1、2015-2016学年山西省吕梁市汾阳五中高三(上)第一次月考化学试卷一、单项选择题:(共16小题,每小题3分,共计48分每小题只有一个选项符合题意)1下列物质的分类正确的是()碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物ANa2CO3H2SO4NaOHSO2CO2BNaOHHClNaClNa2ONOCKOHHNO3CaCO3CaOMn2O7DNaOHHClCaF2Na2O2SO2AABBCCDD2化学与生产、生活密切相关下列叙述中,正确的是()A天然纤维和人造纤维的主要成分都是纤维素B用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆,原理相似C钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀D黄河入海口沙洲的形成与用卤水点
2、豆腐,都体现了胶体聚沉的性质3设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是()A电解精炼铜时,若阳极质量减少6.4 g,则电路中转移电子数为0.2NAB向NH4Al(SO4)2稀溶液中逐滴加入过量Ba(OH)2溶液,离子方程式为:NH4+Al3+2SO42+2Ba2+5OH=2BaSO4+AlO2+2H2O+NH3H2OC常温下,由水电离出的H+浓度为1013molL1的溶液中,Fe2+、Cl、Na+、NO3可能大量共存D葡萄糖(C6H12O6)溶液中:SO42、MnO4、K+、H+可以大量共存4下列各组离子中,在给定条件下能够大量共存的是()A通入足量CO2后的溶液中:Na+、SiO32、
3、CH3COO、CO32B无色溶液中:Mg2+、MnO4、SO42、K+C =1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3、ClDc(ClO)=1.0molL1的溶液:Na+、SO32、S2、SO425设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是()A已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmol1,当有3NA个电子转移时,H变为46.2kJmol1B1mol Na与O2完全反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子总数NA个C2.9g熟石膏(2CaSO4H2O)含有的结晶水分子数为0.01NA个D由1mol CH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,CH3
4、COO数目为NA个6X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X棒变粗,Y棒变细,则X、Y、Z可能是下列中的()编号XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液AABBCCDD7如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析正确的是()AK1闭合,铁棒侧溶液会出现白色沉淀,而且沉淀最终变为红褐色BK1或K2闭合,石墨棒周围溶液pH均升高CK2闭合,铁棒上发生的反应为2Cl2e=Cl2DK2闭合,电路中通过0.002 NA个电子时,两极共产生0.002mol气体8下列离子方程式书写正确的是()A向Ba(OH)2溶
5、液中滴加NaHSO4溶液至中性:Ba2+OH+H+SO42=BaSO4+H2OBNaOH溶液与足量的Ca(HCO3)2溶液反应:2HCO3+2OH+Ca2+CaCO3+2H2OC等物质的量的FeBr2和Cl2在溶液中的反应:2Fe2+2Br +2Cl22Fe3+Br2+4ClD重铬酸钾溶液中滴加氢氧化钠溶液后变为黄色:Cr2O72(橙色)+OH2CrO42 (黄色)+H2O9下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是()操作和现象结论A处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸,水垢溶解溶解度:S(CaCO3)S(CaSO4)B用石墨作电极电解MgSO4溶液,某电极
6、附近有白色沉淀生成该电极为阳极C向FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉,有红色固体析出氧化性:Cu2+Fe3+D向某溶液中先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成该溶液中一定含有Ag+AABBCCDD10某无色溶液中含有:K+、Ba2+、Cl、Br、SO32、CO32、SO42中的一种或几种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:下列结论正确的是()步骤操作现象用pH试纸检验溶液的pH大于7向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置CCl4层呈橙色向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色
7、沉淀产生A可能含有的离子是B肯定含有的离子是C不能确定的离子是D肯定没有的离子是11下列指定反应的离子方程式正确的是()ACu溶于稀HNO3:Cu+2H+NO3Cu2+NO2+H2OB(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2+2OHFe(OH)2C用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2D向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2+2H2OAl(OH)3+HCO312已知某反应中反应物与生成物有:KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O 和未知物X下列说法中不正确的是()A该未知
8、物X为Na2SO4B该反应的氧化剂是KIO3C该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3I2D由反应可知还原性强弱顺序为:Na2SO3I213下列实验的现象与对应的结论均正确的是()选项操 作现 象结 论A向溶液X中滴加NaOH稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝溶液X中无NH4+B将少量的溴水滴入FeCl2、NaI的混合溶液中,再滴加CCl4,振荡、静置,向上层溶液中滴加KSCN溶液上层溶液不变红,下层溶液紫红色氧化性:Br2Fe3+I2C将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应D向漂白粉上加入较浓的盐酸,将湿润淀粉碘化钾试纸置于试管口产生气泡,试纸未变蓝漂白粉已经失效A
