知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．锰是重要的过渡元素．
（1）已知常温下KMnO₄溶液的pH=7，则0.01mol/LHMnO₄溶液的pH=    ；研究表明，一定温度下将酸性KMnO₄溶液与草酸溶液混合在一起后，溶液内n（Mn²⁺）随时间变化的情况如图1，则Mn²⁺物质的量在t₁、t₂时段内快速增加的原因可能是    ．

（2）工业上以菱锰矿（MnCO₃）[含FeCO₃、SiO₂、Cu₂（OH）₂CO₃等杂质]为原料制取二氧化锰有多种方法，图2是其中的一种生产流程示意图
常温下几种金属氢氧化物沉淀时的pH：
Mn（OH）₂ Fe（OH）₂ Fe（OH）₃ Cu（OH）₂
开始沉淀时pH 8.3 6.3 2.7 4.7
完全沉淀时pH 10.0 8.4 3.7 6.7
①滤渣Ⅱ的成分是    ，滤液I中反应的离子方程式为    ，
为确保除尽杂质而又不损失锰，pH的调整范围为    ．
②滤液Ⅱ中加入KClO₃、H₂SO₄后反应的化学方程式为    ，用电解法制备MnO₂时阳极上的电极反应式为    ．
（3）锰也是制备某些高能原电池的材料，某二次水溶液锂离子电池充电时，总反应方程式为LiMn₂O═4Li_1-xMn₂O₄+xLi．若电池的化学能转化为电能时的能量转化率为85%，则当消耗14g锂时，电路中转移的电子数目为     N_A．

难度：中等

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2． ①甲醇（CH₃OH）是一种重要基本化工原料、燃料和溶剂．
煤的液化通常是将煤先转化成水煤气，再进一步合成液态的甲醇、已知水煤气（主要成分：CO与H₂）每合成1g甲醇会释放出akJ的热量．请写出该反应的热化学反应方程式：    ．
②工业上用甲醇与氨气在一定条件下合成重要的化工原料三甲胺，其反应方程式为：3CH₃OH+NH₃═C₃H₇N+3H₂O，请写出三甲胺的电子式：    ．
（2）二元弱酸请硫酸的电离方程式为：H₂S⇌H⁺+HS^-、HS^-⇌H⁺+S^2-，常温下电离常数K=9.1×10^-8，K=1.1×10^-23，回答下列有关问题：
①已知NaHS溶液中S^2-的浓度小于H₂S的浓度，则溶液呈    （填：酸性、中性或碱性）；向溶液中通入少量Cl₂后，溶液中
c(H2S)
c(HS-)
将    （填：变大、变小或不变）
②已知碳酸的酸性强于氢硫酸，等物质的量的Na₂CO₃与Na₂S的混合溶液中各离子浓度大小关系为    ；
③写出将硫化氢气体通入到硫酸铜中发生的离子反应方程式：    ；现有2×10^-3mol/L的氢硫酸溶液与2×10^-4mol/L的CuSO₄溶液等体积混合，调节溶液的pH为4，判断是否有沉淀生成    （填：有、没有或无法判断）．列式计算写出判断依据：（常温下，K_SP（CuS=1.27×10^-30）    ．

难度：中等

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3．氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮（用NH₃表示）转化为氮气除去，其相关反应的主要热化学方程式如下：
反应①：NH₃（aq）+HClO（aq）═NH₂Cl（aq）+H₂O（I）△H₁=akJ•mol^-1
反应②：NH₂Cl（aq）+HClO（aq）═NHCl₂（aq）+H₂O（I）△H₂=bkJ•mol^-1
反应③：2NHCl₂（aq）+H₂O（I）═N₂（g）+HClO（aq）+3HCl（aq）△H₃=ckJ•mol^-1
（1）2NH₃（aq）+HClO（aq）═N₂（g）+3H₂O（I）+3HCl（aq）的△H=    ．
（2）已知在水溶液中NH₂Cl较稳定，NHCl₂不稳定易转化为氮气．在其他条件一般的情况下，改变
n(NaClO)
n(NH3)
（即NaClO溶液的投入液），溶液中次氯酸钠去除氨氮效果与余氯（溶液中+1价氯元素的含量）影响如图1所示．a点之前溶液中发生的主要反应为    ．
A．反应①B．反应①②C．反应①②③
反应中氨氮去除效果最佳的
n(NaClO)
n(NH3)
值约为    ．

