2022-2023学年北京市第十二中学高二上学期期末练习化学试卷带讲解

北京十二中2022-2023学年第一学期高二年级期末练习
化学
可能用到的相对原子质量：H1C12
N14
O16
Na23
S32Cl35.5
第一部分
选择题(共42分)
本部分均为单项选择题，共14题，每题3分，共42分。

1.下列物质中，属于弱电解质的是A.32NH H O ⋅ B.HCl
C.3
BaCO D.3CH COONa
【答案】A
【详解】HCl 、3BaCO 、CH 3COONa 在水溶液中均能完全电离，32NH H O ⋅为弱碱，在水溶液中不完全电离，为弱电解质；故答案为A 。

2.下列用于解释事实的方程式书写正确的是
A.加热23Na CO 溶液除去油污：223232H O CO H CO 2OH
-
-
++ B.泡沫灭火器的原理：()3323Al
HCO Al OH CO +
-+=↓+↑
C.用饱和23Na CO 溶液处理锅炉水垢中的4CaSO ：2233
Ca
CO CaCO +
-
+=D.将水加热至90℃，水的pH 变小：2H O H OH +
-
+ H 0
∆>【答案】D
【详解】A ．用23Na CO 溶液除去油污的水解方程式为2233H O CO HCO OH -
-
-
++ ，故A 错误；
B ．泡沫灭火器的原理为铝离子和碳酸氢根的双水解反应，为()3323Al
3HCO Al OH 3CO +
-+↓+=↑，故B 错误；
C ．用饱和23Na CO 溶液处理锅炉水垢中的4CaSO 是硫酸钙沉淀转化为碳酸钙沉淀，方程式为
234432CaSO CO SO CaCO -
-++ ，故C 错误；
D ．将水加热至90℃，水的pH 变小：即氢离子浓度增大，则说明升温促进水的电离、则水的电离是吸热过程，故
2H O H OH +-+ H 0∆>，故D 正确；
故选D 。

3.下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确．．．
的是
A.图1铜板打上铁铆钉后，铜板不易被腐蚀
B.图2暖气片表面刷油漆可防止金属腐蚀
C.图3连接锌棒后，铁管道发生2Fe 2e Fe -+-=
D.图4连接废铁后，电子由废铁流向阳极【答案】C
【详解】A ．铜板打上铁铆钉后，形成原电池，铁铆钉做原电池的负极，金属铜板做原电池的正极被保护，属于牺牲阳极法，所以金属铜板不易被腐蚀，A 项正确；
B ．暖气片表面刷油漆可将金属和空气隔绝，防止金属腐蚀，B 项正确；
C ．连接锌棒后，形成原电池，铁管道做原电池的正极，锌棒做原电池的负极，铁管道发生反应：
22O 4e +2H O 4OH --+=，C 项错误；
D ．图4连接废铁后，废铁与电源正极相连，电解池中电子从电源负极流出，经过铁管道，废铁流回电源正极，D 项正确；答案选C 。

4.若溶液中由水电离产生的(
)14
1OH 110
mol L c -
--=⨯⋅，该溶液中可能大量共存的离子组是
A.K +、Na +、Cl -、3HCO -
B.3Fe +、Na +、4MnO -、24
SO -
C.K +、2Fe +、Cl -、3NO -
D.Na +、4NH +
、23SO -
、ClO -
【答案】B
【分析】若溶液中由水电离产生的(
)14
1OH
110
mol L c -
--=⨯⋅，水的电离受到抑制，该溶液可能是酸性或碱性溶液。

【详解】A .3HCO -
与H +或OH -均不能大量共存，故A 不选；B .3Fe +、Na +、4MnO -、24SO -
在酸性条件下可大量共存，故B 选；
C .若为碱性，2Fe +与OH -不能大量共存，若为酸性，2Fe +、H +、3NO -
能发生氧化还原反应，故C 不选；
D .若为碱性，4NH +
与OH -不能大量共存，若为酸性，23
SO -
、ClO -、H +能发生氧化还原反应，故D 不选；故选B 。

5.用铂电极电解下列溶液，当耗电量相同时，阴极和阳极上同时都有气体产生，且溶液的pH 下降的是A.24H SO B.4
CuSO C.()2
Ca OH D.KCl
【答案】A
【详解】A ．用铂电极电解硫酸，相当于电解水，阴极和阳极上同时都有气体产生，硫酸浓度增大，溶液pH 降低，故A 符合题意；
B ．用铂电极电解硫酸铜溶液，生成铜、氧气和硫酸，反应生成酸，溶液pH 降低，但阴极无气体产生，故B 不符合题意；
C ．用铂电极电解()2Ca OH 溶液，生成氢气、氧气，阴极和阳极上同时都有气体产生，消耗水，则溶液pH 升高，故C 不符合题意；
D ．用铂电极电解氯化钾溶液，生成氢氧化钾和氢气、氯气，反应生成碱，溶液pH 值升高，故D 不符合题意；故选A 。

