【突破课堂】期末考试综合检测卷(二)--26版高中同步达标检测卷人教版化学选必修1
文档属性
| 名称 | 【突破课堂】期末考试综合检测卷(二)--26版高中同步达标检测卷人教版化学选必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 461.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-02 16:53:39 | ||
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文档简介
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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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期末考试综合检测卷(二)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16
Na-23 S-32 K-39 Sn-119 I-127。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述正确的是 ( )
A.问天实验舱搭载了柔性太阳翼,太阳翼是一种将太阳能转化为电能的新型原电池装置
B.国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,比氟利昂更加环保
C.草木灰(含K2CO3)与铵态氮肥混合施用,有利于促进农作物对肥料的吸收
D.葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,二者为可逆反应
2.下列图示所表示的信息与对应的叙述相符的是 ( )
图1 图2 图3
A.图1表示2 mol H2与1 mol O2反应生成2 mol H2O(g)的能量变化,则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B.图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热,则ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.图3表示的反应,同温同压下,在光照和点燃条件下的ΔH不同
3.用已知浓度的酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液时,下列说法中正确的是 ( )
A.酸性KMnO4溶液与H2C2O4反应的离子方程式为2Mn+16H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O
B.读数时,一定要保留到小数点后一位(如17.3 mL)
C.滴定终点的现象是当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
D.滴定终点读数时仰视,测定结果偏低
4.工业上生产硝酸涉及氨的催化氧化,反应的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是 ( )
A.该反应的ΔS<0
B.加入催化剂可降低逆反应的活化能,从而加快逆反应速率
C.恒温恒容时,增大压强,一定能使反应物中活化分子百分数增大,反应速率加快
D.达到平衡时,升高温度,正反应速率减小、逆反应速率增大
5.下列说法错误的是 ( )
A.用Na2S、FeS除去废水中的Hg2+,反应的离子方程式相同
B.将TiCl4溶于大量水并加热制备TiO2,溶于大量水并加热的目的是促进TiCl4水解
C.在SOCl2气流中加热AlCl3·6H2O制备无水AlCl3,SOCl2消耗水的同时生成HCl抑制AlCl3水解
D.处理水垢中CaSO4的方法是先用饱和Na2CO3溶液将CaSO4转化为CaCO3,再加酸除去
6.中性环境微生物介导的铁循环过程,是纷繁复杂的土壤物质循环过程的重要组成部分,如图所示,下列有关说法正确的是 ( )
A.此环境下主要发生析氢腐蚀
B.钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为Fe-3e- Fe3+
C.以Zn、Fe为电极,以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液,连接成原电池装置,过一段时间,从Fe电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,观察现象,探究金属的电化学保护法
D.将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中,一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化,探究铁钉能发生吸氧腐蚀
7.下列各图所示装置能达到实验目的的是 ( )
A.用已知浓度的盐酸测定NaOH溶液浓度 B.用pH试纸测定盐酸的pH C.比较Mg和Al的金属性强弱 D.蒸干MgCl2溶液制取无水MgCl2
8.光催化氧化CH4制HCHO的机理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在光催化剂表面会发生反应H2O H++·OH
B.CH3OOH为中间产物
C.整个过程中的能量变化:电能转化为化学能
D.每生成1 mol HCHO,需消耗标准状况下11.2 L O2
9.一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时,原理如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.膜a为阳离子交换膜,膜b为阴离子交换膜
B.连接负载时,X极的电极反应式为2
C.连接电源时,Ⅰ室溶液中Na+数目增加
D.连接电源时,电路中每通过0.5 mol电子,Ⅱ室生成NaOH的质量为20 g
10.下列实验中,由实验现象不能得到正确结论的是 ( )
实验 现象 结论
A 相同的铝片分别与同温同体积,且c(H+)=1 mol/L的盐酸、硫酸反应 铝与盐酸反应产生气泡较快 可能是Cl-对该反应起到促进作用
B 在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热 加热后红色加深 证明盐类水解是吸热反应
C 将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡 沉淀由白色变为红褐色 Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度
D 向5 mL 0.1 mol/L的AgNO3溶液中先滴加5滴0.1 mol/L NaCl溶液,再滴加 5滴0.1 mol/L KI溶液 白色沉淀变为黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
11.某恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数φ(CH3OH)与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.a点和b点对应的平衡常数Ka>Kb
B.a点用气体分压(即气体总压强×该气体的体积分数)表示的压强平衡常数Kp=12.5(kPa)-2
C.若达平衡后,再充入1 mol CO和2 mol H2,CO的转化率减小
D.恒温恒容时,混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态
12.实验室中制备乙酸铜的流程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.反应①中H2O2起催化作用
B.为提高化学反应速率,反应①的反应温度越高越好
C.步骤Ⅱ和步骤Ⅲ存在相同的操作
D.反应③碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为冰醋酸
13.实验测得10 mL 0.50 mol·L-1 NH4Cl溶液、10 mL 0.50 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10-5。下列说法不正确的是( )
A.图中实线表示pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化
