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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人民版選修4化學下冊階段測試試卷965考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、有下列兩個反應:a.C2H2(g)+H2(g)===C2H4(g)ΔH<0
b.2CH4(g)===C2H4(g)+2H2(g)ΔH>0。根據(jù)上述變化;判斷以下幾個熱化學方程式:
①C(s)+2H2(g)===CH4(g)ΔH=-1/2Q1kJ/mol
②2C(s)+H2(g)===C2H2(g)ΔH=-Q2kJ/mol
③2C(s)+2H2(g)===C2H4(g)ΔH=-Q3kJ/mol,其中Q1、Q2、Q3從大到小的順序是A.Q1>Q3>Q2B.Q1>Q2>Q3C.Q2>Q1>Q3D.Q3>Q2>Q12、根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)及相關物質(zhì)結構知識可知:
反應1:
反應2:
反應1和反應2的反應熱分別為。
化學鍵Si—ClH—HSi—SiH—ClO=OSi—O鍵能/(kJ?mol-1)360436176431498460
A.B.C.D.3、某溫度下,在一個2L的恒容密閉容器中,加入4molA和2molB進行反應:3A(g)+2B(g)4C(?)+2D(?),反應一段時間后達到平衡,測得生成1.6molC,且反應的前后壓強之比為5:4(相同的溫度下測量),則下列說法正確的是()A.該反應的化學平衡常數(shù)表達式是K=B.此時,B的平衡轉化率是20%C.增大該體系的壓強,平衡向右移動,化學平衡常數(shù)增大D.增加C,B的平衡轉化率不變4、能促進水的電離,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的操作是。
①將水加熱煮沸②向水中投入一小塊金屬鈉③向水中通CO2④向水中加入明礬晶體⑤向水中加NaHCO3固體⑥向水中加NaHSO4固體⑦向水中加NH4Cl固體A.①②④⑤B.①⑤⑦C.③④⑥D.④⑦5、下列事實:①NaHSO4溶液呈酸性;②長期使用化肥(NH4)2SO4會使土壤酸性增大,發(fā)生板結;③配制CuCl2溶液,用稀鹽酸溶解CuCl2固體;④NaHS溶液中c(H2S)>c(S2-);⑤氯化銨溶液可去除金屬制品表面的銹斑。其中與鹽類的水解有關的敘述有()A.6項B.5項C.3項D.4項6、常溫下將鹽酸溶液滴加到聯(lián)氨的水溶液中,混合溶液中的微粒的物質(zhì)的量分數(shù)隨變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是。
A.B.溶液中C.反應的D.溶液中存在7、Hg是水體污染的重金屬元素之一。水溶液中的二價汞的主要存在形態(tài)與Cl-、OH-的濃度關系如圖所示[圖中涉及的物質(zhì)或粒子只有Hg(OH)2為難溶物,粒子濃度很小時常用負對數(shù)表示,如pH=-lgc(H+),pCl=-1gc(Cl-)]:
下列說法中錯誤的是A.Hg(NO3)2固體溶于水通常會出現(xiàn)渾濁B.海水Cl-的濃度大于0.1mol/L,則其中汞元素的主要存在形態(tài)是Hg(OH)2C.少量Hg(NO3)2溶于0.001moL/L鹽酸后得到澄清透明溶液D.已知Ksp(HgS)=1.6×10-52,當c(S2-)=1×10-5mo/L時,c(Hg2+)=1.6×10-47mo/L評卷人得分二、填空題(共5題,共10分)8、根據(jù)下列敘述寫出相應的熱化學方程式:
(1)已知16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量;該反應燃燒的熱化學方程式是。
____________________________________________________
(2)如圖是298K時N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖。該反應的熱化學方程式為:_________________________________。9、碳是形成化合物種類最多的元素;其單質(zhì)及形成的化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。
(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成物質(zhì)N,其能量變化如圖所示。則M、N相比,較穩(wěn)定的是_____(填“M”或“N”)。
