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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年西师新版选择性必修1化学下册月考试卷670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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨,原理如图所示。下列叙述正确的是()
A.N室中硝酸溶液浓度a%>b%B.a、c为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜C.M、N室分别产生氧气和氢气D.产品室发生的反应为+OH-=NH3+H2O2、酸在溶剂中的电离实质是酸中的转移给溶剂分子,如已知和在冰醋酸中的电离平衡常数分别为下列说法正确的是A.在冰醋酸中的电离方程式为B.的冰醋酸溶液中:C.浓度均为的或的冰醋酸溶液:D.向的冰醋酸溶液中加入冰醋酸,减小3、国际社会高度赞扬中国在应对新冠肺炎疫情时所采取的措施。疫情防控中要对环境进行彻底消毒,二氧化氯(黄绿色易溶于水的气体)是一种安全稳定、高效低毒的消毒剂。工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。下列说法正确的是。
A.c为电源的正极,在b极区流出的Y溶液是浓盐酸B.电解池a极上发生的电极反应为C.二氧化氯发生器内,发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1D.当有0.3mol阴离子通过离子交换膜时,二氧化氯发生器中产生标准状况下4、下列有关电解质溶液的说法不正确的是()A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小B.向0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入少量水,增大C.向0.1mol/L的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1D.将0.1mol/L的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,增大5、下列装置中,可以实现反应的是A.B.C.D.6、下列叙述错误的是。
A.与连接时为硫酸,一段时间后溶液的增大B.与连接时为硫酸,一段时间后溶液的减小C.与连接时为氯化钠,石墨电极上的反应为D.与连接时为氯化钠,石墨电极上的反应为7、下列说法正确的是A.在任何条件下,纯水的pH=7B.pH=6的溶液一定显酸性C.c(OH-)=1×10-6mol/L的溶液一定显酸性D.c(H+)<c(OH-)的溶液一定显碱性8、已知溶解度也可用物质的量浓度表示,25℃时,在不同浓度溶液中的溶解度如图所示。下列说法正确的是。
A.图中a、b两点相同B.把a点的溶液加热蒸发掉一部分水,恢复到室温,可得到b点的溶液C.该温度下,溶度积的数量级为D.在c点的溶液中加入少量固体,溶液可变为b点9、炭黑是雾霾中的重要颗粒物;研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是()
A.氧分子的活化包括O-O键的断裂与C-O键的生成B.每活化一个氧分子放出0.29eV的能量C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVD.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)10、Ⅰ某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题甲、乙、丙三池中溶质足量当闭合该装置的开关K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三池中为原电池的是______(填“甲池”;“乙池”或“丙池”)。
(2)写出甲池中A电极的电极反应式____________。
(3)丙池中F电极为______(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应化学方程式为_________。
(4)当乙池中C电极质量减轻时,甲池中B电极理论上消耗的体积为____mL(标况)。
(5)一段时间后,断开开关K。下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是____(填选项字母)。
A.Cu
Ⅱ控制适合的条件,将反应设计成如上图所示装置。请回答下列问题:
(6)反应开始时,乙中石墨电极上发生___(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_______。盐桥中的__(填“阳”或“阴”)离子向甲溶液方向移动。
(7)电流计读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入固体,则甲中的石墨作______填“正”或“负”极,该电极的电极反应式为_______________。
(Ⅲ)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:
(8)放电时负极反应为______,充电时阳极反应为_______,放电时正极附近溶液的碱性___选填“增强”“减弱”或“不变”11、对于反应:2SO2+O22SO3,当其他条件不变时,只改变一个条件,将生成SO3的反应速率的变化填入下表格里(填“增大”、“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成的SO3的速率①降低温度_______②升高温度_______③增大O2的浓度_______④恒容下充入Ne_______⑤压缩体积_______⑥使用催化剂_______12、雾霾天气严重影响人们的生活和健康。因此采取改善能源结构、机动车限号等措施来减少PM2.5、SO2、NOx等污染。请回答下列问题:
Ⅰ.臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),不同温度下,在两个恒容容器中发生该反应,相关信息如下表及图所示,回答下列问题:。容器甲乙容积/L11温度/KT1T2起始充入量1molO3和2molNO21molO3和2molNO2
①0~15min内乙容器中反应的平均速率:v(NO2)=____(计算结果保留两位小数)。
②该反应的正反应为____(填“吸热”或“放热”)反应。
③T1时平衡后,向恒容容器中再充入1molO3和2molNO2,再次平衡后,NO2的百分含量将____(填“增大”“减小”或“不变”)。
④反应体系在温度为T1时的平衡常数为____。
⑤在恒温恒容条件下,下列条件不能证明该反应已经达到平衡的是____。
a.容器内混合气体压强不再改变
b.消耗2nmolNO2的同时,消耗了nmolO3
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d.混合气体密度不再改变
II.某化学小组查阅资料后得知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)=N2O2(g)(快)v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢)v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆·c2(NO2)
请回答下列问题:
(1)已知决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应②,则反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1____E2(填“>”“<”或“=”)。
(2)一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常数的表达式K=____。13、已知常温下,向含有和的混合溶液中逐滴加入溶液(忽略溶液体积变化),判断先析出的物质是________(写化学式)。14、(1)硅和氯两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式___________________________________。
