【精品解析】山西省沁源县第一中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷

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名称 【精品解析】山西省沁源县第一中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2021-05-17 09:33:41

文档简介

山西省沁源县第一中学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·沁县开学考)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol,则反应HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)的△H为(  )
A.+184.6kJ/mol B.-92.3kJ/mol
C.-369.2kJ/mol D.+92.3kJ/mol
2.(2021高二下·沁县开学考)根据下表的数据,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热应为(  )
部分物质的键能
  H2 Cl2 HCl
键能(kJ·mol-1) 436 243 431
A.+183.0 kJ·mol-1 B.-366.0 kJ·mol-1
C.-183.0 kJ·mol-1 D.+211.0 kJ·mol-1
3.(2021高二下·沁县开学考)在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8 mol /L和5.4 mol /L,在一定的条件下它们反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度是0.8 mol /L,则在这10 min内用NH3来表示的平均反应速率是(  )
A.0.1 mol /(L·min) B.0.2 mol /(L·min)
C.0.3 mol /(L·min) D.0.6 mol /(L·min)
4.(2021高二下·沁县开学考)在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(  )。
A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1
5.(2019高二上·吉林月考)已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是(  )
A.T1p2 m+n>p 放热反应
B.T1>T2 p1p 吸热反应
C.T1p2 m+n

D.T1>T2 p16.(2019高二上·哈尔滨月考)在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g),在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,实验结果如图所示,下列说法正确的是(  )
A.平衡常数K=
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.CO合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时 增大
7.(2021高二下·沁县开学考)现有0.1mol·L-1氨水10mL,加蒸馏水稀释到1L后,下列变化中正确的是(  )
①电离程度增大②[NH3·H2O]增大③ 数目增多④[OH-]增大⑤导电性增强⑥ 增大⑦ 减小
A.①②③ B.①③⑤ C.①③⑥ D.②④⑥
8.(2021高二下·沁县开学考)有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X-和Y-组成的盐溶液。据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是(  )
A.BX B.AY C.AX D.BY
9.(2021高二下·沁县开学考)下列是某同学做铜锌原电池实验后得出的结论和认识,其中正确的是(  )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B.由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极
C.电子沿导线由锌流向铜,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气
D.铜锌原电池工作时,若有13g 锌被溶解,电路中就有0.4 mol电子通过
10.(2021高二下·沁县开学考)锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ,下列说法中正确的是(  )
A.Li是正极,MnO2 是负极
B.放电时负极的应应:Li - e- =Li+
C.放电时正极发生氧化反应
D.电池放电时,产生高锰酸根离子
11.(2021高二下·沁县开学考)下列关于盐类水解的说法错误的是(  )
A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
B.浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c( )的大小顺序为①>②>③
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制 水解
D.将硫酸亚铁溶液加热蒸干得不到原溶质
12.(2021高二下·沁县开学考)把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡: Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 20H-(aq) 下列叙述正确的是(  )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入氧化钙,溶液的pH升高
C.向溶液中加入碳酸钠溶液,氢氧化钙固体增多
D.向溶液中加入少量的氢氧化钠固体,氢氧化钙固体增多
13.(2021高二下·沁县开学考)把0.02 mol L-1 CH3COOH 溶液和0.01 mol L-1 NaOH溶液等体积混合后,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是(  )
A.c(CH3COO-) > c(Na+)
B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
C.c(H+) < c(OH-)
D.c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.02 mol L-1
14.(2021高二下·沁县开学考)某原电池,将两金属X、Y用导线连接,同时插入相应的电解质溶液中,发现Y电极质量增加,则下列情况中有可能的是(  )
A.X是负极,电解质溶液为CuSO4溶液
B.X是负极,电解质溶液为H2SO4溶液
C.X是正极,电解质溶液为CuSO4溶液
D.X是正极,电解质溶液为H2SO4溶液
15.(2021高二下·沁县开学考)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法错误的是(  )
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:H2O+2eˉ=H2+O2ˉCO2+2eˉ=CO+O2ˉ
C.总反应可表示为:H2O+CO2H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
二、多选题
16.(2021高二下·沁县开学考)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是(  )
A.b不可能显碱性 B.a可能显酸性或碱性
C.a不可能显酸性 D.b可能显碱性或酸性
三、综合题
17.(2021高二下·沁县开学考)设水的电离平衡线如图所示。
(1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的粒子浓度,当温度升高到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从   增加到   ;
(2)将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持在100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液和盐酸的体积比为   。
18.(2021高二下·沁县开学考)常温下向25mL 盐酸中逐滴滴入0.1 mol L-1 的氨水,溶液中由水电离出的H+浓度c水(H+)随滴入氨水的体积变化如图所示。
