
滿分100分,考試時(shí)間75分鐘
本試卷分為試題卷和答題卡兩部分,其中試題卷由第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)組成,共6頁;答題卡共2頁。
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級、姓名用0.5毫米黑色墨水簽字筆填寫清楚,同時(shí)用2B鉛筆將考號準(zhǔn)確填涂在“考號”欄目內(nèi)。
2.選擇題使用2B鉛筆填涂在答題卡對應(yīng)題目標(biāo)號的位置上,如需改動,用橡皮擦擦干凈后再選涂其它答案;非選擇題用0.5毫米黑色墨水簽字筆書寫在答題卡的對應(yīng)框內(nèi),超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試題卷上答題無效。
3.考試結(jié)束后將答題卡收回。
相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Cu 64 Fe 56 Ag 108 Al 27 Pb 207
第Ⅰ卷 (選擇題,共42分)
一、選擇題(本題包括14小題,每小題3分,共42分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意)
1. 港珠澳大橋設(shè)計(jì)使用壽命為120年,對橋體鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯(cuò)誤的是
A. 防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
B. 采用外加電流的陰極保護(hù)法時(shí)需外接鎂、鋅等作輔助陽極
C. 鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層,是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池
D. 鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕
【答案】B
【解析】
【詳解】A.鋼在潮濕的空氣中容易發(fā)生吸氧腐蝕,發(fā)生的主要反應(yīng)有2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、等,故A說法正確;
B.外接鎂、鋅等作輔助陽極屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法,采用外加電流的陰極保護(hù)時(shí)需外接電源,故B說法錯(cuò)誤;
C.鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層,可以隔絕空氣、水等防止形成原電池,防止鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕,故C說法正確;
D.不銹鋼具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,采用不銹鋼材料做鋼構(gòu)件可以防止或減緩電化學(xué)腐蝕,故D說法正確;
答案選B。
2. 某反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能,E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是
A. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B. 催化劑能同時(shí)改變該反應(yīng)的活化能和焓變
C. 使用催化劑能同時(shí)提高正逆反應(yīng)速率
D. 該反應(yīng)的ΔH=E2-E1
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由圖可知,反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)焓變,故B錯(cuò)誤;
C.使用催化劑能同等程度的提高正逆反應(yīng)速率,故C正確;
D.由圖可知,該反應(yīng)的ΔH=E1-E2,故D錯(cuò)誤。
答案選C
3. 下列電化學(xué)裝置完全正確的是
A. 圖甲粗銅精煉B. 圖乙銅鋅原電池
C. 圖丙防止鐵被腐蝕D. 圖丁鐵件鍍銀
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圖甲粗銅精煉,粗銅應(yīng)該作陽極,純銅作陰極,故A錯(cuò)誤;
B.圖乙銅鋅原電池,鋅電極下面應(yīng)該是硫酸鋅溶液,銅電極下面應(yīng)該是硫酸銅溶液,故B錯(cuò)誤;
C.圖丙防止鐵被腐蝕,該方法是外加電流的陰極保護(hù)法,要保護(hù)的金屬作電解池的陰極,故C正確;
D.圖丁鐵件鍍銀,鍍件(Fe)作陰極,鍍層金屬(Ag)做陽極,故D錯(cuò)誤。
綜上所述,答案為C。
4. 青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是
A. 該腐蝕過程屬于吸氧腐蝕
B. 腐蝕過程可用原電池原理解釋
C. 若為潮濕酸性環(huán)境,Cu可能同時(shí)發(fā)生析氫腐蝕
D. 正極電極電極反應(yīng)為
【答案】C
【解析】
【分析】由圖可知,青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕,銅是原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成多孔粉狀銹,比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極,水分子作用下氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子。
【詳解】A.由分析可知,青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕,故A正確;
