2025人教版高中化学选择性必修1同步--综合测评（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修1
综合测评
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意。
1.受全球低碳节能环保理念以及我国“双碳”政策的影响,“地沟油”华丽变身,用于生产生物柴油。下列说法不合理的是(　　)
A.生物柴油不属于化石能源
B.“地沟油”经过加工处理可用作生物柴油,实现了厨余垃圾的合理利用
C.生物柴油的燃烧需要点燃,属于吸热反应
D.生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
2.化学与生活息息相关。下列有关说法错误的是(　　)
A.用可溶性的铝盐或铁盐处理水中的悬浮物
B.银制器物久置表面变暗与电化学腐蚀有关
C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
D.电热水器用镁棒防止加热棒腐蚀,原理是牺牲阳极法
3.下列溶液一定呈中性的是(　　)
A.pH=7的溶液
B.KW=1.0×10-14的溶液
C.c2(OH-)=KW
D.pH=3的酸溶液与pH=11的碱溶液等体积混合后的溶液
4.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH=ΔH1+ΔH2
B.ΔH=-226 kJ·mol-1
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2
5.常温时,下列各组溶液中的离子一定能够大量共存的是(　　)
A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Cl-、N、S
B.含有大量Al3+的溶液中:K+、Na+、C、HC
C.使甲基橙溶液变黄的溶液中:Fe2+、Mg2+、N、Cl-
D.c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、S2-、C、S
6.已知NH3·H2O为弱碱,下列实验事实能证明某酸HA为弱酸的是(　　)
A.浓度为0.1 mol·L-1 HA的导电性比浓度为0.1 mol·L-1硫酸的导电性弱
B.常温下,0.1 mol·L-1 NH4A溶液的pH等于7
C.0.1 mol·L-1的HA溶液能使甲基橙变红色
D.常温下,等物质的量浓度的NaA和HA混合溶液pH小于7
7.在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,探究加入硫酸铜溶液的量对氢气生成速率的影响。实验中Zn粒过量且颗粒大小相同,饱和硫酸铜溶液用量0~4.0 mL,保持溶液总体积为100.0 mL,记录获得相同体积(标准状况下,336 mL)的气体所需时间,实验结果如图所示(气体体积均转化为标准状况下)。据图分析,下列说法不正确的是(　　)
A.饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气
B.a、c两点对应的氢气生成速率相等
C.b点对应的反应速率为v(H2SO4)=1.0×10-2 mol·L-1·s-1
D.d点可能是锌置换出来的铜附着在锌表面使锌与硫酸溶液接触面积减小,反应速率减慢
8.下列实验能达到目的的是(　　)
选项 实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应的反应热 酸碱中和滴定的同时,用温度传感器连续采集锥形瓶内溶液的温度,平行测定三次,并取最高温度代入计算ΔH
B 探究浓度对化学反应速率的影响 量取相同体积不同浓度的NaClO溶液,分别加入等体积等浓度的Na2SO3溶液,对比现象
C 判断反应后Ba2+是否沉淀完全 将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加几滴Na2CO3溶液
D 证明 Ksp(AgI)9.下列溶液中各微粒的浓度关系一定正确的是(　　)
A.25 ℃时,pH均为10的氨水与Ba(OH)2溶液中,溶质的物质的量浓度之比为2∶1
B.某温度下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH=8,则c(OH-)=10-6 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1的HA溶液的pH=2,溶液中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
D.pH=9的CH3COONa溶液与pH=9的氨水中,水电离出的c(OH-)之比为1∶1
10.常温下,(H2CO3)=10-6.38、(H2CO3)=10-10.25。Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡、供给细胞生存代谢所必需的能量和无机盐成分等作用。常温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
(1)实验一:用pH计测得混合溶液的pH为10.25;
(2)实验二:向混合溶液中滴几滴酚酞溶液,加水稀释,溶液红色变浅;
(3)实验三:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象;
(4)实验四:向实验三所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是(　　)
A.实验一溶液中存在:c(Na+)>c(HC)=c(C)
B.实验二中随蒸馏水的不断加入,溶液中的值逐渐减小
C.实验三所得溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(C)+c(HC)+c(OH-)
