江西省赣州市第一中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·赣州开学考)中华传统文化中蕴藏着丰富的化学知识。下列对古文或古诗词蕴藏的原理理解正确的是( )
选项 古文或古诗词 原理
A 冰,水为之,而寒于水 冰变成水过程中ΔH<0,ΔS<0
B 日照香炉生紫烟 紫烟指的是碘的升华
C 蜡炬成灰泪始干 蜡烛燃烧过程中化学能全部转化为光能
D 《天工开物》记载:“凡白土曰垩土,为陶家精美器用” 陶瓷是一种传统硅酸盐材料
A.A B.B C.C D.D
2.(2021高二下·赣州开学考)下列属于吸热的氧化还原反应的是( )
A.Zn与稀盐酸反应制备氢气
B.铵盐和碱反应生成氨气
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳
D.铝热反应
3.(2021高二下·赣州开学考)对于 的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
4.(2021高二下·赣州开学考)德国化学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是( )
A.若断裂3 mol H-H键,同时生成6 mol N-H键,说明该反应已处于平衡状态
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时,正反应和逆反应速率都为零
5.(2021高二下·赣州开学考)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含0.6 mol H2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
D.需要加热的反应说明它是吸热反应
6.(2021高二下·赣州开学考)利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应
7.(2021高二下·赣州开学考)某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如下,下列说法错误的是( )
A.A为电源正极
B.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为: +6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++ 7H2O
C.阴极区附近溶液pH降低
D.若不考虑气体的溶解,当收集到H2 13.44 L(标准状况)时,有0.1 mol 被还原
8.(2021高二下·赣州开学考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,46 g C2H6O含有的O-H键数目为NA
B.100 mL 12 mol/L的浓HNO3、与过量Cu反应,转移的电子数大于0.6 NA
C.将0.1 molCH3COONa溶于稀醋酸中使溶液呈中性,溶液中CH3COO-数目小于0.1 NA
D.12 g金刚石中含有的共价键数目为4 NA
9.(2020高二上·长沙月考)高温下,某反应达到平衡,平衡常数K= 。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A.该反应是焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2O CO2+H2
10.(2021高二下·赣州开学考)下列溶液一定能大量共存的( )
A.使甲基橙变红的溶液中:
B.水电离产生的 的溶液中:
C. 的溶液中:
D.pH=14的溶液中:Na+、 、 、Cl
11.(2021高二下·赣州开学考)有关碰撞理论,下列说法中正确的是( )
A.具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应
B.增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
C.升温能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂不影响反应活化能,从而只影响反应速率不影响化学平衡
12.(2021高二下·赣州开学考)如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)]
下列叙述正确的是( )
A.2NO2 N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气体的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
13.(2021高二下·赣州开学考)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b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,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
14.(2021高二下·赣州开学考)铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质,四种物质间的反应关系如图所示,图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应。下列说法错误的是( )
A.反应A属于复分解反应
B.反应B的离子方程式为
C.反应C,反应D既是氧化还原反应又是离子反应
D.上述四种物质既不是电解质又不是非电解质
15.(2020高二上·长沙月考)下列有关化学反应方向的说法中正确的是( )
A.反应3NO2(g) + H2O(l) = 2HNO3(aq) + NO(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H>0
B.反应2Na2SO3(s) + O2(g) = 2Na2SO4(s)能自发进行,则△H<0
C.在一定温度下的AgCl的水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数
D.在1 L 溶液中 数目为
16.(2020高二上·包头期中)已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ为次氯酸稀释时pH变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中 保持不变(HR代表HClO或HF)
二、综合题
17.(2021高二下·赣州开学考)下列是八种环状的烃类物质:
(1)互为同系物的有 和 (填名称)。互为同分异构体的有 和 、 和 (填名称,可以不填满,也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有 种;金刚烷的一氯取代产物有 种。
(3)用系统命名法给 有机物命名
18.(2021高二下·赣州开学考)实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空:
(1)I.配制480mL0.10mol L 1NaOH标准溶液。
用托盘天平称量NaOH固体质量为 g;
(2)II.取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下表。
实验编号 c(NaOH) mol L 1 NaOH溶液滴入的体积(mL) 待测盐酸的体积(mL)
1 0.10 25.90 20.00
2 0.10 26.00 20.00
3 0.10 26.10 20.00
滴定达到终点的标志是 ;
(3)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 mol L 1;
(4)排碱式滴定管中气泡应采用如图所示操作中的 ;
(5)在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏高的有______(填字母序号);
A.滴定终点读数时俯视
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
(6)若滴定结束时,碱式滴定管中的液面如图所示:则终点读数为 mL。
19.(2021高二下·赣州开学考)某同学为探究Kw的影响因素,做了如下探究。
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
由此推出:随着温度的升高,Kw的值 ;水的电离程度 ;水的电离平衡向 移动,水的电离过程是 过程。
(2)取三只烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,分析并填写下表:
纯水 加少量盐酸 加少量NaOH
c(H+) 1.0×10-7
mol·L-1 增大
c(OH-) 1.0×10-7
mol·L-1 增大
c(H+)和c(OH-)大小比较 c(H+)=c(OH-) c(H+) c(OH-) c(H+)
c(OH-)
水的电离平衡移动方向
Kw值 1.0×10-14
综上所述,可得出如下结论:
①温度、 均能影响水的电离平衡。
②Kw只受 的影响,而与其他因素无关。
20.(2021高二下·赣州开学考)
(1)I.在25 ℃、101
kPa下:①2Na(s)+ O2(g)=Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1;②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1;25℃、101 kPa下,Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为 。
(2)II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.011 0.008 0.007 0.007 0.007
写出该反应的平衡常数表达式:K= 。
