24．(10分)实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol·L^－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如下图所示。则

　 ⑴B与A的差值为　　　　　　 mol。

　 ⑵C点对应的溶液体积为　　　　　　 mL。

　 ⑶原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为　　　　　 mol。

　 ⑷铝粉和铁粉的混合物中铝粉与铁粉的物质的量之比为　　　　　　　　 。

　 ⑸写出铝与该浓度硝酸反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　 。

[答案]⑴0.05　 ⑵40　 ⑶0.5　 ⑷5:3　 ⑸8Al+30H⁺+3NO₃^-=8Al³⁺+3NH₄⁺+9H₂O

[解析]由题意知，金属与硝酸反应时，硝酸的还原产物为NH4NO3，由图又可看出金属与硝酸反应后，硝酸是过量的，故金属的氧化产物为Fe(NO3)3、Al(NO3)3。图中：①0→C：H++OH-=H2O；②C→88：R3++3OH-=R(OH)3↓(R代表Fe或Al)；③88→94：NH4++ OH-=NH3•H2O；④94→104：Al(OH)3+ OH-=AlO2-+ 2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.01L×5mol·L－1=0.05 mol=n(Al)，此值也是B与A的差值。由③知，n(NH4NO3)= 0.006L×5mol·L－1=0.03 mol，根据反应中得失电子相等的原则得：3n(R3+)=0.03×8=0.24 mol，则n(R3+)=0.08 mol=n(合金)，故混合物中n(Al):n(Fe)=5:3。0→88mL中，用于沉淀金属离子的OH-有0.08 mol×3=0.24 mol，故C点：(0.088L×5 mol·L－1-0.24 mol)/ 5 mol·L－1=0.04L，即40mL。

[考点]化学计算与技巧，元素及其化合物

23．(17分)甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上用CH₄和H₂O为原料通过下列反应①和②，来制备甲醇。

①CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)　 DH₁

②CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)　 DH₂

　　 将0.20 mol CH₄和0.30 mol H₂O(g)通入容积为10 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

⑴温度不变，缩小体积，①的逆反应速率　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

　 　⑵反应①的DH₁　　　 0(填“＜”“=”或“＞”)100°C时的平衡常数值K=　　　 。

　 　⑶在压强为0.1Mpa条件下，将amolCO与3amolH₂的混合气体在催化剂作用下进行反应②再生成甲醇。为了发寻找合成甲醇的适宜的温度和压强，某同学设计了二组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在空格中填入剩余的实验条件数据。

　 　300°C时，其他条件不变，将容器的容积压缩到原来的1/2，对平衡体系产生的影响是(填字母)(　　 )

　　　　　　 A．c(H₂)减少　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

　　　　　　 C．CH₃OH的物质的量增加　　　　　　　　 D．重新平衡时c(H₂)/c(CH₂OH)减小

　 　⑷已知在常温常压下：

　　　 ①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)DH=-1275.6 kJ·mol^－1

②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)　 DH=-556.0 kJ·mol^－1

③H₂O(g)=H₂O(l)DH=-44.0 kJ·mol^－1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳的液态水的热化学方程式　　　　　　　　 。

　 　⑸某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如右图所示的电池装置。

　　 ①该电池正极的电极反应为　　　　　　　　　　　 。

②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为

　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[答案]⑴增大　 ⑵＞ 1.35×10^-3

⑶CD　 实验II 150　 1/3　 实验III 1/3

⑷CH₃OH(l)+O₂(g)CO(g)+2H₂O(g) DH= -447.8 kJ·mol^－1

⑸①O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- 2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O

[解析]⑴缩小容器的容积，导致压强增大，正逆反应速率均加快。⑵由题中图像知温度升高，CH4的转化率变大，说明该反应的正反应为吸热反应。

在100℃时，CH4的转化率为0.5，则有

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 

　　 起始：0.2mol　 0.3mol　　　 0　　 0

　　 变化：0.1mol　 0.1mol　　 0.1mol 0.3mol

平衡：0.1mol　 0.2mol　　 0.1mol 0.3mol

K=c(CO)×c(H₂)³/[c(CH₄)×c(H₂O)]=0.01×0.03³/(0.01×0.02)=1.35×10^-3。

⑶显然该同学通过“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响，探究的前提只能是改变一个条件，而其它条件不变，故实验II的温度是150℃，n(CO)/n(H₂)=1/3，同样实验III中n(CO)/n(H₂)同样等于1/3。

由于反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)是气体体积减小的反应，现体积缩小，即增大压强，反应物和生成物的浓度均增大，正逆反应速率均加快，化学平衡向正反应方向移动，综上分析，选项C和D正确。

