
福建省華安一中、龍海二中2019-2020學(xué)年高二上學(xué)期第一次聯(lián)考試題
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Al-27 Fe-56 Cu-64 Zn-65
第Ⅰ卷 (選擇題 共54分)
一、選擇題:(共16題,每小題3分,共48分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)。
1. 為應(yīng)對(duì)石油危機(jī),2006年1月1日,我省“蘇北五市”決定全面推廣使用乙醇汽油作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料,即在汽油中摻入一定比例的乙醇,以代替一部分汽油。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 乙醇汽油是一種清潔能源,燃燒不會(huì)產(chǎn)生污染
B. 乙醇與汽油組成元素相同,化學(xué)成分相似
C. 乙醇汽油燃燒時(shí),耗氧量高于等質(zhì)量的汽油
D. 乙醇可通過淀粉轉(zhuǎn)化制得,是一種可再生的燃料
【答案】D
【解析】試題分析:A、也會(huì)產(chǎn)生污染,若是不完全燃燒,會(huì)有CO的污染A錯(cuò)誤;B 汽油的成分是烴,不含有氧元素,而乙醇是醇,含有氧元素,B錯(cuò)誤;C 由于乙醇本身含有氧元素,所以耗氧量低于等質(zhì)量的汽油,C錯(cuò)誤;D淀粉無氧發(fā)酵即可以得到乙醇,因此乙醇是一種可再生的燃料,D正確。
2.下列對(duì)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH(298 K)=-184.6kJ/mol的敘述正確的是( )
A. 1分子H2和1分子Cl2反應(yīng),放出熱量184.6 kJ
B. 1molH2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJ
C. 在25℃、101kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJ
D. 在25℃、10 kPa的條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),吸收的熱量為184.6kJ
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 1mol H2和1mol Cl2反應(yīng),放出熱量184.6 kJ,故A錯(cuò)誤;
B.溫度壓強(qiáng)不知,物質(zhì)聚集狀態(tài)不知,反應(yīng)熱量變化不一定,故B錯(cuò)誤;
C.依據(jù)熱化學(xué)方程式分析,在101?kPa、25℃的條件下,1mol?H2(g)和1mol?Cl2(g)完全反應(yīng)生成2mol?HCl(g)放出的熱量為184.6kJ,故C正確;
D. 該反應(yīng)是放熱反應(yīng),在25℃、10 kPa條件下,1molH2(g)和1molCl2(g)完全反應(yīng)生成2molHCl(g),放出的熱量為184.6kJ,故D錯(cuò)誤。
3.下列說法正確的是( )
A. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
B. 已知熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-1,則往密閉容器投入1mol的氮?dú)夂?mol氫氣,反應(yīng)后放熱92.2千焦
C. 常溫下,吸熱反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)的△H>0
D. 同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的△H不同
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是生成二氧化碳和液態(tài)水放出的能量,甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1,故A錯(cuò)誤;
B. 合成氨反應(yīng)為可逆反應(yīng), N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ·mol-1,則往密閉容器投入1mol的氮?dú)夂?mol氫氣,反應(yīng)后放熱小于92.2千焦,故B錯(cuò)誤;
C. 常溫下,吸熱反應(yīng)焓變大于0,所以C(s)+CO2(g)=2CO(g)的△H>0,故C正確;
D. 焓變與反應(yīng)條件無關(guān),同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的△H相同,故D錯(cuò)誤。
4.化學(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol) P—P:198,P—O:360,O=O:498,則反應(yīng)P4(白磷)+3O2P4O6 ( )
A. 放出1 638 kJ熱量
B. 吸收1 638 kJ熱量
C. 放出126 kJ熱量
D. 吸收126 kJ熱量
【答案】A
【解析】
【分析】反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,據(jù)此計(jì)算判斷,注意每摩爾P4中含有6molP-P鍵。
【詳解】各化學(xué)鍵鍵能為P?P:198kJ?mol-1、P?O:360kJ?mol-1、O=O:498kJ?mol-1反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能?生成物總鍵能,由圖可知:1個(gè)P4分子中含有6個(gè)P?P鍵,1個(gè)P4O6分子中含有12個(gè)P?O,1mol P4和3mol O2完全反應(yīng)(P4+3O2=P4O6)生成1molP4O6,所以反應(yīng)P4+3O2=P4O6的反應(yīng)熱△H=6×198kJ?mol-1+3×498kJ?mol-1?12×360kJ?mol-1= ?1638kJ?mol-1,反應(yīng)放熱1638kJ,A項(xiàng)正確;
答案選A。
5.已知下列熱化學(xué)方程式:
Zn(s) + 1/2 O2(g)= ZnO(s) ΔH= -351.1 kJ·mol-1①