6.一定温度下的某恒容密闭容器中发生下列反应：()()()2C s CO g 2CO g + 。

下列有关该反应的描述正确的是
A.当2CO 的生成速率等于CO 的生成速率时，反应一定处于平衡状态
B.容器内气体的压强不变时，反应一定处于平衡状态
C.增加()C s 的质量，促进平衡正向移动
D.增加容器的体积，有利于增大反应速率【答案】B
【详解】A ．2CO 的生成速率表示逆反应速率，CO 的生成速率表示正反应速率，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，当2CO 的生成速率等于CO 的生成速率的1
2倍时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，A 项错误；
B ．该反应是气体分子数增大的反应，当容器内气体的压强不变时，反应一定处于平衡状态，B 项正确；
C ．C 为固体，增加()C s 的质量，平衡不移动，C 项错误；
D ．增加容器的体积，气体的浓度降低，反应速率减小，D 项错误；答案选B 。

7.如图所示是元素周期表前四周期的一部分，下列关于四种元素的叙述中正确的是
A.Z 的基态原子最外层p 轨道上有2个未成对电子
B.气态氢化物的热稳定性X>Y>W
C.原子半径W>Y>Z
D.Y 单质在足量氧气中燃烧可得到3YO 【答案】B
【分析】根据元素周期表可知，X 为F 元素，W 为P 元素，Y 为S 元素，Z 为Br 元素，以此解题。

【详解】A ．Br 的基态原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 5，最外层p 轨道上有1个未成对电子，A 项错误；
B ．非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，非金属性：F ＞S ＞P ，则气态氢化物的稳定性：X ＞Y ＞W ，B 项正确；
C ．同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：Z ＞W ＞Y ，C 项错误；
D ．由分析可知，Y 为S 元素，S 在足量氧气中燃烧只能得到2SO ，D 项错误；故选B 。

8.常温下将pH 1=的硫酸平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH 都增大了1。

加入水和NaOH 溶液的体积比为A.11∶1 B.10∶1
C.6∶1
D.5∶1
【答案】C
【详解】pH 1=的硫酸溶液，体积为1L ，加水体积为1V ，加入的NaOH 溶液体积为2V ，pH 2=，溶液中的
+
c(H )=0.01mol/L ，则加水：10.1
=0.011+V ，加入的NaOH ：220.10.05V 0.011V -⨯=+，所以12V 6V 1
=，故选C 。

9.下列实验装置(部分夹持装置已略去)
可以达到对应实验目的是
A.实验1测定锌与稀硫酸的反应速率
B.实验2研究浓度对化学反应速率的影响
C.实验3比较AgCl 和2Ag S 溶解度大小
D.实验4滴定法测NaOH 溶液浓度【答案】A
【详解】A ．针筒可测定一定时间收集气体的体积，可测定锌与稀硫酸的反应速率，故A 正确；
B ．实验2中2mL0.2mol/L 酸性高锰酸钾溶液过量，滴加草酸溶液不能褪色，不可研究浓度对反应速率的影响，故B 错误；
C ．实验3中硝酸银过量，滴加硫化钠后生成硫化银不能确定是不是由氯化银转化而生成的硫化银，不能比较AgCl 和2Ag S 溶解度大小，故C 错误；
D ．实验4滴定法测NaOH 溶液浓度，盐酸要用酸式滴定管盛装，故D 错误；故选A 。

10.液体锌电池是一种电压较高的二次电池，具有成本低、安全性强、可循环使用等特点，其示意图如图。

下列说法不正确．．．
的是已知：①Zn(OH)2＋2OH -=Zn(OH)24-。

②KOH 凝胶中允许离子存在、生成或迁移。

A.放电过程中，H ＋
由负极向正极迁移
B.放电过程中，负极的电极反应：MnO 2＋4H ＋
＋2e -=Mn 2＋
＋2H 2O
C.充电过程中，阴极的电极反应：Zn(OH)24-
＋2e -=Zn ＋4OH -D.充电过程中，凝胶中的KOH 可再生
【答案】B
【分析】放电过程中，Zn 为负极，电极反应式为：()-24- Zn -2e +4OH =Zn OH -
，MnO 2为正极，电极反应式为：MnO 2+4H ++2e −=Mn 2++2H 2O ，充电时的阴极反应式为：()24Zn OH -
+2e -=Zn +4OH −，阳极反应式为：
Mn 2++2H 2O-2e −=MnO 2+4H +。

【详解】A ．放电过程中，阳离子向正极移动，则H ＋
由负极向正极迁移，A 项正确；B ．放电过程中，负极的电极反应式为()-24- Zn -2e +4OH =Zn OH -
，B 项错误；
C ．充电过程中，阴极的电极反应()24Zn OH -
+2e -=Zn +4OH −，C 项正确；
D ．充电过程中，阴极的电极反应()24Zn OH -
+2e -=Zn +4OH −，氢氧根与钾离子组成氢氧化钾，，D 项正确；
答案选B 。

