15高考前四周化学高效专训:化学基本理论​

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以下是小编为各位同学整理的,希望可以帮助到大家!

专题二 化学基本理论综合测试
(90分钟,100分)
一、选择题(本题包括20个小题,每小题3分,共60分)
1.(2013•高考命题研究专家原创卷)下列有关化学用语的表示正确的是(  )
A.NH4Br的电子式: 

B.S2-的结构示意图: 
C.原子核内有18个中子的氯分子:3517Cl2
D.CS2分子的结构式:S—C—S
解析:A项中Br-的电子式书写错误;B中S2-的最外层电子为8个;D中CS2分子的结构式应为CSS。
答案:C
点拨:本题考查化学用语,意在考查考生对物质结构的掌握情况和知识迁移能力。
2.(2013•高考命题研究专家原创卷)据媒体报道,日本食品巨头明治公司生产的“明治STEP”奶粉中检测出含量超标的放射性元素铯(Cs)。铯较为稳定的核素有133 55Cs、134 55Cs、135 55Cs、137 55Cs。下列判断不正确的是(  )
A.133 55Cs、134 55Cs、135 55Cs、137 55Cs互为同位素
B.133 55Cs、134 55Cs、135 55Cs、137 55Cs的核外电子排布相同
C.133 55Cs、134 55Cs、135 55Cs、137 55Cs的性质和用途相同
D.133 55Cs、134 55Cs、135 55Cs、137 55Cs的质量数和中子数均不同
解析:选项A,相同元素的不同核素互为同位素,A正确。选项B,这四种核素是相同的元素,核外电子数相同,B正确。选项C,不同核素的性质有差异,用途也不同,C错。选项D,相同元素的不同核素,其质子数、核外电子数均相同,但中子数、质量数均不同,D正确。
答案:C
点拨:本题考查同位素、核素及原子结构知识,意在考查考生的知识迁移能力。
3.(2013•高考命题研究专家原创卷)已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中A在反应中既不容易得到电子也不容易失去电子,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,元素D与A为同族元素,元素C与E形成的化合物CE是海水矿物质中的主要成分。下列说法正确的是(  )
A.离子半径:E>B>C
B.熔点:CE<DE4
C.C与B形成的两种化合物中化学键类型完全相同
D.A、D、E的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
解析:A是碳,B是氧,C是钠,D是硅,E是氯。熔点:NaCl>SiCl4,B错。Na2O与Na2O2中含有的化学键类型不完全相同,C错。选项D中的顺序应为D、A、E,D错。
答案:A
点拨:本题考查元素“位、构、性”三者之间的关系,意在考查考生的分析推理能力。
4.(2013•高考命题研究专家原创卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,其原子的最外层电子数之和为19。X的简单阴离子比W的简单阴离子少2层电子,Y与Z位于相邻周期,Z的氧化物排放到空气中会形成酸雨。下列说法正确的是(  )
A.四种元素中,元素Z的非金属性最强
B.X、Y、Z三种元素不可能形成离子化合物
C.Y、Z、W三种元素的原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)
D.YW3、ZW2、Z2W2中各原子最外层均达到8电子稳定结构
解析:X的简单阴离子比W的简单阴离子少2层电子,说明X一定为H元素,W为第三周期元素;Z的氧化物排放到空气中会形成酸雨,Z可能是N元素或S元素。由于Y与Z位于相邻周期且Y的原子序数小于Z,则Y为第二周期元素,所以Z为S元素,W就是Cl元素;由各原子的最外层电子数之和为19,可确定Y是N元素。
答案:D
点拨:本题考查元素周期表与元素周期律,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。
5.(2013•高考命题研究专家原创卷)控制适合的条件,将反应Fe3++Ag??Fe2++Ag+设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂—硝酸钾溶液;灵敏电流计的0刻度居中,左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是(  )
 
