2018-2019学年江西省赣州教育发展联盟高二上学期12月联考化学试题 解析版
2018-2019学年第一学期赣州教育发展联盟十二月联考
高二化学试卷
命题人:会昌三中 魏娟 会昌三中 曾金玲 审题人:会昌三中 康龙飞
本卷中可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Cl:35.5 Fe:56
一、选择题(16小题,每题3分,共48分)
1.下列说法正确的是( )
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C. 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
D. 向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后溶液红色加深,说明盐类水解是放热的
【答案】C
【解析】
【分析】
A.有的放热反应需要高温条件发生;
B.化学反应中能量变化形式有热能、光能、电能等等;
C、焓变决定于反应物和生成物能量高低.
D、醋酸钠水解显碱性,水解过程吸热;
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,有的放热反应需要加热或高温的条件才能发生,如铝热反应是放热反应,但需要高温条件,故A错误;
B、化学反应中能量变化的形式有热能、光能、电能等等,不只是热能,故B错误;
C、焓变决定于反应物和生成物能量高低,反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热,故C正确;
D、醋酸钠水解显碱性,加热时碱性增强,说明水解吸热,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查化学反应中能量变化的形式、焓变等,解题关键:注意对基础知识的理解掌握,易错点A,反应条件与吸放热没有必然联系。
2.常温下,一定浓度的某酸HA溶液的pH=5,下列有关说法正确的是( )
A. 取该溶液1.00 mL,加水稀释至1 000 mL,所得溶液pH=8
B. 向溶液中加入适量NaA固体,若溶液pH不变,则HA为强酸
C. 加入等体积pH=9的NaOH溶液,若所得溶液pH>7,则HA为弱酸
D. 若该溶液导电能力弱于等体积pH=5的HCl溶液,则HA为弱酸
【答案】B
【解析】
【分析】
A、酸溶液稀释不能变为碱性溶液;
B、向溶液中加入适量NaA固体,若溶液pH不变,说明HA不存在电离平衡;
C、HA为弱酸,溶液中酸的浓度大于氢离子浓度;
D、溶液的导电能力与溶液中带电粒子的浓度有关;
【详解】A、一定浓度的某酸HA溶液的pH=5,该溶液显酸性,酸溶液稀释不能变为碱性溶液,所以稀释后溶液的pH<7,故A错误。
B、向溶液中加入适量NaA固体,若溶液pH不变,说明HA不存在电离平衡,所以HA为强酸,故B正确;
C、HA为弱酸,溶液中酸的浓度大于氢离子浓度,所以加入等体积pH=9的NaOH溶液,酸过量,溶液显酸性,所得溶液pH<7,故C错误;
D、某酸HA溶液的pH=5,溶液中氢离子的浓度为10-5mol·L-1,pH=5的盐酸中氢离子的浓度为10-5mol·L-1,所以两种溶液的导电能力相同,故D错误;
故选B。
【点睛】本题考查弱电解质的电离和溶液pH的计算,解题关键:明确弱酸的电离特点,易点A,酸溶液稀释不能变为碱性溶液。
3.龋齿是有机酸使牙齿中的Ca5(PO4)3(OH)溶解造成的。饮水、食物里的F﹣会将其转化为Ca5(PO4)3F,后者更能抵抗酸的腐蚀。下列分析不正确的是( )
A. 溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<Ca5(PO4)3F
B. Ca5(PO4)3(OH)电离出来的OH﹣、PO43﹣均能与H+反应
C. 牙膏中添加NaF可发生反应:Ca5(PO4)3(OH)+F﹣═Ca5(PO4)3F+OH﹣
D. 上述过程涉及的反应类型只有复分解反应
【答案】A
【解析】
【分析】
A.从难溶电解质的溶解转化的角度分析;
B.OH-、PO43-均能与H+反应生成水HPO42-、H2PO4-等;
C.牙膏中添加NaF,可生成Ca5(PO4)3F;
D.涉及反应为Ca5(PO4)3(OH)+F-═Ca5(PO4)3F+OH-,为复分解反应。
【详解】A.饮水、食物里的F-会将其转化为Ca5(PO4)3F,应生成溶解度更小的物质,即Ca5(PO4)3(OH)>Ca5(PO4)3F,故A错误;
B.Ca5(PO4)3(OH)为弱酸的碱式盐,OH-、PO43-均能与H+反应生成水、HPO42-或H2PO4-等,故B正确;
C.牙膏中添加NaF,可生成Ca5(PO4)3F,发生Ca5(PO4)3(OH)+F-═Ca5(PO4)3F+OH-,故C正确;
D.上述过程涉及的反应为:有机酸使牙齿中的Ca5(PO4)3(OH)溶解和Ca5(PO4)3(OH)+F-═Ca5(PO4)3F+OH-,都是复分解反应,故D正确。
故选:A。
4.某科研团队研制出“TM﹣LiH(TM表示过渡金属)”双催化剂体系,显著提高了在温和条件下氮气和氢气合成NH3的效率,原理示意如下:
下列分析不合理的是( )
A. 状态Ⅰ,吸收能量并有N≡N键发生断裂 B. 合成NH3总反应的原子利用率是100%
C. “TM﹣LiH”能降低合成氨反应的△H D. 生成NH3:2LiNH+3H2═2LiH+2NH3
【答案】C
【解析】
【分析】
由流程可知氮气与TM-LiH反应生成LiNH,LiNH与氢气反应生成氨气和LiH,总反应为2LiNH+3H2═2LiH+2NH3。
【详解】A.状态Ⅰ为氮气生成LiNH的过程,N≡N键发生断裂要吸收能量,故A正确;
B.由流程可知氮气和氢气反应,生成物只有氨气,原子利用率为100%,故B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,但不能降低反应物和生成物的总能量,不能改变反应热,故C错误;