(3)如图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(5)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为 。
(6)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
21.(2021高二下·赣州开学考)湿法炼锌为现代炼锌的主要方法,下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。
(1)硫化锌精矿在空气中焙烧时,通常会将硫化锌精矿粉碎,其目的是 。
(2)浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、Cd2+、Cl-等杂质,会影响锌的电解,必须除去。净化过程如下:
①在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为 。
②将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,可选用的最佳试剂为 。
A.H2SO4 B.Zn(OH)2 C.NH3·H2O D.ZnO
③用Zn除去Cu2+和Cd2+;
④用Ag2SO4除去Cl-。
(3)用两支惰性电极插入500mL硫酸锌溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),锌在 极析出,其质量为 mg;另一电极上的反应式为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学科学的主要研究对象;燃料的充分燃烧;含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】A.冰融化为水的过程需要吸收热量,ΔH>0;固体变为液体的过程是熵增大的过程;ΔS>0;A项不符合题意;
B.紫烟是指在阳光的照射下,因水汽蒸腾而呈现出紫色烟霞,不是碘的升华,B项不符合题意;
C.蜡烛燃烧过程中化学能转化为光能和热能,C项不符合题意;
D.陶瓷是以黏土为原料,经过高温烧制而成,属于传统硅酸盐材料。D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据起始状态物质具有的能量和状态判定
B.紫烟指的是水蒸气
D.考查的是硅酸盐材料的用途
2.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.Zn与稀盐酸反应产生ZnCl2和H2,反应过程中Zn、H元素化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应;但反应过程会放出热量,属于放热反应,A不符合题意;
B.铵盐和碱共热反应生成氨气,该反应属于吸热反应;但由于反应过程中元素化合价不变,因此反应属于非氧化还原反应,B不符合题意;
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳,反应过程中C元素化合价发生了变化,反应为氧化还原反应;反应过程中吸收热量,因此反应同时属于吸热反应,C符合题意;
D.铝热反应过程中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应;铝热反应发生放出热量,因此属于放热反应, D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氧化还原反应是由化合价变化的反应
常见的放热反应是:酸碱中和、绝大部分化合反应、酸和金属等等
常见的吸热反应是大部分分解反应和碳和二氧化碳的反应,以及氯化铵和氢氧化钡的反应等等
3.【答案】B
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】比较同一反应的化学反应速率快慢,应用同种物质比较,由化学反应速率之比等于化学反应速率之比可知,A中 、B中 、C中 、D中 ,则B的反应速率最快,
故答案为:B。
【分析】利用速率之比等于化学计量系数之比,转化为同一种物质的速率即可
4.【答案】C
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A.若断裂3 mol H-H键,同时生成6 mol N-H键,表示的都是反应正向进行,不能据此说明该反应已处于平衡状态,A不符合题意;
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度可能相等,也可能不相等,这与起始浓度有关,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,B不符合题意;
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3各自的消耗量与产生量相同,三种物质的物质的量浓度不再变化,C符合题意;
D.化学平衡状态为动态平衡,反应达到化学平衡时,反应仍然在进行,只不过任何物质的消耗速率与产生速率相等,但都不为零,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.平衡条件是正反应的速率等于逆反应的速率
B.平衡浓度和起始的浓度有关
C.平衡时速率相等
D.平衡时反应以一个恒定的速率进行
5.【答案】C
【知识点】中和热;反应热的大小比较
【解析】【解答】A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2,故A不符合题意;
B.能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C.将含0.6molH2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,生成1mol水,放出的热量等于57.3 kJ,故C符合题意;
D.反应条件与反应吸放热无关,故D不符合题意。
【分析】A.碳完全燃烧放出热量大于不完全燃烧
B. ΔH =金刚石的能量-石墨的能量
C.中和热是生成1mol的水放出的热量
D.吸热以及放热和反应物生成物本身有关系
6.【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,锌作负极,发生氧化反应;铁做正极被保护,故A不符合题意,B符合题意。
若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,铁作阴极,被保护,可减缓铁的腐蚀,C不符合题意;
X极作阳极,发生氧化反应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】若K连接M构成原电池,若X的活动性强于铁,可以保护铁,若X是不活泼金属或碳棒时,加速铁的腐蚀,若K连接N构成电解池。此时是可以保护铁
7.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,右侧生成氢气,发生还原反应,右侧铁板为阴极,左侧铁板为阳极,A为电源正极,A不符合题意;
B.左侧铁板为阳极,铁放电生成亚铁离子,亚铁离子被溶液中的 氧化,反应生成Cr3+、Fe3+,反应的离子方程式为 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,B不符合题意;
C.阴极氢离子放电生成氢气,氢离子浓度降低,溶液的pH增大,C符合题意;
D.标准状况时,13.44 L氢气的物质的量为 =0.6mol,根据电子转移守恒n(Fe2+)= =0.6mol,根据 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知,被还原的 的物质的量为0.6mol× =0.1mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据产物的产生情况,可以确定A是阳极连接的是正极阳极区是重铬酸根离子失去电子发生氧化反应,B是阴极连接的是负极。氢离子得到电子发生还原反应,根据得失电子的情况即可计算出各变化的量
8.【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.46g C2H6O的物质的量是1mol,该物质可以表示乙醇,也可以表示二甲醚,因此不一定表示乙醇,所以含有羟基数目不一定是NA,A不符合题意;
B.100mL 12mol/L的浓HNO3中含有溶质的物质的量是1.2mol,若1.2mol硝酸与Cu完全发生反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,转移电子的物质的量是(1.2mol÷4)×2=0.6mol,若完全发生反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,转移电子的物质的量是(1.2mol÷8)×6=0.9mol,事实上硝酸发生上述两个反应,因此转移的电子数目大于0.6NA,B符合题意;
C.根据电荷守恒可得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由于溶液显中性,所以c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(Na+),CH3COONa物质的量是0.1mol,则溶液中CH3COO-数目等于0.1NA,C不符合题意;
D.金刚石中每一个碳原子形成4个共价键,但每个碳碳单键被两个碳原子共用,即每一个碳原子只分摊两个共价键,所以12g金刚石中含有的共价键数目为42NA,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.分子式中不一定含有氢氧键
B.根据极值法进行计算产生二氧化氮和一氧化氮转移电子的数目即可
C.根据物料守恒判断
D.根据n=m/M计算出物质的量,再根据金刚石含有的共价键进行计算
9.【答案】A
