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人教版 高中化学 必修二 第6单元 单元练习卷A
一、单选题
1.金属镁和铝设计成如图所示的原电池。下列说法正确的是( )
A.铝作该原电池的负极
B.溶液中向极移动
C.电极的电极反应式为
D.电流方向为A
2.下列变化中,需要加入氧化剂的是( )
A.SO2→S B.HCl→H2 C.FeCl2→FeCl3 D.Fe2O3→Fe
3.2022年6月17日,中国第三艘航空母舰——“福建舰”正式下水,它是目前世界上最大的常规动力航母,配置了先进的电磁弹射和阻拦装置。下列说法错误的是( )
A.电磁弹射技术可使舰载机快速起飞,电能属于一级能源
B.氮化镓常用于雷达系统,其属于新型无机非金属材料
C.低磁合金钢常用于舰体材料,其强度高于纯铁
D.航母燃料是重油,重油通过燃烧将化学能转变为热能、机械能等
4.下列说法正确的是( )
A.吸热反应在常温下一定不能发生
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.在水煤气燃烧的反应中,化学能只转化为热能
D.旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成所释放的能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热
5.下列说法错误的是( )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.当生成物总能量高于反应物总能量时,反应吸热
D.化学反应能量变化多少与反应物和生成物的聚集状态有关
6.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列现象与氧化还原反应无关的是( )
A B C D
铜制器具产生铜绿 铁制菜刀生锈 金属冶炼 醋酸除水垢
A.A B.B C.C D.D
7.对于反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g),在不同条件下的化学反应速率最快的是( )
A.v(CO)=1.5mol L-1 min-1 B.v(NO2)=0.7mol L-1 min-1
C.v(N2)=0.4mol L-1 s-1 D.v(CO2)=1.1mol L-1 min-1
8.对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.水样pH越大,M的分解速率越快
B.水样中添加Cu2+,不能加快M的分解速率
C.由①、③得,反应物浓度越大,M的分解速率越快
D.在0~20min内,②中M的分解速率为0.15mol·L-1·min-1
9.五千年中华文化不仅能彰显民族自信、文化自信,还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是( )
A.王维的“大漠孤烟直,长河落日圆”中的“烟”是胶体
B.白居易的“绿蚁新酒,红泥小火炉”中“红泥”一定含有Fe3O4
C.苏味道的“火树银花合,星桥铁锁开”中“火树银花”与金属的焰色反应有关
D.曹植的“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中涉及的能量变化主要是化学能转化为热能
10. 为白色粉末,微溶于水,溶于浓盐酸或 浓溶液,不溶于乙醇。往硫酸铜溶液中加入 , ,进行“还原,氯化”时, 和 的用量对 产率的形响如图1、图2所示。下列说法中正确的是( )
A.反应的离子方程式为
B.为减少 的溶解损耗,可用乙醇洗涤沉淀
C. 的用量越多, 越大, 的产率越大
D. 易被空气氧化为 ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为
11.盐酸与块状CaCO3反应时,不能使反应最初的速率明显加快的是
A.将盐酸的用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍,用量减半
C.温度升高30 ℃
D.将块状CaCO3粉碎后再与盐酸反应
12.尿素[CO(NH2)2]燃料电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电,其装置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该装置是将化学能转化为电能 B.A极为负极,发生还原反应
C.电流从B极经导线流向A极 D.B极反应式:O2+4e-+4H+=2H2O
13.在一定条件下,利用 CO2 合成 CH3OH 的反应如下:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)△H1,研究发现,反应过程中会有副反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) △H2。温度对 CH3OH、CO 的产率影响如图所示。下列说法中,错误的是( )
A.△H1 < 0,△H2 > 0
B.增大压强可以缩短合成反应达到平衡所需的时间
C.生产过程中,温度越高越有利于提高 CH3OH 的产率
D.合成 CH3OH 反应的平衡常数表达式是K=
14.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率为1mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为1mol·L-1
B.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
二、多选题
15.将5.0g在空气中久置的铝片投入盛有50mL,0.5mol/L硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率[v(H2)]与反应时间(t)可用如图所示的曲线来表示,下列推论正确的是( )
A.O→a段无气体生成,发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