D.由状态Ⅲ可知生成NH3:2LiNH+3H2═2LiH+2NH3,故D正确。
故选:C。
5.一种新型的电池,总反应为: 3Zn+2FeO42-+8H2O=2Fe(OH)3↓+3Zn(OH)2↓+4OH—,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. Zn极是负极,发生氧化反应
B. 随着反应的进行,溶液的pH增大
C. 电子由Zn极流出到石墨电极,再经过溶液回到Zn极,形成回路
D. 石墨电极上发生的反应为:FeO42—+3e—+4H2O=Fe(OH)3↓+5OH—
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据电池总反应,Zn的化合价升高,根据原电池的工作原理,即锌作负极,发生氧化反应,故A说法正确;B、根据电池总反应方程式,生成OH-,溶液的pH增大,故B说法正确;C、根据原电池的工作原理,电子从Zn电极流出经外电路流向石墨,电解质溶液应是阴阳离子定向移动,没有电子通过,故C说法错误;D、负极电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2↓,正极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3↓+5OH-,故D说法正确。
6.一定条件下,下列不能用勒夏特列原理解释的是( )
A. 合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率
B. H2、I2、HI 混合气体加压后颜色变深
C. 实验室常用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2
D. 新制氯水中,滴加硝酸银溶液,溶液颜色变浅,产生白色沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】A、合成氨时将氨液化分离,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高原料的利用率,与化学平衡移动有关,故A不选;B、H2、I2、HI混合气体达到的化学平衡是H2+I2=2HI,反应前后气体体积不变,混合加压后,平衡不动,颜色变深是因为体系体积减小,物质浓度增大,和平衡无关,故B选;C.氯气溶于水的反应是一个可逆反应,Cl2+H2⇌ClO-+2H++Cl-,由于饱和食盐水中含有大量的氯离子,相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,氯气溶解量减小,所以实验室常用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2,故C不选;D.氯水中存在Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,滴加硝酸银溶液,发生Ag++Cl-=AgCl↓,平衡正向移动,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故D不选;故选B。
【点睛】本题考查了勒夏特列原理的使用条件,注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应,且符合平衡移动的原理。本题的易错点为C,要注意氯气与水的反应为可逆反应。
7.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.8mol/(L•min); ②v(B)=0.75mol/(L•s); ③v(C)=0.6mol/(L•s); ④v(D)=0.5mol/(L•s)。该反应进行的快慢顺序为( )
A. ①>②>③>④ B. ③>②=④>① C. ①>③>②=④ D. ④>③>②>①
【答案】B
【解析】
【分析】
速率之比等于化学计量数之比,则反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快。
【详解】反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,则
①v(A)=0.8mol/(L·min),0.8/(60×1)=0.013;
②v(B)=0.75mol/(L·s),0.75/3=0.25;
③v(C)=0.6mol/(L·s),0.6/2=0.3;
④v(D)=0.5mol/(L·s),0.5/2=0.25,
该反应进行的快慢顺序为③>②=④>①,
故选:B。
【点睛】本题考查化学反应速率,解题关键:把握化学计量数与反应速率的关系,易错点A,注意比值法应用及速率单位统一。
8.下列溶液中有关物质的浓度关系正确的是 ( )
A. c(NH4+)相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中:c(NH4HSO4) >c(NH4Cl)>c[(NH4)2SO4]
B. 向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. 某二元弱酸酸式盐NaHA溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-)
D. 1.0 mol/L Na2CO3溶液:c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3)
【答案】D
【解析】
【分析】
A、NH4HSO4溶液中H+抑制NH4+的水解;
B、酸性混合溶液,则c(H+)>c(OH-),结合电荷守恒分析;
C、根据NaHA溶液中的电荷守恒进行判断,A2-带有两个单位的负电荷,其系数应该为2;
D、根据碳酸钠溶液中的质子守恒进行判断;
【详解】A、根据化学式组成可知,浓度相同时,(NH4)2SO4中c(NH4+)最大。NH4HSO4溶液中H+抑制NH4+的水解,则各溶液中c(NH4+)相同时,c(NH4Cl)>c(NH4HSO4) >c[(NH4)2SO4],故A错误;