B.青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕,銅是原電池的負(fù)極,比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極,則腐蝕過程可用原電池原理解釋,故B正確;
C.銅是不活潑金屬,不能與酸反應(yīng)生成氫氣,所以在潮濕酸性環(huán)境中,銅也不能發(fā)生析氫腐蝕,故C錯(cuò)誤;
D.由分析可知,比銅活潑性弱的雜質(zhì)做正極,水分子作用下氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為,故D正確;
故選C。
5. 下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述正確的是
A. 已知H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l)ΔH=—57.3 kJ·ml-1,用含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸反應(yīng)測出的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=—28.65 kJ·ml-1
B. CO(g)的燃燒熱ΔH=—283.0 kJ·ml-1,則反應(yīng)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·ml-1
C. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=—571.6 kJ·ml-1,則氫氣的燃燒熱為571.6 kJ·ml-1
D. 已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=—92 kJ·ml-1,現(xiàn)將2mlN2和6mlH2充入密閉容器中充分反應(yīng)后,放出的熱量為184 kJ
【答案】B
【解析】
【詳解】A.中和熱為稀的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿生成1ml水放出的熱量,則用含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸反應(yīng)測出的中和反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=—57.3 kJ·ml-1,故A錯(cuò)誤;
B.一氧化碳的燃燒熱為1ml一氧化碳完全燃燒生成二氧化碳放出的熱量,則反應(yīng)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·ml-1,故B正確;
C.氫氣的燃燒熱為1ml氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量,則由熱化學(xué)方程式可知,氫氣的燃燒熱為285.8kJ·ml-1,故C錯(cuò)誤;
D.合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng),所以將2ml氮?dú)夂?ml氫氣充入密閉容器中充分反應(yīng)后,放出的熱量小于184 kJ,故D錯(cuò)誤;
故選B。
6. 如圖所示的電解池I和II中,a、b、c、d均為石墨電極。在電解過程中,電極b和d上沒有氣體逸出,但質(zhì)量均增大,且增重情況為b0),下列說法正確的是
A. 反應(yīng)一段時(shí)間后,X與Y的物質(zhì)的量之比仍為1∶1
B. 達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)放出0.1a kJ的熱量
C. 向平衡體系中充入稀有氣體,Z的正逆反應(yīng)速率均不變
D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小。
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)方程式可知消耗的X和Y的物質(zhì)的量之比為1:3,初始投料為1:1,所以反應(yīng)一段時(shí)間后X與Y的物質(zhì)的量之比不可能為1:1,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,若0.3mlY完全轉(zhuǎn)化放出0. la kJ的熱量,但可逆反應(yīng)不可能完全轉(zhuǎn)化,所以放出的熱量小于0. la kJ,故B錯(cuò)誤;
C.恒容容器中充入稀有氣體,各物質(zhì)的濃度均不改變,Z的正逆反應(yīng)速率均不變,故C正確;
D.升高溫度正、逆反應(yīng)速率均增大,故D錯(cuò)誤;
故選:C。
14. 500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)=0.8 ml·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時(shí)間后,兩極分別收集到氣體2.24 L和1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是
A. 電解后溶液中c(H+)為0.6 ml·L-1
B. 電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.4 ml
C. 原混合溶液中c(K+)為0.1 ml·L-1
D. 若將溶液復(fù)原可向電解后溶液中加入0.075 ml Cu2(OH)2CO3固體
【答案】A
【解析】
