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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年北师大版选择性必修1化学上册阶段测试试卷767考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示,该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是()
A.电池工作时,通过离子导体移向Y极区B.电流由Ⅹ极通过外电路流向Y极C.正极发生的反应为D.Y极每生成X极区得到2、以Fe、Ni为电极制取的原理如图所示通电后,在铁电极附近生成紫红色的同时会产生少量红褐色物质,向其中加入少量NaClO溶液,能提高的产率。下列说法错误的是
A.a为正极,b为负极B.Fe电极的电极反应式为C.离子交换膜(b)为阴离子交换膜D.提高产率的反应原理为3、用惰性电极电解的水溶液,当阴极质量增加ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状况下)、则M的相对原子质量是A.B.C.D.4、在一体积恒定的容器中充入3molA和1molB发生反应:3A(g)+B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为φ%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.9mol、B:0.3mol、C:2.1mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为φ%,则x值为A.只能为4B.只能为3C.可能是4,也可能是3D.无法确定5、科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时;得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法错误的是()
A.②中包含C﹣H键的断裂过程B.历程中能垒(反应活化能)最小的是③C.该历程中决定反应速率的方程式为:CH3O*+3H*→CO*+4H*D.由此历程可知:CH3OH*→CO*+4H*为放热过程6、室温时,向溶液中滴加溶液,溶液pH随溶液体积的变化如图所示。下列说法正确的是。
A.a点处存在B.b点处存在C.由b到c发生反应的离子方程式为D.图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是d点7、设是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是。A.与水蒸气充分反应转移的电子数目为B.常温下,的溶液中,发生电离的水分子数目为C.中键数目与()中键数目相同D.溶液和溶液中的离子数目相同评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)8、请回答下列问题。
(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池;无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,回答下列问题:
①该燃料电池中正极通入的物质是___________,负极发生的反应式为___________。
②电池工作时,OH-移向极___________(填“a”或“b”)。
③当电池放电转移5mol电子时,至少消耗燃料肼___________g.
(2)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为:Li1-xMnO4+LixLiMnO4;下列有关说法不正确的是___________(填字母)。
A.放电时电池的正极反应式为Li1-xMnO4+xLi++xe-=LiMnO4B.放电过程中,石墨没有得失电子C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作D.充电时电池上标有“-”的电极应与外接电源的负极相连9、含铬(+6价)废水严重危害人体健康;工业上常用还原法进行处理。其部分工艺流程如下:
(1)废水中,六价铬以CrO42-;或者Cr2O72-的形式存在,写出其相互转化的离子方程式______。我国常用NaHSO3做还原剂,写出还原池中反应的离子方程式__________。
(2)废水中残留六价铬的浓度随溶液pH变化如图所示。实际生产中需控制pH=2.5~3.0,原因可能是_____________。
(3)沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细,为促使其更好地沉淀,可采取的措施是________。
(4)我国规定,工业废水中含Cr(VI)量的排放标准为0.1mg/L。已知:Cr的相对原子质量为52,Kap(BaCrO4)=1.2×10-10。若用Ba2+除去废水中的CrO42-,达到废水排放标准时,废水中Ba2+浓度最低为___________mol/L(保留小数点后2位)。用Ba2+除去废水中的CrO42-是否可行,为什么?请简要回答。________________10、(Ⅰ)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X;Y都是惰性电极;a是NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
①Y电极上的电极反应式为________________________________。
在X极附近观察到的现象是_________________________________。
②电解总反应离子方程式为_________________________________。
(2)要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀;则:
①Y电极的材料是_________(选填纯铁、纯铜或纯锌),电极反应式是__________。电解液a选用_________溶液,电解过程中其浓度____________(选填增大;减小或不变)。
②若电镀前X、Y两电极的质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为___mol。