B.b→c段产生氢气的速率增加较快,说明金属Al与稀硫酸的反应是放热反应
C.t=c时,反应产生的气体的物质的量达到最大值
D.t>c时,产生氢气的速率减慢,主要是因为反应不再放热
16.合成氨对解决粮食问题贡献巨大,反应如下:。该反应的能量变化及微观历程的示意图如图所示表示物质吸附在催化剂表面的形态)。下列说法错误的是( )
A.在催化剂表面只存在的断裂,不存在的形成
B.图2中②③的过程吸收能量
C.③④的过程可表示为:
D.其他条件相同,使用催化剂可以减少合成氨反应放出的热量
17.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理如图所示,其中NH3被氧化为常见的无毒物质。下列说法正确的是 ( )
A.溶液中OH-向电极b移动
B.电极b上发生氧化反应
C.负极的电极反应为2NH3-6e -+6OH- =N2+6H2O
D.理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:3
18.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。某反应还原过程的反应式为:NO +4H++3e-→NO↑+2H2O,下列物质中能使该还原过程发生的有( )
A.Zn B.Cu2O C.Na2CO3 D.KMnO4
19.原子钟是一种精度极高的计时装置,镍氢电池可用于原子钟的制作,某储氢的镧镍合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液组成的镍氢电池如下图所示,反应原理为LaNi5H6+6NiO(OH) LaNi5+6NiO+6H2O。 下列有关说法错误的是( )
A.充电时a电极为电池的阳极
B.放电时镍氢电池负极附近碱性增强
C.充电时每转移1mole-,理论上b电极质量增加17 g
D.放电时正极反应为6NiO(OH)+6e-=6NiO+ 6OH-
三、填空题
20.用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是 。
②正极的电极反应式是 。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO3-的去除率 接近100% <50%
24小时pH 接近中性 接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是 。
(3)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO3-的去除率 约10% 约3%
1小时pH 接近中性 接近中性
与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因: 。
21.由铜、铁和硫酸铜溶液组成的原电池中,作正极的是 ,正极的电极反应式为 ;作负极的是 ,电子由 (填“正”或“负”,下同)极经导线移向 极,总反应的离子方程式为 。
22.反应2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中,氧化剂是 ,还原剂是 。
四、实验探究题
23.高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(1)I.实验室里欲用固体来配制的溶液。
实验中用托盘天平需称取固体的质量为 g。
(2)配制溶液时,用到的玻璃仪器有烧杯,玻璃棒,量筒、 。
(3)在整个配制过程中玻璃棒所起的作用有 。
(4)下列操作会使所配溶液浓度偏高的是 (填字母序号)。
a.称取高锰酸钾过程中试剂与砝码位置错放
b.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
c.定容读数时,俯视容量瓶上的刻度线
d.定容摇匀后发现液面低于刻度线又加水至刻度线
(5)Ⅱ.用上述酸性溶液来测定溶液的物质的量浓度。
向溶液中滴加的酸性标准溶液,消耗标准溶液的体积为。
已知:酸性溶液与溶液反应生成和一种常见的气体。该反应的离子方程式为
(6)达到反应终点时的现象为 。
24.兴趣小组探究实验室中制备Cl2的过程,为证明过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置,按要求回答问题:
(1)若用浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2。MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
①用双线桥表示该反应的电子转移 。
② 作氧化剂 , 作还原产物。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为 ,作用是 。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是 。
③写出装置G中发生反应的离子方程式: 。
25.硫及其化合物是重要的化工原料,某学习小组对某些硫的化合物性质和制备进行如下实验探究:
(1)Ⅰ.探究实验一:将一定量的浓H2SO4与足量Zn置于装置A中充分反应,对反应后的气体X进行气体成分分析(水蒸气除外)。
回答下列问题:
气体X中除水蒸气之外,还可能有的气体是 。
(2)B中的试剂可能是 ,酸性KMnO4溶液的作用是 。
(3)D、E装置用于证明气体X中的另一种组分,按照D、E装置顺序观察到的实验现象分别是 、 。
(4)Ⅱ.探究实验二:制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)并探究其性质。
制取Na2S2O3(装置如下图,夹持装置省略)。
①装置B中生成Na2S2O3的同时也生成CO2,反应的离子方程式为 。
②除搅拌和使用多孔球泡外,再写出一种可以提高B中吸收SO2效率的方法 。
(5)探究Na2S2O3的性质(反应均在溶液中进行),请填空:
Na2S2O3性质 实验操作 实验现象
