
第一部分 選擇題(共 42 分)
一、在下列各題的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。(每小題 2 分,共 42 分)
1.下列能量的轉(zhuǎn)化過程中,由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是
A
B
C
D
水力發(fā)電
風(fēng)力發(fā)電
鉛蓄電池放電
太陽能發(fā)電
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.水力發(fā)電是將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能,故A錯(cuò)誤;
B.風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,故B錯(cuò)誤;
C.蓄電池放電是利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;
D. 太陽能發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯(cuò)誤;
故選C。
2.下列物質(zhì)的水溶液能導(dǎo)電,但屬于非電解質(zhì)的是
A. CH3COOH B. CO2 C. NH4HCO3 D. Cl2
【答案】B
【解析】
【詳解】A.CH3COOH的水溶液能夠?qū)щ姡沂且驗(yàn)樽陨戆l(fā)生電離而導(dǎo)電,故CH3COOH是電解質(zhì),故A不符合題意;
B.CO2的水溶液雖然能夠?qū)щ?,但并不是CO2本身發(fā)生電離,而其與水反應(yīng)的產(chǎn)物H2CO3發(fā)生電離,故CO2是非電解質(zhì),故B符合題意;
C.NH4HCO3的水溶液能夠?qū)щ?,且是因?yàn)樽陨戆l(fā)生電離而導(dǎo)電,故NH4HCO3是電解質(zhì),故C不符合題意;
D.Cl2的水溶液雖然能夠?qū)щ?,但其是單質(zhì),單質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),故D不符合題意;
故答案為:B。
3.下列防止金屬腐蝕的方法屬于電化學(xué)防護(hù)的是
A. 船體表面刷漆 B. 加入鉻、錳、硅等制成不銹鋼
C. 自行車鏈條涂油 D. 水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極
【答案】D
【解析】
【詳解】A.船體表面刷漆是物理方法防止金屬腐蝕,故A不符合題意;
B.加入鉻、錳、硅等制成不銹鋼是改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),是物理方法防止金屬腐蝕,故B不符合題意;
C.自行車鏈條涂油是物理方法防止金屬腐蝕,故C不符合題意;
D.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極,是外接電源的陰極保護(hù)法,是電化學(xué)方法,故D符合題意;
故答案為:D。
4.只改變下列一個(gè)條件,可以通過提高活化分子的百分?jǐn)?shù)來提高反應(yīng)速率的是
A. 加熱 B. 加壓 C. 減小容器體積 D. 增大反應(yīng)物濃度
【答案】A
【解析】
【分析】
升高溫度或加入催化劑可提高反應(yīng)物中的活化分子百分?jǐn)?shù)。
【詳解】A.加熱可提高反應(yīng)物中的活化分子百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率,故A選;
B.加壓強(qiáng)如改變濃度,只改變單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,不改變百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率;如濃度不變,活化分子的數(shù)目不變,活化分子的百分?jǐn)?shù)不變,反應(yīng)速率不變,故B不選;
C.減小容器體積,濃度增大,只改變單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,不改變百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率,故C不選;
D.濃度增大,只改變單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目,不改變百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率,故D不選;
故選A。
5.在不同條件下分別測(cè)得反應(yīng) 2SO2+O22SO3 的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是( )
A. v (SO3)=4mol/(L·min) B. v (O2)=6mol/(L·min)
C. v (SO2)=8mol/(L·min) D. v (O2)=3mol/(L·min)
【答案】B
【解析】
【分析】
同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示其反應(yīng)速率時(shí),速率數(shù)值可能不同,但表示的意義是相同的,所以比較反應(yīng)速率快慢時(shí),應(yīng)該根據(jù)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,先換算成用同一種物質(zhì)、同一單位表示,然后才能直接比較速率數(shù)值。
【詳解】A. v(O2)=1/2 v(SO3)=2mol·L-1·min-1;
B. v(O2)=6mol·L-1·min-1;
C. v(O2)=1/2 v(SO2)=4mol·L-1·min-1;
D. v(O2)=3mol·L-1·min-1;故答案為:B。
6.25℃時(shí),下列溶液中水的電離程度最小的是( )
A. pH=11 的氨水 B. 0.01 mol/L的 Na2CO3溶液
C. pH=2的NaHSO4溶液 D. 0.1 mol/L的鹽酸
【答案】D
【解析】
【詳解】氨水、鹽酸和NaHSO4溶液均抑制水的電離,Na2CO3溶液促進(jìn)水的電離,pH=11的氨水c(H+)=10-11mol·L-1,c(OH-)=10-3mol·L-1;0.1 mol·L-1的鹽酸中c(H+)=10-1mol·L-1,pH=2 的NaHSO4溶液中c(H+)=10-2mol·L-1,酸溶液和強(qiáng)酸酸式鹽溶液中氫離子或堿溶液中氫氧根離子濃度越大,抑制水的電離程度越大,溶液中水的電離程度越小,所以水的電離程度最小的是0.1 mol·L-1的鹽酸,故答案為:D。
【點(diǎn)睛】酸或堿抑制水的電離,弱酸強(qiáng)堿鹽和強(qiáng)酸弱堿鹽促進(jìn)水的電離。
7.下列溶液一定呈堿性的是
A. pH=8 的溶液 B. 含有 OH-離子的溶液 C. c(OH-)>c(H+)的溶液 D. 加酚酞顯無色的溶液
【答案】C
【解析】
【詳解】A.溫度影響水的電離,降低溫度,水的電離程度減小,溶液中氫離子濃度減小,則沒有明確測(cè)定時(shí)的溫度,不能判斷pH=8的溶液中c(OH—)與c(H+)的關(guān)系,無法知道溶液的酸堿性,故A錯(cuò)誤;
B.任何水溶液中都存在氫離子、氫氧根離子,所以含有OH -離子的溶液不一定顯堿性,故B錯(cuò)誤;
C. c(OH—)>c(H+)的溶液一定呈堿性,故C正確;
D.常溫下,pH<8的溶液滴加酚酞,溶液顯無色,則加酚酞顯無色的溶液可能為酸性溶液或中性溶液或堿性溶液,故D錯(cuò)誤;
故選C。
8.鋅銅原電池裝置如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 電流從鋅片流向銅片
