答案选D。
10.下列物质转化关系,在给定条件下都能实现的是
①
②
③
④
A.①②B.①③C.①②③D.②③④
【答案】A
【解析】①根据N2的性质,氮气和氧气在放电条件下生成NO,NO和氧气和水反应生成硝酸,故①
能实现;
②钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,故②能实现;
③铜属于不活泼金属,与浓盐酸不反应,故③中铜→氯化铜不能实现;
④铁和氯气生成氯化铁,氯化铁能和氨水反应生成氢氧化铁,故④
能实现;
二、选择题:
本题共5个小题,每小题4分,共20分。
每小题有一个或者俩个选项是符合题目要求。
全部选对得四分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.我国某科研机构设计如图装置,利用K2Cr2O7实现含苯酚废水的有效处理,一段时间后,中间室中NaCl溶液的浓度减小。
下列说法正确的是()
A.M为该电池的正极
B.该装置在高温下处理含苯酚废水效果更佳
C.a为阳离子交换膜,b为阴离子交换膜
D.N电极反应式为:
Cr2O
+6e-+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
【答案】C
【解析】A.M电极失电子发生氧化反应,为电池的负极,故A错误;
B.高温条件下微生物失活,电池的效率降低,故B错误;
C.放电过程中,苯酚发生氧化反应、作负极,结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O=6CO2↑+28H+,该装置的目的是对废水进行有效处理,所以废水中不应含有大量氢离子,则负极生成的氢离子要迁移到中间室,所以a为阳离交换膜;正极反应为反应式为:
Cr2O
+6e-+7H2O=2Cr(OH)3↓+8OH-,氢氧根要迁移到中间室,所以b为阴离子交换膜;迁移到中间室的氢离子和氢氧根反应生成水使NaCl溶液浓度降低,故C正确;
D.N电极为正极,Cr2O
得电子被还原为Cr(OH)3,结合电子守恒和电荷守恒可知电极反应式为Cr2O
+6e-+7H2O=2Cr(OH)3↓+8OH-,故D错误;
12.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图所示(已知:
PdC12溶液遇CO能产生黑色的Pd),下列说法错误的是()
A.装置①的仪器还可以制取H2、NH3等气体
B.装置⑤中石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯
C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4
D.装置⑥中有黑色沉淀,发生的反应是PdC12+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HC1
【答案】C
【解析】固体和液体不加热反应制备气体,锌和稀硫酸反应制氢气,氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①,A正确;金属钠与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,因此实验之前,用二氧化碳气体排出装置内的空气,当看到装置⑤中石灰水变浑浊后,空气已排净,再点燃酒精灯,B正确;反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,(因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应),再用浓H2SO4吸收水蒸气,C错误;根据题给信息可知,PdC12被CO还原为黑色的Pd,反应PdC12+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HC1,D正确;正确选项C。
13.向物质的量浓度均为1mol/L的HCl、AlCl3、MgC12、NH4Cl混合溶液中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液,得到如图图像。
下列有关说法正确的是( )
A.沉淀的最大物质的量为2mol
B.c-d段会产生标况下22.4LNH3
C.d-e段发生的反应为Al(OH)3+OH-=AlO
+2H2O
D.滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Al3+、Mg2+、NH
、Al(OH)3
【答案】CD
【解析】A.因原混合溶液的体积未知,故无法判断沉淀的最大物质的量,A错误;
B.c~d段为NH4Cl与NaOH溶液反应,产生NH3的量无法计算,B错误;
C.d~e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO
+2H2O,C错误;
D.H+、Mg2+、NH
、Al(OH)3结合氢氧根离子的能力逐渐减弱,故滴加NaOH溶液过程中,微粒反应的先后顺序是H+、Mg2+、NH
、Al(OH)3,D正确;
14.化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。
现有25℃时,浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。
(已知:
Ka(CH3COOH)=1.75×10–5,Kb为CH3COONa的水解常数),下列说法正确的是()
A.混合溶液加水稀释,c(OH–)减小
B.25℃时,Ka(CH3COOH)<Kb(CH3COO–)
C.c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)
D.向1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液pH基本不变
【答案】D
【解析】A.该混合溶液pH<7,溶液显酸性,加水稀释,溶液中c(H+)减小,由于Kw=c(H+)·c(OH–),在温度不变时,Kw不变,溶液中c(H+)减小,则c(OH–)增大,A错误;
B.浓度均为0.10mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,说明酸的电离作用大于盐的水解作用,所以Ka(CH3COOH)>Kb(CH3COO–),B错误;
C.根据物料守恒可得①:
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),根据电荷守恒可得②:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),将①+2×②,整理可得c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),溶液pH=4.76,则c(H+)>c(OH–),所以c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),C错误;
D.向该缓冲溶液中加入几滴NaOH溶液,由于缓冲溶液中存在平衡:
CH3COOH
CH3COO-+H+,NaOH电离产生的OH-中和溶液中H+,使电离平衡正向移动,因此反应后溶液pH基本不变,D正确;
15.我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:
H2S+O2===H2O2+S,已知甲池中发生反应:
。
下列说法正确的是( )
A.甲池中碳棒上发生的电极反应为AQ+2H+-2e-===H2AQ
B.乙池溶液中发生的反应为H2S+I3-===3I-+S+2H
+
C.该装置中电能转化为光能
D.H+从甲池移向乙池
【答案】B
【解析】A、甲池中碳棒是正极,该电极上发生得电子的还原反应,即AQ+2H++2e-=H2AQ,A错误;
B、在乙池中,硫化氢失电子生成硫单质,碘单质得电子生成I-,发生的反应为H2S+I3-=3I-+S↓+2H+,B正确;
C、根据图中信息知道是将光能转化为电能的装置,C错误;
D、装置的是原电池装置,原电池中阳离子移向正极,甲池中碳棒是正极,所以氢离子从乙池移向甲池,D错误;
三、非选择题:
本题共5小题,共60分。
16.(12分)经最新研究发现,NOx和SOx是形成雾霾天气的主要原因之一,因此研究NOx、SOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)为了消除NO造成的污染,通常采用一氧化碳和氢气进行催化还原NO。