(Ⅱ)用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池,能储存比普通碱性电池多50%电能,已知该电池的总反应为2K2FeO4+3Zn+2KOH=Fe2O3+3K2ZnO2+H2O,则负极的电极反应式是___________。11、下图是某同学设计的一个电化学装置的示意图。
(1)写出通入CH3OH的电极的电极反应式:___________。
(2)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液,附近先变红的电极为______极(填“A”或“B”),乙池中总反应的离子方程式:____________。
(3)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,乙池的pH是_______(若此时乙池中溶液的体积为500mL);此时丙池某电极析出1.60g某金属,则丙中的某盐溶液可能是_______(填序号)。
A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO312、某实验小组同学利用下图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)甲池为装置_______(填“原电池”或“电解池”)。
(2)甲池反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差28g,导线中通过_________mol电子。
(3)实验过程中,甲池左侧烧杯中NO3-的浓度_______(填“变大”;“变小”或“不变”)。
(4)其他条件不变,若用U形铜棒代替“盐桥”,工作一段时间后取出铜棒称量,质量___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙池中的某盐溶液是足量AgNO3溶液,则乙池中左侧Pt电极反应式为___________________________________,工作一段时间后,若要使乙池溶液恢复原来浓度,可向溶液中加入_____________(填化学式)。13、为探究不同条件下甘油(丙三醇)和辛酸酯化合成甘油二酯的最佳条件;科研工作者做了甘油二酯的酶法合成工艺研究。
实验1:研究不同投料比对产率的影响。
(1)理论分析合成甘油二酯所需辛酸与甘油的投料比(物质的量之比)为2∶1。实验证明提高投料比;甘油二酯的产率会降低,其原因可能是_______。
实验2:研究吸水剂对反应的影响。
(2)硅胶易与羟基结合;故有较强的亲水性,易于吸附水分子。但是在反应体系里加入硅胶后甘油二酯含量明显降低,说明合成甘油二酯的平衡发生了逆向移动,分析可能的原因是________。
实验3:研究不同催化剂的催化效果。
。曲线。
催化剂。
纵坐标。
①
脂肪酶I号。
辛酸转化率。
②
脂肪酶II号。
辛酸转化率。
③
脂肪酶I号。
甘油二酯含量。
④
脂肪酶II号。
甘油二酯含量。
(3)其他条件相同时;不同脂肪酶(I号;II号)催化合成甘油二酯的效果如图所示,选择此实验中催化效果相对最佳的反应条件是________(填字母序号)。
A.12h;I号B.24h,I号。
C.12h;II号D.24h,II号。
实验4:研究温度对反应速率和产率的影响。
(4)选定脂肪酶做催化剂;继续实验。
①综合上图;选择6h时比较适宜的反应温度是________。
②在6h之后,辛酸的转化率总趋势缓慢上升,30℃、40℃甘油二酯的含量上升,但是50℃的却有所降低,分析可能的原因是________。14、(1)今有2H2+O2=2H2O反应,在酸性溶液中构成燃料电池,负极通入的气体是_____;负极电极反应式为:_______,正极通入的气体是____,正极电极反应式为:_________。
(2)用惰性电极电解NaCl溶液,则阳极电极反应式为________,总的反应式为________。15、(1)有一种新型的高能电池—钠硫电池(熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的βAl2O3陶瓷作固体电解质),反应式为2Na+xSNa2Sx。
①充电时,钠极与外电源___(填“正”或“负”)极相连。其阳极反应式:__。
②放电时,发生还原反应的是___(填“钠”或“硫”)极。
③用该电池作电源电解(如图)NaCl溶液(足量),写出电解NaCl溶液的离子方程式:__,若钠硫电池工作一段时间后消耗23gNa(电能的损耗忽略不计),若要使溶液完全恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入(或通入)__(填物质名称)。
④若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜,此铁片与__(填“钠”或“硫”)极相连。
(2)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。
①放电时,交换膜左侧溶液中实验现象___。
②当电路中转移0.01mole-时,交换膜左侧溶液中约减少__mol离子。
③该电池的能量转化的主要形式为__。评卷人得分三、判断题(共8题,共16分)16、某温度下,纯水中的c(H+)=2×10-7mol·L-1,则c(OH-)=()A.正确B.错误17、焊接时用NH4Cl溶液除锈与盐类水解无关。(_______)A.正确B.错误18、则相同条件下,气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和。(_______)A.正确B.错误19、(_______)A.正确B.错误20、化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。___A.正确B.错误21、甲烷的燃烧热为则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为(_______)A.正确B.错误22、常温下,pH=11的CH3COONa溶液与pH=3的CH3COOH溶液,水的电离程度相同。(_______)A.正确B.错误23、制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法。(_______)A.正确B.错误评卷人得分四、实验题(共1题,共8分)24、I.已知在稀溶液中;酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热。现利用下图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)该图中有两处未画出,它们分别是______.______。