B. 鋅電極的反應(yīng)式:Zn ? 2e-=Zn2+
C. 銅片作負(fù)極
D. 鹽橋的作用是傳遞電子
【答案】B
【解析】
【分析】
鋅銅原電池中Zn作負(fù)極,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),鹽橋的作用是傳遞離子。
【詳解】A. 原電池中,電流從正極流向負(fù)極,從銅片流向鋅片,A錯(cuò)誤;
B. Zn作負(fù)極,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅電極的反應(yīng)式:Zn-2e-=Zn2+,B正確;
C. 較為活潑的金屬作負(fù)極,鋅作負(fù)極,銅作正極,C錯(cuò)誤;
D. 鹽橋的作用是傳遞離子,電子不能通過溶液,D錯(cuò)誤;故答案為:B。
【點(diǎn)睛】注意“電子不下水,離子不上岸”,即電子只能在導(dǎo)線上移動(dòng),離子只能在溶液中移動(dòng)。
9.某可逆反應(yīng)過程的能量變化如圖所示,下列說法正確的是
A. 該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)
B. 若升高溫度,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C. 若加入催化劑,ΔH 數(shù)值會(huì)減小
D. 若加入催化劑,B 點(diǎn)會(huì)降低
【答案】D
【解析】
【詳解】A.從圖中可以看出反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故該反應(yīng)正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),故A錯(cuò)誤;
B.由勒夏特列原理可知升高溫度,平衡向著吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),由A可知該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.加入催化劑,不改變反應(yīng)熱,即ΔH 數(shù)值不會(huì)改變,故C錯(cuò)誤;
D.加入催化劑,能減小反應(yīng)所需的活化能,故B 點(diǎn)會(huì)降低,故D正確;
故答案為:D。
10.如圖所示,用石墨電極電解飽和食鹽水。下列說法不正確的是( )
A. 通電使NaCl 發(fā)生電離
B. 電極a 是陽極
C. Na+向 b 極移動(dòng)
D. a 極產(chǎn)生黃綠色氣體
【答案】A
【解析】
【分析】
與電源的正極相連的是陽極,與電源的負(fù)極相連的是陰極,所以a極是陽極,b極是陰極;陽離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽極移動(dòng);電解飽和食鹽水,陽極電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極電極反應(yīng)式為:2H++2e-=H2↑。
【詳解】A.?NaCl在水中就能發(fā)生電離,通電不是必要條件,A錯(cuò)誤;
B.?電極a與電源的正極相連,是陽極,B正確;
C.?陽離子向陰極移動(dòng),b極是陰極,Na+向b極移動(dòng),C正確;????
D. a極為陽極,其電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,產(chǎn)生黃綠色氣體,D正確;故答案為:A。
11.H2 與N2 在催化劑表面生成 NH3,反應(yīng)歷程及能量變化示意如下。
下列說法不正確的是
A. ①→②吸收能量
B. ②→③形成了N-H 鍵
C. 該催化劑可提高NH3 的平衡產(chǎn)率
D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.從圖中可知,狀態(tài)①的總能量比狀態(tài)②的低,故①→②過程中需要吸收能量,故A正確;
B.從圖中可知:①→②是N2、H2分別分解成N原子和H原子,則②→③是N原子和H原子結(jié)合成NH3分子的過程,故②→③形成了N-H 鍵,故B正確;
C.催化劑只能改變反應(yīng)速率,并不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),故不能提高NH3的平衡產(chǎn)率,故C不正確;
D.比較狀態(tài)①和狀態(tài)③可知,狀態(tài)①的總能量比狀態(tài)③的總能量高,故該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故D正確;
故答案為:C。
12.下圖所示的實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A
B
C
D
片刻后在 Fe 電極附近滴入鐵氰化鉀溶液
驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
證明溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響
驗(yàn)證 Fe 電極被保護(hù)
驗(yàn)證AgCl 溶解度大于Ag2S
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖可知,該裝置缺少鹽橋,不能形成閉合回路,不能形成原電池,則不能驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,故A不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
B.二氧化氮為紅棕色氣體,四氧化二氮為無色氣體,利用氣體顏色的深淺變化,可說明溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,故B能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
C.由圖可知,與電源正極相連的Fe電極為電解池陽極,鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),加快Fe的腐蝕,不能驗(yàn)證Fe電極被保護(hù),故C不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
D.由圖可知,AgNO3溶液過量,過量的Ag+能與S2-直接反應(yīng)生成Ag2S沉淀,不存在AgCl與Ag2S的沉淀的轉(zhuǎn)化,則不能證明AgCl溶解度大于Ag2S,故D不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
故選B。
13.已知下列熱化學(xué)方程式:2Zn(s) + O2(g)=2ZnO(s) ΔH1=-702.2kJ/mol;2Hg(l) + O2(g)=2HgO ΔH2=-181.4kJ/mol,由此可知 Zn(s) + HgO(s) = ZnO(s) + Hg(l)的ΔH3,其中 ΔH3 的值是
A. -260.4 kJ/mol B. -254.6 kJ/mol C. -438.9 kJ/mol D. -441.8 kJ/mol
【答案】A
【解析】
【詳解】將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②,由蓋斯定律可知得熱化學(xué)方程式Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),則△H3==-260.4kJ/mol,故選A。
【點(diǎn)睛】根據(jù)蓋斯定律,利用已知的熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱也乘以相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減是解答關(guān)鍵。