(2)已知:C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=bkJ·moL-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH3=ckJ·moL-1,則C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=____(用a、b、c表示)kJ·moL-1。
(3)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反應熱ΔH=____。
化學鍵C—HC—FH—FF—F鍵能(kJ·mol-1)41448956515510、2018年,美國退出了《巴黎協(xié)定》實行再工業(yè)化戰(zhàn)略,而中國卻加大了環(huán)保力度,生動詮釋了我國負責任的大國形象。近年我國大力加強溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術的工業(yè)化量產(chǎn)研究;實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41.1kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ?mol-1
寫出CO2催化氫化合成甲醇的熱化學方程式:_______。
(2)為提高CH3OH產(chǎn)率,理論上應采用的條件是_______(填字母)。
a.高溫高壓b.低溫低壓c.高溫低壓d.低溫高壓。
(3)250℃、在恒容密閉容器中由CO2(g)催化氫化合成CH3OH(g),下圖為不同投料比[n(H2)/n(CO2)]時某反應物X平衡轉化率變化曲線。
①反應物X是_______(填“CO2”或“H2”)。
②判斷依據(jù)是_______。
(4)250℃、在體積為2.0L的恒容密閉容器中加入6molH2、2molCO2和催化劑,10min時反應達到平衡,測得c(CH3OH)=0.75mol·L-1。
①前10min的平均反應速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②化學平衡常數(shù)K=_______。
③催化劑和反應條件與反應物轉化率和產(chǎn)物的選擇性有高度相關??刂葡嗤读媳群拖嗤磻獣r間,四組實驗數(shù)據(jù)如下:。實驗編號溫度(K)催化劑CO2轉化率(%)甲醇選擇性(%)A543Cu/ZnO納米棒12.342.3B543Cu/ZnO納米片11.972.7C553Cu/ZnO納米棒15.339.1D553Cu/ZnO納米片12.070.6
根據(jù)上表所給數(shù)據(jù),用CO2生產(chǎn)甲醇的最優(yōu)選項為_______(填字母)。11、室溫下,用0.10mol·L-1KOH溶液滴定10.00mL0.10mol·L-1H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲線如圖(混合溶液的體積可看成混合前溶液的體積之和)。請回答下列問題:
(1)點①所示溶液中,Kw=__________。
(2)點②所示溶液中的電荷守恒式為______________________________________。
(3)點③所示溶液中存在________種平衡。
(4)點④所示溶液中的物料守恒式為0.10mol·L-1=___________________________。
(5)點⑤所示溶液中各離子濃度的大小順序為________________________________。
(6)上述5點所示溶液中,水的電離程度最大的是_______,最小的是________(用序號回答)。12、弱電解質(zhì)在水溶液中的電離狀況可以進行定量計算和推測。
(1)25℃時兩種酸的電離平衡常數(shù)如表所示。
①25℃時,0.100mol·L-1的NaA溶液中H+、OH-、Na+、A-、HA的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:_______。pH=8的NaA溶液中由水電離出的c(OH-)=_______mol·L-1。
②25℃時,0.100mol·L-1的NaHB溶液pH_______7,理由是_______。
③25℃時,向0.100mol·L-1的Na2B溶液中滴加足量0.100mol·L-1的HA溶液,反應的離子方程式為_______。
(2)已知25℃時,向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液;各含磷微粒的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH變化的關系如圖所示。
①25℃,pH=3時溶液中c(H3PO4)∶c(H2PO)=_______。