(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用______次。
(3)把温度为13℃,浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL),生成溶液的比热容C=4.184J/(g∙℃),轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如下:。反应物起始温度t1/℃终止温度t2/℃中和热HCl+NaOH1319.8ΔH1HCl+NH3∙H2O1319.3ΔH2
①比较ΔH1和ΔH2的相对大小:ΔH1_____________ΔH2(填“>”“<”或“=”)。
②两组实验结果差异的原因是__________________________________。
③写出HCl和NH3∙H2O反应的热化学方程式:___________________。
II.如下图所示:用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状;套在一起,使四周都有四层。把内层滤纸取出,在底部剪一个小孔,用水润湿,再跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈上,下面放置一盛沙的蒸发皿。把5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息,回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:__________,该反应称为________反应。
(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上):________。
①镁条剧烈燃烧②放出大量的热;并发出耀眼的光芒,火星四射。
③纸漏斗的下部被烧穿④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上;液珠冷却后变为黑色固体。
(3)写出各物质的作用:蒸发皿盛沙:________;镁条:________;氯酸钾:________。评卷人得分五、原理综合题(共4题,共36分)25、C;N、S的氧化物常会造成一些环境问题;科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的不利影响。
(1)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素;该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s)ΔH=-272kJ•mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+138kJ•mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素和H2O(g)的热化学方程式:___。
(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(s)。若反应进行到20min时达到平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前20min内平均反应速率v(CO)=___,该温度下反应的化学平衡常数K=___。
(3)工业上可用NaClO碱性溶液或“亚硫酸盐法”吸收SO2。
①为了提高吸收效率,常用Ni2O3作为催化剂。催化过程如图1所示。
a.过程2的反应式为___。
b.Ca(ClO)2也可用于脱硫,且脱硫效果比NaClO更好,原因是___。
②室温下,(NH4)2SO3溶液中含硫组分物质的量分数随溶液pH的变化关系如图2所示,b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(SO32-)=___。
(4)用食盐水作电解液电解烟气脱氮的原理如图3所示,碱性条件下NO被阳极产生的Cl2氧化为NO3-,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。碱性条件下NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-的离子方程式为___。
26、汽车尾气中含有CO、NO、NO2;碳氢化合物等多种污染物。回答下列问题:
(1)汽车燃料中不含氮元素,尾气中所含NO产生的原因是__。
(2)已知:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)△H1=-10244kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H3=-746kJ·mol-1
①若H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ·mol-1,则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为__。
②部分化学键键能数据如下:
△H2=___kJ·mol-1
(3)1573K时,N2+O22NO平衡常数为2.0×10-6,若测得内燃机内平衡混合气中氮气、氧气的物质的量分别为0.2mol、0.001mol,则生成NO的物质的量为__mol,N2的转化率为__。
(4)反应NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)的平衡常数为1.68×1060,从热力学角度看,该反应程度应该很大,实际汽车尾气中该反应的程度很小,原因是__,要增大汽车尾气净化装置中单位时间内该反应的程度,关键是要___。27、CO和H2是合成气,这两种气体都可以通过CH4通过一定的反应制得。
