ΔH1|>|ΔH2|
解析:选B。(2)中由于浓硫酸溶于水放热,所以(2)放出的热量比(1)多,因此ΔH1>ΔH2、|ΔH1|<|ΔH2|;计量数表示物质的量。
5.为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是( )
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容
④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度的变化 ⑦操作所需时间
A.①②③⑥ B.①③④⑤
C.③④⑤⑥ D.全部
解析:选C。中和热ΔH=,其中n为生成水的物质的量,m酸为酸溶液的质量,m碱为碱溶液的质量,c为溶液体系的比热容,C对。
6.将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析:选B。从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以22 ℃一定不是室温,A错;曲线随V1增多而升高,随反应的进行,溶液温度升高,说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30 mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.5 mol·L-1,C错;该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的,D错。
7.已知热化学方程式:
2H2O(l)=== 2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol
当1 g液态水变为气态水时,对其热量变化的下列描述:①放出热量;②吸收热量;③2.44 kJ;④4.88 kJ;⑤88 kJ 。其中正确的是( )
A.②和⑤ B.①和③
C.②和④ D.②和③
解析:选D。直接将两个热化学方程式相加得:
2H2O(l)===2H2O(g) ΔH=88 kJ/mol;即1 g液态水变为气态水时,吸收热量为88/36 kJ=2.44 kJ。
8.如下图所示,ΔH1=-393.5 kJ/mol,ΔH2=-395.4 kJ/mol,下列说法或表示式正确的是( )
A.C(s、石墨)===C(s、金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
解析:选A。石墨和金刚石是两种物质,其转化过程为化学变化,B项错误;由图中看出石墨的能量比金刚石低,由石墨转变成金刚石要吸收热量,故C、D项错误,A项正确。
9.已知下列热化学方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH1=-26.7 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH2=-50.75 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH3=-36.5 kJ·mol-1
则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为( )
A.7.28 kJ·mol-1 B.-7.28 kJ·mol-1
C.43.68 kJ·mol-1 D.-43.68 kJ·mol-1
解析:选A。根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去,因此将①×3-②-③×2得到:
6FeO(s)+6CO(g)===6Fe(s)+6CO2(g) ΔH=43.65 kJ·mol-1
化简:FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=7.28 kJ·mol-1
10.下列说法正确的是( )
A.任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同
B.同温同压下,H2 (g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C.已知:①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2 (g)===2H2O(1) ΔH=-b kJ·mol-1,则a>b
D.已知:①C(s,石墨)+O2 (g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1,
②C(s,金刚石)+O2(g)===CO2 (g)
ΔH=-395.0 kJ·mol-1,
则C(s,石墨)===C(s,金刚石)
ΔH=+1.5 kJ·mol-1
解析:选D。A项中只有稀强酸与稀强碱反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化相同;B项中ΔH相同,与反应条件无关;C项中气态水能量比液态水能量高,所以b>a;根据盖斯定律知D项正确。
11.根据热化学方程式S(s)+O2(g)===SO2(g);ΔH=-297.23 kJ·mol-1,分析下列说法正确的是(双选)( )
A.S(g)+O2(g)===SO2(g);|ΔH|>297.23 kJ·mol-1
B.S(g)+O2(g)===SO2(g);|ΔH|<297.23 kJ·mol-1
C.1 mol SO2(g)所具有的能量大于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D.1 mol SO2(g)所具有的能量小于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
解析:选 AD。S(s)具有的能量比S(g) 具有的能量低,所以A正确,题干中热化学方程式表示的反应为放热反应,所以D正确。
12.(2011·高考北京卷)25 ℃、101 kPa 下:①2Na(s)+1/2O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1
②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25 ℃、101 kPa 下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ/mol
解析:选D。Na2O是由Na+和O2-构成的,二者的个数比是2∶1。Na2O2是由Na+和O构成的,二者的个数比也是2∶1,选项A不正确;由化合价变化可知生成1 mol Na2O转移2 mol电子,而生成1 mol Na2O2也转移2 mol电子,因此选项B不正确;常温下Na与O2反应生成Na2O,在加热时生成Na2O2,所以当温度升高到一定程度时就不再生成Na2O,所以选项C也不正确;由盖斯定律知①×2-②即得到反应Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ/mol,因此选项D正确。
13.(1)已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称是________________________________________________________________________,
作用是________________________________________________________________________;
仪器B的名称是________,作用是________________________________________________________________________;
碎泡沫塑料的作用是________________________________________________________________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH,其结果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
解析:(1)根据中和热的含义:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,所以0.1 mol Ba(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2 mol H2O(l),故放出热量为11.46 kJ。
(2)由实验装置知,A为环形玻璃搅拌棒,作用是搅拌,使溶液充分混合;B为温度计,作用是测量温度;碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)在测定中和热的实验中,减少热量损失是实验的关键,而在实验中会不可避免有少量热量损失,导致结果常常大于-57.3 kJ·mol-1。
(4)用氨水代替NaOH溶液,会使测得的中和热数值偏小,因为氨水(NH3·H2O)是弱电解质,电离时需吸收热量。
答案:(1)11.46
(2)环形玻璃搅拌棒 搅拌,使溶液充分混合 温度计 测量温度 减少实验过程中的热量损失
(3)实验中不可避免有少量热量损失
(4)偏小
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1.下列说法不正确的是( )
A.任何化学反应都伴随着能量变化
B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应
解析:选B。任何化学反应都伴随着能量变化,但能量变化不一定表现为热量变化,还可能以光能等其他形式的能量放出;E(反应物)>E(生成物),反应放热,E(反应物)
A.化合反应 B.分解反应
C.分子拆成原子 D.原子组成分子
解析:选D。形成化学键释放能量,原子结合成分子放出能量;化合、分解反应有可能是放热反应,也有可能是吸热反应。
3.下列反应中生成物总能量大于反应物总能量的是( )
A.氢气在氧气中燃烧 B.铁丝在氧气中燃烧
C.硫在氧气中燃烧 D.焦炭在高温下与水蒸气反应
解析:选D。当生成物的总能量大于反应物总能量时,反应是吸热的。A、B、C三项均为燃烧反应,均是放热的。
4.下列反应属于吸热反应的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钾溶液反应
B.氢气还原氧化铜的反应
C.锌与稀硫酸的反应
D.生石灰变成熟石灰的反应
解析:选B。A、C、D三项中的反应都是我们比较熟悉的放热反应,而B项氢气还原氧化铜的反应需要持续加热,是吸热反应。
5.下列变化,属于吸热过程的是(双选)( )
A.浓H2SO4溶于水 B.甲烷燃烧
C.KClO3受热分解 D.NH4Cl溶于水
解析:选CD。变化既包括物理变化过程,又包括化学变化过程。
6.航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应,其方程式可表示为:2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑ ΔH<0。下列对此反应的叙述中错误的是( )
