2019-2020高二化学上学期期中试题（带解析Word版）

高 2021 级高二上期期中考试 化学试题卷 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用 2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦 擦干净后，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用 0.5 毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 可能用到相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Ni 59 Ⅰ卷（选择题） 一、选择题 1.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 Na－CO2 二次电池。将 NaClO4 溶于有机溶剂作 为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2＋4Na 2Na2CO3＋C。下列说法错误的是（ ） A. 放电时，ClO4－向负极移动 B. 充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2 C. 放电时，正极反应为：3CO2＋4e－=2CO32－＋C D. 充电时，正极反应为：Na＋＋e－=Na 【答案】D 【解析】 【分析】 原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动， 阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。【详解】A. 放电时是原电池，阴离子 ClO4－向负极移动，A 正确； B. 电池的总反应为 3CO2+4Na 2Na2CO3+C，因此充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2，B 正确； C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e−＝2CO32－+C，C 正 确； D. 充电时是电解，正极与电源 正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为 2CO32 －+C－4e−＝3CO2，D 错误。答案选 D。 【点睛】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二 次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答 的关键，注意充电与放电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱 国精神，落实了立德树人的教育根本任务。 2.如图所示装置中，a、b 都是惰性电极，通电一段时间后，b 极附近溶液呈红色，则下列说 法正确的是（ ） A. X 是正极，Y 是负极，CuSO4 溶液的 pH 逐渐减小 B. .X 是正极，Y 是负极，CuSO4 溶液的 pH 保持不变 C. X 是负极，Y 是正极，CuSO4 溶液的 pH 逐渐减小 D. X 是负极，Y 是正极，CuSO4 溶液的 pH 保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】 b 极变红，说明 b 处有氢氧根离子，氢离子在 b 处发生反应。 【详解】A 选项，b 是氢离子反应说明 b 是阴极，则 Y 是负极，X 是正极，电解 CuSO4 溶液生 成铜、氧气和硫酸，因此溶液 pH 逐渐减小，故 A 正确； B 选项，b 是氢离子反应说明 b 是阴极，则 Y 是负极，X 是正极，电解 CuSO4 溶液生成铜、氧 气和硫酸，因此溶液 pH 逐渐减小，故 B 错误； C 选项，b 是氢离子反应说明 b 是阴极，则 Y 是负极，X 是正极，故 C 错误； 的D 选项，b 是氢离子反应说明 b 是阴极，则 Y 是负极，X 是正极，故 D 错误； 综上所述，答案为 A。 3.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质 Ni 的原理如图所示。下列说法不正确的是 ( ) 已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度) A. 碳棒上发生的电极反应:4OH--4e- O2↑+2H2O B. 电解过程中,B 室中 NaCl 溶液的物质的量浓度将不断减小 C. 为了提高 Ni 的产率,电解过程中需要控制废水 pH D. 若将图中阳离子膜去掉,将 A、B 两室合并,则电解反应总方程式发生改变 【答案】B 【解析】 【详解】由图知，碳棒与电源正极相连是电解池的阳极，电极反应 4OH- -4e-=2H2O+O2↑,镀镍 铁棒与电源负极相连是电解池的阴极，电极反应 Ni2++2e-= Ni。电解过程中为平衡 A、C 中的 电荷，A 中的 Na+和 C 中的 Cl-分别通过阳离子膜和阴离子膜移向 B 中，这使 B 中 NaCl 溶液的 物质的量浓度不断增大。又因 Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解；氧化性：Ni2+（高浓度）＞H+＞ Ni2+（低浓度），为了提高 Ni 的产率，电解过程中需要控制废水 pH 。若将图中阳离子膜去掉， 由于放电顺序 Cl-> OH-，则 Cl-移向阳极放电：2Cl-- -2e-= Cl2↑，电解反应总方程式会发生改 变。