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2025鲁科版化学选择性必修1
模块综合测评
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共计20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.受全球低碳节能环保理念以及我国“双碳”政策的影响,“地沟油”华丽变身,用于生产生物柴油。下列说法不合理的是(　　)
A.生物柴油不属于化石能源
B.“地沟油”经过加工处理可用作生物柴油,实现了厨余垃圾的合理利用
C.生物柴油的燃烧需要点燃,属于吸热反应
D.生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
2.化学与生活息息相关,下列有关说法错误的是(　　)
A.用可溶性的铝盐或铁盐处理水中的悬浮物
B.银制器物久置表面变暗与电化学腐蚀有关
C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术
D.电热水器用镁棒防止加热棒腐蚀,原理是牺牲阳极保护法
3.下列溶液一定呈中性的是(　　)
A.pH=7的溶液
B.KW=1.0×10-14mol2·L-2的溶液
C.(OH-)=KW
D.室温下,pH=3的酸与pH=11的碱等体积混合后的溶液
4.(2024·济南高二检测)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH=ΔH1+ΔH2
B.ΔH=-226 kJ·mol-1
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2
5.(2024·日照高二检测)常温时,下列各组溶液中的离子一定能够大量共存的是(　　)
A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Cl-、N、S
B.含有大量Al3+的溶液中:K+、Na+、C、HC
C.使甲基橙溶液变黄的溶液中:Fe2+、Mg2+、N、Cl-
D.c平(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、S2-、C、S
6.科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用,CO2可用来合成低碳烃:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。在容积为2 L的密闭刚性容器中,充入4 mol H2和1 mol CO2,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.平衡常数大小:K(N)>K(M)
B.其他条件不变,若不使用催化剂,则250 ℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1
C.250 ℃平衡状态下,甲烷的物质的量分数为12.5%
D.250 ℃时,该反应的平衡常数K= L2·mol-2
7.铝-石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池,电池反应为AlLi+CxPF6Al+xC+Li++P,电池装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.放电过程中,AlLi合金真正得电子的金属是锂
B.放电时锂离子移向负极
C.充电时,阳极反应为xC+P-e-CxPF6
D.充电时,电路中每转移1 mol 电子,阴极质量增加9 g
8.在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,探究加入硫酸铜溶液的量对氢气生成速率的影响。实验中Zn粒过量且颗粒大小相同,饱和硫酸铜溶液用量0~4.0 mL,保持溶液总体积为100.0 mL,记录获得相同体积(336 mL)的气体所需时间,实验结果如图所示(气体体积均转化为标准状况下)。据图分析,下列说法不正确的是(　　)
A.饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气
B.a、c两点对应的氢气生成速率相等
C.b点对应的反应速率为v(H2SO4)=1.0×10-2 mol·L-1·s-1
D.d点可能是锌置换出来的铜附着在锌表面使锌与硫酸溶液接触面积减小,反应速率减慢
9.下列实验操作、现象及根据现象得出的结论,都正确的是(　　)
选项 实验操作 实验现象 结论
A 用食醋浸泡水垢[水垢主要成分:CaCO3与Mg(OH)2] 水垢溶解,有无色气泡产生 碱性: CH3COONa>Na2CO3
B 向浓度均为0.1 mol·L-1的NaCl和NaI混合溶液中滴加少量稀AgNO3溶液 先出现黄色沉淀 Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
C 向CH3COONa溶液中滴加酚酞,加热 溶液红色加深 水解是吸热过程
D 用pH试纸测新制氯水的pH pH=3.0 氯水呈酸性
10.下列溶液中各微粒的浓度关系一定正确的是(　　)
A.25 ℃时,pH均为10的氨水与Ba(OH)2溶液中,溶质的物质的量浓度之比为2∶1
B.某温度下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH=8,则c平(OH-)=10-6 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1的HA溶液的pH=2,溶液中c平(H+)=c平(OH-)+c平(A-)
D.25 ℃时,pH=9的CH3COONa溶液与pH=9的氨水中,水电离出的c(OH-)之比为1∶1