D.实验四反应的离子方程式为Ba2++CBaCO3↓
11.由软锰矿(主要成分为MnO2,含少量CaO、MgO)制备MnO2的工艺流程如下:
已知:“沉锰”所得MnCO3在空气中“焙烧”时转化为MnO2、Mn2O3、MnO的混合物。
下列说法错误的是(　　)
A.“浸取”时向软锰矿中先加入足量Na2SO3溶液,再滴加稀硫酸
B.“除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有Na+、H+、Mg2+、Mn2+、Ca2+
C.“沉锰”时反应的离子方程式为Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O
D.“酸浸”时每反应3 mol Mn2O3转移电子的物质的量为6 mol
12.(2024·山东联考)2023年9月25日,中国科学院物化研究员提出协同的异一均相电催化过程,绕过N2与O2直接反应的热力学限制,采用如图所示装置制备HNO3。下列有关说法正确的是(　　)
A.X电极为负极
B.b电极的电极反应有O2+2H2O+2e-H2O2+2OH-
C.b极区反应过程中,Fe2+起催化作用
D.总反应为2N2+5O2+2H2O4HNO3
13.(2024·广东广州三校联考)在容积为2 L的密闭容器中,保持体系内温度800 ℃不变,将一定量的NO和O2混合发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),其中NO的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.10 s时反应未达到平衡
B.图像中曲线Ⅱ表示NO的变化
C.若30 s时,用v(O2)表示过程中的平均反应速率,则v(O2)≈1.1×10-3 mol·L-1·s-1
D.由图像中曲线和数据,可以计算该温度下的平衡常数K>1
14.(2024·湖北黄冈高中联考)H2A为二元弱酸,25 ℃时=10-1.3,=10-6.6。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的滴定曲线如图所示,下列说法不正确的是(　　)
A.a点时,溶液中有c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)
B.c点时,溶液中c(Na+)<3c(A2-)
C.水的电离程度:b>d
D.d点时,溶液中有c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)
15.(2024·湖湘教育协作体联考)难溶盐MgF2可溶于盐酸,常温下,用HCl气体调节MgF2浊液的pH,测得体系中-lg c(F-)或-lg c(Mg2+)随lg 的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.线N代表-lg c(F-)随lg 的变化趋势
B.Y点溶液中存在c(Mg2+)=c(HF)
C.氢氟酸的Ka=10-4.4
D.难溶盐MgF2的Ksp=10-11.6
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(12分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定,实验流程如下:
(1)I2标准溶液应选用　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装,加注标准液之前必须对滴定管进行　　　　、洗涤、润洗。
(2)锥形瓶内的指示剂为　　　　　,判断达到滴定终点的依据是　 　。
(3)下列操作会使测定结果偏大的有　　(填字母)。
A.起始读数时平视,终点读数时俯视
B.未用标准液润洗滴定管
C.步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸
(4)若取样品w g,按方案测得消耗0.010 00 mol·L-1 I2标准溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量是　 g(用含w、V的代数式表示)。
17.(13分)某小组同学探究盐对Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡体系的影响。
实验Ⅰ:探究KCl对Fe3+和SCN-平衡体系的影响
将等体积、低浓度的0.005 mol·L-1FeCl3溶液(已用稀盐酸酸化)和0.01 mol·L-1KSCN溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液a。各取3 mL溶液a放入3个比色皿中,分别滴加0.1 mL不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
已知:①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。
②Fe3+在水溶液中由于水解而显黄色;FeCl3溶液中存在Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)。
(1)稀盐酸酸化FeCl3溶液的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。采用浓度较低的FeCl3溶液制备Fe3+和SCN-平衡体系,是为了避免　(填离子符号)的颜色对实验干扰。
(2)从实验结果来看,KCl溶液确实对Fe3+和SCN-平衡体系有影响,且随着KCl浓度增大,Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡向　　(填“正”或“逆”)反应方向移动。
同学查阅相关资料,认为可能的原因有:
原因1:溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。KCl溶液的加入使Fe3+和SCN-平衡状态因盐效应而发生变化。
原因2:溶液中存在副反应Fe3++4Cl-[FeCl4]-,离子浓度发生变化,导致Fe3+和SCN-平衡状态发生变化。
(3)基于以上分析,该组同学取等体积的溶液a,分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化),观察颜色变化,结果如下表。
序号 加入少量盐 溶液颜色
1 无 红色
2 KCl 变浅
3 KNO3 略变浅
4 NaCl 变浅程度较大
①上述实验可证明盐效应影响了Fe3+和SCN-平衡体系的是　　　　　　　　　(填字母)。
a.1和2　　b.1和3　　c.1和4
②选择实验　　　　　　　　　　　(填序号)可得出结论:K+的盐效应弱于Na+的盐效应。
(4)取等体积的溶液a继续进行实验,结果如下表。
序号 加入溶液 溶液颜色
5 1 mL浓盐酸 明显变浅,溶液偏黄
6 1 mL去离子水 略变浅
上述实验可证明副反应影响了Fe3+和SCN-平衡体系,结合实验现象及化学用语分析副反应对Fe3+和SCN-平衡体系有影响的原因: 　。
18.(15分)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图1所示:
图1
　
(1)滤渣Ⅰ的主要成分:　　　　　　　　　　　;“碱浸”操作需要控制温度为70 ℃,原因是　 　。
(2)“碱浸”操作中GaAs被H2O2氧化,发生的化学方程式为
　　　　　　。每反应1 mol GaAs,转移电子的数目为　(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)该工艺得到的Na3AsO4·12H2O纯度较低,可以通过　　　　　的方法进行提纯。“旋流电积”所得“尾液”的溶质主要是　　　　　,可循环使用,提高效益。
(4)“旋流电积”用到了先进的水系锌基电池,该电池采用了新型的A位K/Na掺杂Ni-Co-Zn-Mn钙钛矿氟化物(K/Na-NCZMF)电极材料,装置如图2所示(注明:0.1 M代表0.1 mol·L-1)。
图2
该电池放电时,M极上含锰产物为　　　　　　　　　　　,N极发生的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
19.(15分)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 　。
图(a)
图(b)
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α=　　　　,判断的依据是　 　。
影响α的因素有　 。
(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则SO3压强为　　　　　　　　,平衡常数Kp=　
(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
综合测评
1.C　解析 生物柴油是由油脂反应产生的,故不属于化石燃料,A正确;“地沟油”的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,其经过加工处理可用作生物柴油,作为燃料油使用,因此实现了厨余垃圾的合理利用,B正确;生物柴油的燃烧需要点燃,其燃烧反应属于放热反应,C错误;生物柴油在燃烧的过程中会放出大量的热,同时产生光,该反应过程中能量转化主要是化学能转化为热能和光能,D正确。
2.B　解析 可溶性的铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体,氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附水中的悬浮物,A项正确;银制器物久置表面变暗是由于金属银在空气中与H2S、O2反应生成Ag2S,属于化学腐蚀,B项错误;因为电池中的重金属会污染土壤和水体,所以应大力支持回收电池及开发废电池的综合利用技术,C项正确;镁比加热棒中的金属活泼,形成原电池时作负极,可防止加热棒腐蚀,这是利用了牺牲阳极法,D项正确。
3.C　解析 常温下,pH=7的溶液呈中性,由于水的电离是吸热反应,温度降低,水的电离程度减小,所以pH=7的溶液中,氢离子浓度不一定等于氢氧根离子浓度,A项错误;KW与温度有关,在常温下,不管溶液呈酸性、碱性还是中性,KW=1.0×10-14,B项错误;因KW=c(H+)·c(OH-),且c2(OH-)=KW,则氢离子与氢氧根离子浓度相等,溶液一定呈中性,C项正确;pH=3的酸溶液与pH=11的碱溶液等体积混合后的溶液,酸碱的情况不知道,不能确定反应后的溶液中c(H+)、c(OH-)相对大小关系,无法判断是否呈中性,D项错误。
4.D　解析 ①N2O+Pt2O+Pt2+N2　ΔH1,
②Pt2+COPt2O++CO2　ΔH2,结合盖斯定律,①+②得到N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2,A正确;由图分析可知,反应物能量高于生成物,该反应为放热反应,反应焓变ΔH=134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,B正确;正反应活化能Ea=134 kJ·mol-1小于逆反应活化能Eb=360 kJ·mol-1,C正确;反应过程中Pt2O+为催化剂,Pt2为中间产物,不需要不断补充,D错误。
5.D　解析 A项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,N与OH-反应,S与H+反应,不能大量共存;B项,Al3+与C、HC发生相互促进的水解反应,不能大量共存;C项,使甲基橙溶液变黄的溶液可能呈酸性、中性或碱性,Fe2+、Mg2+与OH-反应,Fe2+、N在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存;D项,常温时,c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液呈碱性,Na+、S2-、C、S之间互不反应,且都不与OH-反应,能够大量共存;故答案选D。