(1)盐酸的浓度为   ;V1的值为   。
(2)A、E两点的c(NH )大小   (填“A点大”“E点大”或“一样大”)
(3)B、D两点溶液中的溶质分别是   (填化学式)
19.(2021高二下·沁县开学考)根据电离平衡常数的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如表所示。
化学式 电离平衡常数
HF 7.2×10-4
CH3COOH 1.8×10-5
H2SO3 K1=1.54×10-2K2=1.02×10-7
H2CO3 K1=4.4×10-7K2=4.7×10-11
H2S K1=1.3×10-7K2=7.1×10-15
根据表中数据,回答下列问题:
(1)等浓度的F-、 、CH3COO-、HS-结合H+的能力最强的为   。
(2)溶液中不可能大量共存的离子组是   (填序号)。
a. HS-、 b.HF、CH3COO- c. HS-、 d. 、
(3)Na2CO3溶液通入过量H2S,反应的离子方程式是   。HS-
(4)已知pH=-lgc(H+),体积为10mL、pH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数   (填“ ”“ ”或“ ”)醋酸的电离平衡常数。任意写一种方法证明醋酸是弱电解质:   。
20.(2021高二下·沁县开学考)实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂,为了验证其纯度,用浓度为0.2mol L-1的盐酸进行滴定。试回答下列问题:
(1)用托盘天平称量5.0g固体试剂,配成500mL待测液备用。将标准HCl溶液装在如图所示25.00mL的   滴定管中(填“甲”或“乙”),调节液面位置。
(2)取20.00mL待测液,加入   作指示剂,滴定终点时的现象为   。
(3)滴定到达终点后,读数。3次实验平均消耗盐酸的体积为20.00mL,则NaOH的质量分数为   。
(4)下列实验操作会导致测定结果偏小的是 (填序号)。
A.配制待测液过程中,溶液转移至容量瓶时,未洗涤烧杯
B.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接装标准液
C.滴定时,反应容器摇动太激烈,有少量待测液溅出
D.滴定到终点时,滴定管尖嘴悬有液滴
21.(2021高二下·沁县开学考)装置甲、乙、丙的烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)装置丙中 电极上的电极反应式为   。
(2)装置乙中被腐蚀的金属是   (填元素符号),比较装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是   。
(3)图丁是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀的类型为   腐蚀。
②图中A、B、C三处附近的区域内,腐蚀最严重的是   (填序号)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】依据焓变与化学方程式的系数成正比,已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol,得到热化学方程式HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g) ΔH= +92.3kJ/mol,
故答案为D。
【分析】
反应焓和化学方程式的系数正比关系,
由:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol则
方程:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH= -92.3kJ/mol,进而得到:
HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g) ΔH= +92.3kJ/mol,故D正确。
2.【答案】C
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】根据反应热和键能的关系,△H=(436+431-2×431)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,C符合题意。
【分析】△H=反应物的总键能-生成物的总键能
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】10 min内氮气的浓度变化为1.8 mol /L-0.8 mol /L=1.0 mol /L,根据合成氨反应的化学方程式:N2+3H2 2NH3,氨气的浓度变化为1.0 mol /L×2=2.0mol/L,所以用氨气表示的反应速率为 =0.2 mol /(L·min),
故答案为:B。
【分析】写出方程式,然后利用浓度的变化量和化学计量系数成正比计算出氨气变化量即可
4.【答案】A
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】若反应向正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
若反应向逆正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故A符合题意、BCD不符合题意,
故答案为:A。
【分析】采用假设法,假设反应物和生成物都完全转化。即可计算出大致范围
5.【答案】D
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】曲线①和②的压强相等,T1温度下,反应先达到平衡状态,则其反应速率较快,由于温度越高,反应速率越快,因此T1>T2;在T1温度下,B%较小,说明升高温度,平衡正向移动,而升高温度,平衡向吸热反应反应移动,因此正反应方向为吸热反应;
曲线②和③的温度相同,p2压强下,反应先达到平衡状态,则其反应速率较快,由于压强越大,反应速率越快,因此p1综上,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据曲线①和②,结合温度度反应速率和平衡移动的影响分析反应的热效应;根据曲线②和③,结合压强对反应速率和平衡移动的影响分析反应前后气体分子数的大小。
6.【答案】D
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数表达式K= ,故A不符合题意;
B.由图可知,T2温度下到达平衡需要的时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1。温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,在T1时的平衡常数比T2时的大,故B不符合题意;
C.由图可知,T2温度下到达平衡需要的时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1。温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以合成甲醇的反应为放热反应,故C不符合题意;
D.由图可知,处于A点的反应体系从T1变到T2,温度升高,平衡向逆反应方向移动,氢气物质的量增大,甲醇的物质的量减小, 增大,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、根据平衡常数的表达式解答,注意各物质的状态与系数;
B、根据图像曲线的斜率判断温度的高低,根据平衡时甲醇的浓度判断温度对平衡的影响;
C、根据图像曲线的斜率判断温度的高低,根据平衡时甲醇的浓度判断温度对平衡的影响;
D、从T1变到T2,温度升高,平衡向逆反应方向移动;
7.【答案】C
【知识点】电解质溶液的导电性;弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】①因加水促进弱电解质的电离,则氨水的电离程度增大,①符合题意;
②加水促进电离,溶液的体积增大,所以c(NH3·H2O)减小,②不符合题意;
③加水促进电离, 物质的量变大, 数目增多,③符合题意;
④加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,c(OH-)减小,④不符合题意;
⑤加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,则导电性减弱,⑤不符合题意;
⑥加水促进电离, 的物质的量增加,NH3·H2O的物质的量减小,同一溶液中,体积相同,所以 比值增大,⑥符合题意;
⑦加水促进电离, 和OH-的物质的量增加,NH3·H2O的物质的量减小,同一溶液中,体积相同, 比值增大,⑦不符合题意;①③⑥符合题意;