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 由题意知,温度升高,平衡向正反应移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的焓变为正值,A符合题意;
B. 恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定增大而不会减小,B不符合题意;
C. 升高温度,正逆反应速率都会增大,C不符合题意
D.该反应化学方程式应为CO2+H2 CO+H2O,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为CO2+H2 CO+H2O。
10.【答案】D
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.使甲基橙变红的溶液显酸性,含有大量的H+,H+与AlO 不能共存,A项不符合题意;
B.水电离产生的 的溶液可能显酸性,也可能显碱性,HCO 既能与H+反应,也能与OH 反应,故HCO 在水电离产生的 的溶液中不能共存,B项不符合题意;
C. 的溶液显酸性,含有大量的H+,H+与CO 、SiO 不能共存,C项不符合题意;
D.pH=14的溶液中含有大量的OH ,OH 与Na+、 、 、Cl 都能共存,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】考查的是离子的共存问题,不能发生复分解反应或者氧化还原反应
与氢离子不能共存的有:氢氧根、碳酸氢根、醋酸根、碳酸根、偏铝酸跟等
与氢氧根不共存的有,氢离子、碳酸氢根、铜离子、铁离子、镁离子等等
与氯离子不能共存的是:银离子
与钡离子不能共存的是:碳酸根离子、硫酸根离子、亚硫酸根等等
11.【答案】C
【知识点】催化剂;有效碰撞理论
【解析】【解答】A.只有活化分子间的有效碰撞,才能发生化学反应,A不符合题意;
B.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,但不能增加活化分子的百分数,B不符合题意;
C.升温能增大活化分子百分数,从而加快反应速率,符合题意;
D.催化剂能改变反应的活化能,从而改变反应速率,D是错误的;
故答案为:C。
【分析】使用催化剂可以减小活化能,可以提高反应的速率,但是不能改变平衡的移动,升高温度,提供了能量,增加了活化分子的数目,增加了有效碰撞的机会,只有有效的碰撞才能使反应发生,增加反应物的浓度,可以提高活化分子数
12.【答案】A
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的调控
【解析】【解答】A.(1)中红棕色变深,说明平衡是向逆反应方向移动的,而CaO和水反应放出热量,即逆反应方向是吸热反应,则正反应方向是放热反应,故A符合题意;
B.(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,正反应是放热反应,则氯化铵溶于水时吸收热量,故B不符合题意;
C.(1)中平衡逆向移动,NO2和之前相比含量增多,则体系中平均相对分子质量减小,故C不符合题意;
D.(3)中红棕色变浅,说明氯化铵溶于水时吸收热量,平衡正向移动,气体的物质的量减小,则烧瓶(3)中的压强必然减小,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】2NO2(g) N2O4(g),NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,若红棕色加深,说明向生成NO2的方向进行,若红棕色变浅说明向生成N2O4的方向进行;已知CaO和水反应生成氢氧化钙的反应是放热反应,据此分析(1)瓶中的热量变化;(3)瓶中颜色变浅,说明反应正向移动,根据方程式发现反应后气体体积变小,据此分析(3)瓶的压强变化情况。
13.【答案】C
【知识点】水的电离;离子积常数
【解析】【解答】A.图中曲线为一定温度下的离子积常数曲线,升高温度,c(H+)和c(OH-)均增大,水的离子积常数增大,所以升高温度将不在曲线上,不可能由c变到b,故A不符合题意;
B.根据离子积常数可知,该温度下Kw=c(H+) c(OH )=1×10 7×1×10 7=1×10 14,故B不符合题意;
C.该温度下,加入FeCl3水解显酸性,氢离子浓度增大而氢氧根离子浓度减小,可以引起曲线b向a的变化,故C符合题意;
D.该温度下,离子积常数不变,稀释溶液,只能在这条曲线上,不能造成由c向d的变化,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.水的电离是吸热
B.根据离子积常数计算
C.盐的水解促进了水的电离
D.稀释时依然符合水的离子积常数的公式
14.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;电解质与非电解质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.澄清石灰水与稀盐酸的反应是酸碱中和,是复分解反应,故A不符合题意;
B.,正确的离子方程式是 ,故B符合题意;
C.氯化铜和铁的反应,铁和稀盐酸的反应都是水溶液中的离子反应,都是置换反应,都是氧化还原反应,故C不符合题意;
D.上述四种物质是混合物或者是单质,都不是化合物,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.交换成分有水生成
B.澄清石灰水可以拆写为离子
C.元素化合价发生变化并且可以写成离子方程式,Cu2++Fe=Fe2++Cu,Fe+2H+=Fe2++H2
A.上述四种物质既不是电解质也不是非电解质
15.【答案】B
【知识点】反应热和焓变;焓变和熵变
【解析】【解答】A.△H-T△S<0,反应能自发进行,该反应前后气体物质的量减小,则其△S<0,在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H<0,故A不符合题意;
B.△H-T△S<0,反应能自发进行,该反应前后气体物质的量减小,则其△S<0,在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H<0,故B符合题意;
C.未达到饱和溶液时,溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积不是常数,故C不符合题意;
D.1 L 溶液中 会发生水解而减少,数目小于 ,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A:该反应的△S<0,△H-T△S<0,反应能自发进行,说明该反应的△H<0
B:该反应的△S<0,△H-T△S<0,反应能自发进行,说明该反应的△H<0
C:没有说 是饱和的AgCl水溶液
D: 会发生水解而减少
16.【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.酸性越强,加水稀释时溶液pH值变化越大,HF酸酸性强于HClO,加水稀释时pH变化大,所以曲线I代表HF稀释时pH变化曲线,故A不符合题意;
B.pH相同的两种酸,越弱的酸其浓度越大,消耗的NaOH溶液体积更多,HClO酸性弱于HF,所以中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO的体积较小,故B不符合题意;
C.酸的pH越大,对水的电离的抑制程度越小,所以b点溶液中水的电离程度比c 点溶液中水的电离程度大,故C不符合题意;
D.溶液中 = = ,平衡常数只随温度而改变,所以从b点到d点,溶液中 保持不变,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A.pH相同的两种酸溶液,酸的酸性越强,其初始浓度越小,稀释过程中,pH变化越大;
B.pH相同的两种酸溶液,酸的酸性越强,其初始浓度越小,等浓度的HClO和HF用同样的NaOH溶液中和时消耗NaOH的体积相同;
C.酸的电离抑制水的电离,盐类水解促进水的电离;
D.平衡常数只随温度而改变 。
17.【答案】(1)环己烷;环辛烷;苯;棱晶烷;环辛四烯;立方烷
(2)1;2
(3)2-甲基-2,4-己二烯
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】(1)同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,则环己烷(C6H12)与环辛烷(C8H16)均为环烷烃,分子组成上相差2个CH2,互为同系物;
同分异构体:分子式相同,结构不同的化合物,则苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体,故互为同系物的有环己烷和环辛烷;
互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和立方烷;
(2)由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子,分子式为C4H4,正四面体烷完全对称,只有一种氢原子,一氯代物只有1种,一氯代物中氢原子也只有1种,所以故二氯代物只有1种;金刚烷分子中有两种氢原子,一种是次甲基氢,一种亚甲基氢,所以其一氯代物有2种;
(3)将有机物进行编号 ,主链上有6个碳原子,系统命名为2-甲基-2,4-己二烯。
【分析】一氯代物就是等效氢的个数,二氯代物就是利用等效氢和排列组合来考虑:
①先确定一氯代物;
②再在一氯代物的基础上再连一个氯,利用排列组合进行分析,要仔细分析前面出现的,防止重复。
18.【答案】(1)2.0
(2)最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色
(3)0.13
(4)③
(5)D
(6)26.10
【知识点】常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定
【解析】【解答】I.(1)配制480mL0.10mol L 1NaOH标准溶液,因为容量瓶没有480mL的规格,故应配制500mL0.10mol L 1NaOH标准溶液,则需要NaOH固体质量为 ,答案为:2.0;