9、ABBCCDD14电解法是处理工业废水的一种重要方法如酸性含(Cr2O72)废水就可以采用电解法进行无害化处理电解时采用Fe作阳极,惰性电极作阴极已知:氧化性:Cr2O72Fe3+;Cr2O72被还原生成Cr3+;KspCr (OH)3=6.31031下列说法正确的是()A阳极材料也可以是CuB阴极每产生3molH2,则有1mol Cr2O72被还原C一段时间后溶液中发生反应Cr2O72+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2OD电解最后阶段需要加碱,使溶液中的阳离子转化为沉淀15将O3通入KI溶液中发生反应:O3+I+H+I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是()A配平后的离子
10、方程式为2O3+2I+4H+=I2+2O2+2H2OB每生成1 mol I2转移电子2 molCO2是还原产物之一D该反应能说明O2的氧化性大于I2的16下列关于各实验装置图的叙述中正确的是()A构成锌铜原电池B除去Cl2中含有的少量HClC验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃D由实验现象推知酸性强弱顺序为CH3COOHH2CO3C6H5OH二、非选择题:17某学习小组拟设计如图1所示实验装置验证Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液发生的是离子反应(夹持仪器略去)(1)该小组按图1连好装置后,接通开关K,旋转滴定管活塞使稀H2SO4缓缓滴下直至过量图1装置中观察到的现象是;能说明该反应是离子反应的依据
11、是(2)写出该反应的离子方程式(3)下列三种情况下,与(2)中离子方程式相同的是A向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42恰好完全沉淀B向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性C向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量(4)步骤(1)整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用图2中的曲线表示18食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的已知:氧化性:IO3Fe3+I2;还原性:S2O32I3I2+6OH5I+IO3+3H2OKI+I2KI3(1)某学习小组对加碘盐进
12、行了如下实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得试液分为3份第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色加KSCN溶液显红色,该红色物质是(用化学式表示);CCl4中显紫红色的物质是(用电子式表示)第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为、(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式:将I2溶于KI溶液,在低温条件
13、下,可制得KI3H2O该物质作为食盐加碘剂是否合适?(填“是”或“否”),并说明理由:(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失下列物质中有可能作为稳定剂的是ANa2S2O3 BAlCl3 CNa2CO3 DNaNO2(4)对含Fe2+较多的食盐(假设不含Fe3+),可选用KI作为加碘剂请设计实验方案,检验该加碘盐中的Fe2+:19如图所示的装置,X、Y都是惰性电极将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色试回答下列问题:(1)在电源中,B电极为极(填电极名称,下同);丙装置中Y电极为极(2)在甲装置中,石墨(C)电极上发生反应(填“氧化”或“还原”);甲装
14、置中总的化学方程式是:(3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为L20设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2离子回答如下问题:(1)这个电池的正极发生的反应是:;(2)固体电解质里的O2向极(填“正”或“负”);(3)天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10
15、年时间,正是新一代化学家的历史使命(4)若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会(填“增强”、“减弱”或“不变”)21铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合物(1)取5.6g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集了的气体体积均小于2.24L(标准状况),最主要的原因是,所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因(2)硫化亚铁常用于工业废水的处理已知:25时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.31018、Ksp(CdS)=3.61029请写出用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水的离子方程式(3)Zn
16、Fe2O3.5是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米ZnFe2O3.5和用于除去废气的转化关系为:ZnFe2O4ZnFe2O3.5上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4):n(H2)=请写出 ZnFe2O3.5与NO2反应的化学方程式(4)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+2C=2LiFePO4+3CO则1molC参与反应时转移的电子数为磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它把正极
17、与负极隔开)工作原理为FePO4+LiLiFePO4则充电时阳极上的电极反应式为(5)已知25时,KspFe(OH)3=4.01038,此温度下若在实验室中配制5mol/L 100mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入ml、2mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)2015-2016学年山西省吕梁市汾阳五中高三(上)第一次月考化学试卷参考答案与试题解析一、单项选择题:(共16小题,每小题3分,共计48分每小题只有一个选项符合题意)1下列物质的分类正确的是()碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物ANa2CO3H2SO4NaOHSO2CO2BNaOHHClNaClNa2ONOCKOH
