2023-2024黑龙江省实验中学高二(上)第二次月考化学试卷(12月份)(含解析)

2023-2024学年黑龙江省实验中学高二(上)第二次月考
化学试卷(12月份)
一.选择题(共15小题,满分45分,每小题3分。在每小题所给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.(3分)已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
C(石墨)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣393.51kJ.mol﹣1
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g);△H=﹣395.41kJ.mol﹣1
据此推理所得到的下列结论正确的是(  )
A.金刚石的燃烧热比石墨的燃烧热小
B.石墨晶体中碳碳键的强度小于金刚石中的碳碳键
C.石墨的能量比金刚石的能量高
D.由石墨制备金刚石一定是吸热反应
2.(3分)化学已渗透到人类生活的各个方面.下列说法不正确的是(  )
A.纤维素在人体内不能被消化吸收,可帮助消化
B.可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品
C.在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀
D.禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂,可减少汽车尾气污染
3.(3分)与醋酸有关的反应方程式正确的是(  )
A.与烧碱反应:OH﹣+CH3COOH→CH3COO﹣+H2O
B.与CaCO3反应:CO32﹣+2CH3COOH→2CH3COO﹣+CO2↑+H2O
C.乙醛氧化:CH3CHO+O2 CH3COOH
D.制乙酸乙酯:CH3COOH+C2H518OH CH3COOC2H5+H218O
4.(3分)下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系错误的是(  )
A.0.1mol L﹣1Na2CO3溶液:c(OH﹣)=c()+c(H+)+2c(H2CO3)
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.0.1mol L﹣1NH4Cl溶液:c()<c(Cl﹣)
D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液:c(Na+)=c()
5.(3分)下列实验操作不能达到实验目的的是(  )
实验操作 实验目的
A 常温下,测定等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液的pH 证明相同条件下,在水溶液中HCl电离程度大于CH3COOH
B 用pH试纸测定NaHSO3溶液的pH 比较电离程度和水解程度的大小
C 向10mL0.1mol/LNaOH溶液中加入1mL0.1mol/LMgCl2溶液,再向混合液中滴加0.1mol/LCuCl2溶液,产生蓝色沉淀 Cu(OH)2比Mg(OH)2更难溶
D 向含酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液 证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
A.A B.B C.C D.D
6.(3分)下列叙述中,错误的是(  )
A.利用电化学原理保护金属的一种方法是把被保护金属作为阳极,而另一比其更活泼的金属作为阴极
B.某一定条件下自发的化学反应,若△S<0,则该自发反应一定为放热反应
C.改变条件,使化学平衡往正向移动,反应物的转化率不一定增大
D.对于反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g),减小体积增大压强,反应物活化分子数及活化分子百分数均不发生改变
7.(3分)常温下,用0.1000mol L﹣1NaOH溶液滴定20.00mL浓度为0.1000mol L﹣1醋酸溶液,滴定曲线如图所示,下列说法不正确的是(  )
A.醋酸电离常数Ka≈10﹣6
B.b点溶液中粒子浓度关系:c(OH﹣)=c(H+)+c(CH3COOH)
C.a点对应的溶液中:c (CH3COO﹣)>c (Na+)
D.溶液中水电离出来的c(H+):b>a
8.(3分)图1为CdCO3和Cd(OH)2在25℃时的沉淀溶解平衡曲线,图2为向两份等体积等浓度的CdCl2溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液和Na2CO3溶液滴定关系图(图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,pCd2+为Cd2+浓度的负对数)。下列说法正确的是(  )
A.X为Cd(OH)2对应直线,Ksp[Cd(OH)2]=1×10﹣14
B.M为向CdCl2溶液中滴加NaOH溶液对应的曲线
C.图1中a点对应的溶液为CdCO3的不饱和溶液
D.图2中c点、b点对应取值分别为c=6,b>5
9.(3分)某温度下,向10mL0.1mol L 1Pb(NO3)2溶液中滴加0.1mol L 1Na2S溶液,溶液中﹣lgc(Pb2+)与滴加的Na2S溶液体积V的关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:Ksp(PbS)<Ksp(FeS)。下列判断正确的是(  )
A.a、b、c三点中Ksp(PbS)从大到小的顺序为:a>b>c
B.b点:c(Pb2+)<c(S2 )
C.c点:2c(Pb2+)+c(H+)=c(NO3 )+c(OH )
D.其他条件相同时,若将Pb(NO3)2溶液换成同浓度、同体积的Fe(NO3)2溶液,图中﹣lgc(Pb2+)换成﹣lgc(Fe2+),则b点会沿虚线向下移动
10.(3分)已知T℃时AgCl的Ksp=2×10﹣10;Ag2CrO4是一种橙红色固体,T℃时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.T℃时Ag2CrO4的Ksp=2×10﹣12
B.浓度均为2×10﹣5mol/LAgNO3溶液与NaCl溶液等体积混合没有沉淀生成