探究1 Na2S2O3溶液的酸碱性 pH=8
探究2 Na2S2O3的还原性 向新制的溴水中滴加Na2S2O3溶液
五、综合题
26.分类法是进行化学研究的重要方法。不同的标准可以把事物分为不同的类别。
(1)Ⅰ.现有以下物质:①固体碳酸氢钠 ②③④胶体 ⑤溶液⑥干冰 ⑦稀盐酸 ⑧蔗糖
以上物质中属于混合物的是 (填序号,下同),属于电解质的是 。
(2)向④中逐滴滴加⑦至过量,可观察到的现象是 。
(3)写出⑤中溶质的电离方程式 。
(4)Ⅱ.采用不同的标准可以把化学反应分为:四种基本反应类型和离子反应、氧化还原反应。
如图为离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系,其中表示离子反应的是 (填字母)。
(5)②和⑦的反应与上述三种反应类型均符合,写出其反应的离子方程式 。
27.电能是现代社会应用最广泛的能源之一。
(1)某原电池装置如图所示。其中,电极为原电池的 极(填“正”或“负”),电解质溶液中的阴离子向 极(填“铜”或“锌”)移动,铜极上的现象 。
(2)电极的电极反应式是 。
(3)电极上发生的反应属于 (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)当铜表面析出氢气(标准状况)时,导线中通过了 电子。
(5)下列反应通过原电池装置,不能实现化学能直接转化为电能的是 (填序号)。
①②③
28.高铁酸盐是一种原料价廉、来源广泛的新型强氧化剂,在化工制备、电池材料和水处理等方面具有广泛的应用前景。高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种优良的多功能水处理剂,工业上制备高铁酸钠有两种方法,主要反应原理如下:
①湿法制备:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
②干法制备:FeSO4+2Na2O2=Na2FeO4+Na2SO4
(1)Na2FeO4中Fe元素的化合价为 ,Na2O2中阳离子与阴离子数目之比为 。
(2)用双线桥标出①中电子转移的方向和数目 。该反应每生成1molNa2FeO4,转移的电子数为 。
(3)由②可得氧化性:Na2O2 Na2FeO4(选填“<”或“>”),高铁酸钠在水中可被还原为Fe3+,它可作为优良水处理剂的原因是 。
(4)工业上常用二氧化氯(ClO2)、高铁酸钠(Na2FeO4)等替代传统的Cl2对淡水进行处理。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒的效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 (填化学式)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.Mg比Al活泼,且Mg能与硫酸反应,因此Mg为负极,Al为正极,故A不符合题意;
B.根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,即向Mg极移动,故B不符合题意;
C.根据上述分析,Mg为负极,电极反应式为Mg-2e-=Mg2+,故C不符合题意;
D.电流方向是正电荷定向移动方向,从正极流出,因此电流方向是Al→A→Mg,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A、电解质是稀硫酸,因此活泼金属做负极;
B、原电池中,阴离子移向负极,阳离子移向正极;
C、原电池中,负极材料失去电子;
D、电流从正极经过导线流向负极,电子反之。
2.【答案】C
【解析】【解答】A. SO2→S中硫元素化合价降低,需要加入还原剂,A不符合;
B. HCl→H2中氢元素化合价降低,需要加入还原剂或电解,B不符合;
C. FeCl2→FeCl3中铁元素化合价升高,需要加入氧化剂,C符合;
D. Fe2O3→Fe中铁元素化合价降低,需要加入还原剂,D不符合;
故答案为:C。
【分析】需要加入氧化剂,则选项中物质是还原剂,在反应中有关元素的化合价应该是升高的,据此判断。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.电能需要其他能量转化,属于二级能源,A符合题意;
B.氮化镓属于高科技材料,为新型无机非金属材料,B不符合题意;
C.合金与成分金属相比,具有熔点低、硬度大、机械强度更高等优点,合金钢强度高于纯铁,C不符合题意;
D.重油是通过石油分馏后得到的含碳量较高的有机物,可以通过燃烧将化学能转变为热能、机械能等,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A项中电能属于二级能源,其它选项均正确。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.吸热反应在常温下可能发生,如八水氢氧化钡与氯化铵研磨反应生成氯化钡、氨气和水,故A不符合题意;
B.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应是放热反应,但需要高温条件才能反应,故B不符合题意;
C.在水煤气燃烧的反应中,化学能转化为热能和光能,故C不符合题意;
D.旧化学键断裂需要吸收能量,新化学键形成会释放能量,反应是放热还是吸热取决于吸收能量和释放能量的相对大小,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、吸热反应能否在常温下进行还和熵变有关;
B、吸热反应和是否需要加热没关系;
C、水煤气在使用时会发光;
D、旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成所释放的能量的相对大小决定反应是放热还是吸热 。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.在化学反应中,物质发生变化 ,是因为旧的化学键断裂,新的化学键生成,而旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量,这两股能量的不同而必然造成能量的变化,A符合题意;
