2023-2024学年高二(上)期末化学试卷
一、选择题(共20小题,满分40分,每小题2分)
1.下列物质属于弱电解质的是
A. B. C. D.
2.化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A.明矾可用作净水剂
B.纯碱可用于中和过多的胃酸
C.硫酸铜常用作游泳馆池水消毒剂
D.硫酸钡可用于胃肠X射线造影检查
3.下列说法正确的是
A.c(H+)=10—7mol·L-1的溶液一定是中性溶液
B.醋酸钠溶液中
C.常温下,在1mol·L—1的盐酸中加入等体积等浓度的氨水,溶液导电能力减弱
D.同浓度同体积的醋酸和盐酸溶液分别与足量锌反应,盐酸消耗的锌比较多
4.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是
A.升高温度,可能引起c向d的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,a点时的溶液一定是一种酸的溶液
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向b的变化
5.用0.01mol/L盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作使测定结果偏高的是
①未用标准溶液润洗酸式滴定管
②锥形瓶用蒸馏水清洗后,用待测液润洗
③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡,滴定终点时有气泡
④滴定终点读数后,发现滴定管嘴处悬挂一滴标准液液滴
⑤滴定完毕后立即读数,半分钟内溶液颜色又很快恢复原色
⑥滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
A.①②④ B.①④⑥ C.①③④ D.③④⑤
6.在氨水中存在下列电离平衡:NH3·H2O+OH-,下列情况能引起电离平衡右移的有
①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③通HCl④加CH3COOH溶液⑤加水⑥加压
A.①③⑤ B.①④⑥ C.③④⑤ D.①②④
7.物质的量浓度相同的下列溶液中,含微粒种类最多的是
A.CaCl2 B.CH3COONa
C.NH3 D.Na2S
8.谷氨酸[ HOOC(CH2)2CH(NH2)COOH,用H2R表示]是人体内的基本氨基酸之一,在水溶液中存在如下平衡:H2R HR-R2-。常温下,向一定浓度的H2R溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lgx[x表示或]随pOH[pOH=- lgc(OH- )] 的变化如图所示。下列说法正确的是
A.K1=1×10-9.7
B.pH=7时,c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
C.曲线II表示pOH与lg的变化关系
D.M点时,c(H+ )+c(Na+ )=c(OH-)+3c(HR-)
9.下列装置或操作能达到实验目的的是( )
A.①装置用于实验室制硝基苯
B.②装置振荡后下层呈橙色可以从下口放出
C.③装置用于检验1—溴丙烷消去产物
D.④装置可证明酸性:盐酸>碳酸>苯酚
10.利用平衡移动原理能证明Na2SO3溶液中存在下列平衡SO32-+H2OHSO3-+OH-事实的是
A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,再加入NaOH溶液后红色加深
D.滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
11.对于反应3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O,下列叙述错误的是
A.Cl2既是氧化剂又是还原剂
B.NaClO3是氧化产物
C.每生成1 mol的NaClO3转移6 mol电子
D.被氧化的Cl原子和被还原的Cl原子的物质的量之比为1∶5
12.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.无色溶液中:、、、
B.溶液中:、、、
C.使石蕊变红的溶液中:、、、
D.透明澄清的溶液中:、、、
13.已知。时,和的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.向等浓度的和的混合溶液中滴加溶液,先沉淀
B.当和沉淀共存时,溶液中:
C.Y点对应的分散系是不稳定的体系
D.通过直接控制pH的方法可除去溶液中含有的少量
14.下列叙述中的前后两个量之比为1:2的是
A.相同温度下,pH=12的Ba(OH)2与pH=12的KOH溶液中,c[(Ba(OH)2]:c(KOH)
B.相同温度下,0.1mol/L乙酸溶液与0.2mol/L乙酸溶液中,c(H+)之比
C.常温下,氨水与(NH4)2SO4溶液混合后pH=7的溶液中,c(NH):c(SO)
D.液面在“0”刻度时,25mL碱式滴定管和50mL碱式滴定管所盛液体的体积
15.某温度下重水中存在电离平衡D2O D++OD-,D2O的离子积常数=1.0×10-12,若pD=-lgc(D+),该温度下有关分析不正确的是
A.0.1 mol NaOD溶于重水制成1L溶液,pD=11
B.将pD为4的DCl的重水溶液稀释10倍,所得溶液pD为5
C.向30 mL 0.5mol L-1NaOD的重水溶液中加入20 mL 0.5 mol L-1DCl的重水溶液,所得溶液pD=10
D.pD=10的NaOD的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为1×10-10mol L-1
16.高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。其中铁元素的化合价为
A.+2 B.+5 C.+6 D.+8
17.下列叙述错误的是
A.向的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中减小
B.常温下,醋酸溶液加水稀释后,醋酸的电离程度增大,但酸性减弱
C.常温下,的NaOH溶液与的醋酸溶液等体积混合,
D.常温下,将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,当溶液的时,
18.关于如图所示的原电池甲和乙,下列说法正确的是
A.甲、乙中铜片上均发生还原反应 B.两池中铁片均发生反应:Fe-2e-=Fe2+
C.装置甲中电子由Cu→灯泡→Fe D.两池所得Fe、Cu金属活泼性相反
19.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图,由图可知:在该反应中
A.被氧化,做氧化剂
B.化合价升高,发生氧化反应
C.被还原,做氧化剂
D.化合价升高,发生还原反应
20.水的电离平衡图象如图所示。已知,下列说法正确的是
A.