14.下列解釋實(shí)驗(yàn)事實(shí)的方程式正確的是
A. 氯氣能使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色:Cl2+H2O 2H+ + Cl? + ClO?
B. Na2S 溶液顯堿性:S2- + 2H2OH2S↑+ 2OH-
C. 用氨水吸收煙氣中的二氧化硫:SO2 + 2OH- = SO + H2O
D. 銅片溶解在NaNO3 和稀鹽酸的混合液中:3Cu + 8H+ + 2NO=3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
【答案】D
【解析】
【詳解】A.氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸是弱酸,不能拆寫,反應(yīng)的離子方程式為Cl2+H2OH+ +Cl?+HClO,故A錯(cuò)誤;
B.硫化鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,硫離子在溶液中分步水解,使溶液呈堿性,水解的離子方程式為S2-+ H2OHS-+ OH-,故B錯(cuò)誤;
C.用氨水吸收煙氣中的二氧化硫的反應(yīng)為一水合氨與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸銨和水,一水合氨是弱堿,不能拆寫,反應(yīng)的離子方程式為SO2+ 2NH3·H2O= SO32—+2NH4++ 2H2O,故C錯(cuò)誤;
D.銅片溶解在NaNO3 和稀鹽酸的混合液中的反應(yīng)為銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,反應(yīng)的離子方程式為3Cu + 8H++ 2NO3—=3Cu2++ 2NO↑ + 4H2O,故D正確;
故選D。
15.工業(yè)上可通過如下流程回收鉛蓄電池中的鉛,下列有關(guān)說法不正確的是
A. PbSO4 在水中存在溶解平衡:
B. 生成PbCO3的離子方程式為:
C pH:濾液 < 飽和 Na2CO3 溶液
D. 濾液中不存在Pb2+
【答案】D
【解析】
【詳解】A.PbSO4為難溶電解質(zhì),水溶液中存在沉淀溶解平衡:,故A正確;
B.PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3,加入可轉(zhuǎn)化沉淀,發(fā)生轉(zhuǎn)化為:,故B正確;
C.加入飽和碳酸鈉溶液,參與沉淀轉(zhuǎn)化,溶液堿性變?nèi)?,所以pH:濾液<飽和Na2CO3溶液,故C正確,
D.難溶電解質(zhì)在水溶液中總會(huì)有一部分溶解,濾液中存在Pb2+,只是濃度較小,故D錯(cuò)誤;
故選:D。
16.常壓下羰基化法精煉鎳的原理:Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 ℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù) K=2×10-5。已知:Ni(CO)4 的沸點(diǎn)為 42.2 ℃,固體雜質(zhì)不參與反應(yīng)。
第一階段:將粗鎳與CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Ni(CO)4;
第二階段:將第一階段反應(yīng)后的氣體分離出來,加熱至 230 ℃制得高純鎳。下列判斷正確的是
A. 增加 c(CO),平衡向正向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)增大
B. 該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成[Ni(CO)4])=4生成(CO)
C. 第一階段,在 30 ℃和 50 ℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50 ℃
D. 第二階段,Ni(CO)4分解率較低
【答案】C
【解析】
【詳解】A.平衡常數(shù)是溫度函數(shù),溫度不變,平衡常數(shù)不變,所以增加c(CO),雖然平衡向正向移動(dòng),但反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)的速率之比等于氣體的計(jì)量數(shù)之比,所以平衡時(shí)有4生成[Ni(CO)4]=生成(CO),故B錯(cuò)誤;
C.Ni(CO)4的沸點(diǎn)為42.2℃,應(yīng)大于沸點(diǎn),便于分離出Ni(CO)4,則第一階段,在30℃和50℃兩者之間選擇反應(yīng)溫度,選50℃,故C正確;
D.加熱至230℃制得高純鎳,可知第二階段Ni(CO)4分解率較大,故D錯(cuò)誤;
故選C。
17.新冠疫情期間某同學(xué)嘗試在家自制含氯消毒劑。用兩根鉛筆芯(C1 和C2)、電源適配器和水瓶組裝如圖所示的裝置。接通電源觀察到:C1 周圍產(chǎn)生細(xì)小氣泡,C2 周圍無明顯現(xiàn)象;持續(xù)通電一段時(shí)間后,C2 周圍產(chǎn)生細(xì)小氣泡。此時(shí)停止通電,拔出電極,旋緊瓶塞,振蕩搖勻,制備成功。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是
A. C1電極產(chǎn)生氣泡原因:
B. 可以用兩根鐵釘代替鉛筆芯完成實(shí)驗(yàn)
C. 自制消毒劑的總反應(yīng)為:NaCl+H2O NaClO+H2↑
D. 實(shí)驗(yàn)過程中要注意控制電壓、開窗通風(fēng)、導(dǎo)出氫氣,確保安全
【答案】B
【解析】
【分析】
電解飽和食鹽水,陽極會(huì)產(chǎn)生氯氣,陰極會(huì)產(chǎn)生氫氣,由于H2不溶于水且不與溶液中的其他物質(zhì)反應(yīng),所以會(huì)直接溢出,而氯氣會(huì)與電解過程中溶液中生成的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aClO和NaCl,所以在制備過程中幾乎不會(huì)溢出,則C1極為陰極,C2極為陽極。
【詳解】A.由分析可知,C1極為陰極,陰極處產(chǎn)生了氫氣,所以相關(guān)的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故A正確;
B.若用兩個(gè)鐵釘代替兩個(gè)石墨電極,那么電解過程中陽極發(fā)生Fe的氧化,無法再產(chǎn)生氯氣,也就無法獲得含氯消毒劑,故B錯(cuò)誤;
C.由分析可知,電解過程中生成的氯氣又會(huì)再與溶液中生成的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹aClO和NaCl,涉及的反應(yīng)共有兩步,分別為:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑和2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,因此自制消毒劑的總反應(yīng)為:NaCl+H2O=NaClO+H2↑,故C正確;
D.電壓控制不得當(dāng),可能會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生,或者反應(yīng)速率很慢;由于電解過程中產(chǎn)生了氯氣和氫氣,所以要注意開窗通風(fēng),防止中毒和發(fā)生爆炸,故D正確;
