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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年北師大新版選修4化學(xué)下冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點(diǎn);考試時間:120分鐘學(xué)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8題,共16分)1、古語道:“人要實(shí),火要虛”。此話的意思是做人必須腳踏實(shí)地,事業(yè)才能有成;燃燒固體燃料需要架空,燃燒才能更旺。從燃燒的條件看,“火要虛”的實(shí)質(zhì)是A.增大可燃物的熱值B.提高空氣中氧氣的含量C.提高可燃物的著火點(diǎn)D.增大可燃物與空氣的接觸面積2、已知0.1mol·L-1的醋酸溶液中存在電離平衡:HAA-+H+,要使溶液中的比值增大,可以采取的措施是()A.加少量燒堿溶液B.加NaA(s)C.加少量HAD.加水3、常溫下,在0.01mol·L-1氫氧化鋇溶液中,由水電離出的氫氧根離子濃度是()A.5×10-13mol·L-1B.0.02mol·L-1C.1×10-7mol·L-1D.1×10-12mol·L-14、向NaOH溶液中緩慢通入氣體,溶液中的物質(zhì)的量與通入物質(zhì)的量的關(guān)系圖如下。下列關(guān)于圖中a、b兩點(diǎn)溶液的說法錯誤的是。
A.a、b溶液與同濃度鹽酸完全反應(yīng)時,消耗鹽酸的體積相同B.a溶液中水的電離程度與b溶液中水的電離程度相同C.a、b兩溶液都滿足:D.將a、b兩點(diǎn)混合后溶液滿足:5、常溫下,向20mL0.1mol?L﹣1的H2A(二元弱酸)溶液中滴加0.1mol/L的NaOH溶液;溶液pH隨NaOH溶液體積的變化如圖所示。下列說法正確的是。
A.a點(diǎn)的溶液中:c(Na+)>c(A2?)>c(HA?)>c(H+)>c(OH?)B.b點(diǎn)的溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(A2?)+c(OH?)C.c點(diǎn)溶液的pH>7,是因?yàn)榇藭rHA?的電離能力小于其水解能力D.若將0.1mol?L﹣1的NaOH溶液換成同濃度的氨水,當(dāng)?shù)渭?0mL時,此時溶液的pH>9.856、室溫下,向10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入0.1mol·L-1的一元酸HA;測得溶液pH的變化曲線如圖所示,下列說法正確的是。
A.a點(diǎn)所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(OH-)B.b點(diǎn)所示溶液中c(A-)>c(HA)C.pH=7時,c(Na+)=c(A-)+c(HA)D.a、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度a<b7、下列說法正確的是A.常溫下0.4mol/LHB溶液和0.2mol/LNaOH溶液等體積混合后溶液的pH=3,則混合溶液中離子濃度的大小順序?yàn)椋篶(Na+)>c(B-)>c(H+)>c(OH-)B.常溫時,pH=2的CH3COOH溶液和HC1溶液、pH=12的氨水和NaOH溶液,四種溶液中由水電離的c(H+)相等C.常溫下0.1mol/L的下列溶液①NH4Al(SO4)2②NH4Cl③NH3·H2O④CH3COONH4中,c(NH4+)由大到小的順序是:②>①>④>③D.0.1mol/LpH為4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)8、下列實(shí)驗(yàn)操作所對應(yīng)的現(xiàn)象;結(jié)論均正確的是()
。選項(xiàng)。
操作。
現(xiàn)象。
結(jié)論。
A
用pH試紙;測定NaCl和NaF溶液的pH
pH(NaCl)<pH(NaF)
F元素非金屬性強(qiáng)于Cl元素。
B
向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液。
溶液顏色變淺。
Na2CO3溶液中存在水解平衡。
C
室溫下,向濃度均為0.1mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液。
出現(xiàn)白色沉淀。
Ksp(BaSO4)<Ksp(CaSO4)
D
將氯氣緩緩?fù)ㄈ氲阶仙氖锶芤褐小?/p>
石蕊溶液先變紅后褪色。
氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。
A.AB.BC.CD.D評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)9、按要求寫熱化學(xué)方程式:
(1)25℃、101kPa條件下充分燃燒一定量的C2H2氣體放出熱量為1300kJ,經(jīng)測定,將生成的CO2通入足量澄清石灰水中產(chǎn)生100g白色沉淀,寫出表示C2H2氣體充分燃燒的熱化學(xué)方程式:___;
(2)已知稀溶液中,1molH2SO4與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)時,放出114.6kJ熱量,寫出表示H2SO4與NaOH反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式:___。10、一定條件下,在水溶液中1molCl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。D是____(填離子符號)。B→A+C的熱化學(xué)方程式為____________(用離子符號表示)。11、(1)在化學(xué)反應(yīng)中使普通分子變成活化分子所需提供的最低能量叫活化能;觀察如圖,然后回答問題。
①圖中反應(yīng)是___(填“吸熱”或“放熱”),該反應(yīng)的△H=___(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
②已知熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,該反應(yīng)的活化能為167.2kJ?mol-1,則其逆反應(yīng)的活化能為___。
(2)火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時;即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵猓⒎懦龃罅康臒?。已?.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵?,放?56.0kJ的熱量。
①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___。
②又已知H2O(l)=H2O(g);ΔH=+44kJ/mol。則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出熱量是___kJ。
③此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個很大的優(yōu)點(diǎn)是___。12、工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等氣體;嚴(yán)重污染空氣。對廢氣進(jìn)行脫硝;脫碳和脫硫處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。
Ⅰ.脫硝:
已知:H2的燃燒熱為285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1
催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為:____________。
Ⅱ.脫碳:
(1)向2L密閉容器中加入2molCO2和6molH2;在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟?,發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是_____________(填“低溫”;“高溫”或“任意溫度”)
②下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。(填字母)
a.混合氣體的平均式量保持不變b.CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變。
c.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等d.混合氣體的密度保持不變。
e.1molCO2生成的同時有3molH—H鍵斷裂。
③CO2的濃度隨時間(0~t2)變化如下圖所示,在t2時將容器容積縮小一倍,t3時達(dá)到平衡,t4時降低溫度,t5時達(dá)到平衡,請畫出t2~t6CO2濃度隨時間的變化。_____________