B.旧键断裂要吸收能量,新键形成要放出能量,这两股能量的不同而必然造成能量的变化,B不符合题意;
C.当生成物的总能量高于反应反应物的总能量,则反应物需要吸收能量才能达到生成物的能量,C不符合题意;
D.反应物和生成物的聚集状态不同,则能量不同,故化学反应能量变化的多少与反应物和生成物的聚集状态有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.化学反应过程中一定伴随能量的变化;
B.化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要释放能量;
C.当生成物总能量高于反应物总能量时,为吸热反应;
D.反应热的大小与反应物和生成物的种类、物质的量、聚集状态等有关。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.铜是金属单质,产生铜绿,铜的化合价发生了变化,发生了氧化还原反应;不符合题意
B.铁是金属单质,铁生锈是铁被氧化的过程,发生氧化还原反应;不符合题意
C.金属冶炼是金属由正价被还原为0价的过程,发生氧化还原反应;不符合题意
D.醋酸和水垢的成分CaCO3、Mg(OH)2等发生的是复分解反应,不属于氧化还原反应;符合题意
故答案为:D。
【分析】根据青铜器为铜单质,铜绿为碱式碳酸铜,铜元素化合价发生变化,为氧化还原反应解答;
B、根据铁锈化学式为Fe2O3,铁单质变为氧化铁,铁元素化合价发生变化,为氧化还原反应解答;
C、根据金属冶炼,将金属矿石经过氧化还原反应后,被还原为金属单质解答;
D、根据水垢主要成分为碳酸钙,醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙,二氧化碳,水,各元素化合价不变解答;
7.【答案】C
【解析】【解答】如果该反应都用CO表示反应速率,则:
A.v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1;
B.v(CO)=2v(NO2)=2×0.7 mol·L-1·min-1=1.4 mol·L-1·min-1;
C.v(CO)=4v(N2)=4×0.4 mol·L-1·s-1=1.6 mol·L-1·s-1=96 mol·L-1·min-1;
D.v(CO)=v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1;
综上所述C表示的速率最快,
故答案为:C。
【分析】要判断一个反应的快慢,除了利用化学计量数之比等于物质的量之比,转为相同物质计算,还可以利用化学反应速率除以相应物质的化学计量数,得到的数据大小进行判断。
8.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,pH:①>②,溶液初始浓度相同,斜率:①<②,说明水样pH越大,反应速率越慢,故A不符合题意;
B.初始浓度都为0.20mol/L、pH=4时,③中不加Cu2+,④中加入Cu2+,斜率:③<④,反应速率:③<④,所以水样中添加Cu2+,能加快M的分解速率,故B不符合题意;
C.①、③pH相同,初始浓度:①>③,斜率:①>③,则反应速率:①>③,说明反应物浓度越大,M的分解速率越快,故C符合题意;
D.0~20min内,②中M的平均分解速率,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据控制变量法,结合曲线的斜率越大物质反应速率越快进行分析。注意分解速率=。
9.【答案】B
【解析】【解答】解:A.“大漠孤烟直,长河落日圆”中的“烟”是固体小颗粒与空气形成的胶体,故A符合题意;
B.Fe3O4是黑色固体,“红泥”中含有红棕色的Fe2O3,不一定含有Fe3O4,故B不符合题意;
C.“火树银花”是不同金属元素灼烧产生的现象,与金属的焰色反应有关,故C符合题意;
D.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中涉及的能量变化主要是化学能转化为热能,故D符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.烟是固体小颗粒分散在空气中形成胶体
B.炉具一般是铁制备的,铁长时间在空气中易生锈,因此红泥指的是氧化铁
C.主要是不同的金属元素进行燃烧时产生不同的颜色变化,主要是焰色反应
D.可燃物燃烧时会释放热能
10.【答案】B
【解析】【解答】A.往硫酸铜溶液中加入 、 发生氧化还原反应生成 和硫酸钠,反应的离子方程式为 ,故A不符合题意;
B. 不溶于乙醇,为减少 的溶解损耗,可用乙醇洗涤沉淀,故B符合题意;
C.根据图2可知,n(NaCl):n(CuSO4)大于1.5时, 的用量越多, 的产率越小,故C不符合题意;
D. 易被空气氧化为 ,铜元素化合价由+1升高为+2, 是还原剂,氧元素化合价由0降低为-2,氧气是氧化剂,根据得失电子守恒,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.CuSO4与Na2SO3、NaCl在溶液中反应生成CuCl、Na2SO4;
B.CuCl微溶于水,不溶于乙醇;
C.随着c(Cl-)的增大,CuCl的产率先增大后减小;
D.CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的方程式为4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.盐酸的用量增加,但是浓度不变,化学反应速率不变,A符合题意;
B.盐酸浓度增大,尽管用量减半了,化学反应速率就会加快,化学反应速率只与浓度有关,跟用量无关,B不符合题意;
C.升高温度,化学反应速率加快,C不符合题意;
D.粉碎后,接触面积增大 ,化学反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】增大化学反应速率的方法:升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂,增大接触面积,气体的反应压缩体积。
