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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年上教版选择性必修1化学下册月考试卷658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7题,共14分)1、如图表示不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系;下列判断不正确的是。
A.T>25B.两条曲线上任意点均有c(H+)×c(OH-)=KwC.a点和d点pH=7,溶液都呈中性D.25℃时,将CO2通入NaOH溶液中,可由e点变成b点2、热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输岀电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法不正确的是。
A.放电时,电子由Ca电极流出B.放电时,Li+向PbSO4电极移动C.负极反应式:PbSO4+2e-+Li+=Li2SO4+PbD.每转移0.2mol电子,理论上生成还原产物Pb的质量为20.7g3、锂电池在航空航天领域应用广泛,Li-CO2电池供电的反应机理如图所示;下列说法正确的是。
A.X方向为电流方向B.交换膜M为阴离子交换膜C.正极的电极反应式:4Li++4e-+3CO2=2Li2CO3+CD.可采用LiNO3水溶液作为电解质溶液4、酸性甲醇燃料电池的工作原理如图所示;下列有关说法不正确的是。
A.Pt(b)为正极B.工作时,H+由a极室向b极室迁移C.Pt(a)的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+D.工作时,电子从Pt(a)经负载流向Pt(b),再经电解质溶液流回Pt(a)5、1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)与HBr发生1,2-加成反应分两步进行:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1;2-加成反应,反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是。
A.两步均为放热反应B.该总反应为吸热反应C.第一步反应速率小于第二步反应速率D.加入催化剂可以改变该反应的反应热6、水的电离过程为在不同温度下其离子积常数不同,则下列关于纯水的叙述正确的是A.随着温度升高而减小B.在时,C.时水的电离程度大于时水的电离程度D.水的电离是一个吸热过程7、常温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-12mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的是A.Al3+、Na+、NOCOB.K+、Na+、Cl-、NOC.K+、Na+、Cl-、S2-D.K+、NHSONO评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)8、硫酸是重要的化工原料,生产过程中SO2催化氧化生成SO3的化学反应为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1).实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是___________。压强转化率温度1×105Pa5×105Pa10×105Pa15×105Pa400℃0.99610.99720.99840.9988500℃0.96750.97670.98520.9894600℃0.85200.88970.92760.9468
(2).反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是___________(填字母)。A.保持温度和容器体积不变,充入1molO2(g)B.保持温度和容器体积不变,充入2molSO3(g)C.降低温度D.在其他条件不变时,减小容器的容积
(3).某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示。2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)___________K(B)(填“>”;“<”或“=”)。
(4).在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20molSO2和0.10molO2。t1时刻达到平衡,测得容器中含SO30.18mol。
①tl时刻达到平衡后,改变一个条件使化学反应速率发生如图所示的变化,则改变的条件是___________。
A.体积不变,向容器中通入少量O2
B.体积不变,向容器中通入少量SO2
C.缩小容器体积。
D.升高温度。
E.体积不变;向容器中通入少量氮气。
②若继续通入0.20molSO2和0.10molO2,则平衡___________移动(填“向正反应方向”;“向逆反应方向”或“不”)。
(5).某时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=__________ (用分数表示) [对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数]9、如图所示(乙装置中X为阳离子交换膜,甲醚的结构简式为CH3OCH3)
根据要求回答下列相关问题:
(1)写出负极的电极反应:_______。
(2)氢氧化钠主要在_______(填“铁极”或“石墨极”)区生成。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则粗铜的电极反应为:_______、_______。
(4)反应一段时间,硫酸铜溶液的浓度将_______(填“增大”;“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下有2.24L氧气参加反应,丙装置中阴极析出铜的质量为_______。
(6)若将丙装置改成在标准状况下,用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液,写出电解CuSO4溶液时的离子反应方程式_______;当电解适当时间后断开电源,发现只需补充22.2g固体Cu2(OH)2CO3即可使电解液恢复到原浓度与体积,则原CuSO4溶液的浓度是_______mol/L;若将丙设计成在镀件上镀铜的装置,该如何改动,请用简要的语言叙述:______________。
(7)若将乙中的交换膜去掉,发现只有H2逸出,则试写出乙池中发生的总反应:___。10、化学电池在通讯;交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是______________
A.通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少;来判断该电池的优劣。
B.二次电池又称充电电池或蓄电池;这类电池可无限次重复使用。
C.除氢气外;甲醇;甲烷、乙烷等都可用作燃料电池的燃料。
D.近年来;废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收。
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池;其电池总反应可表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,下列说法正确的是:_____
A.以上反应是可逆反应B.反应环境为碱性。
C.电池放电时Cd作负极D.该电池是一种二次电池。
(3)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式均为:2H2+O2===2H2O。
①碱式电池中的电解质是KOH,其负极反应式为2H2-4e-+4OH-===4H2O,则其正极反应可表示为________________,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②若该电池为飞行员提供了36kg的水,则电路中通过了_______mol电子。11、研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时;涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)K1ΔH1<0(Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)K2ΔH2<0(Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(NOCl)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是____________。12、铁;钴(Co)、镍(Ni)是同族元素;主要化合价均为+2、+3价,都是较活泼的金属,它们的化合物在工业上有重要的应用.