⑵改變溫度,使反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH﹤0中的所有物質(zhì)都為氣態(tài)。起始溫度、體積相同(T1℃;2L密閉容器)。反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
。
反應(yīng)時間。
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
反應(yīng)Ⅰ:恒溫恒容。
0min
2
6
0
0
10min
4.5
20min
1
30min
1
反應(yīng)Ⅱ:絕熱恒容。
0min
0
0
2
2
①達(dá)到平衡時,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬?shù)K(I)______K(II)(填“﹥”“﹤”或“=”下同);平衡時CH3OH的濃度c(I)____c(II)。
②對反應(yīng)Ⅰ,前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=_______。在其他條件不變的情況下,若30min時只改變溫度T2℃,此時H2的物質(zhì)的量為3.2mol,則T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min時只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),則平衡_____移動(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用人工光合作用可將CO2轉(zhuǎn)化為甲酸,反應(yīng)原理為2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,
裝置如圖所示:
①電極2的電極反應(yīng)式是____________;
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,當(dāng)電極2室有11.2LCO2反應(yīng)。理論上電極1室液體質(zhì)量_____(填“增加”或“減少”______g。13、已知常溫下:HCO3-+H2OH2CO3+OH-Kh=2.2×10-8
NH3·H2ONH4++OH-Kb=1.8×10-5
將NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合;可用于浸取礦渣中ZnO。若溶液混合引起的體積變化可忽略。
(1)0.2mol·L-1氨水中,c(NH4+)、c(OH-)、c(NH3·H2O)、c(H+)按從大到小的順序排列為________;常溫下,0.2mol·L-1NH4HCO3溶液pH________7(選填“>”;“〈”或“=”)。
(2)0.2mol·L-1氨水和0.2mol·L-1NH4HCO3溶液等體積混合后(NH3按NH3·H2O算),c(NH4+)+c(NH3·H2O)=______mol·L-1。14、.常溫下,濃度均為0.1mol·L-1的六種溶液的pH如下表所示:
請回答下列問題:
(1)上述六種溶液中,水的電離程度最小的是_____(填化學(xué)式)。
(2)若欲增大氯水中次氯酸的濃度,可向氯水中加入上表中的物質(zhì)是_____(填寫一種物質(zhì)即可)。15、已知在常溫下測得濃度均為0.1mol?L﹣1的下列四種溶液的pH如下表:
。溶質(zhì)。
NaHCO3
Na2CO3
NaF
NaClO
pH
8.4
11.6
7.5
9.7
(1)用離子方程式表示NaClO溶液的pH=9.7的原因___________________________。
(2)根據(jù)鹽溶液的pH,可知①Ka(HClO)②Ka1(H2CO3)③Ka(HF)④Ka2(H2CO3)的由大到小順序?yàn)開________________________________(填序號)。
(3)將少量CO2通入NaClO溶液中;寫出該反應(yīng)的離子方程式:________________。
(4)常溫下,將CO2通入0.1mol?L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,則溶液中2c(CO32-)+c(HCO3-)=_________________(列計(jì)算式)16、某工業(yè)廢水中含有和可采用沉淀法將其除去。
(1)若加入來沉淀和當(dāng)溶液中和共存時,___________。
(2)若加入溶液來調(diào)節(jié)使和完全沉淀,應(yīng)滿足的條件為_________。
已知:①
②時,會轉(zhuǎn)化為
③離子完全除去的標(biāo)準(zhǔn):該離子濃度17、表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是________。評卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)18、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共9分)19、隨著我國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定,含碳化合物的綜合利用備受關(guān)注。CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)Ⅰ的(為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))。若平衡后升高溫度,則_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是_______(填字母)。
A.增大壓強(qiáng)B.升高溫度C.增大H2與CO2的投料比D.改用更高效的催化劑。
②恒溫(200℃)恒壓條件下,將1molCO2和1molH2充入某密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為a,CH3OH的物質(zhì)的量為bmol,則此溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx=_______[寫出含有a、b的計(jì)算式;對于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點(diǎn)為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)Ⅲ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目;微粒的相對總能量(括號里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
①反應(yīng)歷程中,生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為_______。
②相對總能量_______eV(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)20、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語解釋其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等體積、等pH的溶液①和④分別與足量的②反應(yīng),消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①_______④(填“>”、“<”或“=”)。21、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。
(已知:CH3COOH、HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)圖__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線;判斷的理由是__。
(2)點(diǎn)③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點(diǎn)①和點(diǎn)②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點(diǎn)②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。評卷人得分五、有機(jī)推斷題(共1題,共7分)22、某溫度時,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請回答下列問題:
(1)A點(diǎn)表示Ag2SO4是_____(填“過飽和”“飽和”或“不飽和”)溶液。
(2)該溫度下Ag2SO4的溶度積常數(shù)Ksp=_____。(列式帶入數(shù)據(jù)并計(jì)算出結(jié)果)
(3)現(xiàn)將足量的Ag2SO4固體分別加入:
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液。
b.10mL蒸餾水。
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液。
則Ag2SO4的溶解程度由大到小的順序?yàn)開____(填字母)。