II.(2)该实验过程中是将碱滴入酸溶液中,酚酞遇酸呈无色,遇碱呈红色,因此滴定达到终点的标志是:最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色。答案为:最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色;
(3)由表格数据可知,消耗NaOH标准溶液体积可取3次实验平均值,V= ,NaOH标准溶液浓度为0.10mol L-1,因此消耗n(NaOH)= ,由HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,反应过程中n(NaOH)=n(HCl),因此c(HCl)= 。答案为:0.13;
(4)碱式滴定管排气泡操作为:把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,气泡即可随之排掉,因此采用操作③排气;答案为:③;
(5)A.滴定终点读数时俯视,会使NaOH标准溶液体积偏小,由n(NaOH)=n(HCl)可知,最终会导致实验结果偏低;A项不正确;
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗,会使盐酸浓度偏低,所量取的盐酸溶液中n(HCl)偏低,滴定过程中所消耗的标准液体积偏低,导致实验结果偏低;B项不正确;
C.锥形瓶水洗后未干燥并不会影响n(HCl)和n(NaOH),因此对实验结果无影响;C项不正确;
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,会导致读出的标准液体积偏大,造成实验结果偏大;D项正确;
故答案为:D。
(6)滴定管读数精确到0.01mL,且滴定管刻度构造为“上小下大”,根据图示,终点读数为26.10mL;答案为:26.10mL。
【分析】(1)根据m=nxM计算即可
(2)中和滴定的终点判断
(5)根据c=n/v,偏高主要是n增大或者v减小
(6)根据大数在下,小数在上的原则即可准确读出
19.【答案】(1)增大;增大;右;吸热
(2)减小;减小;>;<;不移动;向左;向左;1.0×10-14;1.0×10-14;酸碱性;温度
【知识点】化学平衡的影响因素;水的电离;离子积常数
【解析】【解答】(1)由图表不同温度下水的离子积常数可知随着温度的升高, 的值增大;水的电离程度增大;水的电离平衡向正向移动,所以水的电离过程是吸热过程。答案:增大;增大;右;吸热。
(2)纯水中不加人任何物质c(H+)=c(OH-),水的电离平衡不移动,纯水中加入盐酸,增大了c(H+), c(OH-)减小了,使溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),纯水中加氢氧化钠,增大了c(OH-), c(H+)减小了,溶液呈碱性,即c(H+)因此,本题正确答案是:减小;减小;>;< ;不移动;向左;向左 ; ; ;酸碱性;温度。
【分析】水的离子积反映水的电离程度的大小。Kw越大水的电离程度越大;水的离子积Kw只与温度有关和酸碱的浓度无关。但是加酸加碱能抑制水的电离。结合上述知识对本题进行判断即可。
20.【答案】(1)Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1
(2)
(3)b;0.0015mol/(L s)
(4)bc
(5)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol
(6)c
【知识点】热化学方程式;化学平衡常数;化学平衡的调控;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】I. 将①×2-②得反应为Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s),则ΔH=-414 kJ·mol-1×2-(-511 kJ·mol-1)=-317 kJ·mol-1,故Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1;
II. (2)可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K= ,故答案为: ;
(3)由方程式2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)可知,平衡时△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,由表中数据可知,平衡时△c(NO)= =0.00625mol/L,曲线b平衡时的浓度为0.00625mol/L,故曲线b表示NO2的浓度变化;由图中数据可知2s内,NO的浓度变化量为0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,故v(NO)= =0.003mol/(L s),根据速率之比等于化学计量数之比,故v(O2)= v(NO)= ×0.003mol/(L s)=0.0015mol/(L s),故答案为:b;0.0015mol/(L s);
(4)a.未指明正逆速率,若都为同一方向速率,始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系,故不能说明到达平衡,若为不同方向的速率,速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡,故a不正确;
b.随反应进行气体的物质的量减小,压强增减小,容器内压强保持不变,说明到达平衡,故b正确;
c.不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故v逆(NO)=2v正(O2),说明到达平衡,故c正确;
d.反应混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,故容器内物质的密度保持不变,不能说明到达平衡,故d不正确;
故答案为:bc;
(5)K(300℃)>K(350℃),说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,则25℃时生成1molNO2放出热量为56.4kJ,生成2mol二氧化氮放出热量为112.8kJ,所以该反应的热化学方程式为:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol,故答案为:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol;
(6)a.及时分离出NO2气体,平衡向正反应移动,但反应速率降低,故a不正确;
b.适当升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应移动,故b不正确;
c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应移动,故c正确;
d.选择高效的催化剂,增大反应速率,不影响平衡移动,故d不正确;
故答案为:c;
【分析】本题考查较为综合,涉及平衡常数的表达式、化学反应速率计算、影响化学平衡的元素与平衡状态的判断等知识,题目难度中等,注意平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力。
21.【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率和原料的利用率
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;B、D
(3)阴;16.25;4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)硫化锌精矿在空气中焙烧时,通常会将硫化锌精矿粉碎,其目的是增大接触面积,提高反应速率和原料的利用率;
(2)①在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,由电荷守恒,有氢离子参加反应,过氧化氢还原为水,反应离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,选择的试剂能消耗氢离子,且不能引入新杂质,
A.加入硫酸不能消耗溶液中氢离子,故A不正确;
B.加入Zn(OH)2 能消耗溶液中氢离子,并可以pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,故B正确;
C.加入NH3·H2O能消耗溶液中氢离子,但会引入杂质离子,故C不正确;
D.加入ZnO能消耗溶液中氢离子,并可以pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,故D正确;
故答案为:BD;
(3)用两支惰性电极插入500mL硫酸锌溶液中,通电电解,Zn2+发生还原反应得到Zn,在阴极析出,当电解液的pH从6.0变为3.0时,溶液里的H+变为0.001mol/L。根据电解总反应2Zn2++2H2O 2Zn+O2↑+4H+,可知溶解Zn的物质的量为 =0.00025mol,质量为0.00025mol×65g/mol×1000=16.25mg,另一电极上的反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【分析】根据流程图和题意,硫化锌精矿在空气中焙烧生成ZnO焙砂和烟气,将ZnO焙砂用足量硫酸酸浸,浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe 3+、Fe 2+、Al 3+、Cu 2+、Cd 2+、Cl-等杂质,净化过程中,在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,将浸出液的pH调节为5.5左右,加入Zn(OH)2 或ZnO使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,用Zn除去Cu2+和Cd2+,用Ag2SO4除去Cl-,过滤后得到ZnSO4溶液,最后进行电解硫酸锌溶液得到单质锌,据此分析解答。