(1)CH4和CO2反应可以制得CO气体,CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)ΔH=+330kJ·mol-1。图1表示初始投料比n(CH4):n(CO2)为1:3或1:4,CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。[注:投料比用a1、a2表示]
①a1=___;
②判断T1的T2的大小关系,T1___T2。(填“>”;“<”或“=”)
(2)CH4和H2O(g)催化重整可以制取H2和CO2,化学反应为:CH4+2H2O(g)4H2+CO2。实验发现,其他条件不变,在相同时间内,向上述体系中投入一定量的CaO可以明显提高H2的体积分数。对比实验的结果如图2所示。
①投CaO时H2的体积分数增大的原因是___。
②微米CaO和纳米CaO对H2体积分数的影响不同的原因是___。
(3)生成的CO和H2可用于合成甲醇,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1;根据反应回答问题。
①初始条件相同时,分别在A(恒温)、B(绝热)两个容器内反应。反应初始时两容器的反应速率A___B(填“>”、“<”或“=”,下同);平衡时CO的转化率A___B。
②温度T时,在容积为2L的某密闭容器中进行上述反应,反应开始至平衡的相关数据如图3所示。下列能表明该反应已达到平衡状态的是___。
A.v(H2)=2v(CH3OH)
B.=7:3时。
C.容器中气体的压强不再变化。
D.=2:1时。
③该化学反应10min内H2的反应速率v(H2)=___。该温度下,反应的平衡常数为___(保留1位小数)。28、甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业常以CO和H2的混合气体为原料一定条件下制备甲醇。
(1)现在实验室中模拟甲醇合成反应,在2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO和CH3OH(g)浓度变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________。
②能够判断该反应达到平衡的是___________(填选项)。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度为1:2:1
B.密闭容器中混合气体的密度不再改变。
C.CO的体积分数保持不变。
D.相同时间内消耗lmolCO,同时消耗lmolCH3OH
E.每生成1molCH3OH的同时有2molH—H键断裂。
(2)工业上可以通过下列途径获得H2,其中节能效果最好的是___________。
A.高温分解水制取H2:2H2O2H2↑+O2↑
B.电解水制取H2:2H2O2H2↑+O2↑
C.甲烷与水反应制取H2:CH4+H2O3H2+CO
D.在光催化剂作用下,利用太阳能分解水制取H2:2H2O2H2↑+O2↑
(3)已知甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。
该电池工作时,CH3OH从___________(填“A”或“B”)通入,b极的电极反应式为___________,电池放电过程中溶液的pH将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。当6.4gCH3OH完全反应时,有___________mol电子发生转移。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、A【分析】【详解】
A.加入盐酸,X电极上生成氢气,发生还原反应:X极为正极;Y极上生成发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑,Y极是负极,电池工作时,向X极区移动;A项错误;
B.在外电路;电流由正极流向负极,B项正确;
C.由前面分析知;C项正确;
D.Y极每生成则转移2mol电子,有2mol向正极移动,则X极区得到D项正确;
答案选A。2、A【分析】【详解】
A.根据题意可知铁电极附近生成紫红色的FeO电解时铁作阳极失去电子,则所连电极为正极,故b为正极;a为负极,A错误;
B.阳极上失电子,在碱性条件下反应生成FeO电极反应式为B正确;
C.离子交换膜(b)需要允许氢氧根离子向Ⅲ室移动;则为阴离子交换膜,C正确;
D.向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解,次氯酸钠将氢氧化铁氧化生成高铁酸钠,反应的离子方程式为D正确;
答案选A。3、C【分析】【详解】
标准状况下生成转移的电子的物质的量=根据电子守恒知,析出的M的物质的量为阴极增加的质量即为析出的M的质量,则M的摩尔质量=gmol-1,即M的相对原子质量为故C符合题意;
故答案:C。4、C【分析】【分析】
恒温恒容下;开始充入3molA和1molB与开始充入0.9molA;0.3molB和2.1molC达到平衡后,C的体积分数均为φ%,说明为等效平衡,对于反应前后气体系数和相等的反应,物质的投料等比即等效,对于反应前后气体系数和不等的反应,物质的投料分别相等即等效,据此分析解答。
【详解】
恒温恒容下,开始充入3molA和1molB与开始充入0.9molA、0.3molB和2.1molC达到平衡后,C的体积分数相同,说明为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边,满足n(A)=3mol、n(B)=1mol,故0.9mol+×3=3mol或0.3mol+×1=1mol,解得:x=3;但是对于反应前后气体系数和相等的反应,物质的投料等比即等效,所以x=4也是正确的,故选C。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.②中反应为CH3O*+H*=CH2O*+2H*,CH3O*→CH2O*;包含C﹣H键的断裂,故A正确;
B.活化能为反应物的总能量与过渡态能量之差;从图中可以看出,过渡态③发生的反应活化能最小,故B正确;
C.总反应速率由反应速率最慢的那步历程决定,由图可知,历程中能垒(反应活化能)最大的为①,所以制约反应速率的方程式为CH3OH*═CH3O*+H*;故C错误;
D.由图可知,CH3OH*具有的相对能量为﹣40kJ/mol,CO*+4H*具有的相对能量为﹣110kJ/mol,所以CH3OH*→CO*+4H*的△H=﹣70kJ/mol;为放热过程,故D正确;
故选:C。6、B【分析】【详解】