18、HNO3CaCO3CaOMn2O7DNaOHHClCaF2Na2O2SO2AABBCCDD【考点】酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系【分析】酸性氧化物是能和碱反应生成盐和水的氧化物;碱性氧化物是能和酸反应生成盐和水的氧化物;酸是电离出的阳离子全部是氢离子的化合物;碱是电离出的阴离子全部是氢氧根的化合物;盐是阳离子是金属离子或铵根离子、阴离子是酸根离子的化合物,据此分析解答【解答】解:A、Na2CO3是盐,不是碱;NaOH是碱不是盐;SO2能和碱反应生成盐和水,是酸性氧化物,不是碱性氧化物,故A错误;B、NO既不能与酸反应生成盐和水,也不能和碱反应生成盐和水,是不成盐氧化物,故B错误;C、KO
19、H属于碱,HNO3属于酸,CaCO3属于盐,CaO和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Mn2O7属于酸性氧化物,故C正确;D、NaOH是碱,HCl是酸,CaF2是盐,Na2O2和酸反应生成盐和水的同时还生成氧气,不属于碱性氧化物,SO2是酸性氧化物,故D错误;故选C2化学与生产、生活密切相关下列叙述中,正确的是()A天然纤维和人造纤维的主要成分都是纤维素B用活性炭为糖浆脱色和用臭氧漂白纸浆,原理相似C钢铁制品和铜制品既能发生吸氧腐蚀又能发生析氢腐蚀D黄河入海口沙洲的形成与用卤水点豆腐,都体现了胶体聚沉的性质【考点】纤维素的性质和用途;胶体的重要性质;金属的电化学腐蚀与防护【分析】A蚕丝是天然纤
20、维;B活性炭有吸附作用;C铜活泼性比氢弱;D胶体遇电解质溶液发生聚沉【解答】解:A蚕丝是天然纤维,成分为蛋白质,故A错误; B活性炭有吸附作用,臭氧有强氧化性,有漂白作用,故B错误;C铜活泼性比氢弱,不能发生析氢腐蚀,故C错误;D黄河中的泥沙和豆浆都是胶体,胶体遇电解质溶液发生聚沉,故D正确故选D3设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是()A电解精炼铜时,若阳极质量减少6.4 g,则电路中转移电子数为0.2NAB向NH4Al(SO4)2稀溶液中逐滴加入过量Ba(OH)2溶液,离子方程式为:NH4+Al3+2SO42+2Ba2+5OH=2BaSO4+AlO2+2H2O+NH3H2OC常温
21、下,由水电离出的H+浓度为1013molL1的溶液中,Fe2+、Cl、Na+、NO3可能大量共存D葡萄糖(C6H12O6)溶液中:SO42、MnO4、K+、H+可以大量共存【考点】阿伏加德罗常数【分析】A、粗铜中含有还原性强于铜的杂质铁、锌,电解过程中优先放电;B、书写一方过量的离子方程式时,设量少的物质的物质的量为1mol,根据所消耗的离子来书写;C、由水电离出的H+浓度为1013molL1的溶液,水的电离被抑制,可能是酸溶液也可能是碱溶液;D、葡萄糖是多羟基的醛,含醛基,有强还原性【解答】解:A、电解精炼铜时,阳极粗铜中含有活泼性较强的铁、先等杂质,电解时铁、锌杂质先放电,且铁摩尔质量小于
22、铜的64g/mol,锌的摩尔质量大于铜的摩尔质量,所以阳极减少6.4g,转移的电子的物质的量不一定为0.2mol,故A错误;B、书写一方过量的离子方程式时,设量少的NH4Al(SO4)2的物质的量为1mol,则1molNH4+消耗1molOH,1molAl3+消耗4molOH,2molSO42消耗2molBa2+,故离子方程式为:NH4+Al3+2SO42+2Ba2+5OH=2BaSO4+AlO2+2H2O+NH3H2O,故B正确;C、由水电离出的H+浓度为1013molL1的溶液,水的电离被抑制,可能是酸溶液也可能是碱溶液,当是酸溶液时,有大量的氢离子,则Fe2+、H+、与NO3不能大量共存
23、;若为碱溶液,则存在大量OH,而与Fe2+不能共存,故C错误;D、葡萄糖是多羟基的醛,含醛基,有强还原性,能被MnO4氧化而不能共存,故D错误故选B4下列各组离子中,在给定条件下能够大量共存的是()A通入足量CO2后的溶液中:Na+、SiO32、CH3COO、CO32B无色溶液中:Mg2+、MnO4、SO42、K+C =1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3、ClDc(ClO)=1.0molL1的溶液:Na+、SO32、S2、SO42【考点】离子共存问题【分析】A通入足量CO2后的溶液呈弱酸性;B有颜色的离子不能大量共存;C. =1012的溶液呈酸性;D与ClO反应的离子不能大量共存【解
24、答】解:A通入足量CO2后的溶液呈弱酸性,SiO32、CO32与CO2反应而不能大量共存,故A错误;B无色溶液中有颜色的离子MnO4不能大量共存,故B错误;C. =1012的溶液呈酸性,离子之间不发生任何反应,可大量共存,故C正确;DSO32、S2与ClO发生氧化还原反应而不能大量共存,故D错误故选C5设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是()A已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmol1,当有3NA个电子转移时,H变为46.2kJmol1B1mol Na与O2完全反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子总数NA个C2.9g熟石膏(2CaSO4H2O)含有
25、的结晶水分子数为0.01NA个D由1mol CH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,CH3COO数目为NA个【考点】阿伏加德罗常数【分析】A化学反应的焓变与化学方程式对应量和物质聚集状态有关,与反应过程无关;B钠为+1价金属,1mol钠完全反应转移1mol电子;C根据n=计算物质的量,结合化学式分析判断;D根据溶液中电荷守恒分析判断【解答】解:A已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=92.4kJmol1,当有3NA个电子转移时放出热量为46.2KJ,但反应的焓变不变,故A错误;B无论生成氧化钠还是过氧化钠,1mol钠完全反应转移1mol电子,转移电子总数NA个,故B正确;
26、C.2.9g熟石膏(2CaSO4H2O)物质的量=0.01mol,含有的结晶水分子数为0.01NA个,故C正确;D由1molCH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,存在电荷守恒,c(CH3COO)+c(OH)=c(H+)+c(Na+),得到c(CH3COO)=c(Na+),CH3COO数目为NA个,故D正确;故选A6X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如图的装置,实验中电流表指针发生偏转,同时X棒变粗,Y棒变细,则X、Y、Z可能是下列中的()编号XYZAZnCu稀硫酸BCuZn稀硫酸CCuAg硫酸铜溶液DAgZn硝酸银溶液AABBCCDD【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】X、Y