故答案为:C。
【分析】一水合氨属于弱电解质,故部分电离,稀释时电离能力增强,导致铵根和氢氧根的物质的量在增加,氨水的物质的量在减小。但体积增加的更多,故铵根浓度减小,氢氧根离子减小,结合电离平衡常数即可找出变化关系
8.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】AY溶液的pH>7,显碱性,说明A相对于Y为强碱性物质,Y相对于A来说属弱酸性物质;同理BX溶液的pH<7,X为强酸性物质,B为弱碱性物质;据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,说明BY是弱离子形成的弱酸弱碱盐且水解程度相同,溶液呈中性,AX为强酸强碱盐不能水解,由强酸和强碱组成的物质,组成只有一种,即AX;
故答案为:C。
【分析】 AY溶液的pH>7,说明是Y在水解,BX溶液的pH<7,说明B在水解
9.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.构成原电池的电极材料可以是金属或导电的非金属材料如石墨,A不符合题意;
B.由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是正极,B不符合题意;
C.电子沿导线由锌流向铜,电子不能通过电解质溶液, C不符合题意;
D.铜锌原电池工作时,若有13g 锌被溶解,即有0.2mol锌反应,失去0.4mol电子,则电路中就有0.4 mol电子通过,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A构成原电池需要满足三个条件,①能够自发氧化反应,②电极③形成回路, 由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中 ,锌可以和硫酸铜发生置换反应,故锌做负极,而锌失去电子发生氧化反应,铜做正铜离子在铜极得电子变成铜单质,发生还原反应。
10.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池
【解析】【解答】A.从反应方程式看,锂失去电子,做负极,A不符合题意;
B.锂做负极,电极反应为Li - e- =Li+,B符合题意;
C.放电时负极失去电子发生氧化反应,C不符合题意;
D.反应中没有高锰酸根离子生成,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ,可以得出锂作为负极材料,失去电子发生氧化反应,而二氧化锰是作为正极材料,得到电子发生还原反应
11.【答案】B
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度,正盐>酸式盐,故pH相等时,物质的量浓度大小为①>②>③,A不符合题意;
B.①溶液中 水解促进 水解,使c( )减小;②中只有 水解;③溶液中Fe2+抑制 水解,使c( )增大,c( )的大小顺序为③>②>①,B符合题意;
C.NH4Cl溶液中存在 +H2O NH3·H2O+H+,加入稀HNO3,c(H+)增大,平衡左移,抑制 水解,C不符合题意;
D.在溶液蒸发的过程中,硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而变质,故无法得到硫酸亚铁,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.强碱弱酸盐和碱都显碱性,但是相同的pH的溶液,是水解能力最弱的浓度越大
B.铵根离子水解显示酸性,水解呈碱性的对其促进,而水解呈酸性的抑制
C.铵根离子水解显示酸性,酸会抑制水解
D.水解之后最终得到氧化铁固体
12.【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,所以给溶液加热,溶液的pH降低,故A不符合题意;
B. 温度不变,溶解度不变,溶液的pH不变,故B不符合题意;
C. 碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,所以C中氢氧化钙固体减少,故C不符合题意;
D. 增大OH-的浓度,抑制氢氧化钙的溶解,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】本题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。主要是有利于培养学生的学习兴趣,增强学生的学习积极性。
13.【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.反应后为等量的醋酸钠和醋酸的混合溶液,电离大于水解,则c(CH3COO-)>c(Na+),故A符合题意;
B.反应后为等量的醋酸钠和醋酸的混合溶液,电离大于水解,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故B不符合题意;
C.反应后还有醋酸剩余,溶液呈酸性,则c(H+) > c(OH-),故C不符合题意;
D.由物料守恒可知,混合后c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.01mol/L,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】等体积混合后,得到相同浓度的醋酸钠和醋酸的混合溶液。根据电荷守恒和物料守恒即可比较离子浓度大小
14.【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应;电子经导线流向正极,溶液中的阳离子向正极移动,在正极得到电子,发生还原反应;Y电极质量增加,这说明Y电极是正极,溶液中的金属阳离子得到电子而析出,X是负极,因此符合条件的是选项A,
故答案为:A。
【分析】该题是高考中的常见题型和考点,属于中等难度的试题。该题的关键是明确原电池的工作原理,然后结合题意灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑思维能力和逆向思维能力。
15.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、从图示可看出,与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化,均得电子,应为电解池的阴极,则X为电源的负极,不符合题意;
B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应,电极反应式分别为:H2O+2eˉ=H2+O2ˉ、CO2+2eˉ=CO+O2ˉ,不符合题意;
C、从图示可知,阳极生成H2和CO的同时,阴极有O2生成,所以总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2,不符合题意;
D、从总反应方程式可知,阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气),所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据X电极的物质的之间的转化情况确定X电极这边是得到电子,发生还原反应,故做的是阴极,X做电池的负极,而Y电极这边是失去电子发生氧化反应,故做电池的正极。阳极区吸引大量的氧离子,放电。根据阴阳极电极式即可写出电池方程式,结合电池方程式可以计算出阴阳极的气体
16.【答案】A,B
【知识点】强电解质和弱电解质;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.pH为3的某酸溶液,为强酸时与等体积pH为11的氢氧化钠恰好完全反应,生成强酸强碱盐,则溶液为中性;酸为弱酸时酸过量,则溶液一般为酸性,即b不可能显碱性,故A符合题意;
B.某酸溶液为强酸时与等体积pH为11的氨水反应时氨水过量,则a可能显碱性;若为弱酸时恰好完全反应,生成弱酸弱碱盐,当弱酸酸根离子的水解小于弱碱中离子的水解,则a可能显酸性,故B符合题意;
C.若为pH=3弱酸与等体积pH为11的氨水恰好完全反应时,生成弱酸弱碱盐,当弱酸酸根离子的水解小于弱碱中离子的水解,则a可能显酸性,故C不符合题意;
D.若酸为pH=3弱酸与等体积pH为11的氢氧化钠溶液反应时酸过量,则溶液一般为酸性,即b不可能显碱性,故D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】根据pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液,氢氧化钠的浓度小,再讨论pH为3的某酸溶液,利用等体积混合反应后溶液中的溶质来分析溶液的酸碱性。
17.【答案】(1)10-14;10-12
(2)2:9