11.在温度1T 和2T 时，分别将0.5mol 4CH 和1.2mol 2NO 充入体积为2L 的密闭容器中，发生反应：
()()()()()42222CH g 2NO g N g CO g 2H O g +++ ，测得有关数据如表：
时间/min
010*******T ()4CH n /mol 0.500.350.250.
10
0.102
T ()4CH n /mol
0.50
0.30
0.18
a
0.15
下列说法不正确．．．的是A.温度：12T T <B.
1T 时0～10min 内2NO 的平均反应速率为0.01511
mol L min --⋅⋅C.0.15a =，且该反应H 0∆<D.
1T 达到平衡后，保持其他条件不变，再充入0.1mol ()4CH g 和0.2mol ()2H O g ，平衡逆向移动
【答案】D
【详解】A ．从表中数据可知，T 2时的反应速率大于T 1时的反应速率，温度越高反应速率越快，则T 2>T 1，A 正确；B ．T 1时0-10min 内CH 4物质的量变化量为0.15mol ，则NO 2物质的量变化量为0.3mol ，则0-10min 内NO 2的平均反应速率为
110.3mol
0.015mol L min 2L 10min
--= ，B 正确；
C ．T 2时反应速率大于T 1，达到平衡的时间也应该小于T 1，40min 时T 1已达到平衡状态，则T 2在40min 时也应该达到了平衡状态，a=0.15，T 2>T 1，但是T 2时甲烷剩余的量大于T 1，说明升高温度化学平衡逆向移动，该反应为放热反应，C 正确；
D ．T 1温度下平衡时该反应的化学平衡常数为3.2，T 1达到平衡后，再充入0.1molCH 4和0.2molH 2O ，此时甲烷浓度变为0.1mol/L ，H 2O 浓度变为0.5mol/L ，此时Q c =2.5<3.2，则化学平衡正向移动，D 错误；故答案选D 。

12.为了研究()2Mg OH 溶于铵盐溶液的原因，进行如下实验：
①向2mL 0.21mol L -⋅2MgCl 溶液中滴加11mol L -⋅NaOH 溶液至不再产生沉淀，将浊液分为2等份。

②向一份中逐滴加入41mol L -⋅4NH Cl 溶液，另一份中逐滴加入41mol L -⋅34CH COONH 溶液()pH 7≈，边滴加边测定其中沉淀的量，沉淀的量与铵盐溶液的体积的关系如图。

③将①中的NaOH 溶液用氨水替换，重复上述实验。

下列说法不正确．．．
的是
A.()2Mg OH 浊液中存在：()()()()
22Mg OH s Mg
aq 2OH aq +
-+ B.②中两组实验中均存在反应：()+
2+
4322Mg OH +2NH =Mg +2NH H O
⋅C.溶解()2Mg OH 的过程中，H +比4NH +
贡献更大
D.实验③中获得的图像与②不同【答案】C
【详解】A ．Mg(OH)2浊液中，Mg(OH)2为难溶电解质，存在沉淀溶解平衡，则浊液中存在：Mg(OH)2(s) Mg 2+(aq)+2OH ﹣
(aq)，选项A 正确；
B ．根据图像，加入NH 4Cl 或CH 3COONH 4，Mg(OH)2质量减少，说明Mg(OH)2溶于铵盐溶液，发生反应：Mg(OH)2+24NH +
=Mg 2++2NH 3•H 2O ，选项B 正确；
C ．NH 4Cl 溶液为酸性溶液，4NH +
发生水解产生H +，相当于发生酸碱反应，则H +可能参与了NH 4Cl 溶液溶解Mg(OH)2
的过程，溶解()2Mg OH 的过程中，4NH +
比H +贡献更大，选项C 不正确；
D ．③中将①中的NaOH 溶液用氨水替换，重复上述实验，NaOH 是强碱，抑制Mg(OH)2的溶解，所得的图像与②不相同，选项D 正确；答案选C 。

13.测定0.11mol L -⋅23Na SO 溶液先升温再降温过程中的pH ，数据如下表：
时刻①②③④温度/℃25304025pH
9.66
9.52
9.
37
9.25
实验过程中，取①、④时刻的溶液，加入盐酸酸化的2BaCl 溶液做对比实验，④产生白色沉淀多。

下列说法不正确．．．的是A.23Na SO 溶液中共有7种微粒
B.④产生的白色沉淀是4BaSO
C.①与④的w K 值相等
D.①→③的过程中，温度对水解平衡的影响比(
)23SO c -
的影响更大
【答案】D
【分析】随着温度升高，溶液pH 值降低，然后温度降低后，pH 降低，说明23SO -
浓度在温度变化过程中浓度变低；④中加入BaCl 2溶液产生白色沉淀多，说明部分23SO -在升温过程中被氧化为24SO -
，据此分析解题。