B.将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为 mol·L-1,溶液pH变化值小于lgx
C.随温度升高,KW增大,CH3COONa溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,pH减小
D.25 ℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中:c(Na+)-c(CH3COO-)=
c(Cl-)-c(N)
14.常温下,将KOH溶液滴入亚砷酸(H3AsO3)溶液,各种含砷微粒物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.常温下,H3AsO3的Ka1≈10-9
B.由图像信息可知H3AsO3为三元弱酸
C.当pH调至8~11时,主要反应的离子方程式为H3AsO3+2OH- HAs+2H2O
D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)+c(K+)
15.双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入,解决了Mg2+扩散缓慢等问题,其充、放电过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,右侧电极的电势高于Mg电极
B.放电时,每转移2 mol e-,正极质量减少14 g
C.充电时,若充电电压为2.0 V,可能造成电池性能衰减
D.充电时,充电电压为2.75 V时,阳极反应为Co+2Li2S-4e- CoS2+4Li+
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如下:
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”的浸出率,可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)“酸解”后滤渣的主要成分为 (写化学式)。
(3)“水解”需在沸水中进行,离子方程式为 ;该工艺中,经处理可循环利用的物质为 (写化学式)。
(4)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ,B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是 。
17.(14分)实验室常用KClO3直接氧化法制备KIO3。其具体制备和提纯过程如下:
Ⅰ.称取13.5 g KClO3,用50 mL的温水溶解。
Ⅱ.向Ⅰ中溶液中加入16 g I2(稍过量),加热溶液并保持温度在80~90 ℃,加入1 L浓HNO3,不断搅拌,逐氯。
Ⅲ.反应趋于平衡之后,煮沸溶液,将氯全部逐出。上述过程中发生反应的化学方程式为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。
Ⅳ.将溶液经过一系列操作后制得KH(IO3)2晶体。
Ⅴ.将制得的KH(IO3)2晶体溶于60 mL热水中,加入适量KOH。冷却后将得到的KIO3晶体进行反复重结晶,最后在120~140 ℃下进行干燥,最终得到高纯度KIO3晶体10.71 g。
回答下列问题:
(1)以上步骤中使用的部分仪器如下。其中仪器a的名称是 。
(2)步骤Ⅱ中可选用 方式将溶液加热并保温;其中在酸化溶液时加入浓HNO3而不用浓盐酸的原因是 。
(3)步骤Ⅳ中的一系列操作为 、 、过滤、洗涤、干燥;判断晶体已经洗涤干净的方法是 。
(4)步骤Ⅴ中加入KOH过程中,发生反应的化学方程式为 。
(5)将所得的10.71 g KIO3晶体配成100 mL溶液。在CO2气氛保护下,向锥形瓶中加入盐酸酸化的0.150 0 mol·L-1 SnCl2溶液20.00 mL,用所配KIO3溶液进行滴定,以淀粉溶液作指示剂,在滴定过程中I被还原为I-,Sn2+被氧化为Sn4+。滴定终点时共消耗KIO3溶液20.00 mL。
①滴定终点时的现象为 。
②上述KIO3晶体的纯度为 %(保留1位小数)。
18.(14分)乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。
Ⅰ.已知:25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示。
弱酸 CH3COOH H2CO3 HClO
电离常数 1.8×10-5 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 4.0×10-8
(1)根据表中数据,上述三种酸酸性最弱的是 (填字母)。
a.CH3COOH b.H2CO3 c.HClO
(2)常温下相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4溶液 ②CH3COONa溶液 ③CH3COOH溶液,其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是 (填序号)。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-)= mol/L;请设计实验,比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液中CH3COO-的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度大小:
(简述实验步骤和结论)。
Ⅱ.常温下,已知H3PO3溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L,溶液中各含磷微粒的pc-pOH关系如图所示。
已知:pc=-lg c,pOH=-lg c(OH-);x、z两点的坐标分别为(7.3,1.3)、(12.6,1.3)。
(4)H3PO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(5)表示pc(H2P)随pOH变化的曲线是 (填“①”“②”或“③”)。
(6)常温下,NaH2PO3溶液中的c(HP) c(H3PO3)(填“<”“>”或“=”)。
19.(15分)CH3OH可作大型船舶的绿色燃料,可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1(副反应)
(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),该反应的ΔH= kJ·mol-1。
(2)将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入密闭容器中发生反应1和反应2,分别在1 MPa、3 MPa、5 MPa下改变反应温度,测得CO2的平衡转化率(α)以及生成CH3OH、CO选择性(S)[选择性为目标产物在总产物(CH3OH和CO)中的比率]随温度的变化如图甲所示。
甲
①代表5 MPa下α(CO2)随温度变化趋势的是曲线 (填“a”“b”或“c”)。
②随着温度升高,a、b、c三条曲线接近重合的原因是 。
③P点对应的反应2的平衡常数Kp= (保留两位有效数字)。
④分子筛膜反应器可提高反应1的平衡转化率,且实现CH3OH选择性100%,原理如图乙所示。分子筛膜反应器可提高转化率的原因是 。
乙
(3)中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx,某小组设计了如图丙装置,以电化学方法进行反应1。
丙
①a为电源的 (填“正极”或“负极”)。
②生成CH3OH的电极反应式为 。
③若反应2也同时发生,出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气,且n(CO)∶n(CH3OH)=1∶3,则惰性电极2的电流效率η为 (η=×100%)。
答案与分层梯度式解析
1.B 太阳翼将太阳能转化为电能,而原电池装置将化学能转化为电能,故太阳翼不属于原电池装置,A错误;氟利昂能破坏臭氧层,国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,更加环保,B正确;草木灰与铵态氮肥混合施用,C会发生互相促进的水解反应而降低肥效,C错误;“丹砂烧之成水银”涉及的反应为HgS Hg+S,“积变又还成丹砂”涉及的反应为Hg+S HgS,两个过程的反应条件不同,不属于可逆反应,D错误。