故選C。
18.室溫時(shí),向 20 mL 0.1 mol·L? 1 的兩種酸 HA、HB 中分別滴加0.1 mol·L? 1 NaOH 溶液, 其 pH 變化分別對(duì)應(yīng)下圖中的 I、II。下列說法不正確的是( )
A. 向 NaA 溶液中滴加 HB 可產(chǎn)生 HA
B. 滴加 NaOH 溶液至 pH=7 時(shí),兩種溶液中 c(A-)=c(B-)
C. a 點(diǎn),溶液中微粒濃度:c(A-) > c(Na+)
D. 滴加 20 mL NaOH 溶液時(shí),I 中 H2O 的電離程度大于 II 中
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 由圖可知,0.1 mol·L?1 HB溶液的pH小于等濃度的HA溶液,說明HB的酸性強(qiáng)于HA,由強(qiáng)酸制弱酸的原理可知,向NaA 溶液中滴加 HB 可產(chǎn)生 HA,A正確;
B. 由于HB的酸性強(qiáng)于HA,等濃度的HB溶液和HA溶液中,滴加NaOH溶液 pH=7 時(shí),消耗NaOH溶液的體積不同,溶液中c(Na+)不同,則兩種溶液中 c(A-)一定不等于c(B-),B錯(cuò)誤;
C. a點(diǎn)為等濃度的HA和NaA混合液,溶液呈酸性,說明HA的電離大于NaA的水解,溶液中微粒濃度:c(A-)>c(Na+),C正確;
D. 滴加 20 mL NaOH 溶液時(shí),等濃度的HB溶液和HA溶液均恰好完全反應(yīng)生成NaB和NaA,由于HB的酸性強(qiáng)于HA,則NaA的水解程度大于NaB,Ⅰ中H2O的電離程度大于Ⅱ中,D正確;
故答案為B。
【點(diǎn)睛】HB的酸性強(qiáng)于HA,等濃度的HB溶液和HA溶液中滴加NaOH溶液至pH=7 ,消耗NaOH溶液的體積不同,溶液中c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒,溶液中分別存在c(B-)=c(Na+)、c(A-)=c(Na+),溶液中c(Na+)不同,則兩種溶液中c(A-)和c(B-)不同。
19.下列反應(yīng)中,屬于吸熱反應(yīng)的是
A. Na 與水反應(yīng) B. 甲烷的燃燒反應(yīng)
C. CaCO3 受熱分解 D. 鋅與鹽酸反應(yīng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.鈉與水反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;
B.甲烷的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng),故B錯(cuò)誤;
C.碳酸鈣受熱分解的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故C正確;
D.鋅與鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng),故D錯(cuò)誤;
故選C。
20.下列各離子組在指定的溶液中能夠大量共存的是
A 無色溶液中:Cu2+、K+、SCN?、Cl?
B. pH=11的NaOH 溶液中:CO、Na+、NO、SO
C. 由水電離出的 c(H+)=1.0×10?13 mol·L?1 的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
D. 含有NO的溶液中:I- 、SO、SO、H+
【答案】B
【解析】
【詳解】A.溶液中有Cu2+呈藍(lán)色,不可能是無色溶液,故A不符合題意;
B.pH=11 的NaOH 溶液中隱含有大量的OH-與CO、Na+、NO、SO均可以大量共存,故B符合題意;
C.由水電離出的 c(H+)=1.0×10?13 mol·L?1 的溶液可能是強(qiáng)酸性溶液也可能是強(qiáng)堿性溶液這兩種溶液中都不可能含有大量的HCO,故C不符合題意;
D.溶液中的NO與H+形成具有強(qiáng)氧化性的HNO3,將與I- 、SO發(fā)生氧化還原反應(yīng),故D不符合題意;
故答案為:B。
21.K2FeO4 在水中不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):4FeO +10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH- +3O2 ,其穩(wěn)定性與溫度(T)和溶液 pH 的關(guān)系分別如圖所示。下列說法正確的是
圖 IK2FeO4 的穩(wěn)定性與溫度的關(guān)系 圖 IIK2FeO4 的穩(wěn)定性與溶液 pH 的關(guān)系
A. 由圖 I 可知 K2FeO4 的穩(wěn)定性隨溫度的升高而升高 B. 由圖 II 可知圖中 a>c
C. 由圖 I 可知溫度:T1>T2>T3 D. 由圖 I 可知上述反應(yīng)ΔHc(Cl-)>c(HCO3-)> c(OH-)=c(H+) (9). 10
【解析】
【分析】
(1)CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變;混合溶液中存在電荷守恒關(guān)系c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+);
(2)Na2CO3為強(qiáng)堿弱酸鹽,CO32-在溶液中分步水解使土壤呈堿性,加入石膏后,CaSO4與Na2CO3反應(yīng)生成CaCO3沉淀,CO32-濃度降低,水解平衡向左移動(dòng),OH-濃度降低,使土壤堿性降低;
(3)水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入過量食醋,食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應(yīng),CO32-濃度降低,水解平衡向右移動(dòng),使CaCO3溶解;
(4)①由圖象可以看出,H2CO3存在于PH<8的溶液中,CO32-存在于pH>8的溶液中;
②由圖可知,H=7時(shí)溶液中c(OH-)=c(H+),溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-和H2CO3,此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaHCO3和H2CO3,由電荷守恒可知溶液中c(Na+)>c(Cl-),由碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)可知溶液中c(Cl-)>c(HCO3-);
③CO32-的水解常數(shù)Kh==2.0×10-4可知,當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時(shí),溶液中c(OH-)=1.0×10-4mol/L。
【詳解】(1)CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=,溫度不變,電離平衡常數(shù)不變;混合溶液中存在電荷守恒關(guān)系c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),故答案為:不變;c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+);