(2)肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式___________________。
(3)饮用水中的NO3-主要来自NH4+。已知在微生物的作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如图:
1molNH4+全部被氧化成NO3-的热化学方程式为_______________________。15、(1)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知:CH3OH的燃烧热____(填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ/mol。已知水的气化热为44kJ/mol。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为___。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式___。
(3)已知:①Fe(s)+O2(g)=FeO(s)ΔH1=-272.0kJ/mol
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)ΔH2=-1675.7kJ/mol
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是___。铝热反应的反应类型___,某同学认为,铝热反应可用于工业炼铁,你的判断是____(填“能”或“不能”),你的理由____。
(4)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物;工业上利用该反应合成甲醇。已知:25℃;101KPa下:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH1=-242kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-676kJ/mol
写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式____。16、钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天;机械制造等领域。下图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。
回答下列问题:
(1)上述装置中的阳极室是___________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)室;该装置工作一段时间后,Ⅱ室的pH将___________(填“增大”或“减小”)。
(2)若反应生成1molCo,则I室溶液质量理论上减少___________g,若外接电源使用铅蓄电池,则此时铅蓄电池中消耗的H2SO4的物质的量为___________mol。
(3)若反应一段时间后移除两离子交换膜,此时石墨电极的电极反应式为___________,当电路中再通过2mol电子时,阴极再得到的Co的质量小于59g,其原因可能是___________。17、(1)在一定条件下发生反应:N2+3H2⇌2NH3;请回答:
①若反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,且E1>E2,则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
②已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________。(写出计算过程)
(2)已知:H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol。液氢也是一种常用燃料,将煤与水蒸气在高温下反应是获取H2的重要方法。C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)∆H=–393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)=CO2(g)∆H=–283.0kJ/mol
③H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=–285.8kJ/mol
根据以上信息,则1molC(s)与水蒸气反应生成H2和CO的热化学方程式为______。
(3)根据下列两个热化学方程式;回答下列问题:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220kJ·mol-1
①H2的燃烧热为_______。
②1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_______。(写出计算过程)评卷人得分三、判断题(共7题,共14分)18、在任何条件下,纯水都呈中性。(______________)A.正确B.错误19、已知则和反应的(_______)A.正确B.错误20、常温下,等体积的盐酸和的相同,由水电离出的相同。(_______)A.正确B.错误21、在100℃时,纯水的pH>7。(______________)A.正确B.错误22、用pH试纸测定氯化钠溶液等无腐蚀性的试剂的pH时,试纸可以用手拿。(_____)A.正确B.错误23、Na2CO3溶液:c(H+)-c(OH-)=c(HCO)+2c(CO)-c(Na+)。(_______)A.正确B.错误24、生活中用电解食盐水的方法制取消毒液,运用了盐类的水解原理。(_______)A.正确B.错误评卷人得分四、实验题(共4题,共28分)25、Ⅰ:某学习小组为了探究硝酸铁的热稳定性;设计如下实验:
利用如图所示装置进行实验。加热A中Fe(NO3)3固体;装置B中均能看到红棕色气体,装置A中试管内剩余红棕色粉末状固体。
(1)装置B的作用是______;
(2)甲同学认为装置A中试管内剩余的红棕色粉末固体为Fe2O3。乙同学为了验证甲的观点;设计了下列实验。
①取该固体少量于洁净试管内加入盐酸,固体溶解成棕黄色溶液,该反应的离子方程式为:______。
②向该棕黄色溶液中滴入__________(填化学式)溶液;溶液变为血红色。
(3)经过检验发现C装置中生成了NaNO3和NaNO2。请写出生成这两种盐的化学反应方程式______,最后用排水法收集到少量无色气体,关于该无色气体,下列说法正确的是_______(选填编号)
A.该气体是NOB.主要是O2,还有少量N2C.NO和O2
(4)通过以上实验,写出Fe(NO3)3受热分解的化学反应方程式____________________。
Ⅱ:CH4燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由CH4、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极的电极方程式为:______。则电池放电时通入空气的电极为______(填“正极”或“负极”);电解质溶液的pH______(填“变大”或“变小”);每转移0.8mol电子消耗______gCH4。26、电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池;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。回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,在X极附近观察到的现象是:________________。
(2)Y电极上的电极反应式是_________,检验该电极反应产物的方法是:______________。
(3)如果用电解方法精炼粗铜(粗铜中含有杂质锌和银),电解液a选用CuSO4溶液,则Y电极的材料是____,电极反应式是_________________。27、某实验小组用氢氧化钠溶液和盐酸进行中和热的测定。测定中和热的实验装置如图所示。
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器___。
(2)写出稀NaOH溶液和盐酸反应的中和热的热化学方程式(中和热为57.3KJ/mol)__。