A.在外电路中,电子从石墨电极流向银电极
B.盐桥中的K+移向乙烧杯
C.一段时间后,电流计指针反向偏转,越过0刻度,向左边偏转
D.电流计指针居中后,往甲烧杯中加入一定量的铁粉,电流计指针将向左偏转
解析:由题给原电池反应原理可知,石墨电极为正极,Fe3+得电子,发生还原反应,银电极为负极,Ag失电子,发生氧化反应,因此在外电路中,电子应从银电极流向石墨电极,A错误;盐桥中的阳离子应移向正极处的FeCl3溶液,以保证两电解质溶液均保持电中性,B错误;一段时间后,原电池反应结束,电流计指针将指向0刻度,C错误。
答案:D
点拨:本题考查电化学理论,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。
6.(2013•高考命题研究专家原创卷)常温下,几种难溶电解质的溶度积和弱酸的电离常数如下表所示:
 
则下列说法不正确的是(  )
A.相同温度、相同浓度的钠盐溶液的pH:Na2S>Na2CO3>NaHS>NaCl>NaHSO4
B.在NaHS溶液中滴加硫酸铜溶液,生成黑色沉淀:HS-+Cu2+===CuS↓+H+
C.除去锅炉中的水垢时,通常先加入足量硫酸钠溶液,将碳酸钙转化成硫酸钙,然后再用酸液处理
D.在Mg(HCO3)2溶液中滴加澄清石灰水发生反应的离子方程式为Mg2++2HCO-3+2Ca2++4OH-===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
解析:A项,相同条件下,酸的电离常数越小,越难电离出H+,酸(或酸根)越弱,对应的盐越易水解,由此可比较钠盐溶液的酸碱性,正确;B项,硫化铜溶度积很小,能形成沉淀且不溶于酸,正确;C项,除水垢时,通常是先加入碳酸钠溶液,使微溶的硫酸钙转化成难溶的碳酸钙(由题给数据可得知),再用酸液处理除去,错误;D项,从数据表看,氢氧化镁(难溶)的溶解度小于碳酸镁(微溶),碳酸钙(难溶)的溶解度小于氢氧化钙(微溶),碳酸氢镁溶液与氢氧化钙溶液反应生成溶解度较小的物质,故生成氢氧化镁,而不是碳酸镁,正确。
答案:C
点拨:本题考查电解质溶液理论,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。
7.(2013•高考命题研究专家原创卷)LiAlH4是重要的储氢材料,其组成类似于Na3AlF6。常见的供氢原理如下面两个方程式所示:
①2LiAlH4=====△2LiH+2Al+3H2↑
②LiAlH4+2H2O===LiAlO2+4H2↑
下列说法正确的是(  )
A.LiAlH4是共价化合物,LiH是离子化合物
B.生成等质量的氢气,反应①、②转移电子数之比为4?3
C.氢化锂也是一种储氢材料,供氢原理为LiH+H2O===LiOH+H2↑
D.若反应①中生成3.36 L氢气,则一定有2.7 g铝生成
解析:A项,LiAlH4由Li+、AlH-4构成,它是离子化合物,错误;B项,反应①中生成3 mol氢气时,转移6 mol电子,反应②中生成4 mol氢气时,转移4 mol电子,生成等量氢气时转移电子数之比为2?1,错误;C项,氢化锂具有强还原性,与水发生归中反应生成氢气,正确;D项,氢气所处温度和压强不确定,不一定是标准状况,所以无法计算铝的质量,错误。
答案:C
点拨:本题考查化合物的分类、氧化还原反应原理及简单计算等,意在考查考生将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。
8.(2013•高考命题专家原创卷)下列电化学实验装置正确的是(  )
 
 
解析:粗铜精炼时,应让粗铜作阳极,故A错误。电解饱和氯化钠溶液时,碳棒作阳极产生氯气,可用淀粉KI溶液检验,铁棒作阴极,产生氢气,收集后可利用爆鸣实验检验,B正确。在铁制品上镀铜时,应使铁制品作阴极,故C错误。若Fe与FeCl3的反应构成原电池反应,则两者不能直接接触,将装置中的FeCl2溶液与FeCl3溶液互换即可达到目的,故D错误。
答案:B
点拨:本题考查电解精炼、电镀等电化学知识,意在考查考生运用电化学理论知识解决实际问题的能力。
9.(2013•高考命题研究专家原创卷)用惰性电极电解硫酸铜溶液,整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入(  )
 
