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文档简介
…………○…………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年外研版三年级起点选择性必修1化学上册阶段测试试卷812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6题,共12分)1、电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量;其工作原理示意图如图,下列说法不正确的是。
A.反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:5B.溶液中OH-向电极a移动C.O2在电极b上发生还原反应D.负极的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O2、某温度时,AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是。
A.加入AgNO3可以使溶液由c点变到d点B.加入固体NaCl,则AgCl的溶解度减小,Ksp也减小C.d点有AgCl沉淀生成D.c点对应的Ksp小于d点对应的Ksp3、理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是()
A.HNC比HCN稳定B.该异构化反应的△H=-59.3kJ·mol-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热4、已知常温下HCOOH的电离平衡常数Ka=1.75×10-5,向1L0.1mol·L-1的HCOONa溶液中通入HC1气体,溶液中HCOO-和HCOOH的物质的量浓度变化曲线如图所示(忽略溶液体积变化);下列说法错误的是。
A.0.1mol·L-IHCOOH溶液pH≈3B.由N点到M点,溶液的pH不断减小C.N点溶液中可能存在c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)D.M点时溶液呈碱性5、常温下,用溶液滴定二元弱酸溶液,图中直线①表示溶液中和的关系,直线②表示和的关系。下列说法错误的是。
A.B.滴定过程中,当pH=6时,C.若则pH范围为D.的溶液中:6、下列实验操作;现象与结论均正确的是。
。选项。
操作。
现象。
结论。
A
用pH试纸测定常温下浓度均为0.1mol/LNaCl、Na2CO3溶液的pH
NaCl溶液pH=7,Na2CO3溶液的pH=10
氯的非金属性比碳的强。
B
向碘水中加入花生油;振荡后静置。
碘水层变为无色。
花生油将碘水中的碘萃取。
C
将硫酸铜溶液加热直至蒸干。
得到蓝色晶体。
加热促进Cu2+水解。
D
向酸性KMnO4溶液中滴入草酸;并振荡。
KMnO4溶液褪色。
草酸具有漂白性。
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)7、把0.1molMnO2粉末加入50mL过氧化氢的溶液里(密度为1.1g·mL-1),在标准状况下,放出气体的体积V和时间t的关系曲线如图所示。
(1)实验时放出气体的体积为__________。
(2)放出一半气体所需的时间约为____________。
(3)根据曲线形状解释反应速率变化的原因________________________。8、醛类物质的用途广泛。如;甲醛蒸气可对空气消毒;甲醛溶液可用于生物标本的防腐等;脂肪醛类一般具有麻醉、催眠作用等。回答下列问题:
利用乙二醛(OHC—CHO)催化氧化法合成乙醛酸的反应原理为:2OHC—CHO(aq)+O2(g)2OHC—COOH(aq)
可能发生副反应有:2OHC—COOH(aq)+O2(g)2H2C2O4(草酸)
在反应瓶内加入含1molOHC—CHO(乙二醛)的反应液2L,加热至45~60℃,通入氧气并保持氧气压强为0.12MPa,反应3h达平衡状态,得到的混合液中含0.84molOHC—COOH(乙醛酸),0.12molH2C2O4(草酸);0.04molOHC—CHO(乙二醛)(溶液体积变化可忽略不计)。
(1)草酸的平均生成速率为___mol·L-1·h-1。
(2)通过化学反应原理分析,增大压强有利于加快反应速率,对于乙二醛的转化率的影响是__(填“增大”或“减小”)。
(3)如图所示为起始时氧醛比[]对乙醛酸产率的影响,则选择最佳氧醛比为___。
9、25°C时,电离常数:。化学式CH3COOHH2CO3HCN电离常数1.8×10-5K1=4.3×10-7K2=5.6×10-114.9×10-10
请回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1mol/L的Na2CO3溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________。
(2)等浓度的HCN和NaCN混合溶液中c(HCN)+c(H+)_______c(CN-)+c(OH-)(填“>”“<”或“=”)
(3)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=___________(填准确数值),=____________。
(4)某温度时,纯水的pH=6。该温度下0.01mol/LNaOH溶液的pH=_________,向该温度下的纯水中加入少量的碳酸钠固体,使溶液pH为9,则水电离出的c(OH-)=________。10、乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产。气相直接合成的反应为:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)ΔH,乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图[其中n(C2H4):n(H2O)=1︰1]。
