D.由X、Y、Z、T四种元素组成的化合物的水溶液一定显碱性
【答案】B
【解析】
试题分析:
X、Y、Z、R、T为五种短周期元素,根据图像可知X是H,R原子最外层电子数是电子层数的2倍,R位于第二周期,则R是碳元素。
Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物,则Z是Na,Y是O。
Z与T形成的化合物Z2T,能破坏水的电离平衡,所以T是S。
A.氧离子半径大于钠离子半径,A错误;B.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,非金属性T>R,所以其最高价含氧酸酸性T>R,B错误;C.碳元素能形成多种氢化物,其沸点可能高于水,C正确;D.由X、R、Y、Z四种元素组成的化合物水溶液不一定显碱性,例如草酸氢钠,D错误;答案选C。
考点:
考查原子结构和元素周期律
6.如图所示,甲池的总反应式为N2H4+O2===N2+2H2O。
下列说法正确的是
A.乙池中Fe电极上发生氧化反应
B.乙池中石墨电极上发生的反应可写为4OH--4e-===2H2O+O2↑
C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH减小
D.甲池中每消耗0.1molN2H4乙池电极上则会析出6.4g固体
【答案】B
【解析】
【分析】
本题所示串联装置中甲池为原电池,乙池为电解池。
燃料电池中,可燃气发生氧化反应,通入可燃气的电极为原电池的负极,通入氧气的电极为原电池的正极;与负极相连的电极为电解池的阴极,与正极相连的电极为电解池的阳极。
以此解答。
【详解】A项,乙池中Fe电极是电解池的阴极,发生还原反应,A项错误;
B项,乙池中石墨电极是电解池的阳极,发生氧化反应,发生的反应可写为4OH--4e-===2H2O+O2↑,B项正确;
C项,甲池总反应生成了水,则KOH溶液浓度变小,pH减小,乙池的阴极析出铜,结合B项可知乙池溶液的pH减小,C项错误;
D项,根据各个电极流过的电量相等知N2H4~2Cu,甲池消耗0.1molN2H4时,则乙池电极上会析出12.8gCu,D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
7.电解质溶液的电导率越大,导电能力越强。
用0.100mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00mL浓度均为0.100mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液。
利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线②代表滴定CH3COOH溶液的曲线
B.A点溶液中:
c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1mol·L-1
C.在相同温度下,A、B、C三点溶液中水的电离程度:
A<C<B
D.D点溶液中:
c(Cl-)+2c(H+)=2c(OH-)
【答案】D
【解析】
【分析】
溶液导电能力与离子浓度成正比,CH3COOH是弱电解质,溶液中离子浓度较小,加入NaOH后,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强;HCl是强电解质,随着NaOH溶液加入,溶液体积增大,导致溶液中离子浓度减小,溶液导电能力减弱,当完全反应时离子浓度最小,继续加入NaOH溶液,离子浓度增大,溶液导电能力增强,根据图知,曲线②代表0.100mol·L-1的NaOH溶液滴定HCl溶液的滴定曲线,曲线①代表0.100mol·L-1的NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线,据此解答。
【详解】A.由分析可以知道,曲线②代表0.100mol·L-1的NaOH溶液滴定HCl溶液的滴定曲线,故A错误;
B.A点溶液中c(Na+)=0.05mol/L,电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.05mol/L,故B错误;
C.酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,C点溶质为NaCl,A点溶质为醋酸钠,促进水电离,B点为等物质的量浓度的醋酸钠和NaOH,NaOH会抑制水的电离,所以在相同温度下,水的电离程度:
B<C<A,故C错误;
D.D点溶液中,存在电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),定量分析可以知道,c(Na+)=1.5c(Cl-),将电荷守恒式中c(Na+)代换为c(Cl-)并整理得:
c(OH-)=0.5c(Cl-)+c(H+),即c(Cl-)+2c(H+)=2c(OH-),所以D选项是正确的;
综上所述,本题正确答案为D。
8.某小组利用如下装置制备Cu(NH3)xSO4·H2O(溶于水呈深蓝色).并测量x值。
【Cu(NH3)xSO4·H2O制备】见图1
(1)A中发生的化学反应方程式为_____________________________。
(2)B中观察到的现象是_______________________;C中CCl4的作用是______________。
(3)欲从Cu(NH3)xSO4溶液中析出Cu(NH3)xSO4·H2O晶体,可加入试剂_______________。
【x值的测量】见图2
步骤一:
检查装置气密性,称取0.4690g晶体[M=(178+17x)g/mol]于锥形瓶a中;
步骤二:
通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液;
步骤三:
用0.5000mol/L的NaOH标液滴定b中剩余HCI,消耗标液16.00mL。
(4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3)xSO4与NaOH在溶液中反应,其离子方程式为______。
【x值的计算与论证】
(5)计算:
x=__________,
该学习小组针对上述实验步骤,提出测量值(x)比理论值偏小的原因如下:
假设1:
步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损;