C.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4固体可使溶液由Y点到X点
D.保持温度T℃不变,Ag2CrO4溶液长时间放置可使溶液由X点到Z点
11.(3分)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH﹣,并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是(  )
A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B.阳极上的反应式为:+2H++2e﹣=+H2O
C.制得1mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了2mol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
12.(3分)将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同深度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是(  )
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大
D.产生气泡的速度甲比乙慢
13.(3分)滴定分数是指滴定过程中标准溶液与待测溶液中溶质的物质的量之比。25℃时,用0.1000mol L﹣1NaOH溶液滴定0.1000mol L﹣1H2C2O4溶液所得滴定曲线如图所示。已知10﹣1.3=0.05,下列说法正确的是(  )
A.从①点到②点水的电离程度逐渐增大
B.点②所示溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+c(C2)+c(OH﹣)
C.点①所示溶液中:c(Na+)>c(HC2)>c(H2C2O4)>c(C2)
D.25℃时H2C2O4的电离常数:Ka1=10﹣1.6
14.(3分)甲烷燃料电池能量转化率高.以KOH为电解质溶液,分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,其电极反应分别为:CH4+10OH﹣﹣8e﹣═7H2O;O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣。下列说法不正确的是(  )
A.CH4在负极发生氧化反应
B.工作时溶液的pH上升
C.理论上每消耗1molCH4,需要2molO2参与反应
D.分别将1molH2和CH4做燃料电池的原料,产生电量甲烷多
15.(3分)我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。某高校研究团队提出,利用TiO2基催化剂光催化还原CO2转化为甲醇(CH3OH),并利用产生的电能进一步电解制备新型高效净水剂Na2FeO4,其原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.Fe电极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+
B.电极c的电势高于电极d的电势
C.离子交换膜n、m分别为阴、阳离子交换膜
D.有1molCO2转化为甲醇同时Cu电极生成33.6L的H2
二.填空题(共4小题,满分55分)
16.(12分)(1)在25℃时,1mol/L的①(NH4)2SO4、②(NH4)2CO3、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH4+)由
小到大的顺序是    。
(2)用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa在常温下配成1L,混合溶液,已知其中的c(CH3COO)>c(Na+),则对该混合溶液的下列判断中正确的是    。
①c(H+)>c(OH﹣)
②c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=0.2mol/L
③c(CH3COO﹣)<c(CH3COOH)
④c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+c(Na+)=0.2mol/L
(3)常温下将0.010molCH3COONa和0.004moHCl溶于水,配制成0.5L混合溶液,判断:
①溶液中有两种花的物的之和一定等于0.010mol,它们是    、   ;
②溶液中n(CH3COO﹣)+n(OH﹣)﹣n(H+)=   mol。
17.(13分)钪(Sc)是一种功能强大但产量稀少的稀土金属,广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Sc2O3、MgO、SiO2等杂质,从钛铁矿中提取Sc2O3的流程如图:
已知:①室温下TiO2+完全沉淀的pH为1.05,Fe3+完全沉淀的pH为3.2
②Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10﹣33,lg2=0.3
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的主要成分是    。
(2)写出基态Sc原子的简化电子排布式:   。
(3)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4,其水解反应的化学方程式是    。
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均小于0.01mol/L,再用氨水调节溶液pH使TiO2+、Fe3+沉淀完全而Sc3+不沉淀,则调pH应控制的范围是    。
(5)常温下,三价Sc的部分存在形式与氟离子浓度的对数[1gc(F﹣)]、pH的关系如图所示。若溶液中c(F﹣)=5×10﹣6mol/L,pH=4.2,此时三价Sc的存在形式为    (填化学式)(lg5=0.7);当c(Sc3+)=1.25×10﹣6mol/L,pH=9时,是否有Sc(OH)3生成    (填“是”或“否”),说明原因    (写出计算过程)。
18.(14分)燃煤产生的烟气中的氮氧化物NOx(主要为NO、NO2)易形成污染,必须经脱除达标后才能排放.