②當溶液pH由11到14時,所發(fā)生反應的離子方程式為:_______。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)13、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、計算題(共1題,共10分)14、由含碘廢水制取碘酸鉀的一種工藝如下:
“制KI(aq)”時,該溫度下水的離子積為Kw=1.0×10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×10-15。為避免0.9mol·L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成膠狀物吸附I-,起始加入K2CO3必須保持溶液的pH不大于______。評卷人得分五、工業(yè)流程題(共2題,共14分)15、2020年12月,嫦娥五號“探月”任務正在進行當中,本次任務將實現(xiàn)中國首次月球無人采樣返回,助力深化月球成因和演化歷史等科學探究,時隔n年,人類再一次成功取得月球樣本,中國成為人類第三個獲取月球樣本的國家。電源是航天器在廣袤太空中持續(xù)運行的重要支撐,嫦娥五號采用的是鈷酸鋰電源,以鈷酸鋰為正極材料所制備的鋰離子電池,具有重量輕,比能量高,工作電壓高,放電平衡、壽命長等特點。從廢舊鈷酸鋰離子電池的正極材料(在鋁箔上涂覆活性物質(zhì)LiCoO2)中;回收鈷;鋰的操作流程如圖所示:
回答下列問題。
(1)“過濾”所得濾液用鹽酸處理可得到氫氧化鋁,該反應的離子方程式為_______;
(2)LiCoO2中Co的化合價為_______,“酸浸”時主要反應的離子方程式為_______;若將硫酸、Na2S2O3溶液用一定濃度的鹽酸替代,也可以達到“酸浸”的目的,但會產(chǎn)生_______(填化學式)污染環(huán)境。
(3)“沉鈷”后溶液中c(CO2+)=_______。(已知:Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15)
(4)根據(jù)下圖判斷:“沉鋰”中獲得Li2CO3固體的操作主要包括_______、_______、洗滌、干燥等步驟。證明Li2CO3固體已洗滌干凈的實驗方法_______。
16、膽礬是一種重要的含銅化合物,某課外研究小組用粗銅(含少量)通過不同的化學反應制取膽礬的過程如圖:
物質(zhì)完全沉淀時的pHFe(OH)33.2Fe(OH)29.6Cu(OH)26.4
當溶液中被沉淀離子的物質(zhì)的量濃度小于時;認為該離子沉淀完全。
試回答下列問題:
(1)下列物質(zhì)中,最適合作為試劑X的是________(填序號)。
A.B.C.D.
(2)由粗銅通過兩種途徑制取膽礬,與途徑Ⅱ相比,途徑Ⅰ有明顯的兩個優(yōu)點,分別是______________、____________________。
(3)試劑Y可以是______________________(任填一種物質(zhì)的化學式)。
(4)若溶液C中的濃度分別為則向溶液C中加入少量試劑Y的過程中應控制溶液C的pH范圍約為________。
(5)氫化亞銅是一種紅色固體,40~50℃時,濾液E和溶液混合反應可得氫化亞銅沉淀,同時得到硫酸和磷酸,該反應的離子方程式為___________________________________,該反應每轉移1.5個電子,生成CuH的物質(zhì)的量為________mol。
(6)納米氧化亞銅是一種用途廣泛的光電材料,電化學法可用銅棒和石墨作電極,電解濾液E獲得納米氧化亞銅,電解過程中無氣體產(chǎn)生,則銅棒作________極,生成的電極反應式為______________________,電解過程中濾液E的濃度____________(填“增大”“不變”或“減小”)。
(7)得到晶體,乙醇代替蒸餾水洗滌晶體的目的是______________。評卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共4分)17、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五種短周期元素;其原子序數(shù)依次增大。
①W的氫化物與W最高價氧化物對應水化物反應生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高價氧化物對應水化物之間兩兩反應均可生成鹽和水。
③常溫下,Q的最高價氣態(tài)氧化物與化合物X2O2發(fā)生反應生成鹽乙。
請回答下列各題:
(1)甲的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M為金屬元素,方程式未配平)由上述信息可推測Z在周期表中位置為________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的難溶半導體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時生成NO。寫出此反應的離子方秳式_____________________________。參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、A【分析】【分析】
【詳解】
當溫度降低時,反應a的平衡向正反應方向移動,說明該反應正向為放熱反應,△H<0,反應b的平衡向逆反應方向移動;說明該反應正向為吸熱反應,△H>0;
①C(s)+2H2(g)?CH4(g)△H=-1/2Q1kJ/mol;
②2C(s)+H2(g)?C2H2(g)△H=-Q2kJ/mol;
③2C(s)+2H2(g)?C2H4(g)△H=-Q3kJ/mol;
利用蓋斯定律,③-②,得到C2H2(g)+H2(g)?C2H4(g)△H=Q2-Q3,與題干中的a中的方程式一樣,而a中的反應為放熱反應,則Q2-Q3<0,所以Q2<Q3;同理:③-①×2,得到2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)△H=Q1-Q3,與題干中的b中的方程式一樣,而b中的反應為吸熱反應,則Q1-Q3>0,所以Q1>Q3;因此Q1、Q2、Q3從大到小的順序是Q1>Q3>Q2;
綜上所述,本題選A。2、A【分析】【詳解】
根據(jù)反應熱=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,則反應1:的反應2:的綜上所述,A項正確。3、D【分析】【分析】
反應前后壓強之比為5:4;故反應后氣體總物質(zhì)的量變?yōu)?.8mol,結合生成1.6molC,可推知D為氣體,C為固體或液體。
【詳解】
A.由因C為非氣體,則不能出現(xiàn)在K的表達式中,則化學平衡常數(shù)故A錯誤;
B.生成1.6molC時,反應的B的物質(zhì)的量為0.8mol,則B的平衡轉化率為故B錯誤;
C.由于溫度沒變;化學平衡常數(shù)不變,故C錯誤;
D.由于C為非氣體;增加C對平衡沒影響,B的平衡轉化率不變,故D正確;
故選D。
【點睛】
該題首先要判斷C和D的狀態(tài),可以根據(jù)差量法,根據(jù)總的物質(zhì)的量變化與生成C的物質(zhì)的量之比可判斷反應前后氣體系數(shù)減小了3,故D為氣體,C為非氣體(固體和純液體)。4、D【分析】【分析】
影響水的電離的因素:溫度;同離子效應,所加物質(zhì)的酸堿性等。
【詳解】
①加熱時促進水的電離,但是氫離子和氫氧根濃度依然相等,故①錯誤;
②加入金屬鈉,和水電離出的氫離子反應生成氫氧化鈉和氫氣,使水的電離向右移動,堿性增強,c(H+)-),故②錯誤;
③二氧化碳溶于水形成碳酸,溶液中的c(H+)>c(OH-),酸對水的電離起抑制作用,故③錯誤;
④向水中加入明礬,鋁離子水解對水的電離起促進作用,電離后的溶液顯酸性,溶液中的c(H+)>c(OH-),故④正確;
⑤向水中加入NaHCO3固體,碳酸氫鈉中的碳酸氫根水解顯堿性,使溶液中的,c(H+)-),故⑤錯誤;
⑥向水中加NaHSO4固體;硫酸氫鈉在水中完全電離出鈉離子;氫離子、硫酸根離子,氫離子對水的電離起抑制作用,故⑥錯誤;
⑦向水中加NH4Cl固體,NH4+與水電離出的OH-結合生成一水合氨弱電解質(zhì),促進水的電離,使水的電離向右移動,酸性增強,c(H+)>c(OH-),故⑦正確。
答案選D。
【點睛】
本題主要考查外界條件對水的電離平衡的影響,請按如下思路完成本題的解答:本題涉及到哪些條件對水的電離平衡的影響?各自對水的電離平衡如何影響?結果如何(c(H+)與c(OH-)相對大?。??歸納酸、堿、鹽對水的電離平衡的影響。5、D【分析】【詳解】
①NaHSO4溶液呈酸性,是因為NaHSO4=Na++H++SO42-;與鹽類水解無關;
②(NH4)2SO4電離生成的NH4+發(fā)生水解生成H+;會使土壤酸性增大,與鹽類水解有關;
③配制CuCl2溶液,用稀鹽酸溶解CuCl2固體,主要是為了抑制Cu2+水解;與鹽類水解有關;
④NaHS溶液中,因為HS-+H2OH2S+OH-強于HS-S2-+H+,所以c(H2S)>c(S2-);
⑤氯化銨在溶液中水解生成H+;可與金屬制品表面的銹斑反應,與鹽類水解有關;
綜合以上分析,②③④⑤都與水解有關。故選D。6、C【分析】【詳解】
A.當溶液中c(N2H4)=c(N2H5+)時,溶液的pOH=6.0,則Kb1==10-6;故A正確;
B.N2H5+的水解平衡常數(shù)為Ka2===10-8>Kb2,則N2H5Cl溶液呈酸性,所以溶液中c(H+)>c(OH-);故B正確;