A.0.1 mol CuO      B.0.1 mol CuCO3
C.0.1 mol Cu(OH)2   D.0.05 mol Cu2(OH)2CO3
解析:观察图像中曲线的斜率可知,OP段和PQ段气体的成分不同。由于阳极始终是OH-放电,所以可以推断出,OP段只有阳极产生O2(阴极无气体生成),PQ段阴、阳两极都产生气体。因此,整个过程发生的反应为①2CuSO4+2H2O=====通电2Cu+2H2SO4+O2↑和②2H2O=====通电H2↑+O2↑。结合图像中转移电子的物质的量,可计算出反应①析出0.1 mol Cu和0.05 mol O2,反应②消耗0.05 mol H2O。根据“出什么加什么,出多少加多少”的原则,欲使溶液恢复到起始状态,应向溶液中加入0.1 mol CuO和0.05 mol H2O。而0.05 mol Cu2(OH)2CO3恰好相当于0.1 mol CuO和0.05 mol H2O(生成0.05 mol CO2无影响),故D正确。
答案:D
点拨:本题考查图像分析与相关计算,意在考查考生通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察,以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。
10.(2013•郑州市第二次质检•10)25℃时,将a mol•L-1一元酸HA与b mol•L-1 NaOH等体积混合后测得溶液pH=7,则下列关系一定不正确的是(  )
A.a=b   B.a>b
C.c(A-)=c(Na+)   D.c(A-)<c(Na+)
解析:若HA为强酸,则a=b;若HA为弱酸,则该中性溶液中溶质为NaA与HA,故a>b;C项,利用电荷守恒可知溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),由pH=7可知溶液中c(H+)=c(OH-),故一定存在c(Na+)=c(A-)。
答案:D
点拨:本题考查弱电解质的电离与溶液酸碱性,考查考生的综合思维能力。难度中等。
11.(2013•河南省适应测试(二)•13)能说明0.1 mol•L-1的NaHA溶液一定呈酸性的是(  )
①稀释时,溶液中c(OH-)增大 ②溶液的pH<7 ③溶液中c(Na+)=c(A2-) ④溶液可与等体积等物质的量浓度的NaOH溶液恰好反应
A.①②③④   B.①③④
C.①③   D.②④
解析:①分析知NaHA溶液不可能呈中性,溶液呈碱性(或酸性),稀释时溶液的碱性(或酸性)都应该减弱,现溶液中c(OH-)增大,则溶液中c(H+)减小,酸性减弱,故溶液呈酸性;②因温度不确定,故pH<7的溶液不一定呈酸性;③溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),现c(Na+)=c(A2-),故c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+c(A2-),所以溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;④NaHA+NaOH===Na2A+H2O,两者1?1能恰好反应,但并不能确定NaHA溶液呈酸性还是碱性。
答案:C
点拨:本题考查溶液中的离子反应,考查考生知识的运用能力。难度中等。
12.(2013•太原市模拟(二)•12)下列事实与结论(或推论)均正确的是(  )
A.将浓氨水加到盛有AgCl固体的试管中,AgCl固体完全溶解,则所得溶液中c(Ag+)•c(Cl-)>Ksp(AgCl)
B.物质的量之比为1?2的Na2O2和NaHCO3的固体混合物,在密闭容器中充分加热反应后,残留的固体是Na2CO3
C.向FeBr2溶液中通入少量的氯气,再向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色;那么向FeI2溶液中通入少量的氯气,也会出现同样的现象
D.将某混合气体通入品红溶液中,溶液不褪色,该气体中无Cl2
解析:A项,由于氯化银固体溶解,故c(Ag+)•c(Cl-)<Ksp(AgCl);C项,由于还原性Fe2+大于Br-,而I-的还原性大于Fe2+,故向FeBr2中通入少量氯气时,先氧化Fe2+,而向FeI2中通入少量氯气时,先氧化I-,故加入KSCN时,溶液不显血红色;D项,SO2也可以使品红溶液褪色。
答案:B
点拨:本题考查物质的检验、沉淀溶解平衡,考查考生灵活解决问题的能力。难度中等。
13.(2013•成都市第二次诊断•7)将1 mol CO和2 mol H2充入一容积为1 L的密闭容器中,分别在250℃、T℃下发生反应:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH=a kJ/mol,如图所示。下列分析中正确的是(  )
 