⑷根据盖斯定律得(①-②+③×4)/2得CH₃OH(l)+O₂(g)CO(g)+2H₂O(g) DH= -447.8 kJ·mol^－1。

⑸根据题意该原电池反应的总反应式为2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，故导致溶液的pH减小。

[考点]化学反应速率与化学平衡　 电解质溶液

22．(11分) I．实验室有一瓶失去标签的某白色固体，已知其成份可能是碳酸或亚硫酸的钠盐或钾盐，

且其成分单一。现某化学小组通过如下步骤来确定其成分：

　 　⑴阳离子的确定：

实验方法及现象：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

结论：此白色固体是钠盐。

⑵阴离子的确定：

　　 ①取少量白色固体于试管中，然后向试管中加入稀盐酸，白色固体全部溶解，产生无色气体，此气体能使溴水褪色。

　　 ②要进一步确定其成分需补做如下实验：取适量白色固体配成溶液，取少许溶液于试管中，加入BaCl₂溶液，出现白色沉淀。

　　 II．确认其成分后，由于某些原因，此白色固体部分被空气氧化，该化学小组想用已知浓度的酸性KMnO₄溶液来确定变质固体中X的含量，具体步骤如下：

步骤I　 称取样品1.000 g。

步骤II　 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。

步骤III　 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，用0.01 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定至终点。

按上述操作方法再重复2次。

⑴写出步骤III所发生反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑵在配制0.01 mol·L^－1 KMnO₄溶液时若仰视定容，则最终测得变质固体中X的含量　　　　 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)

　 　⑶滴定结果如下表所示：

　　 则该变质固体中X的质量分数为　　　　　　　　　　 。

[答案]I．⑴取固体少许，进行焰色反应实验，焰色为黄色，则含Na⁺。

II．⑴2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O　 ⑵偏大　 ⑶63%

[解析]题中一个关键点是白色固体成分单一，由阳离子检验可知该盐是钠盐，由实验II①可知该盐是亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，由实验II②可排除该盐是亚硫酸氢盐，该盐应是Na2SO3，Na2SO3易在空气中被氧化生成Na2SO4。

配制0.01 mol·L－1 KMnO4溶液时若仰视定容，使c(KMnO4)减小，则在进行滴定操作时消耗V (KMnO4)会变大，导致Na2SO3含量偏大。

分析滴定数据，第三组数据明显偏小，滴定中误差很大，计算时应舍去。

[考点]化学实验

21．(12分)有A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大，A、B、C、D、E均为短周期元素，D、F为常见金属元素。A元素原子核内只有一个质子，元素A与B形成的气态化合物甲在标准状况下的密度为0.759 g·L^－，C元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，E与C同主族。均含D元素的乙(金属阳离子)、丙、丁微粒间的转化全为非氧化还原反应，均含F元素的乙(单质)、丙、丁微粒间的转化全为氧化还原反应。

请回答下列问题：

⑴单质B的结构式：　　　　　　 。

　 　⑵F元素周期表中的位置：　　　　　　　　　　 。

　 　⑶均含有F元素的乙与丁在溶液中发生反应的离子方程式　　　　　　　　　 ；均含有D元素的乙与丁在溶液中发生反应的离子方程式　　　　　　　　 。

⑷由A、C元素组成化合物庚和A、E元素组成的化合物辛，式量均为34。其中庚的溶沸点比辛　　

(填“高”或“低”)，原因是　　　　　 。

[答案]⑴N≡N　 ⑵第四周期第VIII族　 ⑶Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺　　 Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O=4Al(OH)₃↓

⑷高　 H₂O₂分子间存在氢键

[解析]由题意可得A是H元素，M(甲)=22.4×0.759=17 g·mol－1，由此可知B是N元素，C是O元素，E是硫元素，D是铝元素，此时乙和丁发生双水解反应生成丙，F是铁元素，此时乙和丁发生归中反应生成丙。

[考点]物质结构　 元素周期律

20．向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol·L^－1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．　　　　 B．　　　 C．n=m+17Vc　　　　　 D．

[答案]C

[解析]设混合物中含有xmolMg和ymolAl，根据和酸反应时的得失电子守恒得2x+3y=b/11.2……①，和碱反应生成沉淀的化学式为Mg(OH)2和Al(OH)3，根据电荷守恒可得n(KOH)=2x+3y=cV/1000……②，由①②可得，A正确。沉淀经灼烧后所得固体成分是MgO和Al2O3，根据电荷守恒得混合物中n(O)=x+3y/2，由①可得n(O)=cV/2000，由此可得固体的质量p= m+m(O) =m+16n(O)/2000，代入数据可知选项B正确。分析选项C中量纲就知表达式是错误的。选项D可用极值法讨论，若mg全为Mg，则p=5m/3，若mg全为Al，p=17m/9，由此可知选项D正确。