(1)配制FeSO4溶液时,需加入稀硫酸,其目的是_________________________
(2)写出CoCl2与氯水反应的化学方程式______________________________
(3)Co2+和Fe3+均可与KSCN溶液发生相似的反应,向CoCl2溶液中加入KSCN溶液,生成某种蓝色离子,该离子中钴元素的质量分数约为20%。则该离子的化学式为__________________。
(4)碳酸镍可用于电镀、陶瓷器着色等。镍矿渣中镍元素的主要存在形式是Ni(OH)2和NiS;从镍矿渣出发制备碳酸镍的反应如下:
先向镍矿渣中加入稀硫酸和NaClO3浸取出Ni2+,反应的离子方程式有①_____________________②NiS+ClO3-+H+-Ni2++S+Cl-+H2O(未配平),此反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为_________。再加入Na2CO3溶液沉镍,即制得碳酸镍,检验Ni2+是否沉淀完全的方法_____________________________________13、某化工厂用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO等)制备羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)的工艺流程如下:
已知:相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下。离子Fe3+Fe2+Ni2+开始沉淀的pH2.77.67.1沉淀完全的pH3.79.69.2
沉钙时,当溶液中c(F-)=3.0×10-3mol·L-1时,通过计算确定溶液中Ca2+是否沉淀完全_________[常温时,Ksp(CaF2)=2.7×10-11]。14、写出下列反应的热化学方程式:
(1)NH3(气态)在高温高压催化剂下分解生成1molN2(气态)与H2(气态);吸收92.2kJ的热量___。
(2)1molH2(气态)与适量O2(气态)起反应,生成H2O(液态)能放出285.8kJ的热量___。
(3)1molCu(固态)与适量O2(气态)起反应,生成CuO(固态)放出157kJ的热量____。评卷人得分三、判断题(共6题,共12分)15、ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行。__________________A.正确B.错误16、1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热。_____17、二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响(已知珊瑚礁的主要成分为),二氧化碳溶于水造成海水酸化,海水酸化能引起浓度增大、浓度减小。(________)A.正确B.错误18、Na2CO3溶液:c(H+)-c(OH-)=c(HCO)+2c(CO)-c(Na+)。(_______)A.正确B.错误19、酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。(_______)A.正确B.错误20、盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的。(_______)A.正确B.错误评卷人得分四、结构与性质(共1题,共4分)21、铁及其化合物在生活;生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。
(1)基态Fe原子的简化电子排布式为____。
(2)因生产金属铁的工艺和温度等因素不同;产生的铁单质的晶体结构;密度和性质均不同。
①用____实验测定铁晶体;测得A;B两种晶胞,其晶胞结构如图:
②A、B两种晶胞中含有的铁原子个数比为____。
③在A晶胞中,每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有____个。
(3)常温下,铁不易和水反应,而当撕开暖贴(内有透气的无纺布袋,袋内装有铁粉、活性炭、无机盐、水、吸水性树脂等)的密封外包装时,即可快速均匀发热。利用所学知识解释暖贴发热的原因:___。
(4)工业盐酸因含有[FeCl4]—而呈亮黄色,在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。
①[FeCl4]—的中心离子是____,配体是____;其中的化学键称为____。
②取4mL工业盐酸于试管中,逐滴滴加AgNO3饱和溶液,至过量,预计观察到的现象有____,由此可知在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。评卷人得分五、实验题(共1题,共2分)22、某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速的影响”。