Hg(l) + 1/2 O2(g)= HgO(s) ΔH= -90.7 kJ·mol-1 ②
由此可知Zn(s)+ HgO(s)= ZnO(s)+ Hg(l)的反應(yīng)熱ΔH為( )
A. -260.4 kJ·mol-1 B. +260.4 kJ·mol-1
C. - 441.8 kJ·mol-1 D. + 441.8 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】
【詳解】考查蓋斯定律的應(yīng)用。將已知的兩式相疊加,即前者減后者得到Zn(s)+ HgO(s)= ZnO(s)+ Hg(l),所以反應(yīng)熱為-351.1 kJ/mol+90.7 kJ/mol=-260.4 kJ/mol,所以答案選A。
6.某興趣小組設(shè)計(jì)的水果電池裝置如圖所示。該電池工作時(shí),下列說法正確的是( )
A. 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B. 電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片
C. 銅片作負(fù)極
D. 鋅片發(fā)生還原反應(yīng)
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 原電池可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯(cuò)誤;
B. 該水果電池中,鋅是負(fù)極、銅是正極,電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片,故B正確;
C. 鋅的活潑性大于銅,鋅是負(fù)極、銅是正極,故C錯(cuò)誤;
D. 鋅片失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故D錯(cuò)誤。
7.如圖是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極,則下列有關(guān)判斷正確的是( )
A. a為負(fù)極,b為正極
B. 電解過程中,d電極質(zhì)量增加
C. d為陽極,c為陰極
D. 電解過程中,氯離子濃度不變
【答案】B
【解析】
【分析】在電解池中,電流的流向和電子的移動(dòng)方向相反,電流是從正極流向陽極,所以c是陽極,d是陰極,a是正極,b是負(fù)極。
【詳解】A、c是陽極,d是陰極,a是正極,b是負(fù)極,故A錯(cuò)誤;
B、電解池中,電流是從正極流向陽極,所以c是陽極,d是陰極,d極上銅離子得電子生成銅,故B正確;
C、電解過程中,d電極是陰極,c是陽極,故C錯(cuò)誤;
D、電解過程中,氯離子在陽極上失電子產(chǎn)生氯氣,氯離子濃度減小,故D錯(cuò)誤。
8.在溶液中,原電池的兩電極距離越近,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能加快反應(yīng)速率。下列鋅-銅原電池裝置中,電極材料、燈泡、燒杯等均相同,能使小燈泡最亮且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】A、B原電池的兩電極距離遠(yuǎn),導(dǎo)電能力弱;C、D原電池的兩電極距離近,導(dǎo)電能力強(qiáng),C中含有重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性,能加快反應(yīng)速率,所以C導(dǎo)電能力大于D,所以C小燈泡最亮且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng),故選C。
9.向足量H2SO4溶液中加入100mL 0.4 mol·L—1Ba(OH)2溶液,放出的熱量是5.12kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4 mol·L—1HCl溶液時(shí),放出的熱量為2.2kJ。則Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為( )
A. Ba2+(aq)+SO42—(aq)=BaSO4(s) △H=-18kJ·mol—1
B. Ba2+(aq)+SO42—(aq)=BaSO4(s) △H=-2.92kJ·mol—1
C. Ba2+(aq)+SO42—(aq)=BaSO4(s) △H=-0.72kJ·mol—1
D. Ba2+(aq)+SO42—(aq)=BaSO4(s) △H=-73kJ·mol—1
【答案】A
【解析】試題分析:氫氧化鋇的物質(zhì)的量是0.04mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是①Ba2+(aq)+SO42—(aq)+2H+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(aq) △H=-128kJ/mol。鹽酸的物質(zhì)的量是0.04mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是①2H+(aq)+2OH-(aq)= 2H2O(aq) △H=-110kJ/mol。所以根據(jù)蓋斯定律可知,①-②即得到Ba2+(aq)+SO42—(aq)=BaSO4(s) △H=-128kJ/mol+110kJ/mol=-18kJ/mol,答案選A。
10.化學(xué)反應(yīng)N2+3H2=2NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( )
A. N2(g)+H2((g)=NH3(g);ΔH=(a+b) kJ·mol-1
B. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C. N2(g)+H2(g)=NH3(l);ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D. N2(g)+3H2(g)=2NH3(l);ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
11.某小組設(shè)計(jì)如圖裝置(鹽橋中盛有浸泡了KNO3溶液瓊脂)研究電化學(xué)原理。下列敘述正確的是( )
A. 銀片為負(fù)極,發(fā)生的反應(yīng)為:Ag++e-= Ag
B. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),瓊脂中K+移向Mg(NO3)2溶液
C. 用稀硫酸代替AgNO3溶液,可形成原電池
D. 取出鹽橋,電流表依然有偏轉(zhuǎn)
【答案】C
【解析】試題分析:從圖來看,該裝置為Mg-Ag的原電池,由于金屬鎂比較活潑,所以在該原電池中鎂做負(fù)極,失電子形成鎂離子,A錯(cuò)誤;銀電極一側(cè)得到電子,析出銀單質(zhì),所以鹽橋中的陽離子往右側(cè)硝酸銀溶液遷移,B錯(cuò)誤;若把硝酸銀換成稀硫酸,H+同樣在銀電極處得到電子析出氫氣,所以可以構(gòu)成原電池;所以C正確;取出鹽橋,由于裝置無法構(gòu)成閉合回路,所以不能形成原電池,電路中無電子轉(zhuǎn)移不產(chǎn)生電流,所以電流表不發(fā)生偏轉(zhuǎn),D錯(cuò)誤;故選C。
12.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),298 K時(shí),在氯化鐵酸性溶液中加少量鋅粒后,F(xiàn)e3+立即被還原成Fe2+。某夏令營(yíng)興趣小組根據(jù)該實(shí)驗(yàn)事實(shí)設(shè)計(jì)了如圖所示原電池裝置。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 該原電池的正極反應(yīng)是:Zn-2e-=Zn2+
B. 左燒杯中溶液的紅色逐漸褪去
C. 該電池鉑電極上立即有氣泡出現(xiàn)
D. 該電池總反應(yīng)為:3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由于金屬活動(dòng)性Zn>Pt,所以Zn為負(fù)極,該原電池的負(fù)極的反應(yīng)式是:Zn-2e-=Zn2+,A錯(cuò)誤;
B.在左燒杯中發(fā)生反應(yīng):Fe3++e-=Fe2+,因此會(huì)看到溶液的紅色逐漸褪去,B正確;
C.該電池鉑電極上Fe3+獲得電子變?yōu)镕e2+,H+不能獲得電子,因此不會(huì)產(chǎn)生氣泡,C錯(cuò)誤;
D.Zn失去電子變?yōu)閆n2+,F(xiàn)e3+獲得電子變?yōu)镕e2+,故該電池總反應(yīng)為:Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是B。
13.查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測(cè)量?jī)x”以燃料電池為工作原理,在酸性環(huán)境中,理論上乙醇可以被完全氧化為CO2,但實(shí)際乙醇被氧化為CH3CHO,即:2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O。下列說法中不正確的是( )
A. O2發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)
B. 正極的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O
C. 乙醇在正極發(fā)生還原反應(yīng)
D. 其中一個(gè)電極的反應(yīng)式為CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+
【答案】C
【解析】
【詳解】A.電池總反應(yīng)2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O中,正極上O2得電子反應(yīng)還原反應(yīng),故A正確;
B.正極上O2得電子反應(yīng)還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+=2H2O,故B正確;
C.乙醇應(yīng)該在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上是O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D.乙醇在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為CH3CH2OH-2e-=CH3CHO+2H+,故D正確;
故答案為C。
14.取一張用飽和的NaCl溶液浸濕的pH試紙,兩根鉛筆芯作電極,接通直流電源,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)b電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圈為白色,外圈呈淺紅色。則下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. 電解過程中b電極產(chǎn)生氯氣
B. a電極是陰極
C. b電極與電源的正極相連接
D. a電極附近溶液的pH變小
【答案】D
【解析】
【分析】b電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圈為白色,外圈呈淺紅色,說明b是陽極,a是陰極。
【詳解】A. b電極與試紙接觸處出現(xiàn)一個(gè)雙色同心圓,內(nèi)圈為白色,外圈呈淺紅色,說明電解過程中b電極產(chǎn)生氯氣,故A正確;
B. 電解過程中b電極產(chǎn)生氯氣,b是陽極,a電極是陰極,故B正確;
C. b電極是陽極,所以b與電源的正極相連接,故C正確;
D. a是陰極,電極反應(yīng)是2H++2e-=H2,氫離子濃度降低、氫氧根離子濃度增大,所以a電極附近溶液的pH增大,故D錯(cuò)誤。
15.在微生物作用下電解有機(jī)廢水(含CH3COOH),可獲得清潔能源H2其原理如圖所示,正確的是( )
A. 通電后,H+通過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng),最終右側(cè)溶液pH減小
B. 電源A極為負(fù)極
C. 通電后,若有22.4LH2生成,則轉(zhuǎn)移2mol電子
D. 與電源A極相連的惰性電極上發(fā)生的反應(yīng)為CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+
【答案】D
【解析】
【詳解】A. 右側(cè)生成氫氣,右側(cè)是陰極,通電后,H+通過質(zhì)子交換膜向右移動(dòng),右側(cè)消耗氫離子,最終右側(cè)溶液pH增大,故A錯(cuò)誤;