【详解】A ．Na 2SO 3中存在电离和水解，22332Na CO Na CO +
-
=+，
23233223H O H O H CO HCO OH HCO CO OH -----++++ ，，所以溶液中存在的微粒有232323H O H H CO HCO OH CO Na ---++，7种微粒，A 正确；
B ．实验④中生成白色沉淀，说明实验④的溶液含有24SO -
，B 正确；C ．K w 值与温度相关，温度相同则K w 相同，C 正确；
D ．温度影响溶液中23SO -浓度，从而引起pH 值的变化，所以③→④的过程中，温度和浓度对水解平衡移动方向的
影响一致，D 错误；故答案为：D 。

14.实验室用0.11mol L -⋅的NaOH 溶液滴定20mL 0.11mol L -⋅的某酸HA 溶液。

溶液中含A 微粒a 、b 的分布系数δ、NaOH 溶液体积V (NaOH 溶液)与pH 的关系如图所示。

已知：HA 的分布系数()()
()()
HA HA HA A c c c δ-=+下列说法不正确．．．
的是
A.微粒b 为A -
B.X 点对应溶液的pH 约为5
C.p 点对应的溶液中，()()()()
+
--
c HA +c H =c A +c OH D.滴定到q 点时，溶液中(
)()()()
+
--+
c Na >c A >c OH >c H 【答案】C
【详解】A ．由图可知，微粒b 随着pH 的增大分布系数δ增加，则为A -，选项A 正确；
B ．由图像可知，当(NaOH)0V =时，对应溶液的pH 3=，此时溶液中的()3
1H
110
mol L c +
--=⨯⋅，
()()335
a 3
H A 101010
(HA)
0.110c c K c +-----⋅⋅=
=≈-，X 点时，根据图像有()A (HA)-=c c ，则此时的()
5a H 10K c +-=≈，()pH lg H 5c +=-≈，选项B 正确；
C ．p 点时，V(NaOH)10mL =，根据电荷守恒有：(
)()()()Na H A OH c c c c +
+
-
-
+=+，根据物料守恒有：
()()
2Na (HA)A c c c +-=+，两式联立消去(
)c Na +
，解得：()()()(HA)2H A 2OH c c c c +
-
-
+=+，选项C 错误；
D ．滴定到q 点时，(NaOH)20mL V =，为NaA 溶液，是强碱弱酸盐，溶液呈碱性，故()()()()
+--+
c Na >c A >c OH >c H ，
选项D 正确；答案选C 。

第二部分非选择题(共58分)
15.侯德榜先生对外国的制碱法进行了改进，与合成氨工业和化肥工业联合，发明了侯氏制碱法，极大的促进了我国制碱工业的发展。

侯氏制碱法的主要生产流程如图：
资料：某些盐在20℃、100g 2H O 中的溶解度数据
NaCl
43
NH HCO 3
NaHCO 4NH Cl
23
Na CO ()43
2NH CO 溶解度
35.9
21.7
9.6
37.2
21.5
100
（1）流程图中的气体b 是______(填“氨气”或“二氧化碳”)
（2）写出侯氏制碱法涉及的主要反应的化学方程式：__________________（3）请结合平衡移动原理解释使用饱和食盐水的原因：__________________
（4）侯氏制碱法制备的纯碱产品中含有少量NaCl 等杂质，利用滴定法可测定纯碱产品中23Na CO 的质量分数。

首先称取1.1000g 纯碱产品，配制成100mL 待测液；然后取25mL 待测液，用0.1000mol/L 的盐酸滴定，滴定曲线如图所示。

①配制100mL 待测液时，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、______、胶头滴管。

②a 点可选择______(填“酚酞”或“甲基橙”)做指示剂。

已知：酚酞的变色范围是pH 8~10，甲基橙的变色范围是pH 3.1~4.4。

③根据滴定曲线，纯碱产品中23Na CO 的质量分数为______。

④下列情况会造成测定结果偏低的是______(填字母)a ．使用的锥形瓶未干燥b ．滴定后俯视读数
c ．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
d ．滴定过程中振荡时有液滴溅出【答案】（1）二氧化碳
（2）32234NH CO NaCl H O NaHCO NH Cl +++=↓+、323222NaHCO Na CO CO H O
∆
+↑+（3）饱和食盐水中(
)c Na +
大，有利于()()()3
3
NaHCO s Na aq HCO aq +
-
+ 逆向移动，3NaHCO
从溶液中析
出（4）
①.玻璃棒、100mL 容量瓶
②.酚酞
③.96.4%
④.bd
【分析】向饱和食盐水中依次通入气体a 氨气、气体b 二氧化碳，沉淀池中发生反应
32234NH CO NaCl H O NaHCO NH Cl +++=↓+，过滤后，所得滤液中含NH 4Cl 的母液，还含有大量的NaCl ，
可以循环使用；滤渣为3NaHCO 固体，将3NaHCO 固体煅烧分解得到纯碱，化学反应方程式为
3
23222NaHCO Na CO CO H O ∆
+↑+，生成的CO 2可循环利用。