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离
【解析】【解答】(1)25℃时纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,Kw=c(H+).c(OH-)=10-14,当温度升高到100℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6 mol/L,则Kw=c(H+).c(OH-)=10-12,从A点到B点,水的离子积从10-14增加到10-12;
故答案为10-14;10-12;
(2)100℃时,将pH=8的Ba(OH)2溶液中:c(OH-)=10-4mol/L,pH=5的稀盐酸中:c(H+)=10-5mol/L,设氢氧化钡的体积为x,盐酸的体积为y,100℃的恒温,混合溶液pH=7,溶液呈碱性,则溶液中氢氧根离子浓度为: =10-5mol/L,则:c(OH-)= )= 10-5,解得x:y=2:9;故答案为2:9。
【分析】(1)水的离子积Kw=c(H+).c(OH-),根据图象数据进行计算水的离子积;(2)先根据水的离子积常数计算氢氧化钡溶液中c(OH-),再根据盐酸和氢氧化钡之间的关系计算氢氧化钡和盐酸的体积之比;
18.【答案】(1)0.1 mol L-1;25
(2)E点大
(3)NH4Cl和HCl,NH4Cl和NH3 H2O
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)P点溶液为酸溶液,P点c水(H+)=10-13mol/L,则该点溶液中c(H+)= mol/L=0.1mol/L,根据原子守恒得c(HCl)=c(H+)=0.1mol/L,酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,C点水电离出的c(H+)最大,则该点溶液中氯化铵浓度最大,为二者恰好完全反应点,酸碱的物质的量浓度相等,二者恰好完全反应时酸碱的体积相等,则V1=25mL,故答案为:0.1mol/L;25mL;
(2)根据图知,E点加入的氨水大于A点,加入氨水越多,c( )越大,所以c( ):A(3)P点溶质为HCl,C点是HCl和一水合氨恰好完全反应,DE点氨水过量,则A和B点溶液中溶质为HCl和NH4Cl、C点溶质为NH4Cl、E点溶质为NH4Cl、 ,故答案为:NH4Cl和HCl ,NH4Cl和NH3 H2O。
【分析】由图可知,P点溶液为酸溶液,C点是HCl和一水合氨恰好完全反应,DE点氨水过量,AB点氨水不足,据此判断解题。
19.【答案】(1)
(2)b
(3)H2S+ = +HS-
(4)>;常温下测定0.1mol/L的CH3COOH溶液的pH,若pH>1,说明醋酸是弱酸,即醋酸是弱电解质
【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)电离平衡常数越小,表明对应酸的酸性越弱,该酸越难电离出H+,其酸根离子结合H+能力越强。由表格数据知,各酸根离子对应酸的电离常数大小关系为HF>CH3COOH>H2S> ,所以结合H+的能力最强的为 。
(2)a根据电离平衡常数大小可知酸性:HS-< ,由弱酸不能制取较强酸,HS-与 不发生反应,故在溶液中HS-和 可以大量共存,a不正确;
b根据电离常数大小可知酸性:HF>CH3COOH,由较强酸能制取较弱酸,可推知反应HF+ CH3COO-=CH3COOH+F-可发生,所以在溶液中HF和CH3COO-不能大量共存,b正确;
c根据电离常数大小可知酸性:H2CO3>H2S> >HS-,由弱酸不能制取较强酸,HS-和 之间不发生反应,所以在溶液中可以大量共存,c不正确;
d根据电离常数大小可知酸性:H2SO3>H2CO3> , 和 之间不发生反应,所以在溶液中 和 可以大量共存,d不正确。
答案为b。
(3)根据电离常数大小关系可知酸性强弱:H2CO3>H2S> >HS-,根据较强酸制较弱酸原理,Na2CO3与过量H2S在溶液中发生反应的离子方程式为H2S+ = +HS-。
(4)弱酸在溶液中存在电离平衡,加水稀释使电离平衡向电离方向移动,因此,当起始pH相同且稀释相同倍数时,酸越弱,pH变化程度越小。由图像可知,pH均为2的CH3COOH和HX溶液均稀释100倍后,CH3COOH溶液的pH变化小于HX溶液,表明HX的酸性比醋酸强,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数。常温下,测定0.1mol/L的CH3COOH溶液的pH,若pH>1,说明醋酸是弱酸,即醋酸是弱电解质。
【分析】(1)电离平衡常数越小,表明对应酸的酸性越弱,该酸越难电离出H+,其酸根离子结合H+能力越强。(2)、(3)根据强酸制弱酸原理判断;(4)弱酸在溶液中存在电离平衡,加水稀释使电离平衡向电离方向移动。
20.【答案】(1)甲
(2)甲基橙(酚酞);当滴加最后一滴标准液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色(或当滴加最后一滴标准液时,溶液由红色变为无色,且半分钟内不变红色)
(3)80.0%
(4)A;C
【知识点】中和滴定;化学实验方案的评价;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1).盐酸显酸性,因此盐酸要盛放在酸式滴定管甲中,故答案为:甲;
(2).用标准 溶液滴定未知浓度的 溶液,可选用甲基橙或酚酞作指示剂,随着盐酸的加入,溶液的碱性逐渐减弱,当滴加最后一滴盐酸溶液,溶液由浅红色变为无色或溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复,就可证明二者恰好达到了滴定终点;故答案为:甲基橙(酚酞);当滴加最后一滴标准液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色(或当滴加最后一滴标准液时,溶液由红色变为无色,且半分钟内不变红色;
(3). 是一元碱, 是一元酸,当二者恰好反应时, (盐酸),则 ,由于配制的 溶液为 ,因此 , ,则该样品中 的质量分数为 ,故答案为:80%;
(4).A转移待测液至容量瓶时,未洗涤烧杯,待测液中 的物质的量减少,造成消耗的V(标准)偏小,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·W(标准)分析,结果偏小,A正确;
B酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接装盐酸标准液,盐酸的浓度偏低,造成消耗的v(标准)偏大,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·W(标准)分析,结果偏大,B不正确;
C滴定时,反应容器摇动太激烈,有少量待测液溅出,容器内 的物质的量减少,造成消耗的V(标准)偏小,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·V(标准)分析,结果偏小,C正确;
D滴定到终点时,滴定管尖嘴悬有液滴,造成消耗的V(标准)偏大,根据c(待测)·W(待测)=c(标准)·V(标准)分析,结果偏大,D不正确,故答案为:AC。
【分析】(1)酸性溶液盛放在酸式滴定管中;(2)用酚酞作指示剂,根据酚酞遇碱变为红色,判断滴定终点;(3)根据c(NaOH) V(NaOH)=c(HCl) V(HCl)计算NaOH的物质的量,然后计算其质量及质量分数;(4)根据c(待测) V(待测) =c(标准) V(标准)分析误差大小。
21.【答案】(1)
(2);乙>甲>丙
(3)吸氧;B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】(1)装置丙构成了原电池,由于金属活动性: ,所以 为正极,在正极上 得电子生成 ,电极反应式为 。
(2)装置乙构成了原电池,由于金属活动性: ,所以装置乙中被腐蚀的金属是金属活动性较强的 ;装置甲中 与稀硫酸直接发生反应,装置乙构成原电池,被腐蚀的是 ,腐蚀速率比甲快;装置丙构成原电池,被腐蚀的是 得到了保护,所以装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是乙>甲>丙。
(3)①钢铁在海水中发生的是吸氧腐蚀;②A处不与海水接触,在海水中B处的氧气浓度比C处大,发生的吸氧腐蚀速率最快,腐蚀最严重。
【分析】金属腐蚀类试题最常见的不正确原因是弄不清腐蚀原理,一是分析不清楚金属腐蚀是属于化学腐蚀还是电化学腐蚀;二是判断不出该腐蚀是属于析氢腐蚀还是吸氧腐蚀。金属腐蚀的原理是金属单质失电子被氧化的过程,其中化学腐蚀是指金属和直接接触的物质发生化学反应而引起的腐蚀,其腐蚀过程中没有电流产生;电化学腐蚀指不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应,电化学腐蚀过程中有电流产生,电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍。不纯金属在强酸性介质中通常发生析氢腐蚀,在中性、弱酸性和碱性介质中均发生吸氧腐蚀。