2.C H2的燃烧热指1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)所放出的热量,图1过程生成的水为气态,不是氢气的燃烧热,A错误;图2表示的是放热反应在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,B错误;根据盖斯定律知,化学反应的反应热与反应途径无关,ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;图3表示的反应,同温同压下,在光照和点燃条件下ΔH相同,D错误。
3.C H2C2O4为弱酸,书写离子方程式时不能拆,A错误;酸式滴定管的精确度为0.01 mL,读数时保留到小数点后两位,B错误;滴定终点的现象是当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色,C正确;若滴定终点读数时仰视,读取的体积偏大,导致测定结果偏高,D错误。
4.B 该反应的ΔS>0,A错误。加入催化剂可降低正、逆反应的活化能,从而加快正、逆反应速率,B正确。恒温恒容时,若充入反应物来增大压强,单位体积内活化分子数目增大,活化分子百分数不变,反应速率加快;若充入不参与反应的气体来增大压强,单位体积内活化分子数目不变,活化分子百分数不变,反应速率不变,C错误。达到平衡时,升高温度,正、逆反应速率均增大,D错误。
5.A 在离子方程式中,Na2S可拆,FeS不可拆,离子方程式不同,A错误;TiCl4加入大量的水并加热,该过程中TiCl4发生水解,生成的HCl不断挥发,最终转化为TiO2·xH2O,使TiCl4水解趋于完全,B正确;AlCl3遇水会发生水解:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,SOCl2消耗水的同时生成HCl可抑制Al3+水解,有利于得到无水AlCl3,C正确;CaSO4与Na2CO3反应转化为CaCO3,CaCO3能用酸除去,D正确。
6.C 中性环境中,Fe发生吸氧腐蚀,A错误;钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀,其负极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+,B错误;选项中所述原电池装置中,Fe为正极被保护,从Fe电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀生成,该方案能用于探究金属的电化学保护法,C正确;Zn比Fe活泼,Zn为负极,铁钉被保护,未发生吸氧腐蚀,该方案不能用于探究铁钉的吸氧腐蚀,D错误。
7.A 用酸式滴定管盛装盐酸,用酚酞作指示剂,可测定未知浓度的NaOH溶液浓度,A正确;应用干燥的pH试纸测定盐酸pH,用湿润的pH试纸测定会稀释待测液,B错误;Al能与NaOH溶液反应而Mg不反应,不能据此比较Mg和Al的金属性强弱,C错误;直接蒸干MgCl2溶液会促进Mg2+水解,最终蒸干产物为Mg(OH)2,应在HCl氛围中蒸干水分,D错误。
8.B 在光催化剂表面会发生反应:H2O+h+ H++·OH,A错误;根据题图中信息可知,CH3OOH在反应过程中先生成又被消耗,为中间产物,B正确;整个过程中不存在电能转化为化学能,C错误;甲烷生成甲醛的化学方程式为CH4+O2 HCHO+H2O,每生成1 mol HCHO,需消耗1 mol O2,1 mol O2在标准状况下的体积为22.4 L,D错误。
9.D 连接负载时,题述装置为原电池,X极为负极,
,Ⅰ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,Y极为正极,氧气在正极得电子,发生还原反应生成氢氧根离子,Ⅲ室溶液中氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅱ室,A、B正确。连接电源时,题述装置为电解池,X极为阴极、Y极为阳极,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,Ⅰ室溶液中钠离子数目增加,C正确。连接电源时,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅲ室,Ⅱ室没有氢氧化钠生成,D错误。
10.D A项,溶液中c(H+)均为1 mol/L,溶液中阴离子不同,铝与盐酸反应产生气泡较快,可能是Cl-对该反应起到促进作用,正确;B项,醋酸钠水解使溶液显碱性,在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热,加热后红色加深,说明水解程度增大,能证明盐类水解是吸热反应,正确;C项,沉淀由白色变为红褐色,说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3,则Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,正确;D项,由于AgNO3溶液过量,加入KI溶液时,I-和过量的Ag+生成AgI沉淀,无法比较AgCl和AgI的Ksp,错误。
11.C 该反应的正反应为放热反应,由题图可知,T1温度下φ(CH3OH)大于T2温度下的φ(CH3OH),说明T1时反应进行程度大,则Ka>Kb,A正确;设平衡时一氧化碳转化了x mol,根据题中数据列出三段式如下:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始物质的量/mol 1 2 0
转化物质的量/mol x 2x x
平衡物质的量/mol 1-x 2-2x x
a点时CH3OH的物质的量分数为40%,则×100%=40%,解得x=,三种气体的分压分别为p(CO)=p1 kPa=0.2p1 kPa,p(H2)=p1 kPa=0.4p1 kPa,p(CH3OH)=p1 kPa=0.4p1 kPa,压强平衡常数KP=(kPa)-2,B正确;若达平衡后,再充入1 mol CO和2 mol H2,相当于增大了压强,平衡正向移动,CO的转化率增大,C错误;混合气体的物质的量是变量,混合气体的平均摩尔质量也是变量,恒温恒容条件下,当混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化时,说明反应达到平衡状态,D正确。
12.C H2O2起氧化作用,将Cu氧化为Cu2+,A错误;反应①的反应温度过高,H2O2分解程度大,应选适宜的温度,B错误;步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都有固体生成,都需要进行固液分离,因此都存在过滤操作,C正确;碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为醋酸溶液,在水溶液中便于反应发生,D错误。
13.C 加水稀释能促进CH3COONa和NH4Cl的水解,因浓度下降,CH3COONa溶液pH降低,NH4Cl溶液pH升高;升高温度促进CH3COONa和NH4Cl的水解,由于KW增大,CH3COONa溶液pH和NH4Cl溶液pH均降低,故题图中实线表示pH随加水量的变化,而虚线表示pH随温度的变化,A正确。加水稀释,水解平衡N+H2O NH3·H2O+H+向右移动,NH4Cl浓度为原来的时,溶液pH增大小于lgx,B正确。升高温度,水解平衡CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-向右移动,CH3COONa溶液中c(OH-)增大,因升温时KW增大,使溶液中c(H+)也增大,由题图可知pH减小,C错误。稀释相同倍数后,NH4Cl和CH3COONa溶液的浓度仍然相同,则两溶液中c(Na+)=c(Cl-),因CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相同,CH3COO-的水解平衡常数()与N的水解平衡常数()相同,即CH3COO-的水解程度与N的水解程度相同,则两溶液中c(CH3COO-)=c(N),故有c(Na+)-c(CH3COO-)=c(Cl-)-c(N),D正确。
14.C 由题图可知,当c(H3AsO3)=c(H2As)时,溶液的pH≈9,则H3AsO3的Ka1=≈10-9,A正确;由题图可知,溶液中有四种含As元素的微粒,说明H3AsO3有三步电离,则H3AsO3为三元弱酸,B正确;pH为8~11时,随pH增大,H3AsO3的物质的量分数减小、H2As的物质的量分数增加,主要反应的离子方程式为H3AsO3+OH- H2As+H2O,C错误;pH=12时,溶液中存在电荷守恒:c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),D正确。