（4）根据滴定曲线，23Na CO 和盐酸发生两步反应，第一步为323HCl=N N aCl+a a O N C HCO +，a 为第一步滴定终点，第二步为322NaHCO HCl=NaCl+H O+CO +↑，b 为第二步滴定终点。

【小问1详解】
根据分析，流程图中的气体b 是二氧化碳；【小问2详解】
根据分析，侯氏制碱法涉及的主要反应的化学方程式有：32234NH CO NaCl H O NaHCO NH Cl +++=↓+、
3
23222NaHCO Na CO CO H O ∆
+↑+；
【小问3详解】
使用饱和食盐水的原因是：饱和食盐水中(
)c Na +
大，有利于()()()3
3
NaHCO s Na aq HCO aq +
-+ 逆向移动，
有利于3NaHCO 从溶液中析出；【小问4详解】
①配制100mL 待测液时，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、100mL 容量瓶和胶头滴管；②达到第一步滴定终点a 时，溶液呈碱性，为减小实验误差，应选择酚酞做指示剂；
③根据滴定曲线，23Na CO 和盐酸发生两步反应，第一步为323HCl=N N aCl+a a O N C HCO +，a 为第一步滴定终点，则达到第一步滴定终点时，消耗233
3
0.1000 mol/L 2510L 2.510mol n(HCl)=n(Na CO )=--⨯⨯=⨯，纯碱产品中23Na CO 的质量分数为
3100mL
2.510mol 106g/mol 25mL 100%96.4%1.1000g
-⨯⨯⨯
⨯≈；
④a ．使用的锥形瓶未干燥，溶质的物质的量不变，对测定结果没有影响，a 不符合题意；b ．滴定后俯视读数，使得读数偏小，测定结果偏低，b 符合题意；
c ．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，使得读数偏大，测定结果偏高，c 不符合题意；
d ．滴定过程中振荡时有液滴溅出，溶质有损失，消耗盐酸体积偏小，测定结果偏低，d 符合题意；故选bd 。

16.常见弱酸的电离平衡常数如下
化学式
3CH COOH 23H CO 23
H SO HClO
a K (25℃)
5
1.7510-⨯74.410-⨯11
4.710-⨯21.510-⨯7
1.010-⨯8
3.010-⨯（1）3CH COOH 与乙醇发生酯化反应的化学方程式是__________________（2）某浓度3CH COOH 溶液的pH 3=，则3CH COOH 的浓度约为______mol/L A ．1
B ．0.05
C ．0.001
（3）氯气溶于水达到达到平衡后，要使HClO 的浓度增大，可加入少量______(填序号)①NaOH
②3CH COONa
③23
Na CO ④3
NaHCO ⑤23Na SO ⑥3
NaHSO ⑦NaClO
（4）次磷酸32H PO 具有弱酸性和强还原性，可用于制药工业。

①已知32H PO 与足量的NaOH 反应生成22NaH PO 。

22NaH PO 溶液显______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。

②用电渗析法制备32H PO 的原理如图1所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。

结合电极反应说明制备
32H PO 的原理______________________________。

该方法得到的产品32H PO 溶液中会混有34H PO ，用图2装置可解决该问题。

补全所用试剂。

a ．______；b ．______；c ．______。

【答案】（1）24
Δ
3323232CH COOH CH CH OH CH COOCH CH H O
H SO ++ 浓（2）B （3）②④⑦（4）
①.碱性
②.阳极反应为222H O 4e O 4H -
+
-=↑+，22H PO -
通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，
与氢离子反应得到32H PO ③.24
H SO ④.阳离子交换膜
⑤.稀32
H PO 【小问1详解】
3CH COOH 与乙醇发生酯化反应的化学方程式：24
H SO 3323232Δ
CH COOH+CH CH OH CH COOCH CH +H O 浓【小问2详解】根据三段式：
0-3-3-3-3
-3
-3
-+
33CH COOH CH +c c
00Δc 10COO H 01010c c-11010 平
-+66
53a 3
3c(CH COO )c(H )1010K = 1.7510c(CH COOH)c 10c
----=≈=⨯-，c 0.05mol/L ≈，故选B ；【小问3详解】
氯气溶于水达到平衡：22Cl +H O HCl+HClO ，①加入NaOH ，与HCl 和HClO 都反应，HClO 浓度减小；②加入3CH COONa ，因为酸性3HCl>CH COOH>HClO ，所以3CH COONa 与HCl 反应，与HClO 不反应，平衡正向移动，使HClO 浓度增大；③加入23Na CO ，因为233HCl>H CO >HClO>HCO -
，23Na CO 能与HCl 反应，也
能与HClO 反应生成3HCO -
，HClO 浓度减小；④加入3NaHCO ，3HClO>HCO -
，3NaHCO 能与HCl 反应，不
能与HClO 反应，HClO 浓度增大；⑤因为23Na SO 有还原性，HClO 有强氧化性，23Na SO 与HClO 发生氧化还原反应，加入HClO 浓度减小；⑥3NaHSO 有还原性，HClO 有强氧化性，与HClO 发生氧化还原反应，加入HClO 浓度减小；⑦NaClO ，HClO 浓度增大。