【分析】用石墨作為電極電解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+,陰極先后發(fā)生兩個(gè)反應(yīng):Cu2++2e-=Cu,2H2O+2e-=2OH-+H2↑。收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L 氣體應(yīng)該是O2,在陽極上生成,可推知上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 ml 電子,而在生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L H2的過程中轉(zhuǎn)移0.1 ml電子,所以Cu2+共得到0.3 ml電子,則電解前Cu2+的物質(zhì)的量和電解得到的Cu的物質(zhì)的量都為 0.15 ml,硝酸銅物質(zhì)的量是0.15ml,濃度為0.3ml/L,硝酸鉀濃度為0.8-2×0.3=0.2ml/L。
【詳解】A.電解后有c(K+)+c(H+)=c(N)電荷守恒,c(K+)=0.2ml/L, c(N)=0.8ml/L由此計(jì)算出c(H+)=0.6 ml·L-1,故A正確;
B.電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.15 ml,故B錯(cuò)誤;
C.原混合溶液中c(K+)為0.2 ml·L-1,故C錯(cuò)誤;
D.電解后產(chǎn)生了0.15mlCu,0.1mlO2和0.05mlH2,向電解后的溶液中加入0.075 ml Cu2(OH)2CO3固體會多出H原子和O原子,不能使溶液復(fù)原,故D錯(cuò)誤;
答案選A。
第Ⅱ卷 (非選擇題,共58分)
二、(本題包括2小題,共23分)
15. 完成下列問題
(1)對于在一個(gè)密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),下列條件的改變對反應(yīng)速率幾乎沒有影響的是___________。
①增加 C 的量;②增加 CO 的量;③將容器的體積縮小一半;④保持體積不變,充入He以增大壓強(qiáng);⑤升高反應(yīng)體系的溫度;⑥保持壓強(qiáng)不變,充入He以增大體積。
(2)炒菜用的鐵鍋不用時(shí)會因腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑,請?zhí)顚懴驴铡?br>①這時(shí)鐵鍋的銹蝕主要是___________腐蝕。
②鐵鍋腐蝕的負(fù)極電極反應(yīng)為:___________,總反應(yīng)為:___________。_
(3)已知15g乙烷(C2H6)完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱780kJ,寫出乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:___________。
(4)N4分子結(jié)構(gòu)為正四面體形(如圖所示)。已知:N4(g)=2N2(g) ΔH=-724 kJ·ml-1斷裂N4(g)中1 ml N-N鍵吸收193kJ能量,則形成N2(g)中1 ml N≡N 放出___________能量。
(5)新型Na-CO2電池工作原理為:4Na+3CO22Na2CO3+C,原電池以熔融的Na2CO3為電解質(zhì),放電時(shí)正極的電極反應(yīng)為___________。
【答案】(1)①④ (2) ①. 吸氧 ②. ③.
(3) ΔH=-1560kJ·ml-1
(4)941 kJ (5)
【解析】
【小問1詳解】
①C為純固體,固體量的增減不影響反應(yīng)速率,所以增加C(s)的量,反應(yīng)速率不變,①正確;②增加CO的量,CO濃度增大,反應(yīng)速率加快,②錯(cuò)誤;③將容器的體積縮小一半,反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度增大,容器中壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,③錯(cuò)誤;④保持體積不變,充入氦氣,氦氣不參與反應(yīng),反應(yīng)體系中的各物質(zhì)的濃度不變,則反應(yīng)速率不變,④正確;⑤升高反應(yīng)體系的溫度,反應(yīng)速率加快,⑤錯(cuò)誤;⑥保持壓強(qiáng)不變,充入氦氣,使容器的體積變大,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度減小,則反應(yīng)速率減小,⑥錯(cuò)誤;符合題意得為①④,答案為:①④;
【小問2詳解】
①炒菜的鑄鐵鍋不用時(shí),會因空氣中水分與自身的鐵和雜質(zhì)碳構(gòu)成原電池而發(fā)生電化學(xué)腐蝕,產(chǎn)物吸收空氣中的氧氣,經(jīng)一系列反應(yīng)最終出現(xiàn)主要為帶有結(jié)晶水的氧化鐵的紅褐色銹斑,答案為:吸氧;
②鐵鍋銹蝕的電極反應(yīng)為:負(fù)極;正極;正、負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:,答案為:,;
【小問3詳解】
已知乙烷是一種優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì),25℃,101kPa時(shí),15g乙烷完全燃燒,生成二氧化碳和液態(tài)水,放出780 kJ熱量,則1ml乙烷完全燃燒生成CO2和液體水放出的熱量為,則乙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:△H=﹣1560 kJ/ml,故答案為: △H=﹣1560 kJ/ml;
【小問4詳解】
已知:N4(g)=2N2(g) ΔH=-724 kJ·ml-1斷裂N4(g)中1 ml N-N鍵吸收193kJ能量,所以當(dāng)1 ml N4(g)參與反應(yīng)化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為,最終放出724 kJ的能量,所以生成2 ml N2放出熱量為,所以形成N2(g)中1 ml N≡N 放出941 kJ能量,答案為:941 kJ;
【小問5詳解】
正極CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng),故電極方程式為,答案為:。