B.升高温度,可能引起水的电离平衡由g向f移动
C.在温度下,稀释溶液可引起水的电离平衡由d向c或g移动
D.在温度下,的盐酸中由水电离出的
二、解答题(共7小题,满分60分)
21.50mL 0.10 mol L-1弱酸HA溶液与20mL 0.10 mol L-1NaOH溶液混合,并稀释到100mL后,测得其pH=5.25,求HA的K= 。
22.回答下列问题:
(1)现有以下物质:①Ba(OH)2晶体,②金属铜,③冰醋酸(固态醋酸),④石墨,⑤酒精(C2H5OH),请回答下列问题(填序号):
Ⅰ、以上物质中属于电解质的是 。
Ⅱ、以上物质中属于非电解质的是 。
Ⅲ、请写出①在水溶液中的电离方程式 。
(2)维生素C又称“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是 。
①Fe(OH)3胶体,②水,③蔗糖溶液,④Ca(OH)2悬浊液
(4)用单线桥标出下列反应中电子转移的情况: 。
8NH3+6NO27N2+12H2O
(5)请写出最恰当的试剂或方法除去括号中的杂质:
①CO2(HCl) 。
②Na2CO3(NaHCO3) 。
23.化学上的缓冲溶液就是外加少量酸、碱后而pH基本不变的溶液。现有25℃时浓度均为0.10 mol L-1的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。已知:Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb为盐的水解常数,回答下列问题:
(1)该缓冲溶液中存在的两个主要平衡是 、 (用电离方程式和离子方程式表示)。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)人体血液存在H2CO3(CO2)和NaHCO3的缓冲体系,能有效除掉人体正常代谢产生的酸、碱,保持pH的稳定,有关机理说法正确的是 (填写选项字母)。
a.代谢产生的H+被HCO结合形成H2CO3
b.代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离
c.血液中的缓冲体系可抵抗大量酸、碱的影响
(4)写出表达式:Ka(CH3COOH)= ,Kb(CH3COO-)= 。
(5)25℃时,Ka (CH3COOH) Kb (CH3COO- )(填“>”、“<”或“=”)。向1.0L上述0.10mol L-1的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)= mol L-1。
(6)含有一定量的NH3 H2O和NH4Cl的溶液也具有缓冲作用,写出在此溶液中加入酸或碱时发生反应的离子方程式:加入少量强酸时, 。加入少量强碱时, 。
24.氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.01 mol L 1KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应离子方程式是2+5+H+2Mn2++5+3H2O。填空回答问题:
(1)滴定过程中用到的玻璃仪器除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少
(2)不用 (填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:
(3)选何种指示剂,说明理由 ,到达终点时颜色变化为 。
(4)当用酸滴定碱时,下列操作使测定结果(碱的浓度)偏高的是
①酸式滴定管滴至终点,俯视读数
②碱液移入锥形瓶后,加入10mL蒸馏水
③酸式滴定管注入酸溶液后,尖嘴有气泡时便开始滴定,滴定后无气泡
④酸式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗
(5)有关数据记录如下:
实验序号 待测液体积(mL) 所消耗KMnO4酸性溶液的体积(mL)
滴定前 滴定后
1 20.00 0.50 20.60
2 20.00 6.00 25.90
3 20.00 1.40 24.20
则NaHSO3溶液的物质的量浓度为 mol L 1。
25.碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m (1≤n≤6,m≤10)(商业代号BAC),是一种比Al2(SO4)3效果更好的净水药剂。以下是用煤矸石(主要含Al2O3,SiO2及少量铁的氧化物)为原料生产碱式氯化铝过程中遇到的情况:
(1)在反应器中加入16%的硫酸和16%的盐酸,在不断搅拌过程中再加入经过焙烧后的煤矸石粉,反应器上部有一条长管子作为反应时气体的排放管。加热至沸腾(102℃)并保持一段时间,期间不断用精密pH试纸在排气管口上方检查排出气体的pH,记录如表:
时间 起始 14min后 30min后 75min后
pH <2.0 =2.5 <3.5 =3.5
试解释排气管中放出气体的pH变化的原因。如果把排气管加长一倍,排气的pH有无变化? 为什么 。
(2)观察反应器内溶液的颜色(取上面清液观察),在沸腾1h内,溶液逐渐呈黄绿色,以后逐渐转变为淡棕黄色,1.5h后呈棕红色。解释导致颜色变化的原因。 。