故 B 错误选 B。 4.近期，柔性屏手机开始崭露头角。某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料，以 ZnSO4 溶液的有机高聚物为固态电解质，其电池总反应为：MnO2+ Zn +(1+ )H2O+ ZnSO4 MnOOH+ ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O，其电池结构如图 1 所示，图 2 是有机高聚物的结构片段。 1 2 x 6 1 6 1 6下列说法中，正确的是 A. 充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端连接电源正极 B. 放电时，电池的正极反应为：MnO2 + e－ + H+ = MnOOH C. 充电时，Zn2+移向 Zn 膜 D. 有机高聚物中的氢键是一种特殊的化学键，键能大于共价键，能使高聚物更稳定 【答案】C 【解析】 【分析】 根据电池总反应为：MnO2+ Zn +(1+ )H2O+ ZnSO4 MnOOH+ ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O， 放电时锌失去电子，被氧化，为负极，MnO2 为正极，结合原电池和电解池原理分析解答。 【详解】A．放电时，锌为负极，充电时，含有锌膜的碳纳米管纤维一端应该连接电源负极， 故 A 错误； B．放电过程正极上是二氧化锰得到电子生成 MnOOH，以吸收 ZnSO4 溶液的有机高聚物做固态 电解质，电极反应中不应该出现氢离子，故 B 错误； C．放电过程中锌做负极，充电过程中锌做阴极，通电时阳离子移向阴极，充电时，Zn2+移向 Zn 膜，故 C 正确； D．氢键是一种特殊的分子间作用力，不属于化学键，故 D 错误； 故选 C。 5.已知 t ℃时 AgCl 的 Ksp＝4×10－10，在 t ℃时，Ag2CrO4 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所 示。下列说法错误的是(　　) 1 2 x 6 1 6 1 6A. 在 t ℃时，Ag2CrO4 的 Ksp 为 1×10－11 B. 在饱和溶液中加入 K2CrO4(s)可使溶液由 Y 点到 Z 点 C. 在 t ℃，Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq) 2AgCl(s)＋CrO (aq)平衡常数 K＝6.25×107 D. 在 t ℃时，以 0.001 mol·L－1 AgNO3 溶液滴定 20 mL 0.001 mol·L－1 KCl 和 0.001 mol·L －1 的 K2CrO4 的混合溶液，CrO 先沉淀 【答案】D 【解析】 A.在 t ℃时，Ag2CrO4 的 Ksp 为 Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c(CrO42-)=(1×10－3)2×10－5=1×10－11，A 正确；B. 在饱和溶液中加入 K2CrO4(s)，c(CrO42-)增大，可使溶液由 Y 点到 Z 点，故 B 正确； C. 在 t ℃，Ag2CrO4(s)＋2Cl－(aq) 2AgCl(s)＋CrO (aq)的平衡常数 K＝ × = =6.25×107，故 C 正确；D. 在 t ℃时，开始产生 AgCl 沉淀时， c(Ag+)= =4×10－7mol/L，开始产生 Ag2CrO4 沉淀时，[ =1×10－ 4mol/L，所以 Cl-沉淀需要的 c(Ag+)较小而先沉淀，故 D 错误。故选 D。 6.常温下，下列溶液中的离子浓度关系式正确的是 A. pH =2 的 H2C2O4(二元弱酸)溶液与 pH＝12 的 NaOH 溶液任意比例混合：c(Na＋) + c(H＋)= c(OH－) + c( ) B. pH = a 的氨水溶液中，c(NH3·H2O) = 10-a mol/L C. 新制氯水中：c(Cl－)＞c(H＋)＞c(OH－)＞c(ClO－) D. pH 相同的①CH3COONa，②NaHCO3，③NaClO 三种溶液的 c(Na＋)：①＞②＞③ 【答案】D ( ) 2 4 2 CrO ) Cl c − − （ c ( ) ( ) 2 2 Ag Ag + + c c ( ) ( ) 2 4 2 K Ag CrO AgCl sp spK ( ) ( ) K AgCl Cl sp c − ( ) 1 2 4 2 2 4 K Ag CrO ]CrO ) sp c（ − 2 4HC O−【解析】 【详解】A．pH=2 的 H2C2O4 溶液与 pH=12 的 NaOH 溶液任意比例混合，溶液中存在电荷守恒， c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-)，故 A 错误； B．一水合氨为弱电解质，pH = a 的氨水溶液中，c(NH3·H2O) ＞ 10-a mol/L，故 B 错误； C．新制氯水中含有 HCl 和 HClO，两种酸电离导致溶液呈酸性，其中 HCl 完全电离，HClO 部 分电离，但电离程度较小，溶液呈酸性，溶液中氢氧根离子浓度很小，所以离子浓度大小顺 序是 c(H+)＞c(Cl-)，故 C 错误； D．等浓度时对应酸的酸性越弱，水解程度越大，溶液的 pH 越大，酸性醋酸＞碳酸＞HClO， 则 pH 相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③NaClO三种溶液，盐溶液的浓度为①＞②＞③，其 c(Na+) 为①＞②＞③，故 D 正确； 故选 D。 7.下列关于甲烷的叙述正确的是 A. 