(4)向Ag2SO4懸濁液中加入足量Na2CrO4固體,可觀察到有磚紅色沉淀生成(Ag2CrO4為磚紅色),寫出沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式:_____。評卷人得分六、工業(yè)流程題(共4題,共16分)23、礦產(chǎn)資源是重要的自然資源;不可再生,回收;再生是保護(hù)金屬礦產(chǎn)資源的有效途徑。
Ⅰ.稀土是隱形戰(zhàn)機(jī);超導(dǎo)、核工業(yè)等高精尖領(lǐng)域必備的原料。鈧(Sc)是稀土金屬之一;如圖是從鈦尾礦回收、制備Sc的工藝流程。
已知:xNH4Cl?yScF3?zH2O是ScF3與氯化物形成的復(fù)鹽沉淀;在強(qiáng)酸中部分溶解?!懊撍@”是復(fù)鹽沉淀的熱分解過程。據(jù)此回答:
(1)鈧原子的外圍電子排布式為______。
(2)在空氣中焙燒Sc2(C2O4)3只生成一種碳氧化物的化學(xué)方程式為______。
(3)如圖是含Sc元素的離子與F-濃度和pH的關(guān)系。用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,控制在3.5<______范圍內(nèi)。
(4)如圖是“脫水除銨”過程中固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系,其中在380℃到400℃會有白煙冒出,保溫至無煙氣產(chǎn)生,即得到ScF3,由圖像中數(shù)據(jù)可得x:z=______。
(5)傳統(tǒng)制備ScF3的方法是先得到ScF3?6H2O沉淀,再高溫脫水得ScF3,但通常含有ScOF雜質(zhì),原因是______(用化學(xué)方程式表示)。流程中將復(fù)鹽沉淀后“脫水除銨”制得純度很高的ScF3,其原因是______。
Ⅱ.鎳廣泛用于各種軍工制造業(yè),中國鎳有一部分來自再生鎳。某化學(xué)興趣小組欲模擬化工生產(chǎn)工藝,回收某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑(主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì))中的鎳并制備硫酸鎳(NiSO4?7H2O)。
已知:①鎳在稀酸中可緩慢溶解;耐強(qiáng)堿。
②溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:。金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(c=0.01mol·L?1)的pH7.23.72.27.5完全沉淀時(c=1.0×10-5mol·L?1)的pH8.74.73.29.0
該興趣小組設(shè)計(jì)了如下模擬實(shí)驗(yàn)方案:取一定量廢鎳催化劑粉末于燒杯中,在不斷攪拌下加入NaOH溶液(堿浸),充分反應(yīng)并過濾,取濾出物于燒杯中,加入____,充分?jǐn)嚢?,過濾,____;過濾,洗滌,干燥,得到硫酸鎳晶體。請回答:
(1)“堿浸”中NaOH除了溶解廢鎳催化劑外,另一個作用是______。
(2)請將a、b處實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整a__________,b___________。(必須使用的試劑:稀硫酸,NaOH溶液,H2O2溶液)24、某工業(yè)生產(chǎn)上用銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))制備膽礬CuSO4?5H2O的流程如圖。
已知:有機(jī)萃取劑HR可以萃取Cu2+,其萃取原理(org為有機(jī)相)Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)。
(1)焙燒前粉碎的目的是_______。
(2)“調(diào)節(jié)pH時,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為_______,試劑X的最佳選擇是_______(填標(biāo)號)。
a.HClb.NaOHc.H2SO4d.NH3?H2O
(3)25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中各離子濃度及相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(lg2=0.3)。離子Fe3+Cu2+Ni2+Fe2+濃度/(mol·L-1)1.0×10-65.01.20對應(yīng)氫氧化物的Ksp6.4×10-382.2×10-202.0×10-158.0×10-16
該濾液的pH為_______;加入的Cu(OH)2_______(填“已經(jīng)”或“沒有”)完全溶解。
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌,洗滌該沉淀的操作為_______。
(6)上述流程中獲取金屬銅的方法是電解硫酸銅溶液。若電解200mL0.5mol/LCuSO4溶液,生成銅3.2g,此時溶液中離子濃度由大到小的順序是_______。25、NiCO3常用于催化劑、電鍍、陶瓷等工業(yè)?,F(xiàn)用某含鎳電鍍廢渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))制取NiCO3的過程如圖所示:
(1)流程中的試劑X(某鈉鹽)的化學(xué)式是___________。
(2)“氧化”時需保持濾液在40℃左右,用6%的H2O2溶液氧化。控制溫度不超過40℃的原因是______(用化學(xué)方程式表示)。
(3)Fe2+也可以用NaClO3氧化,生成的Fe3+在較小pH條件下水解,最終形成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去,如圖是pH—溫度關(guān)系圖,圖中陰影部分為黃鈉鐵礬穩(wěn)定存在的區(qū)域,下列說法不正確的是________(填字母)。
a.黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中鐵為+2價(jià)。
b.pH過低或過高均不利于生成黃鈉鐵礬;其原因相同。
c.氯酸鈉在氧化Fe2+時,1molNaClO3得到的電子數(shù)為6NA
d.工業(yè)生產(chǎn)中溫度常保持在85~95℃,加入Na2SO4后生成黃鈉鐵礬;此時溶液的pH約為1.2~1.8。
(4)加入Na2CO3溶液時,確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是_______________。
(5)某小組利用NiCO3制取鎳氫電池的正極材料堿式氧化鎳(NiOOH);過程如圖:
①已知25℃時,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,當(dāng)調(diào)節(jié)pH≥9時,溶液中殘留的c(Ni2+)________mol/L。
②寫出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學(xué)方程式________________。
③鎳氫電池電解液為30%的KOH,負(fù)極為MH(即吸氫材料M吸附氫原子)。充電時也可實(shí)現(xiàn)Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH。請寫出放電時該電池的總反應(yīng)式______________。26、鉛精礦可用于冶煉金屬鉛,其主要成分為PbS。
I.火法煉鉛將鉛精礦在空氣中焙燒,生成PbO和SO2。
(1)用鉛精礦火法煉鉛的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(2)火法煉鉛的廢氣中含低濃度SO2,可將廢氣通入過量氨水中進(jìn)行處理,反應(yīng)的離子方程式為:____。
II.濕法煉鉛在制備金屬鉛的同時;還可制得硫磺,相對于火法煉鉛更為環(huán)保。濕法煉鉛的工藝流程如下:
已知:①不同溫度下PbCl2的溶解度如下表所示。溫度/℃20406080100溶解度/g1.001.421.942.883.20
②PbCl2為能溶于水的弱電解質(zhì),在Cl—濃度較大的溶液中,存在平衡:PbCl2(aq)+2Cl—(aq)PbCl42—(aq)
(3)浸取液中FeCl3的作用是_________。
(4)結(jié)合信息判斷,操作a為_________,以利于PbCl2的析出。
(5)將溶液3和濾液2分別置于如圖所示電解裝置的兩個極室中,可制取金屬鉛并使浸取液中的FeCl3再生。
①溶液3應(yīng)置于______(填“陰極室”或“陽極室”)中。
②簡述濾液2電解后再生為FeCl3的可能原理:______。
③若鉛精礦的質(zhì)量為ag,鉛浸出率為b,當(dāng)電解池中通過cmol電子時,金屬鉛全部析出,鉛精礦中PbS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為______。參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、D【分析】【詳解】
可燃物架空一些,可使空氣容易進(jìn)入而增大可燃物與空氣的接觸面積,氧氣與可燃物接觸更充分;“火要虛”能使可燃物與空氣中氧氣接觸更充分,燃燒更完全才能燃燒更旺;此做法不能增大可燃物的熱值、不能改變可燃物的著火點(diǎn)等物質(zhì)固有屬性及空氣中氧氣的含量,故選D。2、D【分析】【詳解】