6.B　解析 硫酸为二元强酸,当两种酸的浓度均为0.1 mol·L-1时,硫酸溶液中的离子浓度一定大于HA溶液中离子的浓度,不能说明HA是否完全电离,A项错误;NH4A溶液中,由于N水解使溶液呈酸性,常温下,NH4A溶液pH=7说明A-水解,说明HA为弱酸,B项正确;甲基橙变红色,说明常温下溶液的pH<3.1,不能说明0.1 mol·L-1的HA溶液pH是否大于1,C项错误;若HA为强酸,等浓度的NaA、HA混合溶液pH也小于7,D项错误;答案选B。
7.C　解析 根据图像可知,随着饱和硫酸铜溶液的用量增加,化学反应速率先加快后减慢,则饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气,A项正确;由图可知,a、c两点对应的氢气生成速率相等,B项正确;b点收集336 mL氢气用时150 s,标准状况下,336 mL氢气的物质的量为0.015 mol,消耗硫酸0.015 mol,则b点对应的反应速率为v(H2SO4)==1.0×10-3 mol·L-1·s-1,C项错误;d点锌置换出铜,锌、铜和硫酸溶液构成原电池,化学反应速率加快,但硫酸铜用量增多,锌置换出来的铜附着在锌表面,导致锌与硫酸溶液接触面积减小,反应速率减慢,D项正确。
8.C　解析 酸碱中和滴定操作是敞开体系,没有较好的保温措施,不能测定中和反应的反应热,A错误;NaClO溶液与Na2SO3溶液的反应无明显现象,无法根据实验现象进行浓度对化学反应速率影响的实验探究,B错误;将Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加几滴Na2CO3溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中的Ba2+没有沉淀完全,若没有浑浊现象,则沉淀完全,C正确;AgNO3溶液过量,过量的Ag+与滴入的KI溶液中的I-反应产生AgI黄色沉淀,因此不能用于比较AgCl、AgI溶度积常数的大小,即不能证明Ksp(AgI)9.C　解析 氨水是弱电解质,其在水中部分电离,而Ba(OH)2是强电解质,其在水中完全电离,故二者的物质的量浓度大于2∶1,A错误;题中未指明温度,则不能使用KW=1×10-14进行相关计算,B错误;根据电荷守恒可得:溶液中c(H+)=c(OH-)+c(A-),C正确;25 ℃时,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的c(OH-)= mol·L-1=10-5 mol·L-1,pH=9的氨水中,水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-9 mol·L-1,故两种溶液中水电离出的c(OH-)之比为104∶1,D错误。
10.A　解析 (H2CO3)==10-10.25,实验一溶液的pH为10.25,c(H+)=10-10.25 mol·L-1,则c(HC)=c(C),根据电荷守恒,c(Na+)>c(HC)=c(C),故A正确;向混合溶液中滴几滴酚酞溶液,加水稀释,溶液红色变浅,说明pH减小,氢离子浓度增大,(H2CO3)=不变,所以溶液中的值逐渐增大,故B错误;向混合溶液中通入过量的CO2,根据电荷守恒,溶液中c(Na+)+c(H+)=2c(C)+c(HC)+c(OH-),故C错误;实验三所得溶液中的溶质是碳酸氢钠,滴加少量Ba(OH)2溶液生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCBaCO3↓+C+2H2O,故D错误。
11.B　解析 软锰矿“浸取”时MnO2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应生成Mn2+,CaO、MgO分别与稀硫酸反应变成CaSO4和MgSO4,加入NaF溶液,溶液中的M、C可形成MgF2、CaF2沉淀,所得滤渣的成分为CaSO4、MgF2、CaF2;加入碳酸氢铵溶液与Mn2+反应生成MnCO3,MnCO3“焙烧”后得到MnO2、Mn2O3、MnO的混合物,加入稀硫酸后将Mn2O3、MnO转化为MnSO4,通过过滤得到二氧化锰。软锰矿“浸取”时MnO2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应生成Mn2+,再滴加稀硫酸,CaO、MgO分别变成硫酸钙和硫酸镁,并减少SO2气体的产生,A正确;“除杂”后的溶液中Mg2+和Ca2+已变成沉淀除去,B错误;“沉锰”时反应的离子方程式为Mn2+MnCO3↓+CO2↑+H2O,C正确;“酸浸”时每反应3 mol Mn2O3转移电子的物质的量为6 mol,D正确。
12.D　解析 由图可知,b电极上O2→H2O2、Fe3+→Fe2+,均发生还原反应,则b电极是阴极,a电极是阳极,故X电极为正极,A错误;b电极区生成HNO3,电解液应呈酸性,电极反应有O2+2H++2e-H2O2,B错误;由图可知,b极区反应过程中,Fe2+是阴极反应产物,不是催化剂,C错误;由图可知,整个电解的反应物是N2、O2和H2O,产物是HNO3,则总反应为2N2+5O2+2H2O4HNO3,D正确。
13.D　解析 10 s之后各物质的物质的量还在发生变化,则反应未达到平衡,A正确;曲线Ⅰ中物质的量增加,代表生成物,曲线Ⅱ中物质的量减小,代表反应物,且达到平衡时两曲线物质的量变化量相同,则曲线Ⅰ表示NO2的变化,曲线Ⅱ表示NO的变化,B正确;30 s时,由图像可知,Δn(NO)=Δn(NO2)=0.13 mol,则Δn(O2)=0.065 mol,v(O2)=≈1.1×10-3 mol·L-1·s-1,C正确;由于氧气的起始浓度未知,不能求出氧气的平衡浓度,则不能求出该温度下的平衡常数,D错误。