(1)向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液,当溶液中的KMnO4耗尽后,溶液紫色将褪去。为确保能观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)___。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,该小组设计了如下实验方案:。实验。
序号反应温。
度/℃H2C2O4溶液H2OH2OV/mLc/mol·L-1V/mLc/mol·L-1V/mLc/mol·L-1V/mL①258.00.205.00.0100②256.00.205.00.010x
表中x=___mL,理由是___。
(3)已知50℃时,浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线如图示,若保持其他条件不变,请在坐标图中画出25℃时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图___。
评卷人得分六、工业流程题(共2题,共4分)23、钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素,在电子行业有可能取代石墨烯,其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4·10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分MoS2;含有少量不反应杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如下:
(1)焙烧时,下列措施有利于使钼精矿充分反应的是___________。(填序号)。
a.适当增大空气的用量b.增大钼精矿的量c.将矿石粉碎。
(2)“碱浸”过程中反应的离子方程式为___________。
(3)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示,要获得钼酸钠晶体Na2MoO4·10H2O的操作2为___________、___________;过滤;洗涤烘干。
(4)在碱性条件下,将钼精矿加入到足量的NaClO溶液中,也可以制备钼酸钠,可观察到钼精矿逐渐溶解至固体消失。该反应的离子方程式为___________。空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4-Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入物质是()
A.通适量的N2B.油脂C.NaNO2D.盐酸。
(5)焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2.若反应中转移3mole-,则消耗的还原剂的物质的量为___________。
(6)在实际生产中会有少量SO生成,用固体Ba(OH)2除去。在除SO前测定碱浸液中c(MoO)=0.80mol/L,c(SO)=0.02mol/L,当BaMoO4开始沉淀时,SO的去除率为___________。[Ksp(BaSO4)=1.1x10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0x10-8溶液体积变化可忽略不计]。24、工业中利用锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、CaO、MgO等)制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如下:
已知:部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lgKsp)的柱状图如图。
回答下列问题:
(1)为提高“酸化焙烧”效率,常采取的措施是_______(答一条即可)。
(2)向“浸出液”中加入CaCO3,其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸,控制pH使Fe3+、A13+完全沉淀,则pH至少为_______(保留2位有效数值)。(已知:完全沉淀后离子浓度低于1×l0-5mol/L)
(3)“滤渣2”的主要化学成分为_______。
(4)“沉锂”过程中加入的沉淀剂为饱和的_______(化学式)溶液;该过程所获得的“母液”中仍含有大量的Li+,可将其加入到“_______”步骤中。
(5)Li2CO3与Co3O4在敞口容器中高温下焙烧生成钴酸锂的化学方程式为_______。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
A.温度升高,水的电离平衡正向移动,T℃时水的电离程度大于25℃时水的电离程度,则T>25;A项正确;
B.水的电离常数表达式为Kw=c(H+)×c(OH-),则两条曲线上任意点均有c(H+)×c(OH-)=Kw;B项正确;
C.d点虽然pH=7,但T°C下的Kw=10-12,此时c(H+)<c(OH-);溶液呈碱性,C项错误;
D.25℃时,NaOH溶液中OH-浓度大于10-7mol/L,将CO2通入NaOH溶液中,溶液中OH-浓度减小,可由e点变成b点;D项正确;
答案选C。2、C【分析】【分析】