15.B 放电时,Mg电极为负极,右侧电极为正极,正极的电势高于负极,A正确;放电时,右侧电极为正极,电极反应式为CoS2+4Li++4e- Co+2Li2S,每转移2 mol e-正极质量增加2 mol×7 g/mol=14 g,B错误;由题图可知,若充电电压为2.0 V,充电过程中Co会转化为Co3S4,放电时Co3S4不能参与反应,故会造成电池性能衰减,C正确;由题图可知,若充电电压为2.75 V,阳极的电极反应式为Co+2Li2S-4e- CoS2+4Li+,D正确。
16.答案 (每空2分)
(1)粉碎高钛渣(或适当加热、搅拌)
(2)SiO2
(3)TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+ H2SO4
(4)TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑ B2O3高温下易挥发,只有部分参加了反应
解析 (1)粉碎高钛渣,增大反应物的接触面积或者适当加热、搅拌,均可提高“酸浸”的浸出率。
(2)“酸解”后,TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO2+,SiO2不溶,滤渣的主要成分为SiO2。
(3)“水解”需在沸水中进行,TiO2+在沸水中形成TiO2·xH2O,离子方程式为TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+;该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4。
(4)TiO2·xH2O脱水后在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO,化学方程式为TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑;B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是高温下B2O3易挥发,只有部分参加了反应。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)圆底烧瓶(1分)
(2)水浴加热(1分) KClO3和HCl反应生成Cl2,使KClO3利用率(或KIO3产率)降低
(3)蒸发浓缩(1分) 冷却结晶(1分) 取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明晶体已洗净
(4)KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O
(5)①当滴入最后半滴KIO3溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色且半分钟内不褪色 ②10.0
解析 (3)步骤Ⅳ中的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;判断晶体是否洗涤干净,只需检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明晶体已洗净。
(4)步骤Ⅴ中加入KOH,发生反应KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O。
(5)当KIO3过量时,会与碘离子反应生成I2。①滴定终点时的现象为当滴入最后半滴KIO3溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。②滴定过程中I被还原为I-,Sn2+被氧化为Sn4+,由得失电子守恒可知:n(KIO3)=n(I-)=n(Sn2+)=×0.15×20×10-3 mol=1×10-3 mol,KIO3晶体的纯度为×100%≈10.0%。
18.答案 (每空2分)
(1)c
(2)②>①>③
(3)10-4 将0.1 mol/L的CH3COONa、CH3COOH溶液等体积混合,然后测定混合溶液的pH。若pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度;若pH>7,说明CH3COOH的电离程度小于CH3COO-的水解程度
(4)H3PO3+2OH- HP+2H2O
(5)②
(6)>
解析 (1)根据题表中数据可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,c正确。(2)CH3COONH4、CH3COONa均为强电解质,完全电离,而CH3COOH是弱酸,只有很少部分发生电离,故CH3COOH溶液中c(CH3COO-)最小;CH3COONa溶液中CH3COO-部分水解,而在CH3COONH4溶液中CH3COO-、N互相促进水解,即CH3COONH4溶液中c(CH3COO-)比CH3COONa溶液中少;综上分析,溶液中c(CH3COO-):②>①>③。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中c(H+)=10-10 mol/L,则溶液中c(OH-)=10-4 mol/L,溶液中OH-完全由水电离产生,故水电离出的c(OH-)=10-4 mol/L。要比较0.1 mol/L CH3COONa溶液中CH3COO-的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度的相对大小,可使两溶液等体积混合,测混合溶液的pH,若pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度;若pH>7,说明CH3COO-的水解程度大于CH3COOH的电离程度。
(4)题图中有三条曲线说明H3PO3是二元弱酸,即H3PO3与足量NaOH溶液反应产生Na2HPO3和H2O,其离子方程式为H3PO3+2OH- HP+2H2O。
(5)结合题图中曲线分析可知,①、②、③分别表示pc(HP)、pc(H2P)、pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,表示pc(H2P)随pOH变化的曲线是②。
(6)常温下NaH2PO3溶液中存在H2P和H+,也存在H2P水解产生的H3PO3和OH-。由于①表示pc(HP)随pOH变化的曲线,③表示pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,据图可知,在y点c(HP)=c(H3PO3),此时溶液pOH=10,说明H2P的水解程度小于其电离程度,因此c(HP)>c(H3PO3)。
19.答案 (除标注外,每空2分)
(1)-90.7(1分)
(2)①a ②温度升高到一定程度时,整个过程以反应2为主,反应2是反应前后气体分子数不变的反应,改变压强对平衡无影响 ③0.009 6 ④分子筛膜反应器可以及时分离反应1生成的H2O,通入的N2将H2O带离出反应体系,促进反应1正向进行
(3)①负极 ②CO2+6H--6e- CH3OH+H2O ③90%
解析 (1)根据盖斯定律,由反应1-反应2可得CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=(-49.5-41.2) kJ·mol-1=-90.7 kJ·mol-1。
(2)①其他条件相同时,增大压强反应2平衡不移动,反应1正向移动,CO2的转化率增大,则曲线a代表5 MPa下α(CO2)随温度变化曲线。③设初始时投入n(CO2)为1 mol,n(H2)为3 mol,反应1转化的CO2的物质的量为x mol,反应2转化的CO2的物质的量为y mol,根据已知条件列出“三段式”(假设反应1达平衡后再发生反应2):
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 1-x 3-3x x x
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
起始(mol) 1-x 3-3x 0 x
转化(mol) y y y y
平衡(mol) 1-x-y 3-3x-y y x+y
P点时压强为3 MPa,CO和CH3OH的选择性均为50%,CO2的转化率为20%,由,解得x=y=0.1,平衡时n(CO2)=0.8 mol,n(H2)=2.6 mol,n(CO)=n(CH3OH)=0.1 mol,n(H2O)=0.2 mol,n总=3.8 mol,反应2的平衡常数Kp=≈0.009 6。