（3）溶液pH对次氯酸钠去除氨氮有较大的影响（如图2所示）．在pH较低时溶液中有无色无味的气体生成，氨氮去除效率较低，其原因是    ．

（4）用电化学法也可以去除废水中氨氮．在蒸馏水中加入硫酸铵用惰性电极直接电解发现氨氮去除效率极低，但在溶液中再加入一定量的氯化钠后，去除效率可以大大提高．反应装置如图3所示，b为电极    极，电解时阴极的电极反应式为    ．
（5）氯化磷酸三钠（Na₂PO₄•0.25NaClO•12H₂O）可用于减小水的硬度，相关原理可用下列离子方程式表示：
3CaSO₄（s）+2PO₄^3-（aq）⇌Ca₃（PO₄）₂（s）+3SO₄^2-（aq），该反应的平衡常数K=    ．
[已知K_sp[Ca₃（PO₄）₂]=2.0×10^-29，K_sp（CaSO₄）=9.1×10^-6]．

难度：中等

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4．（2016春•厦门校级期中）高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，可作为水处理剂和高容量电池材料．
（1）FeO₄^2-与水反应的方程式为4FeO₄^2-+10H₂O⇌4Fe（OH）₃+8OH^-+3O₂↑，K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用有    ；
（2）与MnO₂-Zn电池类似，K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为    ；
（3）将适量K₂FeO₄配制成c（FeO₄^2-）=1.0×10^-3mol•L^-1（1.0mmol•L^-1）的试样，FeO₄^2-在水溶液中的存在形态如图所示．下列说法正确的是    （填字母）
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．改变溶液的pH，当溶液由pH=10降至pH=4的过程中，HFeO₄^-的分布分数先增大后减小
C．向pH=8的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：H₂FeO₄+OH^-=HFeO₄^-+H₂O
D．pH约为2.5 时，溶液中H₃FeO₄⁺和HFeO₄^-比例相当
（4）HFeO₄^-═H⁺+FeO₄^2-的电离平衡常数表达式为K，其数值接近    （填字母）．
A．10^-2.5     B．10^-6    C．10^-7     D．10^-10
（5）25℃时，CaFeO₄的K_sp=4.536×10^-9，若要使100mL，1.0×10^-3mol•L^-1的K₂FeO₄溶液中的c（FeO₄^2- ）完全沉淀（一般认为离子浓度小于1×10^-5mol•L^-1时上为完全沉淀），则理论需控制溶液中Ca²⁺浓度至少为    ．

难度：中等

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5．消除氮氧化物和硫氧化物有助于预防雾霾天气的形成．
（1）某恒容密闭容器中存在如下反应：C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）△H．维持温度不变，测得不同时刻几种气体物质的浓度如下表所示：
时间（min）
浓度（mol•L^-1） 0 5 10 15 25 30
NO 1.00 0.58 0.40 0.40 0.48 0.48
N₂ 0 0.21 a a b b
CO₂ 0 0.21 a a 0.36 0.36
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=    ，该温度下反应的平衡常数K=    ．
②表中25min的数据变化与反应进行到22min时改变了反应体系中的某一条件有关，则b=    ，改变的条件可能是    ．
a．加入一定量的活性炭
b．通入一定量的N₂
c．适当缩小容器的体积
③若15min时升高温度，达到平衡时容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则△H    0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）NH₃催化还原氮氧化物（产物是N₂、H₂O）是目前广泛采用的烟气脱氮技术
①当废气中NO₂、NO的体积分数相等时脱氮率最高，若此情况下生成1molN₂时反应放出的热量为akJ，则对应的热化学方程式为    ．

②如图使用不同催化剂时的脱氮率，则脱氮时最佳的温度、催化剂应是    ．
（3）用石灰浆作吸收剂也可脱去废气中的SO₂，若处理结束时，测得吸收液中c（Ca²⁺）=0.70mol/L，则c（SO₃^2-）=     （已知K_sp（CaSO₃）=1.4×10^-7）．