12.【答案】B
【解析】【解答】A.该装置为原电池装置,放电过程中将化学能转化为电能,A不符合题意;
B.A电极上,CO(NH2)2和H2O反应生成N2和CO2,过程中氮元素的化合价升高,发生氧化反应,因此A电极为负极,发生氧化反应,B符合题意;
C.由图可知,电子从A电极移向B电极,而电子定向移动的反方向为电流的方向,因此电流从B电极经导线流向A电极,C不符合题意;
D.B电极上,O2发生得电子的还原反应生成H2O,由于电解质溶液为稀硫酸,因此B电极的电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A、该装置为原电池装置,据此判断能量转化方式;
B、结合A电极上物质的转化,通过化合价变化,判断电极属性;
C、电子定向移动的反方向为电流的方向;
D、根据B电极的物质转化,结合电解质溶液的酸碱性,书写电极反应式;
13.【答案】C
【解析】【解答】A.从图中可以看出,CH3OH的产率随温度升高而减小,说明合成CH3OH的反应为放热反应,故△H1< 0,CO的产率随温度升高而增大,副反应为吸热反应,故△H2> 0,故A不符合题意;
B.增大压强,物质的浓度增大,反应速率加快,故可以缩短合成反应达到平衡所需的时间,故B不符合题意;
C.生产过程中,温度越高,合成CH3OH的反应平衡逆向移动,导致产率减小,同时副反应正向移动,故温度越高,越不利于提高CH3OH的产率,故C符合题意;
D.根据合成CH3OH反应方程式可知,由于H2O是气体,故该反应的平衡常数表达式是K= ,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】C、该反应为放热反应,温度越高,反应逆向进行,产率减小
14.【答案】B
【解析】【解答】A.因化学反应速率为平均速率,则化学反应速率为1mol/(L s)是指1s内该物质的浓度变化量为1mol/L,故A不符合题意;
B.化学反应速率是描述化学反应快慢的物理量,根据化学反应速率可以知道化学反应进行的快慢,故B符合题意;
C.反应速率与现象无关,反应速率快的,现象可能明显,也可能不明显,故C不符合题意;
D.化学反应速率为单位时间内浓度的变化量,则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示,固体或纯液体的浓度变化视为0,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示,数学表达式为:v= ,单位:mol/(L s)或mol/(L min),需要注意的是:同一反应,速率用不同物质浓度变化表示时,数值可能不同,但数值之比等于方程式中各物质的化学计量数比;不能用固体和纯液体物质表示浓度。
15.【答案】A,B
【解析】【解答】A.铝的表面有一层致密的Al2O3,对内部的Al单质起到一定的保护作用;因此图像中,开始不生成氢气,是因为发生的是氧化铝与硫酸的反应;A项符合题意;
B.在反应过程中,硫酸浓度减小,会导致反应速率减小;但由于反应放热会使溶液温度升高,从而导致反应速率加快,由于a—b阶段,反应速率是加快的,所以温度升高是其主要原因,B项符合题意;
C.Al与硫酸的反应一直进行,也一直在生成氢气,C项不符合题意;
D.随着反应进行,反应一直放热,体系内温度会升高,硫酸浓度会下降,因此t>c时,产生氢气速率下降的原因是硫酸浓度下降导致的,D项不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】A.O→a段发生的反应为氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水;
B.金属和酸生成氢气的反应为放热反应;
C.t=c之后仍反应产生气体;
D.t>c时产生氢气速率下降是硫酸浓度下降导致的。
16.【答案】A,D
【解析】【解答】A.在催化剂表面存在 , H-H断裂,A符合题意;
B.图2中②③是断键吸收能量的过程,B不符合题意;
C.③④是N原子、H原子形成NH3分子,可表示为: ,C不符合题意;
D.催化剂不能改变反应物和生成物的能量,D符合题意;
故答案为:AD
【分析】A.化学键的断裂判断;
B.断开化学键是吸收能量;
C.N原子、H原子形成NH3分子 ;
D.催化剂不能改变反应物和生成物的能量。
17.【答案】C,D
【解析】【解答】A.a是负极,原电池中阴离子移向负极,溶液中OH-向电极a极移动,故A不符合题意;
B.电极b上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,故B不符合题意;
C.a是负极,氨气失电子发生氧化反应生成氮气,负极的电极反应为2NH3-6e -+6OH- =N2+6H2O,故C符合题意;
D.NH3中N元素化合价由-3升高为0、O2中O元素化合价由0降低为-2,根据得失电子守恒,理论上反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:3,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】首先判断该原电池正负极,NH3变成N2,发生氧化反应,做负极,O2做正极,然后书写正负极电极反应,注意电解质溶液的环境
18.【答案】A,B
【解析】【解答】A.Zn有还原性,能使NO3-发生还原反应,二者反应生成Zn(NO3)2、NO和水,反应方程式为8HNO3+3Zn=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O,该反应中N元素的化合价降低,Zn元素的化合价升高,故A符合题意;
B.Cu2O有还原性,所以能使NO3-发生还原反应,二者反应生成Cu(NO3)2、NO和水,反应方程式为14HNO3+3Cu2O=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O,该反应中N元素的化合价降低,Cu元素的化合价升高,故B符合题意;