(3)①由信息知,LaHx是传输H-的导体,H2在惰性电极1发生的电极反应为H2+2e- 2H-,惰性电极1是阴极,则a为电源的负极。②H-在惰性电极2上与CO2反应生成CH3OH和H2O,电极反应式为CO2+6H--6e- CH3OH+H2O。③若反应2也同时发生,出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气,且n(CO)∶n(CH3OH)=1∶3,假设生成1 mol CO和3 mol CH3OH,转移电子1 mol×2+3 mol×6=20 mol,惰性电极2的电流效率η=×100%=90%。
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
(
姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
期末考试综合检测卷(二)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16
Na-23 S-32 K-39 Sn-119 I-127。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述正确的是 ( )
A.问天实验舱搭载了柔性太阳翼,太阳翼是一种将太阳能转化为电能的新型原电池装置
B.国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,比氟利昂更加环保
C.草木灰(含K2CO3)与铵态氮肥混合施用,有利于促进农作物对肥料的吸收
D.葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,二者为可逆反应
2.下列图示所表示的信息与对应的叙述相符的是 ( )
图1 图2 图3
A.图1表示2 mol H2与1 mol O2反应生成2 mol H2O(g)的能量变化,则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
B.图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热,则ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.图3表示的反应,同温同压下,在光照和点燃条件下的ΔH不同
3.用已知浓度的酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液时,下列说法中正确的是 ( )
A.酸性KMnO4溶液与H2C2O4反应的离子方程式为2Mn+16H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O
B.读数时,一定要保留到小数点后一位(如17.3 mL)
C.滴定终点的现象是当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
D.滴定终点读数时仰视,测定结果偏低
4.工业上生产硝酸涉及氨的催化氧化,反应的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是 ( )
A.该反应的ΔS<0
B.加入催化剂可降低逆反应的活化能,从而加快逆反应速率
C.恒温恒容时,增大压强,一定能使反应物中活化分子百分数增大,反应速率加快
D.达到平衡时,升高温度,正反应速率减小、逆反应速率增大
5.下列说法错误的是 ( )
A.用Na2S、FeS除去废水中的Hg2+,反应的离子方程式相同
B.将TiCl4溶于大量水并加热制备TiO2,溶于大量水并加热的目的是促进TiCl4水解
C.在SOCl2气流中加热AlCl3·6H2O制备无水AlCl3,SOCl2消耗水的同时生成HCl抑制AlCl3水解
D.处理水垢中CaSO4的方法是先用饱和Na2CO3溶液将CaSO4转化为CaCO3,再加酸除去
6.中性环境微生物介导的铁循环过程,是纷繁复杂的土壤物质循环过程的重要组成部分,如图所示,下列有关说法正确的是 ( )
A.此环境下主要发生析氢腐蚀
B.钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀时,负极的电极反应式为Fe-3e- Fe3+
C.以Zn、Fe为电极,以酸化的3% NaCl溶液作电解质溶液,连接成原电池装置,过一段时间,从Fe电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,观察现象,探究金属的电化学保护法
D.将中间裹有锌皮的铁钉放在滴有酚酞的饱和NaCl溶液中,一段时间后观察铁钉周围溶液颜色变化,探究铁钉能发生吸氧腐蚀
7.下列各图所示装置能达到实验目的的是 ( )
A.用已知浓度的盐酸测定NaOH溶液浓度 B.用pH试纸测定盐酸的pH C.比较Mg和Al的金属性强弱 D.蒸干MgCl2溶液制取无水MgCl2
8.光催化氧化CH4制HCHO的机理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在光催化剂表面会发生反应H2O H++·OH
B.CH3OOH为中间产物
C.整个过程中的能量变化:电能转化为化学能
D.每生成1 mol HCHO,需消耗标准状况下11.2 L O2
9.一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时,原理如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.膜a为阳离子交换膜,膜b为阴离子交换膜
B.连接负载时,X极的电极反应式为2
C.连接电源时,Ⅰ室溶液中Na+数目增加
D.连接电源时,电路中每通过0.5 mol电子,Ⅱ室生成NaOH的质量为20 g
10.下列实验中,由实验现象不能得到正确结论的是 ( )
实验 现象 结论
A 相同的铝片分别与同温同体积,且c(H+)=1 mol/L的盐酸、硫酸反应 铝与盐酸反应产生气泡较快 可能是Cl-对该反应起到促进作用
B 在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热 加热后红色加深 证明盐类水解是吸热反应
C 将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡 沉淀由白色变为红褐色 Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度
D 向5 mL 0.1 mol/L的AgNO3溶液中先滴加5滴0.1 mol/L NaCl溶液,再滴加 5滴0.1 mol/L KI溶液 白色沉淀变为黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
11.某恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数φ(CH3OH)与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.a点和b点对应的平衡常数Ka>Kb
B.a点用气体分压(即气体总压强×该气体的体积分数)表示的压强平衡常数Kp=12.5(kPa)-2
C.若达平衡后,再充入1 mol CO和2 mol H2,CO的转化率减小
D.恒温恒容时,混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态
12.实验室中制备乙酸铜的流程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.反应①中H2O2起催化作用
B.为提高化学反应速率,反应①的反应温度越高越好
C.步骤Ⅱ和步骤Ⅲ存在相同的操作
D.反应③碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为冰醋酸
13.实验测得10 mL 0.50 mol·L-1 NH4Cl溶液、10 mL 0.50 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10-5。下列说法不正确的是( )
A.图中实线表示pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化
B.将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为 mol·L-1,溶液pH变化值小于lgx