1 / 1江西省赣州市第一中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·赣州开学考)中华传统文化中蕴藏着丰富的化学知识。下列对古文或古诗词蕴藏的原理理解正确的是( )
选项 古文或古诗词 原理
A 冰,水为之,而寒于水 冰变成水过程中ΔH<0,ΔS<0
B 日照香炉生紫烟 紫烟指的是碘的升华
C 蜡炬成灰泪始干 蜡烛燃烧过程中化学能全部转化为光能
D 《天工开物》记载:“凡白土曰垩土,为陶家精美器用” 陶瓷是一种传统硅酸盐材料
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】化学科学的主要研究对象;燃料的充分燃烧;含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】A.冰融化为水的过程需要吸收热量,ΔH>0;固体变为液体的过程是熵增大的过程;ΔS>0;A项不符合题意;
B.紫烟是指在阳光的照射下,因水汽蒸腾而呈现出紫色烟霞,不是碘的升华,B项不符合题意;
C.蜡烛燃烧过程中化学能转化为光能和热能,C项不符合题意;
D.陶瓷是以黏土为原料,经过高温烧制而成,属于传统硅酸盐材料。D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据起始状态物质具有的能量和状态判定
B.紫烟指的是水蒸气
D.考查的是硅酸盐材料的用途
2.(2021高二下·赣州开学考)下列属于吸热的氧化还原反应的是( )
A.Zn与稀盐酸反应制备氢气
B.铵盐和碱反应生成氨气
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳
D.铝热反应
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.Zn与稀盐酸反应产生ZnCl2和H2,反应过程中Zn、H元素化合价发生了变化,反应属于氧化还原反应;但反应过程会放出热量,属于放热反应,A不符合题意;
B.铵盐和碱共热反应生成氨气,该反应属于吸热反应;但由于反应过程中元素化合价不变,因此反应属于非氧化还原反应,B不符合题意;
C.碳与二氧化碳高温反应生成一氧化碳,反应过程中C元素化合价发生了变化,反应为氧化还原反应;反应过程中吸收热量,因此反应同时属于吸热反应,C符合题意;
D.铝热反应过程中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应;铝热反应发生放出热量,因此属于放热反应, D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氧化还原反应是由化合价变化的反应
常见的放热反应是:酸碱中和、绝大部分化合反应、酸和金属等等
常见的吸热反应是大部分分解反应和碳和二氧化碳的反应,以及氯化铵和氢氧化钡的反应等等
3.(2021高二下·赣州开学考)对于 的反应来说,以下化学反应速率的表示中,反应速率最快的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】比较同一反应的化学反应速率快慢,应用同种物质比较,由化学反应速率之比等于化学反应速率之比可知,A中 、B中 、C中 、D中 ,则B的反应速率最快,
故答案为:B。
【分析】利用速率之比等于化学计量系数之比,转化为同一种物质的速率即可
4.(2021高二下·赣州开学考)德国化学家弗里茨·哈伯因合成氨工业化而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是( )
A.若断裂3 mol H-H键,同时生成6 mol N-H键,说明该反应已处于平衡状态
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D.达到化学平衡时,正反应和逆反应速率都为零
【答案】C
【知识点】化学平衡状态的判断
【解析】【解答】A.若断裂3 mol H-H键,同时生成6 mol N-H键,表示的都是反应正向进行,不能据此说明该反应已处于平衡状态,A不符合题意;
B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度可能相等,也可能不相等,这与起始浓度有关,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,B不符合题意;
C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3各自的消耗量与产生量相同,三种物质的物质的量浓度不再变化,C符合题意;
D.化学平衡状态为动态平衡,反应达到化学平衡时,反应仍然在进行,只不过任何物质的消耗速率与产生速率相等,但都不为零,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.平衡条件是正反应的速率等于逆反应的速率
B.平衡浓度和起始的浓度有关
C.平衡时速率相等
D.平衡时反应以一个恒定的速率进行
5.(2021高二下·赣州开学考)下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,若将含0.6 mol H2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量等于57.3 kJ
D.需要加热的反应说明它是吸热反应
【答案】C
【知识点】中和热;反应热的大小比较
【解析】【解答】A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2,故A不符合题意;
B.能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,故B不符合题意;
C.将含0.6molH2SO4的稀硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,生成1mol水,放出的热量等于57.3 kJ,故C符合题意;
D.反应条件与反应吸放热无关,故D不符合题意。
【分析】A.碳完全燃烧放出热量大于不完全燃烧
B. ΔH =金刚石的能量-石墨的能量
C.中和热是生成1mol的水放出的热量
D.吸热以及放热和反应物生成物本身有关系
6.(2021高二下·赣州开学考)利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法错误的是( )
A.若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
B.若X为锌棒,开关K置于M处,铁极发生氧化反应
C.若X为碳棒,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀
D.若X为碳棒,开关K置于N处,X极发生氧化反应
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,锌作负极,发生氧化反应;铁做正极被保护,故A不符合题意,B符合题意。
若X为碳棒,开关K置于N处,形成电解池,铁作阴极,被保护,可减缓铁的腐蚀,C不符合题意;
X极作阳极,发生氧化反应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】若K连接M构成原电池,若X的活动性强于铁,可以保护铁,若X是不活泼金属或碳棒时,加速铁的腐蚀,若K连接N构成电解池。此时是可以保护铁
7.(2021高二下·赣州开学考)某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如下,下列说法错误的是( )
A.A为电源正极
B.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为: +6Fe2++14H+= 2Cr3++6Fe3++ 7H2O
C.阴极区附近溶液pH降低
D.若不考虑气体的溶解,当收集到H2 13.44 L(标准状况)时,有0.1 mol 被还原
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,右侧生成氢气,发生还原反应,右侧铁板为阴极,左侧铁板为阳极,A为电源正极,A不符合题意;
B.左侧铁板为阳极,铁放电生成亚铁离子,亚铁离子被溶液中的 氧化,反应生成Cr3+、Fe3+,反应的离子方程式为 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,B不符合题意;
C.阴极氢离子放电生成氢气,氢离子浓度降低,溶液的pH增大,C符合题意;
D.标准状况时,13.44 L氢气的物质的量为 =0.6mol,根据电子转移守恒n(Fe2+)= =0.6mol,根据 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知,被还原的 的物质的量为0.6mol× =0.1mol,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据产物的产生情况,可以确定A是阳极连接的是正极阳极区是重铬酸根离子失去电子发生氧化反应,B是阴极连接的是负极。氢离子得到电子发生还原反应,根据得失电子的情况即可计算出各变化的量
8.(2021高二下·赣州开学考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,46 g C2H6O含有的O-H键数目为NA
B.100 mL 12 mol/L的浓HNO3、与过量Cu反应,转移的电子数大于0.6 NA
C.将0.1 molCH3COONa溶于稀醋酸中使溶液呈中性,溶液中CH3COO-数目小于0.1 NA
D.12 g金刚石中含有的共价键数目为4 NA
【答案】B
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.46g C2H6O的物质的量是1mol,该物质可以表示乙醇,也可以表示二甲醚,因此不一定表示乙醇,所以含有羟基数目不一定是NA,A不符合题意;