B、向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液中c(H+)>c(OH-),由电荷守恒可知c(Na+)<c(CH3COO-),溶液中离子浓度大小为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B错误;
C、二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中,根据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),故C错误;
D、水电离的氢离子与氢氧根离子物质的量相等,则从质子守恒的角度分析可得:c(OH-)=c(H+)+2c(H2CO3)+c(HCO3-),故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查了溶液中离子浓度大小比较,解题关键:掌握盐的水解原理,能够根据电荷守恒、盐的水解原理、质子守恒等知识判断溶液各离子浓度大小,难点C、D,电荷守恒、质子守恒。
9.已知常温时 HClO 的 Ka=3.0×10-8,HF 的 Ka= 3.5×10-4。现将 pH 和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH 随溶液体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线 I 为次氯酸稀释时 pH 变化曲线
B. 取 a 点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH 溶液,消耗次氯酸的体积较小
C. a 点时,若都加入相同大小的锌粒,此时与氢氟酸反应的速率大
D. b 点溶液中水的电离程度比 c 点溶液中水的电离程度小
【答案】B
【解析】
常温下Ka(HClO)Ka(HF),酸性:HClOHF,根据图像将pH和体积都相同的HClO和HF稀释同等倍数,I的pH改变值大于II的pH改变值,曲线I代表稀释HF时pH变化曲线,曲线II代表稀释HClO时pH变化曲线。A项,根据上述分析,曲线I为HF稀释时pH变化曲线,A项错误;B项,a点HClO溶液和HF溶液的pH相同,a点c(HClO)大于c(HF),取a点的两种酸溶液中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HClO溶液的体积较小,B项正确;C项,a点HClO溶液和HF溶液的pH相同,即a点两溶液中c(H+)相等,此时与相同大小的锌粒反应的反应速率相等,C项错误;D项,酸溶液中OH-全部来自水的电离,根据图像b点溶液的pH大于c点溶液的pH,b点溶液中c(H+)小于c点溶液中c(H+),b点对水的电离的抑制小于c点,b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度大,D项错误;答案选B。
点睛:本题考查弱酸溶液稀释pH曲线的分析、不同弱酸的对比、酸溶液中水的电离程度的分析,正确判断曲线I、曲线II代表的物质是解题的关键。注意酸溶液中和碱的能力取决于酸的物质的量和酸的元数,酸溶液与相同大小锌粒反应速率的快慢取决于溶液中c(H+)。
10.在一定温度下,将气体X和气体Y各2 mol充入某10 L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0,—段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
t/min
2
4
10
12
n(Y)/mol
1.40
1.10
0.40
0.40
下列说法正确的是
A. 反应前2 min 的平均速率v(Z)=3.0xl0-2 mol• L-1min-1
B. 该温度下此反应的平衡常数K=64
C. 平衡后其他条件不变,再充入2 mol Z,新平衡时X的体积分数增大
D. 反应进行到10 min时保持其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应前 2min,n(Y)变化了2-1.4=0.6mol,反应速率为:v(Y)=0.6/(10×2)=0.03 mol• L-1min-1,根据速率和系数成正比可知v(Z)=2v(Y)=6.0×l0-2 mol• L-1min-1,A错误;
B.反应在10min时达到平衡,因此平衡时各物质浓度为:c(X)=0.4/10=0.04 mol• L-1 , c(Y)=0.4/10=0.04 mol• L-1,c(Z)= 2×(2-0.4)/10=0.32mol• L-1;该温度下此反应的平衡常数=0.322/0.042=64, B正确;
C.该反应前后气体的体积不变,其他条件不变,再充入2molZ,在等温等容条件下,等效于加压过程,平衡不移动,新平衡时X的体积分数不变,故C错误;
D. 反应进行到10 min时保持其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)
c(NH4+)
B. 用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,HCOOH消耗NaOH溶液的体积比CH3COOH小
C. 0.1 mol• L-1CH3COOH溶液与0.1 mol• L-1NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH=7
D. pH=7的HCOOH和NH3•H20的混合溶液中,c(HCOO—)=c(NH4+)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 根据Ka(HCOOH)>Kb(NH3∙H2O)可知,HCOOH为一元弱酸,NH3∙H2O为一元弱碱,所以电离程度HCOOH大,因此浓度均为0.1 mol•L-1 的HCOOH和NH3•H2
0溶液中,根据越弱越水解可以判断c(HCOO-)>c(NH4+),A正确;