(3)取50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液和50mL0.5mol/L盐酸进行实验;实验数据如表。
①请填写表中的空白:。实验次数起始温度终止温度t2/℃温度差平均值盐酸NaOH溶液平均值平均值1____234
②近似认为0.55mol/LNaOH溶液和0.5mol/L盐酸的密度都是1g/mL,中和后生成溶液的比热容C=4.18J/(g·℃)则中和热△H=____(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是___(填字母)。
a.实验装置保温;隔热效果差。
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数。
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中。
(4)若用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热的数值会___(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。28、实验室用50mL0.50mol·L-1盐酸、50mL0.55mol·L-1NaOH溶液和如图所示装置;进行测定中和热的实验,得到下表中的数据:
实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸NaOH溶液NaOH溶液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9
(1)实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_______________。
(2)在操作正确的前提下,提高中和热测定准确性的关键是_______________。
(3)根据上表中所测数据进行计算,则该实验测得的中和热ΔH=_________[盐酸和NaOH溶液的密度按1g·cm-3计算,反应后混合溶液的比热容c按4.18J·(g·℃)-1计算]。如果用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将_______(填“偏大”;“偏小”或“不变”)。
(4)若某同学利用上述装置做实验,有些操作不规范,造成测得中和热的数值偏低,请你分析可能的原因是_________。
A.测量盐酸的温度后;温度计没有用水冲洗干净。
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓。
C.做本实验的当天室温较高。
D.在量取盐酸时仰视读数。
E.大烧杯的盖板中间小孔太大。
(5)下列说法正确的是_________。
A.为了使反应充分;向酸溶液中分次加入碱溶液。
B.大烧杯上如不盖硬纸板;测得的中和热数值会偏小。
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验;测得中和热的数值会偏大。
D.测定中和热的实验中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热ΔH<-57.3kJ·mol-1评卷人得分五、有机推断题(共4题,共16分)29、碘番酸是一种口服造影剂;用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应;A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链;B的名称为___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物;E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分了质量为571;J的相对分了质量为193。碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定;步骤如下。
第一步2称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-;冷却;洗涤、过滤,收集滤液。
第二步:调节滤液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。:30、X;Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素;X与Y位于不同周期,X与W位于同一主族;原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2,利用气体X2组成原电池提供能量。
①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池,其中通入气体X2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol电子转移,则理论上需要W2Q的质量为_________。31、已知A;B、C、E的焰色反应均为黄色;其中B常作食品的膨化剂,A与C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶质也只含有一种,并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质,X也有多种同素异形体,其氧化物之一参与大气循环,为温室气体,G为冶炼铁的原料,G溶于盐酸中得到两种盐。A~H之间有如下的转化关系(部分物质未写出):
(1)写出物质的化学式:A______________;F______________。
(2)物质C的电子式为______________。
(3)写出G与稀硝酸反应的离子方程式:____________________________。
(4)已知D→G转化过程中,转移4mol电子时释放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________。
(5)科学家用物质X的一种同素异形体为电极,在酸性介质中用N2、H2为原料,采用电解原理制得NH3,写出电解池阴极的电极反应方程式:____________________。32、甲;乙、丙是都含有同一种元素的不同物质;转化关系如下图:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫灭火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②浓度均为0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的电离程度较大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子结构示意图为__________。
②当n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2时,丙的化学式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲转化为乙的离子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
写出TiO2和Cl2反应生成TiCl4和O2的热化学方程式:_________。
③常温下,将amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等体积混合生成丙,溶液呈中性,则丙的电离平衡常数Ka=___________(用含a的代数式表示)。评卷人得分六、工业流程题(共4题,共24分)33、纳米级PbO是大规模集成电路(IC)制作过程中的关键性基础材料。一种以方铅矿(含PbS及少量Fe2O3、MgO、SiO2等)为原料制备PbO的工艺流程如图:
已知:[PbCl4]2-(aq)PbCl2(s)+2Cl-(aq)ΔH<0
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”过程中被氧化的元素是:______,该过程需要加热,其目的是______。FeCl3与PbS发生反应生成[PbCl4]2-的离子方程式为______。
(2)检验滤液1中存在Fe2+,可取样后滴加少量______溶液(填化学式);观察到有蓝色沉淀析出。