A.向溶液中滴加溶液100mL,正好将H+中和完,a点混合液的体积为200mL,a点处存在故A错误;
B.当加入100mLNaOH溶液时,=7加入溶液NaOH溶液大于100mL,反应一部分,此时故b点处存在故B正确;
C.加入NaOH溶液0-100mL,H+发生反应,100mL-200mL,参与反应,由b到c发生反应的离子方程式为故C错误;
D.电离出H+抑制水的电离,随着氢氧化钠加入a点生成硫酸钠和硫酸铵,水解促进水的电离,接着再加入氢氧化钠,生成逐渐抑制水的电离,故水的电离程度最大的是a点,故D错误;
故答案为B;7、C【分析】【分析】
【详解】
A.Fe与水蒸气充分反应发生的化学方程式为:则充分反应转移的电子数目为A错误;
B.溶液未指明体积;无法准确计算电离的水分子数目,B错误;
C.为0.5mol,其中键数目为0.5()中键数目为=0.5C正确;
D.在水中会发生水解,遵循“越稀越水解”的规律,所以比水解程度大,阴阳离子数目相等,(离子)(阳离子)两者相同,但不同浓度的中不同;D错误;
答案选C。二、填空题(共8题,共16分)8、略
【分析】【分析】
(1)
①燃料电池的正极是氧气发生还原反应,负极是肼发生氧化反应,碱性电池中,其负极反应式应为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O;②原电池中阴离子移向负极,a为负极,所以电池工作时,OH-移向a电极;③负极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑,转移4mol电子时消耗肼32g,则转移5mol电子消耗肼:32g×=40g。
(2)
根据总反应式可知Li失去电子,电池负极反应式为xLi-xe-=xLi+,由总反应式减去负极反应式可得放电时的正极反应式为Li1-xMnO4+xLi++xe-=LiMnO4,故A正确;放电过程中,根据总反应式Li1-xMnO4+LixLiMnO4,可判断石墨没有得失电子,故B正确;Li能与KOH溶液中的H2O反应,导致电池无法正常工作,故C错误;充电过程是放电的逆向过程,所以标有“-”的电极应与外接电源的负极相连,故D正确。故选C。【解析】(1)空气或氧气N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2Oa40
(2)C9、略
【分析】【分析】
(1)由工艺流程可知,加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-,还原池中,Cr2O72-在酸性条件下将HSO3—氧化生成SO42-,本身被还原为Cr3+;
(2)由图可知;溶液中pH越大废水中残留六价铬的浓度越大,而溶液中pH越小,酸性越强,可能会腐蚀设备管道;
(3)沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细;可向沉淀池中加入絮凝剂;
(4)由溶度积计算可得;Ba2+在溶液中有毒。
【详解】
(1)由工艺流程可知,加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-,转化的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;还原池中,Cr2O72-在酸性条件下将HSO3—氧化生成SO42-,本身被还原为Cr3+,反应的离子方程式为3HSO3—+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O,故答案为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;3HSO3—+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(2)由图可知;溶液中pH越大废水中残留六价铬的浓度越大,而溶液中pH越小,酸性越强,可能会腐蚀设备管道,所以实际生产中需控制pH=2.5~3.0,故答案为:溶液中pH越高,废水中六价铬残留越多;溶液中pH越低,会腐蚀设备管道;
(3)沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细,可向沉淀池中加入絮凝剂,使Cr(OH)3更好地沉淀;故答案为:加入絮凝剂;
(4)达到废水排放标准时,CrO42-的浓度为=mol/L,则溶液中Ba2+浓度为==6.24×10-5mol/L;Ba2+在溶液中有毒,则用Ba2+除去废水中的CrO42-是不可行的,故答案为:6.24×10-5mol/L;不可行,因为废水中含有Ba2+,同样有毒。【解析】2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O3HSO3—+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O溶液中pH越高,废水中六价铬残留越多;溶液中pH越低,会腐蚀设备管道加入絮凝剂6.24×10-5mol/L不可行,因为废水中含有Ba2+,同样有毒10、略
【分析】【分析】
(Ⅰ)(1)此图是电解食盐水的装置①Y为阳极Cl-放电,X为阴极H+放电;②书写电解的离子方程式时,要注意氢离子来自于水的电离;
(2)要在铁件的表面镀铜;铁为镀件;铜为镀层金属,所以铁做阴极,铜做阳极,电解质溶液为硫酸铜溶液,且两极得失电子数相等,以此分析即可;
(Ⅱ)依据电池的总反应方程式和正极反应;写出电池负极反应式。
【详解】
(1)①Y为阳极,阴离子在阳极得到电子,电解食盐水时阳极电极反应式为:2Cl--2e=Cl2↑,X为阴极,阴极电极反应式为:2H+2e-=H2c(H+)减小;溶液显碱性,所以在X极可以看到有气泡产生,溶液变红;
本题答案为:2Cl--2e=Cl2↑;有气泡产生,溶液变红。
②电解食盐水总的方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;
本题答案为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。
(2)要在铁件的表面镀铜,铁为镀件、铜为镀层金属,所以铁做阴极,铜做阳极,电解质溶液为硫酸铜溶液,①铁件的表面镀铜时,铜做阳极,在阳极铜失去电子,所以Y极为纯铜,电极反应式为:Cu2e-=Cu2+,电解过程中CuSO4浓度不变;
本题答案为:纯铜,Cu2e-=Cu2+,CuSO4;不变。