B.由于酸性HCOOH大于CH3COOH,所以pH相同的HCOOH和CH3COOH,二酸的浓度:c(HCOOH)7;故C错误;
D. 任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒;HCOOH和NH3•H20的混合溶液中,存在电荷守恒:c(HCOO-)+c(OH-)= c(NH4+)+c(H+),由于pH=7,即c(OH-)=c(H+),所以c(HCOO-)=c(NH4+),故D正确;
综上所述,本题选C。
12.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2A(g)+B(g)3C(g);ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是
A. 图Ⅰ表示的是t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响
B. 图Ⅱ表示的一定是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C. 图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
D. 图Ⅲ表示的是不同催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
【答案】C
【解析】
试题分析:A.图Ⅰ表示的是t1时刻V逆、V正都增大,V逆增大的多,化学平衡逆向移动,若增大反应物的浓度,则在该时刻V正增大,V逆不变。与图像不符合,错误;.图Ⅱ表示的可能是t1
时刻加入催化剂后正反应、逆反应速率都增大,二者增大的倍数相同,所以化学平衡不发生移动,由于该反应是反应前后气体体积不变的反应,也可能增大压强后的化学反应速率变化情况,错误;C.升高温度,化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间缩短,由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,所以达到平衡时A的转化率降低,因此图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高,正确。D.催化剂只能缩短达到平衡所需要的时间,但是平衡不发生移动,因此图Ⅲ不能表示不同催化剂对平衡的影响,错误。
考点:考查图像法在化学反应速率、化学平衡移动中的作用的知识。
13.某温度下向含AgCl固体的AgCl饱和溶液中加少量稀盐酸,下列说法正确的是
A. AgCl的溶解度、Ksp均减小 B. AgCl的溶解度、Ksp均不变
C. AgCl的溶解度减小、Ksp不变 D. AgCl的溶解度不变、Ksp减小
【答案】C
【解析】
【详解】在含AgCl固体的AgCl饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),当加入少量稀盐酸时,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,溶解的氯化银质量减小,AgCl的溶解度减小;AgCl的Ksp只受温度影响,温度不变,AgCl的Ksp不变。
故答案选C。
【点睛】本题涉及难溶电解质的溶解度和溶度积常数两个概念,解题时要注意两个概念的区别和联系。注意溶度积常数只和温度有关,温度不变,Ksp不变。溶解度则随沉淀溶解平衡的移动而改变,不仅和温度有关,还和影响平衡的离子浓度有关。
14.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定的曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A. 三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B. 滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C. pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D. 当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】
A.根据图像可知0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的起始pH值HA最小,酸性最强,HD的pH最大,酸性最弱,酸性越强,电离平衡常数越大,三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD,A正确;B.滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB,溶液显酸性,HB的电离为主,但电离程度较小,因此c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-) ,B正确;C.pH=7时,三种溶液中阴离子的水解程度不同,加入的氢氧化钠的体积不同,三种离子浓度分别和钠离子浓度相等,但三种溶液中钠离子浓度不等,C错误;D.此为混合溶液的质子守恒关系式,c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D正确;答案选C。
点晴:在判断溶液中微粒浓度大小的比较时,要重点从三个守恒关系出发分析思考。(1)两个理论依据:①弱电解质电离理论:电离微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。例如H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3-)≫c(CO32-)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。②水解理论:水解离子的浓度大于水解生成微粒的浓度。例如Na2CO3溶液中:c(CO32-)>c(HCO3-)≫c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。(2)三个守恒关系:①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。②物料守恒:物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。解答本题时,能够从图像的起始点得出三种酸的相对强弱是解题的关键。