A.250℃时,0~10 min H2反应速率为0.015 mol/(L•min)
B.平衡时CO的转化率:T℃时小于250℃时
C.其他条件不变,若减小容器体积,CO体积分数增大
D.a<0,平衡常数K:T℃时大于250℃
解析:A项,甲醇的物质的量增加0.15 mol,则H2减小0.3 mol,v(H2)=0.03 mol/(L•min);B项,T℃达到平衡时甲醇物质的量大,则CO的转化率大;C项,减小体积相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,CO的体积分数减小;D项,a<0即正反应放热,降温平衡向正反应方向移动,K值增大。
答案:D
点拨:本题考查化学平衡,考查考生根据图像解题的能力。难度较大。
14.(2013•江苏卷•1)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是(  )
A.甲醇   B.天然气
C.液化石油气   D.氢气
解析:从燃料电反应产物的角度分析。
甲醇、天然气和液化石油气作为燃料电池的燃料使用产生CO2,而氢气用作燃料电池的燃料,反应产物为H2O,不会对环境产生影响。
答案:D
点拨:知识:燃料电池,环境保护。能力:考查考生对基础知识的了解能力。试题难度:较小。
15.(2013•重庆市考前模拟•7)在恒温恒压下,向密闭容器中充入4 mol SO2和2  mol O2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)??2SO3(g) ΔH<0。2 min后,反应达到平衡,生成SO2为1.4 mol,同时放出热量Q kJ。则下列分析正确的是(  )
A.在该条件下,反应前后的压强之比为6?5.3
B.若反应开始时容器体积为2 L,则有v(SO3)=0.35 mol/(L•min)
C.若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,平衡后n(SO3)<1.4 mol
D.若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,达平衡时放出热量大于Q kJ
解析:由平衡时n(SO3)=1.4 mol可知此时n(SO2)=2.6 mol,n(O2)=1.3 mol。A选项,因是恒温恒压条件,所以反应前后压强不变;B选项,因该反应是气体分子数之和变小的反应,所以随着反应的进行,体积逐渐变小,小于2 L,所以v(SO3)大于0.35 mol/(L•min);C选项,该反应为放热反应,在绝热条件下随着反应的进行要放热,达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较,平衡要逆向移动,所以n(SO3)<1.4 mol;D选项,恒温恒容条件下的平衡与原来恒温恒压下的平衡比较,平衡要逆向移动,所以放出的热量小于Q kJ。
答案:C
点拨:本题考查化学平衡,考查考生对平衡移动的掌握能力。难度较大。
16.(2013•云南省第二次统测•12)常温下,对下列电解质溶液的有关说法正确的是(  )
A.相同浓度和体积的强碱和强酸溶液混合后,溶液的pH一定等于7
B.在NaHCO3溶液中,c(CO2-3)>c(HCO-3)
C.在有AgCl沉淀的溶液中加入NaCl固体,c(Ag+)减小
D.将pH相等的CH3COONa和Na2CO3溶液稀释相同倍数,CH3COONa溶液的pH较大
解析:因酸与碱的元数未知,混合液酸碱性难断定,A错;HCO-3在溶液中的电离程度很小,B错;加入NaCl固体后溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,C正确;因CO2-3的水解程度较大,D错。
答案:C
点拨:本题考查电解质溶液的有关知识,考查考生的知识迁移和应用能力。难度中等。
17.(2013•乌鲁木齐地区第三次诊断•12)化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示、判断物质性质的重要常数,下列关于这些常数的说法中,正确的是(  )
A.化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关,与催化剂无关
B.Ka(HCN)<Ka(CH3COOH)说明相同物质的量浓度时,氢氰酸的酸性比醋酸强
C.向氯化钡溶液中加入同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液,先产生BaSO4沉淀,则Ksp(BaSO4)>Ksp(BaCO3)
D.当温度升高时,弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)变大
解析:化学平衡常数的大小仅与温度有关,而与浓度、压强等无关,A错;弱酸的电离常数越小说明该酸酸性越弱,B错;溶度积常数Ksp越小越容易形成沉淀,C错;弱酸、弱碱的电离是吸热过程,因此当温度升高时,弱酸、弱碱的电离程度增大,则Ka、Kb变大,D正确。
答案:D
点拨:本题综合考查化学平衡、电离平衡等,考查考生的理解能力与分析、解决问题的能力。难度中等。
18.(2013•江西省八校高三联考•13)常温下,0.1 mol•L-1的HA溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-8,下列叙述中正确的是(  )
A.0.01 mol•L-1HA的溶液中c(H+)=1×10-4mol•L-1
B.pH=3的HA溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后所得溶液中c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
C.浓度均为0.1 mol•L-1的HA溶液和NaA溶液等体积混合后所得溶液显酸性,则c(OH-)-c(H+)<c(HA)-c(A-)
D.pH=3的HA溶液与pH=11的NaOH溶液按体积比1?10混合后所得溶液中c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+)
解析:水的离子积是c(OH-)•c(H+)=1×10-14,结合0.1 mol•L-1的HA溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-8,可得c(OH-)=1×10-11mol/L,0.01 mol•L-1HA的溶液中c(H+)>1×10-4mol•L-1,A项错;B中混合后HA过量,溶液显酸性,错误;C中根据电荷守恒有c(H+)<c(A-),原子守恒有2c(Na+)=c(A-)+c(HA),所以c(A-)>c(Na+)>c(HA),0>c(OH-)-c(H+)=c(Na+)-c(A-)=[c(HA)-c(A-)]/2>c(HA)-c(A-),C错;D中是电荷守恒式,正确。
答案:D
点拨:本题考查离子浓度大小比较,考查考生对电离和水解的灵活分析与运用。难度较大。
 