1 / 1山西省沁源县第一中学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·沁县开学考)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol,则反应HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)的△H为(  )
A.+184.6kJ/mol B.-92.3kJ/mol
C.-369.2kJ/mol D.+92.3kJ/mol
【答案】D
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】依据焓变与化学方程式的系数成正比,已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol,得到热化学方程式HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g) ΔH= +92.3kJ/mol,
故答案为D。
【分析】
反应焓和化学方程式的系数正比关系,
由:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= -184.6kJ/mol则
方程:H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ΔH= -92.3kJ/mol,进而得到:
HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g) ΔH= +92.3kJ/mol,故D正确。
2.(2021高二下·沁县开学考)根据下表的数据,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热应为(  )
部分物质的键能
  H2 Cl2 HCl
键能(kJ·mol-1) 436 243 431
A.+183.0 kJ·mol-1 B.-366.0 kJ·mol-1
C.-183.0 kJ·mol-1 D.+211.0 kJ·mol-1
【答案】C
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】根据反应热和键能的关系,△H=(436+431-2×431)kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,C符合题意。
【分析】△H=反应物的总键能-生成物的总键能
3.(2021高二下·沁县开学考)在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8 mol /L和5.4 mol /L,在一定的条件下它们反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度是0.8 mol /L,则在这10 min内用NH3来表示的平均反应速率是(  )
A.0.1 mol /(L·min) B.0.2 mol /(L·min)
C.0.3 mol /(L·min) D.0.6 mol /(L·min)
【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】10 min内氮气的浓度变化为1.8 mol /L-0.8 mol /L=1.0 mol /L,根据合成氨反应的化学方程式:N2+3H2 2NH3,氨气的浓度变化为1.0 mol /L×2=2.0mol/L,所以用氨气表示的反应速率为 =0.2 mol /(L·min),
故答案为:B。
【分析】写出方程式,然后利用浓度的变化量和化学计量系数成正比计算出氨气变化量即可
4.(2021高二下·沁县开学考)在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(  )。
A.Z为0.3 mol·L-1 B.Y2为0.4 mol·L-1
C.X2为0.2 mol·L-1 D.Z为0.4 mol·L-1
【答案】A
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用;化学平衡的计算
【解析】【解答】若反应向正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
若反应向逆正反应方向进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故A符合题意、BCD不符合题意,
故答案为:A。
【分析】采用假设法,假设反应物和生成物都完全转化。即可计算出大致范围
5.(2019高二上·吉林月考)已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g)在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是(  )
A.T1p2 m+n>p 放热反应
B.T1>T2 p1p 吸热反应
C.T1p2 m+n

D.T1>T2 p1【答案】D
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】曲线①和②的压强相等,T1温度下,反应先达到平衡状态,则其反应速率较快,由于温度越高,反应速率越快,因此T1>T2;在T1温度下,B%较小,说明升高温度,平衡正向移动,而升高温度,平衡向吸热反应反应移动,因此正反应方向为吸热反应;
曲线②和③的温度相同,p2压强下,反应先达到平衡状态,则其反应速率较快,由于压强越大,反应速率越快,因此p1综上,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据曲线①和②,结合温度度反应速率和平衡移动的影响分析反应的热效应;根据曲线②和③,结合压强对反应速率和平衡移动的影响分析反应前后气体分子数的大小。
6.(2019高二上·哈尔滨月考)在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g),在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,实验结果如图所示,下列说法正确的是(  )
A.平衡常数K=
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.CO合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时 增大
【答案】D
【知识点】化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数表达式K= ,故A不符合题意;
B.由图可知,T2温度下到达平衡需要的时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1。温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,在T1时的平衡常数比T2时的大,故B不符合题意;
C.由图可知,T2温度下到达平衡需要的时间较短,反应速率较快,故温度T2>T1。温度越高,平衡时甲醇的物质的量越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,所以合成甲醇的反应为放热反应,故C不符合题意;
D.由图可知,处于A点的反应体系从T1变到T2,温度升高,平衡向逆反应方向移动,氢气物质的量增大,甲醇的物质的量减小, 增大,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、根据平衡常数的表达式解答,注意各物质的状态与系数;
B、根据图像曲线的斜率判断温度的高低,根据平衡时甲醇的浓度判断温度对平衡的影响;
C、根据图像曲线的斜率判断温度的高低,根据平衡时甲醇的浓度判断温度对平衡的影响;
D、从T1变到T2,温度升高,平衡向逆反应方向移动;
7.(2021高二下·沁县开学考)现有0.1mol·L-1氨水10mL,加蒸馏水稀释到1L后,下列变化中正确的是(  )
①电离程度增大②[NH3·H2O]增大③ 数目增多④[OH-]增大⑤导电性增强⑥ 增大⑦ 减小
A.①②③ B.①③⑤ C.①③⑥ D.②④⑥
【答案】C
【知识点】电解质溶液的导电性;弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】①因加水促进弱电解质的电离,则氨水的电离程度增大,①符合题意;
②加水促进电离,溶液的体积增大,所以c(NH3·H2O)减小,②不符合题意;
③加水促进电离, 物质的量变大, 数目增多,③符合题意;
