答案 A
18.对下列各溶液中,微粒的物质的量浓度关系表述正确的是( )
A.0.1mol/L的(NH4)2SO4溶液中:
c(SO
)>c(NH
)>c(H+)>c(OH-)
B.0.1mol/L的NaHCO3溶液中:
c(Na+)=c(HCO
)+c(H2CO3)+2c(CO
)
C.将0.2mol/LNaA溶液和0.1mol/L盐酸等体积混合所得碱性溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(Cl-)
D.在25℃100mLNH4Cl溶液中:
c(Cl-)=c(NH
)+c(NH3·H2O)
答案 D
19.液流电池是一种新的蓄电池,是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。
如图是一种锌溴液流电池,电解液为溴化锌的水溶液。
下列说法正确的是 ( )
A.充电时阳极的电极反应式:
Zn-2e-
Zn2+
B.充电时电极a为外接电源的负极
C.放电时Br-向右侧电极移动
D.放电时左右两侧电解质储罐中的离子总浓度均增大
答案 D
20.钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点,特别适合于固定式大规模储能应用的需求。
一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeⅡ(CN)6
Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeⅢ(CN)6(注:
其中P的化合价为+5,Fe的上标Ⅱ、Ⅲ代表其价态)。
下列说法不正确的是 ( )
A.放电时,NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应
B.放电时,负极材料中的Na+脱离电极进入溶液,同时溶液中的Na+嵌入正极材料中
C.充电过程中阳极反应式为2NaNiFeⅢ(CN)6+2Na++2e-
2Na2NiFeⅡ(CN)6
D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变
答案 C
21.三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO
可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A.通电后中间隔室的SO
离子向正极迁移,正极区溶液pH增大
B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C.负极反应为2H2O-4e-===O2+4H+,负极区溶液pH降低
D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成
答案 B
二、非选择题:
本题包括5小题,共58分。
22.(12分)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用,利用铝热反应完成钢轨的焊接非常方便迅速,完成下列填空:
(1)在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后,引发铝热反应的操作是:
___________________
________________________________________________________________________。
(2)硅与铝同周期,地壳里硅铝的含量硅________铝(填>,<或=),工业上制备金属铝的化学方程式是:
________________________________________________________________,
工业上制备硅的化学方程式有:
a.SiO2+2C
Si(粗)+2CO
b.SiO2+3C
SiC+2CO(副反应),
c.Si(粗)+2Cl2
SiCl4
d.SiCl4+2H2
Si+4HCl,某同学将氧化还原反应、非氧化还原反应及四大基本反应绘制成图,其中属于图“2”区域的反应是________(填序号)。
(3)SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2,钠长石(NaAlSi3O8)的氧化物形式________,长石是铝硅酸盐,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同,由此可推知钙长石的化学式为________。
(4)某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成,①称取100g该铝合金样品,分成等质量的A、B两份,向A份加入足量NaOH溶液,B份加入足量的稀盐酸,②待两份反应物都充分反应之后,称得滤渣质量相差1.60g,收集得到的两份气体的体积相差2240mL(标准状况下),则样品中Si和Mg的物质的量分别是n(Si)__________和n(Mg)__________。
答案
(1)铺上一层KClO3粉末,点燃插入的镁条
(2)> Al2O3
4Al+3O2↑ b
(3)Na2O·Al2O3·6SiO2 CaAl2Si2O8
(4)0.4mol 0.6mol
解析
(1)氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁,反应的化学方程式为Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3,为使反应顺利进行,可加入氯酸钾,为助燃剂,点燃镁时反应放出大量的热,镁为引燃剂,所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3,插上镁条并将其点燃。
(2)、(3)地壳中含量排在前五位的元素分别是:
O、Si、Al、Fe、Ca,地壳里硅铝的含量硅大于铝;工业上制备金属铝为电解氧化铝,化学方程式为:
Al2O3
4Al+3O2↑,硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为:
碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水(xMO·nSiO2·mH2O),钠长石(NaAlSi3O8)的碱性氧化物Na2O、两性氧化物Al2O3、酸性氧化物SiO2,因此钠长石的氧化物形式为:
Na2O·Al2O3·6SiO2;结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙,以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石,其氧化物形式为:
CaO·Al2O3·2SiO2,化学式为CaAl2Si2O8,a.SiO2+2C
Si(粗)+2CO属于置换反应,属于氧化还原反应,b.SiO2+3C
SiC+2CO(副反应),属于氧化还原反应,c.Si(粗)+2Cl2
SiCl4属于化合反应,属于氧化还原反应,d.SiCl4+2H2
Si+4HCl,属于置换反应,属于氧化还原反应,图“1”区域的反应是复分解反应,属于图“2”区域的反应属于氧化还原反应,图“5、6”“7、8”区域的反应属于化合反应、氧化还原反应,分解反应、氧化还原反应,所以属于图“2”区域的反应是b。
(4)A份中Al、Si与氢氧化钠溶液反应,B份中Al、Mg与盐酸反应,A份和B份中Al反应放出的气体相等,因此两份气体差和质量差均来源于Mg、Si,Si、Mg生成氢气的物质的量关系为:
Si~2H2、Mg~H2,标准状况下2240mL气体的物质的量为
=0.1mol,设A份中含有的Si的物质的量为xmol,B份中含有Mg的物质的量为ymol,由质量差可得:
①24y-28x=1.6由气体相差0.1mol可得:
②2x-y=0.1,联立求得:
x=0.2,y=0.3,则样品中Si和Mg的物质的量分别0.4mol、0.6mol。
23.(10分)下列各物质的转化关系如下图所示,其中A是一种高熔点固体,D是一种棕红色固体。
回答下列问题:
(1)C的化学式为________;J的化学式为________。
(2)写出由A生成H的离子反应方程式:
_______________________________________________________________________________________________________________________。
(3)写出图中由F转化为G反应的离子方程式:
_____________________________________________________________________________________________________________。
答案
(1)Al Fe2(SO4)3
(2)Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
(3)4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O===4Fe(OH)3↓+8NH4+(分步书写也可以)
解析 根据框图转化可推得:
A:
Al2O3;B:
O2;C:
Al;D:
Fe2O3;E:
Fe;F:
FeSO4;G:
Fe(OH)3;J:
Fe2(SO4)3;H:
AlO2-;I:
Al2(SO4)3。
24.(12分)现有A、B、C、D、E、F六种原子序数依次增大的短周期主族元素。
已知A与D同主族且能形成离子化合物DA,B元素氢化物的水溶液呈碱性,C与E同主族且EC2是一种具有刺激性气味的气体。
用化学用语回答下列问题:
(1)元素F在周期表中的位置________________。
(2)C、D、E三种元素原子半径由大到小的顺序为________________。
A、C、D三种元素组成的化合物和单质F反应的离子方程式为______________________________________。
(3)B与F形成的化合物分子中,各原子最外层均达8电子结构,则该分子的电子式为____________。
(4)已知0.50molEC2被C2氧化成气态EC3,放出49.15kJ热量,其热化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)A、B、C以原子个数比4∶2∶3所形成的化合物,所含的化学键类型为________________;0.1mol·L-1的该化合物水溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:
________________________。
答案
(1)第三周期ⅦA族
(2)r(Na)>r(S)>r(O) Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)
(4)2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1
(5)离子键、共价键 c(NO
)>c(NH
)>c(H+)>c(OH-)
解析A、B、C、D、E、F是六种原子序数依次增大的短周期主族元素,A与D同主族且能形成离子化合物DA,则A、D是第一主族元素,A是氢元素,D是钠元素,B元素氢化物的水溶液呈碱性,B是氮元素,C与E同主族且EC2是一种具有刺激性气味的气体,C是氧元素,E是硫元素;则F是氯元素。
(1)Cl元素在周期表中的位置是第三周期ⅦA族。
(2)C(O)、D(Na)、E(S)三种元素原子半径由大到小的顺序为r(Na)>r(S)>r(O);A、C、D三种元素组成的化合物是NaOH,和Cl2反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(3)B与F形成的化合物分子中,各原子最外层均达8电子结构,应为NCl3,该分子的电子式为。
(4)0.50molSO2被O2氧化成气态SO3,放出49.15kJ热量,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-196.6kJ·mol-1。
(5)A、B、C以原子个数比4∶2∶3所形成的化合物为NH4NO3,所含的化学键类型为离子键、共价键;NH4NO3是强酸弱碱盐,水解显酸性,则0.1mol·L-1NH4NO3水溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:
c(NO
)>c(NH
)>c(H+)>c(OH-)。
25.(12分)二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。
以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:
①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。
工艺流程如图所示:
(1)粗食盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO
等杂质。
除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的试剂X,X是________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO
,其原因是________
_____________________________________________。
[已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]
(2)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。
电解时生成的气体B是________;反应Ⅲ的化学方程式为_________________________________。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。
为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:
准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成100mL试样。
步骤2:
量取V1mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。
(已知:
ClO2+I-+H+―→I2+Cl-+H2O,未配平)
步骤3:
以淀粉溶液作指示剂,用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
(已知:
I2+2S2O
===2I-+S4O
)
①准确量取10.00mLClO2溶液的玻璃仪器是___________________________。
②滴定过程中,至少平行测定两次的原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
③根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的物质的量浓度为________mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
答案
(1)BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量的CO
离子时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)
(2)H22NaClO3+4HCl===2ClO2+2NaCl+2H2O+Cl2↑
(3)①酸式滴定管 ②减少实验误差 ③
解析
(1)Na2CO3和NaOH分别除去Ca2+、Mg2+、SO
应用钡盐除去,考虑不能引入杂质,选用BaCl2溶液;由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,加入过量的Na2CO3,使得溶液中存在大量的CO
离子,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)导致溶液中含有一定的SO
。
(2)电解时氯元素化合价升高得到NaClO3,另一极应是化合价降低的产物,故为氢气。
(3)①精确到小数点后两位的溶液体积可以用滴定管或移液管;②滴定时为了减少实验误差,要做2~3次平行实验;③配平步骤2的化学方程式,得出关系式:
2ClO2~5I2~10S2O
,
n(ClO2)=(cV2×10-3÷5)mol=2cV2×10-4mol,
c(ClO2)=
mol·L-1×10=
mol·L-1。
26.(12分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的________,反应的化学方程式__________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为发生装置→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射