假设2:
步骤二中_______________________________________________(任写两点);
假设3:
步骤三中测定结束读数时,体积读数偏小。
该假设_____(填“成立”或“不成立”)。
(6)针对假设l,你对实验的处理意见是________________。
【答案】
(1).Ca(OH)2+2NH4Cl=△2NH3↑+CaCl2+2H2O
(2).由蓝色溶液变为蓝色沉淀,随后沉淀溶解变成深蓝色溶液(3).防止倒吸(4).无水乙醇(5).Cu(NH3)x2++2OH—=Cu(OH)2↓+xNH3↑(6).3.56(7).加入NaOH溶液不足,没有加热或生成氨气未完全溢出等(8).不成立(9).更换砝码完好的托盘天平后,重新进行步骤一到三的全部实验
【解析】
试题分析:
(1)A为实验室制取氨气的装置,是利用氯化铵与氢氧化钙固体加热,反应的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+CaCl2+2H2O;氨气通入硫酸铜溶液中,开始生成氢氧化铜蓝色沉淀,随着氨气的通入,则氨气与氢氧化铜反应生成四氨合铜离子,后沉淀逐渐溶解,转化为深蓝色溶液;
(2)四氯化碳的密度大于水,因为氨气直接通入水中,会发生倒吸现象,氨气不溶于四氯化碳,通过四氯化碳的缓冲作用,可以防止发生倒吸;
(3)欲从Cu(NH3)xSO4溶液中析出Cu(NH3)xSO4·H2O晶体,可加入试剂无水乙醇,因为乙醇的极性较小,且该晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,有利于晶体的析出;
(4)Cu(NH3)xSO4与NaOH在溶液中反应,生成硫酸钠、氢氧化铜和氨气,所以反应的离子方程式为Cu(NH3)x2++2OH-=Cu(OH)2↓+xNH3↑;
(5)b中原来HCl的物质的量是0.03L×0.5000mol/L=0.015mol,剩余HCl的物质的量是0.016L×0.5000mol/L=0.008mol,则与氨气反应的HCl的物质的量也是氨气的物质的量是0.015-0.008=0.007mol;则0.4690g/(178+17x)g/mol×x=0.007mol,解得x=3.56;测定结果偏小,可能步骤二加入NaOH溶液不足,没有加热或生成的氨气未完全逸出等;
步骤三中测定结束读数时,体积读数偏小,则说明剩余HCl偏小,则与氨气反应的HCl偏多,则氨气的物质的量偏大,测定结果应偏高,所以不成立;
针对假设l,可更换砝码完好的天平后重新进行步骤一到步骤三全部实验,再进行测定。
考点:
考察对物质制备实验的定量分析,离子方程式的书写,实验数据的处理,实验现象的判断
9.铅单质及其化合物在新能源领域应用广泛,工业上利用方铅精矿(主要成分为PbS)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:
①PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl4-(aq) △H>0②Ksp(PbSO4)=1.0×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH值分别为3.2、7.0。
(1)步骤Ⅰ中发现有淡黄色沉淀生成,请写出离子反应方程式:
_______________________;
(2)步骤Ⅰ原料预处理过程中写出一种除搅拌外加快反应速率的办法:
_________________;反应温度不宜过高,且需加入过量盐酸保证溶液呈强酸性,原因是:
____________________;
(3)操作①应为:
_______;操作②应为:
_________;
A、趁热过滤B、蒸发浓缩,冷却结晶;C、蒸发结晶D、重结晶
(4)写出步骤III中PbCl2生成PbSO4的离子反应方程式:
___________________________,该反应的平衡常数K=_______;
(5)铅蓄电池(Pb-PbO2-H2SO4)充电时的阳极反应方程式:
_________________________;
(6)某铅蓄电池放电时电流为0.2A,可持续放电时间96500s,此时参加反应的Pb的质量为41.4g,求该电池放电的能量转化率α=_________。
(电池能量转化率的定义:
α=实际输出电量/理论输出电量×100%,结果保留两位有效数字,已知法拉第常数为96500C/mol)
【答案】
(1).PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S
(2).将方铅矿精矿磨成粉末(3).抑制Fe3+、Pb2+离子水解(4).A(5).B(6).PbCl2(s)+SO42(aq)
PbSO4(s)+2Cl-(aq)(7).1.6×103mol/L(8).PbSO4-2e+2H2O=PbO2+SO42-+4H+(9).50%
【解析】
【分析】
往方铅矿精矿中加入FeCl3溶液和盐酸,FeCl3与PbS反应生成PbCl2和S,产物中加入饱和食盐水,趁热过滤,利于PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl4-(aq) △H>0
正向进行,使PbCl2溶解,过滤除去硫等杂质,滤液1含有PbCl4-、Cl-、Fe2+、Fe3+等,滤液1蒸发浓缩,冷水浴中冷却,利用平衡逆向进行,析出PbCl2晶体,PbCl2晶体中加入稀硫酸,转化为更难溶的硫酸铅沉淀,过滤得到硫酸铅沉淀,洗涤、烘干得到硫酸铅粉末,以此解答。
【详解】
(1)由分析可知FeCl3与PbS反应生成PbCl2和S,Pb元素化合价不变,S元素化合价升高,则铁元素的化合价降低,有FeCl2生成,反应离子方程式为:
PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S,
因此,本题正确答案是:
PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S;
(2)将方铅矿精矿磨成粉末能增大反应接触面积,加快反应速率;Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH值分别为3.2、7.0,加入盐酸的主要目的是为了控制pH值在0.5~1.0,抑制Fe3+、Pb2+的水解,