④加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,c(OH-)减小,④不符合题意;
⑤加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,则导电性减弱,⑤不符合题意;
⑥加水促进电离, 的物质的量增加,NH3·H2O的物质的量减小,同一溶液中,体积相同,所以 比值增大,⑥符合题意;
⑦加水促进电离, 和OH-的物质的量增加,NH3·H2O的物质的量减小,同一溶液中,体积相同, 比值增大,⑦不符合题意;①③⑥符合题意;
故答案为:C。
【分析】一水合氨属于弱电解质,故部分电离,稀释时电离能力增强,导致铵根和氢氧根的物质的量在增加,氨水的物质的量在减小。但体积增加的更多,故铵根浓度减小,氢氧根离子减小,结合电离平衡常数即可找出变化关系
8.(2021高二下·沁县开学考)有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A+和B+及一价阴离子X-和Y-组成的盐溶液。据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,AY溶液的pH>7,BX溶液的pH<7,由此判断不水解的盐是(  )
A.BX B.AY C.AX D.BY
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用
【解析】【解答】AY溶液的pH>7,显碱性,说明A相对于Y为强碱性物质,Y相对于A来说属弱酸性物质;同理BX溶液的pH<7,X为强酸性物质,B为弱碱性物质;据测定常温下AX和BY溶液的pH=7,说明BY是弱离子形成的弱酸弱碱盐且水解程度相同,溶液呈中性,AX为强酸强碱盐不能水解,由强酸和强碱组成的物质,组成只有一种,即AX;
故答案为:C。
【分析】 AY溶液的pH>7,说明是Y在水解,BX溶液的pH<7,说明B在水解
9.(2021高二下·沁县开学考)下列是某同学做铜锌原电池实验后得出的结论和认识,其中正确的是(  )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B.由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极
C.电子沿导线由锌流向铜,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气
D.铜锌原电池工作时,若有13g 锌被溶解,电路中就有0.4 mol电子通过
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.构成原电池的电极材料可以是金属或导电的非金属材料如石墨,A不符合题意;
B.由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是正极,B不符合题意;
C.电子沿导线由锌流向铜,电子不能通过电解质溶液, C不符合题意;
D.铜锌原电池工作时,若有13g 锌被溶解,即有0.2mol锌反应,失去0.4mol电子,则电路中就有0.4 mol电子通过,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A构成原电池需要满足三个条件,①能够自发氧化反应,②电极③形成回路, 由铜、锌做电极与硫酸铜溶液组成的原电池中 ,锌可以和硫酸铜发生置换反应,故锌做负极,而锌失去电子发生氧化反应,铜做正铜离子在铜极得电子变成铜单质,发生还原反应。
10.(2021高二下·沁县开学考)锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ,下列说法中正确的是(  )
A.Li是正极,MnO2 是负极
B.放电时负极的应应:Li - e- =Li+
C.放电时正极发生氧化反应
D.电池放电时,产生高锰酸根离子
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池
【解析】【解答】A.从反应方程式看,锂失去电子,做负极,A不符合题意;
B.锂做负极,电极反应为Li - e- =Li+,B符合题意;
C.放电时负极失去电子发生氧化反应,C不符合题意;
D.反应中没有高锰酸根离子生成,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 某种锂电池的总反应式为Li + MnO2 =LiMnO2 ,可以得出锂作为负极材料,失去电子发生氧化反应,而二氧化锰是作为正极材料,得到电子发生还原反应
11.(2021高二下·沁县开学考)下列关于盐类水解的说法错误的是(  )
A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
B.浓度均为0.1 mol·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c( )的大小顺序为①>②>③
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制 水解
D.将硫酸亚铁溶液加热蒸干得不到原溶质
【答案】B
【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度,正盐>酸式盐,故pH相等时,物质的量浓度大小为①>②>③,A不符合题意;
B.①溶液中 水解促进 水解,使c( )减小;②中只有 水解;③溶液中Fe2+抑制 水解,使c( )增大,c( )的大小顺序为③>②>①,B符合题意;
C.NH4Cl溶液中存在 +H2O NH3·H2O+H+,加入稀HNO3,c(H+)增大,平衡左移,抑制 水解,C不符合题意;
D.在溶液蒸发的过程中,硫酸亚铁被空气中的氧气氧化而变质,故无法得到硫酸亚铁,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.强碱弱酸盐和碱都显碱性,但是相同的pH的溶液,是水解能力最弱的浓度越大
B.铵根离子水解显示酸性,水解呈碱性的对其促进,而水解呈酸性的抑制
C.铵根离子水解显示酸性,酸会抑制水解
D.水解之后最终得到氧化铁固体
12.(2021高二下·沁县开学考)把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡: Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 20H-(aq) 下列叙述正确的是(  )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入氧化钙,溶液的pH升高
C.向溶液中加入碳酸钠溶液,氢氧化钙固体增多
D.向溶液中加入少量的氢氧化钠固体,氢氧化钙固体增多
【答案】D
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A. 氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,所以给溶液加热,溶液的pH降低,故A不符合题意;
B. 温度不变,溶解度不变,溶液的pH不变,故B不符合题意;
C. 碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,所以C中氢氧化钙固体减少,故C不符合题意;
D. 增大OH-的浓度,抑制氢氧化钙的溶解,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】本题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。主要是有利于培养学生的学习兴趣,增强学生的学习积极性。
13.(2021高二下·沁县开学考)把0.02 mol L-1 CH3COOH 溶液和0.01 mol L-1 NaOH溶液等体积混合后,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是(  )
A.c(CH3COO-) > c(Na+)
B.c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
C.c(H+) < c(OH-)
D.c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = 0.02 mol L-1
【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A.反应后为等量的醋酸钠和醋酸的混合溶液,电离大于水解,则c(CH3COO-)>c(Na+),故A符合题意;
B.反应后为等量的醋酸钠和醋酸的混合溶液,电离大于水解,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),故B不符合题意;
C.反应后还有醋酸剩余,溶液呈酸性,则c(H+) > c(OH-),故C不符合题意;