(l)P2时,若起始n(H2O)=n(C2H4)=lmol,容器体积为1L,反应经5min达到a点,在0~5min时段,反应速率v(C2H5OH)为____mol/(L∙min),a点的平衡常数Ka=______(保留两位小数)。
(2)乙烯气相直接水合反应的ΔH____0(填“>”或“<”),相同起始量达到a、b所需要的时间ta__tb(填“>”、“<”或“=”,后同)。c、d两点的平衡常数Kc____Kd。
(3)300℃时,要提高乙烯的平衡转化率可采取的措施有______、______、___。11、甲醇是一种重要的化工原料;在生产中有着重要的应用。已知:
①CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)∆H=-638.5kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g)∆H=-283.0kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)∆H=+44.0kJ·mol-1
则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的∆H=_______kJ·mol-1。评卷人得分三、判断题(共8题,共16分)12、25℃时,0.01mol·L-1的KOH溶液的pH=12。(______________)A.正确B.错误13、任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。(______________)A.正确B.错误14、25℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等。(______________)A.正确B.错误15、pH<7的溶液一定呈酸性。(______________)A.正确B.错误16、酸式盐溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。(_______)A.正确B.错误17、稀溶液中,盐的浓度越小,水解程度越大,其溶液酸性(或碱性)也越强。(_______)A.正确B.错误18、滴定终点就是酸碱恰好中和的点。(____________)A.正确B.错误19、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、有机推断题(共4题,共28分)20、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___________。:21、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_________。22、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:____________________。23、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)。评卷人得分五、计算题(共1题,共3分)24、在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(H2)=0.0050mol/L。
(1)通过计算求该反应的平衡常数__________。
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol,通过计算求达到化学平衡状态时各物质的浓度___________。评卷人得分六、工业流程题(共4题,共36分)25、铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填序号);并写出该物质与盐酸反应的离子方程式_____________________。
a.Feb.FeOc.Fe3O4d.Fe2O3
(2)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:________,高温氧化时可以提高反应速率的方法为_______________________(写出一条即可)。
(3)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为______________________________;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有________。
(4)Na2CrO4中铬元素化合价为________;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为________mol。
(5)根据有关国家标准,含CrO24-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于________mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。26、一种从废旧锂电池(主要含LiCoO2;及少量Al;Cu)中制备钴酸锂的工艺流程如下:
(1)碱浸泡用来除去废旧电池中的_________,为提高该物质的去除率可采取的措施有_______(任写两条)。
(2)向“残渣”中加入稀硫酸和H2O2,放出大量气泡,写出LiCoO2与H2O2反应的化学方程式:_________。