C.Na2CO3中Na元素和C元素的化合价已是最高价,不能再失电子,O元素不易再失电子,所以Na2CO3没有氧化性和还原性,故C不符合题意;
D.KMnO4中K元素和Mn元素的化合价已是最高价,不能再失电子,O元素不易再失电子,所以KMnO4有强氧化性,无还原性,故D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】该反应中N元素的化合价降低,硝酸根离子发生还原反应,Zn、Cu2O、 Na2CO3、 KMnO4四种物质中,Na2CO3没有氧化性和还原性,KMnO4具有强氧化性, Zn和Cu2O有还原性,所以能使硝酸根离子发生还原反应,以此来解答。
19.【答案】A,B
【解析】【解答】A. 据分析,充电时a电极为电池的阴极,A符合题意;
B. 放电时,镍氢电池负极发生氧化反应,电极反应为:LaNi5H6-6e-+ 6OH-=LaNi5+6H2O,故附近碱性减弱,B符合题意;
C. 充电时,b电极上发生氧化反应,电极反应为: 6NiO+6OH--6e-=6NiO(OH),从NiO转变为NiO(OH),电极质量增加,增加的是“OH-”的质量,则每转移1mole-,理论上b电极质量就17 g,C不符合题意;
D. 放电时正极反应发生还原反应,电极反应式为6NiO(OH)+6e-=6NiO+ 6OH-,D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】该电池放电时,其负极的电极反应式为LaNi5H6-6e-+6OH-=LaNi5+6H2O;正极的电极反应为6NiO(OH)+6e-=6NiO+6OH-。放电过程负极的反应的逆反应为充电过程的阴极反应,放电过程正极反应的逆反应为充电过程的阳极反应。据此结合选项进行分析。
20.【答案】(1)铁;NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O
(2)因为铁表面生成不导电的FeO(OH),阻止反应进一步发生
(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑,初始pH较小,氢离子浓度高,产生的Fe2+浓度大,促使FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4,使反应进行的更完全,初始pH高时,产生的Fe2+浓度小,从而造成NO3-去除率和铁的最终物质形态不同
【解析】【解答】 (1)①由Fe还原水体中的NO3-的反应原理图可知,Fe被氧化作负极,答案为:铁;②正极是硝酸根离子被还原为NH4+,该溶液为酸性电解质溶液,结合元素和电荷守恒可知电极反应式为:NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O,答案为:NO3-+8e-+10H+=NH4++3H2O;
(2)从pH对硝酸根去除率的影响来看,初始pH=4.5时去除率低,主要是应为铁离子容易水解生成FeO(OH),同时生成的Fe3O4产率降低,且生成的FeO(OH)不导电,所以NO3-的去除率低,答案为:FeO(OH)不导电,阻碍电子转移 ;
(3)由于Fe3+的水解,所以pH越高,Fe3+越容易生成FeO(OH),FeO(OH)又不导电,所以NO3-的去除率越低,答案为:初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足 。
【分析】(1)根据原电池原理判断电池的负极,在原电池的正极上硝酸根离子被还原为铵根离子,据此书写电极方程式;
(2)pH=4.5时生成FeO(OH),阻止电流的形成;
(3)根据pH的高低分析氢离子的浓度对亚铁离子的形成产生的影响进行分析即可。
21.【答案】铜;Cu2+ + 2e- = Cu;铁;负;正;Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
【解析】【解答】在该原电池中,做正极的是铜,电解质溶液中的Cu2+在正极发生得电子的还原反应,生成Cu,其电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;做负极的是铁;在原电池中,电子由负极,经导线流向正极;该原电池的总反应式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;
【分析】在该原电池中,电池总反应为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;其中铁作为负极,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;铜作为正极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为:Cu2++2e-=Cu;据此结合题干设问分析作答。
22.【答案】KMnO4;HCl
【解析】【解答】反应2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中Mn元素化合价从+7价降低到+2价,得到电子,被还原,氧化剂是KMnO4,Cl元素化合价从-1价升高到0价,失去电子,被氧化,还原剂是HCl。
【分析】反应中Mn元素化合价降低,Cl元素化合价升高,根据元素的化合价的变化可判断相关概念,结合方程式计算相关物理量。
23.【答案】(1)4.0
(2)250mL容量瓶和胶头滴管
(3)搅拌、引流
(4)c
(5)2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(6)滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色且半分钟内不复原
【解析】【解答】(1)配制的KMnO4溶液需要250mL容量瓶,则需要高锰酸钾的质量为:0.1mol/L×0.25L×158g/mol=3.95g,所以实验中用托盘天平需称取固体的质量为4.0g,故答案为:4.0;
(2)根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶和胶头滴管,缺少的仪器为:250mL容量瓶和胶头滴管,故答案为:250mL容量瓶和胶头滴管;