C.Kb1=Kb2=反應N2H62++N2H4=2N2H5+的化學平衡常數(shù)表達式為K====109,所以pK=-lgK=-9.0;故C錯誤;
D.N2H5Cl溶液中存在電荷守恒:c(OH-)+c(Cl-)=c(H+)+c(N2H5+)+2c(N2H62+);故D正確;
答案選C。7、B【分析】【詳解】
Hg2+在pH在3—14時,以Hg(OH)2的形式存在,故Hg(NO3)2固體溶于水(pH=7)通常會出現(xiàn)渾濁,故A錯誤;海水Cl-的濃度等于0.1mol/L時,pCl=-1gc(Cl-)=1,若Cl-的濃度大于0.1mol/L,pCl為更小,查圖可知,Hg2+以HgCl42—離子形式存在,故B錯誤;0.001moL/L鹽酸中pH=3,pCl=3,查圖可知,Hg2+主要存在形式為HgCl2,溶液為澄清透明,故C正確;Ksp(HgS)=c(S2-)c(Hg2+)=1.6×10-52,當c(S2-)=1×10-5mo/L時,c(Hg2+)=Ksp(HgS)/c(S2-)=1.6×10-52/1×10-5mo/L=1.6×10-47mo/L,故D正確。二、填空題(共5題,共10分)8、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)燃燒反應為放熱反應;16g固體硫是0.5mol,所以反應燃燒的熱化學方程式是S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-296.8kJ·mol-1;
(2)由圖可知,反應物的總能量大于生成物總能量,反應放熱;反應放出的能量是600kJ-508kJ=92kJ,故熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。【解析】S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJ·mol-1N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-19、略
【分析】【分析】
(1)M轉化為N是吸熱反應;所以N的能量高,不穩(wěn)定;
(2)燃燒熱是1mol可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量;根據(jù)蓋斯定律來回答;
(3)化學反應的焓變可以用反應物和生成物的鍵能計算;依據(jù)△H=反應物鍵能之和?生成物鍵能之和計算得到。
【詳解】
(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成N,:△H=+88.6kJ?mol?1;過程是吸熱反應,N暗處轉化為M,是放熱反應,能量越低越穩(wěn)定,說明M穩(wěn)定,故答案為:M;
(2)將已知反應依次編號為①、②、③,由蓋斯定律可知2×①+②+③]×得到熱化學方程式C(s)+O2(g)=CO2(g),則△H=△H1+=a+故答案為:a+
(3)由反應熱△H=反應物鍵能之和?生成物鍵能之和,結合圖表中鍵能數(shù)據(jù)可知△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol?(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=?1940kJ/mol,故答案為:?1940kJ/mol。【解析】Ma+-1940kJ·mol-110、略
【分析】【分析】
本題主要考查化學平衡的移動;
(1)考查蓋斯定律;將兩個熱化學方程相加即可;
(2)考查化學平衡移動;
(3)考查反應物的平衡轉化率;及影響因素;
(4)考查化學反應速率;化學平衡常數(shù)、產(chǎn)物的選擇性。
【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將兩個熱化學方程式相加可得:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/mol;
(2)根據(jù)熱化學方程式可知,生成CH3OH的方向是放熱反應方向,也是氣體體積減小的方向,故要想提高CH3OH的產(chǎn)率;需要降溫高壓,故合理選項為d;
(3)觀察圖中的橫坐標,其物理量為若假設n(CO2)為定值,則X的轉化率隨n(H2)的增大而增大,則X為CO2;
(4)①在同一容器中,CH3OH的濃度變化量為0.75mol·L-1,則有(單位:mol·L-1):。3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)3111起始3100轉化2.250.750.750.75平衡0.750.250.750.75
H2的濃度變化量為2.25mol·L-1,則前10min的平均反應速率v(H2)=0.225mol·L-1;
②K==