二、选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.100 ℃时,向某恒容密闭容器中加入1.6 mol·L-1的W后发生反应:2W(g)M(g),其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.从反应开始到刚达到平衡时间段内,v(W)=0.02 mol·L-1·s-1　
B.a、b两时刻生成W的速率:v(a)>v(b)
C.用W浓度变化值表示的ab、bc两个时段内的反应速率:v(ab)>v(bc)=0
D.其他条件相同,起始时将0.2 mol·L-1氦气与W混合,则反应达到平衡所需时间少于60 s
12.室温下,Ka1(H2CO3)=10-6.38 mol·L-1、Ka2(H2CO3)=10-10.25 mol·L-1。Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡、供给细胞生存代谢所必需的能量和无机盐成分等作用。室温下,通过下列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
(1)实验一:用pH计测得混合溶液的pH为10.25
(2)实验二:向混合溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅
(3)实验三:向混合溶液中通入过量的CO2,无明显现象
(4)实验四:向实验三所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,产生白色沉淀
下列有关说法正确的是(　　)
A.实验一溶液中存在:c平(Na+)>c平(HC)=c平(C)
B.实验二中随蒸馏水的不断加入,溶液中的值逐渐变小
C.实验三所得溶液中存在c平(Na+)+c平(H+)=c平(C)+c平(HC)+c平(OH-)
D.实验四反应的离子方程式为Ba2++CBaCO3↓
13.已知:A(g)+2B(g)3C(g)　ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)
D.平衡常数K:K(Ⅱ)14.25 ℃时,将1.0 L m mol·L-1一元弱酸HA溶液与0.1 mol NaOH固体混合,使之充分反应。然后向该混合溶液中加入HA或NaA固体(忽略体积和温度变化),引起溶液pH的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.该温度下,HA的电离平衡常数Ka= mol·L-1
B.a点对应的混合溶液中c平(HA)>c平(Na+)>c平(OH-)
C.水的电离程度:c>b>a
D.当混合溶液呈中性时,c平(Na+)=c平(A-)>c平(H+)=c平(OH-)
15.工业上以SrSO4(s)为原料生产SrCO3(s),对其工艺条件进行研究。现有含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1Na2CO3溶液,含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1、1.0 mol·L-1Na2SO4溶液。在一定pH范围内,四种溶液中lg[c(Sr2+)/(mol·L-1)]随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.反应SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=
B.a=-6.5
C.曲线④代表含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线
D.对含SrSO4(s)且Na2SO4和Na2CO3初始浓度均为1.0 mol·L-1的混合溶液,pH≥7.7时才发生沉淀转化
三、非选择题:共4小题,共60分。
16.(14分)NaHSO4和NaHCO3是常见的酸式盐,是水溶液中离子平衡部分重要的研究対象。请运用相关原理,回答下列有关问题。
(1)室温下,pH=5的NaHSO4溶液中水的电离程度　　　　　　　　(填“>”“<”或“=”)pH=9的氨水中水的电离程度。　
(2)等体积、等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后,溶液呈酸性的原因为 　　　　　　　 (用离子方程式表示)。
(3)室温下,若一定量的NaHSO4溶液与氨水混合后,溶液pH=7,则c平(Na+)+c平(N)　　　　2c平(S),c平(Na+)　　　　　　　　c平(N)。(均选填“>”“<”或“=”)
(4)室温下,用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡,若溶液中S恰好完全沉淀,则反应后溶液的pH　　　　　　(填“>”“<”或“=”)7。
(5)室温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH为8.4,同浓度的Na2CO3溶液的pH为11.4。上述溶液中,由NaHCO3水解产生的c(OH-)约是由Na2CO3水解产生的c(OH-)的　倍。
17.(14分)(2023·威海检测)亚硫酸盐是一种常见食品的添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定,实验流程如下:
回答下列问题:
(1)碘标准液应选用　　　　　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装,加注标准液之前必须对滴定管进行　　　　　　　　　　、洗涤、润洗。
(2)锥形瓶内的指示剂为　　　　　　　　　　　,判断达到滴定终点的依据是　　　　　　　　　　　　。
(3)下列操作会使测定结果偏高的有　　　　　。