14.C　解析 用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液,先发生NaOH+H2ANaHA+H2O,再发生NaHA+NaOHNa2A+H2O,NaOH溶液体积为20 mL时得到NaHA溶液,即b点;NaOH溶液体积为40 mL时得到Na2A溶液,即d点;a点为NaHA、H2A混合溶液,c点为Na2A、NaHA混合溶液。a点时,溶液中有电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),A正确;c点pH=6.6,此时溶液中c(H+)=10-6.6 mol·L-1,又由于H2A的=10-6.6==c(H+),则此时c(A2-)=c(HA-),根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=3c(A2-)+c(OH-),c点c(H+)>c(OH-),故c(Na+)<3c(A2-),B正确;b点是NaHA溶液,d点是Na2A溶液,水解程度A2->HA-,d点水的电离程度更大,C错误;d点NaOH溶液体积是40 mL,二者恰好完全反应产生Na2A,根据盐的组成可知c(Na+)>c(A2-),Na2A是强碱弱酸盐,在溶液中A2-会逐步水解产生HA-、H2A,水解程度逐渐减弱,每一步水解都会产生OH-,且溶液中还存在H2O电离产生的H+、OH-,则有c(OH-)>c(HA-),盐电离产生的离子浓度大于水解产生的离子浓度,则c(A2-)>c(OH-),在溶液中水电离产生的H+浓度很小,c(HA-)>c(H+),故该溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+),D正确。
15.B　解析 HF的电离常数Ka=,则-lg c(F-)=lg-lg Ka;由于Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F-),温度不变,Ka和Ksp都不变,则-lg c(F-)随着lg的增大而增大,c(F-)随着lg的增大而减小,则c(Mg2+)随着lg的增大而增大,故线M代表-lg c(F-)随lg的变化关系,线N代表-lg c(Mg2+)随lg的变化关系,A错误。Y点溶液中c(Mg2+)=c(F-),据元素守恒可得:c(F-)+c(HF)=2c(Mg2+),则有c(F-)=c(Mg2+)=c(HF),B正确。由X点可知Ka==10-3.4,C错误。lg=0,c(Mg2+)=10-4.4 mol·L-1,根据Ka=10-3.4,得出c(F-)=10-3.4 mol·L-1,MgF2的溶度积常数Ksp=c(Mg2+)×c2(F-)=10-11.2,D错误。
16.答案 (1)酸式　检漏(或查漏)　
(2)淀粉溶液　滴最后半滴时,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟内不褪色　
(3)B　
(4)
解析 (1)滴定管使用前必须进行检漏、洗涤、润洗等准备工作,碘溶液具有氧化性,只能用酸式滴定管盛装。
(2)淀粉遇碘变蓝,用碘水进行滴定时应选择淀粉作为指示剂,待测液变色后半分钟内不变化方达到滴定终点。
(3)起始读数时平视,终点读数时俯视,会使测得的标准液体积偏小,最终结果偏小;未用标准液润洗滴定管,会把标准液稀释,消耗标准液体积偏大,最终结果偏大;步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸,生成的SO2气体中混有少量HCl,因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性,因此混合气体中含有HCl,对实验结果无影响。
(4)反应为H2O+S+I2S+2I-+2H+,根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)=n(S)=n(I2)=0.010 00 mol·L-1×V×10-3 L=V×10-5 mol,因此1 kg样品中含SO2的质量为×1 000 g= g。
17.答案 (1)抑制Fe3+水解,避免铁离子水解产物颜色的干扰　[FeCl4]-　
(2)逆　
(3)①b　②2和4　
(4)加入浓盐酸,氯离子浓度增大,Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动,溶液偏黄色,Fe3+浓度减小,Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动,溶液颜色变浅
解析 (1)稀盐酸酸化FeCl3溶液的目的是抑制Fe3+水解;[FeCl4]-有颜色,采用浓度较低的FeCl3溶液制备Fe3+和SCN-平衡体系,是为了避免[FeCl4]-的颜色对实验干扰。
(2)随着KCl浓度增大,Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动,Fe3+浓度减小,Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动。
(3)①KCl溶液和NaCl溶液中均存在Cl-,对Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡有影响,无法确定是盐效应使Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡移动,加入KNO3溶液,颜色略变浅,证明Fe3+和SCN-平衡状态因盐效应而发生变化,故实验1和3可证明盐效应影响了Fe3+和SCN-平衡体系,故选b。
②选择实验2和4可得出结论:K+的盐效应弱于Na+的盐效应。