B. 右側(cè)氫離子得電子生成氫氣,右側(cè)是陰極,所以電源B是負(fù)極、A極為正極,故B錯(cuò)誤;
C. 非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LH2的物質(zhì)的量不一定是1mol,若有22.4LH2生成,不一定轉(zhuǎn)移2mol電子,故C錯(cuò)誤;
D. A是正極,與電源A極相連的惰性電極上發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)為CH3COOH-8e-+2H2O=2CO2↑+8H+,故D正確。
16.用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,長(zhǎng)時(shí)間通電后,向所得溶液中加入0.2mol Cu(OH)2恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH。則電解過程中轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量為 ( )
A. 0.2mol B. 0.6mol C. 0.4mol D. 0.8mol
【答案】D
【解析】
【詳解】加入0.2mol Cu(OH)2恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH,則電解硫酸銅溶液時(shí),從得電子的角度分析,生成銅0.2mol、氫氣0.2mol,應(yīng)得到電子0.8mol,從失電子的角度分析,生成氧氣0.2mol,應(yīng)失去電子0.8mol,所以電解過程中轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量為0.8mol;
答案為D。
二、非選擇題(包括5題,共52分)
17.(1)火箭推進(jìn)器中盛有液態(tài)肼(N2H4)和氧氣。當(dāng)把0.2mol液態(tài)肼和足量氧氣反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵猓懦?28.8kJ的熱量(相當(dāng)于25℃、101kPa下測(cè)得的熱量)。
①反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____。
②又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH= +44kJ/mol。則16g液態(tài)肼與氧氣生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是_____kJ。
③此反應(yīng)用于火箭推進(jìn),除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是____。
(2)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25℃、101kPa時(shí):CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ·mol-1,5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937 kJ·mol-1;則Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是_____。
【答案】(1). N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-644.0kJ/mol (2). 366kJ (3). 燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境;綠色、環(huán)保 (4). Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) ΔH=-418kJ·mol-1
【解析】
【分析】(1)①根據(jù)0.2mol液態(tài)肼生成氮?dú)夂退魵夥懦龅臒崃浚?jì)算1mol液態(tài)肼放出的熱量,然后根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式;
②結(jié)合(1)的熱化學(xué)方程式和H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律寫出生成液態(tài)水時(shí)的熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算;
③氮?dú)夂退魵鉄o污染;
(2)根據(jù)蓋斯定律書寫Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式。
【詳解】(1)①0.2mol液態(tài)肼放出128.8kJ的熱量,則1mol液態(tài)肼放出的熱量為128.8kJ÷0.2=644.0kJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-644.0kJ/mol;
② ㈠N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-644.0kJ/mol;
? ㈡H2O(l)=H2O(g)△H=+44KJ/mol,
依據(jù)蓋斯定律㈠-㈡×4得到:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H=-732.0kJ/mol;化學(xué)方程式中32g液態(tài)肼全部反應(yīng)放熱732.0kJ,16g液態(tài)肼與足量氧氣反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水時(shí),放出的熱量是366KJ。
③產(chǎn)物氮?dú)夂退魵鉄o污染,所以此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)優(yōu)點(diǎn)是燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境,綠色、環(huán)保;
(2)① CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271kJ·mol-1;