27、两根金属棒插入Z溶液中,实验中电流表指针发生偏转,说明该装置形成原电池,X棒变粗,Y棒变细,则X作正极、Y作负极,据此分析解答【解答】解:X、Y两根金属棒插入Z溶液中,实验中电流表指针发生偏转,说明该装置形成原电池,X棒变粗,Y棒变细,则X作正极、Y作负极,A该装置中,X锌电极易失电子作负极、Y作正极,与实际不符合,故A错误;B该装置中,X电极上氢离子得电子生成氢气,属于电极质量不变,故B错误;C该装置中,X电极易失电子作负极,与实际不符合,故C错误;D该装置中,Y易失电子作负极、X作正极,X电极上银离子得电子生成银,则符合实际,故D正确;故选D7如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的
28、U型管中,下列分析正确的是()AK1闭合,铁棒侧溶液会出现白色沉淀,而且沉淀最终变为红褐色BK1或K2闭合,石墨棒周围溶液pH均升高CK2闭合,铁棒上发生的反应为2Cl2e=Cl2DK2闭合,电路中通过0.002 NA个电子时,两极共产生0.002mol气体【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】若闭合K1,该装置没有外接电源,所以构成了原电池;组成原电池时,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应;石墨棒作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应;若闭合K2,该装置有外接电源,所以构成了电解池,Fe与负极相连为阴极,碳棒与正极相连为阳极,据此判断【解答】解:A、若闭合K1,该
29、装置没有外接电源,所以构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子,Fe2e=Fe2+,故A错误;B、若闭合K1,该装置没有外接电源,所以构成了原电池;不活泼的石墨棒作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e=4OH,所以石墨棒周围溶液pH逐渐升高;若闭合K2,该装置有外接电源,所以构成了电解池,Fe与负极相连为阴极,碳棒与正极相连为阳极,反应为2Cl2e=Cl2,石墨棒周围溶液pH不变,故B错误;C、K2闭合,Fe与负极相连为阴极,反应为2H+2e=H2,故C错误;D、K2闭合,Fe与负极相连为阴极,反应为2H+2e=H2,碳棒与正极相连为阳极
30、,反应为2Cl2e=Cl2,电路中通过0.002NA个电子时,阴极生成0.001mol氢气,阳极生成0.001mol氯气,两极共产生0.002mol气体,故D正确故选D8下列离子方程式书写正确的是()A向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性:Ba2+OH+H+SO42=BaSO4+H2OBNaOH溶液与足量的Ca(HCO3)2溶液反应:2HCO3+2OH+Ca2+CaCO3+2H2OC等物质的量的FeBr2和Cl2在溶液中的反应:2Fe2+2Br +2Cl22Fe3+Br2+4ClD重铬酸钾溶液中滴加氢氧化钠溶液后变为黄色:Cr2O72(橙色)+OH2CrO42 (黄色)+H2O【考
31、点】离子方程式的书写【分析】A溶液呈中性时二者以1:2反应,生成硫酸钡、硫酸钠和水;B二者反应生成碳酸钙、碳酸氢钠和水;C二者以1:1混合时,亚铁离子先被氯气氧化,剩余的氯气再氧化溴离子,且有一半的溴离子被氧化;DCr2O72发生水解生成2CrO42【解答】解:A溶液呈中性时二者以1:2反应,生成硫酸钡、硫酸钠和水,离子方程式为Ba2+2OH+2H+SO42=BaSO4+2H2O,故A错误;B二者反应生成碳酸钙、碳酸氢钠和水,离子方程式为Ca2+HCO3+OH=CaCO3+H2O,故B错误;C二者以1:1混合时,亚铁离子先被氯气氧化,剩余的氯气再氧化溴离子,且有一半的溴离子被氧化,离子方程式为
32、2Fe2+2Br +2Cl22Fe3+Br2+4Cl,故C正确;DCr2O72发生水解生成2CrO42,离子方程式为Cr2O72(橙红色)+H2O2H+2CrO42(黄色),向溶液中加入NaOH促进其水解而使溶液呈黄色,故D错误;故选C9下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是()操作和现象结论A处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸,水垢溶解溶解度:S(CaCO3)S(CaSO4)B用石墨作电极电解MgSO4溶液,某电极附近有白色沉淀生成该电极为阳极C向FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉,有红色固体析出氧化性:Cu2+Fe3+D向某溶液中先滴加硝酸酸化
33、,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成该溶液中一定含有Ag+AABBCCDD【考点】性质实验方案的设计【分析】A、依据沉淀转化的依据分析判断;B、阴极上氢离子放电,破坏了水的电离平衡,有关离子浓度增大;C、反应现象只能说明铁置换铜的反应,不能证明阳离子铜离子氧化性和铁离子氧化性的比较;D、溶液中含有亚硫酸根离子液可以出现白色沉淀现象;【解答】解:A、硫酸钙和碳酸钙阴离子和阳离子比相同,可以直接比较溶解度和溶度积常数,处理锅炉水垢中的CaSO4时,依次加入饱和Na2CO3溶液和盐酸,水垢溶解,发生了沉淀转化,故A正确;B、用石墨作电极电解MgSO4溶液,某电极附近有白色沉淀生成,依据电解原理分析
34、,阴极是氢离子得到电子生成氢气,电极附近氢氧根离子浓度增大,和镁离子生成沉淀,故B错误;C、向FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉,有红色固体析出说明有生成,Cu2+Fe2+;不能证明铜离子和三价铁离子氧化性的强弱,故C错误;D、向某溶液中先滴加硝酸酸化,硝酸具有强氧化性,溶液中若是亚硫酸根离子,被硝酸氧化为硫酸根离子,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,溶液中不一定含有银离子,故D错误;故选A10某无色溶液中含有:K+、Ba2+、Cl、Br、SO32、CO32、SO42中的一种或几种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:下列结论正确的是()步骤操作现象用pH试纸检
35、验溶液的pH大于7向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置CCl4层呈橙色向所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生A可能含有的离子是B肯定含有的离子是C不能确定的离子是D肯定没有的离子是【考点】常见阴离子的检验;常见阳离子的检验【分析】用pH试纸检验溶液的pH大于7,说明溶液呈碱性,应含有弱酸的酸根离子;向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置CCl4层呈橙色,说明溶液中含有Br;向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生,该沉淀为BaSO4,但不能确定是否含有SO42,因SO32可被硝酸