【此处有视频,请去附件查看】
15.在恒温容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)己达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量分数④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积
A. ③⑦⑧ B. ④⑤⑥ C. ①②⑤ D. ①③④⑤
【答案】D
【解析】
【分析】
当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆速率之比等于化学化学计量数之比(不同物质),各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化.选择判断化学平衡的物理量应随反应进行发生变化,当该物理量不再变化可以说明到达平衡.
【详解】①反应前后气体的物质的量减小的反应,容器体积不变,随反应进行压强降低,当压强不再变化,说明到达平衡,故①正确;
②反应混合物都是气体,总质量不变,容器体积不变,故混合气体的密度一直不变,不能说明到达平衡状态,故②错误;
③随反应进行B的浓度减小,当B的物质的量分数不再变化,说明到达平衡,故③正确;
④该反应为反应前后气体的物质的量减小的反应,随反应进行混合气体总物质的量减小,混合气体总物质的量不再变化,说明到达平衡,故④正确;
⑤反应混合物都是气体,总质量不变,随反应进行混合气体总物质的量减小,所以随反应进行混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不再变化,说明到达平衡,故⑤正确;
⑥v(C)与v(D)的速率关系自始至终都是1:1,不能说明到达平衡,故⑥错误;
⑦反应混合物都是气体,混合气体总质量不发生变化,不能说明到达平衡,故⑦错误;
⑧容器的体积不变,混合气体总体积不变,不能说明到达平衡,故⑧错误。
故①③④⑤正确。
故选:D。
16.向FeCl3、Al2(SO4)3的混和溶液中逐滴加入Ba(OH)2(aq),形成沉淀的情况如下图所示。沉淀的生成的pH列于下表(已知:偏铝酸钡易溶于水)。以下推断正确的是
氢氧化物
溶液pH
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.3
3.4
Al(OH)3
3.3
5.2
A. OA段产生的沉淀为BaSO4和Fe(OH)3
B. 据图计算原溶液中c(Cl-)=c(SO42-)
C. AB段可能发生的反应是:2SO42-+ 2Ba2+ + Al3+ +3OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓
D. C点溶液呈碱性是因为AlO2-水解,离子方程式为:AlO2-+2H2O=Al(OH)3 +OH-
【答案】B
【解析】
【分析】
Al2(SO4)3和FeCl3的混合溶液与Ba(OH)2溶液反应的实质是Fe3+,Al3+与OH-、Ba2+与SO42-之间的离子反应,如下:Ba2++SO42-═BaSO4↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++3OH-═Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,假设1molAl2(SO4)3中SO42-完全被沉淀所需Ba(OH)2量为3mol,提供6molOH-,图表分析铁离子先沉淀,由图象分析,OA段为加入3molBa(OH)2,发生反应Ba2++SO42-═BaSO4↓,得到3molBaSO4沉淀,C点为氢氧化铝溶解后的沉淀物质的量为氢氧化铁和硫酸钡沉淀共4mol,所以氢氧化铁沉淀为1mol,氢氧化铝沉淀为2mol;分析判断OA段沉淀3mol钡离子,1mol铁离子和1mol铝离子;AB段为沉淀1mol铝离子;BC段为溶解氢氧化铝消耗氢氧化钡1mol。
【详解】A、根据上述分析,OA段沉淀3mol钡离子,1mol铁离子和1mol铝离子,故A错误;
B、图象分析FeCl3、Al2(SO4)3的混和溶液中含FeCl3为1mol,含Al2(SO4)3 为1mol,c(Cl-)=c(SO42-),故B正确;
C、AB段可能发生的反应是Al3++3OH-=Al(OH)3↓,故C错误;
D、C点溶液呈碱性的原因是AlO2-水解,其离子方程式为AlO2- + 2H2O Al(OH)3 + OH一,故D错误;
综上所述,本题应选B。
二、非选择题(5小题,共52分)
17.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 =-99kJ·mol-1
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+ 41 kJ·mol-1
(1)ΔH2=______kJ·mol-1,②反应正向的熵变ΔS______0(填“>”“<”或“=”)。
(2)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图像如图。
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=_____ mol·L-1·min-1。
②图示的温度T1______T2(填写“>”、“<”或“=”)
