【突破课堂】期末考试综合检测卷(一)--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(一)--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 | 301.1KB | ||
| 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
)
期末考试综合检测卷(一)
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 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Ni-59 Cu-64 Ce-140。
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.化学与生活、科学、技术、环境等密切相关,下列说法错误的是 ( )
A.可溶性的铝盐、铁盐均可用于自来水的消毒杀菌
B.热的纯碱溶液除油污的原理涉及盐类的水解和酯类的水解
C.反应2Mg(s)+CO2(g) 2MgO(s)+C(s)能自发进行,说明该反应ΔH<0
D.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
2.一艘满载着精选铜矿砂的货轮,在海上行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是 ( )
A.精选铜矿砂装载过多导致沉船
B.运输途中Cu与空气中O2发生氧化反应导致质量增大,超过船的承载能力
C.在潮湿的环境中,船体与Cu构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀
D.在潮湿的环境中,船体与Cu构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
3.下列图示与对应的叙述相符的是 ( )
A.铁勺上镀铜 B.验证温度对2NO2(g) N2O4(g)平衡的影响
C.粗铜的精炼 D.中和反应反应热的测定
4.下列溶液中,离子能大量共存的是 ( )
A.使酚酞试剂显红色的溶液:Na+、Ba2+、N、[Al(OH)4]-
B.滴加KSCN溶液显红色的溶液:N
C.加入Al能产生H2的溶液:K+、N、CH3COO-、Cl-
D.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Fe2+、Mg2+、S
5.NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应为CO(g)+NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH=-374 kJ·mol-1,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是 ( )
A.NO与CO在排入大气之前未反应完全
B.增大压强,平衡将向右移动,平衡常数K增大
C.升高温度,既增大反应速率又增大平衡常数K
D.选用适宜催化剂,可以增大平衡常数K,使尾气排放达到标准
6.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法错误的是 ( )
A.使用Bi2O3催化剂更有利于CO2的吸附
B.使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)不相等,但反应热相等
C.CO2电化学还原制取HCOOH的反应ΔH<0
D.*C生成*HCOO-的反应为*C *C+*HCOO-
7.某二元酸H2B在水中的电离方程式是H2B H++HB-、HB- H++B2-。下列说法正确的是 ( )
A.NaHB溶液呈碱性
B.NaHB溶液中:c(Na+)=c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)
C.Na2B溶液中:c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)
D.常温下,某pH=7的NaHB与Na2B混合液中:c(Na+)=2c(B2-)+c(HB-)
8.用CH4催化还原NOx,可以减少氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是 ( )
A.若标准状况下4.48 L CH4(g)与一定量NO2(g)完全反应生成N2(g)、CO2(g)和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.反应①②中,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
9.我国在太阳能光电催化电池处理H2S研究中获得新进展,相关装置如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.该装置中能量转化形式只有化学能转化为电能
B.该装置工作时,b极为正极
C.a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+
D.电路中每通过1 mol e-,可处理17 g H2S
10.常温下,某研究小组用数字传感器探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的影响因素,当外界条件改变时,Mg(OH)2悬浊液中Mg2+的浓度变化如图所示,其中a点表示Mg(OH)2悬浊液中Mg2+的初始浓度,若忽略Mg2+水解,下列说法正确的是 ( )
A.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12
B.图中b点改变的外界条件为加入MgCl2(s)
C.图中c点后无红褐色沉淀生成
D.图中d点:c(Mg2+)11.某研究小组为探究室温下水溶液体系中的化学反应I-+OCl- OI-+Cl-的反应物浓度、溶液中OH-浓度及v间的关系,得到如下数据。
实验编号 c(I-)/(mol·L-1) c(OCl-)/(mol·L-1) c(OH-)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1)
1 2×10-3 1.5×10-3 1.00 1.8×10-4
2 a 1.5×10-3 1.00 3.6×10-4
3 2×10-3 3×10-3 2.00 1.8×10-4
4 4×10-3 3×10-3 1.00 7.2×10-4
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=kc1(I-)cb(OCl-)cc(OH-)(温度一定时,k为常数)。下列说法不正确的是 ( )
A.实验2中,a=4×10-3
B.设计实验2和实验4的目的是研究OCl-浓度对反应速率的影响
C.b=1;c=0.5
D.若实验4的其他浓度不变,c(OH-)=0.1 mol·L-1时,反应的初始速率v=7.2×10-3 mol·L-1·s-1
12.已知C3H8制烯烃的反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)。固定C3H8浓度不变,提高CO2浓度,测定出口处C3H6、H2、CO浓度,实验结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在制烯烃的反应中,随着CO2浓度的增大,平衡会向正反应方向移动
B.C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异可能是因为发生了反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
C.相同条件下,增大,可以提高C3H8的转化率
D.如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,那么入口处各气体的浓度和出口处各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