②电镀时阳极Cu溶解,阴极Cu析出,两极得失电子数相等,所以溶解的铜和析出的铜质量相等,溶解的铜为5.12/2g=2.56g,n(Cu)=2.56/64mol=0.04mol,因为Cu-2e-=Cu2+,故通过溶液中的电子为20.04mol=0.08mol;本题答案为:0.08mol。
(Ⅱ)由电池的总反应方程式,可以看出Zn失去电子转化ZnO22-,所以负极的电极反应式为:Zn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O;
本题答案为:Zn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O。【解析】①2Cl--2e-=Cl2↑有气泡产生,溶液变红2Cl-+2H2O____2OH-+Cl2↑+H2↑纯铜Cu-2e-=Cu2+CuSO4不变0.08molZn-2e-+4OH--=ZnO22-+2H2O11、略
【分析】【分析】
图中甲池能自发进行氧化还原反应,属于原电池,通入燃料CH3OH的电极是负极,通O2的电极是正极;与正极连接的A电极为阳极,则B电极为阴极;与负极连接的D电极是阴极,则C是阳极,然后结合同一闭合回路中电子转移数目相等,根据各个池中相应电极的质量变化进行有关计算,并分析判断。
【详解】
(1)图中甲池属于原电池,其中通入甲醇的电极为负极,CH3OH失去电子,与溶液中的OH-结合形成则通入CH3OH的电极反应式为:CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O;
(2)乙池中A电极与正极连接,为阳极,在阳极上,水电离产生的OH-失去电子,发生氧化反应,电极反应式是:2H2O-4e-=O2↑+4H+;则A电极附近由于OH-放电,附近溶液中c(H+)增大,溶液显酸性,故A电极附近溶液遇紫色石蕊试液变为红色;B电极上溶液中的Ag+得到电子发生还原反应,电极反应式为:Ag++e-=Ag,所以乙池电池总反应的离子方程式为:4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+;
(3)B(Ag)极为阴极,Ag+得到电子变为Ag单质,B电极的质量增加5.40g时,n(Ag)==0.05mol,则转移电子的物质的量为0.05mol,根据4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+可知:产生Ag的物质的量与H+的物质的量相等,n(H+)=n(Ag)=0.05mol,由于溶液的体积是500mL,则乙池中c(H+)==0.1mol/L,所以溶液的pH=1。在同一闭合回路中电子转移数目相等,则转移电子为0.05mol时,丙池中某电极析出1.60g某金属,若是+2价金属,金属的摩尔质量是M==64g/mol,则电解质溶液中的溶质是含有Cu2+的盐溶液;选项B符合题意;
若是+1价金属,金属的摩尔质量M==32g/mol,但题目中没说丙池盐溶液足量,若AgNO3不足;只能电解出1.60gAg,之后一直电解水,也符合题目要求,故选项D也符合题意;
故合理选项是BD。
【点睛】
本题考查了原电池和电解池原理。掌握原电池、电解池反应原理,结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式,再结合同一闭合回路中转移电子相等,利用有关公式进行计算。【解析】CH3OH-6e-+8OH-=+6H2OA4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+1BD12、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)根据图示,甲池为带盐桥的原电池;(2)根据甲装置总反应计算两电极质量相差28g时导线中通过电子的物质的量;(3)甲池铜是负极;盐桥中阴离子移向负极;(4)其他条件不变,若用U形铜棒代替“盐桥”,甲池右侧烧杯变为原电池,铜是负极;左侧烧杯变为电解池,左侧烧杯中右边铜棒是阴极;乙池中左侧Pt电极与原电池的正极相连是电解池的阳极。
解析:(1)根据图示,甲池为带盐桥的原电池;(2)甲装置总反应
设参加反应的铜的质量为xg;生成银的质量为ag
64g216g
xgag
X=6.4g
所以参加反应的铜的物质的量是0.1mol;转移电子的物质的量是0.2mol;
(3)甲池铜是负极,盐桥中阴离子移向负极,所以甲池左侧烧杯中NO3-的浓度增大;(4)其他条件不变,若用U形铜棒代替“盐桥”,甲池右侧烧杯变为原电池,铜是负极,电极反应为左侧烧杯变为电解池,左侧烧杯中右边铜棒是阴极,电极反应为所以铜棒质量不变;乙池中左侧Pt电极与原电池的正极相连是电解池的阳极,电极反应为乙池中又侧Pt电极是阴极,电极反应式是工作一段时间后,若要使乙池溶液恢复原来浓度,可向溶液中加入Ag2O。
点睛:原电池外电路中的电子是从负极流向正极,内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极。电解池中阳极失电子发生氧化反应、阴极得电子发生还原反应,阳离子移向阴极、阴离子移向阳极。【解析】原电池0.2变大不变Ag2O13、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)甘油的结构简式为CH2(OH)CH(OH)CH2OH;甘油二酯分子中含有1个羟基,投料比增大,即增大辛酸,辛酸与甘油二酯中羟基继续发生反应,生成甘油三酯,即提高投料比,甘油二酯产率降低的原因是辛酸的量增加,会有更多的甘油三酯生成,导致产物中甘油二酯的产率降低;
(2)硅胶硅胶能与羟基结合;甘油分子中含有3个羟基,硅胶对甘油的吸附能力较强,降低了体系中反应物中甘油的浓度,使平衡向逆反应方向进行,降低了甘油二酯的含量;
(3)根据图像;曲线①在12h辛酸的转化率较大,曲线①12h以后虽然辛酸的转化率增大,但是增大的并不大,即催化效果相对最佳的反应条件是①号,12h,故选项A正确;
(4)①根据图像6h时;50℃的曲线辛酸的转化率最大,故反应温度为50℃;