③選擇性是指產(chǎn)物的專一性,在一個化學反應中若有多個產(chǎn)物,其中某一產(chǎn)物是目標產(chǎn)物,若這個物質(zhì)的產(chǎn)率越高,說明該反應的選擇性越好。觀察四組數(shù)據(jù),相比之下,BD的選擇性很高,且B的CO2轉化率比D稍低些,但是B的CH3OH的選擇性高出了不少,故最佳選項為B?!窘馕觥?H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/moldCO2恒容密閉容器中,其他條件相同時,增大n(H2)/n(CO2),相當于c(CO2)不變時,增大c(H2),平衡正向移動,使CO2的轉化率增大,而H2轉化率降低0.2255.33(或16/3)B11、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)水的離子積只受溫度影響;溫度不變,水的離子積不變分析;
(2)根據(jù)溶液中存在的離子寫出電荷守恒式;
(3)根據(jù)點③時兩溶液恰好完全反應生成了KHC2O4分析;
(4)根據(jù)點④所示的溶液的體積25mL計算出溶液中各組分的濃度;
(5)根據(jù)點⑤所示的溶液中,溶質(zhì)只有K2C2O4分析各離子濃度的大?。?/p>
(6)根據(jù)H2C2O4的存在會抑制水的電離,而K2C2O4的存在會促進水的電離判斷。
【詳解】
(1)在任何的溶液中均存在水的離子積常數(shù),室溫下水的離子積為:KW=1×10-14,故答案為:1×10-14;
(2)溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數(shù)一定等于陰離子所帶的負電荷總數(shù),即c(H+)+c(K+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-),故答案為:c(H+)+c(K+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-);
(3)點③時兩溶液恰好完全反應生成了KHC2O4,因此存在KHC2O4的電離平衡和水解平衡;還有水的電離平衡,總共存在3種平衡,故答案為:3;
(4)點④所示的溶液的體積25mL,根據(jù)物料守恒:c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)=0.10mol/L×=0.04mol/L;c(K+)=0.10mol/L×=0.06mol/L,所以0.10mol?L-1=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)+c(K+),故答案為:c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)+c(K+);
(5)點⑤所示的溶液中,溶質(zhì)只有K2C2O4,水解后溶液顯示堿性,離子濃度大小關系為:c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+),故答案為:c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+);
(6)H2C2O4的存在會抑制水的電離,而K2C2O4的存在會促進水的電離,所以水的電離程度最大的是K2C2O4濃度最大的⑤,水的電離程度最小的是H2C2O4的濃度增大的①;故答案為:⑤;①。
【點睛】
明確混合溶液中溶質(zhì)成分及其性質(zhì)是解本題關鍵,注意(4)中物料守恒的靈活運用,(4)為解答易錯點。【解析】(無特殊說明每空2分)1.0×10-14c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-)(3分)3c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)c(K+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+)(3分)⑤①12、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)題給數(shù)據(jù)可知,HA、H2B是弱酸,由于Ka1(H2B)>Ka1(HA)>Ka2(H2B),所以,酸性強弱關系為:H2B>HA>HB-。
(2)分析圖可知,向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液,H3PO4的含量逐漸下降,H2PO4-先增大后減小,HPO42-也是先增大后減小,PO43-一直增大;pH=2時,H3PO4和H2PO4-含量相等,pH=7.1時,H2PO4-和HPO42-含量相等,pH=12.2時,HPO42-和PO43-含量相等;這些信息可用于電離常數(shù)的計算。可在此基礎上解各小題。