13.(NH4)2HPO4常用于制作干粉灭火剂,某研究小组利用如图所示装置制备(NH4)2HPO4。向一定浓度的磷酸中通入NH3,当溶液pH≈9时,停止通入NH3, 即制得(NH4)2HPO4溶液。下列说法不正确的是 ( )
A.装置中活塞K2的作用是防止倒吸
B.通入NH3时,容器壁会变热,说明存在ΔH<0的过程
C.若不用pH传感器,还可选用甲基橙作指示剂
D.若溶液pH达到9后继续通入NH3,溶液中OH-、N的浓度均增大
14.用含镍废料(主要成分为NiO,还含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSO4并回收金属资源的流程如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.两次“酸溶”都应选稀硫酸
B.滤渣2中含CuS和FeS,可能含有S
C.反应Ⅰ说明FeS比CuS更难溶
D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用
15.已知pOH=-lg c(OH-)。初始温度为25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加0.05 mol·L-1的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a、b、c三点对应N的水解平衡常数:Kh(c)>Kh(b)>Kh(a)
B.a点溶液中水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 mol·L-1
C.若图中x=7,则b点溶液中c(N)=2c(S)
D.若V3=40,则c点溶液中c(H+)=c(OH-)+c(N)+c(NH3·H2O)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.40 mol无色气体N2O4,发生反应:N2O4(g) 2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
时间/s 20 40 60 80 100
c(NO2)/(mol·L-1) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30
(1)0~40 s内,v(NO2)= mol·L-1·s-1。
(2)0~20 s,气体颜色加深,此时余下的N2O4的物质的量为 mol,N2O4的转化率为 。
Ⅱ.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl N2↑+NaCl+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用如图装置(夹持仪器等略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积的2.0 mol·L-1 NaNO2溶液、2.0 mol·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间,重复多次取平均值。
(3)仪器A的名称为 。
(4)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(5)测定的实验数据如表所示。
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
V1= ,V3= 。
17.(13分)菠菜中含有丰富的草酸(H2C2O4)和草酸盐,人体内的Ca2+易与草酸结合形成草酸钙,某学习小组对此展开了实验探究。
Ⅰ.学习小组查阅资料发现不同的烹饪方式对菠菜中草酸的含量有所影响。
(1)常温下,甲同学用pH计测得0.05 mol·L-1的H2C2O4溶液的pH为1.49,解释0.05 mol·L-1的H2C2O4溶液pH不为1的原因: 。
(2)乙同学查到:将菠菜进行水煮后可除去其中大部分草酸,补充表格中内容。
实验装置图 实验序号 试剂a 实验现象
① 2 mL 0.05 mol·L-1草酸溶液 产生白色沉淀
② 2 mL“生菠菜”榨出的汁 产生白色沉淀
③ 2 mL“熟菠菜”榨出的汁
Ⅱ.学习小组欲进一步检测菠菜中草酸和草酸盐的含量,主要操作包括:
①称取650 g菠菜样品研磨成汁,用稀硫酸浸泡后取澄清溶液(假设草酸和草酸盐全部浸出);②将步骤①中的澄清溶液定容,得到250 mL待测液;③移取25.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定。
(3)①达到滴定终点的现象是 。
②滴定时KMnO4与H2C2O4发生反应的离子方程式为 。
(4)平行实验3次,分别记录有关数据于下表:
滴定次数 待测液体积/mL 标准液体积/mL
滴定前读数 滴定后读数
第一次 25.00 0.00 25.99
第二次 25.00 1.56 30.30
第三次 25.00 0.22 26.23
计算:菠菜样品中草酸和草酸盐的总含量为 %(均以草酸计)。
(5)下列操作中可能使测定结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定管未用标准液润洗就直接盛装KMnO4标准液
B.滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定结束后没有气泡
18.(14分)硫酸铈铵[(NH4)4Ce(SO4)4](M=596 g/mol)是分析化学常用的滴定剂。以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaF2、SiO2)为原料制备硫酸铈铵的工艺流程如图所示。
已知:
①Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+。
②“沉铈”时发生的反应之一:Ce2(SO4)3+Na2SO4+6H2O Ce2(SO4)3·Na2SO4·6H2O。
回答下列问题:
(1)滤渣A的成分是 (填化学式)。“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入,矿粉从上部加入),这样操作的目的是 。
(2)“酸浸”中,铈浸出率与温度的关系如图1所示,铈浸出率与硫酸浓度的关系如图2所示。工业生产应选择的适宜温度是 ℃,硫酸浓度为 mol·L-1。
图1 图2
(3)“沉铈”时,硫脲作 (填“还原剂”或“氧化剂”)。
(4)“溶解”时,为防止Ce3+被氧化,可以加入 (填字母)。
a.KMnO4 b.NaClO c.CH3CHO
(5)测定产品纯度。称取w g产品溶于水,配制成250 mL溶液,准确量取25.00 mL配制的溶液于锥形瓶中。加入V mL 0.10 mol·L-1 Na2Fe(SO4)2溶液,恰好完全反应,该产品纯度为 。(杂质不参与反应,滴定反应为Fe2++Ce4+ Ce3++Fe3+)
19.(15分)二氧化碳的综合利用是当下研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
则反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3= kJ·mol-1。
(2)①向体积均为V L的恒压密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2,分别在0.1 MPa和1 MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体的物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化的关系如图所示。下列叙述能说明反应体系达到平衡状态的是 (填字母)。
A.CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
②图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填字母)。
(3)一种从高炉气回收CO2制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下所示:
①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中= [已知:该温度下Ka1(H2CO3)=5×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11]。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,生成H2的电解效率为20%,当电路中转移3 mol e-时,阴极室溶液的质量增加 g。[B的电解效率=]。
答案与分层梯度式解析
1.A Fe3+、Al3+在溶液中水解生成的胶体,能吸附水中悬浮杂质达到净水的目的,但不能用于杀菌消毒,A错误;Na2CO3溶液显碱性,加热促进水解,油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,涉及盐类的水解和酯类的水解,B正确;反应2Mg(s)+CO2(g) 2MgO(s)+C(s)的ΔS<0,能自发进行,说明该反应ΔH<0,C正确;铁管镀锌层局部破损后,锌为原电池的负极,铁管不易生锈,D正确。
2.C 题干中是船体漏水导致的沉船,不是由于装载过多,A错误;Cu在潮湿环境中与空气反应很慢,故不可能是Cu与O2直接反应导致,B错误;精选铜矿砂在潮湿环境中与船体形成原电池,船体作负极被腐蚀,导致漏水,C正确、D错误。
3.B 电镀时镀层金属在阳极,电源正极应与铜电极相连,A错误;NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,根据冷水和热水中烧瓶内气体的颜色变化,可验证温度对2NO2(g) N2O4(g)平衡的影响,B正确;电解精炼铜时,粗铜在阳极,应与电源正极相连,C错误;为了减少热量损失,应用玻璃搅拌器,D错误。
4.A 使酚酞试剂显红色的溶液呈碱性,碱性溶液中四种离子能大量共存,A正确;滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与HC发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B错误;加入Al能产生H2的溶液可能为酸溶液或碱溶液,酸溶液中CH3COO-不能大量存在,碱溶液中N不能大量存在,C错误;常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液可能为酸溶液或碱溶液,碱溶液中Fe2+、Mg2+不能大量存在,酸溶液中,Fe2+与N发生氧化还原反应而不能大量共存,D错误。
5.A 该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A正确;该反应的正反应为气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向右移动,但是平衡常数只与温度有关,即平衡常数K不变,B错误;该反应的正反应为放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,平衡常数K减小,C错误;催化剂只能改变反应速率,对平衡常数无影响,D错误。
6.D 据题图可知使用Bi2O3催化剂时,CO2变为吸附态释放的能量更多,更有利于吸附,A正确;催化剂可改变反应的活化能,但不改变反应热,B正确;据题图可知反应物的能量高于生成物的能量,故该反应为放热反应,ΔH<0,C正确;所给离子方程式电荷不守恒,正确书写为*C+e- *C+*HCOO-,D错误。
7.D H2B的第一步完全电离,HB-部分发生电离,溶液中无H2B分子,NaHB只能电离不能水解,NaHB溶液呈酸性,A、B错误;Na2B溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2[c(HB-)+c(B2-)],C错误;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(B2-)+c(HB-)+c(OH-),pH=7时c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-),D正确。
8.D 根据盖斯定律,(①+②)×得:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1,标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol,放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1=173.4 kJ,A正确;由于液态水转化为气态水需要吸收热量,所以生成液态水的反应放出的热量多,放热越多,ΔH越小,即ΔH<-574 kJ·mol-1,B正确;反应①②中CH4均转化为CO2,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同,C正确;因为没有指明气体所处的状况,4.48 L CH4的物质的量无法求算,转移电子数也无法计算,D错误。
9.A 根据“太阳能光电催化电池”可知该装置中存在的能量转化形式还有光能转化为化学能,A错误;在b极上H+得到电子被还原产生H2,故b极为原电池的正极,B正确;根据题图可知,在a极上Fe2+失去电子生成Fe3+,a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+,C正确;由H2S~2e-~2Fe3+可知,电路中每通过2 mol e-,可处理34 g H2S,则电路中每通过1 mol e-,可处理17 g H2S,D正确。
10.A Mg(OH)2悬浊液中初始c(Mg2+)=1×10-4 mol·L-1,根据Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)知溶液中c(OH-)=2×10-4 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4×10-12,A正确;b点若加入MgCl2(s),c(Mg2+)应瞬间增大,而题图中c(Mg2+)逐渐减小,因此改变的外界条件不是加入MgCl2(s),B错误;c点加入FeCl3溶液,从曲线变化可以看出c(Mg2+)增大,说明Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3红褐色沉淀,C错误;由于发生沉淀转化,溶液中c(Mg2+)增大,c(OH-)减小,故c(Mg2+)>c(OH-),D错误。
11.C 将实验1和实验2中的数据代入公式,可求得a=4×10-3,A正确;实验2和实验4中,OCl-浓度不同,目的是研究OCl-浓度对反应速率的影响,B正确;将实验2、4中的数据代入公式,求得b=1,将实验3、4中的数据代入公式,求得c=-1,C错误;原实验4中,v=7.2×10-4 mol·L-1·s-1,实验4的其他浓度不变,c(OH-)=0.1 mol·L-1时,初始速率v=kc1(I-)c1(OCl-)×c-1(OH-)=7.2×10-3 mol·L-1·s-1,D正确。
12.C 据题图可知,随着c(CO2)的增大,c(C3H6)增大,说明C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)的平衡正向移动,A正确;据题图可知,可能发生反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现差异,B正确;相同条件下,增大,C3H8的转化率降低,C错误;如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,根据碳原子守恒,可得入口处各气体的浓度和出口处各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D正确。
13.C 由于NH3极易溶于水,打开活塞K2可以平衡气压,防止发生倒吸,实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2,A正确;通入NH3时,容器壁会变热,说明存在放出热量的过程,B正确;当pH≈9时溶液显碱性,可制得(NH4)2HPO4溶液,甲基橙的变色范围是3.1~4.4,C错误;继续通入NH3,则(NH4)2HPO4+NH3 (NH4)3PO4,溶液pH增大,溶液中OH-、N的浓度均增大,D正确。