由原电池总反应可知,Ca为原电池的负极,被氧化生成CaCl2,电极方程式为Ca+2Cl--2e-=CaCl2,PbSO4为原电池的正极,发生还原反应,电极方程式为PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb;原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
【详解】
A;由原电池总反应可知;Ca为原电池的负极,电子由负极Ca电极流出,故A正确;
B、放电过程中阳离子向正极PbSO4电极移动;故B正确;
C、Ca为原电池的负极,被氧化生成CaCl2,反应的电极方程式为Ca+2Cl--2e-=CaCl2;故C错误;
D、根据电极方程式PbSO4+2e-+2Li+=Li2SO4+Pb可知,每转移0.2mol电子,理论上生成0.1molPb;质量为20.7g,故D正确;
故选C。
【点睛】
本题考查原电池的工作原理,根据总反应式结合物质所含元素化合价的变化判断原电池的正负极,把握电极方程式的书写方法是解答本题的关键,易错点为D,注意把握原电池的构成条件。3、C【分析】【详解】
A.Li为原电池的负极,电子从Li电极经导线流向电极;所以X方向为电子方向,A错误;
B.离子交换膜需要通过;所以M为阳离子交换膜,B错误;
C.正极为生成C单质,电极反应式:C正确;
D.为活泼金属;能与水反应,所以该电池不能用水性电解质,D错误;
故选C。4、D【分析】【分析】
根据图示可知:在Pt(a)电极上CH3OH失去电子发生氧化反应产生CO2,在Pt(b)电极上O2得到电子发生还原反应产生H2O,所以Pt(a)电极为负极,Pt(b)电极为正极;然后根据原电池反应原理分析解答。
【详解】
A.Pt(b)上O2得到电子被还原为H2O,所以Pt(b)电极为正极;A正确;
B.工作时,阳离子H+会移向负电荷较多的正极,故H+由a极室向b极室迁移;B正确;
C.Pt(a)电极上,CH3OH失去电子发生氧化反应,产生CO2、H+,故Pt(a)电极的电极反应式为:CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+;C正确;
D.该燃料电池在工作时,电子从负极Pt(a)经负载流向正极Pt(b),在溶液中阳离子H+移向正极,阴离子SO2-4移向负极;电子不能进入电解质溶液中,D错误;
故合理选项是D。5、C【分析】【详解】
A.根据图示可知:第一步反应中生成物的能量比反应物的高;因此该反应是吸热反应;第二步反应中反应物的能量比生成物的高,因此第二步反应是放热反应,A错误;
B.根据图示可知:反应物的总能量比生成物的总能量高;所以该总反应为放热反应,B错误;
C.反应的活化能越大;发生反应需要的条件就越高,反应就越不容易发生,该反应的化学速率就越小。根据图示可知:第一步反应的活化能远大于第二步反应的活化能,所以第一步反应速率小于第二步反应速率,C正确;
D.加入催化剂可以改变反应途径;降低反应的活化能,使反应在较低条件下进行,但不能改变物质的始态和终态,不能改变反应物;生成物的总能量,因此催化剂不能改变化学反应的反应热,D错误;
故合理选项是C。6、D【分析】【分析】
【详解】
A.水在不同温度下的离广积常数不同,则随温度的升高而增大,A错误;
B.升高温度,促进水的电离,但水电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度始终相等,B错误;
C.升高温度,促进水的电离,故35℃时水的电离程度大于25℃时水的电离程度,C错误;
D.说明升高温度,水的电离程度增大,则水的电离为吸热过程,D正确;
答案选D。7、B【分析】常温下,溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-12mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性也可能呈碱性;
【详解】
A.Al3+在碱性溶液中不能大量共存,CO在酸性溶液中不能大量共存,且Al3+和CO能发生双水解反应而不能大量共存,故A不选;B.K+、Na+、Cl-、NO彼此之间不反应,且与H+或OH-也不反应,能大量共存,故B选;C.S2-在酸性溶液中不能大量共存,故C不选;D.NH在碱性溶液中不能大量共存,故D不选;答案选B。二、填空题(共7题,共14分)8、略
【分析】【分析】
【小问1】
根据表中信息知,在1×105Pa下SO2的转化率已经很高,在相同温度下,增大压强,虽然化学反应速率加快,SO2的转化率增大,但转化率增大有限,而增大压强会增加动力和设备的承受能力,会降低综合经济效益,工业上选用1×105Pa;在相同压强下,升高温度,SO2的转化率减小,工业上采用的合适温度为400℃,且此条件下催化剂的活性最大;答案为:400℃、1×105Pa。【小问2】
A.保持温度和容器体积不变,充入1molO2(g),平衡正向移动,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小;A符合题意;
B.保持温度和容器体积不变,充入2molSO3(g),平衡逆向移动,能使SO2(g)平衡浓度比原来增大;B不符合题意;
C.根据表中信息,在相同压强下,升高温度,SO2的转化率减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则降低温度,平衡正向移动,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小;C符合题意;