19.(2013•浙江卷•11)电解装置如右图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH-===IO-3+5I-+3H2O,下列说法不正确的是(  )
A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含有IO-3
C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H2O=====通电KIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变
解析:结合题给电解槽装置,利用电解原理进行分析、解决问题。
该电解槽的两极均为惰性电极(Pt),在一定条件下通电,发现左侧溶液变蓝色,说明发生电极反应:2I--2e-===I2,由淀粉溶液遇单质碘显蓝色可知,左侧为阳极,右侧为阴极,阴极上溶液中的H+得电子发生还原反应,电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-(或2H++2e-===H2↑),A项正确。阴极周围溶液中产生的OH-经阴离子交换膜移向左侧,并与左侧电极上产生的I2发生反应:3I2+6OH-===IO-3+5I-+3H2O,一段时间后,蓝色逐渐变浅,电解结束时,左侧溶液中的IO-3经阴离子交换膜进入右侧溶液,B项正确。结合阴、阳极发生的反应及I2与OH-的反应可知,电解槽内总反应为I-+3H2O=====通电IO-3+3H2↑, C项正确。若用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内总反应为2I-+2H2O=====通电I2+H2↑+2OH-,D项错。
答案:D
点拨:知识:电解槽的构成、工业原理及电极(电池)反应式。能力:考查考生的综合分析能力、信息处理能力及迁移应用能力。试题难度:较大。
20.(2013•东北三省三校第二次联考•13)已知:SO2(g)+12O2(g)??SO3(g) ΔH=-98 kJ/mol。某温度下,向一体积为2 L的密闭容器中充入0.2 mol SO2和0.1 mol O2,5 min后达到平衡,共放出热量11.76 kJ,下列说法正确的是(  )
A.5 min内用O2表示的反应速率为0.12 mol/(L•min)
B.该反应的平衡常数数值为7.5
C.SO2的平衡转化率为60%
D.加入催化剂,可使ΔH变小
解析:A项,根据反应热可知Δn(SO2)=11.7698mol=0.12 mol=Δn(SO3),则Δn(O2)=0.06 mol,v(O2)=0.062×5mol/(L•min)=0.006 mol/(L•min);B项,
K=cSO3cSO2×c12O2=0.1220.2-0.122×0.1-0.06212=10.61;C项,SO2转化率=0.120.2×100%=60%;D项,加入催化剂只能加快反应速率,平衡不移动,转化率不变,故反应热也不变。
答案:C
点拨:本题考查化学平衡,考查考生综合分析能力。难度中等。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
21.(2013•安徽卷•28)(14分)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2-7转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4•24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
 