(1)用化学方程式表示NO形成硝酸型酸雨的反应   
(2)能作脱除剂的物质很多,下列说法正确的是   
a.用 H2O作脱除剂,不利于吸收含氮烟气中的NO
b.用 Na2SO3作脱除剂,O2会降低Na2SO3的利用率
c.用CO作脱除剂,会使烟气中NO2的浓度增加
(3)尿素[CO(NH2)2]在一定条件下能有效将NOx转化为N2.
Ⅰ.已知可通过下列方法合成尿素:
2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s)△H=﹣159.5kJ/mol
H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=+28.5kJ/mol
①尿素释放出NH3的热化学方程式是   
②写出有利于尿素释放NH3的条件并说明理由   
Ⅱ.CO(NH2)2与某种烟气(主要为N2、NO和O2)中的NO的物质的量比值分别为1:2、2:1、3:1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图:
①曲线a 对应CO(NH2)2 与NO的物质的量比值是   .
②曲线a、b、c中,800℃~900℃区间内发生主要反应的化学方程式是   .
③900℃~1200℃区间内脱除率下降,NO浓度上升.发生的主要反应是   .
④曲线a中,NO的起始浓度为6×10﹣4 mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为    mg/(m3 s).
19.(16分)某同学想利用原电池反应检测Zn和Cu的金属活动性顺序.请你帮他选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,并完成下列实验报告:
实验目的:探究Zn和Cu的金属活动性顺序
(1)电极材料:正极:   ;负极:   ;电解质溶液:   .
(2)写出电极反应式:正极:   ;负极:   .
(3)画出装置图:   
(4)实验现象:   .
(5)实验结论:   .
2023-2024学年黑龙江省实验中学高二(上)第二次月考化学试卷(12月份)
答案与解析
一.选择题(共15小题,满分45分,每小题3分)
1.【解答】解:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.51kJ mol﹣1
②C(金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣395.41kJ mol﹣1,
①﹣②可得:C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ mol﹣1,
A、根据反应①②,可以看出金刚石的燃烧热395.41KJ比石墨的燃烧热393.51KJ大,故A错误;
B、石墨转化为金刚石吸热,金刚石能量大于石墨的总能量,物质的量能量越大越不稳定,则石墨比金刚石稳定,石墨晶体中碳碳键的强度大于金刚石中的碳碳键,故B错误;
C、石墨转化为金刚石吸热,金刚石能量大于石墨的总能量,故C错误;
D、C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ mol﹣1,所以由石墨制备金刚石一定是吸热反应,故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:A.纤维素在人体内不能被消化吸收,可帮助消化,饮食中应合理摄入含有纤维素的食物,故A正确;
B.Si3N4、Al2O3为原子晶体,具有较高熔点,可用于制作高温结构陶瓷制品,故B正确;
C.铁、铜和海水构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,铜作正极,负极上易失电子被腐蚀,所以加铜后能加快铁的腐蚀,故C错误;
D.因铅能使人体中毒,则禁止使用四乙基铅作汽油防爆剂来减少铅污染,故D正确;
故选:C。
3.【解答】解:A.醋酸与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为:与烧碱反应:OH﹣+CH3COOH→CH3COO﹣+H2O,故A正确;
B.碳酸钙和醋酸都需要保留化学式,正确的离子方程式为:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO﹣,故B错误;