B.100mL 12mol/L的浓HNO3中含有溶质的物质的量是1.2mol,若1.2mol硝酸与Cu完全发生反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,转移电子的物质的量是(1.2mol÷4)×2=0.6mol,若完全发生反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,转移电子的物质的量是(1.2mol÷8)×6=0.9mol,事实上硝酸发生上述两个反应,因此转移的电子数目大于0.6NA,B符合题意;
C.根据电荷守恒可得c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由于溶液显中性,所以c(OH-)=c(H+),则c(CH3COO-)=c(Na+),CH3COONa物质的量是0.1mol,则溶液中CH3COO-数目等于0.1NA,C不符合题意;
D.金刚石中每一个碳原子形成4个共价键,但每个碳碳单键被两个碳原子共用,即每一个碳原子只分摊两个共价键,所以12g金刚石中含有的共价键数目为42NA,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.分子式中不一定含有氢氧键
B.根据极值法进行计算产生二氧化氮和一氧化氮转移电子的数目即可
C.根据物料守恒判断
D.根据n=m/M计算出物质的量,再根据金刚石含有的共价键进行计算
9.(2020高二上·长沙月考)高温下,某反应达到平衡,平衡常数K= 。恒容时,温度升高,H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A.该反应是焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2O CO2+H2
【答案】A
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A. 由题意知,温度升高,平衡向正反应移动,说明正反应为吸热反应,故该反应的焓变为正值,A符合题意;
B. 恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定增大而不会减小,B不符合题意;
C. 升高温度,正逆反应速率都会增大,C不符合题意
D.该反应化学方程式应为CO2+H2 CO+H2O,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由平衡常数的表达式可得,该反应化学方程式应为CO2+H2 CO+H2O。
10.(2021高二下·赣州开学考)下列溶液一定能大量共存的( )
A.使甲基橙变红的溶液中:
B.水电离产生的 的溶液中:
C. 的溶液中:
D.pH=14的溶液中:Na+、 、 、Cl
【答案】D
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.使甲基橙变红的溶液显酸性,含有大量的H+,H+与AlO 不能共存,A项不符合题意;
B.水电离产生的 的溶液可能显酸性,也可能显碱性,HCO 既能与H+反应,也能与OH 反应,故HCO 在水电离产生的 的溶液中不能共存,B项不符合题意;
C. 的溶液显酸性,含有大量的H+,H+与CO 、SiO 不能共存,C项不符合题意;
D.pH=14的溶液中含有大量的OH ,OH 与Na+、 、 、Cl 都能共存,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】考查的是离子的共存问题,不能发生复分解反应或者氧化还原反应
与氢离子不能共存的有:氢氧根、碳酸氢根、醋酸根、碳酸根、偏铝酸跟等
与氢氧根不共存的有,氢离子、碳酸氢根、铜离子、铁离子、镁离子等等
与氯离子不能共存的是:银离子
与钡离子不能共存的是:碳酸根离子、硫酸根离子、亚硫酸根等等
11.(2021高二下·赣州开学考)有关碰撞理论,下列说法中正确的是( )
A.具有足够能量的分子(活化分子)相互碰撞就一定能发生化学反应
B.增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
C.升温能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂不影响反应活化能,从而只影响反应速率不影响化学平衡
【答案】C
【知识点】催化剂;有效碰撞理论
【解析】【解答】A.只有活化分子间的有效碰撞,才能发生化学反应,A不符合题意;
B.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,但不能增加活化分子的百分数,B不符合题意;
C.升温能增大活化分子百分数,从而加快反应速率,符合题意;
D.催化剂能改变反应的活化能,从而改变反应速率,D是错误的;
故答案为:C。
【分析】使用催化剂可以减小活化能,可以提高反应的速率,但是不能改变平衡的移动,升高温度,提供了能量,增加了活化分子的数目,增加了有效碰撞的机会,只有有效的碰撞才能使反应发生,增加反应物的浓度,可以提高活化分子数
12.(2021高二下·赣州开学考)如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色) N2O4(无色)]
下列叙述正确的是( )
A.2NO2 N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气体的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
【答案】A
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡的调控
【解析】【解答】A.(1)中红棕色变深,说明平衡是向逆反应方向移动的,而CaO和水反应放出热量,即逆反应方向是吸热反应,则正反应方向是放热反应,故A符合题意;
B.(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,正反应是放热反应,则氯化铵溶于水时吸收热量,故B不符合题意;
C.(1)中平衡逆向移动,NO2和之前相比含量增多,则体系中平均相对分子质量减小,故C不符合题意;
D.(3)中红棕色变浅,说明氯化铵溶于水时吸收热量,平衡正向移动,气体的物质的量减小,则烧瓶(3)中的压强必然减小,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】2NO2(g) N2O4(g),NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,若红棕色加深,说明向生成NO2的方向进行,若红棕色变浅说明向生成N2O4的方向进行;已知CaO和水反应生成氢氧化钙的反应是放热反应,据此分析(1)瓶中的热量变化;(3)瓶中颜色变浅,说明反应正向移动,根据方程式发现反应后气体体积变小,据此分析(3)瓶的压强变化情况。
13.(2021高二下·赣州开学考)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b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,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
【答案】C
【知识点】水的电离;离子积常数
【解析】【解答】A.图中曲线为一定温度下的离子积常数曲线,升高温度,c(H+)和c(OH-)均增大,水的离子积常数增大,所以升高温度将不在曲线上,不可能由c变到b,故A不符合题意;
B.根据离子积常数可知,该温度下Kw=c(H+) c(OH )=1×10 7×1×10 7=1×10 14,故B不符合题意;
C.该温度下,加入FeCl3水解显酸性,氢离子浓度增大而氢氧根离子浓度减小,可以引起曲线b向a的变化,故C符合题意;
D.该温度下,离子积常数不变,稀释溶液,只能在这条曲线上,不能造成由c向d的变化,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.水的电离是吸热
B.根据离子积常数计算
C.盐的水解促进了水的电离
D.稀释时依然符合水的离子积常数的公式
14.(2021高二下·赣州开学考)铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质,四种物质间的反应关系如图所示,图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应。下列说法错误的是( )
A.反应A属于复分解反应
B.反应B的离子方程式为
C.反应C,反应D既是氧化还原反应又是离子反应
D.上述四种物质既不是电解质又不是非电解质
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;电解质与非电解质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.澄清石灰水与稀盐酸的反应是酸碱中和,是复分解反应,故A不符合题意;
B.,正确的离子方程式是 ,故B符合题意;
C.氯化铜和铁的反应,铁和稀盐酸的反应都是水溶液中的离子反应,都是置换反应,都是氧化还原反应,故C不符合题意;
D.上述四种物质是混合物或者是单质,都不是化合物,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.交换成分有水生成
B.澄清石灰水可以拆写为离子
C.元素化合价发生变化并且可以写成离子方程式,Cu2++Fe=Fe2++Cu,Fe+2H+=Fe2++H2
A.上述四种物质既不是电解质也不是非电解质
15.(2020高二上·长沙月考)下列有关化学反应方向的说法中正确的是( )
A.反应3NO2(g) + H2O(l) = 2HNO3(aq) + NO(g)在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H>0