醋酸的電離平衡常數(shù)為Ka=所以=溫度不變電離平衡常數(shù)不變,若要使該比值增大,可使c(A-)減小;
A.加入少量燒堿溶液c(A-)不變;該比值不變,故A不符合題意;
B.加入NaA固體,c(A-)增大;該比值減小,故B不符合題意;
C.加少量HA,c(A-)增大;該比值減小,故C不符合題意;
D.加水稀釋,c(A-)減??;該比值增大,故D符合題意;
故答案為D。3、A【分析】【分析】
堿會抑制水的電離;求出水電離的氫離子濃度等于水電離的氫氧根濃度。
【詳解】
0.01mol·L-1氫氧化鋇溶液中,c(OH-)=0.02mol·L-1;
c水(OH-)=c水(H+)===5×10-13mol·L-1;A項(xiàng)正確;
答案選A。4、B【分析】【詳解】
向NaOH溶液中緩慢通入氣體,溶液中的物質(zhì)的量與通入物質(zhì)的量的關(guān)系如圖,開始反應(yīng)為碳酸根離子物質(zhì)的量增大,當(dāng)全部生成碳酸根離子后繼續(xù)通入二氧化碳?xì)怏w,發(fā)生反應(yīng)a點(diǎn)為NaOH和的混合溶液且氫氧化鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍,b點(diǎn)為和的混合溶液且碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍;則。
A.a(chǎn)點(diǎn)為NaOH和的混合溶液且氫氧化鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍,b點(diǎn)為和的混合溶液且碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍,氫氧化鈉和碳酸氫鈉消耗鹽酸量相同,a、b溶液與同濃度鹽酸完全反應(yīng)時;消耗鹽酸的體積相同,故A正確;
B.b點(diǎn)碳酸氫鈉、碳酸鈉水解促進(jìn)水的電離,a點(diǎn)氫氧化鈉抑制水的電離,碳酸鈉促進(jìn)水的電離,所以b點(diǎn)水的電離程度大;故B錯誤;
C.溶液中存在電荷守恒,陰陽離子所帶電荷總數(shù)相同,溶液中電荷守恒故C正確;
D.a(chǎn)點(diǎn)為NaOH和的混合溶液且氫氧化鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍,b點(diǎn)為和的混合溶液且碳酸氫鈉的物質(zhì)的量是碳酸鈉的2倍,混合得到溶液為碳酸鈉溶液,溶液中存在質(zhì)子守恒,故D正確;
故答案為B。5、B【分析】【分析】
H2A(二元弱酸)溶液中滴加NaOH溶液時,先發(fā)生:H2A+OH-=H2O+HA-,再發(fā)生HA-+OH-=A2-+H2O。
【詳解】
A.a(chǎn)點(diǎn)加入10mL等濃度的NaOH溶液,反應(yīng)后溶質(zhì)為等濃度的NaHA、H2A,二者均可電離出HA-,而HA-電離A2-的程度較小,所以c(HA-)>c(A2-),故A錯誤;
B.b點(diǎn)加入20mL等濃度的氫氧化鈉溶液,反應(yīng)恰好生成NaHA,根據(jù)NaHA溶液中的質(zhì)子守恒可得:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),故B正確;
C.c點(diǎn)反應(yīng)后溶質(zhì)為等濃度的NaHA、Na2A,此時溶液呈堿性,主要是A2-的水解導(dǎo)致;b點(diǎn)NaHA溶液顯酸性說明HA?的電離能力大于其水解能力,故C錯誤;
D.滴加40mL等濃度氨水時溶質(zhì)為(NH4)2A,與同濃度的Na2A相比,由于銨根的水解顯酸性,此時溶液的pH<9.85,故D錯誤;
故選:B。
【點(diǎn)睛】
解決此類題目的關(guān)鍵在于根據(jù)加入堿的量確定各點(diǎn)對應(yīng)的溶質(zhì)是什么,再結(jié)合溶液的酸堿性、三大守恒來確定溶液中各離子濃度之間的關(guān)系。6、B【分析】【詳解】
A.a(chǎn)點(diǎn)溶液的溶質(zhì)為0.05mol/LNaA,此時溶液呈堿性,說明HA為弱酸,A-會發(fā)生水解,因此c(Na+)>c(A-),A-水解較為微弱,且水會發(fā)生電離,因此溶液中相關(guān)微粒濃度關(guān)系為:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA);故A錯誤;
B.b點(diǎn)溶液溶質(zhì)為等濃度的NaA和HA,此時溶液呈酸性,說明HA的電離程度大于A-的水解程度,因此溶液中c(A-)>c(HA);故B正確;
C.pH=7時,溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),根據(jù)電荷守恒可知c(Na+)=c(A-),因此c(Na+)<c(A-)+c(HA);故C錯誤;
D.a(chǎn)點(diǎn)溶質(zhì)為強(qiáng)堿弱酸鹽,其中弱離子發(fā)生水解會促進(jìn)水的電離,而b點(diǎn)的溶質(zhì)中含有酸,會抑制水的電離,因此水的電離程度a>b;故D錯誤;
故答案為:B。7、B【分析】【詳解】
A.0.4mol/LHB溶液和0.2mol/LNaOH溶液等體積混合后得到物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的NaB和HB的混合液,混合后溶液的pH=3,說明HB的電離程度大于NaB的水解程度,則混合溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(B-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);A錯誤;
B.CH3COOH和HCl電離出的H+抑制水的電離,NH3·H2O和NaOH電離出的OH-抑制水的電離,常溫時,pH=2的CH3COOH溶液和HC1溶液、pH=12的氨水和NaOH溶液,四種溶液中由水電離的c(H+)都為1×10-12mol/L;B正確;
C.NH3·H2O為弱堿,部分電離,NH4Al(SO4)2、NH4Cl、CH3COONH4都為強(qiáng)電解質(zhì),完全電離,則NH3·H2O溶液中c(NH4+)最小,NH4Al(SO4)2溶液中Al3+的水解抑制NH4+的水解,CH3COONH4溶液中CH3COO-的水解促進(jìn)NH4+的水解,故四種溶液中c(NH4+)由大到小的順序?yàn)棰?gt;②>④>③;C錯誤;
D.0.1mol/LpH為4的NaHB溶液中,HB-的電離程度大于其水解程度,則c(HB-)>c(B2-)>c(H2B);D錯誤;
答案選B。8、D【分析】【詳解】
A.測定NaCl和NaF溶液的pH;能夠判斷氫化物的酸性強(qiáng)弱(HCl大于HF),但是不能根據(jù)氫化物的酸性強(qiáng)弱來判斷非金屬性,所以不能確定F;Cl兩元素非金屬性的強(qiáng)弱,故A錯誤;
B.Na2CO3溶液中存在CO32-+H2O?HCO3-+OH-,加入BaCl2溶液會生成BaCO3沉淀,CO32-的濃度減??;水解平衡向逆方向移動,溶液堿性減弱,所以現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀;溶液紅色變淺,現(xiàn)象不正確,故B錯誤;
C.BaSO4、CaSO4均為白色沉淀,無法確定誰先沉淀,則無法比較Ksp(BaSO4)、Ksp(CaSO4)的大小;故C錯誤;
D.氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸;HCl具有酸性,HClO具有漂白性,則將氯氣通入紫色石蕊溶液中,溶液先變紅,后褪色,故D正確;
故選D。二、填空題(共9題,共18分)9、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)生成碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)C2H2的物質(zhì)的量,結(jié)合燃燒熱的概念書寫表示C2H2燃燒熱化學(xué)方程式;
(2)根據(jù)中和熱的概念:稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量求出中和熱并書寫出中和熱的熱化學(xué)方程式。
【詳解】
(1)n(CaCO3)==1mol,則根據(jù)C元素守恒,可知n(CO2)=1mol,即C2H2燃燒生成的二氧化碳為1mol,由C2H2燃燒的化學(xué)方程式2C2H2+5O2=4CO2+2H2O可知反應(yīng)的C2H2的物質(zhì)的量是n(C2H2)=因?yàn)槿紵齧ol的C2H2放出的熱量為1300kJ,所以燃燒1molC2H2產(chǎn)生CO2氣體和產(chǎn)生液態(tài)水放出熱量是2600kJ,故C2H2的燃燒熱為2600kJ,所以表示C2H2燃燒熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/mol,故答案為:C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/mol;