36、氧化生成SO42;过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,但不能确定溶液中是否含有Cl,因所加氯水中含有Cl【解答】解:用pH试纸检验溶液的pH大于7,说明溶液呈碱性,应含有弱酸的酸根离子,该离子可能为SO32或CO32,则溶液中一定不存在Ba2+,因二者分别能与钡离子生成沉淀而不能大量共存,一定含有K+,根据溶液呈电中性原则,阳离子只有K+;向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置CCl4层呈橙色,说明溶液中含有Br;向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生,该沉淀为BaSO4,但不能确定是否含有SO42,因SO32可被硝酸氧化
37、生成SO42;过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生,该沉淀为AgCl,但不能确定溶液中是否含有Cl,因所加氯水中含有Cl由以上分析可知,溶液中一定含有的离子为,可能含有的离子为(至少含有1种),一定不存在的是,故选:B11下列指定反应的离子方程式正确的是()ACu溶于稀HNO3:Cu+2H+NO3Cu2+NO2+H2OB(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2+2OHFe(OH)2C用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+Ca2+H2O+CO2D向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2+2H2OA
38、l(OH)3+HCO3【考点】离子方程式的书写【分析】A铜和稀硝酸反应生成NO;B(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和NH3H2O;C弱电解质写化学式;D偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠【解答】解:A铜和稀硝酸反应生成NO,离子方程式为3Cu+8H+2NO33Cu2+2NO+4H2O,故A错误;B(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应生成Fe(OH)2和NH3H2O,离子方程式为2NH4+Fe2+4OHFe(OH)2+2NH3H2O,故B错误;C弱电解质写化学式,离子方程式为CaCO3+2CH3COOHCa2+H2O+CO2
39、+2CH3COO,故C错误;D偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+AlO2+2H2OAl(OH)3+HCO3,故D正确;故选D12已知某反应中反应物与生成物有:KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O 和未知物X下列说法中不正确的是()A该未知物X为Na2SO4B该反应的氧化剂是KIO3C该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3I2D由反应可知还原性强弱顺序为:Na2SO3I2【考点】氧化还原反应【分析】所给物质中存在不同化合价的物质为KIO3、Na2SO3、I2、K2SO4,因还原性Na2SO3I2,则反应KIO3、Na2SO3为反应物,I
40、2、K2SO4和未知物X为产物,结合质量守恒可知反应的方程式应为2 KIO3 +5 Na2SO3 +H2SO4 =5 Na2SO4 +I2+K2SO4+H2O,则X为Na2SO4,以此解答该题【解答】解:反应的方程式应为2 KIO3 +5 Na2SO3 +H2SO4 =5 Na2SO4 +I2+K2SO4+H2O,ANa2SO3 被氧化生成X为Na2SO4,故A正确;B反应中I元素化合价降低,KIO3为氧化剂,故B正确;CKIO3I2的过程I元素化合价降低,发生还原反应,故C错误;D氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性强弱顺序为:Na2SO3I2,故D正确故选C13下列实验
41、的现象与对应的结论均正确的是()选项操 作现 象结 论A向溶液X中滴加NaOH稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝溶液X中无NH4+B将少量的溴水滴入FeCl2、NaI的混合溶液中,再滴加CCl4,振荡、静置,向上层溶液中滴加KSCN溶液上层溶液不变红,下层溶液紫红色氧化性:Br2Fe3+I2C将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应D向漂白粉上加入较浓的盐酸,将湿润淀粉碘化钾试纸置于试管口产生气泡,试纸未变蓝漂白粉已经失效AABBCCDD【考点】化学实验方案的评价【分析】A滴加NaOH稀溶液,不生成氨气;B溴可将亚铁离子、碘离子氧化,少量溴水只氧化碘离子;C反应生成四
42、氧化三铁和氢气;D漂白粉、盐酸发生氧化还原反应生成氯气,氯气与KI反应生成碘,遇淀粉变蓝【解答】解:A滴加NaOH稀溶液,不生成氨气,应滴加浓NaOH并加热,然后检验氨气,方案不合理,故A错误;B溴可将亚铁离子、碘离子氧化,由现象可知少量溴水只氧化碘离子,则氧化性:Br2Fe3+I2,故B正确;C反应生成四氧化三铁和氢气,粉末不会变红,现象不合理,故C错误;D漂白粉、盐酸发生氧化还原反应生成氯气,氯气与KI反应生成碘,遇淀粉变蓝,若漂白粉变质,加盐酸产生的气体为二氧化碳,则方案合理,故D正确;故选BD14电解法是处理工业废水的一种重要方法如酸性含(Cr2O72)废水就可以采用电解法进行无害化处
43、理电解时采用Fe作阳极,惰性电极作阴极已知:氧化性:Cr2O72Fe3+;Cr2O72被还原生成Cr3+;KspCr (OH)3=6.31031下列说法正确的是()A阳极材料也可以是CuB阴极每产生3molH2,则有1mol Cr2O72被还原C一段时间后溶液中发生反应Cr2O72+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2OD电解最后阶段需要加碱,使溶液中的阳离子转化为沉淀【考点】电解原理【分析】A铁为电极,则阳极上铁失去电子生成二价铁具有还原性可以将Cr2O72被还原生成Cr3+;B阴极每产生3molH2,则转移电子数6mol,根据氧化还原反应得失电子守恒得6Fe12e6Fe2+Cr2O
44、72,据此计算;C亚铁离子具有还原性,发生氧化还原反应;D阳离子向阴极移动,且阴极生成碱【解答】解:A铁为电极,则阳极上铁失去电子,则发生Fe2e=Fe2+,二价铁具有还原性可以将Cr2O72被还原生成Cr3+,而铜作阳极生成铜离子无还原性,不能将Cr2O72被还原生成Cr3+,故A错误;B阴极每产生3molH2,则转移电子数6mol,根据氧化还原反应得失电子守恒得6Fe12e6Fe2+Cr2O72,故被还原的Cr2O72的物质的量为0.5mol,故B错误;C电解时阳极生成的亚铁离子具有还原性,发生氧化还原反应,离子反应为Cr2O72+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O,故C正确