(3)上述反应结束后,冷却,过滤弃渣,然后再加热至100℃,并在不断搅拌的条件下,向溶液慢慢地添加Ca(OH)2至适量,生成大量沉淀。过滤上述溶液,弃渣,得到澄清的BAC稀溶液。将此稀溶液加热蒸发浓缩,又产生白色细晶状沉淀,经化验分析,知此沉淀不是BAC固体,也不是AlCl3晶体或Al(OH)3。问:这是什么物质 ,为什么此时会有沉淀析出? 。
26.Zn3(PO4)2·2H2O(溶于酸,难溶于水)是一种无毒害作用的防锈颜料,利用锌浮渣(主要含Zn、ZnO、ZnCl2,还含少量的铁、锰、铜、铅及砷的化合物等)制取Zn3(PO4)2·2H2O的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“浸出”时,下列措施能提高锌的浸取率的是 (填字母)。
A.用浓硫酸代替稀硫酸 B.适当升高浸取液的温度
C.将“浸渣”再次浸取 D.缩短“浸出”时间
(2)“除锰”时,Mn2+发生反应的离子方程式为 (S2O被还原为SO)。
(3)流程中除铁、砷时,当生成8.9gFeOOH和7.8gFeAsO4时,消耗H2O2 mol。
(4)“净化”时加锌粉的目的是 。
(5)“沉锌”时发生反应的化学方程式为 。
(6)“沉锌”至得到“产品”还需要经过的操作是 、洗涤、 。证明产品已洗涤干净的实验方法是 。
(7)Meyer等认为磷酸锌防腐机理是在钢铁表面形成组成近似为Zn2Fe(PO4)2·4H2O的覆盖膜,则在形成该覆盖膜的过程中,负极的电极反应式为 。
27.设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子。回答如下问题:
(1)这个电池的正极发生的反应是: ;
(2)固体电解质里的O2-向 极(填“正”或“负”)移动;
(3)天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生 堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命。
(4)若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会 (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
试卷第8页,共9页
1.C
【详解】A.自身不能电离,是非电解质,故不选A;
B.在水溶液中完全电离,是强电解质,故不选B;
C.在水溶液中部分电离,是弱电解质,故选C;
D.在水溶液中完全电离,是强电解质,故不选D;
选C。
2.B
【分析】A、氢氧化铝胶体具有吸附性;
B、纯碱碱性较强,不能用于胃药;
C、铜离子是重金属离子,能使蛋白质变性;
D、 硫酸钡难溶于水,可用于胃肠X射线造影检查。
【详解】A、氢氧化铝胶体具有吸附性,吸附水中悬浮的杂质,故A正确;
B、纯碱碱性较强,不能用于胃药,故B错误;
C、铜离子是重金属离子,能使蛋白质变性,硫酸铜具有杀菌消毒作用,常用作游泳馆池水消毒剂,故C正确;
D、 硫酸钡难溶于水,X射线不能透过,可用于胃肠X射线造影检查,故D正确。
故选B。
3.C
【详解】A.在常温下, c(H+)=10—7mol·L-1的溶液一定是中性溶液,A不正确,没有说明温度;B. 醋酸根在水中会有一小部分发生水解生成醋酸,而钠离子不会,所以醋酸钠溶液中钠离子浓度一定大于醋酸根,B不正确;C. 常温下,在1mol·L—1的盐酸中加入等体积等浓度的氨水,两者发生反应后,得到物质的量浓度约为0.5mol/L的氯化铵溶液,离子浓度减小了,所以溶液导电能力减弱,C正确;D. 同浓度同体积的醋酸和盐酸溶液,所含溶质的物质的量相同,因为它们都是一元酸,所以分别与足量锌反应时消耗的锌一样多,D不正确。本题选C。
4.D
【分析】在abc这条曲线上的任意一点都为水电离的平衡点,在相同温度下KW都相等,据此回答。
【详解】A.温度升高,水的离子积常数增大,水溶液中,氢离子和氢氧根离子浓度都增大,将不在曲线上,A错误;
B.b点(H+)=c(OH-)=1.0×10-6,故KW=1.0×10-6×1.0×10-6=1.0×10-12,B错误;
C.a点溶液中c(H+)>c(OH-),可能是酸溶液、盐溶液等,C错误;
D.稀释不会引起水的离子积的改变,溶液向中性靠近,该温度下,稀释溶液可能引起由c向b的变化,D正确;
故选D。
5.A
【分析】分析操作对消耗标准溶液体积的影响,依据c(待测)=进行误差分析,凡是不当操作导致消耗标准溶液体积偏大的操作,测定结果偏大,反之测定结果偏小,据此分析解答。
【详解】①未用标推溶液润洗酸式滴定管,导致标准溶液被稀释,消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;②锥形瓶用蒸馏水清洗后,用待测液润洗,导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡,滴定终点时有气泡,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;④滴定终点读数后,发现滴定管嘴处悬挂一滴标准液液滴,导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;⑤滴定完毕后立即读数,半分钟内溶液颜色又很快恢复原色,过早判断滴定终点,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;⑥滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;