(2)1molH2SO4溶液與足量NaOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ的熱量,即生成2mol水放出114.6kJ的熱量,反應(yīng)的反應(yīng)熱為-114.6kJ/mol,中和熱為-57.3kJ/mol,則中和熱的熱化學(xué)方程式NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,故答案為:NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol。
【點(diǎn)睛】
本題考查熱化學(xué)方程式的書寫,注意把握中和熱和燃燒熱的概念,利用反應(yīng)熱與反應(yīng)途徑無關(guān),只與物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)進(jìn)行解答問題,注意反應(yīng)熱要與反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量的多少及物質(zhì)的存在狀態(tài)相對應(yīng)。【解析】C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H=-2600kJ/molNaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol10、略
【分析】【分析】
由圖可知,D中Cl元素的化合價(jià)為+7價(jià),B→A+C結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO-=ClO3-+2Cl-;結(jié)合圖中能量變化計(jì)算反應(yīng)熱。
【詳解】
由圖可知,D中Cl元素的化合價(jià)為+7價(jià),則D為ClO4?;B→A+C結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO?=ClO3?+2Cl?,△H=(63kJ/mol+2×0kJ/mol)?3×60kJ/mol=?117kJ/mol,所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO?(aq)=ClO3?(aq)+2Cl?(aq)△H=?117kJ/mol?!窘馕觥緾lO4-3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO3-(aq)△H=?117kJ/mol11、略
【分析】【分析】
(1)①依據(jù)圖像;反應(yīng)物的能量大于生成物的能量;反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量;②逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)的活化能+反應(yīng)的焓變;
(2)①0.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵?,放?56.0kJ的熱量,1mol液態(tài)肼和過氧化氫反應(yīng)放熱640.0kJ,據(jù)此書寫熱化學(xué)方程式;②依據(jù)蓋斯定律分析計(jì)算N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)的焓變;再計(jì)算16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量;③燃燒產(chǎn)物無污染是其優(yōu)點(diǎn)。
【詳解】
(1)①依據(jù)圖像可知,反應(yīng)物的能量大于生成物的能量,為放熱反應(yīng);反應(yīng)的焓變=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量,即△H=(E2-E1)kJ?mol-1,故答案為放熱;(E2-E1)kJ?mol-1;
②反應(yīng)的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量,依據(jù)圖像能量關(guān)系可知,逆反應(yīng)的活化能=正反應(yīng)的活化能+反應(yīng)的焓變;H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ?mol-1,該反應(yīng)的活化能為167.2kJ?mol-1;則其逆反應(yīng)的活化能=167.2kJ/mol+241.8kJ/mol=409.0kJ/mol,故答案為409.0kJ/mol;
(2)①0.4mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵?,放?56.0kJ的熱量,1mol液態(tài)肼和過氧化氫反應(yīng)放熱640.0kJ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640.0kJ/mol,故答案為N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640.0kJ/mol;
②a.N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640.0kJ/mol,b.H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,依據(jù)蓋斯定律a-b×4得到:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)△H=-816.0kJ/mol;依據(jù)熱化學(xué)方程式可知32g肼反應(yīng)放熱816.0kJ,則16g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是408.0kJ,故答案為408.0;
③此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,生成物為氮?dú)夂退?,不污染空氣,故答案為生成物為氮?dú)夂退?,不污染空氣?!窘馕觥糠艧酔2-E1409.0kJ/molN2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640kJ/mol408kJ產(chǎn)物為氮?dú)夂退?,清潔無污染12、略
【分析】本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;蓋斯定律的應(yīng)用,平衡移動的應(yīng)用,燃料電池的應(yīng)用,電極式的書寫。
I、根據(jù)氫氣的熱值可書寫氫氣的熱化學(xué)方程式是2H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-142.9×4kJ/mol=-571.6kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將已知熱化學(xué)方程式中的氧氣與液態(tài)水消去得到H2還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式,為4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ·mol-1;
II、(1)①該反應(yīng)的△S<0,所以若反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,則△H<0;因此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫自發(fā);
②a;該體系中的氣體只有二氧化碳和氫氣;且二者的起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以混合氣體的平均式量始終不變,不能判斷為平衡狀態(tài),錯誤;
b、二氧化碳與氫氣始終是1:3的關(guān)系,所以CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變的狀態(tài)不是平衡狀態(tài);錯誤;
c;二氧化碳與氫氣的起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;所以二者的轉(zhuǎn)化率一定相等,與是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān),錯誤;
d;因?yàn)樵擉w系中有液體參加;所以氣體的質(zhì)量在逐漸減少,則氣體的密度減小,達(dá)平衡時,保持不變,正確;
e、1molCO2生成的同時有3molH-H鍵斷裂;符合正逆反應(yīng)速率相等,是平衡狀態(tài),答案選de;
③在t2時將容器容積縮小一倍,二氧化碳的濃度瞬間增大到1mol/L,則壓強(qiáng)增大,平衡正向移動,t3時達(dá)到平衡,達(dá)到的平衡與原平衡相同,濃度仍是0.5mol/L;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),t4時降低溫度,則平衡正向移動,t5時達(dá)到平衡,則二氧化碳的濃度將小于0.5mol/L,對應(yīng)的圖像為
(2)①因?yàn)樯杉状嫉姆磻?yīng)是放熱反應(yīng),而反應(yīng)II是從逆反應(yīng)開始的,所以反應(yīng)吸熱,所以絕熱容器的溫度要低于恒溫容器,即反應(yīng)I溫度高于反應(yīng)II,溫度升高,放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)減小,則K(I)3OH的濃度c(I)