(2)Na2CO3為強(qiáng)堿弱酸鹽,CO32-在溶液中分步水解使土壤呈堿性,水解的離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-,加入石膏后,CaSO4與Na2CO3反應(yīng)生成CaCO3沉淀,CO32-濃度降低,水解平衡向左移動(dòng),OH-濃度降低,使土壤堿性降低,使土壤堿性降低,反應(yīng)方程式為CaSO4?2H2O+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4+2H2O,故答案為:CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-;CaSO4?2H2O+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4+2H2O;
(3)醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸,水垢的主要成分CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入過量食醋,食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應(yīng),CO32-濃度降低,水解平衡向右移動(dòng),使CaCO3溶解,故答案為:CaCO3在溶液中存在溶解平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq),加入過量食醋,食醋的主要成份醋酸電離出的氫離子與CO32-離子反應(yīng),CO32-濃度降低,水解平衡向右移動(dòng),使CaCO3溶解;
(4)①由圖象可以看出,H2CO3存在于PH<8的溶液中,CO32-存在于pH>8的溶液中,二者不能大量共存于同一溶液中,故答案為:不能;
②由圖可知,pH=7時(shí)溶液中c(OH-)=c(H+),溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-和H2CO3,此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaHCO3和H2CO3,由電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)>c(Cl-),由反應(yīng)Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3和NaHCO3+HCl=NaCl+ H2CO3可知,溶液中c(Cl-)>c(HCO3-),則溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度的大小關(guān)系為c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)> c(OH-)=c(H+),故答案為:HCO3-、H2CO3;c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)> c(OH-)=c(H+);
③CO32-的水解常數(shù)Kh==2.0×10-4可知,當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時(shí),溶液中c(OH-)=1.0×10-4mol/L,則溶液中c(H+)==10-10mol/L,溶液pH=10,故答案為:10。
【點(diǎn)睛】明確常溫下在10mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液20mL,先反應(yīng)生成碳酸氫鈉,再與鹽酸反應(yīng)生成碳酸是解答關(guān)鍵。
24.某銅鈷礦石主要含有CoOOH、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中還含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由該礦石制備Co2O3的部分工藝過程如下:
I.將粉碎的礦石用過量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡,過濾,分離除去沉淀a。
II.浸出液除去含銅的化合物后,向溶液中先加入NaClO3溶液,再加入一定濃度的Na2CO3溶液,過濾,分離除去沉淀b[主要成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。
III.向上述濾液中加入足量NaF溶液,過濾,分離除去沉淀c。
IV.III中濾液加入濃Na2CO3溶液,獲得CoCO3沉淀。
V.將CoCO3溶解在鹽酸中,再加入(NH4)2C2O4溶液,產(chǎn)生 CoC2O4·2H2O沉淀。分離出沉淀,將其在400℃~600℃ 煅燒,即得到Co2O3。
請(qǐng)回答:
(1)I 中,沉淀a的成分是_____,稀硫酸溶解CoCO3的化學(xué)方程式是_____, 加入Na2SO3溶液的主要作用是_________。
(2)根據(jù)圖1、圖2分析:
①礦石粉末浸泡的適宜條件應(yīng)是:溫度_____、pH_____。
②圖2中銅、鈷浸出率下降可能原因是_____。
(3)II中,浸出液中的金屬離子與NaClO3反應(yīng)的離子方程式:ClO+_____+_____== Cl- +_____+ _____
(4)I中,檢驗(yàn)鐵元素完全除去的試劑是_____,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____。
(5)I中,沉淀c的成分是CaF2、_____(填化學(xué)式)。
(6)V中,加入Na2CO3的作用是_____。
(7)V中,分離出純凈的CoC2O4·2H2O的操作是_____。
【答案】 (1). SiO2 (2). CoCO3+H2SO4═CoSO4+CO2↑+H2O (3). 將Co3+和Fe3+分別還原為Co2+及Fe2+(或作還原劑) (4). 65℃-75℃ (5). 0.5-1.5 (6). pH升高后溶液中c(H+)濃度下降,使得溶解CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3的能力下降 (7). 6Fe2+ (8). 6H+ (9). 6Fe3+ (10). 3H2O (11). KSCN溶液 (12). 溶液不變紅色 (13). MgF2 (14). 調(diào)節(jié)溶液的pH富集Co2+(生成CoCO3沉淀) (15). 過濾、洗滌
【解析】
【分析】
(1)銅鈷礦石主要含有CoOOH、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中還含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等雜質(zhì)中只有SiO2不與硫酸反應(yīng),得出沉淀a的成分;CoCO3和H2SO4反應(yīng)生成CoSO4、CO2和H2O,據(jù)此書寫化學(xué)方程式;Na2SO3中的S元素為+4價(jià),具有較強(qiáng)還原性,加Na2SO3將CoO(OH)、Fe2O3中的Co3+和Fe3+還原為Co2+及Fe2+;
(2)①根據(jù)圖1、圖2分析鈷、銅的浸出率最高的溫度和pH;