故选②④⑦；【小问4详解】
①已知32H PO 与足量的NaOH 反应生成22NaH PO ，所以22NaH PO 为正盐，为强碱弱酸盐，显碱性；
②根据电解池反应，阳极反应为222H O 4e O 4H -
+
-=↑+，22H PO -
通过阴离子交换膜进入阳极室（产品室），与
氢离子结合得到32H PO ；a 为阳极，发生反应：222H O 4e O 4H -
+
-=↑+，a 为24H SO ，+H 通过b 离子交换膜
向阴极移动进入产品室中，b 为阳离子交换膜，c 为产品室，c 中装有稀32H PO 溶液。

17.2CO 资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义，使用镍氢催化剂可使2CO 转化为4CH 。

反应体系中主要反
应的热化学方程式为：
反应I ：()()()()2242CO g 4H g CH g 2H O g ++ 10∆<H 反应II ：()()()()222422CO g 6H g C H g 4H O g ++ 2H 0
∆<（1）基态镍原子核外电子的轨道表示式为____________
（2）将反应后气体通入______(填试剂名称)，可证明反应II 发生。

（3）计算()()()
42422CH g C H g H g + H ∆=______(用1ΔH 和2ΔH 表示)
（4）相同投料比时，体系内2CO 的平衡转化率与温度T 和压强p 的关系如图，温度从高到低的顺序为________。

（5）向1L 恒压、密闭容器中通入1mol 2CO 和4mol 2H ，测得有关物质的物质的量随温度变化如图。

①催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应I”或“反应II”)②1T 时2CO 的转化率为______，反应I 的平衡常数K =______。

（6）镍氢催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低，同时二氧化碳可与碳发生消碳反应：积碳反应：()()()42CH g C s 2H g + 3ΔH =+75kJ/mol 消碳反应：()()()
2C s CO g 2CO g + 4∆=H -173kJ/mol
其他条件相同时，催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示，0T ℃之后，温度升高积碳量减小的主要原因是______。

【答案】（1）（2）溴水或酸性
高锰酸钾溶液（3）212H H ∆-∆（4）T 3＞T 2＞T 1（5）
①.I
②.60%
③.0.0288
（6）温度升高，消碳反应速率增大的程度大于积碳反应速率增大的程度【小问1详解】
镍位于第四周期Ⅷ族，原子序数为28，核外电子轨道式是
；故答案为
；
【小问2详解】
甲烷、氢气、CO 2均不能是溴水或高锰酸钾溶液褪色，乙烯可以使溴水或高锰酸钾溶液褪色，验证Ⅱ的发生，需要检验乙烯的存在，即反应后气体通入到溴水或酸性高锰酸钾溶液；故答案为溴水或酸性高锰酸钾溶液；【小问3详解】
根据盖斯定律，由2×Ⅱ－Ⅰ，ΔH =2ΔH 2－ΔH 1；故答案为ΔH =2ΔH 2－ΔH 1；【小问4详解】
两个反应均为放热反应，相同压强下，升高温度，平衡逆向进行，CO 2的转化率降低，根据图像可知T 3＞T 2＞T 1；故答案为T 3＞T 2＞T 1；【小问5详解】
①根据图像可知，温度较低时，反应以生成CH 4为主，即较低温度时，选择反应Ⅰ；故答案为反应Ⅰ；
②T 1温度下，生成甲烷和乙烯物质的量相等，均为0.2mol ，消耗CO 2的物质的量为(0.2+2×0.2)mol=0.6mol ，CO 2的转化率为
0.6mol
100%1mol
⨯=60%；反应Ⅰ生成甲烷物质的量为0.2mol ，则生成水蒸气物质的量为0.4mol ，消耗氢气的
物质的量为0.8mol ，反应Ⅱ生成水蒸气物质的量为0.8mol ，消耗氢气物质的量为1.2mol ，即达到平衡时，n(CO 2)=0.4mol ，n(H 2)=2mol ，n(CH 4)=n(C 2H 4)=0.2mol ，n(H 2O)=1.2mol ，
相同条件下，气体体积之比等于气体物质的量之比，1L 5
=VL 4
，解得V=0.8L ，反应Ⅰ的平衡常数K =2
4
0.2mol 1.2mol ()0.8L 0.8L 0.4mol 2mol ()0.8L 0.8L
⨯⨯=0.0288；故答案为0.0288;【小问6详解】
T 0℃之后，温度升高积碳量减小原因是消碳反应速率增大程度大于积炭反应速率增大程度，故答案为温度升高，消碳反应速率增大程度大于积炭反应速率增大程度。