14.C 根据整个流程图可知,制备NiSO4和FeSO4·7H2O,所得产品中阴离子都为S,两次“酸溶”都应选择稀硫酸,A正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,则滤渣2中含CuS和过量的FeS,在此过程中可能有-2价的S被氧化成S单质,故滤渣2中还可能有S,B正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,发生了沉淀的转化,说明CuS比FeS更难溶,C错误;题述流程中用含镍废料制备了NiSO4、FeSO4·7H2O等,合理处理了废弃物,有利于保护环境并使资源再利用,D正确。
15.B 升高温度能促进N水解,水解平衡常数增大,由题图可知,温度:T(b)>T(a)>T(c),则a、b、c三点对应N的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),A错误;a点溶液的pOH=3,即c(OH-)=10-3 mol·L-1,此时温度高于25 ℃,则水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 mol·L-1,B正确;根据电荷守恒,b点溶液中存在c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),b点时温度高于25 ℃,KW>10-14,当c(OH-)=10-7 mol·L-1时,溶液不呈中性,c(N)≠2c(S),C错误;若c点溶液中加入稀硫酸的体积为40 mL,则原氨水中的NH3·H2O和加入的稀硫酸中H2SO4的物质的量相等,c点溶液的溶质是NH4HSO4,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),根据元素守恒:c(N)+c(NH3·H2O)=c(S),两式联立得c(H+)=c(OH-)+c(N)+2c(NH3·H2O),D错误。
16.答案 (除标注外,每空2分)
(1)0.005
(2)0.28 30%
(3)锥形瓶(1分)
(4)水浴加热
(5)4.0 6.0
解析 (1)0~40 s,Δc(NO2)=0.20 mol·L-1,v(NO2)= =0.005 mol·L-1·s-1。
(2)0~20 s,生成NO2的物质的量为0.24 mol,转化的N2O4的物质的量为0.12 mol,余下的N2O4的物质的量为0.4 mol-0.12 mol=0.28 mol,N2O4的转化率为×100%=30%。
(4)控制体系的温度为36 ℃,该温度小于100 ℃,可采用水浴加热。
(5)根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0 mL,则V1=20.0-4.0-4.0-8.0=4.0;该实验的目的是探究NaNO2溶液的浓度对化学反应速率的影响,则只能改变c(NaNO2),根据分析比较实验1和实验3中数据,实验2和实验4中数据可知,V2=6.0,则V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)H2C2O4是弱酸,不能完全电离
(2)产生少量白色沉淀或无白色沉淀产生
(3)①滴入最后半滴KMnO4标准液时,溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色 ②2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++8H2O+10CO2↑(3分)
(4)0.9
(5)AC
解析 (1)草酸为二元弱酸,只能部分电离。
(2)将菠菜进行水煮后可除去其中大部分草酸,则“熟菠菜”榨出的汁没有草酸或者草酸量较少,向“熟菠菜”榨出的汁中滴加足量澄清石灰水,观察到的实验现象为产生少量白色沉淀或无白色沉淀产生。
(3)①用KMnO4标准液滴定待测液,滴定终点的现象是滴入最后半滴KMnO4标准液时,溶液由无色变为紫红色且半分钟内不褪色。②KMnO4与H2C2O4反应时,锰元素化合价由+7价降低到+2价,H2C2O4中的碳元素由+3价升高到+4价,反应的离子方程式为2Mn+6H++5H2C2O4 2Mn2++8H2O+10CO2↑。
(4)三次实验分别消耗标准液的体积为25.99 mL-0 mL=25.99 mL;30.30 mL-1.56 mL=28.74 mL;26.23 mL-0.22 mL=26.01 mL;第二次数据偏差较大,另外两次数据的平均值为26 mL,则菠菜样品中草酸和草酸盐的总含量为×100%=0.9%。
(5)滴定管未用标准液润洗就直接盛装KMnO4标准液,会导致标准液浓度变小,滴定时消耗标准液的体积偏大,会使测定结果偏高,A正确;滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,不影响标准液的消耗量,B错误;滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定结束后没有气泡,气泡消失时滴定管内的液面下降,消耗的标准液会偏大,计算的结果偏高,C正确。
18.答案 (每空2分)
(1)SiO2、BaSO4 增大接触面积,提高反应速率,使焙烧更充分,提高原料的利用率
(2)95 3.0
(3)还原剂
(4)c
(5)%
解析 氟碳铈矿(含CeFCO3、BaF2、SiO2)在空气中“焙烧”,根据已知信息①“焙烧”后Ce元素的化合价由+3价升高为+4价,BaF2转化为BaO,SiO2不反应,加稀硫酸“酸浸”,+4价Ce反应生成Ce,BaO生成硫酸钡,故滤渣A的主要成分为SiO2、BaSO4;浸液中的Ce与硫脲、硫酸钠反应被还原为Ce2(SO4)3·Na2SO4·6H2O,再加氢氧化钠、稀硫酸溶解得到含Ce3+的溶液,加碳酸氢铵沉Ce,生成Ce2(CO3)3,灼烧得到CeO2,CeO2与稀硫酸反应得到Ce(SO4)2,Ce(SO4)2与硫酸铵作用得到产品。
(1)滤渣A的成分为SiO2、BaSO4;“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作的目的是增大接触面积,提高反应速率,使焙烧更充分,提高原料的利用率。
(2)根据题图1,可以看出适宜的温度为95 ℃,温度再升高铈浸出率基本不变;由题图2可知,硫酸的浓度为3.0 mol·L-1时,铈浸出率最高。
(3)“沉铈”时,硫脲将+4价Ce还原为+3价,故硫脲为还原剂。(4)KMnO4和NaClO都具有强氧化性,为防止Ce3+被氧化,应该加入一种还原剂,选项中能作还原剂的为CH3CHO,故选c。
(5)Fe2++Ce4+ Ce3++Fe3+,n(Fe2+)=0.1 mol·L-1×V×10-3 L=1.0×10-4V mol,则n(Ce4+)=1.0×10-4V mol,原样品中(NH4)4Ce(SO4)4的物质的量为1.0×10-4V mol×10=1.0×10-3V mol,产品纯度为%。
19.答案 (每空3分)
(1)+206.1
(2)①B ②a
(3)①4 ②55.2
解析 (1)根据盖斯定律,将Ⅱ-Ⅰ得CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3=[+41.2-(-164.9)] kJ·mol-1=+206.1 kJ·mol-1。
(2)①反应Ⅰ和反应Ⅱ均消耗CO2,只有反应Ⅰ生成甲烷,所以CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等,反应体系没有达到平衡状态,A错误;气体总质量不变、反应Ⅰ反应前后气体物质的量是变量,容器体积是变量,密度是变量,混合气体的密度不再发生变化,反应体系一定是平衡状态,B正确;恒压密闭容器,容器内气体压强是恒定的,压强不再发生变化,体系不一定达到平衡状态,C错误。
②反应Ⅰ的正反应放热,其他条件不变时,升高温度,平衡逆向移动,所以a、c表示CH4的物质的量分数与温度的关系;其他条件不变时,增大压强,反应Ⅰ的平衡正向移动,CH4物质的量分数增大,所以图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a。
(3)①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中=4。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,阴极的电极反应为CO2+2e-+2H+ HCOOH、2H++2e- H2↑,若生成HCOOH的电解效率为80%,生成H2的电解效率为20%,当电路中转移3 mol e-时,阴极吸收1.2 mol CO2,放出0.3 mol H2,同时有3 mol H+移入阴极室,阴极室溶液的质量增加1.2 mol×44 g/mol+3 mol×1 g/mol-0.3 mol×2 g/mol=55.2 g。