② 5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937 kJ·mol-1;
根據(jù)蓋斯定律①×5-②得 ,Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)生成磷酸的熱化學(xué)方程式是Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+3H3PO4(l)+HF(g) ΔH=-418kJ·mol-1。
18.能源在人類生活中應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(1)氫氣燃燒時(shí)放出大量的熱,這是由于反應(yīng)物的總能量____生成物的總能量(選填“大于”“小于”或“等于”,下同),從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度來看,是由于斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量_____形成產(chǎn)物的化學(xué)鍵釋放的總能量。
(2)H2被認(rèn)為是21世紀(jì)礦物燃料的理想能源,每克氫氣和汽油燃燒放出的熱量分別為55kJ和46kJ。汽油可由石油經(jīng)___和____獲得;請(qǐng)分析氫氣作為能源替代汽油的優(yōu)勢(shì):_____;____(寫兩點(diǎn))。
(3)在氫氧堿性燃料電池中,負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:___,正極的電極反應(yīng)式為____。若反應(yīng)后得到5.4g液態(tài)水,此時(shí)氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____。
(4)如圖所示的裝置,在盛有水的燒杯中,鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲,使之平衡。小心地往燒杯中央滴入CuSO4溶液。
片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)____。
A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.保持平衡狀態(tài)不變
C.鐵圈向下傾斜 D.銀圈向下傾斜
(5)鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)┑取?br />
①寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式_____。
②若將①中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式____。
【答案】(1). 大于 (2). 小于 (3). 分餾 (4). 裂化 (5). 氫氣燃燒產(chǎn)物為水,不污染環(huán)境 (6). 單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量更多 (7). H2-2e-+2OH-=2H2O (8). O2+4e-+2H2O=4OH- (9). 0.6NA (10). D (11). 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ (12). Cu-2e-=Cu2+
【解析】
【分析】(1)放熱反應(yīng)是反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng);
(2)石油分餾和裂化可得到汽油;氫氣是清潔燃料;
(3)在氫氧堿性燃料電池中,負(fù)極是氫氣失電子生成水;正極是氧氣得電子生成氫氧根離子。
(4)如圖所示的裝置,鐵圈和銀圈、硫酸銅溶液構(gòu)成原電池;
(5)①FeCl3溶液與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅;
②若將①中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,銅是負(fù)極,負(fù)極是銅失電子生成銅離子;
【詳解】(1)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng);氫氣燃燒放熱,這是由于反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量;
(2)石油分餾和裂化可獲得汽油;氫氣作為能源替代汽油的優(yōu)勢(shì)是:氫氣燃燒產(chǎn)物為水,不污染環(huán)境 ;單位質(zhì)量的氫氣燃燒放出的熱量更多。
(3)在氫氧堿性燃料電池中,負(fù)極是氫氣失電子生成水,負(fù)極反應(yīng)式是H2-2e-+2OH-=2H2O,正極是氧氣得電子生成氫氧根離子,正極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-。氫氧燃料電池總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,5.4g水的物質(zhì)的量是0.3mol,若反應(yīng)后得到5.4g液態(tài)水,此時(shí)氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.6NA。
(4)如圖所示的裝置,鐵圈和銀圈、硫酸銅溶液構(gòu)成原電池,鐵負(fù)極,F(xiàn)e-2e-=Fe2+,鐵溶解,質(zhì)量減輕,銀是正極Cu2++2e-=Cu,銀極質(zhì)量增大,所以銀圈向下傾斜,選D;
(5)①FeCl3溶液與銅反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,離子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
②若將①中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,銅是負(fù)極,負(fù)極是銅失電子生成銅離子,負(fù)極的電極反應(yīng)式是Cu-2e-=Cu2+。
19.某實(shí)驗(yàn)小組嘗試在鋼制鑰匙上鍍銅。
實(shí)驗(yàn)I:將鑰匙直接浸入0.4 mol·L-1 CuCl2溶液中,20s后取出,鑰匙表面變紅,但鍍層疏松,用紙即可擦掉。