因此,本题正确答案是:
将方铅矿精矿磨成粉末;抑制Fe3+、Pb2+离子水解;
(3)产物中加入饱和食盐水,趁热过滤,利于PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl4-(aq)△H>0
正向进行,使PbCl2溶解,过滤除去硫等杂质,滤液1含有PbCl4-、Cl-、Fe2+、Fe3+等,滤液1蒸发浓缩,冷水浴中冷却,利用平衡逆向进行,析出PbCl2晶体,操作①应为:
趁热过滤;操作②应为:
蒸发浓缩,冷却结晶;
因此,本题正确答案是:
A;B;
(4)Ksp(PbSO4)=1.0×10-8PbCl2(s)+SO42-(aq)
PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=
=
=
=1.6×103mol/L
因此,本题正确答案是:
PbCl2(s)+SO42-(aq)
PbSO4(s)+2Cl-(aq);1.6×103mol/L;
(5)铅蓄电池充电时为电解池,阳极发生氧化反应,PbSO4在阳极失去电子,生成PbO2,电极反应式为:
PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+;
因此,本题正确答案是:
PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+;
(6)41.4gPb的物质的量为:
=0.2mol,由电极反应可知:
Pb
2e-,所以实际输出电量为:
0.2mol×2×96500C/mol=38600C,理论输出的电量为:
Q=I
t=0.2A×96500s=19300C,
该电池放电的能量转化率α=实际输出电量/理论输出电量×100%=
×100%=50%,
因此,本题正确答案是:
50%。
10.工业废气、汽车尾气排放出的NOx、SO2等,是形成雾霾的主要物质,其综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ.NOx的消除。
汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)△H。
(1)已知:
CO燃烧热的△H1=-283.0kJ·mol-l,N2(g)+O2(g)
2NO(g)△H2=+180.5kJ·mol-1,则△H=____________。
(2)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。
将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如下图所示。
①以下说法正确的是__________________(填字母)。
A.两种催化剂均能降低活化能,但△H不变
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线Ⅱ中的催化剂适用于450℃左右脱氮
D.曲线Ⅱ中催化剂脱氮率比曲线I中的高
②若低于200℃,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为___________;判断a点是否为对应温度下的平衡脱氮率,并说明其理由:
____________。
Ⅱ.SO2的综合利用
(3)某研究小组对反应NO2+SO2
SO3+NO△H<0进行相关实验探究。
在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2):
n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。
部分实验结果如下图所示。
①如果将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是____________。
②图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断:
TC__________TD(填“>”、“=”或“<”)。
(4)已知25C时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka=6.2×10-8。
若氨水的浓度为2.0mol·L-1,溶液中的c(OHˉ)=_________mol·L-1;将SO2通入该氨水中,当溶液呈中性时溶液中的
=__________。
【答案】
(1).-746.5kJ/mol
(2).A、C(3).温度较低时,催化剂的活性偏低(4).不是平衡脱氮率。
因为该反应为放热反应,根据线II可知,a点对温度的平衡脱氮率应该更高。
(5).降低温度(6).=(7).6.0×10-3(8).2.24
【解析】
试题分析:
本题考查盖斯定律的应用,图像分析,外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,影响化学平衡常数的因素,电离平衡常数的计算。
I.
(1)CO燃烧热的ΔH1=-283.0kJ/mol,则CO(g)+
O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol(①式),N2(g)+O2(g)
2NO(g)ΔH2=+180.5kJ/mol(②式),应用盖斯定律,①式
2-②式得,2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)ΔH=(-283.0kJ/mol)
2-(+180.5kJ/mol)=-746.5kJ/mol。
(2)①A,两种催化剂均能降低活化能,加快反应速率,但ΔH不变,A项正确;B,该反应的正反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,脱氮率增大,B项错误;C,根据图像,曲线II在450℃左右催化活性最大,曲线II中的催化剂适用于450℃左右脱氮,C项正确;D,催化剂只影响化学反应速率,不影响转化率,不影响脱氮率,D项错误;正确的是A、C,答案选AC。
②低于200℃,曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为:
温度较低时(低于200℃),催化剂的活性偏低,对化学反应速率的影响小。
a点不是对应温度下的平衡脱氮率,理由是:
因