A.起始读数时平视,终点读数时俯视
B.未用标准液润洗滴定管
C.步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸
(4)若取样品w g,按实验方案测得消耗0.010 00 mol·L-1I2溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量是　　　　　　　　　　g(用含w、V的代数式表示)。
18.(17分)(2023·潍坊检测)镓、锗相关物质具有明显的军民两用属性,2023年8月起,我国对镓、锗相关物质实施出口管制。从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示:
已知:Ga、Ga(OH)3的化学性质与Al、Al(OH)3类似。
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分:　　　　　　　　　　　;碱浸操作需要控制温度为70 ℃,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)碱浸操作中GaAs被H2O2氧化,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。每反应1 mol GaAs,转移电子的数目为　　　　　　　　　　(用含NA的代数式表示)。
(3)该工艺得到的Na3AsO4·12H2O纯度较低,可以通过　　　　　　　　　　　的方法进行提纯。“旋流电积”所得“尾液”的溶质主要是　　　　　　　　　　　,可循环使用,提高效益。
(4)“旋流电积”用到了先进的水系锌基电池,该电池采用了新型的A位K/Na掺杂Ni-Co-Zn-Mn钙钛矿氟化物(K/Na-NCZMF)电极材料,如图所示(注明:0.1 M代表0.1 mol·L-1)。
该电池放电时,M极上含锰产物为　　　　　　　,N极的电极反应式:　　　　　　　　　　。
19.(15分)(2023·德州检测)硫酸是一种重要的基础化工产品,接触法制硫酸中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)
ΔH=-98 kJ·mol-1。回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图(a)
图(b)
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α=　　　　　　　　　　,判断的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。影响α的因素有　　　　　　　　　　　。
(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则平衡时SO3压强为　　　　　　　　　　　　　　,平衡常数Kp=　　　　　　　　(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
模块综合测评
1.C　解析 生物柴油是油脂反应产生的,油脂不属于化石燃料,A正确;“地沟油”的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,其经过加工处理可用作生物柴油,可以作燃料油使用,因此实现了厨余垃圾的合理利用,B正确;生物柴油的燃烧需要点燃,其燃烧反应属于放热反应,C错误;生物柴油在燃烧的过程中放出大量热量,同时产生光,能量转化主要是化学能转化为热能和光能,D正确。
2.B　解析 铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体,氢氧化物胶体具有吸附性,可吸附水中的悬浮物,A项正确;银制器物久置表面变暗是由于金属银在空气中与H2S、O2反应生成Ag2S,属于化学腐蚀,B项错误;因为电池中的重金属会污染土壤和水体,所以应大力支持回收电池及开发废电池的综合利用技术,C项正确;镁比加热棒中的金属活泼,形成原电池时作负极,可防止加热棒腐蚀,这是利用了牺牲阳极保护法的原理,D项正确。
3.C　解析 常温下,pH=7的溶液呈中性,由于水的电离是吸热反应,温度升高,KW增大,中性溶液的pH<7,A项错误;KW与温度有关,在常温下,不管溶液呈酸性、碱性还是中性,KW=1.0×10-14 mol2·L-2,B项错误;KW=c平(H+)·c平(OH-),且(OH-)=KW,则氢离子与氢氧根离子浓度相等,溶液一定显中性,C项正确;室温下,pH=3的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液呈中性,而pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液呈酸性,D项错误。
4.D　解析 ①N2O+Pt2O+Pt2+N2　ΔH1,②Pt2+COPt2O++CO2　ΔH2,结合盖斯定律,①+②得到N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2,A正确;由图可知,反应物能量高于生成物的能量,反应为放热反应,反应焓变ΔH=134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,B正确;正反应活化能Ea=134 kJ·mol-1,小于逆反应活化能Eb=360 kJ·mol-1,C正确;反应过程中Pt2O+为催化剂,Pt2为中间产物,不需要补充,D错误。
