]
7.(2019·上饶模拟)生产硝酸钙的工业废水常含有NH4NO3,可用电解法净化。
其工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.a极为电源负极,b极为电源正极
B.装置工作时电子由b极流出,经导线、电解槽流入a极
C.Ⅰ室能得到副产品浓硝酸Ⅲ室能得到副产品浓氨水
D.阴极的电极反应式为2NO
+12H++10e-===N2↑+6H2O
C [根据装置图,Ⅰ室和Ⅱ室之间为阴离子交换膜,即NO
从Ⅱ室移向Ⅰ室,同理NH
从Ⅱ室移向Ⅲ室,依据电解原理,a为正极,b为负极。
]
8.下列试验方案的设计能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
证明HClO是弱酸
用pH试纸测定NaClO溶液的pH
B
比较Mg(OH)2和Fe(OH)3的Ksp大小
分别向2mL浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2溶液和FeCl3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1的NaOH溶液,观察生成沉淀的颜色
C
验证SO2的还原性
将SO2气体通入溴水中,观察溴水是否褪色
D
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
C [NaClO具有漂白性,不能够使用pH试纸进行测量,A错误;比较Ksp,需要一个沉淀转化成另一个沉淀,分别在两支试管里进行反应是比较不出来的,B错误;除去Na2CO3固体中的NaHCO3,可将固体加热至恒重。
]
9.常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
的变化如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.稀释相同倍数时:
c(A-)>c(B-)
B.水的电离程度:
b=c>a
C.溶液中离子总物质的量:
b>c>a
D.溶液中离子总浓度:
a>b>c
[答案] B
10.海洋动物海鞘中含有种类丰富、结构新颖的次生代谢产物,是海洋抗肿瘤活性物质的重要来源之一。
一种从海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物的流程如下:
下列关于该流程中各步骤的说法中,错误的是( )
选项
步骤
采用装置
主要仪器
A
①
过滤装置
漏斗
B
②
分液装置
分液漏斗
C
③
蒸发装置
坩埚
D
④
蒸馏装置
蒸馏烧瓶
C [由流程可知,步骤①是分离固液混合物,其操作为过滤,需要漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器;步骤②是分离互不相溶的液体混合物,操作为分液,需要分液漏斗等仪器;步骤③是从溶液中得到固体,操作为蒸发,需要蒸发皿等仪器;步骤④是利用有机化合物沸点不同用蒸馏的方法得到甲苯,需要蒸馏烧瓶等仪器。
故C错误。
]
11.通过电解法分离NaHSO3与Na2SO3混合物,其装置如图。
下列说法不正确的是( )
A.阳极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑
B.阳极区c(H+)增大,H+由a室经阳离子交换膜进入b室
C.外电路每转移0.2mol电子,有0.2molNa+从b室进入c室
D.c室得到Na2SO3的原因是OH-+HSO
===H2O+SO
C [通过电解法分离NaHSO3与Na2SO3混合物,根据装置图分析,电解池阳极发生的反应为物质失去电子,发生氧化反应,考虑到溶液是碱性,则阳极处OH-放电产生O2,阳极电极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极为物质得到电子,发生还原反应,考虑到溶液是碱性,则阴极反应式为2H2O+2e-===2OH-+H2↑,据此分析判断。
]
12.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,Y元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,Z是地壳中含量最高的元素,四种元素原子最外层电子数之和为12。
A、B、C、D、E是由其中的2种或3种元素组成的化合物,F是由Z元素形成的单质。
已知A+B===D+F,A+C===E+F。
常温下,0.1mol·L-1D溶液的pH为13。
下列说法正确的是( )
A.原子半径:
W>Z>Y>X
B.A、C中所含的化学键类型相同
C.1.0L0.1mol·L-1E溶液中阴离子总的物质的量为0.1mol
D.1molA与足量B完全反应共转移1mol电子
D [X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,Y元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,Y为C;Z是地壳中含量最高的元素,Z为O;四种元素原子最外层电子数之和为12,则X和W最外层都是1个电子,则W为Na;A、B、C、D、E是由其中的2种或3种元素组成的化合物,F是由Z元素形成的单质,F为氧气或臭氧;已知A+B===D+F,A+C===E+F,则A为过氧化钠,B、C分别为二氧化碳、水,常温下,0.1molD溶液的pH为13,则D为氢氧化钠,X为H,因此B为水,C为二氧化碳,E为碳酸钠。
A项,同周期从左到右,原子半径逐渐减小,同主族从上到下,原子半径逐渐增大,因此原子半径:
W>Y>Z>X,错误;B项,过氧化钠中含有离子键和非极性键,二氧化碳中只含有极性键,错误;C项,1.0L0.1mol·L-1碳酸钠溶液,碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,阴离子总的物质的量大于0.1mol,错误;D项,过氧化钠与水的反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,所以1mol过氧化钠与足量水完全反应共转移1mol电子,正确。
]
13.(2019·湖南衡阳二联)常温下,将NaOH溶液分别加到HA、HB两种弱酸溶液中,两溶液中pH与粒子浓度比值的对数关系如图所示,已知pKa=-lgKa。