A.上述反应属于分解反应
B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C.反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能
D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
解析:选D。在2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑ ΔH<0中,高氯酸铵既是氧化剂又是还原剂。
7.已知反应X+Y===M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定高于M
B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析:选C。放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量的反应。
8.由右图分析,有关叙述正确的是( )
A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B.A―→B+C是放热反应
C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和
D.A―→B+C是吸热反应,则B+C―→A必然是放热反应
解析:选D。本题考查化学反应中的能量变化,由图可知,B+C的能量高于A的能量,则反应B+C―→A一定是放热反应;反之,A―→B+C则是吸热反应。根据能量守恒定律,两反应的反应热在数值上相等,符号相反。
9.在相同温度和压强下,将等质量的硫分别在足量的纯氧气中、空气中燃烧,设前者放出的热量为Q1,后者放出的热量为Q2,则Q1和Q2相对大小判断正确的是( )
A.Q1=Q2 B.Q1>Q2
C.Q1<Q2 D.无法判断
解析:选C。由硫在空气中燃烧比在纯氧气中的火焰明亮度差,剧烈程度缓和可知,硫在纯氧气中燃烧速率更快,发光更强。相等质量的硫燃烧放出的能量(在相同条件下)是一定的,而发光、发热均是能量的体现形式,根据总能量一定,发光越多,则转化为热能的部分就越少,所以等质量的硫在空气中燃烧放出的热量要比在纯氧气中燃烧放出的热量多。
10.研究物质变化时,人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是( )
A.金属钠与氯气反应生成氯化钠后,其结构的稳定性增强,体系的能量降低
B.物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来
C.氮气分子内部存在着很强的化学键,故通常情况下氮气的化学性质很活泼
D.需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应
解析:选C。氮气分子内部存在着很强的化学键,所以通常情况下氮气的的化学性质稳定。
11.某学习小组设计以下实验,探究化学反应中的热效应,把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。试回答下列问题:
(1) 实验中观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(4)由实验推知,MgCl2和H2的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
(5)如果将本题中“25 ℃的饱和石灰水”换成“20 ℃碳酸饮料”进行实验探究,实验中观察到的另一现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:镁与盐酸反应是放热反应,镁与盐酸反应产生的热量使石灰水的温度升高,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,气体的溶解度也随温度的升高而减小。
答案:(1)试管中镁片逐渐溶解,并有气体产生,烧杯中石灰水变浑浊
(2)镁与稀盐酸反应是放热反应,该反应放出的热量使石灰水温度升高,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小,故变浑浊
(3)Mg+2H+===Mg2++H2↑
(4)小于
(5)烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小
12.已知在相同状况下,同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是( )
A.电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气,该反应是一个放出热量的反应
B.水分解产生氢气和氧气时放出热量
C.相同状况下,反应2SO2+O2===2SO3是一个放热反应,则反应2SO3===2SO2+O2是一个吸热反应
D.氯化氢分解成氢气和氯气时放出热量
解析:选C。由题意可以推测,如果一个反应过程放出热量,那么使该反应向反方向进行则需要吸收热量,所以C正确;另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出热量的反应,与它们相反的反应:水、Al2O3和氯化氢的分解都应该是吸收热量的反应,A、B、D错误。
13.右图是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景,产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是________,当反应结束时,A、B两试管中消耗的盐酸的质量之比为__________。
实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应,而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管中的此反应过程中,反应体系的能量变化的总趋势分别对应于A-____,B-____。(填写a或b)
解析:等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末中,NaHCO3含碳量高,所以产生CO2气体的体积较多;消耗盐酸的质量比为:∶=84∶53;A中为NaHCO3与盐酸反应,为吸热反应,选b;B 中为Na2CO3与盐酸反应,为放热反应,选a。
答案:NaHCO3 84∶53 b a
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1.用0.10 mol·L-1的盐酸滴定0.10 mol·L-1 的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是( )
A.c(NH)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+)
B.c(NH)=c(Cl-),c(OH-)=c(H+)
C.c(Cl-)>c(NH),c(OH-)>c(H+)
D.c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-)
解析:选C。溶液中不可能出现阴离子均大于阳离子的情况,不遵循电荷守恒,故C项错;A项为氨水过量较多的情况;B项为氨水适当过量;D项为氨水不足或恰好中和。
2.在25 ℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后,下列关系式中正确的是( )
A.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
解析:选D。pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=c(OH-)=10-3 mol·L-1,而pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,c(CH3COOH)远远大于10-3 mol·L-1。两者等体积混合后,形成CH3COOH与CH3COONa混合液,且c(CH3COOH)远大于c(CH3COONa),溶液呈酸性,由电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),离子浓度大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
3.已知0.1 mol·L-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0,则下列说法中正确的是( )
A.在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同
B.在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等
C.在NaHA溶液中一定有c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
D.在Na2A溶液中一定有c(Na+)>c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
解析:选C。二元酸H2A在浓度为0.1 mol/L时,pH=4.0,说明H2A为弱酸,Na2A水解有HA-生成,溶液中的离子有Na+、A2-、HA-、OH-、H+。而NaHA既能水解又能电离,溶液中的离子与前者相同,A项错。若Na2A与NaHA不水解且HA-不再电离,阴离子数目才相等,但由于水解反应A2-+H2OHA-+OH-,使阴离子增多,HA-+H2OH2A+OH-,阴离子不变,HA-H++A2-,阴离子不变,但A2-水解程度要大于HA-的电离程度,故前者阴离子数目多于后者,B选项也不正确。C选项符合电荷守恒关系,正确。D项Na2A溶液因A2-水解而显碱性,明显错误。
4. 25 ℃时,将稀氨水逐滴加入到稀硫酸中,当溶液的pH=7时,下列关系正确的是( )
A.c(NH)=c(SO)
B.c(NH)>c(SO)
C.c(NH)<c(SO)
D.c(OH-)+c(SO)=c(H+)+c(NH)
解析:选B。氨水与稀硫酸发生反应:2NH3·H2O+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O,由电荷守恒得:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO)。因为pH=7,所以c(H+)=c(OH-),所以c(NH)=2c(SO),即c(NH)>c(SO)。
5.盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是( )
A.在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH,溶液中的阴离子只有CO和OH-