测得实验①和②溶液中的Cr2O2-7浓度随时间变化关系如图所示。
 
(2)上述反应后草酸被氧化为______________(填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明________;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=________mol•L-1•min-1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4•24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:________;
假设三:    ________;
……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。[除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2-7的浓度可用仪器测定]
实验方案
(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论

解析:首先看清实验目的,确定条件改变的唯一变量,再根据图给信息进行综合分析;对于实验方案的设计也主要考虑变量的控制。
(1)要保证其他量不变,草酸用量为唯一变量,必须保证溶液的体积为100 mL,所以加入草酸和水的体积之和应为40 mL,两者的具体体积没有要求,只需与②中数据不同即可。(2)此反应中铬的化合价由+6价变为+3价,化合价降低,所以碳的化合价应升高,草酸中碳的化合价为+3价,反应后只能变为+4价,即生成CO2。(3)通过图像可以明显看到,实验①的反应速率比实验②的快,故pH越小,反应速率越快,说明溶液pH对该反应的速率有影响;在0~t1时间段,Cr2O2-7的浓度改变了(c0-c1)mol•L-1,其反应速率为(c0-c1)/t1 mol•L-1•min-1,所以v(Cr3+)=2(c0-c1)/t1 mol•L-1•min-1。(4)铁明矾中除结晶水外,共有三种离子,均可能起催化作用,除Fe2+外,还有Al3+和SO2-4。(5)要想验证假设一正确,必须确定Al3+和SO2-4不起催化作用,所以可选择K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O,为了确保Al3+和SO2-4的浓度与原来的相同,所以取和铁明矾相同物质的量的K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O。
答案:(1)
 
(2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响 2(c0-c1)/t1
(4)Al3+起催化作用 SO2-4起催化作用
(5)
实验方案
(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论
用等物质的量K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O2-7)大于实验①中的c(Cr2O2-7),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2O2-7)相同,则假设一不成立
(本题属于开放性试题,合理答案均可)
点拨:知识:变量控制,氧化还原反应规律,反应速率的计算,实验假设及实验方案的设计。能力:考查将分析问题的过程和结论用正确的语言作出解释的能力,以及初步进行化学实验研究的一般过程,实验分析、设计以及探究能力。试题难度:较大。
22.(2013•乌鲁木齐地区第三次诊断•27)(14分)Ⅰ.在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH<0
CO和H2O浓度变化如图所示:
(1)0~4 min的平均反应速率v(CO)=________mol/(L•min),反应在第5 min时的平衡常数K=________。
 