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(一)
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 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Ni-59 Cu-64 Ce-140。
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.化学与生活、科学、技术、环境等密切相关,下列说法错误的是 ( )
A.可溶性的铝盐、铁盐均可用于自来水的消毒杀菌
B.热的纯碱溶液除油污的原理涉及盐类的水解和酯类的水解
C.反应2Mg(s)+CO2(g) 2MgO(s)+C(s)能自发进行,说明该反应ΔH<0
D.铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
2.一艘满载着精选铜矿砂的货轮,在海上行驶时突然发生大面积漏水,最终沉没。事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。下列对此调查结论的理解正确的是 ( )
A.精选铜矿砂装载过多导致沉船
B.运输途中Cu与空气中O2发生氧化反应导致质量增大,超过船的承载能力
C.在潮湿的环境中,船体与Cu构成了原电池,加速了作为负极的船体的腐蚀
D.在潮湿的环境中,船体与Cu构成了电解池,钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
3.下列图示与对应的叙述相符的是 ( )
A.铁勺上镀铜 B.验证温度对2NO2(g) N2O4(g)平衡的影响
C.粗铜的精炼 D.中和反应反应热的测定
4.下列溶液中,离子能大量共存的是 ( )
A.使酚酞试剂显红色的溶液:Na+、Ba2+、N、[Al(OH)4]-
B.滴加KSCN溶液显红色的溶液:N
C.加入Al能产生H2的溶液:K+、N、CH3COO-、Cl-
D.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:Fe2+、Mg2+、S
5.NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应为CO(g)+NO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH=-374 kJ·mol-1,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是 ( )
A.NO与CO在排入大气之前未反应完全
B.增大压强,平衡将向右移动,平衡常数K增大
C.升高温度,既增大反应速率又增大平衡常数K
D.选用适宜催化剂,可以增大平衡常数K,使尾气排放达到标准
6.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法错误的是 ( )
A.使用Bi2O3催化剂更有利于CO2的吸附
B.使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)不相等,但反应热相等
C.CO2电化学还原制取HCOOH的反应ΔH<0
D.*C生成*HCOO-的反应为*C *C+*HCOO-
7.某二元酸H2B在水中的电离方程式是H2B H++HB-、HB- H++B2-。下列说法正确的是 ( )
A.NaHB溶液呈碱性
B.NaHB溶液中:c(Na+)=c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)
C.Na2B溶液中:c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-)
D.常温下,某pH=7的NaHB与Na2B混合液中:c(Na+)=2c(B2-)+c(HB-)
8.用CH4催化还原NOx,可以减少氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1
下列说法不正确的是 ( )
A.若标准状况下4.48 L CH4(g)与一定量NO2(g)完全反应生成N2(g)、CO2(g)和水蒸气,放出的热量为173.4 kJ
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH<-574 kJ·mol-1
C.反应①②中,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同
D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移的电子为1.60 mol
9.我国在太阳能光电催化电池处理H2S研究中获得新进展,相关装置如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.该装置中能量转化形式只有化学能转化为电能
B.该装置工作时,b极为正极
C.a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+
D.电路中每通过1 mol e-,可处理17 g H2S
10.常温下,某研究小组用数字传感器探究Mg(OH)2沉淀溶解平衡的影响因素,当外界条件改变时,Mg(OH)2悬浊液中Mg2+的浓度变化如图所示,其中a点表示Mg(OH)2悬浊液中Mg2+的初始浓度,若忽略Mg2+水解,下列说法正确的是 ( )
A.常温下,Ksp[Mg(OH)2]=4.0×10-12
B.图中b点改变的外界条件为加入MgCl2(s)
C.图中c点后无红褐色沉淀生成
D.图中d点:c(Mg2+)
实验编号 c(I-)/(mol·L-1) c(OCl-)/(mol·L-1) c(OH-)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1)
1 2×10-3 1.5×10-3 1.00 1.8×10-4
2 a 1.5×10-3 1.00 3.6×10-4
3 2×10-3 3×10-3 2.00 1.8×10-4
4 4×10-3 3×10-3 1.00 7.2×10-4
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=kc1(I-)cb(OCl-)cc(OH-)(温度一定时,k为常数)。下列说法不正确的是 ( )
A.实验2中,a=4×10-3
B.设计实验2和实验4的目的是研究OCl-浓度对反应速率的影响
C.b=1;c=0.5
D.若实验4的其他浓度不变,c(OH-)=0.1 mol·L-1时,反应的初始速率v=7.2×10-3 mol·L-1·s-1
12.已知C3H8制烯烃的反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)。固定C3H8浓度不变,提高CO2浓度,测定出口处C3H6、H2、CO浓度,实验结果如图所示。下列说法不正确的是( )
A.在制烯烃的反应中,随着CO2浓度的增大,平衡会向正反应方向移动
B.C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异可能是因为发生了反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
C.相同条件下,增大,可以提高C3H8的转化率
D.如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,那么入口处各气体的浓度和出口处各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
13.(NH4)2HPO4常用于制作干粉灭火剂,某研究小组利用如图所示装置制备(NH4)2HPO4。向一定浓度的磷酸中通入NH3,当溶液pH≈9时,停止通入NH3, 即制得(NH4)2HPO4溶液。下列说法不正确的是 ( )