B.NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
C.10 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后,溶液中离子的浓度由大到小的顺序是:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液所消耗的NaOH物质的量相同
解析:选C。A中,生成Na2CO3溶液,CO会发生水解,生成HCO,所以A错;B中,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),物料守恒:c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),两式相减得:c(H+)+c(H2CO3)=c(CO)+c(OH-),所以B错误;C中,生成CH3COONa,CH3COO-水解呈碱性,故C正确;相同pH、相同体积的HCl和CH3COOH,因为CH3COOH为弱酸,所以CH3COOH的物质的量浓度大,CH3COOH 所消耗的NaOH的物质的量多,D错。
6.根据下表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是( )
化学式 电离常数
HClO K=3×10-8
H2CO3 K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
A.c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-)
B.c(ClO-)>c(HCO)>c(H+)
C.c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)
D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)
解析:选A。由电离常数可知H2CO3的一级电离要大于HClO的电离,故ClO-的水解程度大于HCO的水解程度,故c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-),A正确,B错误。C中根据C、Cl守恒可知缺少CO,应为:c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)。D中的电荷守恒中缺少CO,应为:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)+2c(CO)。
7.已知NaHSO3溶液和Na2CO3溶液混合后加热煮沸能产生CO2气体。现有浓度均为0.1 mol/L的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,两溶液中各微粒浓度关系一定正确的是(R表示S或C)( )
A.c(Na+)+c(H+)=c(HRO)+c(RO)+c(OH-)
B.c(H+)+c(H2RO3)=c(RO)+(OH-)
C.c(Na+)>c(HRO)>c(H+)>c(OH-)>c(RO)
D.c(HRO)>c(H2RO3)>c(OH-)>c(RO)>c(H+)
解析:选B。选项A表示的是电荷守恒关系,正确表达式应为:c(Na+)+c(H+)=c(HRO)+2c(RO)+c(OH-);B项是一个质子守恒式,正确;若溶液是NaHCO3,HCO水解显碱性,则c(OH-)>c(H+),故C不正确;对于D项,若溶液是NaHSO3,由题干信息知NaHSO3溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),故D不正确。
8.向体积为Va的0.05 mol·L-1CH3COOH溶液中加入体积为Vb的0.05 mol·L-1KOH溶液,下列关系错误的是( )
A.Va>Vb时:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)>c(K+)
B.Va=Vb时:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
C.Va
D.Va与Vb任意比时:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
解析:选C。若Va=Vb,则溶质只有CH3COOK,据质子守恒知,B正确;若Va>Vb,则CH3COOH剩余,溶质为CH3COOH、CH3COOK,A正确;若Va
9.下列各溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液:c(NH)=c(Cl-)
C.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到酸性的混合溶液:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到pH=5的混合溶液:c(Na+)=c(NO)+c(Cl-)
解析:选A。在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,存在如下平衡:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-,H2OH++OH-,根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO);根据物料守恒有:c(Na+)=2c(HCO)+2c(CO)+2c(H2CO3),综合上述两式可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)。在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中,NH发生水解,故c(NH)
10.将物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),则混合后溶液呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性,醋酸与氢氧化钠溶液的体积大小关系是V(CH3COOH)________V(NaOH)(填“>”、“=”或“<”)。
解析:根据溶液中电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),又因为c(CH3COO-)=c(Na+),所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。若醋酸和氢氧化钠等体积混合,恰好完全反应生成CH3COONa溶液,CH3COO-水解使溶液显碱性,若要使溶液呈中性,必须使醋酸过量,故V(CH3COOH)>V(NaOH)。
答案:中 >
11.已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
填写下列空白:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是________,上述四种离子浓度的大小顺序为________(填序号)。
(2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为________________;若上述关系中④是正确的,则溶液中的溶质为________________________。
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)______c(OH-)。
解析:(1)若溶液只有一种溶质,该溶质为NH4Cl,因NH水解溶液呈酸性,离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
(2)因为c(OH-)>c(H+)、c(NH)>c(Cl-),所以溶液中除含有NH4Cl外,还必须含有NH3·H2O。若c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-),则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。
(3)NH4Cl水解溶液呈酸性,若等体积稀盐酸与氨水混合后呈中性,说明氨水过量,故c(HCl)
(2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl
(3)小于 大于
12.25 ℃时,将0.01 mol CH3COONa和0.002 mol HCl溶于水,形成1 L混合溶液。回答下列问题:
(1)该溶液中存在着三个平衡体系,用电离方程式或离子方程式表示:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)溶液中共有________种不同的粒子(指分子和离子)。
(3)在这些粒子中,浓度为0.01 mol·L-1的是______,浓度为0.002 mol·L-1的是________。
(4)________和________两种粒子物质的量之和等于0.01 mol。
解析:0.01 mol CH3COONa与0.002 mol HCl溶于水形成1 L溶液,CH3COO-+H+===CH3COOH,生成0.002 mol CH3COOH,剩余0.008 mol CH3COONa,生成0.002 mol NaCl,溶液中存在的水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,存在的电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-,H2OH++OH-。此时溶液中存在的离子有Cl-、Na+、CH3COO-、H+、OH-,分子有H2O、CH3COOH,能够水解的离子及电离(微弱)产生的离子浓度随外界条件的变化发生变化,故浓度为定值的是强酸、强碱对应的阴阳离子,c(Na+)=0.01 mol·L-1,c(Cl-)=0.002 mol·L-1,由物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.01 mol·L-1,故CH3COO-与CH3COOH的物质的量之和为0.01 mol。
答案:(1)①CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
②CH3COOHCH3COO-+H+ ③H2OH++OH-
(2)7 (3)Na+ Cl- (4)CH3COOH CH3COO-
13.已知某无色透明溶液中仅含有包括Na+和CH3COO-在内的四种离子,请完成下列问题:
(1)该溶液中的溶质可能有三种情况。分别为①________,②_________,③_________。(填化学式)
(2)当该溶液中溶质为两种,且溶液呈碱性时,四种离子的物质的量浓度由大到小的排列顺序可能为(可能有多种情况,只写出两种即可):
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