16. 甲醇是重要的化工原料,利用合成氣(CO、H2、CO2)在催化劑的作用下合成甲醇,可能發(fā)生的反應(yīng)如下:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.58 kJ/ml
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2=-90.77 kJ/ml
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
(1)反應(yīng)③的ΔH3=___________
(2)在5MPa下,要提高反應(yīng)②的反應(yīng)速率,可采取的措施有___________(答一條)。
(3)若反應(yīng)①在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列可以判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是___________。
A. v正(H2)=v逆(CH3OH)B. 混合氣壓強(qiáng)不變
C. c(H2)與c(H2O)比值不變D. 混合氣密度不變
(4)在一定溫度和催化劑存在下,向2L密閉容器中充入5ml CO2和5 ml H2發(fā)生反應(yīng)①5min時(shí)達(dá)到平衡,測得CO2還剩4ml。
①該時(shí)間內(nèi)用氫氣表示的反應(yīng)速率v(H2)為:___________。
②平衡時(shí)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為___________。
【答案】(1)+41.19 kJ/ml
(2)升高溫度 (3)BC
(4) ①. 0.3ml/(L·min) ②. 60%
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)方程式①-②得反應(yīng)③,故ΔH3=ΔH1-ΔH2=-49.58 kJ/ml-(-90.77 kJ/ml)= +41.19 kJ/ml;
【小問2詳解】
在5MPa下,要提高反應(yīng)②的速率,可采取的措施有升高溫度、增加反應(yīng)物、增加生成物等;
【小問3詳解】
A.不同物質(zhì),反應(yīng)速率需與計(jì)量系數(shù)成正比,且速率方向不同,才可說明平衡狀態(tài),故A不符合題意;
B.由于該反應(yīng)氣體計(jì)量系數(shù)改變,則壓強(qiáng)為變化值,故混合氣壓強(qiáng)不變可以說明平衡,故B符合題意;
C.反應(yīng)物與生成物之比為變化值,故c(H2)與c(H2O)比值不變可以說明平衡,故C符合題意;
D.該反應(yīng)氣體質(zhì)量與體積不變,則氣體密度為定值,故混合氣密度不變不能說明平衡,故D不符合題意。
故答案為:BC;
小問4詳解】
根據(jù)數(shù)據(jù)列出三段式:
5-x=4,x=1,該時(shí)間內(nèi)氫氣表示的反應(yīng)速率v(H2)== 0.3ml/(L·min);平衡時(shí)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為=60%。
三、(本題包括2小題,共25分)
17. 某興趣小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí),觀察到電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(電解質(zhì)溶液均足量)。
請回答下列問題:
(1)甲池為___________(填“原電池”“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH電極的電極反應(yīng)式為___________。
(2)乙池中A(石墨)電極的名稱為___________(填“正極”“負(fù)極”“陰極”或“陽極”),總反應(yīng)離子方程式為:___________。
(3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加2.16 g時(shí),甲池中理論上消耗O2的體積為___________mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),此時(shí)若要將乙池復(fù)原需向乙池加一定量的___________(填化學(xué)式)。
(4)丙池中電極C的電極反應(yīng)為:___________,若丙池中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,電鍵閉合一段時(shí)間后,丙中溶液的pH將___________(填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】(1) ①. 原電池 ②.
(2) ①. 陽極 ②.
(3) ①. 112 ②. Ag2O
(4) ①. ②. 增大
【解析】
【分析】由題干圖示信息可知,甲池為甲醇燃料電池,通CH3OH的一極為負(fù)極,電極反應(yīng)為:,通O2的一極為正極,電極反應(yīng)為:;乙池為電解池,石墨電極A為陽極,電極反應(yīng)為:,Ag電極B為陰極,電極反應(yīng)為:;丙池為電解池,電極C為陽極,電極反應(yīng)為:,電極D為陰極,電極反應(yīng)為:,據(jù)此分析解題。
【小問1詳解】
由分析可知,甲池為原電池,通入CH3OH 電極的電極反應(yīng)式為,答案為:原電池, ;
【小問2詳解】
由分析可知,乙池A(石墨)電極的名稱為陽極,電極反應(yīng)為:,Ag電極B為陰極,電極反應(yīng)為:,則乙池中總反應(yīng)式為:,答案為:陽極,;
【小問3詳解】
由分析可知,當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加2.16g ,即析出2.16g的Ag時(shí),n(Ag)=,則電路中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.02ml,根據(jù)電極反應(yīng),故甲池中理論上消耗 O2的體積為,乙池中總反應(yīng)式為:,所以若想復(fù)原需要加入Ag2O,答案為:112,Ag2O;