5.D　解析 A项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,N与OH-反应,S与H+反应,不能大量共存;B项,Al3+与C、HC发生相互促进的水解反应,不能大量共存;C项,使甲基橙溶液变黄的溶液可能呈酸性、中性或碱性,Fe2+、Mg2+与OH-反应,Fe2+、N在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存;D项,常温时,c平(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液呈碱性,Na+、S2-、C、S之间互不反应,且都不与OH-反应,能够大量共存。
6.C　解析 升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,则升温平衡逆向移动,所以M点化学平衡常数大于N点,A错误;由图可知,其他条件不变,若不使用催化剂,则250 ℃时CO2的平衡转化率应位于点M,B错误;M点时,CO2的平衡转化率为50%,反应为
CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)
起始/mol 1 4 0 0
变化/mol 0.5 2 0.5 1
平衡/mol 0.5 2 0.5 1
CH4的物质的量分数为×100%=12.5%,C正确;平衡时c平(CH4)=0.25 mol·L-1,c平(H2O)=0.5 mol·L-1,c平(CO2)=0.25 mol·L-1,c平(H2)=1 mol·L-1,则K==0.25 L2·mol-2,D错误。
7.C　解析 根据电池反应AlLi+CxPF6Al+xC+Li++P可知,放电过程中,AlLi合金中锂失电子发生氧化反应生成锂离子,AlLi作负极,A错误;放电时CxPF6中P化合价降低发生还原反应,作正极。放电时锂离子移向正极,B错误;充电时,阳极反应为xC+P-e-CxPF6,C正确;充电时,阴极上锂离子得电子发生还原反应转化为锂:Al+e-+Li+AlLi,电路中每转移1 mol电子,阴极生成1 mol AlLi,其质量增加为生成锂的质量7 g,D错误。
8.C　解析 根据图像可知,随着饱和硫酸铜溶液的用量增加,化学反应速率先加快后减慢,则饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气,A项正确;a、c两点对应的氢气生成速率相等,B项正确;b点收集336 mL氢气用时150 s,336 mL氢气的物质的量为0.015 mol ,消耗硫酸0.015 mol ,则b点对应的反应速率为v(H2SO4)==1.0×10-3 mol·L-1·s-1,C项错误;d点,锌置换出铜,锌、铜和硫酸构成原电池,化学反应速率加快,但硫酸铜用量增多,锌置换出来的铜附着在锌表面,导致锌与硫酸溶液接触面积减小,反应速率减慢,D项正确。
9.C　解析 食醋能除水垢,醋酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,说明醋酸的酸性大于碳酸,故物质的量浓度相同时,CH3COONa碱性弱于Na2CO3,A错误;同类型的沉淀,溶度积小的沉淀先析出,故Ksp(AgI)10.C　解析 NH3·H2O是弱电解质,在水中部分电离,而Ba(OH)2是强电解质,在水中完全电离,故二者的物质的量浓度大于2∶1,A错误;题中未指明温度,则不能使用KW=1×10-14 mol2·L-2进行相关计算,B错误;根据电荷守恒可得溶液中c平(H+)=c平(OH-)+c平(A-),C正确;25 ℃时,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的c(OH-)==10-5 mol·L-1,pH=9的氨水中,水电离出的c(OH-)=c平(H+)=10-9 mol·L-1,故两个溶液中水电离出的c(OH-)之比为104∶1,D错误。
11.BD　解析 根据图中信息可知,从反应开始到刚达到平衡时间段内v(M)==0.01 mol·L-1·s-1,则v(W)=2v(M)=0.02 mol·L-1·s-1,A正确;随着反应的进行,消耗的W的浓度越来越小,生成W的速率即逆反应速率越来越大,因此a、b两时刻生成W的速率:v(a)v(bc)=0,C正确;其他条件相同,起始时将0.2 mol·L-1氦气与W混合,与原平衡相比,W所占的分压不变,则化学反应速率不变,反应达到平衡所需时间不变,D错误。
12.A　解析 Ka2(H2CO3)==10-10.25 mol·L-1,实验一溶液的pH为10.25,c平(H+)=10-10.25 mol·L-1,则c平(HC)=c平(C),根据元素守恒,c平(Na+)>c平(HC)=c平(C),故A正确;向混合溶液中滴几滴酚酞,加水稀释,溶液红色变浅,说明pH减小,氢离子浓度增大,Ka2(H2CO3)=不变,所以溶液中的值逐渐增大,故B错误;向混合溶液中通入过量的CO2,根据电荷守恒,溶液中c平(Na+)+c平(H+)=2c平(C)+c平(HC)+c平(OH-),故C错误;实验三所得溶液中的溶质是碳酸氢钠,滴加少量Ba(OH)2溶液生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCBaCO3↓+C+2H2O,故D错误。
13.BC　解析 根据图像可知,向恒温恒容密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1~t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2~t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3时反应达到新的平衡状态。