C.随温度升高,KW增大,CH3COONa溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,pH减小
D.25 ℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中:c(Na+)-c(CH3COO-)=
c(Cl-)-c(N)
14.常温下,将KOH溶液滴入亚砷酸(H3AsO3)溶液,各种含砷微粒物质的量分数与溶液pH的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.常温下,H3AsO3的Ka1≈10-9
B.由图像信息可知H3AsO3为三元弱酸
C.当pH调至8~11时,主要反应的离子方程式为H3AsO3+2OH- HAs+2H2O
D.pH=12时,溶液中c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)+c(K+)
15.双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入,解决了Mg2+扩散缓慢等问题,其充、放电过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.放电时,右侧电极的电势高于Mg电极
B.放电时,每转移2 mol e-,正极质量减少14 g
C.充电时,若充电电压为2.0 V,可能造成电池性能衰减
D.充电时,充电电压为2.75 V时,阳极反应为Co+2Li2S-4e- CoS2+4Li+
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如下:
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”的浸出率,可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)“酸解”后滤渣的主要成分为 (写化学式)。
(3)“水解”需在沸水中进行,离子方程式为 ;该工艺中,经处理可循环利用的物质为 (写化学式)。
(4)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ,B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是 。
17.(14分)实验室常用KClO3直接氧化法制备KIO3。其具体制备和提纯过程如下:
Ⅰ.称取13.5 g KClO3,用50 mL的温水溶解。
Ⅱ.向Ⅰ中溶液中加入16 g I2(稍过量),加热溶液并保持温度在80~90 ℃,加入1 L浓HNO3,不断搅拌,逐氯。
Ⅲ.反应趋于平衡之后,煮沸溶液,将氯全部逐出。上述过程中发生反应的化学方程式为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。
Ⅳ.将溶液经过一系列操作后制得KH(IO3)2晶体。
Ⅴ.将制得的KH(IO3)2晶体溶于60 mL热水中,加入适量KOH。冷却后将得到的KIO3晶体进行反复重结晶,最后在120~140 ℃下进行干燥,最终得到高纯度KIO3晶体10.71 g。
回答下列问题:
(1)以上步骤中使用的部分仪器如下。其中仪器a的名称是 。
(2)步骤Ⅱ中可选用 方式将溶液加热并保温;其中在酸化溶液时加入浓HNO3而不用浓盐酸的原因是 。
(3)步骤Ⅳ中的一系列操作为 、 、过滤、洗涤、干燥;判断晶体已经洗涤干净的方法是 。
(4)步骤Ⅴ中加入KOH过程中,发生反应的化学方程式为 。
(5)将所得的10.71 g KIO3晶体配成100 mL溶液。在CO2气氛保护下,向锥形瓶中加入盐酸酸化的0.150 0 mol·L-1 SnCl2溶液20.00 mL,用所配KIO3溶液进行滴定,以淀粉溶液作指示剂,在滴定过程中I被还原为I-,Sn2+被氧化为Sn4+。滴定终点时共消耗KIO3溶液20.00 mL。
①滴定终点时的现象为 。
②上述KIO3晶体的纯度为 %(保留1位小数)。
18.(14分)乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。
Ⅰ.已知:25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示。
弱酸 CH3COOH H2CO3 HClO
电离常数 1.8×10-5 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11 4.0×10-8
(1)根据表中数据,上述三种酸酸性最弱的是 (填字母)。
a.CH3COOH b.H2CO3 c.HClO
(2)常温下相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4溶液 ②CH3COONa溶液 ③CH3COOH溶液,其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是 (填序号)。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-)= mol/L;请设计实验,比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液中CH3COO-的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度大小:
(简述实验步骤和结论)。
Ⅱ.常温下,已知H3PO3溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L,溶液中各含磷微粒的pc-pOH关系如图所示。
已知:pc=-lg c,pOH=-lg c(OH-);x、z两点的坐标分别为(7.3,1.3)、(12.6,1.3)。
(4)H3PO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(5)表示pc(H2P)随pOH变化的曲线是 (填“①”“②”或“③”)。
(6)常温下,NaH2PO3溶液中的c(HP) c(H3PO3)(填“<”“>”或“=”)。
19.(15分)CH3OH可作大型船舶的绿色燃料,可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1(副反应)
(1)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),该反应的ΔH= kJ·mol-1。
(2)将CO2和H2按物质的量之比为1∶3通入密闭容器中发生反应1和反应2,分别在1 MPa、3 MPa、5 MPa下改变反应温度,测得CO2的平衡转化率(α)以及生成CH3OH、CO选择性(S)[选择性为目标产物在总产物(CH3OH和CO)中的比率]随温度的变化如图甲所示。
甲
①代表5 MPa下α(CO2)随温度变化趋势的是曲线 (填“a”“b”或“c”)。
②随着温度升高,a、b、c三条曲线接近重合的原因是 。
③P点对应的反应2的平衡常数Kp= (保留两位有效数字)。
④分子筛膜反应器可提高反应1的平衡转化率,且实现CH3OH选择性100%,原理如图乙所示。分子筛膜反应器可提高转化率的原因是 。
乙
(3)中科院研究出首例在室温条件超快传输的氢负离子导体LaHx,某小组设计了如图丙装置,以电化学方法进行反应1。
丙
①a为电源的 (填“正极”或“负极”)。
②生成CH3OH的电极反应式为 。
③若反应2也同时发生,出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气,且n(CO)∶n(CH3OH)=1∶3,则惰性电极2的电流效率η为 (η=×100%)。
答案与分层梯度式解析
1.B 太阳翼将太阳能转化为电能,而原电池装置将化学能转化为电能,故太阳翼不属于原电池装置,A错误;氟利昂能破坏臭氧层,国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,更加环保,B正确;草木灰与铵态氮肥混合施用,C会发生互相促进的水解反应而降低肥效,C错误;“丹砂烧之成水银”涉及的反应为HgS Hg+S,“积变又还成丹砂”涉及的反应为Hg+S HgS,两个过程的反应条件不同,不属于可逆反应,D错误。
2.C H2的燃烧热指1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)所放出的热量,图1过程生成的水为气态,不是氢气的燃烧热,A错误;图2表示的是放热反应在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化,B错误;根据盖斯定律知,化学反应的反应热与反应途径无关,ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;图3表示的反应,同温同压下,在光照和点燃条件下ΔH相同,D错误。