甲烷分子的立体结构是正四面体，所以 CH2Cl2 有两种不同结构 B. 甲烷不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 C. 甲烷可以与氯气发生取代反应，因此，甲烷可以使氯水褪色 D. 甲烷的球棍模型为 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲烷为正四面体结构，所以 CH2Cl2 只有一种构型，故 A 错误； B．甲烷的性质比较稳定，通常状况下，与酸、碱不反应，不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故 B 正确； C．甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应，但与氯水不反应，故 C 错误； D．氢原子半径比碳小，甲烷的球棍模型为： ，故 D 错误； 故选 B。 【点睛】本题的易错点为 D，要注意球棍模型和比例模型中原子的相对大小。 8.我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的 pH 平均为 3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是(　　)A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B. 发生电化学腐蚀时的正极反应为 2H2O＋O2＋4e－=4OH－ C. 在化学腐蚀过程中有氢气产生 D. 发生电化学腐蚀时的负极反应为 Fe－2e－=Fe2＋ 【答案】B 【解析】 【详解】A. 此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀，以电化学腐蚀为主，A 正确； B. 在弱酸性环境中铁发生的析氢腐蚀，故正极为 2H++2e-=H2↑，B 错误； C. 铁与氢离子发生置换反应生成氢气，在化学腐蚀过程中有氢气产生，C 正确； D. 发生电化学腐蚀时铁是负极，负极反应为 Fe－2e－=Fe2＋，D 正确； 答案选 B。 9.某同学将 AgNO3、Cu(NO3)2、NaNO3 溶于水配成混合溶液，然后用石墨电极对该溶液进行电解。 下列说法不正确的是 A. 电解过程中，阴极上先析出 Ag，然后析出 Cu，最后析出 Na B. 阳极上产生的气体是 O2 C. 若电解时间足够长，滴入几滴酚酞试液，溶液呈无色 D. 电解后，溶液中有 HNO3 生成 【答案】A 【解析】 【分析】 将 AgNO3、Cu(NO3)2、NaNO3 溶于水配成混合溶液，然后用石墨电极对该溶液进行电解，溶液中 存在 Ag+、Cu2+、Na+、NO3-，以及少量的 H+、OH-。根据离子的放电顺序分析判断。 【详解】A．电解过程中，阴极上是溶液中的阳离子放电，先析出 Ag，然后析出 Cu，再析出 氢气，不能析出 Na，故 A 错误； B．阳极上发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子放电，产生的气体是 O2，故 B 正确； C．电解 AgNO3、Cu(NO3)2，会析出银和铜，同时生成硝酸和氧气，电解 NaNO3 溶液，就是电解 水，若电解时间足够长，最终溶液显酸性，滴入几滴酚酞试液，溶液呈无色，故 C 正确； D．电解 AgNO3、Cu(NO3)2，会析出银和铜，同时生成硝酸和氧气，电解 NaNO3 溶液，就是电解 水，电解后，溶液中有 HNO3 生成，故 D 正确； 故选 A。10.常温下，下列各组离子能大量共存的是 A. pH=12 的溶液中：K+、Na+、Br-、 B. 无色溶液中：H+、K+、 、 C. c(Fe3+)=0.1mol·L-1 的溶液中：K+、H+、SCN-、I- D. 由水电离出的 c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1 的溶液中：Na+、 、 、 【答案】A 【解析】 A. pH=12 的溶液呈碱性，OH-、K+、Na+、Br-、 各离子之间相互不反应，能大量共存，选 项 A 正确；B.无色溶液中不存在 离子，且 H+、 、 之间能发生氧化还原反 应，选项 B 错误；C. Fe3+与 SCN-发生络合反应，且 Fe3+与 I-发生氧化还原反应而不能大量共 存，选项 C 错误；D. 由水电离出的 c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1 的溶液可能呈酸性也可能呈碱 性，但无论酸性还是碱性， 均不能大量存在，选项 D 错误。答案选 A。 11.下列装置能将化学能转化为电能的是 A. 硅太阳能电池 B. 太阳能热水器 C. 燃气灶 D. 锂离子电池 【答案】D 【解析】 【详解】A．硅是良好的光电材料，硅太阳能电池能将太阳能转化为电能，故 A 不符合题意； B．太阳能热水器为将太阳能转化为热能的装置，故 B 不符合题意； C．燃气灶为将化学能转化为热能的装置，故 C 不符合题意； D．锂离子电池为原电池，是将化学能转化为电能的装置，故 D 符合题意； 故选 D。 12.下列事实与盐类水解无关的是 A. 金属焊接时可用 NH4Cl 溶液作除锈剂 B. 配制 FeSO4 溶液时，加入一定量 Fe 粉 2AlO− 4MnO− 2 2 4C O − 4NH + 2 4SO − 3HCO− 2AlO− 4MnO− 4MnO− 2 2 4C O − 3HCO−C. 长期施用铵态氮肥会使土壤酸化 D. 使用泡沫灭火器灭火 【答案】B 【解析】 【详解】A．NH4Cl 溶液水解显酸性，能和铁锈反应从而除去铁锈，和盐类水解有关，故 A 不 选； B．