容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;根据图像变化曲线可知,t2时改变外界条件的瞬间v'正不变,随着反应的进行v'正不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图像,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为向容器中加入C,B正确;最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3,当向体系中加入C时,相当于按照物质的量的比值1∶2加入A和B,因此平衡时A的体积分数:φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ),C正确;因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,D错误。
14.A　解析 根据信息和守恒原理计算Ka、判断粒子浓度大小。初始b点,c平(HA)+c平(A-)=m mol·L-1,c平(Na+)=0.1 mol·L-1,c平(H+)=10-4.3 mol·L-1。
信息 信息加工 结论
c点,pH=7,呈中性;溶质的物质的量:n(HA)=(m-0.1) mol,n(NaA)=0.2 mol 加入NaA固体,促进H2O的电离 c点呈中性,c平(H+)=c平(OH-)=10-7 mol·L-1,c平(Na+)=c平(A-)≈0.2 mol·L-1,D正确
a点,pH=3.1;溶质的物质的量:n(HA)=m mol,n(NaA)=0.1 mol 加入HA,抑制H2O的电离;c平(H+)>c平(OH-),则c平(Na+)b>a,C正确
a点,HA的电离程度较小,c平(HA)>c平(A-),所以c平(HA)>c平(Na+),B正确
a点,c平(HA)+c平(A-)=(m+0.1) mol·L-1,c平(Na+)=0.1 mol·L-1,c平(H+)=10-3.1 mol·L-1 c平(Na+)+c平(H+)=c平(A-)+c平(OH-),则c平(A-)≈0.1 mol·L-1,c平(HA)≈m mol·L-1 Ka= mol·L-1,A错误
试着根据c点、b点的数据分别进行计算,同样可以得出Ka(HA)。
15.CD　解析 溶液pH变化,含SrSO4(s)的Na2SO4溶液中c平(S)不变,所以c平(Sr2+)几乎不变,pH相同时,溶液中S越大,Sr2+浓度越小,所以曲线①代表含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液的变化曲线,曲线②代表含SrSO4(s)的1.0 mol·L-1Na2SO4溶液的变化曲线;碳酸是弱酸,溶液pH越小,溶液中C浓度越小,Sr2+浓度越大,pH相同时,1.0 mol·L-1Na2CO3溶液中C浓度大于0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,则曲线③表示含SrCO3(s)的0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线,曲线④表示含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液的变化曲线。反应SrSO4(s)+C(aq)SrCO3(s)+S(aq)的平衡常数K=,A正确;曲线①代表含SrSO4(s)的0.1 mol·L-1Na2SO4溶液的变化曲线,则SrSO4(s)的溶度积Ksp(SrSO4)=10—5.5 mol·L-1×0.1 mol·L-1=10—6.5 mol2·L-2,温度不变,溶度积不变,曲线②在pH为7.7时,Sr2+的浓度为 mol·L-1=10—6.5 mol·L-1,则a为-6.5,B正确;曲线④表示含SrCO3(s)的1.0 mol·L-1Na2CO3溶液的变化曲线,C错误;曲线②与曲线④交于点(6.9,a),pH≥6.9时c平(Sr2+)降低,所以pH≥6.9时发生沉淀转化,D错误。
16.答案 (1)=　
(2)N+H2ONH3·H2O+H+　
(3)=　=　
(4)>　
(5)10-3
解析 (1)pH=5的NaHSO4溶液中c平(H+)=10-5 mol·L-1,pH=9的氨水中c平(OH-)=10-5 mol·L-1,则二者抑制水的电离程度相等。
(2)等体积、等物质的量浓度的NaHSO4与氨水混合后,二者恰好完全反应生成等物质的量浓度的Na2SO4和(NH4)2SO4,Na2SO4是强酸强碱盐、(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,N水解使溶液呈酸性,N水解的离子方程式为N+H2ONH3·H2O+H+。
(3)室温下,溶液pH=7,呈中性,说明溶液中c平(H+)=c平(OH-),根据电荷守恒可得c平(Na+)+c平(N)=2c平(S),在NaHSO4溶液中加入氨水,则溶液中一直存在c平(Na+)=c平(S),因此溶液中c平(Na+)=c平(N)=c平(S)。
(4)NaHSO4和Ba(OH)2以物质的量之比1∶1反应,生成硫酸钡、水和NaOH,溶液呈碱性,所以溶液的pH>7。
(5)0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH为8.4,c平(H+)=10-8.4 mol·L-1,所以c平(OH-)= mol·L-1=10-5.6 mol·L-1,同浓度的Na2CO3溶液的pH为11.4,c平(H+)=10-11.4 mol·L-1,所以c平(OH-)= mol·L-1=10-2.6 mol·L-1,则由NaHCO3水解产生的c(OH-)约是由Na2CO3水解产生的c(OH-)的=10-3倍。
17.答案 (1)酸式　检漏(或查漏)　
(2)淀粉溶液　滴最后半滴碘标准液时,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟内不褪色　
(3)B　
(4)
解析 (1)滴定管使用前必须进行检漏、洗涤、润洗等准备工作,碘溶液具有氧化性,只能用酸式滴定管盛装。