D.由物料守恒可知,混合后c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.01mol/L,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】等体积混合后,得到相同浓度的醋酸钠和醋酸的混合溶液。根据电荷守恒和物料守恒即可比较离子浓度大小
14.(2021高二下·沁县开学考)某原电池,将两金属X、Y用导线连接,同时插入相应的电解质溶液中,发现Y电极质量增加,则下列情况中有可能的是(  )
A.X是负极,电解质溶液为CuSO4溶液
B.X是负极,电解质溶液为H2SO4溶液
C.X是正极,电解质溶液为CuSO4溶液
D.X是正极,电解质溶液为H2SO4溶液
【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应;电子经导线流向正极,溶液中的阳离子向正极移动,在正极得到电子,发生还原反应;Y电极质量增加,这说明Y电极是正极,溶液中的金属阳离子得到电子而析出,X是负极,因此符合条件的是选项A,
故答案为:A。
【分析】该题是高考中的常见题型和考点,属于中等难度的试题。该题的关键是明确原电池的工作原理,然后结合题意灵活运用即可,有利于培养学生的逻辑思维能力和逆向思维能力。
15.(2021高二下·沁县开学考)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法错误的是(  )
A.X是电源的负极
B.阴极的反应式是:H2O+2eˉ=H2+O2ˉCO2+2eˉ=CO+O2ˉ
C.总反应可表示为:H2O+CO2H2+CO+O2
D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、从图示可看出,与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化,均得电子,应为电解池的阴极,则X为电源的负极,不符合题意;
B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应,电极反应式分别为:H2O+2eˉ=H2+O2ˉ、CO2+2eˉ=CO+O2ˉ,不符合题意;
C、从图示可知,阳极生成H2和CO的同时,阴极有O2生成,所以总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2,不符合题意;
D、从总反应方程式可知,阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气),所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1,符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据X电极的物质的之间的转化情况确定X电极这边是得到电子,发生还原反应,故做的是阴极,X做电池的负极,而Y电极这边是失去电子发生氧化反应,故做电池的正极。阳极区吸引大量的氧离子,放电。根据阴阳极电极式即可写出电池方程式,结合电池方程式可以计算出阴阳极的气体
二、多选题
16.(2021高二下·沁县开学考)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是(  )
A.b不可能显碱性 B.a可能显酸性或碱性
C.a不可能显酸性 D.b可能显碱性或酸性
【答案】A,B
【知识点】强电解质和弱电解质;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.pH为3的某酸溶液,为强酸时与等体积pH为11的氢氧化钠恰好完全反应,生成强酸强碱盐,则溶液为中性;酸为弱酸时酸过量,则溶液一般为酸性,即b不可能显碱性,故A符合题意;
B.某酸溶液为强酸时与等体积pH为11的氨水反应时氨水过量,则a可能显碱性;若为弱酸时恰好完全反应,生成弱酸弱碱盐,当弱酸酸根离子的水解小于弱碱中离子的水解,则a可能显酸性,故B符合题意;
C.若为pH=3弱酸与等体积pH为11的氨水恰好完全反应时,生成弱酸弱碱盐,当弱酸酸根离子的水解小于弱碱中离子的水解,则a可能显酸性,故C不符合题意;
D.若酸为pH=3弱酸与等体积pH为11的氢氧化钠溶液反应时酸过量,则溶液一般为酸性,即b不可能显碱性,故D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】根据pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液,氢氧化钠的浓度小,再讨论pH为3的某酸溶液,利用等体积混合反应后溶液中的溶质来分析溶液的酸碱性。
三、综合题
17.(2021高二下·沁县开学考)设水的电离平衡线如图所示。
(1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的粒子浓度,当温度升高到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从   增加到   ;
(2)将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持在100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液和盐酸的体积比为   。
【答案】(1)10-14;10-12
(2)2:9
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离
【解析】【解答】(1)25℃时纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,Kw=c(H+).c(OH-)=10-14,当温度升高到100℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6 mol/L,则Kw=c(H+).c(OH-)=10-12,从A点到B点,水的离子积从10-14增加到10-12;
故答案为10-14;10-12;
(2)100℃时,将pH=8的Ba(OH)2溶液中:c(OH-)=10-4mol/L,pH=5的稀盐酸中:c(H+)=10-5mol/L,设氢氧化钡的体积为x,盐酸的体积为y,100℃的恒温,混合溶液pH=7,溶液呈碱性,则溶液中氢氧根离子浓度为: =10-5mol/L,则:c(OH-)= )= 10-5,解得x:y=2:9;故答案为2:9。
【分析】(1)水的离子积Kw=c(H+).c(OH-),根据图象数据进行计算水的离子积;(2)先根据水的离子积常数计算氢氧化钡溶液中c(OH-),再根据盐酸和氢氧化钡之间的关系计算氢氧化钡和盐酸的体积之比;
18.(2021高二下·沁县开学考)常温下向25mL 盐酸中逐滴滴入0.1 mol L-1 的氨水,溶液中由水电离出的H+浓度c水(H+)随滴入氨水的体积变化如图所示。
(1)盐酸的浓度为   ;V1的值为   。
(2)A、E两点的c(NH )大小   (填“A点大”“E点大”或“一样大”)
(3)B、D两点溶液中的溶质分别是   (填化学式)
【答案】(1)0.1 mol L-1;25
(2)E点大
(3)NH4Cl和HCl,NH4Cl和NH3 H2O
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】(1)P点溶液为酸溶液,P点c水(H+)=10-13mol/L,则该点溶液中c(H+)= mol/L=0.1mol/L,根据原子守恒得c(HCl)=c(H+)=0.1mol/L,酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,C点水电离出的c(H+)最大,则该点溶液中氯化铵浓度最大,为二者恰好完全反应点,酸碱的物质的量浓度相等,二者恰好完全反应时酸碱的体积相等,则V1=25mL,故答案为:0.1mol/L;25mL;
(2)根据图知,E点加入的氨水大于A点,加入氨水越多,c( )越大,所以c( ):A(3)P点溶质为HCl,C点是HCl和一水合氨恰好完全反应,DE点氨水过量,则A和B点溶液中溶质为HCl和NH4Cl、C点溶质为NH4Cl、E点溶质为NH4Cl、 ,故答案为:NH4Cl和HCl ,NH4Cl和NH3 H2O。
【分析】由图可知,P点溶液为酸溶液,C点是HCl和一水合氨恰好完全反应,DE点氨水过量,AB点氨水不足,据此判断解题。
19.(2021高二下·沁县开学考)根据电离平衡常数的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如表所示。
化学式 电离平衡常数
HF 7.2×10-4
CH3COOH 1.8×10-5
H2SO3 K1=1.54×10-2K2=1.02×10-7
H2CO3 K1=4.4×10-7K2=4.7×10-11