已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=akJ•mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=bkJ•mol-1;
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=ckJ•mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
________________________。
(2)目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。
反应原理如图所示:
当NO2与NO的物质的量之比为1:
1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。
当有12mol电子发生转移时,则参与反应的NO2的物质的量为________。
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)ΔH<0。
实验测得:
v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)•c(O2),v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。
不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
时间/
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
1
0.6
0.4
0.2
0.2
0.2
n(O2)/mol
0.6
0.4
0.3
0.2
0.2
0.2
①从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=________mol/(L•s)。
②T1温度时,上述反应的化学平衡常数K=________。
③若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T1________T2(填“
”“
”或“
”)。
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。
①N极的电极反应式为________________________。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为________。
【答案】
(1)2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)ΔH=(b-2c-a)kJ•mol-1
(2)2mol
(3)①0.15mol•L-1•s-1②160③<
(4)①NO-3e-+2H2O=
+4H+②1:
4
【解析】
(1)利用盖斯定律,可知目标热化学方程式可由热化学方程式:
得到:
2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)ΔH=(b-2c-a)kJ•mol-1;答案为:
2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g)ΔH=(b-2c-a)kJ•mol-1;
(2)由反应原理图和题给信息可知,当NO2与NO的物质的量之比为1:
1时,与足量氨气在一定条件下发生的化学反应方程式为:
NO2+NO+2NH3=2N2+3H2O,结合氧化还原反应原理,可知,每消耗1molNO2和NO,转移6mol电子。
当有12mol电子发生转移时,则参与反应的NO2的物质的量为2mol。
答案为:
2mol;
(3)①由表中数据可知,0~2s该反应的平均速率v(NO)=
,根据同一反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比,则v(NO2)=v(NO)=0.15mol•L-1•s-1。
答案为:
0.15mol•L-1•s-1;
②由表中数据,可知c(NO)起始=
,c(O2)起始=
,平衡时,c(NO)=c(O2)=
,c(NO2)=
,利用三段式计算平衡常数:
K=
。
答案为:
160;
③若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则K=1<160,因反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)ΔH<0,K值减小,则对应的温度增大,即T2>T1。
答案为:
<;
(4)①根据题中电解池工作原理图可知,在N极发生NO→
的转变,由此可写出电极反应式为:
NO-3e-+2H2O=
+4H+,答案为:
NO-3e-+2H2O=
+4H+;
②分析电解池工作原理可知,电解总反应式为:
8NO+7H2O
3NH4NO3+2HNO3,故当实际参加反应的NO为8mol时,要将电解产生的硝酸全部转化为硝酸铵,还应至少通入2molNH3,则n(NH3):
n(NO)=1:
4。
答案为:
1:
4。
17.(12分)某化学研究性学习小组为了制取焦亚硫酸钠(
),并对其性质进行研究。
特进行如下实验:
实验一制取焦亚硫酸钠。
研究小组采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取
。
装置Ⅱ中有
晶体析出,发生的反应为:
。
(1)装置Ⅰ中通常采用70%~80%的浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制取
,而不用98%的浓硫酸或极稀的稀硫酸,原因是________________________。
(2)若要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,所采取的分离方法需用到的玻璃仪器有________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,请画出用来处理尾气并防止发生倒吸的实验装置,注明相应的试剂。
____________________________________________________________
(4)已知
溶于水后,立即生成
,该反应的离子方程式为________________________。
(5)用
试纸测得
溶液呈酸性,其溶液呈酸性的原因是________________________。
(6)取少量焦亚硫酸钠晶体于试管中,其中滴加酸性
溶液,剧烈反应,溶液紫红色很快褪去,经测定溶液中产生
,该反应的离子方程式是________________________。
实验三焦亚硫酸钠的含量测定。
测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数常用剩余碘量法。
已知:
;
。
①精确称取干燥的产品
放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。
②向碘量瓶中准确移取
,
的标准碘溶液(过量),振荡,使其与产品中的焦亚硫酸钠充分反应。
③加入
淀粉溶液,用标准
溶液滴定至接近终点,重复操作3次,经计算得消耗标准液平均体积为
。
(7)上述实验操作滴定终点的现象为________________________;根据上述实验,计算产品中焦亚硫酸钠的质量分数为________________________。
【答案】
(1)98%的浓硫酸以分子存在,不能提供
,浓度极稀的稀硫酸会使反应产生的
部分溶解在其中,造成损耗
(2)烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)
(4)
(5)
的电离程度大于水解程度
(6)
(7)当滴入最后一滴
溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复76%
【解析】
(1)装置Ⅰ中亚硫酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫与水,98%的浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,氢离子浓度小,反应速率慢,二氧化硫易溶于水,硫酸浓度过小,不利于二氧化硫逸出,故答案为:
98%的浓硫酸以分子存在,不能提供H+,浓度极稀的稀硫酸会使反应产生的SO2部分溶解在其中,造成损耗;
(2)