解析:①透明溶液中有Na+和CH3COO-、H+、OH-,可能存在的情况是CH3COONa,其离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
②CH3COONa和NaOH
可能存在的情况为NaOH远远过量:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+);
CH3COONa过量:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
③CH3COONa、CH3COOH
CH3COONa远远过量:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);
CH3COOH过量:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
答案:(1)①CH3COONa
②CH3COONa、NaOH
③CH3COONa、CH3COOH
(2)①c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
②c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(答案合理即可)
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1.下列说法正确的是(双选)( )
A.反应热是指反应过程中放出的热量
B.热化学方程式的系数只能是整数
C.在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须标明聚集状态
D.所有的化学反应都伴随着能量变化
解析:选CD。吸收或放出的热量都是反应热,A错。热化学方程式的系数也可以是分数,B错。C、D说法正确。
2.下列说法正确的是( )
A.反应热就是反应中放出的能量
B.热化学方程式中各物质的化学计量数既表示物质的量,也表示分子的个数
C.由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多
解析:选D。反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热,因此A错;热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量,不表示分子的个数,B项错;由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知,金刚石能量高,不稳定,C项错;因为硫固体变为硫蒸气要吸热,所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出的热量多是正确的。
3.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
解析:选C。依据反应热的概念,表示按照热化学方程式计量数的物质的量反应时吸收或放出的热量,单位是kJ·mol-1,该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气,吸收131.3 kJ的热量,特别要指明水的状态。
4.下列各组变化中,化学反应的ΔH前者小于后者的一组是( )
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1;
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2;
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1;
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2;
③t ℃时,在一定条件下,将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2;
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH1;
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2。
A.①②③ B.②④
C.②③④ D.③④
解析:选A。比较ΔH时既要比较数值大小,还要比较符号。
5.丙烷(C3H8)完全燃烧后只有CO2和H2O,不会造成环境污染,已知有以下四个热化学反应方程式:
①C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g)
ΔH=-a kJ·mol-1
②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-b kJ·mol-1
③2C3H8(g)+9O2(g)===4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l)
ΔH=-c kJ·mol-1
④C3H8(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-d kJ·mol-1
其中a、b、c、d最大的是( )
A.a B.b
C.c D.d
解析:选C。①与②相比生成液态水比生成气态水放出的热量多,所以b>a,④中各物质的量均为①中的一半,所以d=a,③与②相比,2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO,相当于此反应中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃烧, mol C3H8不完全燃烧,故放出的热量c大于b,所以c最大。
6.已知热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1,则关于热化学方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=?的说法中正确的是( )
A.热化学方程式中化学计量数表示分子数
B.该反应ΔH2大于零
C.该反应的ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
D.该反应可表示36 g水分解时的热效应
解析:选B。ΔH2与ΔH1符号相反,数值相等,故ΔH2=+571.6 kJ·mol-1;D选项没有指明36 g水的状态,故D项错误。
7.已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 ①
C(金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.4 kJ·mol-1 ②
据此判断,下列说法正确的是( )
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高
解析:选A。反应中放出的热量=反应物的总能量-生成物的总能量,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定。故正确答案为A。
8.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol-1,N—H键键能为391 kJ·mol-1,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。则N≡N键的键能是( )
A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1
C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
解析:选B。ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,ΔH=3×E(H—H)+E(N≡N)-6E(N—H)=3×436 kJ·mol-1+E(N≡N)-6×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1,所以E(N≡N)=-92.4 kJ·mol-1+6×391 kJ·mol-1-3×436 kJ·mol-1=945.6 kJ·mol-1。
9.已知下列热化学方程式:
(1)H2(g)+1/2O2 (g)===H2O (g) ΔH1=a kJ/mol
(2)2H2(g)+O2 (g)===2H2O (g) ΔH2=b kJ/mol
(3)H2 (g)+1/2 O2 (g)===H2O (l) ΔH3=c kJ/mol
(4)2H2 (g)+O2 (g)===2H2O (l) ΔH4=d kJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是( )
A.a
C.2a=b<0 D.2c=d>0
解析:选C。在比较ΔH 时不仅要看物质的量与聚集状态,还要看正负。该题中反应都是放热反应,故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4,即a、b、c、d均小于0,(2)中反应物是(1)中反应物的2倍,故放出的热量也是(1)中放出热量的2倍,故2a=b<0,同理,2c=d<0;(1)中生成气态水,而(3)中生成液态水,(1)比(3)放出的热量少,故c10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.1∶3
C.1∶4 D.2∶3
解析:选B。设112 L(即5 mol)混合气体中H2的物质的量为x,则285.8x+890(5-x)=3695,解得:x=1.25 mol。则n(H2)∶n(CH4)=1.25 mol∶3.75 mol=1∶3。
11.已知由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气,放出241.8 kJ热量。
(1)写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)若1 g水蒸气转化成液态水放热2.494 kJ,则反应H2(g)+O2(g)===H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。
解析: (1)书写热化学方程式时应注意:化学计量数改变时,ΔH也同等倍数地改变,故生成水蒸气时的热化学方程式可写为:
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1或2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1等多种形式。
(2)18 g水蒸气变成18 g液态水时放热为2.494 kJ×18≈44.89 kJ,所以1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)时,ΔH=-241.8 kJ·mol-1+(-44.89 kJ·mol-1)=-286.7 kJ·mol-1。