H2S K1=1.3×10-7K2=7.1×10-15
根据表中数据,回答下列问题:
(1)等浓度的F-、 、CH3COO-、HS-结合H+的能力最强的为   。
(2)溶液中不可能大量共存的离子组是   (填序号)。
a. HS-、 b.HF、CH3COO- c. HS-、 d. 、
(3)Na2CO3溶液通入过量H2S,反应的离子方程式是   。HS-
(4)已知pH=-lgc(H+),体积为10mL、pH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离平衡常数   (填“ ”“ ”或“ ”)醋酸的电离平衡常数。任意写一种方法证明醋酸是弱电解质:   。
【答案】(1)
(2)b
(3)H2S+ = +HS-
(4)>;常温下测定0.1mol/L的CH3COOH溶液的pH,若pH>1,说明醋酸是弱酸,即醋酸是弱电解质
【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】(1)电离平衡常数越小,表明对应酸的酸性越弱,该酸越难电离出H+,其酸根离子结合H+能力越强。由表格数据知,各酸根离子对应酸的电离常数大小关系为HF>CH3COOH>H2S> ,所以结合H+的能力最强的为 。
(2)a根据电离平衡常数大小可知酸性:HS-< ,由弱酸不能制取较强酸,HS-与 不发生反应,故在溶液中HS-和 可以大量共存,a不正确;
b根据电离常数大小可知酸性:HF>CH3COOH,由较强酸能制取较弱酸,可推知反应HF+ CH3COO-=CH3COOH+F-可发生,所以在溶液中HF和CH3COO-不能大量共存,b正确;
c根据电离常数大小可知酸性:H2CO3>H2S> >HS-,由弱酸不能制取较强酸,HS-和 之间不发生反应,所以在溶液中可以大量共存,c不正确;
d根据电离常数大小可知酸性:H2SO3>H2CO3> , 和 之间不发生反应,所以在溶液中 和 可以大量共存,d不正确。
答案为b。
(3)根据电离常数大小关系可知酸性强弱:H2CO3>H2S> >HS-,根据较强酸制较弱酸原理,Na2CO3与过量H2S在溶液中发生反应的离子方程式为H2S+ = +HS-。
(4)弱酸在溶液中存在电离平衡,加水稀释使电离平衡向电离方向移动,因此,当起始pH相同且稀释相同倍数时,酸越弱,pH变化程度越小。由图像可知,pH均为2的CH3COOH和HX溶液均稀释100倍后,CH3COOH溶液的pH变化小于HX溶液,表明HX的酸性比醋酸强,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数。常温下,测定0.1mol/L的CH3COOH溶液的pH,若pH>1,说明醋酸是弱酸,即醋酸是弱电解质。
【分析】(1)电离平衡常数越小,表明对应酸的酸性越弱,该酸越难电离出H+,其酸根离子结合H+能力越强。(2)、(3)根据强酸制弱酸原理判断;(4)弱酸在溶液中存在电离平衡,加水稀释使电离平衡向电离方向移动。
20.(2021高二下·沁县开学考)实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂,为了验证其纯度,用浓度为0.2mol L-1的盐酸进行滴定。试回答下列问题:
(1)用托盘天平称量5.0g固体试剂,配成500mL待测液备用。将标准HCl溶液装在如图所示25.00mL的   滴定管中(填“甲”或“乙”),调节液面位置。
(2)取20.00mL待测液,加入   作指示剂,滴定终点时的现象为   。
(3)滴定到达终点后,读数。3次实验平均消耗盐酸的体积为20.00mL,则NaOH的质量分数为   。
(4)下列实验操作会导致测定结果偏小的是 (填序号)。
A.配制待测液过程中,溶液转移至容量瓶时,未洗涤烧杯
B.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接装标准液
C.滴定时,反应容器摇动太激烈,有少量待测液溅出
D.滴定到终点时,滴定管尖嘴悬有液滴
【答案】(1)甲
(2)甲基橙(酚酞);当滴加最后一滴标准液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色(或当滴加最后一滴标准液时,溶液由红色变为无色,且半分钟内不变红色)
(3)80.0%
(4)A;C
【知识点】中和滴定;化学实验方案的评价;有关混合物反应的计算
【解析】【解答】(1).盐酸显酸性,因此盐酸要盛放在酸式滴定管甲中,故答案为:甲;
(2).用标准 溶液滴定未知浓度的 溶液,可选用甲基橙或酚酞作指示剂,随着盐酸的加入,溶液的碱性逐渐减弱,当滴加最后一滴盐酸溶液,溶液由浅红色变为无色或溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复,就可证明二者恰好达到了滴定终点;故答案为:甲基橙(酚酞);当滴加最后一滴标准液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色(或当滴加最后一滴标准液时,溶液由红色变为无色,且半分钟内不变红色;
(3). 是一元碱, 是一元酸,当二者恰好反应时, (盐酸),则 ,由于配制的 溶液为 ,因此 , ,则该样品中 的质量分数为 ,故答案为:80%;
(4).A转移待测液至容量瓶时,未洗涤烧杯,待测液中 的物质的量减少,造成消耗的V(标准)偏小,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·W(标准)分析,结果偏小,A正确;
B酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接装盐酸标准液,盐酸的浓度偏低,造成消耗的v(标准)偏大,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·W(标准)分析,结果偏大,B不正确;
C滴定时,反应容器摇动太激烈,有少量待测液溅出,容器内 的物质的量减少,造成消耗的V(标准)偏小,根据c(待测)·V(待测)=c(标准)·V(标准)分析,结果偏小,C正确;
D滴定到终点时,滴定管尖嘴悬有液滴,造成消耗的V(标准)偏大,根据c(待测)·W(待测)=c(标准)·V(标准)分析,结果偏大,D不正确,故答案为:AC。
【分析】(1)酸性溶液盛放在酸式滴定管中;(2)用酚酞作指示剂,根据酚酞遇碱变为红色,判断滴定终点;(3)根据c(NaOH) V(NaOH)=c(HCl) V(HCl)计算NaOH的物质的量,然后计算其质量及质量分数;(4)根据c(待测) V(待测) =c(标准) V(标准)分析误差大小。
21.(2021高二下·沁县开学考)装置甲、乙、丙的烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)装置丙中 电极上的电极反应式为   。
(2)装置乙中被腐蚀的金属是   (填元素符号),比较装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是   。
(3)图丁是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀的类型为   腐蚀。
②图中A、B、C三处附近的区域内,腐蚀最严重的是   (填序号)。
【答案】(1)
(2);乙>甲>丙
(3)吸氧;B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】(1)装置丙构成了原电池,由于金属活动性: ,所以 为正极,在正极上 得电子生成 ,电极反应式为 。
(2)装置乙构成了原电池,由于金属活动性: ,所以装置乙中被腐蚀的金属是金属活动性较强的 ;装置甲中 与稀硫酸直接发生反应,装置乙构成原电池,被腐蚀的是 ,腐蚀速率比甲快;装置丙构成原电池,被腐蚀的是 得到了保护,所以装置甲、乙、丙中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是乙>甲>丙。
(3)①钢铁在海水中发生的是吸氧腐蚀;②A处不与海水接触,在海水中B处的氧气浓度比C处大,发生的吸氧腐蚀速率最快,腐蚀最严重。
【分析】金属腐蚀类试题最常见的不正确原因是弄不清腐蚀原理,一是分析不清楚金属腐蚀是属于化学腐蚀还是电化学腐蚀;二是判断不出该腐蚀是属于析氢腐蚀还是吸氧腐蚀。金属腐蚀的原理是金属单质失电子被氧化的过程,其中化学腐蚀是指金属和直接接触的物质发生化学反应而引起的腐蚀,其腐蚀过程中没有电流产生;电化学腐蚀指不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应,电化学腐蚀过程中有电流产生,电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍。不纯金属在强酸性介质中通常发生析氢腐蚀,在中性、弱酸性和碱性介质中均发生吸氧腐蚀。
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