45、;D由C可知,反应中生成的阳离子向阴极移动,且阴极生成碱,则在阴极附近生成Cr(0H)3和Fe(0H)3沉淀,所以电解最后阶段不需要加碱,故D错误;故选C15将O3通入KI溶液中发生反应:O3+I+H+I2+O2+H2O(未配平),下列说法正确的是()A配平后的离子方程式为2O3+2I+4H+=I2+2O2+2H2OB每生成1 mol I2转移电子2 molCO2是还原产物之一D该反应能说明O2的氧化性大于I2的【考点】氧化还原反应的计算【分析】A、方程式电荷不守恒,电子转移不守恒根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒配平;B、根据方程式结合电子转移情况进行回答C、氧化剂通过还原反应生成的物质是
46、还原产物,氧气和臭氧中氧元素的化合价相同为0价;D、根据反应方程式进行的氧化剂大小比较是指氧化剂与氧化产物之间的比较【解答】解:A、选项中离子方程式电荷不守恒,电子转移不守恒,配平后的方程式为O3+2I+2H+=I2+O2+H2O,故A错误;B、反应中氧气和臭氧中氧元素的化合价相同为0价,氧元素化合价由O3中0价降低为H2O中2价,配平后的方程式为:O3+2I+2H+=I2+O2+H2O,每生成1 mol I2转移电子2 mol,故B正确;C、反应中氧气和臭氧中氧元素的化合价相同为0价,氧气不是还原产物,氧元素化合价由O3中0价降低为H2O中2价,还原产物是H2O,故C错误;D、根据反应方程式
47、进行的氧化剂大小比较是指氧化剂与氧化产物之间的比较,在该反应中不能比较二者的氧化性强弱,故D错误;故选:B16下列关于各实验装置图的叙述中正确的是()A构成锌铜原电池B除去Cl2中含有的少量HClC验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃D由实验现象推知酸性强弱顺序为CH3COOHH2CO3C6H5OH【考点】化学实验方案的评价【分析】A电极材料和电解池溶液放置颠倒;B氯气和氯化氢都与氢氧化钠溶液反应;C不能排除乙醇的干扰;D乙酸和碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体,用饱和碳酸氢钠除去挥发的醋酸,如苯酚钠溶液变浑浊,可证明实验结论【解答】解:A应将锌插入硫酸锌,铜插入硫酸铜溶液中,否则锌置换铜,不能形成原电
48、池反应,故A错误;B氯气和氯化氢都与氢氧化钠溶液反应,应用饱和食盐水除杂,故B错误;C乙醇易挥发,其能与酸性高锰酸钾溶液反应,应先除去乙醇,故C错误;D乙酸和碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体,用饱和碳酸氢钠除去挥发的醋酸,如苯酚钠溶液变浑浊,则可说明酸性CH3COOHH2CO3C6H5OH,故D正确故选D二、非选择题:17某学习小组拟设计如图1所示实验装置验证Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液发生的是离子反应(夹持仪器略去)(1)该小组按图1连好装置后,接通开关K,旋转滴定管活塞使稀H2SO4缓缓滴下直至过量图1装置中观察到的现象是烧杯中出现白色沉淀;灯泡由明变暗,直至熄灭,然后又逐渐变亮;能说
49、明该反应是离子反应的依据是实验过程中灯泡的亮度发生变化,说明离子浓度发生变化,则该反应为离子反应(2)写出该反应的离子方程式Ba2+2OH+SO42+2H+BaSO4+2H2O(3)下列三种情况下,与(2)中离子方程式相同的是BA向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42恰好完全沉淀B向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性C向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量(4)步骤(1)整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用图2中的C曲线表示【考点】离子反应发生的条件;离子方程式的书写;电解质溶液的导电性【分析】(1)导电微粒的浓
50、度越大,灯泡的亮度越大;(2)注意离子方程式遵循电荷守恒定律;(3)A向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42刚好沉淀完全时,需要1molBa(OH)2;B1molNaHSO4加入Ba(OH)2溶液0.5mol至溶液显中性;C用数值假设法确定,假设NaHSO4为1mol,使原溶液中的氢离子和SO42恰好完全沉淀,需要Ba(OH)21mol;(4)导电微粒的浓度越大,灯泡的亮度越大,导电能力越强【解答】解:(1)开始氢氧化钡电离出氢氧根和钡离子导电,随反应进行,反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液中无导电微粒,灯泡熄灭,继续加入硫酸,硫酸电离出氢离子和硫酸根导电,导电微粒的浓度越大,灯泡
51、的亮度越大,故答案为:烧杯中出现白色沉淀;灯泡由明变暗,直至熄灭,然后又逐渐变亮;实验过程中灯泡的亮度发生变化,说明离子浓度发生变化,则该反应为离子反应;(2)氢氧化钡与硫酸反应生成硫酸钡和水,反应的离子方程式Ba2+2OH+SO42+2H+BaSO4+2H2O,故答案为:Ba2+2OH+SO42+2H+BaSO4+2H2O;(3)A假设NaHSO4为1mol,使原溶液中的SO42恰好完全沉淀,需要Ba(OH)21mol,则发生反应的离子的物质的量分别为1mol,离子方程式为H+SO42+Ba2+OH=BaSO4+H2O,故A错误; B1molNaHSO4加入Ba(OH)2溶液0.5mol至溶
52、液显中性,离子方程式Ba2+2OH+SO42+2H+BaSO4+2H2O,故B正确;C假设NaHSO4为1mol,使原溶液中的氢离子和SO42恰好完全沉淀,需要Ba(OH)21mol,离子方程式为H+SO42+Ba2+OH=BaSO4+H2O,故C错误;故答案为:B;(4)导电微粒的浓度越大,灯泡的亮度越大,导电能力越强,即先减小再增大,故答案为:C18食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的已知:氧化性:IO3Fe3+I2;还原性:S2O32I3I2+6OH5I+IO3+3H2OKI+I2KI3(1)某学习小组对加碘盐进行了如下
53、实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得试液分为3份第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色加KSCN溶液显红色,该红色物质是Fe(SCN)3(用化学式表示);CCl4中显紫红色的物质是,(用电子式表示)第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为IO3+5I+6H+3I2+3H2O、2Fe3+2I2Fe2+I2(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损