A.装置中活塞K2的作用是防止倒吸
B.通入NH3时,容器壁会变热,说明存在ΔH<0的过程
C.若不用pH传感器,还可选用甲基橙作指示剂
D.若溶液pH达到9后继续通入NH3,溶液中OH-、N的浓度均增大
14.用含镍废料(主要成分为NiO,还含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSO4并回收金属资源的流程如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.两次“酸溶”都应选稀硫酸
B.滤渣2中含CuS和FeS,可能含有S
C.反应Ⅰ说明FeS比CuS更难溶
D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用
15.已知pOH=-lg c(OH-)。初始温度为25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加0.05 mol·L-1的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a、b、c三点对应N的水解平衡常数:Kh(c)>Kh(b)>Kh(a)
B.a点溶液中水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 mol·L-1
C.若图中x=7,则b点溶液中c(N)=2c(S)
D.若V3=40,则c点溶液中c(H+)=c(OH-)+c(N)+c(NH3·H2O)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.40 mol无色气体N2O4,发生反应:N2O4(g) 2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
时间/s 20 40 60 80 100
c(NO2)/(mol·L-1) 0.12 0.20 0.26 0.30 0.30
(1)0~40 s内,v(NO2)= mol·L-1·s-1。
(2)0~20 s,气体颜色加深,此时余下的N2O4的物质的量为 mol,N2O4的转化率为 。
Ⅱ.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl N2↑+NaCl+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用如图装置(夹持仪器等略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积的2.0 mol·L-1 NaNO2溶液、2.0 mol·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0 mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间,重复多次取平均值。
(3)仪器A的名称为 。
(4)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(5)测定的实验数据如表所示。
实验编号 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
V1= ,V3= 。
17.(13分)菠菜中含有丰富的草酸(H2C2O4)和草酸盐,人体内的Ca2+易与草酸结合形成草酸钙,某学习小组对此展开了实验探究。
Ⅰ.学习小组查阅资料发现不同的烹饪方式对菠菜中草酸的含量有所影响。
(1)常温下,甲同学用pH计测得0.05 mol·L-1的H2C2O4溶液的pH为1.49,解释0.05 mol·L-1的H2C2O4溶液pH不为1的原因: 。
(2)乙同学查到:将菠菜进行水煮后可除去其中大部分草酸,补充表格中内容。
实验装置图 实验序号 试剂a 实验现象
① 2 mL 0.05 mol·L-1草酸溶液 产生白色沉淀
② 2 mL“生菠菜”榨出的汁 产生白色沉淀
③ 2 mL“熟菠菜”榨出的汁
Ⅱ.学习小组欲进一步检测菠菜中草酸和草酸盐的含量,主要操作包括:
①称取650 g菠菜样品研磨成汁,用稀硫酸浸泡后取澄清溶液(假设草酸和草酸盐全部浸出);②将步骤①中的澄清溶液定容,得到250 mL待测液;③移取25.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的酸性KMnO4标准液滴定。
(3)①达到滴定终点的现象是 。
②滴定时KMnO4与H2C2O4发生反应的离子方程式为 。
(4)平行实验3次,分别记录有关数据于下表:
滴定次数 待测液体积/mL 标准液体积/mL
滴定前读数 滴定后读数
第一次 25.00 0.00 25.99
第二次 25.00 1.56 30.30
第三次 25.00 0.22 26.23
计算:菠菜样品中草酸和草酸盐的总含量为 %(均以草酸计)。
(5)下列操作中可能使测定结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定管未用标准液润洗就直接盛装KMnO4标准液
B.滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定结束后没有气泡
18.(14分)硫酸铈铵[(NH4)4Ce(SO4)4](M=596 g/mol)是分析化学常用的滴定剂。以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaF2、SiO2)为原料制备硫酸铈铵的工艺流程如图所示。
已知:
①Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+。
②“沉铈”时发生的反应之一:Ce2(SO4)3+Na2SO4+6H2O Ce2(SO4)3·Na2SO4·6H2O。
回答下列问题:
(1)滤渣A的成分是 (填化学式)。“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入,矿粉从上部加入),这样操作的目的是 。
(2)“酸浸”中,铈浸出率与温度的关系如图1所示,铈浸出率与硫酸浓度的关系如图2所示。工业生产应选择的适宜温度是 ℃,硫酸浓度为 mol·L-1。
图1 图2
(3)“沉铈”时,硫脲作 (填“还原剂”或“氧化剂”)。
(4)“溶解”时,为防止Ce3+被氧化,可以加入 (填字母)。
a.KMnO4 b.NaClO c.CH3CHO
(5)测定产品纯度。称取w g产品溶于水,配制成250 mL溶液,准确量取25.00 mL配制的溶液于锥形瓶中。加入V mL 0.10 mol·L-1 Na2Fe(SO4)2溶液,恰好完全反应,该产品纯度为 。(杂质不参与反应,滴定反应为Fe2++Ce4+ Ce3++Fe3+)
19.(15分)二氧化碳的综合利用是当下研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.9 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
则反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3= kJ·mol-1。
(2)①向体积均为V L的恒压密闭容器中通入1 mol CO2、3 mol H2,分别在0.1 MPa和1 MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体的物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化的关系如图所示。下列叙述能说明反应体系达到平衡状态的是 (填字母)。
A.CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
②图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填字母)。
(3)一种从高炉气回收CO2制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如下所示:
①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中= [已知:该温度下Ka1(H2CO3)=5×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11]。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,生成H2的电解效率为20%,当电路中转移3 mol e-时,阴极室溶液的质量增加 g。[B的电解效率=]。
答案与分层梯度式解析
1.A Fe3+、Al3+在溶液中水解生成的胶体,能吸附水中悬浮杂质达到净水的目的,但不能用于杀菌消毒,A错误;Na2CO3溶液显碱性,加热促进水解,油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油,涉及盐类的水解和酯类的水解,B正确;反应2Mg(s)+CO2(g) 2MgO(s)+C(s)的ΔS<0,能自发进行,说明该反应ΔH<0,C正确;铁管镀锌层局部破损后,锌为原电池的负极,铁管不易生锈,D正确。
2.C 题干中是船体漏水导致的沉船,不是由于装载过多,A错误;Cu在潮湿环境中与空气反应很慢,故不可能是Cu与O2直接反应导致,B错误;精选铜矿砂在潮湿环境中与船体形成原电池,船体作负极被腐蚀,导致漏水,C正确、D错误。
3.B 电镀时镀层金属在阳极,电源正极应与铜电极相连,A错误;NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,根据冷水和热水中烧瓶内气体的颜色变化,可验证温度对2NO2(g) N2O4(g)平衡的影响,B正确;电解精炼铜时,粗铜在阳极,应与电源正极相连,C错误;为了减少热量损失,应用玻璃搅拌器,D错误。
4.A 使酚酞试剂显红色的溶液呈碱性,碱性溶液中四种离子能大量共存,A正确;滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与HC发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B错误;加入Al能产生H2的溶液可能为酸溶液或碱溶液,酸溶液中CH3COO-不能大量存在,碱溶液中N不能大量存在,C错误;常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液可能为酸溶液或碱溶液,碱溶液中Fe2+、Mg2+不能大量存在,酸溶液中,Fe2+与N发生氧化还原反应而不能大量共存,D错误。
5.A 该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A正确;该反应的正反应为气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向右移动,但是平衡常数只与温度有关,即平衡常数K不变,B错误;该反应的正反应为放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡逆向移动,平衡常数K减小,C错误;催化剂只能改变反应速率,对平衡常数无影响,D错误。
6.D 据题图可知使用Bi2O3催化剂时,CO2变为吸附态释放的能量更多,更有利于吸附,A正确;催化剂可改变反应的活化能,但不改变反应热,B正确;据题图可知反应物的能量高于生成物的能量,故该反应为放热反应,ΔH<0,C正确;所给离子方程式电荷不守恒,正确书写为*C+e- *C+*HCOO-,D错误。
7.D H2B的第一步完全电离,HB-部分发生电离,溶液中无H2B分子,NaHB只能电离不能水解,NaHB溶液呈酸性,A、B错误;Na2B溶液中存在元素守恒:c(Na+)=2[c(HB-)+c(B2-)],C错误;根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(B2-)+c(HB-)+c(OH-),pH=7时c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(HB-)+2c(B2-),D正确。
8.D 根据盖斯定律,(①+②)×得:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1,标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol,放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1=173.4 kJ,A正确;由于液态水转化为气态水需要吸收热量,所以生成液态水的反应放出的热量多,放热越多,ΔH越小,即ΔH<-574 kJ·mol-1,B正确;反应①②中CH4均转化为CO2,相同物质的量的CH4发生反应,转移的电子数相同,C正确;因为没有指明气体所处的状况,4.48 L CH4的物质的量无法求算,转移电子数也无法计算,D错误。
9.A 根据“太阳能光电催化电池”可知该装置中存在的能量转化形式还有光能转化为化学能,A错误;在b极上H+得到电子被还原产生H2,故b极为原电池的正极,B正确;根据题图可知,在a极上Fe2+失去电子生成Fe3+,a极的电极反应式为Fe2+-e- Fe3+,C正确;由H2S~2e-~2Fe3+可知,电路中每通过2 mol e-,可处理34 g H2S,则电路中每通过1 mol e-,可处理17 g H2S,D正确。
10.A Mg(OH)2悬浊液中初始c(Mg2+)=1×10-4 mol·L-1,根据Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)知溶液中c(OH-)=2×10-4 mol·L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=4×10-12,A正确;b点若加入MgCl2(s),c(Mg2+)应瞬间增大,而题图中c(Mg2+)逐渐减小,因此改变的外界条件不是加入MgCl2(s),B错误;c点加入FeCl3溶液,从曲线变化可以看出c(Mg2+)增大,说明Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3红褐色沉淀,C错误;由于发生沉淀转化,溶液中c(Mg2+)增大,c(OH-)减小,故c(Mg2+)>c(OH-),D错误。
11.C 将实验1和实验2中的数据代入公式,可求得a=4×10-3,A正确;实验2和实验4中,OCl-浓度不同,目的是研究OCl-浓度对反应速率的影响,B正确;将实验2、4中的数据代入公式,求得b=1,将实验3、4中的数据代入公式,求得c=-1,C错误;原实验4中,v=7.2×10-4 mol·L-1·s-1,实验4的其他浓度不变,c(OH-)=0.1 mol·L-1时,初始速率v=kc1(I-)c1(OCl-)×c-1(OH-)=7.2×10-3 mol·L-1·s-1,D正确。
12.C 据题图可知,随着c(CO2)的增大,c(C3H6)增大,说明C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)的平衡正向移动,A正确;据题图可知,可能发生反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现差异,B正确;相同条件下,增大,C3H8的转化率降低,C错误;如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2,根据碳原子守恒,可得入口处各气体的浓度和出口处各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2),D正确。
13.C 由于NH3极易溶于水,打开活塞K2可以平衡气压,防止发生倒吸,实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2,A正确;通入NH3时,容器壁会变热,说明存在放出热量的过程,B正确;当pH≈9时溶液显碱性,可制得(NH4)2HPO4溶液,甲基橙的变色范围是3.1~4.4,C错误;继续通入NH3,则(NH4)2HPO4+NH3 (NH4)3PO4,溶液pH增大,溶液中OH-、N的浓度均增大,D正确。