t℃时物质浓度(mol/L)的变化
时间(min) CO H2O CO2 H2
0 0. 200 0. 300 0 0
2 0. 138 0.238 0.062 0.062
3 c1 c2 c3 c3
4 c1 c2 c3 c3
5 0. 116 0. 216 0. 084
6 0. 096 0. 266 0. 104
(2)t℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如表所示:
①表中3~4 min之间反应处于________状态;c1数值________(填“>”“=”或“<”)0.08 mol/L。
②反应在4~5 min间,平衡向逆反应方向移动,可能的原因是________(填标号,下同),表中5~6 min之间数值发生变化,可能的原因是________。
A.增加水蒸气
B.降低温度
C.使用催化剂
D.增加氢气浓度
Ⅱ.在热的稀硫酸中溶解了11.4 g硫酸亚铁固体,当加入50 mL 0.5 mol/L的KNO3溶液后,使其中的Fe2+全部转化成Fe3+、KNO3也完全反应并放出NxOy气体。
(3)推算出x=________,y=________。
(4)写出该反应的化学方程式:________________(x、y用具体数值表示)。
(5)反应中氧化产物是________。
解析:Ⅰ.(1)0~4 min的平均速率v(CO)=0.20 mol/L-0.08 mol/L4 min=0.03 mol/(L•min);由图示知平衡时H2O、CO、CO2、H2的浓度分别为0.18 mol/L、0.12 mol/L、0.12 mol/L,故平衡常数K=cCO2•cH2cCO•cH2O=0.1220.18×0.08=1。(2)①在3~4 min内,各物质的浓度不再变化,因此反应处于化学平衡状态;因正反应为放热反应,故升温平衡向逆反应方向进行,故c1的数值大于0.08 mol/L。②增加水蒸气、降温则反应向正反应方向进行;加入催化剂平衡不移动;加入氢气,平衡向逆反应方向移动;利用表中数据知在4~5 min时,改变的条件是增加H2浓度,在5~6 min时,改变的条件是增加水蒸气,平衡向正反应方向移动引起的数据变化。
Ⅱ.设放出气体NxOy中N的化合价为+a价,由得失电子守恒可知(5-a)×0.05 L×0.5 mol/L= 11.4 g÷152 g•mol-1,解得a=2,即放出气体为NO,因此x=y=1。
答案:(1)0.03 1
(2)①平衡 > ②D A
(3)1 1
(4)6FeSO4+2KNO3+4H2SO4===K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O
(5)Fe2(SO4)3
点拨:本题考查化学平衡、氧化还原反应,考查考生的理解能力、计算能力。难度中等。
23.(2013•山东卷•18)(12分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。
a. Fe2O3  b.NaCl
c.Cu2S  d.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2===4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是________。当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为________mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是________。
 
(3)右图为电解精炼银的示意图,________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为________。
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是________。
解析:结合氧化还原反应规律及原电池、电解池知识分析相关问题。
(1)电解法常用于冶炼非常活泼的金属,如K、Ca、Na、Mg、Al等,显然b、d项正确。工业上以Fe2O3、Cu2S为原料,采用热还原法冶炼金属Fe、Cu。
 (2)该反应中,Cu元素由+1价变为+2价,S元素由-2价变为+6价,O元素由0价变为-2价,则O2为氧化剂,Cu2S为还原剂。1 mol O2发生反应时,得到4 mol电子,则还原剂Cu2S失去4 mol电子。CuSO4溶液中由于Cu2+发生水解而显酸性,加入镁条时,Mg与H+反应放出H2。
(3)电解精炼银时,用含杂质的粗银作阳极,用纯银作阴极,含Ag+的电解质溶液做电解液。图中b极与电源的负极相连,则b极为阴极,NO-3在阴极放电生成红棕色的NO2,电极反应式为NO-3+2H++e-===NO2+H2O。
(4)银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,形成原电池,Al作负极被氧化成Al3+,银器表面的Ag2S作正极,被还原为金属Ag。食盐水为电解质溶液,起导电作用。
答案:(1)b、d (2)Cu2S 4 H2 (3)a NO-3+2H++e-===NO2+H2O (4)做电解质溶液(或导电)
点拨:知识:金属的冶炼;氧化还原反应;电解精炼银;原电池原理的应用。能力:考查考生对教材基础知识的掌握及迁移应用能力、简单计算能力。试题难度:中等。


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