(3)设溶液中c(Co2+)=0.1mol⋅L-1,为沉淀Co2+,向“滤液2”中加入(NH4)2C2O4,而不用Na2C2O4。利用如下数据说明原因:________。[已知:25℃时0.1mol/L(NH4)2C2O4溶液pH约为6.4;0.1mol⋅L-1Na2C2O4溶液pH约为8.35;Ksp[Co(OH)2]=6.0×10−13]
(4)H萃取Cu2+的原理可表示为:Cu2++2HR⇌CuR2+2H+。实验室进行萃取实验用到的两种玻璃仪器是______、_____;向有机层中加入反萃取剂。
________(填化学式)可将Cu2+反萃取至水层。
(5)已知Li2CO3溶解度随着温度变化曲线如图。加入Na2CO3溶液后应进行的操作是________。27、Mn2O3是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3)为原料制备Mn2O3的工艺流程如图。已知:
①25℃时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Co(OH)2Ksp1×10-16.31×10-38.61×10-32.31×10-12.71.09×10-15
②氢氧化氧锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液;“沉淀池I”的条件下,Co2+不能被二氧化锰氧化。
(1)Mn元素位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)向“沉淀池I”中加入MnO2,MnO2的作用是_______;“滤渣2”的主要成分是_______(填化学式)。
(3)MnSO4转化为MnOOH的离子方程式为_______。
(4)MnSO4转化为MnOOH中“III.实验操作”包含过滤、洗涤、干燥。检验MnOOH是否洗涤干净,具体操作为_______。
(5)高纯度的MnOOH转化为Mn2O3的化学方程式为_______。
(6)在“沉淀池I”中,滴加氨水调节溶液的pH,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为_______(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol·L-1时,可认为该离子沉淀完全)。28、实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸盐)中分别回收铜;锌、铅元素的流程如下。
(1)酸浸过程中,金属元素均由氧化物转化为硫酸盐,其中生成CuSO4的化学方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、___________。
(2)铁屑加入初期,置换速率随时间延长而加快,其可能原因为:反应放热,温度升高;___________。铁屑完全消耗后,铜的产率随时间延长而下降,其可能原因为___________。
(3)已知:25℃时,Ksp(PbSO4)=2.5×10-8;PbSO4+2Cl-PbCl2+SO一定条件下,在不同浓度的NaCl溶液中,温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图-1;图-2所示。
浸出后溶液循环浸取并析出PbCl2的实验结果如下表所示。参数循环次数01233结晶产品中PbCl2纯度/%99.999.398.794.3
①为提高原料NaCl溶液利用率,请补充完整利用酸浸渣制备化学纯(纯度≥98.5%)PbCl2晶体的实验方案:取一定质量的酸浸渣,___________,将所得晶体洗涤、干燥。(可选用的试剂:5mol·L-1NaCl溶液,1mol·L-1NaCl溶液;NaCl固体)
②循环一定次数后的溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤并加水稀释至其中NaCl浓度为1mol·L-1的目的是___________。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、A【分析】【分析】
【详解】
A.据图可知NH3转化为N2,N元素化合价升高3价,碱性电解质中O2转化为OH-,O2整体降低4价,根据电子守恒可知消耗的NH3与O2的物质的量之比为4:3;A错误;
B.原电池工作时NH3被氧化,所以a电极为负极,b电极为正极,原电池中阴离子向负极移动,则OH-向电极a移动;B正确;
C.a电极为负极,b电极为正极,O2在电极b上得电子发生还原反应;C正确;
D.a电极为负极,碱性环境中NH3失电子被氧化为氮气,电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;D正确;
综上所述答案为A。2、C【分析】【分析】
在相同温度时;溶度积不变,根据勒夏特列原理回答问题。
【详解】
A.加入AgNO3,c(Ag+)增大,AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡逆向移动,c(Cl-)减小,图中c点变到d点时c(Cl-)不变;A错误;
B.Ksp只与温度有关,加NaCl时溶解平衡逆向移动,则AgCl的溶解度减小,Ksp不变;故B错误;
C.d点时Qc(AgCl)>Ksp(AgCl);则d点有AgCl沉淀生成,C正确;
D.Ksp只与温度有关,c、d点温度相同,c点对应的Ksp等于d点对应的Ksp;D错误;
答案为C。3、C【分析】【分析】
【详解】
A.根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低;再根据能量越低越稳定,因此HCN比HNC稳定,故A错误;
B.根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,因此该异构化反应的ΔH=59.3kJ⋅mol−1−0=+59.3kJ⋅mol−1;故B错误;