14.C 根据整个流程图可知,制备NiSO4和FeSO4·7H2O,所得产品中阴离子都为S,两次“酸溶”都应选择稀硫酸,A正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,则滤渣2中含CuS和过量的FeS,在此过程中可能有-2价的S被氧化成S单质,故滤渣2中还可能有S,B正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,发生了沉淀的转化,说明CuS比FeS更难溶,C错误;题述流程中用含镍废料制备了NiSO4、FeSO4·7H2O等,合理处理了废弃物,有利于保护环境并使资源再利用,D正确。
15.B 升高温度能促进N水解,水解平衡常数增大,由题图可知,温度:T(b)>T(a)>T(c),则a、b、c三点对应N的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),A错误;a点溶液的pOH=3,即c(OH-)=10-3 mol·L-1,此时温度高于25 ℃,则水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 mol·L-1,B正确;根据电荷守恒,b点溶液中存在c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),b点时温度高于25 ℃,KW>10-14,当c(OH-)=10-7 mol·L-1时,溶液不呈中性,c(N)≠2c(S),C错误;若c点溶液中加入稀硫酸的体积为40 mL,则原氨水中的NH3·H2O和加入的稀硫酸中H2SO4的物质的量相等,c点溶液的溶质是NH4HSO4,根据电荷守恒:c(N)+c(H+)=2c(S)+c(OH-),根据元素守恒:c(N)+c(NH3·H2O)=c(S),两式联立得c(H+)=c(OH-)+c(N)+2c(NH3·H2O),D错误。
16.答案 (除标注外,每空2分)
(1)0.005
(2)0.28 30%
(3)锥形瓶(1分)
(4)水浴加热
(5)4.0 6.0
解析 (1)0~40 s,Δc(NO2)=0.20 mol·L-1,v(NO2)= =0.005 mol·L-1·s-1。
(2)0~20 s,生成NO2的物质的量为0.24 mol,转化的N2O4的物质的量为0.12 mol,余下的N2O4的物质的量为0.4 mol-0.12 mol=0.28 mol,N2O4的转化率为×100%=30%。
(4)控制体系的温度为36 ℃,该温度小于100 ℃,可采用水浴加热。
(5)根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0 mL,则V1=20.0-4.0-4.0-8.0=4.0;该实验的目的是探究NaNO2溶液的浓度对化学反应速率的影响,则只能改变c(NaNO2),根据分析比较实验1和实验3中数据,实验2和实验4中数据可知,V2=6.0,则V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)H2C2O4是弱酸,不能完全电离
(2)产生少量白色沉淀或无白色沉淀产生
(3)①滴入最后半滴KMnO4标准液时,溶液由无色变为浅紫色且半分钟内不褪色 ②2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++8H2O+10CO2↑(3分)
(4)0.9
(5)AC
解析 (1)草酸为二元弱酸,只能部分电离。
(2)将菠菜进行水煮后可除去其中大部分草酸,则“熟菠菜”榨出的汁没有草酸或者草酸量较少,向“熟菠菜”榨出的汁中滴加足量澄清石灰水,观察到的实验现象为产生少量白色沉淀或无白色沉淀产生。
(3)①用KMnO4标准液滴定待测液,滴定终点的现象是滴入最后半滴KMnO4标准液时,溶液由无色变为紫红色且半分钟内不褪色。②KMnO4与H2C2O4反应时,锰元素化合价由+7价降低到+2价,H2C2O4中的碳元素由+3价升高到+4价,反应的离子方程式为2Mn+6H++5H2C2O4 2Mn2++8H2O+10CO2↑。
(4)三次实验分别消耗标准液的体积为25.99 mL-0 mL=25.99 mL;30.30 mL-1.56 mL=28.74 mL;26.23 mL-0.22 mL=26.01 mL;第二次数据偏差较大,另外两次数据的平均值为26 mL,则菠菜样品中草酸和草酸盐的总含量为×100%=0.9%。
(5)滴定管未用标准液润洗就直接盛装KMnO4标准液,会导致标准液浓度变小,滴定时消耗标准液的体积偏大,会使测定结果偏高,A正确;滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,不影响标准液的消耗量,B错误;滴定管尖嘴部分在滴定前有气泡,滴定结束后没有气泡,气泡消失时滴定管内的液面下降,消耗的标准液会偏大,计算的结果偏高,C正确。
18.答案 (每空2分)
(1)SiO2、BaSO4 增大接触面积,提高反应速率,使焙烧更充分,提高原料的利用率
(2)95 3.0
(3)还原剂
(4)c
(5)%
解析 氟碳铈矿(含CeFCO3、BaF2、SiO2)在空气中“焙烧”,根据已知信息①“焙烧”后Ce元素的化合价由+3价升高为+4价,BaF2转化为BaO,SiO2不反应,加稀硫酸“酸浸”,+4价Ce反应生成Ce,BaO生成硫酸钡,故滤渣A的主要成分为SiO2、BaSO4;浸液中的Ce与硫脲、硫酸钠反应被还原为Ce2(SO4)3·Na2SO4·6H2O,再加氢氧化钠、稀硫酸溶解得到含Ce3+的溶液,加碳酸氢铵沉Ce,生成Ce2(CO3)3,灼烧得到CeO2,CeO2与稀硫酸反应得到Ce(SO4)2,Ce(SO4)2与硫酸铵作用得到产品。
(1)滤渣A的成分为SiO2、BaSO4;“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作的目的是增大接触面积,提高反应速率,使焙烧更充分,提高原料的利用率。
(2)根据题图1,可以看出适宜的温度为95 ℃,温度再升高铈浸出率基本不变;由题图2可知,硫酸的浓度为3.0 mol·L-1时,铈浸出率最高。
(3)“沉铈”时,硫脲将+4价Ce还原为+3价,故硫脲为还原剂。(4)KMnO4和NaClO都具有强氧化性,为防止Ce3+被氧化,应该加入一种还原剂,选项中能作还原剂的为CH3CHO,故选c。
(5)Fe2++Ce4+ Ce3++Fe3+,n(Fe2+)=0.1 mol·L-1×V×10-3 L=1.0×10-4V mol,则n(Ce4+)=1.0×10-4V mol,原样品中(NH4)4Ce(SO4)4的物质的量为1.0×10-4V mol×10=1.0×10-3V mol,产品纯度为%。
19.答案 (每空3分)
(1)+206.1
(2)①B ②a
(3)①4 ②55.2
解析 (1)根据盖斯定律,将Ⅱ-Ⅰ得CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3=[+41.2-(-164.9)] kJ·mol-1=+206.1 kJ·mol-1。
(2)①反应Ⅰ和反应Ⅱ均消耗CO2,只有反应Ⅰ生成甲烷,所以CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等,反应体系没有达到平衡状态,A错误;气体总质量不变、反应Ⅰ反应前后气体物质的量是变量,容器体积是变量,密度是变量,混合气体的密度不再发生变化,反应体系一定是平衡状态,B正确;恒压密闭容器,容器内气体压强是恒定的,压强不再发生变化,体系不一定达到平衡状态,C错误。
②反应Ⅰ的正反应放热,其他条件不变时,升高温度,平衡逆向移动,所以a、c表示CH4的物质的量分数与温度的关系;其他条件不变时,增大压强,反应Ⅰ的平衡正向移动,CH4物质的量分数增大,所以图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a。
(3)①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中=4。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,阴极的电极反应为CO2+2e-+2H+ HCOOH、2H++2e- H2↑,若生成HCOOH的电解效率为80%,生成H2的电解效率为20%,当电路中转移3 mol e-时,阴极吸收1.2 mol CO2,放出0.3 mol H2,同时有3 mol H+移入阴极室,阴极室溶液的质量增加1.2 mol×44 g/mol+3 mol×1 g/mol-0.3 mol×2 g/mol=55.2 g。