(2)碘遇淀粉变蓝,用碘水进行滴定时应选择淀粉作为指示剂,待测液变色后半分钟内不变化方达到滴定终点。
(3)起始读数时平视,终点读数时俯视,会使标准液体积偏小,最终结果偏低;未用标准液润洗滴定管,会把标准液稀释,消耗标准液体积偏大,最终结果偏高;步骤①中用盐酸代替硫酸,生成的SO2气体中混有少量HCl,因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性,因此混合气体中含有HCl对实验结果无影响。
(4)滴定中反应为H2O+S+I2S+2I-+2H+,根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)=n(S)=n(I2)=0.010 00 mol·L-1×V×10-3L=V×10-5 mol ,因此1 kg样品中含SO2的质量为×1 000 g= g。
18.答案 (1)Fe2O3、CaCO3　保持碱浸速率的同时,防止H2O2过度分解　
(2)GaAs+4H2O2+4NaOHNa[Ga(OH)4]+Na3AsO4+4H2O　8NA　
(3)重结晶　硫酸　
(4)MnO2、Mn3O4　Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-
解析 由图可知,向砷化镓废料中加入氢氧化钠和过氧化氢混合溶液碱浸时,GaAs转化为Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4,SiO2转化为Na2SiO3进入溶液,Fe2O3、CaCO3不溶解,过滤得到含有Fe2O3、CaCO3的滤渣Ⅰ和含有Na[Ga(OH)4]、Na3AsO4、Na2SiO3的浸出液;浸出液中加入稀硫酸调节溶液pH,Na[Ga(OH)4]、Na2SiO3转化为Ga(OH)3、H2SiO3沉淀,过滤得到含有Ga(OH)3、H2SiO3的滤渣Ⅱ和含有Na3AsO4的滤液;向滤渣Ⅱ中加入稀硫酸,Ga(OH)3转化为Ga2(SO4)3溶液,电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、O2和H2SO4;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到Na3AsO4·12H2O。
(1)Fe2O3、CaCO3不溶解,过滤得到含有Fe2O3、CaCO3的滤渣Ⅰ。碱浸操作需要控制温度为70 ℃,原因是此温度在保证反应速率的同时,也可以防止过氧化氢过度分解。
(2)碱浸操作中GaAs被H2O2氧化,反应的化学方程式为GaAs+4H2O2+4NaOHNa[Ga(OH)4]+Na3AsO4+4H2O。每反应1 mol GaAs,整个反应转移8NA个电子。
(3)若工艺得到的Na3AsO4·12H2O纯度较低,可以通过重结晶的方法进行提纯。
“旋流电积”时,Ga2(SO4)3溶液电解生成Ga、O2和H2SO4,所以“尾液”溶质主要是H2SO4,可进行循环利用,提高经济效益。
(4)由图知,该电池放电时,M极上含锰产物为MnO2、Mn3O4;N极发生的电极反应式为Zn-2e-+4OH-[Zn(OH)4]2-。
19.答案 (1)2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1　
(2)0.975　该反应气体分子数减少,增大压强,α增大,5.0 MPa>2.5 MPa=p2,所以p1=5.0 MPa,由图知,反应在5.0 MPa、550 ℃时SO2的平衡转化率为0.975。　反应物(SO2和O2)的起始浓度(组成)、温度、压强　
(3)
解析 (1)由题中信息可知:
①SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98 kJ·mol-1
②V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)　ΔH2=-24 kJ·mol-1
③V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)　ΔH1=-399 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知,③-②×2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1。
(2)SO2(g)+O2(g)SO3(g),该反应是一个气体分子数减少的放热反应,故增大压强可以使化学平衡向正反应方向移动,因此在相同温度下,压强越大,SO2的平衡转化率越大,则该反应在550 ℃、压强为5.0 MPa条件下,SO2的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5 MPa的转化率。由图中数据可知,p1=5.0 MPa、550 ℃时,α=0.975。
影响α的因素就是影响化学平衡移动的因素,主要有反应物(SO2和O2)的浓度、温度、压强等。
(3)假设原气体的物质的量为100 mol ,则SO2、O2和N2的物质的量分别为2m mol 、m mol 和q mol ,2m+m+q=3m+q=100,SO2的平衡转化率为α,则有下列关系:
SO2 　+　 O2 SO3
起始量/mol 2m m 0
变化量/mol 2mα mα 2mα
平衡量/mol 2m(1-α) m(1-α) 2mα
平衡时气体的总物质的量n(总)=2m(1-α) mol +m(1-α) mol +2mα mol +q mol=(100-mα) mol,该反应在恒压容器中进行,因此,SO3、SO2、O2的平衡分压:p(SO3)=、p(SO2)=、p(O2)=,在该条件下,SO2(g)+O2(g)SO3(g)的Kp=。
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