C.乙醛催化氧化生成乙酸,正确的化学方程式为2CH3CHO+O2 2CH3COOH,故C错误;
D.制乙酸乙酯时,酸失羟基醇失去羟基H,正确的化学方程式为:CH3COOH+C2H518OH CH3CO18OC2H5+H2O,故D错误;
故选:A。
4.【解答】解:A.0.1mol L﹣1Na2CO3溶液中存在质子守恒,c(OH﹣)=c()+c(H+)+2c(H2CO3),故A正确;
B.向醋酸钠溶液中加入适量醋酸,得到的酸性混合溶液,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO﹣)+c(OH﹣),则c(Na+)<c(CH3COO﹣),水电离程度较小,则溶液中存在c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣),故B错误;
C.0.1mol L﹣1NH4Cl溶液中铵根离子水解,浓度减小,溶液中c()<c(Cl﹣),故C正确;
D.向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH=5的混合溶液,溶液中c(H+)>c(OH﹣),溶液中Na+和始终相同,和加入盐酸无关,c(Na+)=c(),故D正确;
故选:B。
5.【解答】解:A.测定等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液的pH,可知盐酸的酸性大于醋酸的酸性,则在水溶液中HCl电离程度大于CH3COOH,故A正确;
B.NaHSO3溶液显酸性,则电离程度大于其水解程度,故B正确;
C.NaOH溶液过量,分别与氯化镁、氯化铜反应生成沉淀,由实验操作和现象,不能证明Cu(OH)2比Mg(OH)2更难溶,故C错误;
D.钡离子与碳酸根离子反应生成沉淀,使碳酸根离子的水解平衡逆向移动,则溶液的红色变浅,故D正确;
故选:C。
6.【解答】解:A、阳极发生氧化反应,被保护的金属应作为阴极,故A错误;
B、△S<0,若使△H﹣T△S<0,△H必须<0,故B正确;
C、增大反应物浓度平衡正向移动,所加反应物的转化率降低,故C正确;
D、减小体积增大压强,分子能量不变,反应物活化分子数及活化分子百分数均不发生改变,故D正确;
故选:A。
7.【解答】解:A.根据图知,未加NaOH溶液时,0.1000mol/L醋酸溶液的pH值接近为3,则该溶液中c(H+)≈10﹣3mol/L,CH3COOH电离程度较小,则c (CH3COO﹣)≈c(H+)≈10﹣3mol/L、c(CH3COOH)≈0.1000mol/L,醋酸电离平衡常数Ka10﹣5,故A错误;
B.b点酸碱恰好完全反应生成CH3COONa,溶液中存在电荷守恒c(OH﹣)+c (CH3COO﹣)=c (Na+)+c(H+)、存在物料守恒c (CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=c (Na+),所以存在c(OH﹣)=c(H+)+c(CH3COOH),故B正确;
C.a点溶液pH<7,则c(OH﹣)<c(H+),溶液中存在电荷守恒c(OH﹣)+c (CH3COO﹣)=c (Na+)+c(H+),则c (CH3COO﹣)>c (Na+),故C正确;
D.酸或碱抑制水电离,且酸或碱浓度越大其抑制水电离程度越大,CH3COO﹣促进水电离且c (CH3COO﹣)越大,水电离程度越大,a点溶质为醋酸钠和醋酸、b点溶质为醋酸钠且c(CH3COONa):a点<b点,则水电离出来的c(H+):b>a,故D正确;
故选:A。
8.【解答】解:A.CdCO3(s) Cd2+(aq)(aq),Ksp(CdCO3)=c(Cd2+)c()是定值,图1中横坐标为阴离子浓度的负对数,pCd2+为Cd2+浓度的负对数,则对应CdCO3的曲线斜率应该为﹣1,故直线Y是CdCO3,X为Cd(OH)2,利用曲线上点可算出Ksp[Cd(OH)2]=10﹣4×(10﹣5)2=1×10﹣14,故A正确;
B.根据滴定终点可知Cd2+沉淀完全时所需的氢氧化钠的体积要多一些,故M应该为CdCl2溶液中滴加Na2CO3溶液对应的曲线,故B错误;
C.a点溶液Q(CdCO3)=10﹣5×10﹣6=1×10﹣11>1×10﹣12,故a点对应的溶液为CdCO3的过饱和溶液,故C错误;
D.c点有Ksp(CdCO3)=c2(Cd2+)=10﹣12,c(Cd2+)=10﹣6mol/L,则c=6,设b点,c(Cd2+)=xmol/L,Ksp[Cd(OH)2]=x×(2x)2=1×10﹣14,x>10﹣5,则b<5,故D错误;