(3)“降温”步骤中析出的晶体主要是______(填化学式);滤液2中的金属阳离子有Na+、Fe3+、______。(填离子符号)
(4)要实现PbSO4转化为PbCO3,的最小值为______。(Ksp(PbCO3)=7.4×10-14、Ksp(PbSO4)=1.6×10-8)(保留两位有效数字)
(5)“煅烧”时,PbCO3发生反应的化学方程式为______。34、用Zn(主要含有Fe、Al、Pb杂质)和硫酸来制取H2,利用制氢废液制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)、Al2O3和Fe2O3;流程如下:
已知Al3+、Fe3+、Zn2+的氢氧化物完全沉淀的pH分别为5.2、4.1和8.5,ZnSO4·7H2O晶体易溶于水;易风化。回答下列问题:
(1)调节pH=2的目的是______________________,调节pH=2,可加入________________(填化学式)。
(2)写出生成沉淀3的化学方程式:_____________________________________。
(3)加热浓缩ZnSO4溶液出现极薄晶膜时,要停止加热的主要原因是_______________________________。
(4)
某同学用如图所示的装置抽滤。
①有关抽滤的说法正确的是________(填字母)。
A.抽滤的目的主要是得到较干燥的沉淀。
B.滤纸的直径应略小于漏斗内径;又能盖住全部小孔。
C.图中有一处出错。
D.抽滤结束;从吸滤瓶的支管口倒出滤液。
②抽滤,洗涤沉淀的具体操作是____________________________________________________。
(5)为得到干燥的ZnSO4·7H2O产品,选择干燥方法是________(填字母)。
A.加热烘干。
B.用浓H2SO4干燥。
C.用酒精洗干。
D.在空气中自然干燥35、2019年度诺贝尔化学奖奖励锂电池的发明者,锂离子电池已经彻底改变了我们的生活。如果废旧电池处理不当就会对环境造成严重污染,影响人们的健康生活。一种以废旧锂离子电池的正极材料(主要含LiCoO2、Al、C等)为原料制备CoC2O4·2H2O的流程如下:
(1)除铝时发生反应的离子方程式为______________
(2)灼烧的主要目的是___________,实验室中灼烧实验用到最重要的仪器是_________
(3)还原步骤在70℃左右,LiCoO2发生反应的化学方程式为_____________,若用盐酸代替H2SO4和H2O2,也可以达到目的,但其缺点是___________________
(4)沉淀时,证明Co2+已经沉淀完全的实验操作与现象是__________________
(5)已知:NH3·H2ONH4++OH-Kb=1.8×10-5
H2C2O4H++HC2O4-Ka1=5.4×10-2
HC2O4-H++C2O42-Ka2=5.4×10-5
则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH___7(填“>”或“<”或“=”)
(6)已知含铝元素微粒的浓度与pH的关系如图所示,设计由滤液X制备纯净的Al2O3的实验方案________(实验中必需使用的试剂:H2SO4溶液、BaCl2溶液;蒸馏水)
36、某工厂用软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等杂质)为原料制备MnO2和Zn(干电池原料),其简化流程如下:
已知:反应Ⅰ中所有金属元素均以离子形式存在。
回答下列问题:
(1)滤渣1中除了SiO2以外,还有一种淡黄色物质,该物质是由MnO2、CuS与硫酸共热时产生的,请写出该反应的离子方程式________________________________。
(2)反应Ⅱ中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属,滤渣2的主要成分是______(填名称)。
(3)反应Ⅲ中MnO2的作用是______,另外一种物质X可以是______。(填字母代号)
a.MgOb.Zn(OH)2c.Cu2(OH)2CO3d.MnCO3
(4)反应Ⅳ中电极均是惰性电极,写出阳极电极反应式_______________。本工艺可以循环利用的物质有MnO2、Zn和_____。
(5)已知:H2S的电离常数K1=1.0×10−7,K2=7.0×10−15。0.1mol/LNaHS的pH___7(填“>”“=”或“<”),理由是________________________________________。
(6)在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020mol·L−1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS−浓度为1.0×10−4mol·L−1时,Mn2+开始沉淀,则a=________。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10−15]参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【分析】
由图可知,电解时M室中石墨电极为阴极,阴极上水得电子生成H2和OH-,反应式为:原料室中的铵根离子通过b膜进入产品室,产品室中OH-和反应生成NH3H2O。N室中石墨为阳极,阳极上水失电子生成O2和H+,反应式为:原料室中的硝酸根离子通过c膜进入N室,N室中H+和反应生成HNO3。
【详解】
A.N室中石墨为阳极,阳极上水失电子生成O2和H+,电极反应式为:生成氢离子,氢离子浓度增加,因此N室中硝酸溶液浓度a%
B.由题干分析可知a、c为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜;故B错误;
C.M;N室分别产生氢气和氧气;故C错误;
D.产品室发生的反应为+OH-=NH3+H2O;故D正确;
答案选:D。2、B【分析】【详解】
A.由于则在冰醋酸中部分电离,电离方程式为A项错误;
B.在冰醋酸溶液中存在质子守恒关系:B项正确;
C.在冰醋酸中电离平衡常数越大,pH越小,则有C项错误;
D.向的冰醋酸溶液中加入冰醋酸,溶液体积增大,减小,电离平衡常数温度不变,则不变,故增大,D项错误;
故选B。3、B【分析】【分析】
根据图示装置分析可知,右侧为电解池,a极NH4Cl失去电子生成NCl3,电极反应式为NH+3Cl--6e-=NCl3+4H+,则a为电解池阳极,b为电解池阴极,氢离子得到电子生成H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑,因此c为直流电源的正极,d为直流电源的负极;a极生成的NCl3进入左侧的二氧化氯发生器中与NaClO2发生氧化还原反应:3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH。
【详解】
A.由分析可知,c为直流电源的正极,b为电解池阴极,氢离子得到电子生成H2,电极反应式为2H++2e-=H2↑,在b极区流出的Y溶液是稀盐酸;A错误;
B.a极NH4Cl中NH失去电子生成NCl3,电极反应式为NH-6e-+3Cl-=NCl3+4H+;B正确;
C.二氧化氯发生器中,发生反应3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,其中NCl3作氧化剂,NaClO2作还原剂;氧化剂与还原剂之比为1:6,C错误;
D.有0.3mol阴离子通过交换膜,电路中就有0.3mol电子转移,由反应3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH可知,转移0.3mol电子,生成0.05molNCl3,发生器中生成0.3molClO2;标况下其体积为6.72L,D错误。
故选B。4、B【分析】【详解】
A.Na2CO3溶液中存在碳酸根的水解平衡:向Na2CO3溶液中通入NH3,增大,平衡逆向移动,增大,减小;A正确;
B.是醋酸的电离平衡常数的倒数,Ka只随温度的变化而变化,温度不变Ka不变;B错误;
C.向0.1mol/L的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,结合电荷守恒,则C正确;