3.C H2C2O4为弱酸,书写离子方程式时不能拆,A错误;酸式滴定管的精确度为0.01 mL,读数时保留到小数点后两位,B错误;滴定终点的现象是当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色,C正确;若滴定终点读数时仰视,读取的体积偏大,导致测定结果偏高,D错误。
4.B 该反应的ΔS>0,A错误。加入催化剂可降低正、逆反应的活化能,从而加快正、逆反应速率,B正确。恒温恒容时,若充入反应物来增大压强,单位体积内活化分子数目增大,活化分子百分数不变,反应速率加快;若充入不参与反应的气体来增大压强,单位体积内活化分子数目不变,活化分子百分数不变,反应速率不变,C错误。达到平衡时,升高温度,正、逆反应速率均增大,D错误。
5.A 在离子方程式中,Na2S可拆,FeS不可拆,离子方程式不同,A错误;TiCl4加入大量的水并加热,该过程中TiCl4发生水解,生成的HCl不断挥发,最终转化为TiO2·xH2O,使TiCl4水解趋于完全,B正确;AlCl3遇水会发生水解:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,SOCl2消耗水的同时生成HCl可抑制Al3+水解,有利于得到无水AlCl3,C正确;CaSO4与Na2CO3反应转化为CaCO3,CaCO3能用酸除去,D正确。
6.C 中性环境中,Fe发生吸氧腐蚀,A错误;钢铁制品在潮湿空气中发生电化学腐蚀,其负极的电极反应式为Fe-2e- Fe2+,B错误;选项中所述原电池装置中,Fe为正极被保护,从Fe电极区域取少量溶液于试管中,再向试管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀生成,该方案能用于探究金属的电化学保护法,C正确;Zn比Fe活泼,Zn为负极,铁钉被保护,未发生吸氧腐蚀,该方案不能用于探究铁钉的吸氧腐蚀,D错误。
7.A 用酸式滴定管盛装盐酸,用酚酞作指示剂,可测定未知浓度的NaOH溶液浓度,A正确;应用干燥的pH试纸测定盐酸pH,用湿润的pH试纸测定会稀释待测液,B错误;Al能与NaOH溶液反应而Mg不反应,不能据此比较Mg和Al的金属性强弱,C错误;直接蒸干MgCl2溶液会促进Mg2+水解,最终蒸干产物为Mg(OH)2,应在HCl氛围中蒸干水分,D错误。
8.B 在光催化剂表面会发生反应:H2O+h+ H++·OH,A错误;根据题图中信息可知,CH3OOH在反应过程中先生成又被消耗,为中间产物,B正确;整个过程中不存在电能转化为化学能,C错误;甲烷生成甲醛的化学方程式为CH4+O2 HCHO+H2O,每生成1 mol HCHO,需消耗1 mol O2,1 mol O2在标准状况下的体积为22.4 L,D错误。
9.D 连接负载时,题述装置为原电池,X极为负极,
,Ⅰ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅱ室,Y极为正极,氧气在正极得电子,发生还原反应生成氢氧根离子,Ⅲ室溶液中氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅱ室,A、B正确。连接电源时,题述装置为电解池,X极为阴极、Y极为阳极,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,Ⅰ室溶液中钠离子数目增加,C正确。连接电源时,Ⅱ室溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入Ⅰ室,氢氧根离子通过阴离子交换膜进入Ⅲ室,Ⅱ室没有氢氧化钠生成,D错误。
10.D A项,溶液中c(H+)均为1 mol/L,溶液中阴离子不同,铝与盐酸反应产生气泡较快,可能是Cl-对该反应起到促进作用,正确;B项,醋酸钠水解使溶液显碱性,在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热,加热后红色加深,说明水解程度增大,能证明盐类水解是吸热反应,正确;C项,沉淀由白色变为红褐色,说明Mg(OH)2转化为Fe(OH)3,则Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,正确;D项,由于AgNO3溶液过量,加入KI溶液时,I-和过量的Ag+生成AgI沉淀,无法比较AgCl和AgI的Ksp,错误。
11.C 该反应的正反应为放热反应,由题图可知,T1温度下φ(CH3OH)大于T2温度下的φ(CH3OH),说明T1时反应进行程度大,则Ka>Kb,A正确;设平衡时一氧化碳转化了x mol,根据题中数据列出三段式如下:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始物质的量/mol 1 2 0
转化物质的量/mol x 2x x
平衡物质的量/mol 1-x 2-2x x
a点时CH3OH的物质的量分数为40%,则×100%=40%,解得x=,三种气体的分压分别为p(CO)=p1 kPa=0.2p1 kPa,p(H2)=p1 kPa=0.4p1 kPa,p(CH3OH)=p1 kPa=0.4p1 kPa,压强平衡常数KP=(kPa)-2,B正确;若达平衡后,再充入1 mol CO和2 mol H2,相当于增大了压强,平衡正向移动,CO的转化率增大,C错误;混合气体的物质的量是变量,混合气体的平均摩尔质量也是变量,恒温恒容条件下,当混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化时,说明反应达到平衡状态,D正确。
12.C H2O2起氧化作用,将Cu氧化为Cu2+,A错误;反应①的反应温度过高,H2O2分解程度大,应选适宜的温度,B错误;步骤Ⅱ和步骤Ⅲ都有固体生成,都需要进行固液分离,因此都存在过滤操作,C正确;碱式碳酸铜固体中加入的试剂X为醋酸溶液,在水溶液中便于反应发生,D错误。
13.C 加水稀释能促进CH3COONa和NH4Cl的水解,因浓度下降,CH3COONa溶液pH降低,NH4Cl溶液pH升高;升高温度促进CH3COONa和NH4Cl的水解,由于KW增大,CH3COONa溶液pH和NH4Cl溶液pH均降低,故题图中实线表示pH随加水量的变化,而虚线表示pH随温度的变化,A正确。加水稀释,水解平衡N+H2O NH3·H2O+H+向右移动,NH4Cl浓度为原来的时,溶液pH增大小于lgx,B正确。升高温度,水解平衡CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-向右移动,CH3COONa溶液中c(OH-)增大,因升温时KW增大,使溶液中c(H+)也增大,由题图可知pH减小,C错误。稀释相同倍数后,NH4Cl和CH3COONa溶液的浓度仍然相同,则两溶液中c(Na+)=c(Cl-),因CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相同,CH3COO-的水解平衡常数()与N的水解平衡常数()相同,即CH3COO-的水解程度与N的水解程度相同,则两溶液中c(CH3COO-)=c(N),故有c(Na+)-c(CH3COO-)=c(Cl-)-c(N),D正确。
14.C 由题图可知,当c(H3AsO3)=c(H2As)时,溶液的pH≈9,则H3AsO3的Ka1=≈10-9,A正确;由题图可知,溶液中有四种含As元素的微粒,说明H3AsO3有三步电离,则H3AsO3为三元弱酸,B正确;pH为8~11时,随pH增大,H3AsO3的物质的量分数减小、H2As的物质的量分数增加,主要反应的离子方程式为H3AsO3+OH- H2As+H2O,C错误;pH=12时,溶液中存在电荷守恒:c(H2As)+2c(HAs)+3c(As)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),D正确。
15.B 放电时,Mg电极为负极,右侧电极为正极,正极的电势高于负极,A正确;放电时,右侧电极为正极,电极反应式为CoS2+4Li++4e- Co+2Li2S,每转移2 mol e-正极质量增加2 mol×7 g/mol=14 g,B错误;由题图可知,若充电电压为2.0 V,充电过程中Co会转化为Co3S4,放电时Co3S4不能参与反应,故会造成电池性能衰减,C正确;由题图可知,若充电电压为2.75 V,阳极的电极反应式为Co+2Li2S-4e- CoS2+4Li+,D正确。