2Fe3++Fe=3Fe2+，配制 FeSO4 溶液时，为了防止亚铁离子被氧化，需要加入少量铁粉，和盐 类 水解无关，故 B 选； C．铵盐溶液中铵根离子水解显酸性，长期施用铵态氮肥会使土壤酸化，和盐类的水解有关， 故 C 不选； D．泡沫灭火器中硫酸铝与碳酸氢钠相互促进水解生成二氧化碳气体，可用于灭火，与盐类的 水解有关，故 D 不选； 故选 B。 13.下列有关电解质的描述正确的是 A. 纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电 B. 氯化钾溶液在电流作用下电离成钾离子和氯离子 C. 碳酸钡难溶于水，所以碳酸钡属于弱电解质 D. 二氧化硫溶于水能部分转化成离子，故二氧化硫属于弱电解质 【答案】A 【解析】 【详解】A．纯净的强电解质在液态时，若为共价化合物，在液态时，不导电，若为离子化合 物，在液态时能导电，故 A 正确； B．氯化钾溶液在水分子作用下电离成钾离子和氯离子，在电流作用下发生电解，故 B 错误； C．碳酸钡难溶于水，但溶于水的部分能完全电离，属于强电解质，故 C 错误； D．二氧化硫溶于水生成亚硫酸，亚硫酸能部分电离成离子，而二氧化硫不能电离，故二氧化 硫属于非电解质，故 D 错误； 故选 A。 【点睛】本题的易错点为 D，要注意判断电解质时，溶液中的离子必须是自身电离出来的，不 能是与水反应的产物电离的。 14.网络图片“一脸辛酸”中，出现了有机物辛酸（分子式：C8H16O2，键线式： 的）。辛酸天然品存在于肉豆蔻、柠檬草、苹果、椰子油、葡萄酒、酒花等中， 稀释后呈现水果香气。下列说法中正确的是 A. 只要含碳的化合物就是有机物 B. 辛酸属于烷烃 C. 有机物只溶于有机溶剂，不溶于水，所以辛酸不溶于水 D. 许多有机物不仅存在于生物体内，也可以人工合成 【答案】D 【解析】 【详解】A．有机物都含碳元素，但含碳元素的化合物不一定是有机物，如一氧化碳、二氧化 碳和碳酸盐等，虽然含有碳元素，但属于无机物，故 A 错误； B．辛酸中含有氧元素，不属于烷烃，属于烃的含氧衍生物，故 B 错误； C．有的有机物能够溶于水，如乙醇、乙醛等均溶于水，也易溶于有机溶剂，故 C 错误； D．许多有机物不仅存在于生物体内，也可以人工合成，如蛋白质，故 D 正确； 故选 D。 15.甲酸（HCOOH）是一种常见 一元弱酸，在水溶液中存在如下电离平衡：HCOOH H++HCOO-，下列有关说法不正确的是 A. 在该溶液中，c(H+)略大于 c(HCOO－) B. 向该溶液中加入 NaOH 固体，电离平衡正向移动，pH 值增大 C. 将氯化氢气体通入溶液中，平衡逆向移动，c(HCOO－)增大 D. 将溶液加水稀释，c(OH－)增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在该溶液中，存在甲酸和水 2 个电离平衡，均会电离出氢离子，使得 c(H+)略大 于 c(HCOO－)，故 A 正确； B．向该溶液中加入 NaOH 固体，c(H+)减小，电离平衡正向移动，pH 值增大，故 B 正确； 的 的C．将氯化氢气体通入溶液中，c(H+)增大，平衡逆向移动，c(HCOO－)减小，故 C 错误； D．将溶液加水稀释，促进甲酸的电离平衡正向移动，但 c(H+)和 c(HCOO－)均减小，由于水的 离子积常数不变，因此 c(OH－)增大，故 D 正确； 故选 C。 16.铅蓄电池的工作原理为： 研读下图，下列 判断不正确的是 A. K 闭合时，d 电极反应式： B. 当电路中转移 0.2mol 电子时，I 中消耗的 为 0.2 mol C. K 闭合时，II 中 向 c 电极迁移 D. K 闭合一段时间后，II 可单独作为原电池，d 电极为正极 【答案】C 【解析】 略 II 卷（共 4 题） 二、填空题 17.氨是最重要的化工原料之一，自 20 世纪初以来，工业上合成氨主要依赖 Haber-Bosch 技 术。探索新的合成氨的方法一直是重要课题。 （1）最新的“人工固氮”研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2 在催化剂表面与水发生 反应，直接生成氨气和氧气。 已知：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = -a kJ/mol 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) H = -b kJ/mol 写出上述固氮反应的热化学方程式：_______________。 （2）恒温、恒容条件下，在容器中模拟 Haber-Bosch 法合成氨，如下图(图中所示数据为初 2 2 4 4 22 2 2Pb PbO H SO PbSO H O+ + = + 2 4 2 2 42 2 4PbSO H O e PbO H SO− + −+ − = + + 2 4H SO 2 4SO − ∆ ∆始物理量)。t 分钟后反应达到平衡，生成的 NH3 为 0.4 mol。 ①判断该容器中的反应达平衡的依据是_______(填字母)。 a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变 c．c(N2)不随时间改变 d．单位时间内生成 2 mol NH3 的同时消耗 1 mol N2 e．单位时间内断裂 3 mol H-H 键，同时断裂 6 mol N-H 键 ②该条件下容器中反应的平衡常数 K＝___；平衡时，混合气体压强 p 平=____(用初始压强 p0 表示)。 （3）近期，两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路：采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能 传递 H+)为介质，实现了高温(570℃)常压下高转化率的电解法合成氨，转化率可达到 78％， 装置如图： 钯电极 A 是电解池的_____极(填“阳”或“阴”)，阴极反应式为 ________________________________。 （4）合成氨需要纯净的氮气和氢气，在制取原料气的过程中，常混有一些杂质，其中的某些 杂质会使合成氨的催化剂“中毒”，所以必须除去。例如，用稀氨水吸收 H2S 杂质：NH3·H2O + H2S +HS－+ H2O，若将标况下 22.4L H2S 通入 1L 1mol/L NH3·H2O 中进行吸收，则达 到平衡时，H2S 的吸收效率为_________%（结果保留两位有效数字）。（注：吸收效率=c(H2S)已 反应/c(H2S)总）（已知常温下 NH3·H2O 的电离平衡常数 Kb=2×10-5，H2S 的电离平衡常数 Ka1 = 5×10-8，Ka2 = 7.1×10-15） 【答案】 (1). 2N2(g)+6H2O(l) = 4NH3(g) + 3O2(g) H= （3b-2a） kJ/mol (2). ace 4NH + ∆(3). （或 14.8） (4). P0 (5). 阴 (6). N2 + 6e- + 6H+ = 2NH3 (7). 91 【解析】 【分析】 (1)根据盖斯定律分析解答； (2)①根据可逆反应到达平衡时，正、逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变分析判断； ②根据三段式列式计算； (3)电解池中，阳离子移向阴极，在阴极上发生还原反应； (4)首先计算 NH3·H2O + H2S +HS－+ H2O 的平衡常数，再假设反应的 H2S 为物质的量 浓度为 x，根据平衡常数列式计算。 【详解】(1)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-a kJ/mol，②O2(g)+2H2(g)═2H2O(l) △H=-b kJ/mol， 根据盖斯定律，将①×2-②×3得到反应 2N2(g)+6H2O(l)═4NH3(g)+3O2(g)△H=(3b-2a)kJ/mol， 故答案为：2N2(g)+6H2O(I)=4NH3(g)+3O2(g)△H=(3b-2a)kJ/mol； (2)①a．该反应反应后气体物质的量减小，恒温恒容下容器内压强减小，当压强不随时间改 变，说明到达平衡状态，故 a 正确；b．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体的密 度始终不变，混合气体的密度不变，不能说明到达平衡状态，故 b 错误；c．到达平衡时各组 分浓度保持不变，c(N2)不随时间改变，说明到达化学平衡状态，故 c 正确；d．单位时间内生 成 2molNH3 的同时消耗 1molN2，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，不能说明到 达平衡状态，故 d 错误；e．单位时间内断裂 3molH-H 键，同时断裂 6molN-H 键，而断裂 6molN-H 键会生成 3molH-H 键，氢气的生成速率与消耗速率相等，说明反应到达平衡，故 e 正确，故 选：ace； ②甲容器 t 分钟后反应均达到平衡，生成的 NH3 均为 0.4mol，则： N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 起始量(mol)：0.4 1.2 0 变化量(mol)：0.2 0.6 0.4 平衡量(mol)：0.2 0.6 0.4 则平衡常数 K= = = ；恒温恒容下压强之比等于气体物质的 400 27 3 4 4NH + ( ) ( ) ( ) 2 3 3 2 2 c NH c N c H× 2 3 0.4( )2 0.2 0.6( )2 2 × 400 27量之比，则平衡时，甲的压强 P 平= P0= P0，故答案为： ； P0； (3)电解池中，氢离子移向阴极，所以钯电极 A 是电解池的阴极，阴极发生还原反应，氮气在 阴极上放电，与氢离子结合生成氨气，即 N2+6e-+6H+=2NH3，阳极反应式为：H2-2e-=2H+，故答 案为：阴；N2+6e-+6H+=2NH3； (4)标况下 22.4L H2S 的物质的量= =1mol，1L 1mol/L NH3·H2O 中含有 1molNH3·H2O，NH3·H2O + H2S +HS－+ H2O 的平衡常数 K= = = × × =Kb×Ka1× =2×10-5×5×10-8× =100，设反应的 H2S 为物质的量浓 度为 x，因此 100= ，解得 x= mol/L，则吸收效率= ×100%= ×100%=91%，故答案为：91。 【点睛】本题的难点为(4)，要注意结合 NH3·H2O 和 H2S 的电离平衡常数计算出 NH3·H2O + H2S +HS－+ H2O 的平衡常数，再根据平衡常数计算。 18.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂，同时也是高能电池正极的优良材料。已知：K2FeO4 易溶于水，其溶液呈紫色、微溶于浓 KOH 溶液，在 0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。某小组同 学拟用以下装置制备并探究高铁酸钾的性质。 I．