②圖2中pH逐漸增大時(shí),H+的含量減少,故因反應(yīng)量減少而浸出率降低;
(3)由Ⅳ可知,Co為+2價(jià),價(jià)態(tài)并未升高,被氧化的是Fe2+;結(jié)合化合價(jià)升降相等配平該反應(yīng)的離子方程式;
(4)檢驗(yàn)鐵是否除盡,只需檢驗(yàn)濾液中是否有Fe3+即可;鐵元素完全除去,加入KSCN溶液不變紅;
(5)由題可知,雜質(zhì)離子除之外Ca2+,還有Mg2+,據(jù)此判斷另一沉淀;
(6)由Ⅱ知加入Na2CO3 溶液,通過水解提供OH-;由Ⅳ知加入Na2CO3溶液,提供;
(7)通過過濾、洗滌操作從溶液分離出純凈的沉淀。
【詳解】(1)銅鈷礦石主要含有CoOOH、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2,其中還含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等雜質(zhì)中只有SiO2不與硫酸反應(yīng),得出沉淀a的成分為SiO2,碳酸鹽與稀硫酸的反應(yīng),稀硫酸溶解CoCO3的化學(xué)方程式是:CoCO3+H2SO4= CoSO4+CO2↑+H2O;
因?yàn)镹a2SO3中的S元素為+4價(jià),且Ⅱ中加入NaClO3氧化出Fe3+,加Na2SO3將CoO(OH)、Fe2O3中的Co3+和Fe3+還原為Co2+及Fe2+,Na2SO3作還原劑。故答案為:SiO2;CoCO3+H2SO4= CoSO4+CO2↑+H2O;將Co3+和Fe3+分別還原為Co2+及Fe2+(或作還原劑);
(2)①根據(jù)圖1、圖2分析,溫度在65℃-75℃時(shí),鈷、銅的浸出率最高,且之后銅的浸出率變化不大,鈷的浸出率有下降趨勢(shì)。在圖2中pH:0.5-1.5銅、鈷的浸出率最高,pH>1.5,銅、鈷的浸出率開始下降,故答案為:65℃-75℃;pH:0.5-1.5;
②圖2是pH變化對(duì)銅、鈷浸出率的影響,浸出過程中是利用H+和CoO(OH)、CoCO3、
Cu2(OH)2CO3中的OH-和反應(yīng),使得Co3+和Co2+溶解在溶液中,當(dāng)pH逐漸增大時(shí),H+的含量減少,故因反應(yīng)量減少而浸出率降低,故答案為:pH升高后溶液中c(H+)濃度下降,使得溶解CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3的能力下降;
(3)由Ⅳ可知,Co為+2價(jià),價(jià)態(tài)并未升高,被氧化的是Fe2+,由化合價(jià)升降相等配平離子方程式為:,故答案為:6Fe2+;6H+;6Fe3+;3H2O;
(4)檢驗(yàn)鐵是否除盡,只需檢驗(yàn)濾液中是否有Fe3+,所以加入KSCN溶液,溶液是否變紅即可,故答案為:KSCN溶液;溶液不變紅色;
(5)由題可知,雜質(zhì)離子除Ca2+之外,還有Mg2+,故另一沉淀為MgF2,故答案為:MgF2;
(6)由Ⅱ知,F(xiàn)e3+形成沉淀b需要OH-,故加入Na2CO3 溶液,通過水解提供OH-;由Ⅳ知,要形成CoCO3 沉淀,需要加入Na2CO3 溶液,提供,故答案為:調(diào)節(jié)溶液的pH;富集Co2+(生成CoCO3沉淀);
(7)將CoCO3溶解在鹽酸中,再加入(NH4)2C2O4溶液,產(chǎn)生CoC2O4?2H2O沉淀,由溶液分離出純凈的沉淀,操作應(yīng)為過濾、洗滌,故答案為:過濾、洗滌。
【點(diǎn)睛】本題考查制備方案的設(shè)計(jì),題目難度中等,根據(jù)制備步驟明確實(shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵,注意掌握常見化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法,試題綜合性強(qiáng),側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力。
25.(1)海水中有豐富的食鹽資源,工業(yè)上以粗食鹽水(含少量Ca2+、Mg2+雜質(zhì))、氨、石灰石等為原料,可以制備Na2CO3。流程如下:
請(qǐng)回答:
①粗鹽精制過程中加入的沉淀劑是石灰乳和純堿,加入順序是_____。
②上述流程中循環(huán)使用的物質(zhì)是____。
③上圖中制得的飽和食鹽水還可用于氯堿工業(yè),NaCl 溶液的電解產(chǎn)物可用于生產(chǎn)鹽酸、漂白粉、氫氧化鈉等產(chǎn)品。工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為_____。
④氨氣可用電解法合成,其原料轉(zhuǎn)化率大幅度提高, 有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工業(yè)合成氨工藝。電解法合成氨的兩種原理及裝置如圖 1 和圖 2 所示。
圖 1 中,a 電極上通入的X 為_____。圖 2 中,d 電極上的電極反應(yīng)式為_________。
(2)海水中有豐富的鋰資源,我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù),提取原理如圖 3 所示:
圖 3
①金屬鋰在電極_____(填“A”或“B”)上生成。
②陽極產(chǎn)生兩種氣體單質(zhì),電極反應(yīng)式是_____。
③某種鋰離子二次電池的總反應(yīng)為:FePO4(s)+Li(s) LiFePO4(s) , 裝置如下圖所示(a 極材料為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料)。下列說法不正確的是_____。
A.圖中 e-及 Li+移動(dòng)方向說明該電池處于放電狀態(tài)
B.該電池中a 極不能接觸水溶液
C.充電時(shí) a 極連接外接電源的正極
D.充電時(shí),b 極電極反應(yīng)式為:LiFePO4-e-= Li++ FePO
【答案】 (1). 先加入石灰乳,再加入純堿 (2). NH3、CO2 (3). 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4). H2 (5). N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2- (6). A (7). 2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑ (8). C
【解析】
【分析】
(1)由流程圖可知,向粗鹽水先加入石灰乳,再加入純堿,鎂離子和鈣離子先后轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀和碳酸鈣,過濾得到精鹽水,蒸發(fā)濃縮得到飽和食鹽水;石灰石煅燒發(fā)生分解反應(yīng)生成氧化鈣和二氧化碳,向飽和食鹽水中先通入氨氣,再通如石灰石分解生成的二氧化碳,氯化鈉、氨氣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨,過濾得到碳酸氫鈉晶體和母液,碳酸氫鈉固體受熱發(fā)生分解反應(yīng)生成碳酸鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)生成的二氧化碳通入飽和食鹽水中循環(huán)使用,向母液中加入石灰石分解生成的氧化鈣,氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,反應(yīng)生成的氨氣通入飽和食鹽水中循環(huán)使用;