故选:A。
9.【解答】解:A.Ksp只与温度有关,温度不变则Ksp不变,所以a、b、c三点中Ksp(PbS)相等,故A错误;
B.b点时Pb(NO3)2和Na2S恰好反应完全,为PbS的饱和溶液,溶液中c(Pb2+)=c(S2 ),故B错误;
C.c点溶液中存在电荷守恒关系为2c(Pb2+)+c(H+)+c(Na+)=c(NO3 )+c(OH )+2c(S2 ),故C错误;
D.其他条件相同时,若将Pb(NO3)2溶液换成同浓度、同体积的Fe(NO3)2溶液,b点时二者恰好反应完全,Ksp(PbS)<Ksp(FeS),则PbS、FeS的饱和溶液中c(Pb2+)<c(Fe2+),﹣lgc(Fe2+)<﹣lgc(Pb2+),即b点会沿虚线向下移动,故D正确;
故选:D。
10.【解答】解:A.曲线上的点是沉淀溶解平衡,Ag2CrO4的沉淀溶剂平衡为Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)(aq),则Ksp=c2(Ag+)c()=(10﹣3)2×10﹣6=10﹣12,故A错误;
B.浓度均为2×10﹣5mol/LAgNO3溶液与NaCl溶液等体积混合物,Qc=1×10﹣5×1×10﹣5=1×10﹣10<Ksp,没有沉淀生成,故B正确;
C.在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液,点仍在曲线上,所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点,故C错误;
D.Ag2CrO4溶液长时间放置,溶剂减少,可转化为饱和溶液,(Ag+)、c()均增大,而X点到Z点,Ag+浓度减小,离子浓度不变,与图象不符,故D错误;
故选:B。
11.【解答】解:A.电解池工作时,右侧Br﹣氧化为Br2,生成的Br2再氧化乙二醛生成乙醛酸,Br2再还原为Br﹣,说明KBr还起催化作用,故A错误;
B.右侧为阳极,发生氧化反应,电极反应为2Br﹣﹣2e﹣=Br2,故B错误;
C.阳极区和阴极区均有乙醛酸生成,且1mol乙二酸转化为1mol乙醛酸、与1mol乙二醛转化为1mol乙醛酸均转移2mol电子,根据电子守恒,则制得1mol乙醛酸,理论上外电路中迁移了1mol电子,故C错误;
D.双极膜的左侧为阳离子交换膜,中间层的H+在外电场作用下,向左侧即铅电极方向迁移,故D正确;
故选:D。
12.【解答】解:A、甲中形成铜锌原电池,锌作负极,失电子,铜作正极,H+在铜极上得电子,生成H2,所以甲中铜片表面有气泡产生,故A错误;
B、乙中不构成原电池,铜片不是电极,故B错误;
C、甲乙两烧杯反应的总方程式都为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,溶液中硫酸的浓度降低,溶液的PH增大,故C正确;
D、原电池能加快反应速率,故产生气泡的速度甲比乙快,故D错误。
故选:C。
13.【解答】解:A.①点到②点的过程中,c(C2)增大,C2促进水的电离,即①点到②点水的电离程度逐渐增大,故A正确;
B.点②所示溶液中溶质为Na2C2O4,电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH﹣),故B错误;
C.①点所示溶液中溶质为NaHC2O4,溶液呈酸性,说明HC2的电离程度大于其水解程度,则c(Na+)>c(HC2)>c(C2)>c(H2C2O4),故C错误;
D.由图可知,0.1000mol L﹣1H2C2O4溶液的pH=1.3,即c(H2C2O4)=0.1000mol L﹣1﹣10﹣1.3mol/L=0.05mol/L,c(HC2)≈c(H+)=10﹣1.3mol/L=0.05mol/L,H2C2O4的电离常数K0.05=10﹣1.3,故D错误;
故选:A。
14.【解答】解:A.失电子的物质在负极上发生氧化反应,根据方程式知,甲烷在负极上发生氧化反应,电极反应式为:CH4+2OH﹣+2O23H2O,故A正确;
B.电池反应式为:CH4+2OH﹣+2O23H2O,消耗氢氧根离子,故工作时溶液的pH降低,故B错误;
C.电池反应式为:CH4+2OH﹣+2O23H2O,理论上每消耗1molCH4,需要2molO2参与反应,故C正确;
D.将1 molH2和CH4做燃料电池的原料,1mol甲烷失去8mol电子、1mol氢气失去2mol电子,所以产生电量甲烷多,故D正确;