由上分析可知,①②④操作使测定结果偏高,A符合题意;答案为A。
6.C
【分析】氨水中存在下列平衡:NH3·H2ONH4++OH-,加水促进电离,且如果加入能和铵根离子或氢氧根离子反应的物质,平衡就向电离方向移动,如果加入的物质中含有铵根离子或氢氧根离子,平衡向逆反应方向移动;
【详解】①加NH4Cl固体,溶液中铵根离子浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故①不符合题意;
②加NaOH溶液溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故②不符合题意;
③通HCl氢离子和氢氧根离子反应,导致平衡向右移动,故③符合题意;
④加CH3COOH溶液 ,氢离子和氢氧根离子反应,导致平衡向右移动,故④符合题意;
⑤加水溶液浓度减小,促进电离,故⑤符合题意;
⑥加压不影响平衡的移动,故⑥不符合题意;
故选C。
7.D
【详解】A.CaCl2=Ca2++2Cl-,H2OH++OH-,在CaCl2溶液中除水分子外还含有Ca2+、Cl-、H+、OH-,共5种微粒;
B. CH3COONa=CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,在CH3COONa溶液中除水分子外还含有CH3COO-、Na+、CH3COOH、 H+、OH-,共6种微粒;
C.NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,在NH3溶液中除水分子外还含有NH3、NH3·H2O、NH4+、H+、OH-,共6种微粒;
D. Na2S=2Na++S2-,S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,H2OH++OH-,在Na2S溶液中除水分子外还含有Na+、S2-、HS-、H2S、H+、OH-,共7种微粒;答案选D。
【点睛】在分析电解质溶液中微粒种类时,要从电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、水的电离平衡等几个角度去分析,注意多元弱酸正盐的水解是分步进行的。
8.D
【分析】由题意可知,k1>k2,一级电离时酸性最强,故曲线Ⅰ表示随pOH和lg关系,曲线Ⅱ表示随pOH和lg关系。
【详解】A.k1= ,当,pOH=9.7,则氢离子浓度为10-4.3mol/L,A项错误;
B.pH=7时,pOH=7,由曲线Ⅰ可知,时, >0,则c(HR-)>c(R2-),由曲线Ⅱ可知, <0,则c(HR-)>c(H2R),但c(H2R)和c(R2-)的大小关系无法判断,B项错误;
C.曲线Ⅱ表示随pOH和lg关系,C项错误;
D.M点时, =0,c(HR-)=c(R2-),依据电荷守恒,c(H+ )+c(Na+ )=c(OH-)+c(HR-)+ 2c(R2-),则有c(H+ )+c(Na+ )=c(OH-)+3c(HR-),D项正确。
故选D。
9.A
【详解】A.水浴加热制备硝基苯,图中装置可制备,故A正确;
B.溴与NaOH反应后,与四氯化碳分层,则分层后下层为无色,故B错误;
C.挥发的醇及生成的乙烯均使高锰酸钾褪色,图中装置不能检验1-溴丙烷的消去产物,故C错误;
D.浓盐酸易挥发,盐酸与苯酚钠反应,图中装置不能比较碳酸、苯酚的酸性,故D错误;
故选:A。
10.D
【详解】A.滴入酚酞溶液变红,再加入H2SO4溶液后反应生成硫酸钠、水和二氧化硫,不能确定水解平衡的存在,故A错误;
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后,发生氧化还原反应,生成硫酸钠,且氯水中HClO具有漂白性,不能确定水解平衡的存在,故B错误;
C. 滴入酚酞溶液变红,再加入NaOH溶液后,OH-离子浓度增大,故C错误;
D. 滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后,SO32-+H2O HSO3-+OH-水解平衡逆向移动,产生沉淀且红色褪去,故D正确。
故选D。
11.C
【详解】A.Cl2中Cl元素的化合价部分由0价升至NaClO3中的+5价,部分由0价降至NaCl中的-1价,则Cl2既是氧化剂又是还原剂,A正确;
B.Cl2中Cl元素的化合价部分由0价升至NaClO3中的+5价,则NaClO3是氧化产物,B正确;
C.Cl2中Cl元素的化合价部分由0价升至NaClO3中的+5价,部分由0价降至NaCl中的-1价,则每生成1mol的NaClO3转移5mol电子,C错误;
D.Cl2中Cl元素的化合价部分由0价升至NaClO3中的+5价,部分由0价降至NaCl中的-1价,根据得失电子守恒,被氧化的Cl原子和被还原的Cl原子物质的量之比为1:5,D正确;