(4)加入浓盐酸,Cl-浓度增大,Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动,溶液偏黄色,Fe3+浓度减小,Fe3++SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动,溶液颜色变浅。
18.答案 (1)Fe2O3、CaCO3　保持碱浸速率的同时,防止H2O2过度分解　
(2)GaAs+4H2O2+4NaOHNa[Ga(OH)4]+Na3AsO4+4H2O　8NA　
(3)重结晶　硫酸　
(4)MnO2、Mn3O4　Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-
解析 由图可知,向砷化镓废料加入氢氧化钠和过氧化氢混合溶液“碱浸”时,GaAs转化为Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4,SiO2转化为Na2SiO3进入溶液,Fe2O3、CaCO3不溶解,过滤得到含有Fe2O3、CaCO3的滤渣Ⅰ和含有Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4、Na2SiO3的浸出液;浸出液中加入稀硫酸调节溶液pH,Na[Ga(OH)4]、Na2SiO3转化为Ga(OH)3、H2SiO3沉淀,过滤得到含有Ga(OH)3、H2SiO3的滤渣Ⅱ和含有Na3AsO4的滤液;向滤渣Ⅱ中加入稀硫酸,Ga(OH)3转化为Ga2(SO4)3溶液,电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、O2和H2SO4;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到Na3AsO4·12H2O。
(1)由上述分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3、CaCO3;“碱浸”操作需要控制温度为70 ℃,原因是此温度在保证反应速率的同时,也可以防止过氧化氢过度分解。
(2)“碱浸”操作中GaAs被H2O2氧化,发生的化学方程式为GaAs+4H2O2+4NaOHNa[Ga(OH)4]+Na3AsO4+4H2O。分析可知,每反应1 mol GaAs,整个反应转移8NA个电子。
(3)若工艺得到的Na3AsO4·12H2O纯度较低,可以通过重结晶的方法进行提纯;“旋流电积”时,Ga2(SO4)3溶液电解生成Ga、O2和H2SO4,所以“尾液”溶质主要是H2SO4,可进行循环利用,提高经济效益。
(4)由图2可分析,该电池放电时,M极上含锰产物为MnO2、Mn3O4;N极发生的电极反应式为Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-。
19.答案 (1)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1　
(2)0.975　该反应气体分子数减少,增大压强,α提高,5.0 MPa>2.5 MPa=p2,所以p1=5.0 MPa　反应物(SO2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强　
(3)
解析 (1)由题中信息可知:
①SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1;
②V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)　ΔH2=-24 kJ·mol-1;
③V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)　ΔH1=-399 kJ·mol-1;
根据盖斯定律可知,③-②×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH3-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1。
(2)SO2(g)+O2(g)SO3(g),该反应是一个气体分子数减少的放热反应,故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动,因此在相同温度下,压强越大,SO2的平衡转化率越大,则该反应在550 ℃、压强为5.0 MPa条件下,SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5 MPa的。由图中数据可知,p1=5.0 MPa,α=0.975。
影响α的因素就是影响化学平衡移动的因素,主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。
(3)假设原气体的物质的量为100 mol,则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol、m mol和q mol,2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡转化率为α,则有下列关系:
SO2(g)　+　O2(g)　　SO3(g)　
起始量/mol 2m m 0
变化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m(1-α) m(1-α) 2mα
平衡时气体的总物质的量n(总)=2m(1-α) mol+m(1-α) mol+2mα mol+q mol,则SO3的物质的量分数为×100%=
×100%=×100%,该反应在恒压容器中进行,因此,SO3、SO2、O2的分压:p(SO3)=、p(SO2)=、p(O2)=;在该条件下,SO2(g)+O2(g)SO3(g)的Kp=。
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