故选:B。
15.【解答】解:A.电极c由CO2转化为CH3OH,碳元素化合价降低,为原电池的正极,铁电极接正极,做阳极,铁元素最终转化为Na2FeO4,所以电极方程式是Fe+8OH﹣﹣6e﹣═4H2O,故A错误;
B.如图分析,电极c由CO2转化为CH3OH,碳元素化合价降低,为原电池的正极,电极d是H2O中杨转化为O2,氧元素化合价升高,为电池的负极,正极电极比负极高,故B正确;
C.由右边电解装置图分析,铁电极需发生反应消耗OH﹣,所以离子交换膜m是阴离子交换膜,铜电极是溶液中氢离子放电,OH﹣增多,与钠离子结合得到氢氧化钠,所以离子交换膜n是阳离子交换膜,a%大于b%,故C错误;
D.未知标准状况下,不可算,若为标准状况下,由CO2+6H++6e﹣﹣═CH3OH+H2O,1mol CO2反应转移6mol电子,原电池和电解池连接后,转移电子数相等,由2H2O+2e﹣═H2↑+2OH﹣,则生成3mol氢气,对应标况下的体积是67.2L,故D错误;
故选:B。
二.填空题(共4小题,满分55分)
16.【解答】解:(1)溶液中CO32﹣的水解促进NH4+的水解,Fe2+的水解抑制NH4+的水解,则等浓度时,c(NH4+)大小顺序应为③>①>②,溶液中c(NH4+)由小到大的顺序是②<①<③
故答案为:②<①<③;
(2)①等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠溶液中c(CH3COO﹣)>c(Na+),根据电荷守恒c(CH3COO﹣)+c(OH﹣)=c(Na+)+c(H+)可得:c(H+)>c(OH﹣),故①正确;
②根据混合液中的物料守恒得:c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=0.2 mol L﹣1,故②正确;
③混合溶液呈酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO﹣),故③错误;
④钠离子不水解,所以钠离子浓度为0.1mol/L,则c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=0.2 mol L﹣1,c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+c(Na+)>0.2mol/L,故④错误;
故答案为:①②;
(3)①0.010mol CH3COONa在溶液中以CH3COOH和CH3COO﹣存在,根据电荷守恒可知:n(CH3COOH)+n(CH3COO﹣)=0.010mol,
故答案为:CH3COOH;CH3COO﹣;
③溶液遵循电荷守恒:n(H+)+n(Na+)=n(Cl﹣)+n(CH3COO﹣)+n(OH﹣),则n(CH3COO﹣)+n(OH﹣)﹣n(H+)=n(Na+)﹣n(Cl﹣)=0.010mol﹣0.004mol=0.006mol,
故答案为:0.006。
17.【解答】解:(1)“滤渣1”的主要成分为不溶于浓硫酸的SiO2,
故答案为:SiO2;
(2)基态Sc原子核外有21个电子,根据构造原理书写基态Sc的简化电子排布式:[Ar]3d14s2,
故答案为:[Ar]3d14s2;
(3)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4,其水解生成TiO2 xH2O,该反应的化学方程式是TiOSO4+(n+1)H2O=TiO2 nH2O↓+H2SO4,
故答案为:TiOSO4+(n+1)H2O=TiO2 nH2O↓+H2SO4;
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均小于0.01mol/L,再用氨水调节溶液pH使TiO2+、Fe3+沉淀完全而Sc3+不沉淀,Fe3+完全沉淀的pH为3.2,Fe3+完全沉淀时,TiO2+早已经完全沉淀,如果Sc3+开始沉淀,c(OH﹣)mol/L=5×10﹣11mol/L,c(H+)mol/L=2×10﹣4mol/L,溶液的pH=﹣lg2×10﹣4=3.7,则调pH应控制的范围是3.2≤pH<3.7,
故答案为:3.2≤pH<3.7;
(5)若溶液中c(F﹣)=5×10﹣6mol/L,lgc(F﹣)=lg5×10﹣6=﹣5.3,根据图知,三价Sc的存在形式为;当c(Sc3+)=1.25×10﹣6mol/L,pH=9时,溶液中c(OH﹣)mol/L=10﹣5mol/L,c(Sc3+)×c3(OH﹣)=1.25×10﹣6×(10﹣5)3=1.25×10,21>Ksp[Sc(OH)3],所以有Sc(OH)3生成,