C.根据图中信息得出该反应是吸热反应;因此正反应的活化能大于逆反应的活化能,故C正确;
D.使用催化剂;不能改变反应的反应热,只改变反应路径,反应热只与反应物和生成物的总能量有关,故D错误;
答案选C。4、D【分析】【详解】
A.HCOOH在溶液中存在电离平衡:HCOOHHCOO-+H+,假设达到电离平衡时c(H+)=x,则Ka==1.75×10-5,x2=1.75×10-6,所以x≈10-3mol/L,因此0.1mol·L-IHCOOH溶液pH≈3;A正确;
B.HCOONa是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,向HCOONa溶液中通入HC1气体,发生反应:HCOO-+H+=HCOOH,c(HCOOH)逐渐增大,而c(HCOO-)逐渐减小,到M点时c(HCOOH)=c(HCOO-);因此由N点到M点,溶液的pH不断减小,B正确;
C.在N点仅通入少量HCl气体,溶质为HCOONa、NaCl、HCOOH,且HCOONa的物质的量要比NaCl及HCOOH多许多,根据物质组成可知c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-);HCOO-的水解程度远大于HCOOH的电离程度,因此溶液显酸性,c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度小于盐电离产生的离子浓度,故c(HCOO-)>c(OH-),因此该溶液中各种离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+);C正确;
D.在M点溶液中c(HCOOH)=c(HCOO-),Ka==c(H+)=1.75×10-5>10-7mol/L;所以溶液显酸性,D错误;
故合理选项是D。5、B【分析】【分析】
由图可知,当时,则=1,则当时,则=1,则据此分析解答。
【详解】
A.由分析知,A正确;
B.由于则滴定过程中,当pH=6时,则即溶液中有电荷守恒:即又溶液显酸性,则B错误;
C.若则又则则又则则故pH范围为C正确;
D.由于HR-的电离常数为HR-的水解常数为则HR-的电离程度大于其水解程度,且水解和电离均是微弱的,则的溶液中:D正确;
故选B。6、C【分析】【分析】
【详解】
A.NaCl对应的酸为HCl;HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,无法通过比较HCl和碳酸的酸性强酸来确定C和Cl的非金属性强弱关系,A错误;
B.花生油为植物油;含有碳碳不饱和键,会与碘发生加成反应使碘水褪色,并不是萃取,B错误;
C.盐类水解吸收热量,升高温度促进Cu2+水解;但水解时生成的硫酸没有挥发性,所以最终得到的晶体仍然是硫酸铜,C正确;
D.高锰酸钾溶液具有强氧化性;能氧化还原性草酸,该实验中草酸体现还原性,D错误;
综上所述答案为C。二、填空题(共5题,共10分)7、略
【分析】【分析】
(1)反应方程式为:2H2O22H2O+O2↑;该反应为不可逆反应,根据图像可知生成的氧气的体积;
(2)反应放出气体体积为气体总体积一半为30mL;根据图像判断需要的时间;
(3)根据影响化学反应速率的因素进行分析解答。
【详解】
(1)由反应方程式2H2O22H2O+O2↑可知;该反应为不可逆反应,在4min后,收集到的气体体积不再增加,说明过氧化氢完全分解,由图像可知,生成氧气的体积为60mL,故答案为:60mL;
(2)由图像可知;当时间进行到约为2min时,生成氧气的体积为30mL,此时生成的氧气为总体积的一半,需要的时间为2min,故答案为:2min;
(3)浓度越大,反应速率越大,反之越小,随着反应进行,过氧化氢的浓度逐渐减小,则速率逐渐减小,故答案为:随着过氧化氢浓度的减小,化学反应速率减小。【解析】①.60mL②.2min③.随着过氧化氢浓度的减小,化学反应速率减小8、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)3h达到平衡后H2C2O4的物质的量为0.12mol,溶液体积为2L,则草酸的平均生成速率为故答案为:0.02。
(2)正反应为气体体积减小的反应;故增大压强,平衡向正反应方向移动,转化率增大;故答案为:增大。
(3)根据图像,乙醛酸产率最高的氧醛比为:0.55;故答案为:0.55。【解析】①.0.02②.增大③.0.559、略
【分析】【分析】
结合溶液中的电离平衡;水解平衡及电荷守恒、物料守恒等分析解题;特别注意温度改变,水的电离平衡常数改变。
【详解】
(1)Na2CO3溶液中存在的水解,溶液呈碱性,且一级水解为主,则Na2CO3溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+);
(2)等浓度的HCN和NaCN混合溶液中存在HCN的电离和CN-的水解,已知HCN的Ka=4.9×10-10,则CN-的水解常数Kh===2.04×10-5>Ka,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,即溶液中c(HCN)>c(Na+)>c(CN-),根据溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),可知c(HCN)+c(H+)>c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-);
(3)25℃时,CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,若测得混合液的pH=6,即c(H+)=10-6mol/L,由于水的离子积为10-14,故c(OH-)=10-8mol/L;根据电荷守恒可知:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L,===18;