D.在其他条件不变时,减小容器的容积,虽然平衡正向移动,但由于容器的体积减小,故能使SO2(g)平衡浓度比原来增大;D不符合题意;
答案选AC。【小问3】
化学平衡常数只与温度有关,A、B的温度相同,故平衡常数K(A)=K(B);答案为:=。【小问4】
①A.体积不变,向容器中通入少量O2;正反应速率突然增大,逆反应速率瞬时不变,与图像不吻合,A不可能;
B.体积不变,向容器中通入少量SO2;正反应速率突然增大,逆反应速率瞬时不变,与图像不吻合,B不可能;
C.缩小容器体积;正;逆反应速率瞬时都突然增大,且正反应速率增大的倍数大于逆反应速率增大的倍数,平衡正向移动,与图像吻合,C可能;
D.由于该反应的正反应是放热反应;升高温度,正;逆反应速率瞬时都突然增大,且正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数,平衡逆向移动,与图像不吻合,D不可能;
E.体积不变;向容器中通入少量氮气,由于反应体系中各物质的浓度不变,正;逆反应速率都不变,平衡不移动,与图像不吻合,E不可能;
答案选C。
②若继续通入0.20molSO2和0.10molO2;由于增大反应物浓度,则平衡向正反应方向移动;答案为:向正反应方向。【小问5】
设N2O4起始物质的量浓度为amol,则列出三段式平衡时气体总物质的量为1.75amol,N2O4、NO2的物质的量分数依次为则N2O4、NO2的平衡分压依次为反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp==答案为:【解析】【小题1】400℃、1×105Pa
【小题2】AC
【小题3】=
【小题4】①.C②.向正反应方向。
【小题5】9、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)甲装置为燃料电池,是将化学能转变为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,负极上甲醚失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O;
(2)乙装置为电解饱和NaCl溶液的装置,铁电极连接原电池的负极,为电解池的阴极,石墨为阳极。阳极上Cl-放电生成Cl2,阴极上H+放电,导致阴极附近OH-浓度大于H+浓度;溶液呈碱性,所以乙装置中生成NaOH主要在铁电极区;
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,阳极上不仅铜,还有锌会失电子进入溶液,银则沉淀在阳极底部形成阳极泥,阴极上Cu2+得到电子析出Cu单质;阳极电极方程式分别为:Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+;
(4)对于丙装置,由(3)阳极电极方程式分别为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+,阴极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu,根据转移电子数相等可知:阳极上溶解的铜的质量小于阴极上析出的铜的质量,所以丙装置中反应一段时间后,CuSO4溶液浓度将减小;
(5)2.24L标准状况下的O2的物质的量是n(O2)==0.1mol。根据串联电池中转移电子数相等,可得O2和Cu的关系式为:O2~2Cu,则生成铜的质量是m(Cu)=0.1mol×2×64g/mol=12.8g;
(6)用石墨作电极电解体积为2L的CuSO4溶液生成Cu、O2和H2SO4,离子方程式为:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;补充22.2gCu2(OH)2CO3,其物质的量n==0.1mol,即可使电解液恢复原浓度与体积,根据铜元素守恒可知:n(CuSO4)=0.2mol,则原溶液CuSO4的浓度是c(CuSO4)==0.1mol/L;若将丙设计成在镀件上镀铜的装置;则铜作阳极,镀件作阴极,所以将阳极粗铜改成纯铜,将阴极纯铜改成镀件即可;
(7)若将乙中的交换膜去掉,发现只有H2逸出,则生成的Cl2与NaOH会继续反应生成NaCl和NaClO,反应的总反应方程式为:NaCl+H2ONaClO+H2↑。【解析】CH3OCH3-12e-+16OH-=2+11H2O铁极Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+减小12.8g2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+0.1将粗铜改成纯铜,将纯铜改成镀件NaCl+H2ONaClO+H2↑10、略
【分析】【分析】
本题重点考查原电池的相关知识。根据充放电电池的总反应可以判断电池的正负极,放电时,化合价升高,失去电子,发生氧化反应的为负极,化合价降低,得到电子,发生还原反应的为正极。在新型燃料电池中,一般通氧气的为电池正极,通燃料的为电池负极,电极反应的应根据电解质溶液的酸碱性进行书写,若电解质溶液为碱性,则正极反应为O2+2H2O-4e-=4OH-;若电解质溶液为酸性,则正极反应为:O2+4H+-4e-=2H2O;据此解题。