下列有关叙述错误的是( )
A.HA、HB两种酸中,HB的酸性弱于HA
B.b点时,c(B-)=c(HB)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.同浓度同体积的NaA和NaB溶液中,阴离子总数相等
D.向HB溶液中加入NaOH溶液所得的混合溶液中
=10(pH-pKa)
C [A项,a点lg
=0,pH=4,即
=1时,pH=4,Ka(HA)=10-4;b点lg
=0,pH=5,即Ka(HB)=10-5,HB的酸性弱于HA,故A正确;B项,b点lg
=0,
=1,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-),pH=5,则c(H+)>c(OH-),所以c(Na+)c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故B正确;C项,同浓度同体积的NaA和NaB溶液中,阴离子总数NaA大于NaB,故C错误;D项,
=
=
=10(pH-pKa),故D正确。
]
14.(2019·河南中原名校联考)一种电催化合成氨的装置如图所示。
该装置工作时,下列说法正确的是( )
A.图中涉及的能量转化方式共有3种
B.两极产生的气体的物质的量之比是1∶1
C.电路中每通过1mol电子,有1molH+迁移至a极
D.b极上发生的主要反应为N2+6H++6e-===2NH3
D [图中涉及的能量转化有太阳能→电能、风能→机械能→电能,电能→化学能等,A项错误;若不考虑H2,O2和NH3的物质的量之比为3∶4,B项错误;H+应向b极迁移,C项错误;b极上发生的反应为N2+6H++6e-===2NH3(主要)、2H++2e-===H2↑(次要),D项正确。
]
15.(2019·厦门模拟)NA是阿伏加德罗常数的值。
下列关于反应“C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O”的说法正确的是( )
A.1LpH=2的H2SO4溶液中含有的H+数目为0.02NA
B.含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量炭充分反应生成气体分子总数为0.3NA
C.生成SO24.48L(标准状况下)时转移电子数为0.4NA
D.8.8gCO2中共用电子数目为0.8gNA
C [1LpH=2的H2SO4溶液中含有的H+数目为0.01NA,A错误;浓硫酸反应一定时间后,其浓度变小到一定程度就不与炭反应了,故含0.2molH2SO4的浓硫酸不能完全反应,无法计算转移电子的数目,B错误;8.8gCO2的物质的量为0.2mol,每个CO2分子中共用电子对为4对,则共用电子对数目为0.8NA,而不是共用电子数,D错误。
]
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(11分)(2019·成都模拟)砂质土壤分析中常用KarlFischer法是测定其中微量水含量,该方法原理是I2和SO2反应定量消耗水(假设土壤中其他成分不参加反应),据此回答下列问题:
(1)写出该反应的化学反应方程式:
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
步骤Ⅰ:
消耗反应样品中的水
下图是某同学在实验室模拟KarlFischer法的实验装置图:
(2)装置连接的顺序为a→__________(填接口字母顺序);M仪器的名称为__________,其在实验过程中的作用是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)操作步骤为①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,________________________________________________________________;
③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2,⑤取下D装置,……
步骤④中继续通入N2的目的是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
步骤Ⅱ:
测定剩余的碘
向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤滤渣,并合并洗涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取25.00mL用0.20mol·L-1Na2S2O3标准液滴定剩余的碘单质,已知反应如下:
2S2O
+I2===S4O
+2I-。
(4)Na2S2O3标准液应装在________(填“酸式”“碱式”)滴定管中;上述操作中,合并洗涤液和滤液的目的是
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)滴定实验重复四次得到数据如下:
实验
①
②
③
④
消耗的标准液的体积/mL
18.37
20.05
19.95
20.00
①若实验开始时,向D装置中加入10.00g土壤样品和10.16gI2(已知I2过量),则样品土壤中水的含量为________%(计算结果保留小数点后一位)。
②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,则水含量测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
[解析]
(2)装置A是制备二氧化硫气体,装置B中的碱石灰可以吸收尾气,并防止外界水蒸气加入装置,应该在整套装置的最后,D装置应该为二氧化硫与样品反应的装置,进入该装置的二氧化硫需要用浓硫酸(E)干燥,C装置为安全瓶,因此装置的顺序为ACEDB,接口顺序为d→e→i→h→g→f→b→(c);根据图示,M为长颈漏斗,在实验过程中,可以起到平衡内外气压,防止压强过大的作用。
(4)Na2S2O3水解显碱性,标准液应装在碱式滴定管中。
(5)①实验开始时,向D装置中加入10.00g土壤样品和10.16gI2(已知I2过量),n(I2)=