②50℃转化率有所降低的原因是:催化合成甘油二酯反应的脂肪酶,长时间处于高温下活性(选择性)下降,导致甘油二酯含量下降,副反应产物含量增加。【解析】辛酸的量增加,会有更多的甘油三酯生成,导致产物中甘油二酯的产率降低甘油分子有3个羟基,故硅胶对甘油的吸附能力也较强,降低了体系中反应物甘油的浓度,从而使合成甘油二酯的酯化反应平衡逆向移动,降低了甘油二酯的含量A50℃催化合成甘油二酯反应的脂肪酶,长时间处于高温下活性(选择性)下降,导致甘油二酯含量下降,副反应产物含量增加14、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)今有2H2+O2=2H2O反应,在酸性溶液中构成燃料电池,根据总反应分析,氢气化合价升高,在原电池负极反应,氧气化合价降低,在原电池正极反应,因此负极通入的气体是H2;负极电极反应式为:H2−2e-=2H+,正极通入的气体是O2,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O;故答案为:H2;H2−2e-=2H+;O2;O2+4e-+4H+=2H2O。
(2)用惰性电极电解NaCl溶液,阳极氯离子失去电子变为氯气,阴极是水中氢离子得到电子变为氢气,因此阳极电极反应式为2Cl-−2e-=Cl2↑,总的反应式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;故答案为:2Cl-−2e-=Cl2↑;2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。【解析】H2H2−2e-=2H+O2O2+4e-+4H+=2H2O2Cl-−2e-=Cl2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑15、略
【分析】【分析】
(1)①根据电池反应式知;充电时,钠离子得电子发生还原反应,所以钠作阴极,应该连接电源负极;
②放电时;硫为正极发生还原反应;
③电解NaCl溶液生成氢气;氯气和氢氧化钠;根据少什么加什么结合转移电子数相等判断;
④在一铁片上镀铜;铜作阳极,铁作阴极应与负极相连;
(2)根据电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知;Ag失电子作负极失电子,氯气在正极上得电子生成氯离子。
【详解】
(1)①根据电池反应式知,充电时,钠离子得电子发生还原反应,所以钠作阴极,应该连接电源负极;其阳极失电子发生氧化反应,反应式:Na2Sx-2e-=xS+2Na+(或S-2e-=xS)。故答案为:负;Na2Sx-2e-=xS+2Na+(或S-2e-=xS);
②放电时;硫得电子发生还原反应作正极,发生还原反应的是硫极。故答案为:硫;
③用该电池作电源电解(如图)NaCl溶液(足量),电解NaCl溶液生成氢气、氯气和氢氧化钠,离子方程式:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,若钠硫电池工作一段时间后消耗23gNa,电解本质为电解HCl,根据少什么加什么结合转移电子数相等,所以若要使溶液完全恢复到起始浓度,可向溶液中加入(或通入)1mol氯化氢。故答案为:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;氯化氢;
④若用该钠硫电池作电源在一铁片上镀铜;铜作阳极,铁作阴极应与负极相连,此铁片与钠极相连。故答案为:钠;
(2)①放电时;交换膜左侧的氢离子向右侧移动,在负极上有银离子生成,银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀,故答案为:有大量白色沉淀生成;
②当电路中转移0.01mole-时;交换膜左则会有0.01mol氢离子通过阳离子交换膜向正极移动,有0.01mol氯离子反应生成AgCl白色沉淀,交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子。故答案为:0.02;
③该电池的能量转化的主要形式为化学能转化为电能。故答案为:化学能转化为电能。
【点睛】
本题考查化学电源新型电池,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,难点(1)①电极反应式的书写,根据电池反应式知,其阳极失电子发生氧化反应,反应式:Na2Sx-2e-=xS+2Na+(或S-2e-=xS)。【解析】负Na2Sx-2e-=xS+2Na+(或S-2e-=xS)硫2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑氯化氢钠有大量白色沉淀生成0.02化学能转化为电能三、判断题(共8题,共16分)16、B【分析】【分析】
【详解】
纯水溶液中c(H+)=c(OH-)=2×10-7mol·L-1,某温度下,Kw=c(H+)×c(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14,因此该温度下,c(OH-)=故此判据错误。17、B【分析】【详解】
氯化铵水解显酸性,酸与铁锈反应,错误。18、A【分析】【详解】
由于该反应是放热反应,所以反应物的总能量之和大于生成物的总能量之和,因此气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和,说法正确。19、B【分析】【详解】
焓变ΔH的单位为kJ/mol,不是kJ,故错误。20、A【分析】【分析】
【详解】
由盖斯定律可知:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关,正确。21、B【分析】【详解】
1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,甲烷完全燃烧应该生成CO2和H2O则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为
故错误。22、B【分析】【详解】
酸抑制水的电离,能水解的盐促进水的电离,错误。23、A【分析】【详解】
氯化铝,氯化铁,氯化铜均属于强酸弱碱盐,在溶液中水解生成相应的氢氧化物和盐酸,加热促进水解、同时盐酸挥发,进一步促进水解,所以溶液若蒸干,会得到相应的氢氧化物、若继续灼烧,氢氧化物会分解生成氧化物。所以答案是:正确。四、实验题(共1题,共8分)24、略
【分析】【分析】
【详解】
I.(1)根据中和热的测定装置及该图所示;图中有两处未画出,它们分别是环形玻璃搅拌棒;双孔盖板;
(2)做一次完整的中和热测定实验;温度计需测量反应前盐酸,氢氧化钠溶液的温度及二者混合反应后溶液的温度,故共需使用3次;