(4)某温度时,纯水的pH=6,则该温度下纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,该温度下的离子积常数为10-12,该温度下0.01mol/LNaOH溶液c(H+)=mol/L=10-10mol/L,pH=-lgc(H+)=-lg10-10=10;向该温度下的纯水中加入少量的碳酸钠固体,使溶液pH为9,因促进水电离,则水电离出的c(OH-)=mol/L=10-3mol/L。
【点睛】
考查弱电解质的电离、盐类水解、酸碱混合溶液定性判断等知识点,明确弱酸电离平衡常数与酸性强弱关系、酸碱混合溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,注意(4)中离子积常数计算方法,注意酸溶液中水电离出的c(H+)计算方法。【解析】①.c(Na+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+)②.>③.9.9×10-7mol/L④.18⑤.10⑥.10-3mol/L10、略
【分析】【分析】
根据化学反应速率的计算公式及平衡常数的表达式进行相关计算;分析图像中乙烯的平衡转化率受温度的影响确定反应是放热反应;根据压强对化学平衡的影响分析压强的大小关系;进一步比较相关的化学反应速率的大小;根据影响化学平衡移动的因素及平衡移动原理选择合适的措施。
【详解】
(l)P2时,若起始n(H2O)=n(C2H4)=lmol,容器体积为1L,反应经5min达到a点,由图中信息可知,此时乙烯的转化率为20%,在0~5min时段,乙烯的变化量为0.2mol,则乙醇的变化量也是0.2mol,反应速率v(C2H5OH)为mol/(L∙min)。a点,C2H4、H2O、C2H5OH的平衡浓度分别为0.8mol/L、0.8mol/L、0.2mol/L,a点的平衡常数Ka=
(2)由图中信息可知,乙烯的平衡转化率随着温度的升高而减小,说明温度升高该平衡向逆反应方向移动,故乙烯气相直接水合反应的ΔH<0。C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)该反应正反应方向是气体分子数减小的方向,压强越大,乙烯的平衡转化率越大,由图中信息可知,在相同温度下,P3的转化率大于P2,则P3的压强较大,b点的温度、压强都比a点大,温度越高、压强越大,化学反应速率越大,达到平衡所用的时间越短,因此,相同起始量达到a、b所需要的时间ta>tb。c、d两点对应的温度相同,因为平衡常数只受温度影响,则平衡常数Kc=Kd。
(3)300℃时,要提高乙烯的平衡转化率,应设法让化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理可知,可采取的措施有:增大压强、增大H2O的浓度[或增大n(H2O)与n(C2H4)投料比];及时分离出生成的乙醇。
【点睛】
要注意化学平衡常数只受温度影响,不受压强的影响,温度不变平衡常数不变,此为本题的易错点。【解析】①.0.04②.0.31③.<④.>⑤.=⑥.增大压强⑦.增大H2O的浓度[或增大n(H2O)与n(C2H4)投料比]⑧.及时分离出生成的乙醇11、略
【分析】【分析】
【详解】
根据盖斯定律,①-②-2×③可得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l),因此该反应的△H=[(-638.5kJ·mol-1)-(-283.5kJ·mol-1)-2×44kJ·mol-1]=-443.5kJ·mol-1。【解析】-443.5kJ·mol-1三、判断题(共8题,共16分)12、A【分析】【分析】
【详解】
0.01mol·L-1的KOH溶液的c(OH-)=0.01mol/L,由于在室温下Kw=10-14mol2/L2,所以该溶液中c(H+)=10-12mol/L,故该溶液的pH=12,因此室温下0.01mol·L-1的KOH溶液的pH=12的说法是正确的。13、A【分析】【分析】
【详解】
在任何水溶液中都存在水的电离平衡,水电离产生H+和OH-,根据水电离方程式:H2OH++OH-可知:水电离出的H+和OH-数目相等,由于离子处于同一溶液,溶液的体积相等,因此溶液中c(H+)和c(OH-)相等,所以任何水溶液中水电离出的c(H+)和c(OH-)相等这句话是正确的。14、B【分析】【分析】
【详解】
水的离子积常数只与温度有关,由于温度相同,则纯水和烧碱溶液中的水的离子积常数就相同,认为在25℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等的说法是错误的。15、B【分析】【分析】
【详解】
25℃时,Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14,pH=7溶液为中性,因此pH<7的溶液一定呈酸性;若温度为100℃时,Kw=c(H+)×c(OH-)=10-12,pH=6溶液为中性,因此pH<7的溶液可能呈碱性、中性或酸性,故此判据错误。16、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。17、B【分析】【详解】
稀释能促进盐类水解,但是体积增加幅度更大。因此盐的浓度越低,越促进水解、盐水解产生的氢离子或氢氧根离子浓度也越低、则溶液的酸性或碱性则越弱。则答案是:错误。18、B【分析】【分析】
【详解】
滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,并不一定是酸碱恰好中和的点,故答案为:错误。19、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、有机推断题(共4题,共28分)20、略