②對反應(yīng)I,前10min內(nèi)氫氣的物質(zhì)的量減少6-4.5=1.5mol,則甲醇的物質(zhì)的量增加0.5mol,所以前10min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(CH3OH)=0.5mol/2L/10min="0.025mol"·L-1·min-1;30min時是平衡狀態(tài),生成甲醇1mol,則消耗氫氣3mol,平衡氫氣的物質(zhì)的量是3mol,而改變溫度后氫氣的物質(zhì)的量變?yōu)?.2mol,物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動,因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡逆向移動,則T12;若30min時只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)為K=1/6.75,此時Qc=1/6.75=K;所以平衡不移動。
(3)離子交換膜為質(zhì)子膜,則電解質(zhì)溶液呈酸性,根據(jù)總的電池反應(yīng)為2H2O+2CO2═2HCOOH+O2可知,該反應(yīng)中C元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?2價(jià),O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià),所以1是負(fù)極、2是正極,(也可根據(jù)裝置圖中電子的流向判斷1是負(fù)極、2是正極),負(fù)極上水失電子生成氫離子和氧氣,判斷電極1電極反應(yīng):2H2O-4e-═O2+4H+,酸性增強(qiáng),H+通過質(zhì)子膜進(jìn)入到電極2區(qū)域;電極2通入二氧化碳,酸性條件下生成HCOOH,電極反應(yīng):CO2+2H++2e-═HCOOH,酸性減弱,從總反應(yīng)看,每消耗1molCO2,就會消耗1molH2O,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LCO2即0.5mol反應(yīng),那就會消耗0.5molH2O即9g?!窘馕觥?H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ·mol-1低溫de<<0.025mol·L-1·min-1<不CO2+2H++2e-=HCOOH減少913、略
【分析】【詳解】
(1)氨水中c(NH3?H2O)最大,因?yàn)樗畷婋x出OH-,故水的電離較弱,故c(H+)最小,故濃從大到小為:故溶液呈堿性,溶液pH>7;
故答案為:>;
(2)由物料守恒可知,二者混合后,含氮元素微??倽舛葹?.2mol/L,故
故答案為:0.2?!窘馕觥竣?②.>③.0.214、略
【分析】【分析】
(1)酸堿抑制水的電離;可水解的鹽促進(jìn)水的電離,強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽對水的電離無影響;
(2)首先根據(jù)越弱越水解原理判斷,得出酸性順序?yàn)椋篊H3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HCO3-;再根據(jù)氯水中的平衡移動以及強(qiáng)酸制弱酸的原理選擇合適的物質(zhì)。
【詳解】
(1)只有Na2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,對水的電離無影響,其余均為弱酸強(qiáng)堿鹽,均促進(jìn)水的電離,故水的電離程度最小的是Na2SO4,故答案為:Na2SO4;
(2)根據(jù)越弱越水解原理,可知弱酸越弱,其對應(yīng)弱酸根離子的水解程度越大,溶液堿性越強(qiáng),根據(jù)上表幾種強(qiáng)堿弱酸鹽的pH可得,酸性順序?yàn)椋篊H3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HCO3-。氯氣溶于水后和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,該反應(yīng)為可逆反應(yīng):Cl2+H2O?HCl+HClO,要增大HClO的濃度,可消耗HCl,使平衡正向移動,但不能消耗HClO,根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理,可知NaHCO3、NaClO、CH3COONa可與HCl反應(yīng),而不與HClO反應(yīng),且NaClO一方面消耗鹽酸,同時生成HClO,故答案為:NaHCO3或NaClO或CH3COONa(填寫一種物質(zhì)即可)。
【點(diǎn)睛】
多元弱酸的酸式鹽溶液促進(jìn)水的電離還是抑制水的電離,取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的大小關(guān)系,HSO3﹣的電離程度大于其水解程度,NaHSO3溶液顯酸性,其會抑制水的電離;HCO3﹣的水解程度大于其電離程度,NaHCO3溶液顯堿性,其會促進(jìn)水的電離,這是學(xué)生們的易混點(diǎn)?!窘馕觥竣?Na2SO4②.NaHCO3或NaClO或CH3COONa(填寫一種物質(zhì)即可)。15、略
【分析】試題分析:(1)次氯酸鈉溶液中,次氯酸根離子發(fā)生水解:ClO-+H2O═HClO+OH-,導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度,溶液顯示堿性;(2)濃度相同時溶液的pH越大,水解程度越大,對應(yīng)的酸越弱,電離常數(shù)越小,故①Ka(HClO)②Ka1(H2CO3)③Ka(HF)④Ka2(H2CO3)的大小順序?yàn)棰邰冖佗埽唬?)因HClO的酸性介于H2CO3和HCO3-之間,將少量CO2通入NaClO溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-;(4)將CO2通入0.1mol?L﹣1的Na2CO3溶液中至中性,溶液是Na2CO3、NaHCO3和H2CO3的混合溶液,根據(jù)電荷守恒式2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),其中c(OH-)=c(H+),則2c(CO32-)+c(HCO3-)="c(Na+)=0.2"mol?L﹣1。
考點(diǎn):考查弱電解質(zhì)的電離與鹽類的水解。【解析】(本題共8分)(1)ClO-+H2OHClO+OH-(2)③②①④
(3)CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-(4)0.216、略
【分析】【詳解】
(1)=故答案為:105;
(2)由氫氧化鋅和氫氧化銅的溶度積常數(shù)可知,氫氧化銅的溶解度小,要使兩種離子均沉淀完全要確保氫氧化鋅完全沉淀,c(OH-)(最小)=pH=8.5,又因時,會轉(zhuǎn)化為因此pH應(yīng)小于11,應(yīng)滿足的條件為8.5~11,故答案為:8.5~11;【解析】1058.5~1117、略
【分析】【分析】
根據(jù)溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì)分析解答。
【詳解】
溶解度大的物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì),根據(jù)表中數(shù)據(jù)知,四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小,所以在溶液中能發(fā)生反應(yīng)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl。
【點(diǎn)睛】
本題考查了物質(zhì)制備的知識。兩種鹽在溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),產(chǎn)生兩種新鹽,發(fā)生反應(yīng)是由于鹽的溶解度不同,可以由溶解度大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度小的物質(zhì),或由溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶解度更小的物質(zhì)。會根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析是本題判斷的依據(jù)?!窘馕觥縆2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小三、判斷題(共1題,共2分)18、×【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、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共9分)19、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反應(yīng)Ⅰ屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時升溫,平衡正向移動,K增大,則減??;