【詳解】
(1)①根據(jù)題意可知,HA是弱酸,所以A-會水解:A-+H2O?HA+OH-,使溶液顯堿性,但水解微弱;加上其它的水的電離,有c(OH-)>c(HA),所以各粒子物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:Na+、A-、OH-、HA、H+;NaA溶液中的c(OH-)均由水電離,所以,溶液中由水電離出的c(OH-)=10-14-10-8。答案為:Na+、A-、OH-、HA、H+;10-6;
②Ka1(H2B)×Ka2(H2B)=10-2×10-6=10-8>Kw,所以,HB-的電離程度大于其水解程度,NaHB溶液顯酸性,pH<7。答案為:<;HB-的電離程度大于其水解程度;
③根據(jù)分析可知,酸性強弱關系為:H2B>HA>HB-。根據(jù)強酸制弱酸的規(guī)律,HA和Na2B溶液能反應生成HB-,但不能生成H2B,所以反應為:HA+B2-=A-+HB-。答案為:HA+B2-=A-+HB-;
(2)①根據(jù)分析可知,pH=2時,H3PO4和H2PO4-含量相等,則Ka1(H3PO4)==c(H+)=10-2,則pH=3時有:10-2=c(H3PO4)∶c(H2PO4-)=1∶10;
②由圖可知,當溶液pH由11到14時,所發(fā)生的變化主要是HPO42-→PO43-,所以該反應的離子方程式為:HPO42-+OH-=PO43-+H2O,答案為:HPO42-+OH-=PO43-+H2O。
【點睛】
二元弱酸H2A的酸式酸根離子HA-的水解與電離程度比較:若Ka1Ka2>Kw,則電離>水解,其強堿鹽(如NaHA)溶液顯酸性;若Ka1Ka2<Kw,則電離<水解,其強堿鹽(如NaHA)溶液顯堿性?!窘馕觥竣?Na+、A-、OH-、HA、H+②.10-6③.<④.HB-的電離程度大于其水解程度⑤.HA+B2-=A-+HB-⑥.1∶10(或0.1)⑦.HPO42-+OH-=PO43-+H2O三、判斷題(共1題,共2分)13、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯;【解析】錯四、計算題(共1題,共10分)14、略
【分析】【分析】
根據(jù)流程:含碘廢水中加入二氧化硫和硫酸銅發(fā)生發(fā)應:2SO2+I2+2Cu2++4H2O═2CuI↓+SO42-+8H+制備CuI(s),過濾,濾液1含硫酸,向濾渣中加入鐵粉、水,發(fā)生反應:2CuI+Fe=2Cu+FeI2,制得FeI2(aq),過濾得到的濾渣1為Fe和Cu,濾液中加入碳酸鉀發(fā)生反應:K2CO3+FeI2=FeCO3↓+2KI,濾渣2為FeCO3,酸性條件下,KI、過氧化氫發(fā)生氧化還原反應:2I-+2H++H2O2=H2O+I2生成碘單質(zhì),濾液2含有硫酸鉀,碘單質(zhì)、氯氣、KOH發(fā)生反應5Cl2+I2+12OH-═2IO3-+10Cl-+6H2O,得到含有KIO3的溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮,降溫結晶得到KIO3晶體;根據(jù)Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)?c2(OH-)=9.0×10-15,Kw=c(H+)?c(OH-)=1.0×10-13;計算溶液的氫離子濃度,進而得到pH值。
【詳解】
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)?c2(OH-)=9.0×10-15,現(xiàn)測得溶液中c(FeI2)為0.9mol?L-1,c(Fe2+)=0.9mol?L-1,則c(OH-)==10-7mol/L,此溫度下,Kw=1.0×10-13,c(H+)==10-6mol/L,pH=-lg10-6=6.0。
【點睛】
本題易錯點是注意題目中提供的水的離子積常數(shù),不要把水的離子積常數(shù)當中1.0×10-14?!窘馕觥?.0五、工業(yè)流程題(共2題,共14分)15、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)題中信息可知,正極材料主要由Al、LiCoO2構成,LiCoO2不能夠和NaOH溶液發(fā)生反應,因此“堿浸”過程中產(chǎn)生的氣體為Al和NaOH溶液反應生成的H2,“過濾”所得濾液中的主要成分為NaAlO2,其和鹽酸反應能夠得到Al(OH)3,反應的離子方程式為:AlO+H++H2O=Al(OH)3↓,故答案為:AlO+H++H2O=Al(OH)3↓。