答案选C。
12.D
【详解】A.和能发生反应,不能大量共存,A项不选;
B.和反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,不能大量共存,B项不选;
C.使石蕊变红的溶液显酸性,与H+、反应,不能大量共存,C项不选;
D.、、、之间不反应,能大量共存,D项选;
答案选D。
13.C
【分析】Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Fe(OH)2],则Fe(OH)2的溶解度大于Cu(OH)2,则相等时,Fe(OH)2中氢氧根离子的浓度大于Cu(OH)2中氢氧根离子的浓度,所以曲线a表示Cu(OH)2、曲线b表示Fe(OH)2,据此分析解答。
【详解】A.向等浓度的和的混合溶液中滴加溶液,溶度积小的先沉淀,应先生成氢氧化铜沉淀,故A错误;
B.pH=8时,-lgc(Fe2+)=3.1,Ksp[Fe(OH)2]=10-3.1×(10-6)2=10-15.1,当pH=10时,-lgc(Cu2+)=11.7,则Ksp[Cu(OH)2]=10-11.7×(10-4)2=10-19.7,c(Fe2+)∶c(Cu2+)===,故B错误;
C.Y点对应的Cu(OH)2分散系中,c(Cu2+)×c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2],平衡逆向移动,形成沉淀,即Y点对应的Cu(OH)2分散系是不稳定的体系,故C正确;
D.氢氧化铜溶度积较小,调节pH,先生成氢氧化铜沉淀,不能通过直接控制pH的方法可除去溶液中含有的量,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的难点为B,要注意根据图象提供的数据计算出Ksp[Fe(OH)2]和Ksp[Cu(OH)2]。
14.A
【详解】A.强碱完全电离,pH=12 的溶液中c(OH-)=0.01mol/L,c〔(Ba(OH)2〕=0.005mol/L,c(KOH)=0.01mol/L,所以c〔(Ba(OH)2〕:c(KOH)=1:2,故A正确;
B.弱酸的浓度越小,电离程度越大,则相同温度下,0.1mol/L乙酸溶液与0.2mol/L乙酸溶液中,c(H+)之比大于1:2,故B错误;
C.pH=7时c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+2c(SO42-),则c(NH4+)=2c(SO42-),c(NH4+):c(SO42-)=2:1,故C错误;
D.碱式滴定管下端没有刻度的地方有溶液,则液面在“0”刻度时,25mL碱式滴定管和50mL碱式滴定管所盛液体的体积不是1:2,故D错误;
答案为:A。
15.C
【详解】A.溶液中c(OD-)=0.1mol/L,则c(D+)=1.0×10-11,pD=11,故A正确;
B.pD=4的DCl的重水溶液中c(D+)=1.0×10-4,稀释10倍后c(D+)=1.0×10-5,pH=5,故B正确;
C.混合溶液中c(OD-)0.1mol/L,则c(D+)=1.0×10-11,pD=11,故C错误;
D.NaOD溶液中的D+全部有水电离出来,pD=10,说明水电离出的c(D+)=1.0×10-10,而水电离出来的氢离子和氢氧根离子浓度相等,故此溶液中水电离出的c(OD-)=1.0×10-10mol/L,故D正确。
答案选C。
16.C
【详解】在该化合物中K化合价是+1价,O为-2价,根据化合物中所有元素正负化合价代数和等于0,可知Fe元素化合价为+6价,故合理选项是C。
17.D
【详解】A.氨水中存在平衡NH3·H2O NH+OH-,加入少量硫酸铵固体,铵根离子浓度增大,抑制一水合氨电离,c(OH-)减小,一水合氨浓度增大,则溶液中减小,故A正确;
B.弱电解质的浓度越小,电离程度越大,所以加水稀释醋酸溶液的过程中,醋酸的电离程度增大,但溶液的酸性减弱,故B正确;
C.常温下pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合后,醋酸过量,混合液显示酸性,溶液的pH<7,故C正确;
D.将稀氨水逐滴加入稀硫酸中,反应后溶液遵循电荷守恒c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),溶液pH=7时,c(H+)=c(OH-),则2c(SO)=c(NH),故D错误;
故选D。
18.C
【详解】A.甲池中在室温下Fe在浓硝酸中会钝化,Cu与硝酸会发生剧烈反应,所以Cu作负极,失去电子发生氧化反应;在乙池中由于Fe比Cu活泼,Fe与稀硫酸发生反应,所以铁作负极,失去电子发生氧化反应,Cu做正极,正极上发生H+得到电子的还原反应,A错误;
B.甲池中铜作负极,电极反应为Cu-2e-=Cu2+,乙池中Fe为负极,发生电极反应:Fe-2e-=Fe2+,B错误;
C.甲池中铜作负极、铁作正极,电子由负极(Cu)经过用电器(灯泡)到达正极(Fe),C正确;
D.在原电池中一般活泼金属作负极,不活泼的作正极,但根据电极反应判断金属活泼性时,还要结合电解质溶液的酸碱性及电解质浓度对电极判断的影响,D错误;