(3)玻璃棒在溶解时作用为搅拌,在移液操作时作用为引流,故答案为:搅拌、引流;
(4)a.称取高锰酸钾过程中不需要游码,因此试剂与砝码位置错放不影响结果;
b.容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理不影响溶液体积和溶质质量,不影响结果;
c.定容读数时,俯视容量瓶上的刻度线,溶液体积减少,浓度偏高;
d.定容摇匀后发现液面低于刻度线又加水至刻度线,导致溶液体积增加,浓度偏低;
故答案为c;
(5)已知酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应生成Mn2+和一种常见的气体,反应中双氧水被氧化,气体是氧气,该反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O。
(6)由于酸性高锰酸钾溶液显红色,则达到反应终点时的现象为滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色且半分钟内不复原。
【分析】(1)结合公式n=c·V和公式n=m/M判断;
(2)配制溶液的仪器有钥匙、托盘天平(或量筒)、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管;
(3)玻璃棒在溶解过程可以搅拌,在移液可以引流;
(4)结果偏大:砝码生锈,溶解后没有恢复到室温,读数时俯视刻线;
结果偏小:烧杯没有洗涤,读数时仰视刻线,摇匀后发现液面低于刻线继续加水,定容后发现液面超过刻线吸掉多余的部分,转移时由部分液体溅出;
无影响:容量瓶没有干燥;
(5)高锰酸根离子和过氧化氢、氢离子反应生成锰离子、氧气和水;
(6) 滴入最后半滴标准液,溶液颜色变为浅红色且半分钟内不复原 。
24.【答案】(1);MnO2;MnCl2
(2)无水硫酸铜;检验有水挥发出来;干燥的氯气无漂白作用,潮湿的氯气与水反应生成次氯酸,其具有漂白性;Ag++Cl-=AgCl↓
【解析】【解答】(1)在反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,Mn由+4价降低为+2价,Cl由-1价部分升高为0价。
①双线桥表示该反应的电子转移方向和数目的方程式为 。答案为: ;②在此反应中,MnO2中Mn价态降低,作氧化剂,MnCl2含价态降低元素,作还原产物。答案为:MnO2;MnCl2;(2)①检验气体时,应先检验水蒸气,常使用无水硫酸铜,通过变蓝可确定有水挥发出来。答案为:无水硫酸铜;检验有水挥发出来;②装置D中干燥的有色布条不褪色,E中潮湿的有色布条褪色。从而表明:干燥氯气没有漂白性,潮湿的氯气因与水发生反应生成次氯酸,从而表现出漂白性。答案为:干燥的氯气无漂白作用,潮湿的氯气与水反应生成次氯酸,其具有漂白性;③氯气溶于水后,与水反应生成HCl,电离出的Cl-能与Ag+发生反应,生成白色沉淀,反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓。答案为:Ag++Cl-=AgCl↓。
【分析】(1)在反应MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O中,Mn由+4价降低为+2价,Cl由-1价部分升高为0价。
①用双线桥表示该反应的电子转移方向时,箭头从反应物中的变价元素,指向生成物中同一种变价元素;转移的数目是得电子总数,或者是失电子总数。②含价态降低元素的反应物作氧化剂,含价态降低元素的生成物作还原产物。(2)①检验气体时,应先检验水蒸气,常使用无水硫酸铜。②干燥氯气没有漂白性,潮湿的氯气因与水发生反应生成次氯酸,从而表现出漂白性。③氯气溶于水后,与水反应生成HCl,电离出的Cl-能与Ag+发生反应,生成白色沉淀。
25.【答案】(1)二氧化硫、氢气
(2)品红溶液(或酸性高锰酸钾、溴水);除去气体中残余的二氧化硫
(3)黑色粉末变红色;白色粉末变蓝色
(4)4SO2+2S2-+CO32-=3S2O32-+CO2;控制二氧化硫的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等
(5)把小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部,试纸变色后,与标准比色卡比较确定溶液的pH;溴水颜色变浅(或溴水褪色)
【解析】【解答】Ⅰ.(1)浓硫酸与Zn反应产生硫酸锌、二氧化硫和水,当反应进行到一定程度,浓硫酸变为稀硫酸,Zn与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气。所以气体X除水蒸气外还可能含有SO2、H2;(2)装置B的作用是检验SO2,SO2具有漂白性、还原性,可以选择品红溶液、酸性高锰酸钾溶液(或溴水)作为检验试剂;检验H2的生成之前,应先排SO2的干扰,故酸性高锰酸钾用来除去气体中残余的SO2;(3)
D、E装置用于证明气体X中的H2,D中H2还原黑色CuO粉末为红色的Cu单质,反应生成的水进入盛有无水硫酸铜的E装置中,会看到白色粉末硫酸铜结合水得到蓝色硫酸铜晶体;
Ⅱ.(4)①装置B中由A制得的SO2与Na2S、Na2CO3反应生成Na2S2O3的同时也生成CO2,根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒,可得离子方程式为:4SO2+2S2-+CO32-=3S2O32-+CO2;
②控制SO2的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等都可以提高B中吸收SO2效率;(5)探究1:由实验现象pH=8可知探究1为测定Na2S2O3溶液的pH值,操作为:把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部,待试纸变色后,与标准比色卡比较确定溶液的pH;