(2)①A.Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),加壓能使平衡正向移動,從而提高的平衡轉(zhuǎn)化率;A正確;
B.反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動,反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯誤;
C.增大與的投料比有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率;C正確;
D.催劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;D錯誤;
故選AC;
②200℃時是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時的轉(zhuǎn)化率為a,則消耗剩余的物質(zhì)的量為根據(jù)碳原子守恒,生成CO的物質(zhì)的量為消耗剩余生成此時平衡體系中含有和則反應(yīng)Ⅲ的其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時則平衡時
的物質(zhì)的量分別為0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1.9/3.4=0.56;
(3)①決速步驟指反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的反應(yīng)。反應(yīng)速率快慢由反應(yīng)的活化能決定,活化能越大,反應(yīng)速率越慢。仔細(xì)觀察并估算表中數(shù)據(jù),找到活化能(過渡態(tài)與起始態(tài)能量差)最大的反應(yīng)步驟為
②反應(yīng)Ⅲ的指的是和的總能量與和的總能量之差為49kJ,而反應(yīng)歷程圖中的E表示的是1個分子和1個分子的相對總能量與1個分子和3個分子的相對總能量之差(單位為eV),且將起點(diǎn)的相對總能量設(shè)定為0,所以作如下?lián)Q算即可方便求得相對總能量【解析】(1)+41.0減小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5120、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸;由此可得出開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系。
(4)等體積;等pH的溶液①和④中;醋酸的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸,分別與足量的②反應(yīng)時,鹽酸和醋酸都發(fā)生完全電離,由此可得出二者消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系。
【詳解】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+,其電離方程式為NaHSO4=Na++H++SO42-。答案為:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)=13。答案為:13;
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸,由此可得出開始時反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①>④。答案為:>;
(4)等體積、等pH的溶液①和④中,醋酸的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸,醋酸的物質(zhì)的量遠(yuǎn)大于鹽酸,與足量的②反應(yīng)時,鹽酸和醋酸都發(fā)生完全電離,由此可得出消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①<④。答案為:<。
【點(diǎn)睛】
等體積、等pH的強(qiáng)酸和弱酸溶液,雖然二者的c(H+)相同,但由于弱酸只發(fā)生部分電離,所以弱酸的物質(zhì)的量濃度遠(yuǎn)比強(qiáng)酸大。與堿反應(yīng)時,弱酸不斷發(fā)生電離,只要堿足量,最終弱酸完全電離,所以弱酸消耗堿的物質(zhì)的量比強(qiáng)酸要大得多。解題時,我們一定要注意,與金屬或堿反應(yīng)時,只要金屬或堿足量,不管是強(qiáng)酸還是弱酸,最終都發(fā)生完全電離,若只考慮電離的部分,則會得出錯誤的結(jié)論?!窘馕觥縉aHSO4=Na++H++SO42-13><21、略
【分析】【分析】
(1)電離平衡常數(shù)越小酸性越弱;同濃度pH值越大;
(2)b為醋酸;先判斷點(diǎn)③所示溶液中的溶質(zhì)成分,根據(jù)溶液中的電荷守恒分析;
(3)先判斷溶質(zhì)成分;根據(jù)各溶液中的物料守恒分析;
(4)酸的電離抑制水的電離;鹽的水解促進(jìn)水的電離;
【詳解】
(1)根據(jù)題目所給信息可知電離平衡常數(shù)Ka(CH3COOH)>Ka(HCN),所以同濃度的CH3COOH和HCN,HCN的酸性更強(qiáng),pH值更大,所以a為HCN,b為CH3COOH;故答案為:a;HCN的電離平衡常數(shù)小,同濃度,其電離出的氫離子濃度小,pH值大;
(2)曲線b代表醋酸,根據(jù)加入氫氧化鈉的量可知點(diǎn)③所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,根據(jù)電荷守恒可知:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),此時溶液呈中性,所以c(OH-)=c(H+),所以c(CH3COO-)=c(Na+),故答案為:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+);
(3)點(diǎn)②所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,且物質(zhì)的量之比為1:1,根據(jù)物料守恒可知c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),同理可知點(diǎn)①所示溶液中:c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),兩溶液加入氫氧化鈉的量相同,所以鈉離子濃度相同所以c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(HCN)+c(CN-),所以c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH);
(4)點(diǎn)②所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,且物質(zhì)的量之比為1:1,醋酸的電離程度大于水解程度,此時水的電離受到抑制,點(diǎn)③所示溶液中溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,此時溶液呈中性,溶液中c(OH-)=10-7mol/L,且全部由水電離,酸的電離和鹽的水解相互抵消,水的電離既不受到抑制也不受到促進(jìn),點(diǎn)④所示溶液中溶質(zhì)為CH3COONa;只有鹽的水解促進(jìn)水的電離,所以水的電離程度從大到小排序?yàn)棰堍邰冢?/p>
【點(diǎn)睛】
明確混合溶液中溶質(zhì)成分及其性質(zhì)、溶液酸堿性是解本題關(guān)鍵,注意電荷守恒、物料守恒的靈活運(yùn)用。【解析】aHCN的電離平衡常數(shù)小,同濃度,其電離出的氫離子濃度小,pH值大c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)=④③②五、有機(jī)推斷題(共1題,共7分)22、略
【分析】【分析】
某溫度時,在Ag2SO4沉淀溶解平衡曲線上每一點(diǎn);都是該溫度下的平衡點(diǎn),所以利用濃度冪與沉淀溶解平衡常數(shù)進(jìn)行比較,可確定曲線外的某一點(diǎn)是否達(dá)到沉淀溶解平衡;利用沉淀溶解平衡常數(shù),可由一種離子濃度計(jì)算另一種離子的濃度。
【詳解】
(1)A點(diǎn)時,c(Ag+)=1×10-2mol/L,c()=4×10-2mol/L,與A點(diǎn)c(Ag+)相同的曲線上的點(diǎn)相比,4×10-2mol/L<16×10-2mol/L,所以A點(diǎn)未達(dá)沉淀溶解平衡,表示Ag2SO4是不飽和溶液。答案為:不飽和;
(2)該溫度下Ag2SO4的溶度積常數(shù)Ksp=c2(Ag+)?c()=(1×10-2mol/L)2×16×10-2mol/L=1.6×10-5(mol/L)3。答案為:1.6×10-5(mol/L)3;
(3)在飽和Ag2SO4溶液中,c2(Ag+)?c()是一個定值,溶液中c()越大,c(Ag+)越??;
a.40mL0.01mol·L-1K2SO4溶液,c()=0.01mol·L-1;
b.10mL蒸餾水,c()=0;