难度：中等

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6．氮的单质及其化合物在农业、工业生产中有着重要的作用．
Ⅰ氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键．海洋中无机氮的循环过程可用如图1表示．
（1）海洋中氮循环起始于氮的固定，其中属于固氮作用的一步是    （填图中数字序号）．
（2）有氧时，在硝化细菌作用下，可将土壤中所含的NH₄⁺转化为亚硝酸根离子及N₂O，请将该过程①的离子方程式补充完整：
    NH₄⁺+5O₂═2NO₃^-+    H⁺+        +        ．
Ⅱ已知有关热化学方程式如下
①4NH₃（g）+5O₂（g）⇌4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol；
②N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol．
（3）有关键能（kJ/mol）：H-O键：436，H-N键：391，O=O键：497．则NO中的键能为    kJ/mol．
（4）向某恒容密闭容器中加入2.4molNH₃，3molO₂，发生反应：4NH₃（g）+5O₂（g）⇌4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ/mol；测得平衡时反应体系中某种量值X与压强P、温度T之间的变化如图2所示．
①若X表示NH₃的百分含量，则p₂    p₁（填“＞”或“＜”）；b、c两点对应的平衡常数K（b）    K（c）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②X还可以表示    （填字母）．
a．混合气体的平均摩尔质量 b．NO的产率 c．该反应的△H d．O₂的浓度．
Ⅲ查阅资料可知：常温下，H₂SO₃：K_a1=1.7×10^-2，K_a2=6.0×10^-8，NH₃•H₂O：K_b=1.8×10^-5，K_sp（AgCl）=1.76×10^-10．
（5）若将等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，所得溶液呈    性；
（6）银氨溶液中存在下列平衡：
Ag⁺（aq）+2NH₃（aq）⇌Ag（NH₃）₂⁺（aq） K₁=1.10×10⁷．
计算出常温下可逆反应AgCl（s）+2NH₃（aq）⇌Ag（NH₃）₂⁺（aq）+Cl^-（aq）的化学平衡常数K₂=    （保留4为有效数字）．

难度：中等

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7．（2016•淮安四模）工业含铬废水的处理原理是将Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，再将Cr³⁺转化为Cr（OH）₃沉淀，利用硫酸工业废气中的SO₂处理含铬废水，既充分利用资源、以废治废，还能节约生产成本．
（1）工业上处理100LCr₂O₇^2-含量为108mg•L^-1的含铬废水，至少需要    L（标准状况）SO₂．
（2）已知：K_sp[Cr（OH）₃]=1×10^-30．室温下，除去被SO₂还原所得溶液中的Cr³⁺（使其浓度小于1×10^-4mol•L^-1），需调节溶液pH    ．
（3）三价铬Cr（Ⅲ）与双氧水反应可用于合成铬黄（PbCrO₄）．控制其他条件不变，调节反应温度，考察反应温度对Cr（Ⅲ）转化率的影响（如图所示）．温度超过70℃时，Cr（Ⅲ）转化率下降的原因是    ．
（4）光照下，草酸（H₂C₂O₄）也能将Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺．化学式为Al₂Fe（SO₄）₄的某发盐（毛发状，在空气中能被氧化）对该反应具有催化作用．为确定一瓶久置发盐的化学成分，学习小组进行如下实验：取一定质量的发盐样品溶于足量的稀硫酸中，将溶液分为两等份．其中一份与酸性KMnO₄溶液充分反应（反应后，MnO₄^-被还原为Mn²⁺），消耗浓度为0.4000mol•L^-1的KMnO₄溶液20.00mL；往另一份溶液中加入足量稀氨水，在空气中微热并搅拌使之充分反应，待沉淀不再变化后过滤，将沉淀洗涤并充分灼烧后称量，得9.100g干燥固体粉末．
通过计算与合理猜想，推测该久置发盐的可能化学组成（请给出计算过程与推测理由）

难度：中等

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8．（1）石灰工业对工农业生产意义重大，在制石灰的重要工业反应中包含着下列化学平衡：CaCO₃（s）⇌CaO（s）+CO₂（g）△H=+178.32kJ/mol现在800℃时，将CO₂（g）、CaCO₃（s）和CaO（s）按下列A～E不同的投料方式，放入一个10L的密闭容器中，经过足够长时间且维持温度不变，容器中CaCO₃（s）的质量增加的有
    、减少的有    ；体系处于化学平衡状态的有    （均填序号）．（已知800℃时，该反应平衡常数K=0.003．）
序号 CaCO₃/mol CaO/mol CO₂/mol
A 0.02 0.02 0.05
B 0.02 0.02 0.03
C 0.02 0.02 0.01
D 0.02 0 0.05
E 0.02 0.02 0
（2）在岩洞、钟乳石的形成过程中包含下列反应：
CaCO₃（s）+H₂O（l）+CO₂（g）⇌Ca²⁺（aq）+2HCO₃^-（aq）△H=-321.7kJ/mol
用一个不含c （Ca²⁺）、c （HCO₃^-）的表达式表示Ca （HCO₃）₂ 溶液中的c （OH^-）与其它粒子浓度间的关系：c （OH^-）=    ．
（3）为除去锅炉水垢中含有的CaSO₄，可先用某溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的物质，该转化的离子方程式是    ．