【详解】
(1)A;单位质量或单位体积所能输出能量的越多;则电池的工作时间越长、越耐用,所以A选项是正确的;
B;二次电池可以多次使用,但是其有一定的充放电循环寿命,不能无限次重复使用;故B错误;
C;除氢气外;甲醇、甲烷、乙烷等都可用作燃料电池的燃料,所以C选项是正确的;
D;废电池进行集中处理的主要原因是电池中含有汞、镉、铅等重金属离子对土壤水源造成污染;废电池必须进行集中处理,故D错误;
因此;本题应选AC;
(2)A;两个反应方向的条件不同,充电是电解池,放电是原电池;反应条件不同,不是可逆反应,故A错误;
B、根据电池反应和生成产物为Ni(OH)2和Cd(OH)2分析,电解质溶液为碱性溶液;所以B选项是正确的;
C;放电时原电池,失电子的做负极;电池放电时Cd失电子作负极,所以C选项是正确的;
D;二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池;该电池可充电,是一种二次电池,所以D选项是正确的;
因此;本题应选BCD;
(3)①燃料氢气在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得到电子发生还原反应,电池总反应式为:2H2+O2=2H2O,负极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O,用总反应减去负极反应即得正极反应为:O2+2H2O-4e-=4OH-;根据总反应式可知该电池中没有消耗溶液中的溶质氢氧化钾;但有溶剂水生成,所以电池工作一段时间后,溶液中氢氧化钾的浓度降低,溶液pH减小;
②36g水的物质的量为36g÷18g/mol=2mol,根据电池总反应式2H2+O2=2H2O可知,生成2mol水,即36g水转移的电子数为4mol,所以生成36kg水转移的电子数为4000mol。【解析】ACBCDO2+2H2O-4e-=4OH-减小4000mol11、略
【分析】【详解】
(1)反应:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2(Ⅰ)-(Ⅱ)转化而得到,则其平衡常数K=K21/K2,故答案为K21/K2;
(2)在10min内生成的NOCl的物质的量为:7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol,则转化的Cl2的物质的量为:0.15mol÷2=0.075mol,剩余n(Cl2)=0.1mol-0.075mol=0.025mol;NO的转化率α1=×100%=75%;反应(Ⅱ)是一个气体分子数目减少的反应,在恒压条件下建立平衡过程中容器的体积会减小,相对恒容条件时压强是增大的,有利于反应的正向进行,平衡时NO的转化率α2较α1要大;平衡常数只与温度有关,因反应(Ⅱ)为放热反应,升高温度K2减小,故答案为2.5×10-2、75%、>、不变、升高温度。【解析】①.K21/K2②.2.5×10-2③.75%④.>⑤.不变⑥.升高温度12、略
【分析】【详解】
(1)由于FeSO4易发生水解,故加入稀硫酸来抑制其水解;答案:抑制FeSO4水解。
(2)钴与铁的单质及化合物性质相似,根据氯化亚铁与氯水反应可知,CoCl2与氯水反应的化学方程式为2CoCl2+Cl2=2CoCl3;答案:2CoCl2+Cl2=2CoCl3。
(3)Fe3+和SCN-形成络合物,Co2+具有类似的性质,设Co2+与x个SCN-形成络合物离子,钴元素质量分数为20%,59/[59+(32+12+14)x]×100%=20%,则x≈4,所以该离子的化学式为[Co(SCN)4]2-;答案:[Co(SCN)4]2-。
(4)①为Ni(OH)2与稀硫酸的反应,离子方程式为:Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O;将②配平可得:3NiS+ClO3-+6H+-3Ni2++3S+Cl-+3H2O,此反应中,Cl-为还原产物,S为氧化产物,两者之比为1;3。Na2CO3溶液可以使镍沉淀,故可用来检验Ni2+是否沉淀完全,方法为:静置后取上层清液少许于试管中,滴加Na2CO3溶液,若未出现浑浊,则沉淀完全。答案:Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O、1:3、静置后继续向上清液中滴加Na2CO3溶液若未出现浑浊,则沉淀完全。【解析】①.抑制FeSO4水解②.2CoCl2+Cl2=2CoCl3③.[Co(SCN)4]2-④.Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O⑤.1:3⑥.静置后继续向上清液中滴加Na2CO3溶液若未出现浑浊,则沉淀完全。13、略
【分析】【详解】
c(Ca2+)==mol·L-1=3.0×10-6mol·L-1<1.0×10-5mol·L-1,Ca2+已沉淀完全。【解析】c(Ca2+)=mol·L-1=3.0×10-6mol·L-1<1.0×10-5mol·L-1,Ca2+已沉淀完全14、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)NH3(g)在高温高压催化剂下分解生成1molN2(g)与H2(g),吸收92.2kJ的热量,NH3分解生成1molN2(g),则NH3的物质的量为2mol,生成的H2(g)为3mol,该反应为可逆吸热反应,焓变为正数,其热化学方程式为2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH=+92.2kJ·mol-1;