【小問4詳解】
由分析可知丙池中電極C的電極反應(yīng)為:,若丙中電極不變,將其溶液換成 NaCl 溶液,電鍵閉合一段時(shí)間后,即用惰性電極電解NaCl溶液,丙中D極即陰極,電極反應(yīng)為:,則陰極的產(chǎn)物為NaOH、H2,由于生成了NaOH,則溶液的 pH 將增大,答案為:,增大。
18. 某學(xué)生通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量來計(jì)算中和反應(yīng)反應(yīng)熱。他將50 mL 0.50 ml·L-1的鹽酸與50 mL 0.55 ml·L-1的NaOH溶液加入如圖甲所示的裝置中,進(jìn)行中和反應(yīng)。請回答下列問題:
(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖甲中尚缺少的一種玻璃儀器是___________。
(2)實(shí)驗(yàn)中改用55 mL 0.50 ml·L-1的鹽酸與50 mL 0.55 ml·L-1的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量___________(填“相等”或“不相等”);所求中和反應(yīng)反應(yīng)熱的數(shù)值___________(填“相等”或“不相等”)。
(3)該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)有些操作不規(guī)范,造成測得的中和反應(yīng)的ΔH偏大,請你分析可能的原因是___________(填字母)。
A. 測量鹽酸溫度后,溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈,然后去測NaOH溶液的溫度
B. 把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時(shí)動作遲緩
C. 做本實(shí)驗(yàn)當(dāng)天室溫較高
D. 將50 mL 0.55 ml·L-1氫氧化鈉溶液錯(cuò)取成了50 mL 0.55 ml·L-1的氨水
(4)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c=4.18 J·g-1·℃-1。為了計(jì)算中和反應(yīng)反應(yīng)熱,某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如表:
依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,該實(shí)驗(yàn)測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH=___________(結(jié)果保留一位小數(shù))。
(5)將V1mL 1.0 ml·L-1鹽酸和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖乙所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50 mL),通過分析圖像可知,做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度___________(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃,該NaOH溶液的濃度約為___________ ml·L-1。
【答案】(1)玻璃攪拌器
(2) ①. 不相等 ②. 相等 (3)ABD
(4)-56.8 kJ·ml-1
(5) ①. 低于 ②. 1.50
【解析】
【小問1詳解】
)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是環(huán)形玻璃攪拌棒;
【小問2詳解】
物質(zhì)的量與熱量成正比,物質(zhì)的量越大,反應(yīng)放出的熱量越多,但中和熱對應(yīng)生成1ml水時(shí)的能量變化,則改用60mL 0.50ml?L-1的鹽酸跟50mL 0.55ml?L-1的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量不相等,所求生成1ml水時(shí)的中和熱相等,因?yàn)橹泻蜔崾侵笍?qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生反應(yīng)生成1mlH2O所放出的熱量;
【小問3詳解】
A.測量鹽酸的溫度后,溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈,然后去測NaOH溶液的溫度,NaOH溶液的初始溫度偏高,測定反應(yīng)放熱偏小,測得中和熱的數(shù)值偏低,ΔH偏大,故A符合題意;
B.把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時(shí)動作遲緩,反應(yīng)中熱量損耗偏大,測定反應(yīng)放熱偏小,測得中和熱的數(shù)值偏低,ΔH偏大,故B符合題意;
C.做本實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天室溫較高,與中和熱測定數(shù)值無關(guān),故C不符合題意;
D.一水合氨是弱電解質(zhì),電離吸熱,則50mL0.55ml?L-1氫氧化鈉溶液錯(cuò)取成了50mL0.55ml?L-1的氨水,反應(yīng)放熱偏小,測得中和熱的數(shù)值偏低,ΔH偏大,故D符合題意;
故答案為:ABD;
【小問4詳解】