54、失写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式:4KI+O2+2H2O2I2+4KOH将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3H2O该物质作为食盐加碘剂是否合适?否(填“是”或“否”),并说明理由:KI3受热(或潮湿)条件下产生KI和I2,KI被氧气氧化,I2易升华(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性,可加稳定剂减少碘的损失下列物质中有可能作为稳定剂的是acANa2S2O3 BAlCl3 CNa2CO3 DNaNO2(4)对含Fe2+较多的食盐(假设不含Fe3+),可选用KI作为加碘剂请设计实验方案,检验该加碘盐中的Fe2+:取少量该加碘盐溶于蒸馏水中,用盐酸酸化,滴加适量氧化剂(如:氯
55、水、过氧化氢等),再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe2+【考点】性质实验方案的设计【分析】(1)给出的离子中,只有Fe3+遇KSCN溶液显红色,Fe3+与KI发生氧化还原反应生成的碘单质,易溶于有机溶剂,且碘在四氯化碳中显紫色;具有氧化性的离子为IO3、Fe3+,具有还原性的离子为I,利用氧化还原反应来分析;(2)根据KI具有还原性及氧化还原反应、KI3在常温下不稳定性来分析;(3)根据提高加碘盐(添加KI)的稳定性,主要是防止I 被氧化来分析;(4)将亚铁离子转化为铁离子,再利用铁离子遇KSCN溶液变红色来检验【解答】解:(1)某加碘盐可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe
56、3+,用蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化后将溶液分为3份从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色,可知该加碘盐中含有Fe3+,反应:Fe3+3SCN=Fe(SCN)3,Fe(SCN)3呈血红色;从第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色,可知有碘生成这是因为由于“氧化性:IO3Fe3+I2”,加足量KI后,IO3和Fe3+均能将I氧化成I2,由此也可以知道该加碘盐添加KIO3;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色由此可知该加碘盐中不含KI该加碘盐溶液中加KSCN溶液显红色的物质是Fe(SCN)3,CCl4中显紫红色的物质是I2,电子式,故答案为
57、:Fe(SCN)3; 第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为IO3+5I+6H+3I2+3H2O、2Fe3+2I2Fe2+I2,故答案为:IO3+5I+6H+3I2+3H2O;2Fe3+2I2Fe2+I2;(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,KI会被空气中氧气氧化,KI在潮湿空气中氧化的反应化学方程式为:4KI+O2+2H2O2I2+4KOH,根据题目告知,KI3H2O是在低温条件下,由I2溶于KI溶液可制得再由题给的信息:“KI+I2KI3”,可知KI3在常温下不稳定性,受热(或潮湿)条件下易分解为KI和I2,KI又易被空气中的氧气氧化,I2易升华,所以KI3H2O作为食盐加
58、碘剂是不合适的,故答案为:4KI+O2+2H2O2I2+4KOH;否;KI3受热(或潮湿)条件下产生KI和I2,KI被氧气氧化,I2易升华;(3)提高加碘盐(添加KI)的稳定性,主要是防止I 被氧化,根据题给信息“还原性:S2O32I”和氧化还原反应的强弱规律,可以选Na2S2O3作稳定剂;又由题给信息“3I2+6OHIO3+5I+3H2O”,可知I2与OH会发生反应生成IO3和5I,而Na2CO3水解呈碱性,因而也可以用Na2CO3作稳定剂,防止加碘盐(添加KI)在潮湿环境下被氧气氧化至于AlCl3,水解后呈酸性,且还原性ICl,所不能作稳定剂;NaNO2当遇强还原性物质时能表现出氧化性,则
59、NaNO2与KI能发生氧化还原反应为2NO2+2I+4H+=2NO+I2+2H2O,所以不能作稳定剂,故答案为:ac;(4)设计实验方案检验Fe2+,首先可取少量该加碘盐溶于蒸馏水中,然后用盐酸酸化后,滴加适量氧化剂(如:氯水、过氧化氢等),使溶液中Fe2+转化为Fe3+,再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe2+,故答案为:取少量该加碘盐溶于蒸馏水中,用盐酸酸化,滴加适量氧化剂(如:氯水、过氧化氢等),再滴加KSCN溶液,若显血红色,则该加碘盐中存在Fe2+19如图所示的装置,X、Y都是惰性电极将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在Fe极附近显红色试回答下列问题:(1)在电源
60、中,B电极为负极(填电极名称,下同);丙装置中Y电极为阴极(2)在甲装置中,石墨(C)电极上发生氧化反应(填“氧化”或“还原”);甲装置中总的化学方程式是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(3)丙装置在通电一段时间后,X电极上发生的电极反应式是2Cl2e=Cl2(4)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为0.224LL【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】(1)电解饱和食盐水时,酚酞变红的极是阴极,阴极和电源负极相连,则在Fe极附近显红色,所以Fe是阴极,A是正极、B是负极,X是阳极,Y是阴极,(2)根据电解池的工作原理以及电极
61、反应来回答;(3)在电解池的阴极上是电解质中的阳离子发生得电子的还原反应;(4)根据串联电路中转移电子是相等的电子守恒规律来计算即可【解答】解:电解饱和食盐水时,酚酞变红的极是阴极,阴极和电源负极相连,则在Fe极附近显红色,所以Fe是阴极,A是正极、B是负极,X是阳极,Y是阴极(1)在Fe极附近显红色,所以Fe是阴极,A是正极、B是负极,X是阳极,Y是阴极,故答案为:负;阴,(2)在甲装置中,石墨(C)电极是阳极,该电极上发生氧化反应,电解饱和食盐水的反应原理是:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,故答案为:氧化;2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2;(3)丙中X是阳极,阳极
62、上是电解质中的阴离子氯离子失电子发生氧化反应,即2Cl2e=Cl2,故答案为:2Cl2e=Cl2;(4)乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,根据电极反应:Cu2+2e=Cu,即生成0.64g即0.01mol铜,转移电子是0.02mol,铁电极是阴极,该极上产生氢气,2H+2e=H2,当转移0.02mol电子时,该极上产生的气体为0.01mol,在标准状况下体积为0.224L,故答案为:0.22420设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下