故合理选项是C。
19.B
【详解】由图示可知,反应为:A2-+B=B2-+A,反应中A的化合价有-2价变为0价,化合价升高被氧化,发生氧化反应,作还原剂,故答案为:B。
20.D
【详解】A.水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则水的离子积常数增大,根据图片知,Kw中b>f,则T1<T2,A错误;
B.升高温度,促进水的电离,由g向f移动是温度不变时的变化,B错误;
C.图象分析可知c点、g点、d点温度不同,在T2温度下,稀释溶液温度不变Kw不变,不可引起水的电离平衡由d向c或g移动,C错误;
D.在T2温度下,b点计算得到Kw=10-14,据此计算pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L,pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+) c(OH-)=1×10-20,D正确;
故答案为:D。
21.6.7×10-6.25
【分析】50mL 0.10 mol L-1弱酸HA溶液与20mL 0.10 mol L-1NaOH溶液混合后,生成的NaA的物质的量为0.002mol,过量的HA的物质的量为0.003mol,而稀释至100mL后,所得溶液为0.03mol/L的HA和0.02mol/LNaA的混合溶液,而pH=5.25,即c(H+)=10-5.25mol/L,据此回答。
【详解】反应后混合物溶液中,NaA的水解和HA的电离相互抑制,故溶液中的c(A-)≈c(NaA)=0.02mol/L,而溶液中的c(HA)=0.03mol/L,故HA的K6.7×10-6.25。
22.(1) ①③ ⑤ Ba(OH)2=Ba2++2OH-
(2)还原性
(3)①
(4)
(5) 饱和碳酸氢钠溶液 加热
【详解】(1)电解质是指在水溶液中或者熔融状态下能够导电的化合物,一般包括酸、碱、盐及一些金属氧化物,以上物质中属于电解质的是①Ba(OH)2晶体、③冰醋酸(固态醋酸);非电解质是指在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物,以上物质中属于非电解质的是⑤酒精(C2H5OH);Ba(OH)2晶体在水溶液中电离出钡离子和氢氧根离子,电离方程式为:Ba(OH)2=Ba2++2OH-。
(2)Fe3+转变为Fe2+,铁元素的化合价降低,铁元素被还原,Fe3+作氧化剂,所以维生素C作还原剂,说明维生素C具有还原性。
(3)丁达尔效应是胶体分散系特有的性质,①Fe(OH)3胶体可以发生丁达尔效应,②水、③蔗糖溶液、④Ca(OH)2悬浊液都不是胶体,不能可以发生丁达尔效应,故选①。
(4)反应8NH3+6NO27N2+12H2O中N元素化合价由NH3中的-3升高为N2中的0价,失去电子数为3e-×8= 24e-,NO2中的N元素得电子,用单线桥标出反应中电子转移的情况为:。
(5)①可以用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体,HCl气体能与NaHCO3溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,二氧化碳不能与NaHCO3溶液反应,能除去杂质且没有引入新的杂质;
②NaHCO3受热易分解,产生Na2CO3,则可以通过加热的方法除去Na2CO3中的NaHCO3。
23.(1) CH3COO-+H2O CH3COOH+OH- CH3COOH CH3COO-+H+
(2)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)ab
(4)
(5) > 10-4.76
(6) H++NH3 H2O=NH+H2O NH+OH-=NH3 H2O
【详解】(1)缓冲溶液中存在的两个主要平衡是CH3COO-的水解平衡和醋酸的电离平衡:
①CH3COONa水解的离子方程式为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-;
②醋酸电离的离子方程式为CH3COOH CH3COO-+H+;
(2)该缓冲溶液的pH=4.76,呈酸性,即c(H+)>c(OH-),电荷守恒关系为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);
(3)a.缓冲溶液中存在H2CO3 H++HCO3-平衡,人体代谢产生的H+与HCO3-结合形成H2CO3,随血液带到肺部分解生成二氧化碳和水,故a正确;
b.代谢产生的碱性物质进入血液时,立即被H2CO3中和成HCO3-,同时H+又可由H2CO3电离补充,维持血液pH的稳定,故b正确;
c.血液中的缓冲体系可抵抗少量酸或碱的影响,不能抵抗大量酸或碱的影响,否则缓冲溶液失去作用、出现酸或碱中毒,故c错误;
故选ab;
(4)①根据CH3COOH CH3COO-+H+,则Ka(CH3COOH);
②根据CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-, Kb(CH3COO-);