探究2:是要测定Na2S2O3溶液的还原性,向该溶液中加入溴水,溴水呈橙色,Na2S2O3溶液无色,若二者发生氧化还原反应,会看到的现象为:溴水颜色变浅(或溴水褪色)。
【分析】(1)浓硫酸与锌反应进行的程度越深,硫酸就会逐渐变为稀硫酸,反应生成物也会随之发生变化;
(2)二氧化硫具有漂白性和还原性,可以将品红溶液漂白褪色,同时可以与高锰酸钾和溴水发生氧化还原反应,使其褪色;
(3)氢气具有还原性,可以将氧化铜固体还原为铜单质;而检验水蒸气常用的物质为无水硫酸铜固体,如果固体变蓝说明体系中有水蒸气的存在;
(4)SO2与Na2S、Na2CO3反应生成Na2S2O3和CO2的离子方程式遵循电子守恒、电荷守恒等;
(5)硫代硫酸钠具有还原性,可以与具有氧化性的溴水发生氧化还原反应,现象就是溴水会褪色。
26.【答案】(1)④⑤⑦;①③
(2)先生成红褐色沉淀后沉淀逐渐溶解
(3)
(4)C
(5)
【解析】【解答】①固体碳酸氢钠属于盐,是纯净物,溶于水能电离出自由移动的离子,属于电解质;
②铁是金属单质,是纯净物,单质既不是电解质也不是非电解质;
③碳酸钙属于盐,是纯净物,熔融状态下能电离出自由移动的离子,属于电解质;
④氢氧化铁胶体是混合物,混合物既不是电解质也不是非电解质;
⑤硫酸氢钠溶液是混合物,混合物既不是电解质也不是非电解质;
⑥干冰是非金属氧化物,是纯净物,属于非电解质;
⑦稀盐酸是混合物,混合物既不是电解质也不是非电解质;
⑧蔗糖是纯净物,属于非电解质。
(1)由分析可知,④⑤⑦是混合物,①③是电解质,故答案为:④⑤⑦;①③;
(2)向氢氧化铁胶体中加入稀盐酸时,稀盐酸先使氢氧化铁胶体发生聚沉得到红褐色的氢氧化铁沉淀,后氢氧化铁沉淀与稀盐酸发生中和反应生成氯化铁和水,观察到的现象为先生成红褐色沉淀后沉淀逐渐溶解,故答案为:先生成红褐色沉淀后沉淀逐渐溶解;
(3)硫酸氢钠在溶液中电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为,故答案为:;
(4)有单质参加和单质生成的置换反应一定有属于氧化还原反应,在水溶液中进行的置换反应和氧化还原反应属于离子反应,有化合价变化的离子反应属于氧化还原反应,则A为氧化还原反应、B为置换反应、C为离子反应,故答案为:C;
(5)铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,属于置换反应、氧化还原反应和离子反应,反应的离子方程式为,故答案为:。
【分析】(1)混合物:有多种分子的物质;
电解质:在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,常见的有酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水;
(2)氢氧化铁胶体被盐酸聚沉,后溶于盐酸;
(3)硫酸氢钠为强酸酸式盐,水溶液下可以电离为钠离子、氢离子和硫酸根离子;
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应,离子反应有一部分属于氧化还原反应;
(5)铁和氢离子反应生成亚铁离子和氢气。
27.【答案】(1)负;锌;有气泡产生
(2)
(3)还原
(4)0.4
(5)①
【解析】【解答】(1) Zn比Cu活泼, 电极为原电池的负极,Cu电极为原电池的正极,电解质溶液中的阴离子向锌极(负极)移动,铜极上的现象是:有气泡产生;
(2) 电极为原电池的负极,电极方程式为 ;
(3) Cu电极为原电池的正极,发生的反应属于还原反应;
(4) 标准状况下H2物质的量是0.2mol,导线中通过了0.4mol电子;
(5)②和③是氧化还原反应,能实现化学能直接转化为电能,①不是氧化还原反应,不能实现化学能直接转化为电能,选①;
【分析】(1) Zn比Cu活泼, 电极为原电池的负极,Cu电极为原电池的正极,电解质溶液中的阴离子向锌极(负极)移动;
(2) 负极电极方程式为 ;
(3) 原电池正极发生的反应属于还原反应;
(4) 标准状况下气体物质的量和转移电子数的计算;
(5) 氧化还原反应,能实现化学能直接转化为电能,不是氧化还原反应,不能实现化学能直接转化为电能。
28.【答案】(1)+6;2:1
(2);3NA
(3)>;高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,能吸附水中悬浮杂质而沉淀
(4)ClO2、Cl2、Na2FeO4
【解析】【解答】(1)Na2FeO4中Fe元素的化合价为+6价,Na2O2中阳离子为Na+与阴离子为O,故数目之比为2:1。
(2)2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O反应中,NaClO中氯元素由+1价降低到NaCl中的-1价,发生了还原反应,NaClO做氧化剂,3NaClO完全被还原,转移6mol电子;Fe(OH)3中铁元素由+3价升高到Na2FeO4中+6价,发生了氧化反应,Fe(OH)3做还原剂,Na2FeO4为氧化产物。;该反应每生成1molNa2FeO4,转移的电子数为3NA。
(3)根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可得氧化性Na2O2>Na2FeO4,高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,能吸附水中悬浮杂质而沉淀。
(4)二氧化氯的消毒效率为,高铁酸钠的消毒效率为,氯气的消毒效率为,所以ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO2、Cl2、Na2FeO4。
【分析】(1)结合钠和氧两种元素判断铁元素的价态;
(2)氯元素化合价降低,发生还原反应,铁元素化合价升高,发生氧化反应;
(3)结合氧化性的比较,可以知道氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;
(4)电子数的计算可以结合化合价进行判断,根据氧化剂以及还原产物的化合价差计算电子数。
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