(3)T1温度时,将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应(上述②反应)达到平衡后,若CO2转化率为50%,此时容器内的压强与起始压强之比为________。欲提高CO2转化率,可采取的措施是_________________(填一种即可)
【答案】 (1). -58 (2). < (3). (4). < (5). 3:4 (6). 缩小容器或者充入H2或降低温度
【解析】
【分析】
(1)由盖斯定律可知,将③+①可得反应②,反应前后气体体积减小,则反应熵变小于0;
(2)结合图象中甲醇的变化来计算反应速率,并利用图象中时间与速率的关系来分析T1、T2,再利用影响平衡的因素来分析解答;
(3)化学平衡的三段法计算平衡时各物质的物质的量,再利用反应前后气体的物质的量之比等于压强之比来解答;反应为气体体积减小的放热反应,根据平衡正向移动原理来分析。
【详解】(1)已知反应:① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 =-99kJ·mol-1
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+ 41 kJ·mol-1
由盖斯定律可知,将③+①可得反应②,故ΔH2=(-99kJ.mol-1)+41KJ·mol-1,ΔH2=-58kJ.mol-1;
②反应反应正向是气体体积减小的反应,反应的熵变△S<0
(2)根据题给图象分析可知,T2先达到平衡,则T2>T1,由温度升高反应速率增大,可知T2的反应速率大于T1,又温度高时平衡状态CH3OH的物质的量少,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-58kJ·mol-1,反应为放热反应,则升温说明可逆反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 向逆反应方向移动,
①v(CH3OH)=nA/(2l·tA)=nA/2tAmol·L-1·min-1;
②根据题给图象分析可知,T2先达到平衡则T2>T1;
(3)由化学平衡的三段模式法计算可知,容器体积为2L,
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol·L-1) 1 3 0 0
变化(mol·L-1) 1×50% 1.5 0.5 0.5
平衡(mol·L-1) 0.5 1.5 0.5 0.5
根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比,则容器内的压强与起始压强之比=(0.5+1.5+0.5+0.5)/(1+3)=3/4;
反应为气体体积减小的放热反应,从使平衡正向移动,欲提高CO2转化率,可采取的措施是缩小容器或者充入H2或降低温度。
【点睛】本题综合性较强,考查知识点较多,解题关键:熟悉盖斯定律、热化学反应方程式、反应速率、化学平衡、图象分析判断等重要知识来解答,难点(3)相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比,求容器内的压强与起始压强之比。
18.A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D是地壳中含量最多的元素,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题:
(1)C在元素周期表中的位置为__________,G的离子结构示意图是___________。
(2)D与E按原子个数比1:1形成化合物甲,其电子式为__________,所含化学键类型为_______。
(3)E、F、G形成的简单离子,半径由大到小顺序是_______。(用离子符号表示)
(4)用BA4、D2和EDA的水溶液组成燃料电池,电极材料为多孔惰性金属电极。在a极通入BA4气体,b极通入D2气体,则b极是该电池的_____极,负极的电极反应式为__________
【答案】 (1). 第二周期VA族 (2). (3). Na+[:::]2- Na+ (4). 离子键、非极性共价键(或共价键) (5). S2->Cl->Na+ (6). 正 (7). CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增.A元素原子核内无中子,A为H元素;B元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,B有2个电子层,最外层有4个电子,则B为C(碳)元素;D元素是地壳中含量最多的元素,则D为O元素;C原子序数介于碳、氧之间,故C为N元素;E元素是短周期元素中金属性最强的元素,则E为Na;F与G的位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的元素,可推知F为S元素、G为Cl元素
【详解】(1)C是氮元素,原子有2个电子层,最外层电子数为5,在元素周期表中的位置:第二周期VA族,G为Cl元素,原子结构示意图是;
(2)D与E按原子个数比1:1形成化合物甲为Na2O2,其电子式为Na+[:::]2- Na+ ,所含化学键类型为:离子键、共价键;
(3)电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,故E、F、G形成的简单离子,离子半径由大到小的顺序是:S2->Cl->Na+;
(4)用BA4、D2和EDA的水溶液组成燃料电池,电极材料为多孔惰性金属电极,即用CH4、O2和NaOH的水溶液组成燃料电池.在a极通入CH4气体,b极通入O2气体,甲烷发生氧化反应,则a极是该电池的负极,b为正极,氧气在正极获得电子,碱性条件下生成氢氧根离子,正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-。负极上甲烷被氧化生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