D.0.1mol/L的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,C2O42-的水解平衡正向移动,故减小,增大;D正确;
答案选B。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.可以形成原电池;但是Fe是负极,A错误;
B.没有自发的氧化还原反应;不能形成原电池,B错误;
C.是电解池,Cu作阳极失去电子,阴极是总反应是:C正确;
D.可以形成原电池;Cu是阴极不会失去电子,D错误;
故选C。6、C【分析】【详解】
A.与连接时为硫酸,形成Fe—石墨—H2SO4原电池,正极氢离子得到电子变为氢气,氢离子浓度降低,因此一段时间后溶液的增大;故A正确;
B.与连接时为硫酸,石墨为阳极,水中氢氧根失去电子变为氧气,铁为阴极,氢离子得到电子变为氢气,整个过程是电解水,溶液体积减少,浓度变大,一段时间后溶液的减小;故B正确;
C.与连接时为氯化钠,发生铁的吸氧腐蚀,因此石墨电极上的反应为故C错误;
D.与连接时为氯化钠,石墨为阳极,氯离子失去电子变为氯气,因此石墨电极上的反应为故D正确。
综上所述,答案为C。7、D【分析】【详解】
A.常温下,纯水中氢离子浓度等于10-7mol/L,溶液的pH=-lgc(H+),升高温度,水的电离程度增大,水中氢离子浓度大于10-7mol/L;则水的pH<7,故A错误;
B.当加热至100℃,水的电离程度增大,纯水中氢离子浓度为10-6mol/L;pH=6,纯水溶液呈中性,所以温度未知时不能根据pH大小判断溶液酸碱性,故B错误;
C.根据B项分析,加热至100℃时纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol/L;溶液显中性,故C错误;
D.溶液的酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小有关,当c(H+)<c(OH-)的溶液一定显碱性;故D正确;
答案选D。8、D【分析】【分析】
【详解】
A.25℃时,硫酸银的Ksp定值,曲线为达到沉淀溶解平衡时的曲线,a点和b点不一样,则不相同;A错误;
B.把a点的溶液加热蒸发掉一部分水,恢复到室温,仍然为饱和溶液,各种微粒的浓度不变,不能使溶液由a点变到b点;B错误;
C.硫酸银饱和溶液中存在如下平衡由图可知时,溶液中为则则数量级为C错误;
D.在c点的溶液中加入少量固体,溶液中增大,能使溶液由c点变到b点;D正确;
故选D。9、C【分析】【详解】
A.由图可知;氧分子的活化是O-O键的断裂与C-O键的生成过程,故A正确;
B.由图可知;反应物的总能量高于生成物的总能量,因此每活化一个氧分子放出0.29eV的能量,故B正确;
C.由图可知;水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,故C错误;
D.活化氧可以快速氧化二氧化硫;而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,故D正确。
故选C。二、填空题(共8题,共16分)10、略
【分析】【分析】
Ⅰ.由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极、B为正极,电解质溶液为KOH溶液,则A电极反应方程式为:2CH3OH+16OH--12e-═CO32-+12H2O,B电极反应式为:3O2+12e-+6H2O=12OH-;乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu;丙池为电解池,E为阳极,电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,F电极为阴极,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,故总反应方程式为:2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑,一段时间后,断开电键K,要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3;据此分析解答。
Ⅱ.(6)反应开始时,乙中碘离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2I--2e-=I2,Fe3+被还原成Fe2+,则发生还原反应,电极反应式为:Fe3++e-=Fe2+;盐桥中的阳离子向正极区移动;
(7)反应达到平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,Fe2+浓度增大,平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+;
Ⅲ.(8)放电时,Zn被氧化生成Zn(OH)2;充电过程为电解池,Fe(OH)3失去电子生成K2FeO4;放电时正极附近产生氢氧根离子。
【详解】
Ⅰ.(1)由图可知甲池为原电池;
(2)由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池,通甲醇的A为负极,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;
(3)丙池中F电极与燃料电池的负极相连,则F电极为电解池的阴极,该池的总反应化学方程式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。
(4)乙池为电解池,C为阳极电极反应为:Ag-e-=Ag+,D做阴极,电极反应为Cu2++2e-=Cu,乙池中C极质量减轻10.8g,则其物质的量n(Ag)==0.1mol,则转移电子为0.1mol,故甲池消耗O2为0.1mol×=0.025mol;所以体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L=560mL;
(5)一段时间后,断开电键K,要使丙池恢复到反应前浓度,根据2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑可知,需加入CuO或者CuCO3,CuO与硫酸生成硫酸铜和水,CuCO3与硫酸生成硫酸铜;二氧化碳和水;故答案为BC;
Ⅱ.(6)反应开始时,乙中碘离子失电子发生氧化反应,为负极区,电极反应式为:2I--2e-=I2;盐桥中的阳离子向正极区移动;即向甲溶液方向移动;
(7)反应达到平衡后,向甲中加入适量FeCl2固体,Fe2+浓度增大,平衡逆向移动,则Fe2+失去电子生成Fe3+,甲池中的石墨作负极,发生的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+;
Ⅲ.(8)放电时,Zn被氧化生成Zn(OH)2,是负极,则负极反应式为:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2;充电过程为电解池,充电时阳极上Fe(OH)3失去电子生成K2FeO4,电极反应式为:Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O;放电时正极附近产生氢氧根离子;溶液的碱性增强。
【点睛】
分析电解过程的思维程序:①首先判断阴阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活性电极;②再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴阳离子两组;③然后排出阴阳离子的放电顺序:阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+;阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH-;电解原理的应用中包含铜的精炼,注意粗铜做阳极,纯铜做阴极,含铜离子的溶液做电解质。【解析】甲池CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O阴极2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑560BC氧化2I--2e-=I2阳负Fe2+-e-=Fe3+Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O增强11、略
【分析】【详解】
①降低温度;活化分子百分数减小,反应速率减小,故答案为减小;