【解析】(1)醛基。
(2)正丁酸,
(3)+HNO3+H2O
(4)
(5)
(6)21、略
【分析】【分析】
原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;因为都为主族元素,最外层电子数小于8,所以Y的最外层为3个电子,Q的最外层为4个电子,则Y为硼元素,Q为硅元素,则X为氢元素,W与氢同主族,为钠元素,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,为氧元素。即元素分别为氢、硼、氧、钠、硅。
【详解】
(1)根据分析,Y为硼元素,位置为第二周期第ⅢA族;QX4为四氢化硅,电子式为
(2)①根据元素分析,该反应方程式为
②以稀硫酸为电解质溶液;向两极分别通入气体氢气和氧气可形成原电池,其中通入气体氢气的一极是负极,失去电子;
③外电路有3mol电子转移时,需要消耗1.5mol氢气,则根据方程式分析,需要0.5mol硅化钠,质量为37g。【解析】第二周期第ⅢA族负极37g22、略
【分析】【详解】
(1)A、B、C、E中均有钠元素,根据B的用途可猜想出B为NaHCO3,X为C(碳),能与CO2反应生成NaHCO3的物质可能是Na2CO3或NaOH,但A、B之间能按物质的量之比为1∶1反应,则A是NaOH,E为Na2CO3,能与NaHCO3反应放出无色无味的气体,且这种物质中含有钠元素,则C只能为Na2O2,D为O2,结合题设条件可知F为Fe,G为Fe3O4。
(2)Na2O2中Na+与以离子键结合,中O原子与O原子以共价键结合,其电子式为
(3)Fe3O4中含有Fe2+和Fe3+,Fe2+被稀HNO3氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)D→G反应为3Fe+2O2Fe3O4,转移4mol电子时释放出akJ热量,则转移8mol电子放出2akJ热量,则其热化学反应方程式为:3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol。
(5)N2在阴极上得电子发生还原反应生成NH3:N2+6H++6e−2NH3。【解析】①.NaOH②.Fe③.④.3Fe3O4+28H++9Fe3++NO↑+14H2O⑤.3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH=−2akJ/mol⑥.N2+6H++6e−2NH323、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠(碳酸氢钠),再与硫酸反应生成硫酸钠,①常用作泡沫灭火器的是NaHCO3,故为乙;②浓度相同的碳酸氢钠溶液和硫酸钠溶液中,HCO3-水解;故乙溶液中水的电离程度大;
(2)金属铝是13号元素,核外电子排布为2、8、3②n(Al)=n(NaOH)时,生成偏铝酸钠,根据方程式:2NaAlO2+4H2SO4=Na2SO4+Al2(SO4)3+4H2O可知,NaAlO2与H2SO4的物质的量之比为1:2,符合题意,故丙的化学式是Al2(SO4)3;
(3)若甲是氯气,与氢氧化钠生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;用方程式①-②,得TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=-81-(-221)=+140kJ·mol-1;③根据电荷守恒可得到:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+2c(SO42-);其中,溶液显中性即c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=c(ClO-)+2c(SO42-);又根据物料守恒可得到:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),即c(ClO-)=c(Na+)-2c(SO42-)、c(HClO)=c(Na+)-c(ClO-)=c(Na+)-[c(Na+)-2c(SO42-)]=2c(SO42-);Ka=
=()×10-5;【解析】乙乙Al2(SO4)3Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OTiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ·mol-1()×10-5五、计算题(共1题,共3分)24、略
【分析】【详解】
(1)根据三段式可知。
所以求该反应的平衡常数
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol;则根据三段式可知。
因此解得x=0.01,因此达到化学平衡状态时各物质的浓度c(H2)=c(I2)=0.01mol/L,c(HI)=0.02mol/L。【解析】①.4②.c(H2)=c(I2)=0.01mol/L,c(HI)=0.02mol/L六、工业流程题(共4题,共36分)25、略
【分析】【分析】
铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]中加入碳酸钠并通入氧气,高温下将Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4,同时生成CO2,将得到的固体溶于水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫酸酸化,硫酸和Na2CrO4反应生成Na2Cr2O7和硫酸钠,通过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到固体a和溶液a;另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S发生氧化还原反应,铬元素转化为Cr(OH)3沉淀,过滤后灼烧Cr(OH)3得到Cr2O3;可以利用热还原法制备金属铬,以此来解答。