63、能传导O2离子回答如下问题:(1)这个电池的正极发生的反应是:O2+4e=2O2;(2)固体电解质里的O2向负极(填“正”或“负”);(3)天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生C堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命(4)若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会减弱(填“增强”、“减弱”或“不变”)【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】(1)该燃料电池中,正极上仪器得电子生成氧离子;(2)放电时,电解质中阴离子向负极移动;(3)天然气如果被氧化不完全,则生成固体碳而阻塞电极气体通道;(
64、4)甲烷燃料碱性电池中,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水【解答】解:(1)该燃料电池中,正极上仪器得电子生成氧离子,电极反应式为O2+4e=2O2,故答案为:O2+4e=2O2;(2)放电时,电解质中阴离子向负极移动、阳离子向正极移动,所以氧离子向负极移动,故答案为:负;(3)天然气如果被氧化不完全,则生成固体碳而阻塞电极气体通道,故答案为:C;(4)甲烷燃料碱性电池中,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,负极反应式为CH4+10OH8e=CO32+7H2O,有氢氧根离子参加反应导致溶液碱性减弱,故答案为:减弱21铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合
65、物(1)取5.6g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集了的气体体积均小于2.24L(标准状况),最主要的原因是生铁中含有碳等杂质,所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(2)硫化亚铁常用于工业废水的处理已知:25时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.31018、Ksp(CdS)=3.61029请写出用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水的离子方程式Cd2+(aq)+FeS(s)=Fe2+(aq)+CdS(s)(3)ZnFe2O3.5是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米Zn
66、Fe2O3.5和用于除去废气的转化关系为:ZnFe2O4ZnFe2O3.5上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4):n(H2)=2:1请写出 ZnFe2O3.5与NO2反应的化学方程式2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4(4)LiFePO4(难溶于水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应的化学方程式为2FePO4+Li2CO3+2C=2LiFePO4+3CO则1molC参与反应时转移的电子数为2NA(或26.021023)磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它
67、把正极与负极隔开)工作原理为FePO4+LiLiFePO4则充电时阳极上的电极反应式为LiFePO4e=FePO4+Li+(5)已知25时,KspFe(OH)3=4.01038,此温度下若在实验室中配制5mol/L 100mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入2.5ml、2mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)【考点】化学方程式的有关计算;离子方程式的书写;原电池和电解池的工作原理;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质【分析】(1)生铁中含有碳元素等物质,故5.6g铁物质的量少于0.1mol,与HCl反应生成的气体偏少变黄色说明Fe2+被氧气氧化为Fe3+(2)依据溶
68、度积常数分析判断CdS更难溶,可以实现沉淀转化(3)依得失电子守恒原理可求出反应中n(ZnFe2O4):n(H2,根据元素守恒和电子守恒分析写出离子方程式(4)反应过程中铁元素由+3价降低到+2价,Li2CO3中的碳元素由+4价降低到+2价,碳单质中化由0价升为+2价;充电时阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应(5)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)C3(OH)KspFe(OH)3,代入有关数据后可求出c(OH)21013mol/L,c(H+)0.05mol/L,故至少要加入2.5ml相应的盐酸【解答】解:(1)生铁中含有碳元素等物质,故5.6g铁物质的量少于0.1mol,生成的氢气的体积少
69、于2.24L(标准状况);变黄色说明有Fe3+生成,是由Fe2+被氧气氧化所导致的,其反应的离子方程式为:4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O;故答案为:生铁中含有碳等杂质;4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(2)溶度积常数Ksp(FeS)=6.31018、Ksp(CdS)=3.61029,溶度积常数分析判断CdS更难溶,可以实现沉淀转化,Cd2+(aq)+FeS(s)=Fe2+(aq)+CdS(s),所以能用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水;故答案为:Cd2+(aq)+FeS(s)=Fe2+(aq)+CdS(s);(3)1molZnFe2O4变为ZnFe2O3.5时化合价升高了
70、1价,则根据得失电子守恒原理,则氢气化合价应降低1价,即参加反应的氢气的物质的量为0.5mol,即n(ZnFe2O4):n(H2)=2:1; ZnFe2O3.5与NO2 反应生成N2和ZnFe2O4,其反应方程式为:2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4;故答案为:2:1;2NO2+8ZnFe2O3.5=N2+8ZnFe2O4;(4)反应过程中铁元素由+3价降低到+2价,Li2CO3中的碳元素由+4价降低到+2价,由0价升为+2价,故1molC参与反应转移2mol电子,故答案为:2NA(或26.021023);充电时阳极上LiFePO4失电子发生氧化反应:LiFePO4e=FePO4+Li+;故答案为:LiFePO4e=FePO4+Li+;(5)若不出现浑浊现象,则c(Fe3+)C3(OH)KspFe(OH)3,代入有关数据后可求出c3(OH),c(OH)=21013mol/L,c(H+)0.05mol/L,设加入盐酸体积为x,则有=0.05mol/L,解得x=2.5mL,故至少要加入2.5mL相应的盐酸;故答案为:2.52016年12月8日