(5)①浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液呈酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,即Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO-);
②向1.0L上述0.10mol L-1的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液,由于缓冲溶液的缓冲作用,溶液的pH仍等于4.76,溶液中c(H+)=10-4.76mol/L;
(6)NH3 H2O和NH4Cl的溶液中存在大量和NH3 H2O:
①加入少量强酸时H+和NH3 H2O生成,离子方程式为H++NH3 H2O=+H2O;
②加入少量强碱时和OH-结合生成NH3 H2O,离子方程式为+OH-=NH3 H2O。
24.(1)锥形瓶
(2) 碱 高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀碱式滴定管的橡胶,因此量取高锰酸钾用酸式滴定管
(3) 不用指示剂,高锰酸钾本身是有颜色,能作指示剂 颜色由无色变成紫红色
(4)③④
(5)0.025 mol L 1
【分析】氧化还原反应滴定类似于酸碱中和滴定,酸式滴定管盛装酸液或强氧化性溶液,碱式滴定管盛装碱液,滴定管使用是检漏、洗净、润洗、装液、排气泡、调液面、记录刻度,取一定体积的待测液,加入指示剂,用标准溶液滴定。
【详解】(1)滴定过程中所用到的仪器有:酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、带有滴定管夹的铁架台等,缺少的玻璃仪器有:锥形瓶;故答案为:锥形瓶。
(2)高锰酸钾具有强氧化性,碱式滴定管的下端有一段橡胶,橡胶里面有碳碳双键,高锰酸钾能氧化橡胶,因此盛放高锰酸钾应用酸式滴定管,不能用碱式滴定管;故答案为:碱;高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀碱式滴定管的橡胶,因此量取高锰酸钾用酸式滴定管。
(3)选用指示剂的目的便于观察滴定到终点,本实验中高锰酸钾是紫红色溶液,可以作为指示剂,当无色变成紫红色时说明达到了终点;故答案为:不用指示剂,高锰酸钾本身是有颜色,能作指示剂;无色变成紫红色。
(4)根据分析,①俯视读数,消耗酸的体积减少,测定结果偏低,故①不符合题意;②碱液移入锥形瓶,加入10mL蒸馏水,溶质的物质的量不变,对实验的测定结果无影响,故②不符合题意;③尖嘴有气泡时便开始滴定,滴定后无气泡,消耗的酸的体积增多,测定结果偏高,故③符合题意;④酸式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗,相当对标准液稀释,消耗酸的体积增多,测定结果偏高,故④符合题意;综上所述,答案为:③④。
(5)消耗的KMnO4的体积是20.10、19.90、22.80(删去),消耗的KMnO4的平均体积是20.00mL,根据关系式2~5,;故答案为:0.025 mol L 1。
25.(1) 有 如果排气管加长一倍,意味着排气被冷却的程度更高,HCl更多被冷凝回流,故排气的pH有所增大
(2)煤矸石中的铁的氧化物有Fe2O3和FeO,与酸反应首先生成较多的是二价铁盐,故呈黄绿色;由于Fe2O3逐渐溶出,加之Fe2+被氧化为Fe3+,致使溶液中Fe2+浓度逐渐降低,Fe3+浓度升高,并有部分Fe3+水解,颜色呈所述变化
(3) 沉淀物是水合硫酸钙(或硫酸钙) 由于硫酸钙是微溶的,在稀BAC溶液中达到饱和,浓缩蒸发过程中变为过饱和,故形成细晶状析出
【分析】将煤矸石与硫酸和盐酸反应,随着反应的进行,反应液中pH升高,铁元素呈三价,部分水解转化为沉淀,滤掉未反应的二氧化硅与氢氧化铁沉淀,而后加热滤液,并向热滤液中加入氢氧化钙,继续除杂,最后得到的BAC稀溶液中还有较多的钙离子和硫酸根离子,浓缩后以CaSO4沉淀析出,除去CaSO4后,即得到纯净的碱式氟化铝产品,据此回答。
【详解】(1)①排气管中放出气体的pH变化的原因:由于盐酸受热蒸发出HCl气体所致,随着反应的进行,盐酸逐渐与煤矸石中的物质反应而被消耗,因此,排气的pH从小逐渐变大;
②如果排气管加长一倍,意味着排气被冷却的程度更高,HCl更多被冷凝回流,故排气的pH有所增大;
(2)观察反应器内溶液的颜色(取上面清液观察),在沸腾1h内,溶液逐渐呈黄绿色,以后逐渐转变为淡棕黄色,1.5h后呈棕红色,解释导致颜色变化的原因:煤矸石中的铁的氧化物有Fe2O3和FeO,与酸反应首先生成较多的是二价铁盐,故呈黄绿色;由于Fe2O3逐渐溶出,加之Fe2+被氧化为Fe3+,致使溶液中Fe2+浓度逐渐降低,Fe3+浓度升高,并有部分Fe3+水解,颜色呈所述变化;
(3)①②反应结束后,冷却,过滤弃渣,然后再加热至100℃,并在不断搅拌的条件下,向溶液慢慢地添加Ca(OH)2至适量,由于硫酸钙是微溶的,在稀BAC溶液中达到饱和,浓缩蒸发过程中变为过饱和,故形成细晶状析出,生成大量沉淀为:水合硫酸钙(或硫酸钙)。