(3)①中和热是酸、碱发生中和反应产生1mol水放出的热量。由于NH3∙H2O是弱碱,电离需要吸收热量,故反应产生1mol水放出的热量比强碱NaOH少,所以ΔH1<ΔH2;
②两组实验结果差异的原因是NH3∙H2O是弱碱;因为中和过程中发生电离要吸热,因而放热较少;
③反应以不足量的HCl为标准计算,n(HCl)=n(H2O)=1.0mol/L×0.05L=0.05mol,Q=cmΔt=4.184J/(g∙℃)×100g×(19.3-13)℃=2635.92J,则ΔH==-52718J/mol=-52.7kJ/mol,所以该反应的热化学方程式是HCl(aq)+NH3∙H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)ΔH=-52.7kJ/mol;
II.(1)Al与Fe2O3在高温下发生反应产生氧化铝和铁,反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;
(2)①镁条在点燃时;剧烈燃烧,故①符合题意;
②镁条燃烧反应是放热反应;反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射,故②符合题意;
③反应放出的热量使纸漏斗的下部被烧穿;铁及氧化铝进入下面的容器中,故③符合题意;
④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上;液珠冷却后变为黑色固体,故④符合题意;
符合题意的是①②③④;
(3)在铝热反应中,不同的物质作用不相同,其中蒸发皿盛沙的作用是为防止溅落物炸裂蒸发皿;镁条的作用是引燃剂,为铝热反应的发生提供足量的能量;氯酸钾的作用是分解产生氧气,为镁条燃烧作助燃剂。【解析】环形玻璃搅拌棒双孔盖板3<NH3∙H2O是弱碱,因为中和过程中发生电离要吸热,因而放热较少HCl(aq)+NH3∙H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)ΔH=-52.7kJ/mol2Al+Fe2O32Fe+Al2O3铝热①②③④为防止溅落物炸裂蒸发皿引燃剂助燃剂五、原理综合题(共4题,共36分)25、略
【分析】【分析】
(1)NH3、CO2合成尿素的反应是2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O;根据盖斯定律,推出结果;
(2)通过“三段式”进行计算化学反应速率和化学平衡平衡常数;
(3)①a.根据题中所给图示进行判断;
b.Ca2+能与SO42-结合成微溶于水的CaSO4;
②根据电荷守恒以及图像进行分析;
(4)根据装置图,阳极产物是Cl2;根据氧化还原反应的规律进行书写;
【详解】
(1)已知:第一步:
第二步:
根据盖斯定律,由第一步第二步可得:
答案为:
(2)由题知:设转化的为xmol,则有:
由的体积分数为有:解之得:
答案为:
(3)①由图知,过程2的离子反应方程式为
答案为:
也可用于脱硫,且脱硫效果比NaClO更好,原因是和结合生成微溶的有利于反应的进行;
答案为:和结合生成微溶的有利于反应的进行;
②点时溶液的根据电荷守恒可知又根据图象曲线可知:1;
答案为:3:1;
(4)由图知:阳极产生的气体为NO被氧化为反应的离子方程式故答案为:
【点睛】
氧化还原反应方程式的书写是难点,根据题意和图像,电解饱和食盐水,阳极上的气体是Cl2,Cl2将NO氧化成NO3-,本身被还原成Cl-,即得到:Cl2+NO→NO3-+2Cl-,根据化合价升降法配平,3Cl2+2NO→2NO3-+6Cl-,根据电荷守恒以及环境的酸碱性,推出OH-作为反应物参与反应,即得到3Cl2+2NO+8OH-=2NO3-+6Cl-+4H2O。【解析】2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-134kJ•mol-10.03mol/(L•min)11.25(mol/L)-12NiO2+ClO-=Cl-+Ni2O3+2OCa2+和SO42-结合生成微溶的CaSO4有利于反应的进行3:13Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O26、略
【分析】【分析】
此题借助汽车尾气转化过程;综合考查化学反应原理,考点涉及利用盖斯定律计算和书写热化学方程式,化学反应速率的影响因素,化学平衡及平衡常数的计算,考查学生的计算能力和分析能力。
【详解】
(1)汽车燃料中不含氮元素;尾气中含NO,则N可能来源于空气,空气中的氮气与氧气在高温条件下发生反应得到NO;
(2)①已知I:2C8H18(1)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g)△H1=-10244kJ·mol-1
II:H2O(1)=H2O(g)△H4=+44kJ·mol-1
根据盖斯定律,将I÷2-II×9得,C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l),ΔH=△H1÷2-△H4×9=(-10244÷2-44×9)kJ·mol-1=-5518kJ·mol-1,即辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1;
②根据表格所给数据以及已知方程,将N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H3=-746kJ·mol-1
将两热化学方程式相加,得到新的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=△H2+△H3=(2×1076+494-4×799)kJ·mol-1=-550kJ·mol-1,△H2=ΔH-△H3=[-550-(-746)]kJ·mol-1=+196kJ·mol-1;
(3)设内燃机体积为V,则K=c2(NO)÷[c(N2)c(O2)]=n2(NO)÷[n(N2)n(O2)]=2.0×10-6,代入数据算出n(NO)=2.0×10-5mol,则转化的N2的物质的量为1.0×10-5mol,N2的转化率=1.0×10-5mol÷(1.0×10-5mol+0.2mol)×100%=0.005%;
(4)平衡常数很大;反应程度应该很大,实际汽车尾气中该反应的程度很小,可能是因为该反应活化能高,反应速率慢,
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