=0.04mol,向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤,并合并洗涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取25.00mL用0.20mol·L-1Na2S2O3标准液滴定剩余碘单质,根据实验数据可知,实验①的误差较大,删除该数值,②③④实验消耗Na2S2O3溶液的平均值=
mL=20.00mL,根据2S2O
+I2===S4O
+2I-,消耗碘单质物质的量=n(Na2S2O3)×
×
=
×0.0200L×0.20mol·L-1×10=0.02mol,剩余I2物质的量=0.04mol-0.02mol=0.02mol,即与二氧化硫反应的碘单质物质的量=0.04mol-0.02mol=0.02mol,消耗水为0.04mol,土壤样品中水的含量=
×100%=7.2%;②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,滴定过程中消耗的硫代硫酸钠溶液体积增大,测定剩余碘单质物质的量增大,则与二氧化硫反应的碘单质减少,反应的水的物质的量减小,计算得到水的含量偏低。
[答案]
(1)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
(2)d→e→i→h→g→f→b→(c) 长颈漏斗 平衡内外气压,防止压强过大 (3)打开弹簧夹,通入氮气 将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收 (4)碱式 使所剩余的碘单质均进入滤液,测量结果更准确 (5)①7.2 ②偏低
17.(12分)(2019·淄博二模)用工业制立德粉后的铅锌废渣(主要成分为ZnO和PbSO4,杂质为含Si、Fe3+、Cu、Cd等元素的化合物)为原料,制活性氧化锌和黄色颜料铅铬黄,工业流程如图所示:
已知常温下Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38。
(1)“碱浸”过程中PbSO4发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________
________________________________________________________________,
气体A的化学式为______________________。
(2)“酸浸”过程中,在常温下应控制pH不低于________________________________________________________________。
(3)“沉降Ⅰ”中发生沉降反应的离子方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)滤液D中溶质的主要成分为________。
(5)以1t含锌元素10%的铅锌废渣制得活性氧化锌113.4kg,依据以上数据能否计算出锌元素的回收率。
若能,写出计算结果,若不能,请说明理由:
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(6)常温下NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5;碳酸的电离常数:
Ka1=4.4×10-7,Ka2=5.6×10-11。
该温度下某浓度的(NH4)2CO3溶液中c(NH
)/c(NH3·H2O)=18。
则溶液pH为________,c(HCO
)/c(H2CO3)=________。
[解析]
(1)已知:
常温下Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,所以“碱浸”过程中PbSO4发生反应的离子方程式为PbSO4(s)+CO
(aq)===PbCO3(s)+SO
(aq);“酸浸”后产生的气体为二氧化碳,化学式为CO2。
(2)“酸浸”过程中,若pH过低,酸性强,铁与酸反应生成的有关铁的化合物进入滤液中,再加碱时,会出现氢氧化铁沉淀,根据c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1时,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-38,c(OH-)=10-11mol·L-1,c(H+)=10-3mol·L-1,pH=3,因此要想除去铁离子,在常温下应控制pH不低于3。
(4)由图知滤液B中含有的离子为Zn2+、NH
、CO
,加硫酸调节溶液的pH=6.0~6.5出现Zn2(OH)2CO3,滤液为(NH4)2SO4。
(5)除去铜、镉的过程中添加了锌粉,最终ZnO中的锌元素不完全来自于铅锌废渣,无法计算铅锌废渣中锌元素的回收率,所以结论为不能。
(6)常温下NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5;则NH
的水解平衡常数为1×10-14/1.8×10-5,溶液中存在:
NH
+H2ONH3·H2O+H+则c(NH3·H2O)×c(H+)/c(NH
)=1×10-14/1.8×10-5,已知:
c(NH
)/c(NH3·H2O)=18,所以c(H+)=10-8mol·L-1,则溶液pH为8;溶液中存在HCO
+H2OH2CO3+OH-,碳酸的电离常数:
Ka1=4.4×10-7,Ka2=5.6×10-11;可知Kh2=c(H2CO3)×c(OH-)/c(HCO
)=1×10-14/4.4×10-7,又因为c(OH-)=10-6mol·L-1,所以c(HCO
)/c(H2CO3)=44。
[答案]
(1)PbSO4(s)+CO
(aq)===PbCO3(s)+SO
(aq) CO2
(2)3 (3)2Pb2++2OH-+Cr2O
===2PbCrO4↓+H2O (4)(NH4)2SO4 (5)不能,因为除去铜、镉的过程中添加了锌粉,最终ZnO中的锌元素不完全来自铅锌废渣,无法计算铅锌废渣中锌元素的回收率 (6)8 44
18.(10分)(2019·韶关模拟)甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.58kJ·mol-1
反应Ⅱ