【详解】
(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是Fe3O4,合理选项是c;Fe3O4是一种特殊的氧化物,可表示为FeO·Cr2O3,则其与HCl反应会产生FeCl2、FeCl3和水,则其与盐酸反应的离子方程式为:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(2)铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2将其写成氧化物的形式,根据元素的原子个数比不变,元素化合价不变,则其可表示为:FeO·Cr2O3;
在高温氧化时可以提高化学反应速率的方法有将固体磨碎或不断搅拌;
(3)Na2CrO4中加入硫酸酸化,二者反应产生Na2Cr2O7和硫酸钠,反应的离子方程式为:2+2H+=+H2O;
操作a是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法;名称为过滤。在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有烧杯;漏斗、玻璃棒;
(4)在化合物Na2CrO4中;Na元素化合价为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知:铬元素化合价为+6价;
根据反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2中,反应中铬元素由+3价升高为+6价,铁元素由+2价升高为+3价,1molFe(CrO2)2被氧化产生2molNa2CrO4转移7mol电子,则生成1molNa2CrO4时转移3.5mol电子;
(5)发生离子反应:+Ba2+⇌BaCrO4↓,根据题意的浓度降至5.0×10-7mol/L以下才能排放,则Ksp(BaCrO4)=c(Ba2+)×c()=5.0×10-7×c(Ba2+)=1.2×10-10,解得:c(Ba2+)=2.4×10-4mol/L,即Ba2+的浓度应大于2.4×10-4mol/L时,废水处理后达到国家标准才能排放。【解析】cFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OFeO·Cr2O3将固体磨碎或不断搅拌2+2H+=+H2O烧杯、漏斗、玻璃棒+63.52.4×10-426、略
【分析】【分析】
由题给流程可知;废旧锂电池拆分去壳后用碱液浸泡,电池中的铝与碱液反应生成偏铝酸根离子和氢气,过滤得到含有偏铝酸根离子的滤液和含有钴酸锂和铜的滤渣;向滤渣中加入稀硫酸和过氧化氢溶液,铜与稀硫酸;过氧化氢溶液反应生成硫酸铜和水,钴酸锂与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸锂、硫酸钴、氧气和水,过滤得到含有硫酸铜、硫酸锂、硫酸钴的滤液;向滤液中加入草酸铵,草酸铵与溶液中钴离子反应生成二水草酸钴沉淀,过滤得到草酸钴沉淀和含有硫酸铜、硫酸锂的滤液;二水草酸钴在空气中煅烧得到四氧化三钴;向滤液中加入RH和煤油的混合溶液萃取溶液中的铜离子,分液得到硫酸锂溶液和含有铜离子的有机溶液;向有机溶液中加入反萃取剂萃取溶液中的铜离子,分液得到硫酸铜溶液,硫酸铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到五水硫酸铜晶体;向硫酸锂溶液中加入碳酸钠溶液,使硫酸锂转化为碳酸锂沉淀,过滤得到碳酸锂,使碳酸锂和四氧化三钴在氧气中高温反应生成钴酸锂。
【详解】
(1)由分析可知;碱浸泡用来除去废旧电池中的铝,使铝与碱液反应生成偏铝酸根离子和氢气;适当升温;提高碱液浓度、搅拌、振荡等措施可以提高铝的去除率,故答案为:Al(铝);适当升温、提高碱液浓度;
(2)钴酸锂与过氧化氢发生的反应为钴酸锂与稀硫酸、过氧化氢溶液反应生成硫酸锂、硫酸钴、氧气和水,反应的离子方程式为故答案为:
(3)由题意可知,草酸铵溶液呈酸性,草酸钠溶液呈碱性,若用草酸钠溶液,由溶液pH为8.35可知,溶液中的浓度熵Qc=c(Co2+)c2(OH—)=0.1mol/L×(mol/L)2=10—12.3>会生成氢氧化亚钴沉淀,则向“滤液2”中加入草酸铵溶液,不加入草酸钠溶液的目的是防止生成氢氧化亚钴沉淀溶液的pH为8.35,容易产生杂质,故答案为:溶液的pH为8.35,容易产生杂质;
(4)萃取时用到的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯;由分液后得到硫酸铜溶液可知,向有机层中加入反萃取剂为稀硫酸,故答案为:烧杯;分液漏斗;
(5)由图可知,碳酸锂的溶解度随温度升高而降低,为防止温度降低,碳酸锂重新溶解,则进入碳酸钠溶液后应加热溶液,趁热过滤得到碳酸锂沉淀,故答案为:加热溶液,趁热过滤。【解析】Al(铝)适当升温、提高碱液浓度溶液的pH为8.35,容易产生杂质烧杯分液漏斗加热溶液,趁热过滤27、略
【分析】【分析】
菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3),所以加入硫酸进行酸浸,酸浸后得到的溶液中含Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Al3+等;结合已知中Ksp[Fe(OH)
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