答案:(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1[或2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1] (2)-286.7
12.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系
据此判断下列说法中正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
解析:选A。A项,石墨的能量比金刚石的能量低,故石墨转化为金刚石是吸热反应,正确;B项,白磷比红磷的能量高,故白磷比红磷活泼,不稳定;C项,S(g)的能量高于S(s)的能量,而且燃烧放热,S(g)比S(s)放出的热量多,故ΔH1<ΔH2;D项,CO(g)+H2O(g)的能量高于CO2(g)+H2(g)的能量,故反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH<0,B、C、D项均不正确。
13.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)~(6)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A.H2 B.Cl2
C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是( )
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是______反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是
________________。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?________;你的根据是________________________________________________________________________。
(6)写出H2和Cl2反应的热化学方程式:________________________________________________________________________
___________________。
解析:破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量与相同条件下由该物质的两原子形成1 mol该物质放出的能量相等,放出的能量越多,物质本身具有的能量越低,分子越稳定。
(1)生成1 mol H2时放出的能量最多,为436 kJ。
(2)生成1 mol HCl时放出的能量最多,为432 kJ。
(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为:185 kJ、103 kJ和9 kJ。
答案:(1)A (2)A (3)放热 (4)Cl2
(5)能 生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定
(6)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1
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1.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起( )
A.溶液的pH增大 B.CH3COOH电离度变大
C.溶液的导电能力减弱 D.溶液中c(OH-)减少
解析:选A。CH3COOH溶液中存在CH3COOH CH3COO-+H+。当加水稀释时,溶液中CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度都减小,溶液的导电能力减弱。所以CH3COOH溶液的pH增大。因为溶液变稀,所以CH3COOH电离度变大。当加入CH3COONa晶体时,发生CH3COONa===CH3COO-+Na+,使得溶液中c(CH3COO-)变大,平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移;CH3COOH电离度变小,c(H+)减小,但溶液导电能力增大。
2.0.10 mol·L-1 HA溶液中有1%的HA电离,则HA的电离平衡常数Ka为( )
A.1.0×10-5 B.1.0×10-7
C.1.0×10-8 D.1.0×10-9
解析:选A。电离出的HA的物质的量浓度为:c(HA)=0.10 mol·L-1×1%=1.0×10-3 mol·L-1,根据:HAH++A-,则平衡时:c(H+)=c(A-)=1.0×10-3 mol·L-1,c(HA)平=0.10 mol·L-1-1.0×10-3 mol·L-1≈1.0×10-1 mol·L-1,将有关数据代入平衡常数表达式得:Ka==1.0×10-5。
3.已知H2CO3的电离常数:K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,HClO的电离常数:2.95×10-8。反应:Cl2+H2OHCl+HClO达到平衡后,要使HClO浓度增大可加入( )
A.NaOH B.HCl
C.CaCO3(固体) D.H2O
解析:选C。要使HClO浓度增大,必须使平衡右移,且加入的物质与HClO不反应,所以加入NaOH时,平衡虽然右移,但HClO也参与反应,导致HClO减小;加入HCl时,平衡左移,c(HClO)减小;加水稀释时,c(HClO)也减小;加入CaCO3固体时,只与盐酸反应,使平衡右移,c(HClO)增大,所以选C。
4.欲使醋酸溶液中的CH3COO-浓度增大,且不放出气体,可向醋酸中加入少量固体(双选)( )
A.NaOH B.NaHCO3
C.CH3COOK D.Mg
解析:选AC。A项由于加入NaOH会减少H+的物质的量,使平衡向右移动;C项由于加入CH3COOK会增加CH3COO-物质的量,故A、C均可以。B项中加入NaHCO3会降低H+的物质的量浓度,使平衡右移,CH3COO-物质的量增加,但产生了CO2;D项中加入Mg会降低H+的物质的量浓度,使平衡右移,但产生了H2,故B和D错误。
5.从植物花中可提取一种简写为HIn的有机物,在水溶液中因存在以下电离平衡,故可用作酸碱指示剂。HIn(aq,红色) H++In-(aq,黄色),在浓度为0.02 mol·L-1的下列各溶液(1)HCl、(2)Na2O2、(3)NaCl(aq)、(4)NaHSO4(aq)、(5)NaHCO3(aq)、(6)氨水中加入该指示剂,其中能使指示剂显黄色的是( )
A.(1)(4)(5) B.(2)(6)
C.(1)(4) D.(5)(6)
解析:选D。平衡右移,方能使指示剂显黄色,即应加入碱性物质,但Na2O2有强氧化性,使有机色素褪色。
6.H+浓度均为0.01 mol/L的盐酸和醋酸各100 mL分别稀释2倍后,再分别加入0.03 g锌粉,在相同条件下充分反应,有关叙述正确的是(双选)( )
A.醋酸与锌反应放出氢气多
B.盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C.醋酸与锌反应速率大
D.盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大
解析:选BC。相同温度下反应速率取决于c(H+)与锌的固体接触面积,由于锌粉面积可以看作相同,这时仅考虑c(H+),浓度越大反应速率越快。由于盐酸和醋酸的c(H+)相对于锌来说是过量的,故按照锌的质量来计算氢气的体积。
7.向0.1 mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入氨水至过量时,溶液的导电能力将发生相应的变化,其电流强度(I)随加入氨水的体积(V)变化的曲线关系是下图中的( )
解析:选B。0.1 mol·L-1醋酸溶液导电能力不为零,由于反应将弱电解质转化成强电解质,导电能力增强。反应结束后氨水稀释,溶液导电能力降低。
8.已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使c(H+)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是(双选)( )
A.加少量烧碱溶液 B.升高温度
C.加少量冰醋酸 D.加水
解析:选BD。A项加少量烧碱溶液,将减小溶液中氢离子浓度,虽然平衡右移,但醋酸浓度降低的程度小于溶液中氢离子浓度降低的程度;C项加少量冰醋酸平衡右移,但比值减小;升高温度,平衡右移,氢离子浓度增大,醋酸浓度减小,B正确;加水,氢离子浓度和醋酸浓度都降低,若平衡不移动,则比值不变,但事实上平衡右移,故D正确。
9.下列解释实验事实的方程式不准确的是( )
A.0.1 mol/L CH3COOH溶液的pH>1:
CH3COOHCH3COO-+H+
B.“NO2球”浸泡在冷水中,颜色变浅:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0
C.少量铁溶于稀硝酸,溶液变黄:
3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
D.向H2CO3溶液中滴入石蕊试液,溶液变红:
H2CO3H++HCO
解析:选C。硝酸具有氧化性,能将铁氧化为铁离子,铁离子显黄色,因此反应后溶液呈现黄色。
10.甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1 mol·L-1和0.1 mol·L-1,则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比________(填“大于”、“等于”或“小于”)10。请说明理由________________。
解析:增大c(NH3·H2O),反应NH3·H2ONH+OH-平衡右移,根据勒夏特列原理,平衡移动的结果只是减弱这种改变但并不能消除,即1 mol·L-1的NH3·H2O的电离度不是0.1 mol·L-1的10倍,而是比10倍要小。
答案:小于 NH3·H2O是弱碱,溶液越稀,NH3·H2O的电离程度越大
11.将6 g CH3COOH溶于水制成1 L溶液,此溶液的物质的量浓度为____________,经测定溶液中含CH3COO-为1.4×10-3 mol/L,此温度下醋酸的电离常数:Ka=________,温度升高Ka将________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
解析:c(CH3COOH)==0.1 mol/L
因为 CH3COOH CH3COO- + H+
起始(mol/L) 0.1 0 1
平衡(mol/L) 0.1-1.4×10-3 1.4×10-3 1.4×10-3
所以Ka=
==1.99×10-5。
答案:0.1 mol·L-1 1.99×10-5 变大
12.在a、b两支试管中,分别装上形态相同、质量相等的一颗锌粒,然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白:
(1)a、b两支试管中的现象:相同点是________________________________________________________________________;
不同点是______________;原因是________________________________________________________________________。
(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是Va______Vb;反应完毕后生成气体的总体积是Va______Vb;原因是________________________________________________________________________。
解析:锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离的H+发生置换反应产生H2,c(H+)越大,产生H2的速率越快。盐酸是强电解质,醋酸是弱电解质,在起始时物质的量浓度相同时,盐酸中c(H+)远大于醋酸中c(H+);反应完毕后,两者产生H2的体积(标准状况)却是相等的。因醋酸中存在电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,Zn与H+发生反应,使c(H+)减小,醋酸的电离平衡向电离方向移动,继续发生H+与Zn反应,足量的Zn可使醋酸中的H+全部电离并与Zn反应生成H2,而n(HCl)=n(CH3COOH),因而产生H2的量相等。
答案:(1)都产生无色气泡 a中反应速率较快 盐酸是强酸、醋酸是弱酸,盐酸溶液中c(H+)大
(2)大于 等于 开始反应时,盐酸溶液中H+浓度较大,但H+的总的物质的量相等
13.H2S溶于水的电离方程式为________________________________________________________________________。
(1)向H2S溶液中加入CuSO4溶液时,电离平衡向________移动,c(H+)________,c(S2-)________;
(2)向H2S溶液中加入NaOH固体时,电离平衡向_____移动,c(H+)______,c(S2-)______;
(3)若将H2S溶液加热至沸腾,c(H2S)________;
(4)若要增大H2S溶液中c(S2-),最好加入____________________________________。
解析:H2S是二元弱酸,在水溶液中是分两步电离的,其电离方程式应为H2SH++HS-,
HS-H++S2-。
对(1),当加入CuSO4时,因发生反应Cu2++S2-===CuS↓,使平衡右移,导致c(H+)增大,但c(S2-)减小;对(2),当加入NaOH时,因发生反应H++OH-===H2O,使平衡右移,导致c(H+)减小,但c(S2-)增大;对(3),当加热H2S溶液至沸腾时,因H2S挥发,使c(H2S)减小;对(4),增大c(S2-)最好是加入只与H+反应的物质,可见加入强碱如NaOH固体最适宜。
答案:H2SH++HS-,HS-H++S2-
(1)右 增大 减小
(2)右 减小 增大
(3)减小
(4)NaOH固体
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1.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中,下列描述正确的是( )
①铝合金理论上不会被消耗 ②铝合金是负极 ③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A.②③ B.②④
C.①② D.①④
解析:选A。较活泼的铝合金为负极(②对、①不对),Pt Fe合金网为正极,海水是电解液(③对),负极上发生氧化反应(④错)。
2.如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )
A.a电极是负极
B.b电极的电极反应为:4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
解析:选B。分析氢氧燃料电池原理示意图可知a极为负极,其电极反应为:2H2-4e-===4H+,b极为正极,其电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-,电池总反应式为:2H2+O2===2H2O。H2为还原剂,O2为氧化剂,H2、O2不需全部储藏在电池内。
3.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是( )
A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-===H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-===2H2O(l)
C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-===CO2(g)+6H+(aq)
D.O2(g)+2H2O(l)+4e-===4OH-
解析:选C。该原电池的负极反应物为甲醇,负极反应式中不应该出现氧化剂,而A、B、D项中电极反应物中均出现氧化剂氧气,所以A、B、D不正确。
4.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)===Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s),下列说法错误的是( )
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+H2O(l)+2e-===Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g
解析:选C。根据原电池原理结合氧化还原反应的有关常识可判断出原电池的电极及其反应式、电子得失情况及流向。
5.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( )
A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-===Al3+
B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动
C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多
D.该电池可能是一种可充电的二次电池
解析:选D。由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A、B正确;锂提供的电子数与其质量比是金属中最大的,C正确;充电时为电解池,而在水溶液中Al3+不可能放电析出到电极上,所以D不正确。
6.肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。电池总反应为:N2H4+O2===N2+2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是( )
A.负极的电极反应式是:
N2H4+4OH--4e-===4H2O+N2↑
B.正极的电极反应式是:O2+4H++4e-===2H2O
C.溶液中阴离子向正极移动
D.溶液中阴离子物质的量显著减少
解析:选A。由电池总反应:N2H4+O2===N2+2H2O知,在反应中N2H4中N元素由-2价变为0价,失电子,发生氧化反应,为负极,O2得电子发生还原反应,为正极,又由于电解质溶液为KOH溶液,故电极反应式为:负极:N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O,正极:O2+4e-+2H2O===4OH-,负极失电子带正电,使溶液中阴离子向负极移动,根据总反应式知,n(OH-)不变。
7.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A.该电池能够在高温下工作
B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+
C.放电过程中,H+从正极区向负极区迁移
D.在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体 L
解析:选B。高温下,微生物发生蛋白质的变性,A错误;B正确;放电过程中,H+移向正极区,C错误;葡萄糖燃料电池的总反应式为:C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O,即1 mol O2~1 mol CO2,每消耗1 mol O2,理论上生成标准状况下CO2气体为22.4 L,D错误。
8.固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的。它以固体氧化锆 氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
A.有O2放电的a极为电池的负极
B.有H2放电的b极为电池的正极
C.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-
D.该电池的总反应方程式为2H2+O2===2H2O
解析:选D。a为正极:O2+4e-===2O2-,b为负极:2H2+2O2--4e-===2H2O,总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
9.美国纽约州的工科大学——伦斯勒理工学院(RPI)宣布开发出了由纤维素和碳纳米管组成的双层电容器。这些元件的厚度仅为数十微米,相当于人头发的粗细,能够和纸一样弯曲。RPI的研究人员认为,“未来能够利用卷对卷印刷技术制造电池”。
一种碳纳米管(里面储存有H2)二次电池的装置如图所示。该电池的电解质溶液为6 mol·L-1的KOH溶液,下列有关说法不正确的是( )
A.储存H2的碳纳米管作电池的负极
B.电池的负极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O
C.电池的正极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
D.放电时,电池总反应为2H2+O2===2H2O
解析:选D。该二次电池中H2在负极上失去电子被氧化,在碱性介质中生成水,电池的负极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O。由图示可知,正极上NiOOH被还原为Ni(OH)2,电池的正极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,正极反应式的计量数扩大2倍与负极电极反应式相加即得总反应为:2NiOOH+H2===2Ni(OH)2,故D错。