(2)由電子的移動(dòng)方向可知,電子流入的一極電極A為電解池的陰極,海水中的鋰離子經(jīng)過鋰離子交換膜進(jìn)入有機(jī)電解液中,在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰,電子流出的一極B極為電解池的陽極,海水中的氯離子和氫氧根離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣和氧氣。
【詳解】(1)①加入石灰乳的目的是除去溶液中的鎂離子,但過量的石灰乳會(huì)引入鈣離子,所以應(yīng)先加入石灰乳除去溶液中鎂離子,再加入純堿除去溶液中的鈣離子,則沉淀劑加入的順序?yàn)橄燃尤胧胰椋偌尤爰儔A,故答案為:先加入石灰乳,再加入純堿;
②由流程圖可知,氯化鈉、氨氣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氯化銨時(shí),氨氣和二氧化碳做反應(yīng)物,而碳酸氫鈉固體受熱發(fā)生分解反應(yīng)生成碳酸鈉、二氧化碳和水以及氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水時(shí),氨氣和二氧化碳做生成物,則氨氣和二氧化碳可以循環(huán)使用,故答案為:NH3、CO2;
③工業(yè)上電解飽和食鹽水制得氫氧化鈉、氫氣和氯氣,電解的離子方程式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,故答案為:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
④由圖1可知,與電源負(fù)極相連的b極為電解池的陰極, 通入的氮?dú)庠陉帢O上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣,則與電源正極相連的a極是電解池的陽極,通入的氫氣在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫離子;由圖2可知,與電源正極相連的c極是電解池的陽極,氧離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,與電源負(fù)極相連的d極為電解池的陰極,氮?dú)庠陉帢O上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣,電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-,故答案為:H2;N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-;
(2)①由電子的移動(dòng)方向可知,電子流入的一極電極A為電解池的陰極,海水中的鋰離子經(jīng)過鋰離子交換膜進(jìn)入有機(jī)電解液中,在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰,故答案為:A;
②海水中含有大量的氯離子,氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,海水中還存在氫氧根離子,氫氧根離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案為:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=2H2O+O2↑;
③A.由圖中e-及Li+移動(dòng)方向,則發(fā)生Li-e-=Li+,所以該電池處于原電池放電狀態(tài),故A正確;
B.a(chǎn)極為L(zhǎng)i易與水發(fā)生反應(yīng),所以該電池中a極不能接觸水溶液,故B正確;
C.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i-e-=Li+,則a為負(fù)極,充電時(shí)a極連接外接電源的負(fù)極,故C錯(cuò)誤;
D.放電時(shí),b極反應(yīng)式為FePO4+Li++e-═LiFePO4,則充電過程中,b極電極反應(yīng)式為:LiFePO4-e-═Li++FePO4,故D正確;
C不正確,故答案為:C。
【點(diǎn)睛】加入石灰乳的目的是除去溶液中的鎂離子,但過量的石灰乳會(huì)引入鈣離子,所以應(yīng)先加入石灰乳除去溶液中鎂離子,再加入純堿除去溶液中的鈣離子是解答關(guān)鍵,
26.I.NaHSO3、CuSO4為實(shí)驗(yàn)室常用的化學(xué)試劑,均易溶于水,且水溶液顯酸性。在鐵片鍍銅實(shí)驗(yàn)中,為提高電鍍效果,常用CuSO4溶液作為電鍍液。裝置如圖所示,a接電源_____極,陽極的電極反應(yīng)式為:_____。電鍍過程中c(Cu2+)_____(填“基本不變”、“變大”或“變小”)。
II.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)NaHSO3溶液分別與CuSO4、CuCl2溶液的反應(yīng)進(jìn)行探究。
實(shí)驗(yàn)
裝置
試劑x
操作及現(xiàn)象
A
1mol·L?1CuSO4溶液
加入2mLCuSO4溶液,得到綠色溶液,3分鐘未見明顯變化。
B
1mol·L?1CuCl2溶液
加入2mLCuCl2溶液,得到綠色溶液,30s時(shí)有無色氣泡和白色沉淀產(chǎn)生,上層溶液顏色變淺。
(1)推測(cè)實(shí)驗(yàn)B產(chǎn)生的無色氣體為SO2,實(shí)驗(yàn)證實(shí)推測(cè)正確:用蘸有碘水的淀粉試紙接近試管口,觀察到_____,反應(yīng)的離子方程式為_____。
(2)對(duì)實(shí)驗(yàn)B產(chǎn)生SO2的原因進(jìn)行分析,提出假設(shè):
假設(shè)a:Cu2+水解使溶液中c(H+)增大;
假設(shè)b:Cl-存在時(shí),Cu2+與HSO反應(yīng)生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。
①假設(shè)a不合理,實(shí)驗(yàn)證據(jù)是_____;
②實(shí)驗(yàn)表明假設(shè)b合理,實(shí)驗(yàn)B反應(yīng)的離子方程式有_____、H++HSO=SO2↑+H2O。
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)A、B,提出假設(shè):Cl-增強(qiáng)了Cu2+的氧化性。下述實(shí)驗(yàn)C證實(shí)了假設(shè)合理,裝置如圖(兩個(gè)電極均為碳棒)。實(shí)驗(yàn)方案:閉合K,電壓表的指針偏轉(zhuǎn)至“X”處;向U形管_____________________________________(補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象)。
(4)將實(shí)驗(yàn)A的溶液靜置24小時(shí)或加熱后,得到紅色沉淀。經(jīng)檢驗(yàn),紅色沉淀中含有Cu+、Cu2+和SO。已知:
I.;
II.