②升高温度,活化分子的百分数增大,反应速率增大,故答案为增大;
③增大氧气的浓度;反应物活化分子浓度增大,反应速率增大,故答案为增大;
④恒容充入Ne,活化分子浓度不变,反应速率不变,故答案为不变;
⑤压缩体积;压强增大,反应物的浓度增大,活化分子浓度增大,反应速率增大,故答案为增大;
⑥使用催化剂;降低反应的活化能,活化分子百分数增大,反应速率增大,故答案为增大。
【点睛】
外因对化学反应速率的影响:⑴浓度:浓度增大,单位体积内活化分子数增加,有效碰撞次数增加,反应速率增大.但固体或液体的浓度是个定值,因此增加固体或液体浓度不能增大反应速率;⑵温度:温度升高,活化分子百分数提高,有效碰撞增加,反应速率加快,升高10℃,速率增加2~4倍;⑶压强:对于有气体参与的反应,增大压强,体积减小,浓度增大,反应速率加快;注意:①没有气体参加的反应,压强的改变不影响反应速率;②惰性气体对反应速率的影响:恒温恒容充入惰性气体,反应物浓度不变,反应速率不变;恒温恒压充入惰性气体,体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小;(4)催化剂:加入正催化剂,降低活化能,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快.若题目未指出,一般催化剂均指正催化剂;(5)固体表面积:增加固体表面积可以增加反应速率。【解析】①.减小②.增大③.增大④.不变⑤.增大⑥.增大12、略
【分析】【详解】
Ⅰ①由图像可知,0~15min内乙容器中N2O5的浓度变化量0.4mol/L,根据浓度的变化量之比等于化学计量数之比可得出NO2的浓度变化量0.8mol/L,平均速率:v(NO2)==mol/(L▪min)=0.05mol/(L▪min)
故答案为0.05mol/(L▪min);
②甲乙两条曲线,起始量相同,分别代表了不同温度下的化学反应,乙曲线达到平衡的时间短,是温度高的曲线,T2>T1,乙曲线达到平衡时的N2O5的浓度小,从甲到乙,可以看成温度升高,N2O5的浓度减小;即平衡逆向移动,逆反应是吸热的,则正反应是放热的。
故答案为放热;
③T1时平衡后,向恒容容器中再充入1molO3和2molNO2,相当于加压,增大压强,平衡正向移动,再次平衡后,NO2的百分含量将减小;
故答案为减小;
④根据2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g);根据三段式。
始mol/L2100
变mol/L10.50.50.5
平mol/L10.50.50.5
K===0.5
故答案为0.5;
⑤在恒温恒容条件下,a.容器内混合气体压强不再改变,反应前后气体物质的量变化,容器内混合气体压强不再改变,说明反应达到平衡状态,故a正确
b.消耗2nmolNO2的同时,消耗了nmolO3,只能说明反应正向进行,不能证明反应达到平衡状态,故b错误;
c.反应前后气体质量不变,气体物质的量变化,混合气体的平均相对分子质量不再改变,能说明反应达到平衡状态,故c正确;
d.反应前后气体质量和体积不变,混合气体密度始终不改变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案选bd;
II.(1)决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应②,则反应②就是速控步骤,整个反应化学速率取决于速控步骤的反应,活化能越高,反应速率越慢,速控步骤是慢反应,因此化学反应速率①>②,可见②的活化能更高,因此反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E12;
故答案为<;
(2)一定温度下,反应达到平衡状态,平衡时v(正)=v(逆),根据多重平衡规则,该反应的化学平衡常数为K=K1•K2,根据速率方程式,K1=K2=则K=
故答案为【解析】0.05mol/(L▪min)放热减小0.5bd<13、略
【分析】【详解】
析出沉淀时需满足即析出沉淀时需满足即开始沉淀时所需比开始沉淀时所需小,故先析出沉淀,后析出沉淀,故答案为:【解析】14、略
【分析】【分析】
(1)1molSi的最高价氯化物为SiCl4,该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,则常温下呈液态,该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)ΔH=-687kJ/mol。
(2)①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1
②×2-①即得肼和N2O4反应的热化学方程式。
(3)从图中可以看出,两步反应都为放热反应,1molNH4+全部被氧化成NO3-的热焓变;为图中两步反应的热焓变之和。
【详解】
(1)1molSi的最高价氯化物为SiCl4,该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,则常温下呈液态,该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)ΔH=-687kJ/mol。
答案为:Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)ΔH=-687kJ/mol;
(2)①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1
②×2-①即得肼和N2O4反应的热化学方程式为2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ·mol-1,
答案为:2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ·mol-1;
(3)从图中可以看出,两步反应都为放热反应,1molNH4+全部被氧化成NO3-的热焓变,为图中两步反应的热焓变之和。从而得出1molNH4+全部被氧化成NO3-的热化学方程式为NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ·mol-1;
答案为:NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ·mol-1。
【点睛】
利用已知热化学方程式,推出待求反应的热化学方程式时,首先要弄清待求反应的反应物是什么,生成物又是什么,然后将已知热化学反应调整化学计量数进行相加或相减,调整化学计量数的目的,是将中间物质消去,从而得到待求反应的热化学方程式。【解析】Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)ΔH=-687kJ/mol2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1048.9kJ·mol-1NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ·mol-115、略
【分析】【分析】
(1)根据盖斯定律得到所需热化学反应方程式;
(2)由已知热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式;
(3)根据盖斯定律书写目标热化学方程式;利用铝热反应大量制取金属时考虑经济效益;
(4)根据盖斯定律;①×3-②可得目标热化学方程式。
【详解】
(1)反应②,燃烧热中生成的水必须是液态水,气态水变为液态水放出热量,故甲醇完全燃烧释放的热量应大于192.9kJ•mol-1;
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ•mol-1
根据盖斯定律计算,[③×3-②-①]×热化学反应方程式为:H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-124.6kJ/mol;
(2)①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44.0kJ/mol
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②−③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ/mol;