10.微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池, 其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为:Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-
根据上述反应式,做下列题目:
(1)判断下列叙述中正确的是______。
A.在使用过程中,电解质KOH被不断消耗
B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C.Zn是负极,Ag2O是正极
D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式_____________________。
(3)使用时,负极区的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),正极区的pH______,电解质溶液的pH______。
解析:(1)选C。判断原电池的正、负极,可以从两个方面:①微观:电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极。②宏观:活泼的一极是负极,不活泼的一极是正极,电子是从负极沿导线流入正极,据此判断Zn为负极,发生氧化反应,Ag2O为正极,发生还原反应,将两极反应式相加得总反应式,由总反应式知,使用过程中KOH的量不变。
(2)将正、负极的电极反应式合并就可得到总反应式:
Zn+Ag2O===ZnO+2Ag。
(3)负极反应时,消耗OH-,则负极区pH减小,正极反应时,生成了OH-,故正极区pH增大,负极消耗OH-的量与正极反应生成OH-的量相等,所以电解质溶液的pH不变。
答案:(1)C
(2)Zn+Ag2O===ZnO+2Ag
(3)减小 增大 不变
11.航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2-一起构成的电池装置,它可直接将化学能转化为电能。甲烷电池是常用的燃料电池,该电池以KOH溶液为电解液,其总反应的化学方程式为:CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O。
(1)负极上的电极反应式为_____________________。
(2)消耗标准状况下5.6 L O2时,有_______mol电子发生转移。
(3)开始放电时,正极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析:(1)负极发生氧化反应,从总反应式可知它是CH4→CO的反应。由CH4、CO中C元素的化合价分别为-4,+4可知负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-===CO+7H2O。
(2)设有x mol电子发生转移,由关系式知
CH4 ~ 2O2 ~ 8e-
2 mol 8 mol
x mol
得x=1。
(3)开始放电时,正极发生反应为O2+2H2O+4e-===4OH-,因此该极附近pH增大。
答案:(1)CH4+10OH--8e-===CO+7H2O
(2)1
(3)增大
12. Li SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解质是LiAlCl4 SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2↑。
请回答下列问题:
(1)电池的负极材料为________,发生的电极反应为__________________;
(2)电池正极发生的电极反应为__________________;
(3)SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,实验现象是__________________,反应的化学方程式为____________________;
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是___________________________________________。
解析:分析反应的化合价变化,可得Li为还原剂,SOCl2为氧化剂。
(1)负极材料为Li(还原剂),电极反应式为Li-e-===Li+。
(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到:2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2↑。
(3)题中给出有碱液吸收时的产物,则没有碱液吸收时的产物应为SO2和HCl,所以现象应该为出现白雾和有刺激性气味气体生成。
(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应,且SOCl2也与水反应。
答案:(1)Li Li-e-===Li+
(2)2SOCl2+4e-===4Cl-+S+SO2↑
(3)出现白雾、有刺激性气味气体生成
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
(4)因为构成电池的主要成分Li能和氧气、水反应,且SOCl2也与水反应
13.在长期载人太空飞行的宇航器中,每个宇航员平均每天要消耗0.9 kg氧气,呼出1.0 kg的二氧化碳,为了保持飞船座舱内空气成分的稳定,宇航科学家进行大量的科学探索。
方法一:有的科学家提出“金属过氧化物处理系统”,即不断地将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器,并把处理后的气体充入座舱。有关的化学方程式为(1)__________________________,(2)__________________________;将处理后的气体充入座舱时,应注意采取的一项措施是_______________________________________。
方法二:有的科学家设计了飞船内空气更新实验系统,该系统结构示意图如图:
电化学处理系统 电解水系统
(1)管道①把飞船座舱内含有较多量CO2的潮湿空气通入“电化学二氧化碳处理系统”的N极室,通过该电极反应可以使CO2不断被吸收,该电极反应式为___________________。其电极产物吸收CO2的离子方程式为__________________。在N极室吸收CO2后形成的离子会通过隔膜进入M极室,通过M极的电极反应可以使CO2从电解液中释放出来,并保持系统的pH不变,该电极反应式为______________________________,CO2逸出的离子方程式为______________________________。
(2)逸出的CO2没有排除飞船外,而是通过管道③进入“二氧化碳还原系统”。在该系统内,CO2跟H2在一定条件下反应,其产物为甲烷等气体,请评价这样处理的意义
________________________________________________________________________
_____________________________________。
解析:方法一:提示以Na2O2为例处理座舱内的空气,所以反应以Na2O2分别与CO2和水蒸气为反应;因为在处理过程中消耗了水蒸气,所以需补充水蒸气。
方法二:“电化学二氧化碳处理系统”是按原电池原理设计的燃料电池。总反应式为O2+2H2===2H2O。N极室通入了“含有较多量CO2的潮湿空气”,N极是原电池的正极,空气中O2变为OH-:O2+2H2O+4e-===4OH-;同时,通入的二氧化碳与过量的OH-反应生成CO,这样,在原电池内部,剩余的CO和OH-都要向M极移动。M极是原电池的负极,通入的H2失电子变成H+:H2-2e-===2H+;负极区产生的H+与正极区产生的CO和OH-恰好反应:H++OH-===H2O,CO+2H+===H2O+CO2↑;逸出的二氧化碳和氢气被送入“二氧化碳还原系统”;生成的水可以利用燃料电池进行电解:2H2O2H2↑+O2↑,电解产生的氧气供宇航员呼吸用。
答案:方法一:(1)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
充入适量水蒸气,增加“空气”湿度
方法二:(1)O2+2H2O+4e-===4OH- 2OH-+CO2===H2O+CO
H2+2OH--2e-===2H2O H2+CO-2e-===2H2O+CO2↑
(2)既能为电解水系统提供水,又能减少太空污染,还能产生供飞船使用的燃料
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1.CaCO3在下列哪种液体中,溶解度最大( )
A.H2O B.Na2CO3溶液
C.CaCl2溶液 D.乙醇
解析: 选A。在B、C选项的溶液中,分别含有CO、Ca2+,会抑制CaCO3的溶解,而CaCO3在乙醇中是不溶的。
2.下列说法正确的是( )
A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数,简称溶度积
C.可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向
D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
解析:选C。溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积,还与平衡式中化学计量数的幂指数有关,溶度积受温度的影响,不受离子浓度的影响。
3.AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10和2.0×10-12,若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下面的叙述中正确的是( )
A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C.两者类型不同,不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小
D.都是难溶盐,溶解度无意义
解析:选C。在AgCl的饱和溶液中存在AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),溶液中c(Ag+)=c(Cl-),而Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),所以AgCl的饱和溶液中c(Ag+)===1.3×10-5 mol·L-1。在Ag2CrO4的饱和溶液中存在Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO(aq),溶液中c(Ag+)=2c(CrO),而Ksp=c2(Ag+)·c(CrO),所以Ag2CrO4的饱和溶液中c(Ag+)===1.6×10-4 mol·L-1。很明显Ag2CrO4饱和溶液中的c(Ag+)大于AgCl饱和溶液中的c(Ag+),即Ag2CrO4的溶解度大于AgCl的溶解度,从中可以看出Ag2CrO4的Ksp虽然比AgCl的Ksp小,但是其溶解度却比AgCl大。综上所述正确选项为C。