16.答案 (每空2分)
(1)粉碎高钛渣(或适当加热、搅拌)
(2)SiO2
(3)TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+ H2SO4
(4)TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑ B2O3高温下易挥发,只有部分参加了反应
解析 (1)粉碎高钛渣,增大反应物的接触面积或者适当加热、搅拌,均可提高“酸浸”的浸出率。
(2)“酸解”后,TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO2+,SiO2不溶,滤渣的主要成分为SiO2。
(3)“水解”需在沸水中进行,TiO2+在沸水中形成TiO2·xH2O,离子方程式为TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+;该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4。
(4)TiO2·xH2O脱水后在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO,化学方程式为TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑;B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是高温下B2O3易挥发,只有部分参加了反应。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)圆底烧瓶(1分)
(2)水浴加热(1分) KClO3和HCl反应生成Cl2,使KClO3利用率(或KIO3产率)降低
(3)蒸发浓缩(1分) 冷却结晶(1分) 取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明晶体已洗净
(4)KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O
(5)①当滴入最后半滴KIO3溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色且半分钟内不褪色 ②10.0
解析 (3)步骤Ⅳ中的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;判断晶体是否洗涤干净,只需检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,则证明晶体已洗净。
(4)步骤Ⅴ中加入KOH,发生反应KH(IO3)2+KOH 2KIO3+H2O。
(5)当KIO3过量时,会与碘离子反应生成I2。①滴定终点时的现象为当滴入最后半滴KIO3溶液,锥形瓶中溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。②滴定过程中I被还原为I-,Sn2+被氧化为Sn4+,由得失电子守恒可知:n(KIO3)=n(I-)=n(Sn2+)=×0.15×20×10-3 mol=1×10-3 mol,KIO3晶体的纯度为×100%≈10.0%。
18.答案 (每空2分)
(1)c
(2)②>①>③
(3)10-4 将0.1 mol/L的CH3COONa、CH3COOH溶液等体积混合,然后测定混合溶液的pH。若pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度;若pH>7,说明CH3COOH的电离程度小于CH3COO-的水解程度
(4)H3PO3+2OH- HP+2H2O
(5)②
(6)>
解析 (1)根据题表中数据可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,c正确。(2)CH3COONH4、CH3COONa均为强电解质,完全电离,而CH3COOH是弱酸,只有很少部分发生电离,故CH3COOH溶液中c(CH3COO-)最小;CH3COONa溶液中CH3COO-部分水解,而在CH3COONH4溶液中CH3COO-、N互相促进水解,即CH3COONH4溶液中c(CH3COO-)比CH3COONa溶液中少;综上分析,溶液中c(CH3COO-):②>①>③。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中c(H+)=10-10 mol/L,则溶液中c(OH-)=10-4 mol/L,溶液中OH-完全由水电离产生,故水电离出的c(OH-)=10-4 mol/L。要比较0.1 mol/L CH3COONa溶液中CH3COO-的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液中CH3COOH的电离程度的相对大小,可使两溶液等体积混合,测混合溶液的pH,若pH<7,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度;若pH>7,说明CH3COO-的水解程度大于CH3COOH的电离程度。
(4)题图中有三条曲线说明H3PO3是二元弱酸,即H3PO3与足量NaOH溶液反应产生Na2HPO3和H2O,其离子方程式为H3PO3+2OH- HP+2H2O。
(5)结合题图中曲线分析可知,①、②、③分别表示pc(HP)、pc(H2P)、pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,表示pc(H2P)随pOH变化的曲线是②。
(6)常温下NaH2PO3溶液中存在H2P和H+,也存在H2P水解产生的H3PO3和OH-。由于①表示pc(HP)随pOH变化的曲线,③表示pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,据图可知,在y点c(HP)=c(H3PO3),此时溶液pOH=10,说明H2P的水解程度小于其电离程度,因此c(HP)>c(H3PO3)。
19.答案 (除标注外,每空2分)
(1)-90.7(1分)
(2)①a ②温度升高到一定程度时,整个过程以反应2为主,反应2是反应前后气体分子数不变的反应,改变压强对平衡无影响 ③0.009 6 ④分子筛膜反应器可以及时分离反应1生成的H2O,通入的N2将H2O带离出反应体系,促进反应1正向进行
(3)①负极 ②CO2+6H--6e- CH3OH+H2O ③90%
解析 (1)根据盖斯定律,由反应1-反应2可得CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=(-49.5-41.2) kJ·mol-1=-90.7 kJ·mol-1。
(2)①其他条件相同时,增大压强反应2平衡不移动,反应1正向移动,CO2的转化率增大,则曲线a代表5 MPa下α(CO2)随温度变化曲线。③设初始时投入n(CO2)为1 mol,n(H2)为3 mol,反应1转化的CO2的物质的量为x mol,反应2转化的CO2的物质的量为y mol,根据已知条件列出“三段式”(假设反应1达平衡后再发生反应2):
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) x 3x x x
平衡(mol) 1-x 3-3x x x
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
起始(mol) 1-x 3-3x 0 x
转化(mol) y y y y
平衡(mol) 1-x-y 3-3x-y y x+y
P点时压强为3 MPa,CO和CH3OH的选择性均为50%,CO2的转化率为20%,由,解得x=y=0.1,平衡时n(CO2)=0.8 mol,n(H2)=2.6 mol,n(CO)=n(CH3OH)=0.1 mol,n(H2O)=0.2 mol,n总=3.8 mol,反应2的平衡常数Kp=≈0.009 6。
(3)①由信息知,LaHx是传输H-的导体,H2在惰性电极1发生的电极反应为H2+2e- 2H-,惰性电极1是阴极,则a为电源的负极。②H-在惰性电极2上与CO2反应生成CH3OH和H2O,电极反应式为CO2+6H--6e- CH3OH+H2O。③若反应2也同时发生,出口Ⅱ为CO、CH3OH、CO2的混合气,且n(CO)∶n(CH3OH)=1∶3,假设生成1 mol CO和3 mol CH3OH,转移电子1 mol×2+3 mol×6=20 mol,惰性电极2的电流效率η=×100%=90%。