由表格數(shù)據(jù)可知,第一次實(shí)驗(yàn)的溫度差=;第二次實(shí)驗(yàn)的溫度差=;第三次實(shí)驗(yàn)的溫度差=;第三次數(shù)據(jù)偏差大,應(yīng)舍去;溫度差平均值=3.4℃,鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g?cm-3,則鹽酸和氫氧化鈉溶液質(zhì)量和為(50mL+50mL)×1g/ml=100g,則生成0.025ml水時(shí)放出的熱量為4.18 J?g?1?℃-1×10-3kJ/J×100g×3.4℃=1.4212kJ,生成1ml水放出的熱量為1.4212kJ×≈56.8kJ,則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-56.8kJ/ml;
【小問5詳解】
加入鹽酸5mL時(shí)溫度為22℃,酸堿中和為放熱反應(yīng),則該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度低于22℃;由圖可知,當(dāng)HCl的體積為30mL時(shí)酸堿恰好反應(yīng),n(NaOH)=n(HCl),即c(NaOH)×0.02L=1.0ml/L×0.03L,解得c(NaOH)=1.50ml/L。
四、(本題包括1小題,共10分)
19. 鋁的陽極氧化是一種重要的表面處理技術(shù),其原理是用電化學(xué)方法處理鋁件表面,優(yōu)化氧化膜結(jié)構(gòu),增強(qiáng)鋁件的抗腐蝕性,同時(shí)便于表面著色。取鋁片模擬該實(shí)驗(yàn),操作步驟如下:
(1)鋁片預(yù)處理
鋁片表面除去油垢后,用2 ml/L NaOH溶液在60~70 ℃ 下洗滌,除去鋁表面薄氧化膜,離子方程式為:___________;再用10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液對鋁片表面進(jìn)行化學(xué)拋光。若取一定體積68%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的濃硝酸配制該化學(xué)拋光液,需要用到的玻璃儀有___________、___________、玻璃棒和膠頭滴管。
(2)電解氧化
取預(yù)處理過的鋁片和鉛做電極,控制電流恒定為0.06 A,用直流電源在5~6 ml/L硫酸中電解。其中鋁片接電源___________極,產(chǎn)生氧化膜(Al2O3)的電極反應(yīng)式為___________。氧化膜的生長過程可大致分為A、B、C三個(gè)階段(如圖所示),C階段多孔層產(chǎn)生孔隙的離子反應(yīng)方程式為___________。
【答案】(1) ①. Al2O3 + 2OH-+3H2O= 2[Al(OH)4]- ②. 燒杯 ③. 量筒
(2) ①. 正 ②. 2Al-6e- + 3H2O= Al2O3 + 6H+ ③. Al2O3 + 6H+=Al3++ 3H2O
【解析】
【分析】(1)鋁表面薄氧化膜即Al2O3,可以和NaOH溶液反應(yīng),用濃硝酸配制稀HNO3溶液,需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒和膠頭滴管;(2)本電解的目的是將鋁片電解氧化生成致密的氧化物保護(hù)膜,即Al生成Al2O3,失去電子,則鋁片接電源正極;氧化膜在酸性條件下可以被腐蝕生成鋁離子,隨著電解的進(jìn)行氧化膜覆蓋陽極表面厚度加厚,電阻增大,需要保持較大電壓。
【小問1詳解】
鋁片表面除去油垢后,用2ml/LNaOH溶液在60~70℃下洗滌,除去鋁表面薄氧化膜,即Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:Al2O3 + 2OH-+3H2O= 2[Al(OH)4]-;用濃硝酸配制一定量的10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HNO3溶液,需要的實(shí)驗(yàn)步驟為:計(jì)算、量取、稀釋、裝瓶,需要用到的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒和膠頭滴管;
【小問2詳解】選項(xiàng)
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
CuSO4
AgNO3
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
AgNO3
Pb(NO3)2
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
結(jié)論
A
向盛有氨水的燒杯中插入兩個(gè)石墨電極,接通電源,電流表指針發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)
氨水是電解質(zhì)
B
取2支都裝有5mL 10%的H2O2溶液的試管,向其中一支加入少量MnO2,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
催化劑能加快反應(yīng)速率
C
分別取裝有等體積的0.1 ml·L-1和0.2 ml·L-1 KI溶液的試管放入20 ℃和30 ℃ 的水中,再向其中加入0.1 ml·L-1的硫酸和淀粉溶液,發(fā)生反應(yīng)4H++O2+4I-=2I2+2H2O觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
反應(yīng)物溫度越高,反應(yīng)速率越快
D
探究濃度對反應(yīng)速率的影響,向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時(shí)加入2 mL 5% H2O2溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快
實(shí)驗(yàn)序號
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
稀鹽酸
氫氧化鈉溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.5
2
20.2
20.4
23.7
3
20.3
20.5
25.6
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