4.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12,Ksp(MgF2)=7.42×10-11。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25 ℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后, Mg(OH)2不可能转化为MgF2
解析:选B。Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质,故Ksp越小,其溶解度越小,前者c(Mg2+)小,A错误;因为NH+OH-NH3·H2O,所以加入NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动,c(Mg2+)增大,B正确;Ksp只受温度的影响,25 ℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数,C错误;加入NaF溶液后,若Qc=c(Mg2+)·[c(F-)]2>Ksp(MgF2),则会产生MgF2沉淀,D错误。
5.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的( )
A.MgCl2 B.NaOH
C.MgSO4 D.NaHSO4
解析:选D。若使Mg(OH)2固体的量减小,应使Mg(OH)2的溶解平衡右移,应减小c(Mg2+)或c(OH-)。
6.含有较多Ca2+、Mg2+和HCO的水称为暂时硬水,加热可除去Ca2+、Mg2+,使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水,试判断其水垢的主要成分为( )
(已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)
A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3
C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO
解析:选C。考查沉淀转化的原理,加热暂时硬水,发生分解反应:Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O,Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O,生成的MgCO3在水中建立起平衡:MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO(aq),而CO发生水解反应:CO+H2OHCO+OH-,使水中的OH-浓度增大,由于Ksp[Mg(OH)2]
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
解析:选C。由溶度积公式可知,在溶液中当c(SO)升高时,c(Ba2+)要降低,而由a点变到b点c(Ba2+)没有变化,A错;蒸发浓缩溶液时,离子浓度都升高,而由d点变到c点时,c(SO)却没变化,B错;d点落在平衡图像的下方,说明Ksp>c(Ba2+)·c(SO),此时是未饱和溶液,无沉淀析出,C正确;该图像是BaSO4在某一确定温度下的平衡曲线,温度不变,溶度积不变,a点和c点的Ksp相等,D错。
8.已知HF的Ka=3.6×10-4,CaF2的Ksp=1.46×10-10。向1 L 0.1 mol·L-1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2,下列有关说法正确的是( )
A.通过计算得知,HF与CaCl2反应生成白色沉淀
B.通过计算得知,HF与CaCl2不反应
C.因为HF是弱酸,HF与CaCl2不反应
D.如果升高温度,HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大,也可能减小
解析:选A。该题可采用估算法。0.1 mol·L-1的HF溶液中c(HF)=0.1 mol·L-1,因此,c2(F-)=c(H+)·c(F-)≈3.6×10-4×0.1=3.6×10-5,又c(Ca2+)==0.1 mol·L-1,c2(F-)×c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp,显然,A是正确的;D项,由于HF的电离是吸热的,升高温度,Ka一定增大,D错误。
9.下列说法不正确的是( )
A.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关
B.由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀
C.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变
D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解度一定小
解析:选D。Ksp只与难溶电解质的性质、温度有关,与浓度无关;Ksp的大小反映难溶电解质溶解能力的大小;阴阳离子个数比相同的,Ksp越大,溶解度越大。
10.向含有AgI固体的饱和溶液中:
(1)加入固体AgNO3,则c(I-)________(填“变大”、“变小”或“不变”,下同)。
(2)若改加更多的AgI,则c(Ag+)将________。
(3)若改加AgBr固体,则c(I-)__________________,而c(Ag+)________。
解析:含有AgI的饱和溶液中存在如下沉淀溶解平衡:
AgI(s)Ag+ (aq)+I-(aq)。
(1)加入固体AgNO3,c(Ag+)变大,平衡向逆反应方向移动,则c(I-)变小。
(2)若向含有AgI的饱和溶液中改加更多的AgI,对平衡没有影响,则c(Ag+)不变。
(3)若改加AgBr固体,则c(Ag+)变大,平衡向逆反应方向移动,则c(I-)变小。
答案:(1)变小 (2)不变 (3)变小 变大
11.(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂,使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是______。
A.KMnO4 B.H2O2
C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的______。
A.NaOH B.NH3·H2O
C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol·L-1时就认定沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1]时溶液的pH为______,通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。
解析:Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-),则c(OH-)= =1.0×10-10 mol·L-1,则c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,pH=4。
Fe3+完全沉淀时:Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),则c(OH-)= =1.0×10-11 mol·L-1。此时c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=3,因此上述方案可行。
答案:(1)①B ②CD (2)4 3 可行
12.向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=______________。
[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
解析:所谓沉淀共存,就是AgCl、AgBr都有,即AgCl+Br-AgBr+Cl-即这个反应达到平衡,====2.7×10-3
答案:2.7×10-3
13.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,以达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)如下图。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为______。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+杂质,______(填
“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是
________________________________________________________________________。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:
物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10-18 2.5×10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们。(选填序号)
A.NaOH B.FeS C.Na2S
解析:(1)据图知pH=4~5时,Cu2+开始沉淀为Cu(OH)2,因此pH=3时,铜元素主要以Cu2+形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+,以保证Fe3+完全沉淀,而Cu2+还未沉淀,据图知pH应为4左右。
(3)据图知,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。
(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式:
Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积最大,且与其他三种物质的溶度积差别较大,因此应用沉淀的转化可除去废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+,且因FeS也难溶,不会引入新的杂质。
答案:(1)Cu2+ (2)B
(3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
(4)Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(5)B
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