B.反应2Na2SO3(s) + O2(g) = 2Na2SO4(s)能自发进行,则△H<0
C.在一定温度下的AgCl的水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数
D.在1 L 溶液中 数目为
【答案】B
【知识点】反应热和焓变;焓变和熵变
【解析】【解答】A.△H-T△S<0,反应能自发进行,该反应前后气体物质的量减小,则其△S<0,在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H<0,故A不符合题意;
B.△H-T△S<0,反应能自发进行,该反应前后气体物质的量减小,则其△S<0,在一定条件下能自发进行,说明该反应的△H<0,故B符合题意;
C.未达到饱和溶液时,溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积不是常数,故C不符合题意;
D.1 L 溶液中 会发生水解而减少,数目小于 ,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A:该反应的△S<0,△H-T△S<0,反应能自发进行,说明该反应的△H<0
B:该反应的△S<0,△H-T△S<0,反应能自发进行,说明该反应的△H<0
C:没有说 是饱和的AgCl水溶液
D: 会发生水解而减少
16.(2020高二上·包头期中)已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅰ为次氯酸稀释时pH变化曲线
B.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.从b点到d点,溶液中 保持不变(HR代表HClO或HF)
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】A.酸性越强,加水稀释时溶液pH值变化越大,HF酸酸性强于HClO,加水稀释时pH变化大,所以曲线I代表HF稀释时pH变化曲线,故A不符合题意;
B.pH相同的两种酸,越弱的酸其浓度越大,消耗的NaOH溶液体积更多,HClO酸性弱于HF,所以中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO的体积较小,故B不符合题意;
C.酸的pH越大,对水的电离的抑制程度越小,所以b点溶液中水的电离程度比c 点溶液中水的电离程度大,故C不符合题意;
D.溶液中 = = ,平衡常数只随温度而改变,所以从b点到d点,溶液中 保持不变,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】A.pH相同的两种酸溶液,酸的酸性越强,其初始浓度越小,稀释过程中,pH变化越大;
B.pH相同的两种酸溶液,酸的酸性越强,其初始浓度越小,等浓度的HClO和HF用同样的NaOH溶液中和时消耗NaOH的体积相同;
C.酸的电离抑制水的电离,盐类水解促进水的电离;
D.平衡常数只随温度而改变 。
二、综合题
17.(2021高二下·赣州开学考)下列是八种环状的烃类物质:
(1)互为同系物的有 和 (填名称)。互为同分异构体的有 和 、 和 (填名称,可以不填满,也可以再补充)。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有 种;金刚烷的一氯取代产物有 种。
(3)用系统命名法给 有机物命名
【答案】(1)环己烷;环辛烷;苯;棱晶烷;环辛四烯;立方烷
(2)1;2
(3)2-甲基-2,4-己二烯
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】(1)同系物:结构相似,分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物,则环己烷(C6H12)与环辛烷(C8H16)均为环烷烃,分子组成上相差2个CH2,互为同系物;
同分异构体:分子式相同,结构不同的化合物,则苯与棱晶烷(分子式均为C6H6),环辛四烯与立方烷(分子式均为C8H8)互为同分异构体,故互为同系物的有环己烷和环辛烷;
互为同分异构体的有苯和棱晶烷、环辛四烯和立方烷;
(2)由正四面体烷的结构可知分子中有4个碳原子和4个氢原子,分子式为C4H4,正四面体烷完全对称,只有一种氢原子,一氯代物只有1种,一氯代物中氢原子也只有1种,所以故二氯代物只有1种;金刚烷分子中有两种氢原子,一种是次甲基氢,一种亚甲基氢,所以其一氯代物有2种;
(3)将有机物进行编号 ,主链上有6个碳原子,系统命名为2-甲基-2,4-己二烯。
【分析】一氯代物就是等效氢的个数,二氯代物就是利用等效氢和排列组合来考虑:
①先确定一氯代物;
②再在一氯代物的基础上再连一个氯,利用排列组合进行分析,要仔细分析前面出现的,防止重复。
18.(2021高二下·赣州开学考)实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空:
(1)I.配制480mL0.10mol L 1NaOH标准溶液。
用托盘天平称量NaOH固体质量为 g;
(2)II.取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下表。
实验编号 c(NaOH) mol L 1 NaOH溶液滴入的体积(mL) 待测盐酸的体积(mL)
1 0.10 25.90 20.00
2 0.10 26.00 20.00
3 0.10 26.10 20.00
滴定达到终点的标志是 ;
(3)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 mol L 1;
(4)排碱式滴定管中气泡应采用如图所示操作中的 ;
(5)在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏高的有______(填字母序号);
A.滴定终点读数时俯视
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
(6)若滴定结束时,碱式滴定管中的液面如图所示:则终点读数为 mL。
【答案】(1)2.0
(2)最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色
(3)0.13
(4)③
(5)D
(6)26.10
【知识点】常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定
【解析】【解答】I.(1)配制480mL0.10mol L 1NaOH标准溶液,因为容量瓶没有480mL的规格,故应配制500mL0.10mol L 1NaOH标准溶液,则需要NaOH固体质量为 ,答案为:2.0;
II.(2)该实验过程中是将碱滴入酸溶液中,酚酞遇酸呈无色,遇碱呈红色,因此滴定达到终点的标志是:最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色。答案为:最后一滴NaOH溶液加入时,溶液颜色恰好由无色变为(浅)红色,且半分钟内不褪色;
(3)由表格数据可知,消耗NaOH标准溶液体积可取3次实验平均值,V= ,NaOH标准溶液浓度为0.10mol L-1,因此消耗n(NaOH)= ,由HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,反应过程中n(NaOH)=n(HCl),因此c(HCl)= 。答案为:0.13;
(4)碱式滴定管排气泡操作为:把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,气泡即可随之排掉,因此采用操作③排气;答案为:③;
(5)A.滴定终点读数时俯视,会使NaOH标准溶液体积偏小,由n(NaOH)=n(HCl)可知,最终会导致实验结果偏低;A项不正确;
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗,会使盐酸浓度偏低,所量取的盐酸溶液中n(HCl)偏低,滴定过程中所消耗的标准液体积偏低,导致实验结果偏低;B项不正确;
C.锥形瓶水洗后未干燥并不会影响n(HCl)和n(NaOH),因此对实验结果无影响;C项不正确;
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,会导致读出的标准液体积偏大,造成实验结果偏大;D项正确;
故答案为:D。
(6)滴定管读数精确到0.01mL,且滴定管刻度构造为“上小下大”,根据图示,终点读数为26.10mL;答案为:26.10mL。
【分析】(1)根据m=nxM计算即可
(2)中和滴定的终点判断
(5)根据c=n/v,偏高主要是n增大或者v减小
(6)根据大数在下,小数在上的原则即可准确读出
19.(2021高二下·赣州开学考)某同学为探究Kw的影响因素,做了如下探究。
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
由此推出:随着温度的升高,Kw的值 ;水的电离程度 ;水的电离平衡向 移动,水的电离过程是 过程。
(2)取三只烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,分析并填写下表:
纯水 加少量盐酸 加少量NaOH
c(H+) 1.0×10-7
mol·L-1 增大
c(OH-) 1.0×10-7
mol·L-1 增大
c(H+)和c(OH-)大小比较 c(H+)=c(OH-) c(H+) c(OH-) c(H+)
c(OH-)
水的电离平衡移动方向
Kw值 1.0×10-14
综上所述,可得出如下结论:
①温度、 均能影响水的电离平衡。
②Kw只受 的影响,而与其他因素无关。
【答案】(1)增大;增大;右;吸热
(2)减小;减小;>;<;不移动;向左;向左;1.0×10-14;1.0×10-14;酸碱性;温度
【知识点】化学平衡的影响因素;水的电离;离子积常数
【解析】【解答】(1)由图表不同温度下水的离子积常数可知随着温度的升高, 的值增大;水的电离程度增大;水的电离平衡向正向移动,所以水的电离过程是吸热过程。答案:增大;增大;右;吸热。