(2)1molH2(g)与适量O2(g)起反应,生成H2O(l)需放出285.8kJ的热量,1molH2(g)完全燃烧会消耗0.5molO2,该反应为放热非可逆反应,焓变为负数,其热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1;
(3)1molCu(s)与适量O2(g)起反应,生成CuO(s)放出157kJ的热量,1molCu(s)完全反应生成CuO需要消耗0.5molO2,该反应为放热非可逆反应,焓变为负数,其热化学方程式为Cu(s)+O2(g)=CuO(s)ΔH=-157kJ·mol-1。【解析】2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH=+92.2kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1Cu(s)+O2(g)=CuO(s)ΔH=-157kJ·mol-1三、判断题(共6题,共12分)15、B【分析】【详解】
根据吉布斯自由能判断,ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时能自发进行,错误。16、×【分析】【分析】
【详解】
硫酸与Ba(OH)2完全反应除了生成水还生成了沉淀,故错误。【解析】错17、A【分析】【详解】
二氧化碳为酸性氧化物能与水反应生成碳酸,导致海水酸性增强,碳酸电离出和引起海水中浓度增大,与碳酸反应生成导致浓度减小,故答案为:正确;18、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。19、A【分析】【详解】
酸式盐可能因溶质直接电离成酸性,如硫酸氢钠溶液;酸式盐可能因水解程度小于电离程度而呈酸性,如亚硫酸氢钠溶液;酸式盐可能因水解程度大于电离程度而呈碱性,如碳酸氢钠溶液。所以答案是:正确。20、B【分析】【详解】
盐溶液显酸碱性,不一定是由水解引起的,如NaHSO4,是电离引起的。四、结构与性质(共1题,共4分)21、略
【分析】(1)
铁元素的原子序数为26,基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,故答案为:[Ar]3d64s2;
(2)
①用X射线衍射可以测得铁晶体的晶胞结构;故答案为:X射线衍射;
②由晶胞结构可知,晶胞A中位于顶点和体心的铁原子个数为8×+1=2,晶胞B中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4;则A;B两种晶胞中含有的铁原子个数比为1:2,故答案为:1:2;
③由晶胞结构可知;在A晶胞中,位于顶点的铁原子与位于体心的铁原子的距离最近,则每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有8个,故答案为:8;
(3)
由铁的吸氧腐蚀原理可知;解释暖贴发热的原因是暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水;无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热,故答案为:暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水、无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热;
(4)
①四氯合铁离子中具有空轨道的铁离子为配离子的中心离子,具有孤对电子的氯离子是配体,中心离子铁离子与配体氯离子形成配位键,故答案为:Fe3+;Cl—;配位键;
②亮黄色的工业盐酸中存在如下平衡:[FeCl4]—Fe3++4Cl—,向盐酸中逐滴滴加硝酸银饱和溶液至过量时,溶液中氯离子与滴入的银离子反应生成氯化银白色沉淀,溶液中的氯离子浓度减少,络合平衡向右移动,四氯合铁离子的浓度减小,溶液的亮黄色逐渐变浅说明在高浓度氯离子的条件下四氯合铁离子才是稳定存在的,故答案为:白色沉淀、亮黄色逐渐变浅至褪去。【解析】(1)[Ar]3d64s2
(2)X射线衍射1:28
(3)暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水;无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池;铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热。
(4)Fe3+Cl—配位键白色沉淀、亮黄色逐渐变浅五、实验题(共1题,共2分)22、略
【分析】【分析】
(1)
2MnO+6H++5H2C2O4===2Mn2++10CO2↑+8H2O,根据上
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