c.10mL0.02mol·L-1H2SO4溶液中,c()=0.02mol·L-1;
在溶液中,c():c>a>b,則溶液中c(Ag+):b>a>c,從而得出Ag2SO4的溶解程度由大到小的順序?yàn)閎>a>c。答案為:b>a>c;
(4)向Ag2SO4懸濁液中加入足量Na2CrO4固體,生成Ag2CrO4和Na2SO4,沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式:Ag2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+答案為:Ag2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+
【點(diǎn)睛】
一種難溶性物質(zhì),其溶度積常數(shù)越小,越容易轉(zhuǎn)化,其溶解度往往越小?!窘馕觥坎伙柡?.6×10-5(mol/L)3b>a>cAg2SO4(s)+=Ag2CrO4(s)+六、工業(yè)流程題(共4題,共16分)23、略
【分析】【分析】
Ⅰ.Sc2(C2O4)3經(jīng)過焙燒生成Sc2O3,接著Sc2O3溶于濃鹽酸形成Sc3+,并用氨水調(diào)節(jié)pH,使其與F-結(jié)合生成ScF3,并與氨水和鹽酸反應(yīng)生成的NH4Cl結(jié)合形成復(fù)鹽xNH4Cl·yScF3·zH2O,再經(jīng)脫水除銨獲得純度很高的ScF3;最后用Ca還原出Sc單質(zhì)。
【詳解】
Ⅰ(1)Sc為21號元素,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,外圍電子排布式即價(jià)電子排布式,故此處填3d14s2;
(2)由流程知Sc2(C2O4)3焙燒后生成Sc2O3,C元素生成CO或CO2,由于C元素化合價(jià)改變,故推測有O2參與反應(yīng),所以C元素被氧化,對應(yīng)產(chǎn)物為CO2,根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平得方程式為:2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(3)由流程知,調(diào)節(jié)pH時維持Sc以Sc3+形式存在,以便后續(xù)與F-結(jié)合生成ScF3,還需防止Sc3+與OH-結(jié)合;故調(diào)節(jié)pH范圍為:3.5<pH<4.2;
(4)由流程知,xNH4Cl·yScF3·zH2O脫水除銨指脫去結(jié)晶水和NH4Cl,NH4Cl受熱分解成NH3與HCl,之后又反應(yīng)生成NH4Cl,故會產(chǎn)生白煙現(xiàn)象,所以380~400℃減少NH4Cl質(zhì)量,200~300℃減少H2O質(zhì)量,則n(NH4Cl)=n(H2O)=故此處填1:2;
(5)高溫脫水時,ScF3會與H2O反應(yīng)生成ScOF,所以會混有ScOF雜質(zhì),對應(yīng)方程式為:ScF3+H2O=ScOF+2HF;由于Sc3+水解會生成雜質(zhì),但脫銨時NH4Cl分解,生成HCl,抑制Sc3+水解,所以制得的ScF3純度很高;
Ⅱ(1)由于金屬表面殘留油脂;油脂在NaOH溶液中會發(fā)生水解從而被除去,故NaOH另一個作用為除去油脂;
(2)由于廢鎳催化劑粉末中混有Al、Fe及其氧化物等雜質(zhì),首先要考慮去除雜質(zhì),第一步堿溶后,Al及其氧化物被NaOH溶解除去,不溶物中主要含有Ni、Fe及其氧化物,加入稀硫酸使其溶解,再加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,之后再調(diào)節(jié)pH除去Fe元素雜質(zhì),最終通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶獲得NiSO4晶體,具體方案補(bǔ)充如下:步驟a.稀硫酸;步驟b.向?yàn)V液中加適量H2O2溶液,充分反應(yīng),再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)3.2<7.2,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶。【解析】3d14s22Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2;4.21:2ScF3+H2O=ScOF+2HF脫銨時NH4Cl分解,生成HCl,抑制Sc3+水解除去油脂稀硫酸向?yàn)V液中加適量H2O2溶液,充分反應(yīng),再加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)3.2<7.2,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶24、略
【分析】【分析】
由題中流程可知,銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))粉碎焙燒,充分氧化,煙氣的主要成分為二氧化硫,加稀硫酸酸浸,過濾,濾渣1為SiO2和不溶于酸的雜質(zhì),濾液中加入H2O2,氧化Fe2+生成Fe3+,再加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,繼續(xù)過濾,濾渣2為Fe(OH)3;濾液中加入HR進(jìn)行萃取,除去鎳離子,有機(jī)相中加入硫酸進(jìn)行反萃取,水相的主要成分為硫酸銅溶液,加熱蒸發(fā),冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥即可獲得產(chǎn)品。
【詳解】
(1)由上述分析可知;焙燒前粉碎的目的是增大接觸面積,提高反應(yīng)速率,使礦石充分氧化;答案為增大接觸面積,提高反應(yīng)速率;
(2)由上述分析可知,加入Cu(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,生成氫氧化鐵沉淀的離子方程式為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;由題中信息Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)可知,要使平衡逆向移動,則增加H+濃度,即有機(jī)相中加入硫酸進(jìn)行反萃取,可以分離銅離子,還不會產(chǎn)生雜質(zhì),所以選項(xiàng)c正確;答案為2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3↓+3Cu2+;c;
(3)由題中表格數(shù)據(jù)可知,25℃時,“調(diào)節(jié)pH”后,測得濾液中c(Fe3+)=1.0×10-6mol/L,c(Cu2+)=5.0mol/L,因?yàn)镵sp[Fe(OH)3]=6.4×10-38,所以c(Fe3+)×c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3],則c(OH-)===4×10-11mol/L,c(H+)==×10-3mol/L,pH=3+lg4=3+2lg2=3.6;又c(Cu2+)×c2(OH-)=5×(4×10-11)2=8×10-21<Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,所以Cu(OH)2已經(jīng)完全溶解;答案為3.6;已經(jīng);
(4)向“萃取”后的水相中加入一定量的NaClO和NaOH,能制得黑色不溶物NiOOH,即NiSO4與NaClO發(fā)生氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;答案為2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;
(5)“操作Ⅱ”包括洗滌;洗滌該沉淀的操作為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;答案為向過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀,待蒸餾水流下后,重復(fù)操作2~3次;
(6)電解CuSO4溶液,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑,200mL0.5mol/L的CuSO4溶液中n(CuSO4)=0.2L×0.5mol/L=0.1mol,生成銅3.2g,物質(zhì)的量為=0.05mol,故生成H2SO40.05mol,溶液中CuSO4為0.1mol-0.05mol=0.05mol,電解后的溶液為CuSO4、H2SO4混合溶液,溶液呈酸性,溶液中銅離子水解、水發(fā)生電離,故n(H+)>0.05mol×2=0.1mol,n()=0.1mol,n(Cu2+)<0.05mol,溶液中氫氧根濃度很小,故故答案為:.【解析】(1)增大接觸面積;提高反應(yīng)速率。
(2)2Fe3++3Cu(OH)2=2Fe(OH)3+3Cu2+c
(3)3.6已經(jīng)。
(4)2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O
(5)向過
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