(2)LiCoO2中鋰元素化合價為+1,氧元素為-2,所以Co的化合價為+3;“酸浸”時的反應物為LiCoO2、硫酸和Na2S2O3,根據(jù)“沉鈷”的產(chǎn)物為Co(OH)2可判斷,反應后Co元素的化合價從+3降低為+2,根據(jù)氧化還原反應規(guī)律以及工藝中最后可得到Na2SO4·10H2O的副產(chǎn)品,可知S元素的化合價升高,因此Na2S2O3是反應的還原劑,由上述分析可知“酸浸”時主要反應的離子方程式為8LiCoO2+22H++S2O=8Li++8Co2++2SO+11H2O;若將硫酸、Na2S2O3溶液用一定濃度的鹽酸替代,可知該情況下鹽酸為還原劑,其和LiCoO2發(fā)生氧化還原反應會生成污染環(huán)境的Cl2;故答案為:+3;8LiCoO2+22H++S2O=8Li++8Co2++2SO+11H2O;Cl2;
(3)“沉鈷”產(chǎn)物為Co(OH)2,為了不引入別的雜質(zhì),同時達到沉淀Co2+的目的,應該加入NaOH溶液或NaOH固體,由流程圖可知,當溶液的pH=9.5時,Co2+會完全沉淀,此時溶液中c(OH-)=mol/L=10-4.5mol/L,由Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15可知“沉鈷”后溶液中c(Co2+)==1.09×10-6mol/L,故答案為:1.09×10-6mol/L。
(4)分析溶解度曲線可知Li2CO3微溶,其溶解度隨溫度的升高而降低,為了提高鋰元素的回收率,應該采用蒸發(fā)濃縮,并在較高溫度下趁熱過濾等操作;由于固體表面有硫酸根,證明Li2CO3固體已洗滌干凈的實驗方法為取適量最后一次洗滌的流出液于一試管,向試管中加入適量的氯化鋇,沒有白色沉淀生成,說明已經(jīng)洗凈;故答案為:蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾;取適量最后一次洗滌的流出液于一試管,向試管中加入適量的氯化鋇,沒有白色沉淀生成,說明已經(jīng)洗凈?!窘馕觥竣?AlO+H++H2O=Al(OH)3↓②.+3③.8LiCoO2+22H++S2O=8Li++8Co2++2SO+11H2O④.Cl2⑤.1.09×10-6mol/L⑥.蒸發(fā)濃縮⑦.趁熱過濾⑧.取適量最后一次洗滌的流出液于一試管,向試管中加入適量的氯化鋇,沒有白色沉淀生成,說明已經(jīng)洗凈16、略
【分析】【分析】
分析由粗銅(含少量Fe)通過不同的化學反應制取膽礬的流程圖可知,由粗銅通過兩種途徑制取膽礬,途徑Ⅰ中,銅在空氣中加熱生成CuO,同時鐵生成Fe3O4,固體A為CuO和Fe3O4的混合物,加入足量的稀硫酸,固體A溶解生成硫酸銅、溶液中還含有Fe2+、Fe3+,從后續(xù)分離步驟分析,試劑X應為氧化劑,其作用是將Fe2+氧化為Fe3+,便于后面形成Fe(OH)3除去,試劑Y的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+沉淀;途徑II銅直接和濃硫酸加熱反應,生成硫酸銅、水和二氧化硫,鐵也被氧化成Fe3+;得到溶液C,經(jīng)分離得到膽礬,可以據(jù)此解答。
【詳解】
(1)根據(jù)以上分析,試劑X應為氧化劑,其作用是將Fe2+氧化為Fe3+,為了不引入雜質(zhì),最適合作為試劑X的是H2O2;故選C;
因此;本題正確答案為:C。
(2)途徑II中產(chǎn)生二氧化硫氣體不但會產(chǎn)生污染;而且會使部分硫酸因轉化成二氧化硫而造成轉化率不高,因此與途徑Ⅱ相比,途徑I有明顯的兩個優(yōu)點,分別是產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅰ消耗硫酸少,途徑Ⅰ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體;
因此;本題正確答案為:產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅰ消耗硫酸少;途徑Ⅰ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體;
(3)試劑Y的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+沉淀,為了不引入雜質(zhì),因此試劑Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3;
因此,本題正確答案為:CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3;
(4)根據(jù)制備的最終目的是得到膽礬,要除去鐵元素,加入少量試劑Y的過程中應控制溶液C的pH,使Fe3+沉淀完全時,且Cu2+不沉淀,由表中數(shù)據(jù)可知,F(xiàn)e3+沉淀完全時pH=3.2,
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