III.Cu2O是一種紅色粉末狀固體,幾乎不溶于水,但溶于氨水,形成穩(wěn)定的、無色的配合物[Cu(NH3)2]+。
①通過實(shí)驗(yàn)D證實(shí)紅色沉淀中含有Cu+和Cu2+。
實(shí)驗(yàn)D:
證實(shí)紅色沉淀中含有Cu+的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是_____;
②有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)D不足以證實(shí)紅色沉淀中含有Cu2+,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)D的對(duì)比實(shí)驗(yàn)E,證實(shí)了Cu2+的存在。實(shí)驗(yàn)E的方案和現(xiàn)象是_____。(要求:用圖示表示,參照實(shí)驗(yàn)D)
【答案】 (1). 負(fù) (2). Cu-2e-=Cu2+ (3). 基本不變 (4). 藍(lán)色褪去 (5). SO2+I2+2H2O=+2I?+4H+ (6). 實(shí)驗(yàn)A、B中c(Cu2+)相同,但實(shí)驗(yàn)A中未見氣泡 (7). 2Cu2++2Cl?++H2O=2CuCl↓++3H+ (8). 右側(cè)加入一定量NaCl固體,溶解后,觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)變大 (9). 一段時(shí)間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色 (10). 取少量純凈的Cu2O于試管中,滴加足量濃氨水,沉淀溶解,得到無色溶液,露置一段時(shí)間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色或圖示表示:
【解析】
【詳解】Ⅰ. 在鐵片鍍銅實(shí)驗(yàn)中,鐵片作陰極,連接電源的負(fù)極,銅作陽極,連接電源的正極,所以a極連接電源的負(fù)極,陽極的電極反應(yīng)式為:Cu-2e-=Cu2+,電鍍過程中,陽極消耗銅和陰極析出銅的物質(zhì)的量相等,所以c(Cu2+)基本不變,故答案為:負(fù);Cu-2e-=Cu2+;基本不變;
Ⅱ.(1) 蘸有碘水的淀粉試紙顯藍(lán)色,遇到二氧化硫,二氧化硫具有還原性,碘單質(zhì)具有氧化性,二氧化硫與碘單質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為藍(lán)色褪去,離子方程式為SO2+I2+2H2O=+2I?+4H+,故答案為:藍(lán)色褪去;SO2+I2+2H2O=+2I?+4H+;
(2) ①要產(chǎn)生二氧化硫,需要亞硫酸氫根離子與氫離子作用,如果是Cu2+水解使溶液中氫離子濃度增大,從而釋放出氣體,由于實(shí)驗(yàn)A、B中c(Cu2+)相同,但實(shí)驗(yàn)A中未見氣泡,說明不是由Cu2+水解使溶液中c(H+)增大引起的,故答案為:實(shí)驗(yàn)A、B中c(Cu2+)相同,但實(shí)驗(yàn)A中未見氣泡;
②假設(shè)b合理,亞硫酸氫鈉與氯化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是生成白色沉淀,利用電荷守恒,元素守恒,化合價(jià)升降法配平離子反應(yīng)方程式為:2Cu2++2Cl?++H2O=2CuCl↓++3H+,故答案為:2Cu2++2Cl?++H2O=2CuCl↓++3H+;
(3)實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證Cl?增強(qiáng)了Cu2+的氧化性,需向硫酸銅溶液中補(bǔ)充氯離子,U型管左側(cè)是亞硫酸氫鈉溶液,故加入氯化鈉固體,如果Cl?增強(qiáng)了Cu2+的氧化性,會(huì)使溶液中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)增多,閉合K,電壓表的讀數(shù)會(huì)增大,故答案為:右側(cè)加入一定量NaCl固體,溶解后,觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)變大;
(4)①根據(jù)題目信息已知Ⅱ,確定Cu+的檢驗(yàn)方法,實(shí)驗(yàn)D中若含有Cu+,一段時(shí)間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色,故答案為:一段時(shí)間后溶液由淺藍(lán)色變?yōu)樯钏{(lán)色;
②若要證明溶液中的Cu2+,需要做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),一個(gè)含有Cu2+和Cu+的混合溶液,另一個(gè)只含有Cu+的溶液,再加入足量濃氨水,觀察反應(yīng)現(xiàn)象:沉淀溶解,得到無色溶液,露置一段時(shí)間后,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色,實(shí)驗(yàn)操作為取少量純凈的Cu2O于試管,滴加足濃氨水,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為沉淀溶解,得到無色溶液,露置一段時(shí)間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色,故答案為:取少量純凈的Cu2O于試管中,滴加足量濃氨水,沉淀溶解,得到無色溶液,露置一段時(shí)間后溶液變?yōu)樯钏{(lán)色或圖示表示:。
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