19. [化学——选修2:化学与技术]
聚合硫酸铁(PFS)是谁处理中重要的絮凝剂,下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为_________。粉碎过筛的目的是_______
(2)酸浸时最合适的酸是_____,写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是_________,下列氧化剂中最合适的是____________(填标号)。
A.KMnO4
B.
C.
D.
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe3+水解程度弱,pH偏大时则_______。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是______。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为(n为物质的量)。为测量样品的B值,取样品mg,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用c的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰)。到终点时消耗NaOH溶液V mL。按照上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液,已知该样品中Fe的质量分数w,则B的表达式为__________
【答案】(1)Fe2O3·xH2O 选取细小颗粒,增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率 (2)硫酸 Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3++3SO42-+(x+3)H2O
(3)氧化Fe2+c (4)pH过大,容易生成Fe(OH)3,产率降低
(5)减压蒸馏,可防止温度过高,聚合硫酸铁分解 (6)
【解析】
试题分析:(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。粉碎过筛的目的是控制铁屑的颗粒。
(2)由于不能引入杂质,则酸浸时最合适的酸是硫酸,铁锈与酸反应的离子方程式为Fe2O3·xH2O+6H+=2Fe3++3SO42-+(x+3)H2O。
(3)由于溶液中含有亚铁离子,则反应釜中加入氧化剂的作用是氧化Fe2+,由于不能引入杂质,则氧化剂中最合适的是绿色氧化剂双氧水。
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时水解程度弱,pH偏大时则Fe3+转化为氢氧化铁沉淀而损失,造成产率降低。
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是可防止温度过高,聚合硫酸铁分解。
(6)做空白对照试验,消耗NaOH溶液,这说明与样品反应的盐酸的物质的量是(V0-V)c×10-3mol,所以样品中氢氧根的物质的量是(V0-V)c×10-3mol。已知该样品中Fe的质量分数w,则铁的物质的量是,因此B的表达式为=。
考点:考查化学与技术模块分析,侧重于物质制备
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20.四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料﹣﹣钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:
已知四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃。回答下列问题:
(1)加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe═3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的目的是_____。
(2)若将制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉。已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10﹣39,该温度下反应Fe(OH)3+ 3H+ Fe3++ 3H2
O的平衡常数K=_______
(3)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g) △H=+140kJ•mol﹣1; 2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H=﹣221kJ•mol﹣1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:__________。
(4)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_____(只要求写出一项)。
(5)要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用的方法是______。
【答案】 (1). 使Fe3+还原成Fe2+ (2). 2.79×103 (3). TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) △H=-81kJ·mol-1 (4). 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等 (5). 蒸馏 (或分馏)
【解析】
【分析】
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,说明浸出液中含有Ti3+,由方程式可知,Fe3+能氧化Ti3+;
(2)依据平衡常数的概念结合反应写出计算式;