难度：中等

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9．（2016•太原校级二模）研究氮氧化物的反应机理，对于消除对环境的污染有重要意义．升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的速率却随着温度的升高而减小．查阅资料知
2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的反应历程分两步：
①2NO（g）⇌N₂O₂（g）（快） v_1正=k_1正c²（NO）    v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）△H₁＜0
②N₂O₂（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）（慢） v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）   v_2逆=k_2逆c²（NO₂）△H₂＜0
请回答下列问题：
（1）反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）的△H=    （用含△H₁和△H₂的式子表示）．一定温度下，反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）达到平衡状态，请写出用k_1正、k_1逆、k_2正、k_2逆表示的平衡常数表达式K=    ，升高温度，K值    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）决定2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）速率的是反应②，反应①的活化能E₁与反应②的活化能E₂的大小关系为E₁    E₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
由实验数据得到v_2正～c（O₂）的关系可用图1表示．当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为    （填字母）．
（3）工业上可用氨水作为NO₂的吸收剂，NO₂通入氨水发生的反应：2NO₂+2NH₃•H₂O=NH₄NO₃+NH₄NO₂+H₂O．若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色，则反应后溶液呈    性，且c（NH₄⁺）    c（NO₃^-）+c（NO₂^-）（填“＞”“＜”或“=”）．
（4）工业上也可用电解法处理氮氧化物（用NO_X表示）的污染．电解池如图2所示，阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可传导O^2-．该电解池阴极的电极反应式是    ．阳极产生的气体N的化学式是    ．
（5）某温度时，亚硝酸银AgNO₂的 Ksp=9.0×10^-4、Ag₂SO₄的Ksp=4.0×10^-5，当向含NO₂^-、SO₄^2-混合溶液中加入AgNO₃溶液至SO₄^2-恰好完全沉淀（即SO₄^2-浓度等于1.0×10^-5 mol•L^-1）时，c（NO₂^-）=    ．

难度：中等

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10．雾霾天气对环境影响很大．其中SO₂是造成空气污染的主要原因，利用钠碱循环法可除去SO₂．
（1）室温下，吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2─）：n（HSO₃^─）变化关系如下表：
n（SO₃^2─）：n（HSO₃^─） 91：9 1：1 1：91
pH 8.2 7.2 6.2
c（H⁺）/mol•L^─1 6.3×10^─9 6.3×10^─8 6.3×10^─7
①由表判断NaHSO₃溶液显    性，从原理的角度解释其原因    ．
②在NaHSO₃溶液中离子浓度关系不正确的是    （填序号）．
A．c（Na⁺）=2c（SO₃^2─）+c（HSO₃^─）
B．c（Na⁺）＞c（HSO₃^─）＞c（H⁺）＞c（SO₃^2─）＞c（OH^─）
C．c（H₂SO₃）+c（H⁺）=c（SO₃^2─）+c（OH^─）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^─）+c（OH^─）
③计算室温下HSO₃^─⇌H⁺+SO₃^2─的电离平衡常数K=    （保留2位有效数字）．
（2）NaHSO₃溶液在不同的温度下均可被过量的KIO₃氧化，当NaHSO₃完全消耗即有I₂析出，将浓度均为0.02mol•L^-1 的NaHSO₃溶液（含少量淀粉）10.0mL和 KIO₃（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录溶液变蓝时间，实验结果如图．

①由图可知，溶液变蓝的时间随温度的变化趋势是    ．
40℃之后，淀粉    用作该实验的指示剂（填“适宜”或“不适宜”），原因是：    ．
②b点和c点对应的反应速率的大小关系是ν （b）    ν （c）（填“＞”、“＜”或“﹦”）．

难度：中等

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	Mn（OH）₂	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃	Cu（OH）₂
开始沉淀时pH	8.3	6.3	2.7	4.7
完全沉淀时pH	10.0	8.4	3.7	6.7

时间（min）浓度（mol•L^-1）	0	5	10	15	25	30
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N₂	0	0.21	a	a	b	b
CO₂	0	0.21	a	a	0.36	0.36

序号	CaCO₃/mol	CaO/mol	CO₂/mol
A	0.02	0.02	0.05
B	0.02	0.02	0.03
C	0.02	0.02	0.01
D	0.02	0	0.05
E	0.02	0.02	0

n（SO₃^2─）：n（HSO₃^─）	91：9	1：1	1：91
pH	8.2	7.2	6.2
c（H⁺）/mol•L^─1	6.3×10^─9	6.3×10^─8	6.3×10^─7