實(shí)驗(yàn)II:用圖裝置對(duì)鑰匙進(jìn)行電鍍銅。鑰匙表面迅速變紅,同時(shí)有細(xì)小氣泡產(chǎn)生,精銅表面出現(xiàn)少量白色固體。30s后取出鑰匙檢驗(yàn),鍍層相對(duì)實(shí)驗(yàn)I略好,但仍能用紙巾擦掉一部分。經(jīng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件后獲得了較好的電鍍產(chǎn)品。
實(shí)驗(yàn)III:用0.4 mol·L-1 CuSO4溶液代替CuCl2溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)II,精銅表面未出現(xiàn)白色固體。
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)I反應(yīng)化學(xué)方程式是_______。
(2)實(shí)驗(yàn)II中鑰匙應(yīng)與電源的_______極連接。
(3)鑰匙表面產(chǎn)生的氣體是_______。
(4)為了避免實(shí)驗(yàn)III中鑰匙表面產(chǎn)生氣體,應(yīng)該采取的措施是________。
(5)常見化合物中銅元素有+1、+2兩種價(jià)態(tài),結(jié)合實(shí)驗(yàn)III推測(cè)實(shí)驗(yàn)II中精銅表面產(chǎn)生的白色固體的電極反應(yīng)式是________。(已知CuOH是一種難溶于水的黃色固體)
【答案】(1). Fe+CuCl2 =Cu+FeCl2 (2). 負(fù) (3). H2 (4). 適當(dāng)降低c(H+)或降低電源電壓(其他答案合理給分) (5). Cu-e- +Cl- =CuCl
【解析】
【分析】本題主要考察電鍍的原理,題中所涉及的氣體、白色固體,需要結(jié)合所學(xué)知識(shí)去推測(cè)。
【詳解】(1)鋼制鑰匙的主要成分是Fe,實(shí)驗(yàn)I的化學(xué)方程式是:Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;
(2)實(shí)驗(yàn)II中,鑰匙是要被鍍銅,則應(yīng)該做陰極,即與電源的負(fù)極連接;
(3)CuCl2溶液呈弱酸性,陰極上會(huì)有少量的H+放電形成H2,所以鑰匙表面的氣體為H2;
(4)為避免實(shí)驗(yàn)III中藥匙表面產(chǎn)生氣體,可以適當(dāng)降低溶液中H+的濃度,或者適當(dāng)降低電壓;
(5)Cu(II)的化合物一般都是藍(lán)色或綠色,Cu(I)的化合物中,已學(xué)的不溶于水的有Cu2O(磚紅色)、CuOH(黃色)、CuCl(白色),則該白色固體為CuCl,則相應(yīng)的電極反應(yīng)式為:Cu-e- +Cl- =CuCl。
20.50mL0.50 mol·L-1鹽酸與50mL0.55 mol·L-1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。試回答下列問題:
(1)大小燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_____。
(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值將____(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
(3)實(shí)驗(yàn)中改用60mL0.50 mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1 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”),所求中和熱____(填“相等”或“不相等”),簡(jiǎn)述理由___。
(4)若改用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)____(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
【答案】(1). 減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失 (2). 偏小 (3). 不相等 (4). 相等 (5). 中和熱是在稀溶液中,H+和OH-發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所放出的熱量,與酸堿的用量無關(guān) (6). 偏小
【解析】
【分析】(1)中和熱測(cè)定需準(zhǔn)確測(cè)定熱量變化,盡可能防止熱量損失;
(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,熱量損失偏多;
(3)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān);中和熱是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所放出的熱量,與酸堿的用量無關(guān);
(4)氨水是弱堿,電離吸熱;
【詳解】(1)中和熱測(cè)定,盡可能防止熱量損失,所以大小燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失;
(2)大燒杯上如不蓋硬紙板,熱量損失偏多,求得的中和熱數(shù)值將偏??;
(3)反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān),若用60 m L 0.50 mol·L-1鹽酸與 50 m L 0.55 mol·L-1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,生成水的量不同,所放出的熱量不相等,但因中和熱是在稀溶液中,1 mol H+和1 mol OH-發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所放出的熱量,與酸堿的用量無關(guān),所求中和熱相等;
(4)氨水是弱堿,電離吸熱,若改用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)偏小。
21.氮、硫、氯及其化合物是中學(xué)化學(xué)重要的組成部分。