K2FeO4 的制备，装置如图所示(夹持装置略)： 1.2mol 1.6mol 3 4 400 27 3 4 22.4 22.4 / L L mol 4NH + ( ) ( ) ( ) 4 3 2 2 c NH c HS c NH H O H S( )c + −  ( ) ( ) ( ) ( ) ( )4 3 2 2 c NH c H c OH c HS c NH H O c H S c ( ) ( ) (H c OH) + + − − + −  ( ) ( )4 3 2 c NH c OH c )NH O( H + −  ( ) ( )2 c H c H( ) S c H S + − ( ) 1 ( )c H c OH+ − w 1 K -14 1 1 10× x x (1 x)(1 x) × − − 10 11 ( ) ( ) 2 2 c H S c H S 已反应 总 10 11 4NH +（1）盛放二氧化锰的仪器名称是_______________。 （2）装置 B 中反应的化学方程式是_______________。 （3）实验时采用冰水浴的原因是___________________，有人提示，将上图装置中的分液漏 斗改为如图所示的恒压分液漏斗，其目的是_________________。 （4）K2FeO4 粗产品含有 Fe(OH)3、KCl 等杂质，一般用 75％乙醇进行洗涤，其目的是__________。 II．K2FeO4 性质的探究 查阅资料知，K2FeO4 能将 Mn2+氧化成 ，某实验小组设计如下实验进行验证： 关闭 K，发现左烧杯溶液变黄色，右烧杯溶液变紫色。检验左侧烧杯溶液呈黄色的原因，需要 的试剂是__________。写出石墨(2)上发生的电极反应式：_____________。 【答案】 (1). 圆底烧瓶（或烧瓶） (2). 3Cl2 + 2Fe(OH)3 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O (3). K2FeO4 在 0℃~5℃环境中稳定，防止副反应发生 (4). 平衡压强，确保浓盐 酸匀速滴下 (5). 减少产品损失，易于干燥 (6). 硫氰酸钾溶液（KSCN 溶液） (7). Mn2+ -5e- + 4H2O = MnO4- + 8H+ 【解析】 【分析】 I．根据实验装置图可知，A 装置中用二氧化锰与浓盐酸加热制得氯气，B 中氯气、氢氧化钾 和氢氧化铁反应生成 K2FeO4，氯气有毒不能直接排空，氯气能和 NaOH 溶液反应生成钠盐，所 以用 NaOH 溶液除去尾气，据此分析解答； II．关闭 K，左烧杯溶液变黄色，右烧杯溶液变紫色，说明该装置构成原电池，左侧得电子生 成铁离子，为正极，右侧失电子生成高锰酸根离子，为负极，据此分析解答。 【详解】(1)根据图示，盛放二氧化锰的仪器为圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶； 4MnO−(2)装置 B 中，氯气、氢氧化钾和氢氧化铁反应生成 K2FeO4，反应的化学方程式是 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，故答案为：3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O； (3)根据题意信息，K2FeO4 在 0℃～5℃的强碱性溶液中较稳定，所以采用冰水浴，从而防止副 反应发生；装置 A 中有气体生成，随着反应的进行，A 中的压强增大，不利于浓盐酸的下滴， 将装置中的分液漏斗改为恒压分液漏斗，可以平衡压强，确保浓盐酸匀速滴下，故答案为： K2FeO4 在 0℃～5℃的强碱性溶液中较稳定，防止副反应发生；平衡压强，确保浓盐酸匀速滴 下； (4)K2FeO4 在乙醇中溶解度较小，且乙醇易挥发，所以用乙醇洗涤，可以减少产品损失，且易 于干燥，故答案为：减少产品损失，易于干燥； (5)关闭 K，左烧杯溶液变黄色，右烧杯溶液变紫色，说明该装置构成原电池，左侧得电子生 成铁离子，右侧失电子生成高锰酸根离子；铁离子和 KSCN 溶液反应生成络合物而使溶液呈血 红色，所以需要 KSCN 溶液检验铁离子；FeO42-、Mn2+发生氧化还原反应生成铁离子、高锰酸根 离子和水，反应方程式为 5FeO42-+3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO4-+8H2O，FeO42-得到电子发生还原反应， 左侧为正极，则石墨(2)为负极，Mn2+失去电子发生氧化反应，电极反应式为 Mn2+ -5e- + 4H2O = MnO4- + 8H+，故答案为：KSCN 溶液；Mn2+ -5e- + 4H2O = MnO4- + 8H+。 【点睛】本题的易错点为(5)，要注意根据实验现象判断出生成的微粒，再根据氧化还原反应 的规律分析判断发生的反应类型，进而判断原电池的正负极。 19.镍氢电池是一种性能良好的蓄电池，电池容量大，充电过程快，具有很好的应用前景。 Ⅰ．已知某镍氢二次电池放电时的总反应式为 NiOOH + MH Ni(OH)2 + M，电解质溶液为 KOH 溶液，其中 MH 被称为储氢电极。充电时储氢电极为_____极，请写出充电时阳极反应式： ____________。 Ⅱ．废旧电池对环境有一定的危害，某种型号镍电池的电极材料由 Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等 涂覆在铝箔上制成。研究小组设计如下工艺流程，对该电池的电极材料进行资源回收：已知：①NiCl2 易溶于水，Fe3+不能氧化 Ni2+。 ②某温度下：Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4] = 4.0×10-10 Ksp[Fe(OH)3] = 4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3] = 3.0×10-34 回答下列问题： （1）第②步调节溶液的 pH，最佳的试剂为________ a．