(2)纯水中不加人任何物质c(H+)=c(OH-),水的电离平衡不移动,纯水中加入盐酸,增大了c(H+), c(OH-)减小了,使溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),纯水中加氢氧化钠,增大了c(OH-), c(H+)减小了,溶液呈碱性,即c(H+)因此,本题正确答案是:减小;减小;>;< ;不移动;向左;向左 ; ; ;酸碱性;温度。
【分析】水的离子积反映水的电离程度的大小。Kw越大水的电离程度越大;水的离子积Kw只与温度有关和酸碱的浓度无关。但是加酸加碱能抑制水的电离。结合上述知识对本题进行判断即可。
20.(2021高二下·赣州开学考)
(1)I.在25 ℃、101
kPa下:①2Na(s)+ O2(g)=Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1;②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1;25℃、101 kPa下,Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为 。
(2)II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
n(NO)(mol) 0.020 0.011 0.008 0.007 0.007 0.007
写出该反应的平衡常数表达式:K= 。
(3)如图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=
(4)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(5)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为 。
(6)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
【答案】(1)Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1
(2)
(3)b;0.0015mol/(L s)
(4)bc
(5)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol
(6)c
【知识点】热化学方程式;化学平衡常数;化学平衡的调控;化学平衡状态的判断
【解析】【解答】I. 将①×2-②得反应为Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s),则ΔH=-414 kJ·mol-1×2-(-511 kJ·mol-1)=-317 kJ·mol-1,故Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1;
II. (2)可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数K= ,故答案为: ;
(3)由方程式2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)可知,平衡时△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2,由表中数据可知,平衡时△c(NO)= =0.00625mol/L,曲线b平衡时的浓度为0.00625mol/L,故曲线b表示NO2的浓度变化;由图中数据可知2s内,NO的浓度变化量为0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L,故v(NO)= =0.003mol/(L s),根据速率之比等于化学计量数之比,故v(O2)= v(NO)= ×0.003mol/(L s)=0.0015mol/(L s),故答案为:b;0.0015mol/(L s);
(4)a.未指明正逆速率,若都为同一方向速率,始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系,故不能说明到达平衡,若为不同方向的速率,速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡,故a不正确;
b.随反应进行气体的物质的量减小,压强增减小,容器内压强保持不变,说明到达平衡,故b正确;
c.不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故v逆(NO)=2v正(O2),说明到达平衡,故c正确;
d.反应混合气体的质量不变,容器的体积不变,密度始终不变,故容器内物质的密度保持不变,不能说明到达平衡,故d不正确;
故答案为:bc;
(5)K(300℃)>K(350℃),说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,则25℃时生成1molNO2放出热量为56.4kJ,生成2mol二氧化氮放出热量为112.8kJ,所以该反应的热化学方程式为:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol,故答案为:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) △H=-112.8kJ/mol;
(6)a.及时分离出NO2气体,平衡向正反应移动,但反应速率降低,故a不正确;
b.适当升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应移动,故b不正确;
c.增大O2的浓度,反应速率增大,平衡向正反应移动,故c正确;
d.选择高效的催化剂,增大反应速率,不影响平衡移动,故d不正确;
故答案为:c;
【分析】本题考查较为综合,涉及平衡常数的表达式、化学反应速率计算、影响化学平衡的元素与平衡状态的判断等知识,题目难度中等,注意平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力。
21.(2021高二下·赣州开学考)湿法炼锌为现代炼锌的主要方法,下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。
(1)硫化锌精矿在空气中焙烧时,通常会将硫化锌精矿粉碎,其目的是 。
(2)浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、Cd2+、Cl-等杂质,会影响锌的电解,必须除去。净化过程如下:
①在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为 。
②将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,可选用的最佳试剂为 。
A.H2SO4 B.Zn(OH)2 C.NH3·H2O D.ZnO
③用Zn除去Cu2+和Cd2+;
④用Ag2SO4除去Cl-。
(3)用两支惰性电极插入500mL硫酸锌溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),锌在 极析出,其质量为 mg;另一电极上的反应式为 。
【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率和原料的利用率
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;B、D
(3)阴;16.25;4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)硫化锌精矿在空气中焙烧时,通常会将硫化锌精矿粉碎,其目的是增大接触面积,提高反应速率和原料的利用率;
(2)①在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,由电荷守恒,有氢离子参加反应,过氧化氢还原为水,反应离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,选择的试剂能消耗氢离子,且不能引入新杂质,
A.加入硫酸不能消耗溶液中氢离子,故A不正确;
B.加入Zn(OH)2 能消耗溶液中氢离子,并可以pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,故B正确;
C.加入NH3·H2O能消耗溶液中氢离子,但会引入杂质离子,故C不正确;
D.加入ZnO能消耗溶液中氢离子,并可以pH调节为5.5左右,使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,故D正确;
故答案为:BD;
(3)用两支惰性电极插入500mL硫酸锌溶液中,通电电解,Zn2+发生还原反应得到Zn,在阴极析出,当电解液的pH从6.0变为3.0时,溶液里的H+变为0.001mol/L。根据电解总反应2Zn2++2H2O 2Zn+O2↑+4H+,可知溶解Zn的物质的量为 =0.00025mol,质量为0.00025mol×65g/mol×1000=16.25mg,另一电极上的反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+。
【分析】根据流程图和题意,硫化锌精矿在空气中焙烧生成ZnO焙砂和烟气,将ZnO焙砂用足量硫酸酸浸,浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe 3+、Fe 2+、Al 3+、Cu 2+、Cd 2+、Cl-等杂质,净化过程中,在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,将浸出液的pH调节为5.5左右,加入Zn(OH)2 或ZnO使Fe3+、Al3+形成沉淀而除去,用Zn除去Cu2+和Cd2+,用Ag2SO4除去Cl-,过滤后得到ZnSO4溶液,最后进行电解硫酸锌溶液得到单质锌,据此分析解答。
1 / 1