(3)依据盖斯定律②-①×3得到热化学方程式为:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7kJ/mol;该反应类型属于置换反应;利用铝热反应在工业上大面积炼铁时;需要消耗冶炼成本更高的Al,冶炼Fe的成本就太高了;
(4)①H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH1=-242kJ/mol
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-676kJ/mol
则①×3-②可得CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ/mol。
【点睛】
反应热的计算是中学化学的一个重要知识点,也是化学能与热能常考的热点,利用盖斯定律来计算反应热是常考题型,学生要学会巧用消元思想先找出目标反应方程式中的各物质,然后再从已知反应方程式中找出该物质,设法消去无关物质即可,注意计算过程中的反应热与化学计量数成正比,以及正负号的计算要格外认真。【解析】大于H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-124.6kJ/mol2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ/mol3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH=-859.7kJ/mol置换反应不能该反应的引发,需消耗大量能量,成本较高CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ/mol16、略
【分析】【分析】
该装置为电解池,石墨电极为阳极,电解质溶液为硫酸,氢氧根离子放电,电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Ⅰ室溶液中的氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室;Co电极为阴极,电解质溶液为CoCl2,Co2+离子放电,电极反应为:Co2++2e-=Co;溶液中的氯离子经阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室;氢离子和氯离子在Ⅱ室生成盐酸,据此分析解答。
【详解】
(1)与电源正极相连的电极为阳极,上述装置中的阳极室是I室,阴极室是Ⅲ室;石墨电极为阳极,电解质溶液为硫酸,电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,Ⅰ室溶液中的氢离子浓度增大,氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室;Co电极为阴极,电解质溶液为CoCl2,Co2+离子放电,电极反应为Co2++2e-=Co;溶液中的氯离子经阴离子交换膜由Ⅲ室进入Ⅱ室;氢离子和氯离子在Ⅱ室生成盐酸,Ⅱ室的pH将减小,故答案为:I;减小;
(2)若反应生成1molCo,根据电极反应为Co2++2e-=Co转移2mol电子,I室的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,转移2mol电子,消耗1mol水放出0.5mol氧气,有2mol氢离子进入Ⅱ室,I室溶液质量理论上减少18g;若外接电源使用铅蓄电池,总反应为Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,则此时铅蓄电池中消耗的H2SO42mol;故答案为:18;2;
(3)若反应一段时间后移除两离子交换膜,此时氯离子在阳极石墨电极上放电,石墨电极的电极反应式为当电路中再通过2mol电子时,阴极上除Co2+离子放电,氢离子也要放电,使得得到的Co的质量小于59g,故答案为:移去交换膜后,H+参与阴极反应。【解析】I减小182移去交换膜后,H+参与阴极反应17、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)①若反应物的总能量为E1,生成物的总能量为E2,且E1>E2;则焓变小于0,该反应为放热反应;
②已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,利用化学键的键能计算该反应焓变为:ΔH=946+436×3-6×391=-92kJ·mol-1;则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1;
(2)根据以上信息,1molC(s)与水蒸气反应生成H2和CO的焓变为:∆H=–393.5kJ/mol-44.0kJ/mol+285.8kJ/mol+283.0kJ/mol=+131.3kJ/mol,则该反应的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)∆H=+131.3kJ/mol;
(3)①H2的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1知,H2的燃烧热:285.8kJ·mol-1;
②1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为Q放=1mol×285.8kJ·mol-1+2mol×2220kJ·mol-1=4725.8kJ。【解析】放热N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)∆H=+131.3kJ/mol285.8kJ·mol-14725.8kJ三、判断题(共7题,共14分)18、A【分析】【分析】
【详解】
在任何条件下,纯水电离产生的c(H+)=c(OH-),因此纯水都呈中性,故该说法是正确的。19、B【分析】【详解】
反应过程中除了H+和OH-反应放热,SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀也伴随着沉淀热的变化,即和反应的
故错误。20、A【分析】【详解】
盐酸和CH3COOH的pH相同,说明溶液中c(H+)相等,根据Kw=c(H+)·c(OH-),则溶液中c(OH-)相等,水电离出c(OH-)和c(H+)相等,即常温下,等体积的盐酸和CH3COOH的pH相同,由水电离出的c(H+)相同,故正确。21、B【分析】【分析】
【详解】
在100℃时,水的离子积常数Kw=10-12,则纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,故纯水的pH=6<7,因此在100℃时,纯水的pH>7的说法是错误的。22、B【分析】【详解】
pH试纸不能用手拿,应该放在干净的表面皿或玻璃片上。23、A【分析】【分析】
【详解】
碳酸钠溶液中电荷守恒:则c(H+)-c(OH-)=c(HCO)+2c(CO)-c(Na+),故答案为:正确。24、B【分析】【分析】
【详解】
饱和食盐水在电解条件下生成氯气、氢气和氢氧化钠,氯气和氢氧化钠之间反应可以得到消毒液,与水解无关,故错误。四、实验题(共4题,共28分)25、略
【分析】【详解】
(1)由实验装置图中装置B中两导管均未插入集气瓶底部;且A中有加热装置,故其的作用是防止倒吸(或安全瓶的作用),故答案为:防止倒吸(或安全瓶的作用);
(2)①取该固体少量于洁净试管内加入盐酸,固体溶解成棕黄色溶液,即Fe2O3与盐酸的反应,故该反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
②由①可知棕黄色溶液含有Fe3+;故滴入KSCN(填化学式)溶液,溶液变为血红色,故答案为:KSCN;
(3)由装置B中红棕色气体为NO2,又知C装置中生成了NaNO3和NaNO2,故该反应的化学反应方程式为:2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O,从实验中已知反应生成了Fe2O3和NO2,再根据氧化还原反应中有化合价的降低必然有化合价的升高,故产物还有O2,而NO2已经被NaOH溶液完全吸收,最后用排水法收集到少量无色气体主要为O2,还有少量装置中原有的N2,故B符合题意;故答案为:2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O;B;