(1)氨氣燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液,電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為____;用該電池進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液,下列說法正確的是____。
a.電能全部轉(zhuǎn)化化學(xué)能
b.SO42﹣的物質(zhì)的量濃度不變(不考慮溶液體積變化)
c.溶液中Cu2+向陽極移動(dòng)
d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
e.若陽極質(zhì)量減少64g,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA個(gè)
(2)①將SO2通入到BaCl2溶液中,出現(xiàn)了異?,F(xiàn)象,看到了明顯的白色沉淀,為探究該白色沉淀的成分,他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:所得懸濁液白色沉淀觀察現(xiàn)象并判斷,則試劑A的化學(xué)式為_____。實(shí)驗(yàn)表明,加入試劑A后,白色沉淀未見溶解,產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是____。
②利用如圖所示電化學(xué)裝置吸收工業(yè)尾氣中SO2,陰極上生成Cu。寫出裝置中陽極的電極反應(yīng)式_____。
【答案】(1). 2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O (2). bd (3). HCl (4). 2SO2+2Ba2++O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+ (5). SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-
【解析】
【分析】(1)依據(jù)化學(xué)方程式分析化合價(jià)變化,判斷發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是氨氣,原電池中氨氣在負(fù)極失電子,正極上氧氣得到電子生成氫氧根離子;電解精煉銅時(shí)利用了電解原理,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,也有少量轉(zhuǎn)化為熱能;電解精煉時(shí)粗銅做陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),精銅做陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng);電解時(shí),溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),在陰極上得電子;粗銅中的不活潑金屬不能失電子,以陽極泥的形式沉積在陽極附近;
(2)①實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過濾的方法;硫酸鋇和鹽酸不反應(yīng),但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應(yīng);加入試劑A后,白色沉淀未見溶解,可知沉淀是硫酸鋇;
②電解池中吸收工業(yè)尾氣中SO2,陽極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子;
【詳解】(1)根據(jù)總反應(yīng)4NH3+3O2=2N2+6H2O,負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)夂退?,?fù)極反應(yīng)式是2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
電解精煉銅時(shí)利用了電解原理,a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,也有少量轉(zhuǎn)化為熱能,故a錯(cuò)誤;
b、電解精煉時(shí)粗銅做陽極,發(fā)生氧化反應(yīng),陽極是銅、鋁、鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng),精銅做陰極,溶液中銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),溶液中SO42﹣不參加反應(yīng),SO42﹣濃度不變,故b正確;
c、電解時(shí),溶液中的陽離子向陰極移動(dòng),在陰極上得電子,溶液中Cu2+向陰極移動(dòng),故c錯(cuò)誤;
d、粗銅中的不活潑金屬Ag、Pt、Au不能失電子,以陽極泥的形式沉積在陽極附近,利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬,故d正確;
e.若陽極質(zhì)量減少64g,銅、鋁、鋅都失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移不是2mol,故e錯(cuò)誤;
(2)①實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離可以采用過濾的方法,將SO2通入到BaCl2溶液中,出現(xiàn)的白色渾濁可能是硫酸鋇也可能是亞硫酸鋇,硫酸鋇和鹽酸不反應(yīng),但是亞硫酸鋇可以和鹽酸反應(yīng),并溶解,可以用鹽酸來鑒別沉淀成分,所以試劑A是HCl;實(shí)驗(yàn)表明,加入試劑HCl后,白色沉淀未見溶解,說明沉淀是硫酸鋇,產(chǎn)生硫酸鋇沉淀的離子方程式是2SO2+2Ba2++O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+;
②電解池中吸收工業(yè)尾氣中SO2,陽極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子,電極反應(yīng)為:SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-。
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