18.镍氢催化剂主要含金属Ni 、Al 、Fe 、Ca 及其氧化物，还有少量2SiO 等杂质。

采用如下工艺流程分别回收其中各组分并制备硫酸镍晶体()42NiSO 6H O ⋅：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示：
金属离子
2Ni +
3Al +
3Fe +
2Fe +
开始沉淀时(10.01mol L c -=⋅)的pH 沉淀完全时(511.010mol L c --=⨯⋅)的pH 7.28.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.59.0
回答下列问题：
（1）“碱浸”中除去金属铝和2SiO 反应的离子方程式分别为___________、____________。

（2）“转化”过程中22H O 的作用是______________________________________________。

“转化”过程温度不宜过高，可能的原因是___________________________________。

（3）“调pH”过程中应调控pH 的范围是________。

在实际操作中，pH 未调节到2.2就出现了沉淀，原因是可能是转化后溶液中待沉淀离子的浓度______0.011mol L -⋅
(填“>”、“=”或“<”)
（4）滤渣④的成分是CaF 2。

若滤液③的pH 过低会导致沉淀率下降，原因是____________。

（5）有机萃取剂RH 的萃取原理为：()()()()
22X
2RH XR 2H +
+++ 水相有机相有机相水相从滤液④得到硫酸镍晶体可以通过“萃取”和“反萃取”的过程，如图所示，则试剂X 是______。

【答案】（1）①.()2242Al 2OH 6H O 2Al OH 3H -
-++=+↑
②.2232SiO 2OH SiO H O
-
-
+=+（2）①.将2Fe +氧化为3Fe +，使后面除去Fe 元素时不会将Ni 元素沉淀②.22H O 受热分解
（3）
①.3.2~7.2
②.>
（4）HF H F +-+ ，F -与H +结合生成弱电解质HF ，导致()c F -
降低，沉淀率下降
（5）硫酸溶液
【分析】废镍催化剂加NaOH 溶液碱浸，铝及其氧化物和SiO 2溶于NaOH 溶液，其他不溶的物质在滤饼①中，向滤饼①中加入稀硫酸，镍、铁、钙及其氧化物和硫酸反应，硫酸钙微溶于水，成为滤渣②，H 2O 2溶液将Fe 2+氧化为Fe 3+，加入NaOH 溶液调节溶液的pH ，将Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，滤液③中含少量的钙离子，加入NaF 溶液使之转化为CaF 2沉淀，滤液④中含有NiSO 4，经进一步处理后得到硫酸镍晶体。

【小问1详解】
“碱浸”中金属铝和NaOH 溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，反应的离子方程式为：
()2242Al 2OH 6H O 2Al OH 3H -
-++=+↑；SiO 2和NaOH 溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：
2232SiO 2OH SiO H O --
+=+↑。

【小问2详解】
Fe 2+开始沉淀时，Ni 2+已经开始沉淀，故“转化”过程中H 2O 2的作用是将Fe 2+氧化为Fe 3+，使后面除去Fe 元素时不会将Ni 元素沉淀。

H 2O 2受热易分解，所以“转化”过程温度不宜过高。

【小问3详解】
“调pH ”的目的是将Fe 3+完全沉淀，但Ni 2+不能沉淀，根据表格中的数据可知，应调控pH 的范围为3.2~7.2。

当Fe 3+浓度为0.01mol/L 时，pH=2.2时Fe 3+开始沉淀，在实际操作中，pH 未调节到2.2就出现了沉淀，原因是可能是转化后溶液中Fe 3+的浓度大于0.01mol/L 。

【小问4详解】
向滤液③中加入NaF 溶液，F -和Ca 2+生成CaF 2沉淀。

若滤液③的pH 过低，则F −与H +结合生成弱电解质HF ，导致HF H ++F −平衡逆移，c (F -)降低，沉淀率下降。

【小问5详解】
滤液④中含有Ni 2+、Na +、F -、24SO -
等离子，用萃取剂RH 可以将Ni 2+萃取到有机相中，分液后向有机相中加入试剂X 进行反萃取，得到溶液⑤，然后从溶液⑤中获得硫酸镍晶体，根据萃取原理：
()()()()22X 2RH XR 2H ++++ 水相有机相有机相水相，需要加酸使平衡逆向移动，为了不引入新杂质，
所加入的试剂X 为硫酸。