(4)通过以上实验,反应生成了Fe2O3和NO2,再根据氧化还原反应中有化合价的降低必然有化合价的升高,故产物还有O2,故写出Fe(NO3)3受热分解的化学反应方程式:4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑,故答案为:4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑;
Ⅱ:要写出负极的电极方程式可以先写出总反应式为:CH4+2O2+2OH-=+3H2O,和正极反应式:2O2+8e-+4H2O=8OH-,用总反应式减去正极反应式就是负极的电极方程式,故为:CH4-8e-+10OH-=+7H2O;燃料电池中通燃料的一极为负极,通氧气等氧化剂的一极是正极,故电池放电时通入空气的电极为正极;根据原电池总反应式可知,反应消耗OH-,故电解质溶液的pH变小;由负极反应式可知,每消耗1molCH4需转移8mole-,故每转移0.8mol电子消耗0.1mol×16g/mol=1.6gCH4,故答案为:CH4-8e-+10OH-=+7H2O;正极,变小,1.6。【解析】防止倒吸(或安全瓶的作用)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OKSCN2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2OB4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑CH4-8e-+10OH-=+7H2O正极变小1.6g26、略
【分析】【分析】
(1)电解饱和食盐水时;由电源可知,X为阴极,Y为阳极,阳极上是氯离子失电子,阴极上是氢离子得电子,以此解答该题;
(2)Y电极上氯离子放电生成氯气;氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验;
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液;阳极应该是粗铜;阴极是纯铜,则X电极是纯铜、Y电极是粗铜,阴极上铜离子放电。
【详解】
(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑;在阴周围产生大量的氢氧根离子,所以滴酚酞溶液变红,现象有气泡产生,溶液变红;
(2)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑;氯气具有氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,所以氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验;
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,阳极应该是粗铜、阴极是纯铜,则X电极是纯铜、Y电极是粗铜,阳极电极反应式:Zn-2e═Zn2+、Cu-2e-═Cu2+,阴极上铜离子放电,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。【解析】有气泡,溶液变红2Cl-2e-=Cl2↑把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近,试纸变蓝,说明产物为Cl2粗铜Cu-2e-=Cu2+Zn-2e—=Zn2+27、略
【分析】【详解】
(1)中和热测定实验中;为使酸;碱充分反应,实验过程中要进行搅拌,由量热计的构造可知该装置缺少环形玻璃搅拌棒,答案:环形玻璃搅拌棒;
(2)稀的强酸、强碱溶液反应的中和热为57.3KJ/mol,根据中和热的概念,稀NaOH溶液和盐酸反应的中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol,答案:NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol;
(3)①4次温度差分别为3.1℃、3.0℃、5.1℃、3.2℃,第二组数据误差过大舍去,三次温度差的平均值=℃=3.1℃;答案:3.1;
②50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液和50mL0.5mol/L盐酸的质量和为100mL×1g/mL=100g,C=4.18J/(g·℃),代入公式Q=C·m·∆t得到生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g·℃)×100g×3.1℃=1295.8J=1.2958kJ,所以实验测得的中和热△H==51.8kJ/mol;答案:51.8kJ/mol;
③a.实验装置保温;隔热效果差;测得的热量偏小,中和热的数值偏小;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数;会导致所量的NaOH体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中;热量散失较多,测得温度偏低,中和热的数值偏小;实验中所测的中和热偏小;
可能的原因为ac;答案:ac;
(4)氨水中的一水合氨在溶液中要发生电离,电离为吸热过程,用用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,反应放出的热量偏小,即中和热的数值会偏小,答案:偏小。【解析】环形玻璃搅拌棒NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol3.151.8kJ/molac偏小28、略
【分析】【分析】
中和热测定实验成败的关键是保温工作,金属导热快,热量损失多,计算中和热时,先求出三次反应的温度差的平均值,根据公式Q=cm△T来求出生成0.05mol的水放出热量;最后根据中和热的概念求出反应热。
【详解】
(1)不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒;因为铜丝搅拌棒是热的良导体,故答案为:Cu传热快,热量损失大;
(2)中和热测定实验主要目的是测量反应放出的热量多少;所以提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果;故答案为:提高装置的保温效果;
(3)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.25℃;反应前后温度差为:3.45℃;
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.40℃;反应前后温度差为:3.40℃;
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为21.55℃;反应前后温度差为:3.35℃;
三组数据均有效;其平均值为3.40℃;
50mL0.50mol•L-1盐酸、50mL0.55mol•L-1NaOH溶液的质量和m=100mL×1g/mL=100g,c=4.18J/(g•℃),代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=即该实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol;氢氧化钠固体溶于水放热;所以实验中测得的中和热数值将偏大;故答案为:-56.8kJ/mol;偏大;
(4)A.测量盐酸的温度后;温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,会发生酸和碱的中和,温度偏高,则温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,故A符合题意;
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓;会导致一部分能量的散失,实验测得中和热的数值偏小,故B符合题意;
C.做本实验的室温和反应热的数据之间无关;故C不符合题意;
D.在量取盐酸时仰视读数;会使得实际量取体积高于所要量取的体积,会使得中和热的测定数据偏高,故D不符合题意;
E.将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水;由
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