故答案为:;是;Q=c (Sc2+) c3 (OH﹣)=1.25×10﹣6×(10﹣5)3=1.25×10﹣21>1.25×10﹣33,有Sc(OH)3生成。
18.【解答】解:(1)一氧化氮不稳定,易和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,故NO形成硝酸型酸雨的反应为:2NO+O2═2NO2、3NO2+H2O═2HNO3+NO,故答案为:2NO+O2═2NO2、3NO2+H2O═2HNO3+NO;
(2)a.一氧化氮不易溶于,而二氧化氮易溶于水,反应生成NO,不利于吸收含氮烟气中的NO,故a正确;
b.亚硫酸钠不稳定,易被氧气氧化,O2会降低Na2SO3的利用率,故b正确;
C.用CO作脱除剂,被氧化,则氮氧化物得电子发生还原反应,不会生成NO2,烟气中NO2的浓度不增加,故c错误;
故答案为:ab;
(3)①已知:2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s)△H=﹣159.5kJ/mol
H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=+28.5kJ/mol
根据盖斯定律,两热化学方程式相加得2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=﹣131kJ/mol,
故尿素释放出NH3的热化学方程式为:CO(NH2)2(s)+H2O(l) 2NH3(g)+CO2(g)△H=+131kJ/mol,
故答案为:CO(NH2)2(s)+H2O(l) 2NH3(g)+CO2(g)△H=+131kJ/mol;
②释放氨气的反应是吸热反应,升高温度,有利于平衡向吸热反应方向进行,同时温度升高,氨气的溶解度降低,均有利于向释放氨气的方向进行,
故答案为:升高温度;升高温度有利于平衡向吸热反应方向进行,同时温度升高,氨气的溶解度降低,均有利于向释放氨气的方向进行;
Ⅱ.①CO(NH2)2 的含量越高,NO的转化率越大,即NO脱除率越高,所以曲线a 对应CO(NH2)2 与NO的物质的量比值是3:1,故答案为3:1;
②800℃~900℃区间内NO脱除率增大,所以NO是作为反应物参加反应,高温时,尿素分解生成氨气、二氧化碳,氨气和一氧化氮发生氧化还原反应生成氮气,即尿素与NO反应生成N2,同时生成二氧化碳和水,所以反应方程式为:4NH3+6NO═5N2+6H2O 或 2CO(NH2)2+6 NO═2CO2+4H2O+5N2,
故答案为:4NH3+6NO═5N2+6H2O 或 2CO(NH2)2+6 NO═2CO2+4H2O+5N2;
③900℃~1200℃区间内脱除率下降,所以NO浓度上升,则该反应中应该有NO,尿素分解生成的氨气和烟气中的氧气反应生成一氧化氮和水,导致NO浓度增大,所以反应方程式为:4NH3+5O2═4NO+6H2O,
故答案为:4NH3+5O2═4NO+6H2O;
④A点到BNO脱除率由0.55变为0.75,故NO的浓度变化量为(0.75﹣0.55)×6×10﹣4 mg/m3=1.2×10﹣4 mg/m3
所以NO的脱除速率1.5×10﹣4mg/(m3.s),
故答案为:1.5×10﹣4.
19.【解答】解:(1)利用反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池时,根据反应可知,Zn为负极,则正极可以是活泼性不如Zn的金属如Cu等,也可以是碳棒,电解质溶液应为CuSO4.
故答案为:铜片、锌片;CuSO4溶液
(2)原电池工作时,正极反应式为Cu2++2e﹣=Cu,负极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+.
故答案为:负极:Zn﹣2e﹣=Zn2+ 正极:Cu2++2e﹣=Cu
(3)由(1)可知原电池的装置图为
故答案为:
(4)正极发生还原反应,生成红色金属铜,溶液蓝色变浅.负极发生氧化反应,锌逐渐溶解.
故答案为:负极不断溶解,正极上有红色固体析出,溶液蓝色变浅
(5)锌逐渐溶解,正极析出红色金属铜,说明金属活动性Zn>Cu.
故答案为:金属活动性Zn>Cu
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