NaOH b．NiO c．CO2 d．HCl （2）写出步骤④中反应的化学方程式_____________，请从沉淀转化的角度，解释该反应能 发生的原因_______________。 （3）第⑤步电解滤液的阴极产物为___________，另一电极产物全部用于氧化沉淀Ⅲ，该反 应的离子方程式为：_____________，理论上当电解池转移 10mol 电子时，能得到产物 Ni(OH)3 ________kg。 【答案】 (1). 阴 (2). Ni(OH)2 + OH-—e-= NiOOH + H2O (3). b (4). NiC2O4+2NaOH = Ni(OH)2+Na2C2O4 (5). Ksp[Ni(OH)2]小于 Ksp[NiC2O4]，随着溶液中 OH-的增多，Ni2++2OH- Ni(OH)2 平衡向右移动，NiC2O4 Ni2++C2O42-平衡向右移动，沉淀 NiC2O4 转化为 Ni(OH)2 (6). H2 (7). 2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl- (8). 1.1 【解析】 【分析】 Ⅰ．根据充电时的总反应方程式结合元素化合价的变化分析判断，并书写充电时阳极的电极 反应式； Ⅱ．镍电池的电极材料由 Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成，将废旧镍电池电极材 料溶于稀盐酸，发生反应 Ni(OH)2+2HCl=NiCl2+2H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，过滤得到的残渣是 C，向滤液中加入某物质，调节溶液的 pH，根据流程图知，生成的沉淀应该是 Fe(OH)3、Al(OH)3，然后向滤液中加入 Na2C2O4 溶液，发生反应 NiCl2+Na2C2O4=NiC2O4↓+2Na Cl，过滤，将滤液电解，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢 离子放电生成氢气，过滤得到的 NiC2O4 和 NaOH 反应生成 Ni(OH)2，用氯气将 Ni(OH)2 氧化生成 Ni(OH)3，最后洗涤沉淀得到较纯净的 Ni(OH)3，据此分析解答。 【详解】Ⅰ．(1)充电时，Ni(OH)2 转化为 NiOOH，Ni 元素化合价升高被氧化，Ni(OH)2 为阳极， 则储氢电极(MH)为阴极，充电时 Ni(OH)2 在阳极上失电子发生氧化反应，阳极的电极反应式为 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，故答案为：阴；Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O； Ⅱ(1)加入某试剂来调节溶液的 pH，为避免引入新杂质，应加入 NiO，故答案为：b； (2)根据上述分析，结合物质的溶度积常数，步骤④中 NiC2O4 和 NaOH 反应生成 Ni(OH)2，反应 的化学方程式为 NiC2O4+2NaOH = Ni(OH)2+Na2C2O4，因为 Ksp[Ni(OH)2]小于 Ksp[NiC2O4]，随着溶 液中 OH-的增多，Ni2++2OH- Ni(OH)2 平衡向右移动，NiC2O4 Ni2++ C2O42-平衡向右移动，沉 淀 NiC2O4 转化为 Ni(OH)2，故答案为：NiC2O4+2NaOH = Ni(OH)2+Na2C2O4；Ksp[Ni(OH)2]小于 Ksp[NiC2O4]，随着溶液中 OH-的增多，Ni2++2OH- Ni(OH)2 平衡向右移动，NiC2O4 Ni2++ C2O42- 平衡向右移动，沉淀 NiC2O4 转化为 Ni(OH)2； (3)第⑤步是电解氯化钠溶液，阴极上溶液中的氢离子放电，生成氢气；另一电极产物为阳极 上的氯离子放电生成的氯气，2Cl-―2e-＝Cl2↑，全部用于氧化沉淀Ⅲ，沉淀Ⅲ为 Ni(OH)2， 反应的离子方程式为 2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-；当电解池转移 10mol 电子时，生成 5mol Cl2，能得到产物 Ni(OH)3 10mol，质量为 10mol×110g/mol=1100g=1.1 kg，故答案为： H2；2Ni(OH)2+2OH-+Cl2═2Ni(OH)3+2Cl-；1.1。 20.环境问题已成为人类共同关注的话题，燃煤废气、汽车尾气中常含有的 NOx、SO2、H2S 等 污染物，容易形成酸雨，破坏环境。其综合治理是当前重要的研究课题。 Ⅰ．以下是对酸雨的若干项评价，其中不正确的是__________ a．杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物的来源，破坏水生生态系统 b．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害 c．导致臭氧层空洞 d．二氧化碳的过量排放，是形成酸雨的主要原因之一 Ⅱ．电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益（图中电极均为石墨）。（1）电解 NO 制备 NH4NO3 原理如上方左图所示： ①阳极为石墨_____(填 1 或 2)，该电极的反应式为_____________。 ②为使电解的副产物也完全转化为 NH4NO3，需要补充的物质 X 的化学式为___________。 （2）用上方右图装置进行模拟电解 NO2 气体实验，可回收硝酸。 ①外接电源 a 极为______极，左室发生的电极反应式为_____________。 ②若有标准状况下 2.24L NO2 被吸收，通过质子交换膜(只允许质子通过)的 H+为______mol。 ③用含 NO 和 NO2(不考虑 NO2 转化为 N2O4)的废气进行模拟电解法吸收实验。电解过程中，有部 分 NO 转化为 HNO2。实验结束时，测得右室溶液中增加了 1 mol HNO3、0.1 mol HNO2，同时左 室收集到标准状况下 28L H2。原气体中 NO 和 NO2 的体积比为____________。 【答案】 (1). cd (2). 2 (3). NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ (4). NH3 (5). 负 (6). 2H++2e- = H2↑（或 2H2O+2e- = H2↑+2OH-） (7). 0.1 (8). 8∶3 【解析】 【分析】 I.根据酸雨的性质进行判断； Ⅱ.(1)电解 NO 制备 NH4NO3 时，在阳极上是 NO 失电子的氧化反应，在阴极上是 NO 得电子的还 原反应，根据电极反应判断需要补充的物质 X； (2)①根据图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，右室为阳极 室，阳极上通入的是氮氧化物，生成的是硝酸，所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸； ②n(NO2)=0.1mol，阳极反应式为 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，有 0.2mol 氢离子生成，因为有 0.1mol 硝酸生成，据此分析判断；③根据氢气的体积计算转移的电子数；电解过程中有 1mol HNO3、 0.1molHNO2 生成，计算出生成亚硝酸和硝酸转移的电子的物质的量，再结合 N 原子守恒及转 移电子守恒列式计算。【详解】Ⅰ．a．酸雨中含硫酸、硝酸，酸雨具有较强的酸性，其中的硝酸具有强氧化性，能 杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物的来源，破坏水生生态系统，故 a 正确；b．酸雨具有较 强的酸性，其中的硝酸具有强氧化性，电线、铁轨中含有金属铜、铁等，桥梁、房屋中含有 金属和硅酸盐，它们都能和酸雨中的成分反应，故 b 正确；c．导致臭氧层空洞的是氟氯烃， 不是酸雨，故 c 错误；d.硫的氧化物、氮的氧化物的过量排放是形成酸雨的主要原因，二氧 化碳不是形成酸雨的原因，故 d 错误；故选 cd； Ⅱ．(1)①根据图示，电解时，左室中电极上 NO 放电生成 NH4+，电极反应式为 NO+5e-+6H+=NH4++H2O，则左室为阴极室，右室为阳极室，阳极上通入 NO 被氧化生成硝酸根离 子，所以石墨 2 为阳极，阳极上电极反应式为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，故答案为：2； NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+； ②1molNO 放电生成 1molNH4+，转移 5mol 电子，1molNO 被氧化生成硝酸根离子，转移 3mol 电 子，根据得失电子守恒，生成的硝酸根离子的物质的量大于铵根离子，结合电极反应式，为 使电解产物完全转化为 NH4NO3，需要补充氨气，故答案为：NH3； (2)①根据图知，电解时，左室中电极上氢离子放电生成氢气，则左室为阴极室，外接电源 a 极为负极，左室发生的电极反应式为 2H++2e- = H2↑，右室为阳极室，阳极上通入的是氮氧化 物，生成的是硝酸，所以阳极上氮氧化物失电子和水生成硝酸，电极反应式为 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，故答案为：负；2H++2e- = H2↑； ②n(NO2)= =0.1mol，阳极反应式为 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，有 0.2mol 氢离子生成， 因为有 0.1mol 硝酸生成，则有 0.1mol 氢离子通过质子交换膜进入阴极室，故答案为：0.1； ③标准状况下 28L H2 的物质的量 n(H2)= =1.25mol，转移电子的物质的量 =1.25mol×2=2.5mol；测得右室溶液中增加了 1 mol HNO3、0.1 mol HNO2，说明电解过程中有 1mol HNO3、0.1molHNO2 生成，根据 N 原子守恒得 n(NO)+n(NO2)=1mol+0.1 mol=1.1 mol，生成 0.1mol 亚硝酸转移电子 0.1mol，则生成硝酸转移电子物质的量=2.5mol-0.1mol=2.4mol。设 反应生成硝酸的 NO 物质的量为 xmol、二氧化氮的物质的量为 ymol，根据 N 原子守恒及转移 电子守恒得：x+y=1.1-0.1，3x+y=2.4，解得 x=0.7，y=0.3， n(NO)∶n(NO2)=(0.7+0.1)mol∶0.3mol=8∶3，相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比， 所以 NO 和二氧化氮的体积之比为 8∶3，故答案为，8∶3。 【点睛】本题的易错点和难点为 II.③的计算，要注意 NO 部分转化为 HNO2 和 HNO3，NO2 全部 转化为 HNO3。 的 2.24 22.4 / L L mol 28 22.4 / L L mol