(3)依据热化学方程式和盖斯定律计算;
(4)绿色化学应零污染、零排放,原子利用率100%.结合工艺流程三废回答。
(5)由已知数据可知,SiCl4、TiCl4为液体,二者沸点相差较大,通常采取蒸馏方法分离。
【详解】(1)由题中信息可知,加入铁屑作还原剂,使Fe3+还原为Fe2+,当溶液变为紫色时,标志着铁离子已除尽。
(2)Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10﹣39=c(Fe3+)×c3(OH-)反应Fe(OH)3+ 3H+ Fe3++ 3H2O的平衡常数K=c(Fe3+)/c3(H+)= =c(Fe3+)×c3(OH-)×1042=2.79×10-39×1042=2.79×103 ;
(3)已知:①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g) △H=+140kJ•mol﹣1; ②2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H=﹣221kJ•mol﹣1;依据盖斯定律①+②得到: TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) △H=-81kJ·mol-1;
(4
)由工艺流程可知,生成中产生废气、废液、废渣等,不符合绿色化学理念,依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是:没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等。
(5)由已知四氯化钛的熔点-25.0℃,沸点136.4℃,SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃,可知,SiCl4、TiCl4为液体,二者沸点相差较大,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用蒸馏(或分馏)方法。
21.用标准NaOH溶液滴定充满HCl的烧瓶(标况下,烧瓶容积为V L)做完喷泉实验后得到的稀盐酸,以测定它的准确浓度,请你回答下列问题:
(1)理论计算该盐酸的物质的量浓度为:_____。
(2)若用酚酞作指示剂,达到滴定终点时的现象是_____。
(3)现有三种浓度的标准NaOH溶液,你认为最合适的是下列第_____种。
①5.00mol•L﹣1②0.500mol•L﹣1③0.0500mol•L﹣1
(4)若采用上述最合适浓度的标准NaOH溶液满定,滴定时实验数据列表如下:
实验次数编号
待测盐酸体积(mL)
滴入NaOH溶液体积(mL)
1
10.00
8.48
2
10.00
8.52
3
10.00
8.00
求这种待测稀盐酸的物质的量浓度c(HCl)=_____。
(5)在滴定操作过程中,以下各项操作使测定值偏高的有:_____
①滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗
②滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡
③滴定前平视,滴定终了俯视
④看到颜色变化后立即读数
⑤洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水进行洗涤
【答案】 (1). 0.0446mol·L-1 (2). 滴入最后一滴NaOH标准溶液时,待测溶液恰好由无色变为粉红色,且半分钟内不再褪色 (3). ③ (4). 0.0425mol·L-1 (5). ①②
【解析】
【分析】
(1)根据c=n/V=V/(VmV)=1/Vm计算该盐酸的物质的量浓度;
(2)滴定结束前溶液呈无色,滴定结束时溶液变为粉红色,据此判断滴定终点;
(3)为减小误差,应尽量用浓度比较接近的溶液滴定;
(4)数据误差太大,舍去第3组数据,然后求出1、2组平均消耗氢氧化钠溶液体积,然后根据盐酸和NaOH的反应求出c(HCl);
(5)根据c(待测)=c(标准)·V(标准)/V(待测),分析不当操作对V(标准)的影响。
【详解】(1)设烧瓶的容积为V,标况下VLHCl的物质的量为:VL/22.4L·mol-1=V/22.4mol,则该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)=V/(22.4mol·VL)=1/22.4mol·L-1≈0.045 mol·L-1;
(2)若用酚酞作指示剂,达到滴定终点时的现象是:滴入最后一滴NaOH标准溶液时,待测溶液恰好由无色变为粉红色,且半分钟内不再褪色;
(3)实验时,为减小实验误差,则所用碳酸钠溶液体积不能过小,否则误差较大,应用浓度最接近的,故选③;
(4)舍去第3组数据,1、2组平均消耗氢氧化钠溶液体积为:(8.48ml+8.52mL)/2=8.50mL,根据关系式NaOH~HCl可知,反应中消耗氢氧化钠与氯化氢的物质的量相等,则该待测稀盐酸的物质的量浓度c(HCl)=(0.0500mol·L-1×0.0085L)/0.01L=0.0425mol·L-1;
(5)①滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,标准液浓度减小,滴定过程中消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;
②滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;
③滴定前平视,滴定终了俯视,读出的标准液体积偏小,测定结果偏低;
④看到颜色变化后立即读数,此时还没有达到滴定终点,读出的标准液体积偏小,测定结果偏低;
⑤洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当做蒸馏水进行洗涤,NaCl与氢氧化钠溶液不反应,不影响滴定结果;
综上所述,操作使测定值偏高的有①②。