19.碳酸亚铁(白色固体，难溶于水)可用于制备补血剂乳酸亚铁，也可用作可充电电池的电极。

某研究小组设计实验制备3FeCO ，依次进行了实验I 、II 、III ，方案如下：0.8mol/L
4
FeSO 溶
液
()
pH 4.5=实验
试管内试剂
现象
Ⅰ
1
mol/L
23
Na CO 溶液
()
pH 12.0=产生白色沉淀后很快变为灰绿色沉淀，5min 后出现明显的红褐色
Ⅱ
1
mol/L
3
NaHCO 溶液
()
pH 8.6=产生白色沉淀后逐渐变茶色，有小气泡生成
Ⅲ1mol/L 43NH HCO 溶液
产生白色沉淀及无色气泡，较长时间保持白色
资料：ⅰ．()11
sp 3FeCO 3.210
K -=⨯，()16
sp 2Fe OH 8.010
-⎡⎤=⨯⎣⎦K ⅱ．3FeCO 吸附2Fe +后会呈现茶色ⅲ．()()23223SO Fe H O Fe HSO H
+
++
+++ 红棕色（1）实验I 中的白色沉淀是______。

甲同学从理论上解释了该沉淀不是3FeCO 的原因____________________________________。

（2）请结合化学用语解释3NaHCO 溶液呈碱性的原因________________________________。

（3）写出实验II 中“产生白色沉淀及气泡”的离子方程式_____________________________。

（4）与实验I 和II 对比，实验Ⅲ使用43NH HCO 溶液的优点有________________________。

【实验反思】乙同学进一步确认实验I 中红褐色沉淀的成分，进行了如下实验：
取沉淀溶于足量的硫酸，向其中通入2SO 气体至饱和，溶液变为红棕色，放置12小时后溶液呈浅绿色。

（5）请结合化学用语解释“先出现红棕色，12小时后变为浅绿色”的原因________________________。

【答案】（1）①.()2
Fe OH ②.()11
sp 3FeCO 3.210
K -=⨯，()16
2sp Fe OH 8.010K -⎡⎤=⨯⎣⎦，1mol/L 碳酸
钠溶液中(
)OH
0.01mol /L c -
=，()23
CO c -
约为1mol/L ，
生成()2
Fe OH 需要的(
)2Fe c +
更低，
更易生成()2
Fe OH （2）233HCO H CO -
+
-
+ ，3223HCO H O H CO OH -
-
++ ，3HCO -
的水解程度大于电离程度（3）23322Fe
2HCO FeCO H O CO +
-
+=↓++↑
（4）生成2CO 保护2Fe +；pH 值低，降低()2Fe OH 的比例（5）反应1：()()23223SO Fe H O Fe HSO H
+
++
+++ 红棕色，
反应2：322224SO 2H O 2Fe
SO 2Fe 4H +
-
++++=++。

反应1速率比反应2快，故先出现红棕色。

随反应2进行，3Fe +浓度下降，反应1平衡逆移，故红棕色消失变为2Fe +的浅绿色。

【分析】利用硫酸亚铁溶液与碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵分别反应产生的白色沉淀，白色沉淀发生的变化，进行探究。

【小问1详解】
实验I 中产生白色沉淀后很快变为灰绿色沉淀，5min 后出现明显的红褐色，则为()2Fe OH 被空气中的氧气氧化转化为()3Fe OH ，故白色沉淀为()2Fe OH ；
甲同学从理论上解释了该沉淀不是3FeCO 的原因是()11
sp 3FeCO 3.210K -=⨯，()16
2sp Fe OH 8.010
K -⎡⎤=⨯⎣⎦，溶
液中(
)OH
0.01mol /L c -
=，()23
CO c -
约为1mol/L ，生成()
2
Fe OH 需要的(
)2Fe
c +
更低，更易生成()
2
Fe OH ；
【小问2详解】
233HCO H CO -+-+ ，3223HCO H O H CO OH --
++ ，3HCO -的水解程度大于电离程度，故3NaHCO 溶液呈
碱性；
【小问3详解】
实验II 中硫酸亚铁溶液与碳酸氢钠溶液反应，产生白色沉淀后逐渐变茶色，有小气泡生成3FeCO 吸附2Fe +后会呈现茶色，故产生白色沉淀为碳酸亚铁，气泡为二氧化碳，反应的离子方程式为
23322Fe 2HCO FeCO H O CO +-+=↓++↑；
【小问4详解】
与实验I 和II 对比，实验Ⅲ使用43NH HCO 溶液的优点有生成2CO 保护2Fe +，防止其被氧化；pH 值低，降低
()2Fe OH 的比例；
【小问5详解】
反应1：()()23223SO Fe H O Fe HSO H
+
++
+++ 红棕色，
反应2：322224SO 2H O 2Fe
SO 2Fe 4H +
-
++++=++。

反应1速率比反应2快，故先出现红棕色。

随反应2进行，3Fe +浓度下降，反应1平衡逆移，故红棕色消失变为2Fe
+
的浅绿色。