26. BC Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+ 0.09 置换出铅 3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4 过滤 干燥 取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的溶液,若不产生沉淀,说明已洗涤干净 Fe-2e-=Fe2+
【分析】锌浮渣经过稀硫酸浸出时,锌浮渣中Zn、ZnO、ZnCl2、铁、锰、铅会与稀硫酸反应生成ZnSO4、FeSO4、MnSO4、PbSO4,而砷的化合物会与稀硫酸反应生成H3AsO3,铜不与稀硫酸反应,因此浸渣为铜;在上述浸出得到的液体中加入(NH4)S2O8, (NH4)S2O8会MnSO4发生离子反应:Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+,经过滤1即可除去固体MnO2;在过滤1后的溶液中加入H2O2溶液,随着H2O2溶液的加入会发生如下离子反应:, ,同时,H3AsO3在氧化剂存在条件下被氧化成H3AsO4,方程式为,在净化过程中会和发生离子反应:,经过过滤2就可以除去、;过滤2得到的滤液中还剩余ZnSO4、PbSO4,锌比铅活泼,因此可以通过加入锌粉净化PbSO4,同时还不加入新杂质,反应的离子方程式为:,经过过滤3即可得到滤渣铅单质;经过过滤3得到的滤液中只剩下ZnSO4,往该溶液中加入Na3PO4发生反应,3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4,将得到的沉淀物质用水洗涤数次,用氯化钡检验硫酸根离子,直到无硫酸根离子时,即可压滤得到成品Zn3(PO4)2·2H2O;据上述过程解答。
【详解】(1)A.用浓硫酸代替稀硫酸,铁会钝化不反应,降低浸出率, A项错误;
B.浸出率与液固比、浸出时间、搅拌时间、浸出温度有关,适当升高浸取液的温度,可以提高浸出率,B项正确;
C.将“浸渣”再次浸取,可以提高浸出率,C项正确;
D.缩短“浸出”时间,反应不充分时,会降低浸出率,D项错误;
故答案为:BC;
(2)据流程图可知,用稀硫酸浸出得到的液体中含有MnSO4,“除锰”时,加入(NH4)S2O8得到MnO2,故“除锰”发生离子反应为:Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+。故答案为:Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+;
(3)流程中除铁、砷时,在过滤1后的溶液中加入H2O2溶液,随着H2O2溶液的加入会发生如下离子反应:,,同时H3AsO3在氧化剂存在条件下被氧化成H3AsO4,方程式为,在净化过程中会和发生离子反应:,由上方程式可知当生成8.9gFeOOH和7.8gFeAsO4时,存在关系式,,解得x=0.05mol,y=0.04mol,因此消耗H2O2共0.09mol。故答案为:0.09;
(4)过滤2得到的滤液中还剩余ZnSO4、PbSO4,锌比铅活泼,因此可以通过加入锌粉置换出Pb,同时还不加入新杂质。故答案为:置换出铅;
(5)经过过滤3得到的溶液中只剩下Zn SO4,“沉锌”时往该溶液中加入Na3PO4发生反应:3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4。故答案为:3ZnSO4+2Na3PO4+2H2O=Zn3(PO4)2·2H2O↓+3Na2SO4;
(6)由“沉锌”发生的反应可知,“沉锌”得到“产品”还含有部分杂质Na2SO4和水,过滤后需要再洗涤多次,把杂质洗干净之后才能干燥得到纯净的固体Zn3(PO4)2·2H2O;洗涤过程中,可以通过检验最后一次过滤的滤液中是否还含有硫酸根离子来验证产品是否已洗涤干净,验证硫酸根的办法是取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的溶液,若不产生沉淀,说明已洗涤干净。故答案为:过滤;干燥;取最后一次的洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的溶液,若不产生沉淀,说明已洗涤干净;
(7)磷酸锌防腐机理是在钢铁表面形成组成近似为Zn2Fe(PO4)2·4H2O的覆盖膜,则在形成该覆盖膜的过程中,钢铁里的活泼金属铁做负极,失电子变成亚铁离子,负极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。故答案为:Fe-2e-=Fe2+。
27.(1)O2+4e-=2O2-
(2)负
(3)C
(4)减弱
【分析】该燃料电池中通入空气的电极为正极,通入天然气的一极为负极。
【详解】(1)燃料电池通空气的极为正极,正极电极反应为O2+4e-=2O2-。
(2)原电池工作时阴离子向负极移动,O2-向负极移动。
(3)CH4的燃料电池能产物堵塞电极的只能是不完全氧化产物C。
(4)若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O,所以负极附近碱性会减弱。
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