[考点]化学计算与技巧，金属元素及其化合物

19．某同学按下图所示的装置进行实验。A、B两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当K闭合时，在交换膜处SO₄^2－从右向左移动。下列说法错误的是　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．电解一段时间后，向II装置通入适量的HCl气体可以恢复原来的浓度

　　　 B．反应初期，y电极周围出现白色沉淀

　　　 C．B电极质量增加

　　　 D．x电极产生气泡，且生成1 mol气体的同时，有1 mol A参与反应

[答案]B

[解析]由于装置II中两极材料相同，不符合构成原电池的条件，因此可判断出装置I是原电池，装置II是电解装置，根据已知“SO42－从右向左移动”可判断出A是负极，电极反应式为A-2e-=A2+，B是正极，电极反应式为B2++2e-=B，y作阳极，x作阴极，用惰性电极电解AlCl3溶液的总反应方程式为2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。根据电解的总反应式和质量守恒可知选项A正确。根据得失电子守恒可知选项D也正确。

[考点]电解质溶液--原电池和电解池的综合应用

18．在25 mL0.1 mol·L^－1NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L^－1醋酸溶液，曲线如下图所示，有关粒子浓度关系不正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．在A、B间任一点，溶液中一定都有c(Na⁺)＞c(CH_­3COO^－)＞c(OH^－)＞c(H⁺)

　　　 B．在B点：a＞12.5

　　　 C．在C点：c(CH₃COO^－)＞c(Na⁺)＞c(H⁺)＞c(OH^－)

　　　 D．在D点：c(CH₃COO^－)+c(CH₃COOH)=2c(Na⁺)

[答案]A

[解析]当在NaOH溶液中滴入少量醋酸时，NaOH远远过量，因此有c(Na⁺)＞c(OH^－)＞c(CH_­3COO^－)＞c(H⁺)，故A错。当酸碱恰好完全反应时生成CH₃COONa，水解显碱性，而在B点时，溶液显中性，因此反应中醋酸必过量，因此有a＞12.5。C点时溶液中的溶质是CH₃COOH和CH₃COONa，溶液显酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，因此C正确。根据物料守恒可知选项D正确。

[考点]电解质溶液--离子浓度大小比较

17．如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H₂S废气的工艺流程。该方法对H₂S的吸收率达99%以上，并可制取H₂和S。下列说法正确的是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．吸收H₂S的离子方程式为：Fe³⁺+H₂S = Fe²⁺+S↓+2H⁺

　　　 B．电解过程中的阳极反应主要为：2Cl^－-2e^－ = Cl₂↑

　　　 C．该工艺流程体现绿色化学思想

　　　 D．实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H₂S污染

[答案]C

[解析]选项A不符合电荷守恒，正确的离子方程式为2Fe3++H2S = 2Fe2++S↓+2H+，所得滤液中含有Fe2+、H+和Cl-，由于还原性Fe2+＞Cl-(或根据图示循环)，电解时阳极反应式为Fe2+-e-=Fe3+，故B错。由于H2S充分燃烧的化学方程式为2H2S+3O2 =2SO2+2H2O，生成的SO2也是一种有毒气体，故D也错。

[考点]电化学，非金属元素及其化合物

16．等质量的三份锌a、b和c，分别加入足量的稀H₂SO₄中，a中同时加入适量CuSO₄溶液，c中加入适量CH₃COONa。下列各图中表示其产生H₂总体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

[答案]A

[解析]从化学反应速率角度分析：a中加入CuSO4溶液后，形成Zn-Cu-稀硫酸原电池，加快了反应速率，c中加入了CH3COONa后，由于降低了溶液中的c(H+)，减慢了反应速率。从生成H2的角度分析，b和c中生成H2的量相同，但均比a多，综上分析A正确。

[考点]

15．在一定温度下，将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器I(恒容)和II(恒压)中，使其发生反应，t₀时容器I中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示)，则下列有关推断正确的是　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．该反应的化学方程式为：3X+2Y3Z

　　　 B．若两容器中均达到平衡后，两容器的体积V(I)＜V(II)，则容器II达到平衡所用时间小于t₀

　　　 C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固态或液态

　　　 D．达平衡后，若对容器II升高温度时其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应

[答案]C

[解析]由物质的量--时间曲线图可知该反应中Z是反应物，而X和Y是生成物，故正确的化学方程式应为3Z3X+2Y，A错。若平衡后V(I)＜V(II)，则P(I)＞P(II)，压强越大反应速率越快，由此可知容器II达到平衡所用时间大于t0，B错。选项C可依据等效平衡判断是正确的。由于生成物的状态未知，且温度升高气体均会膨胀，因此通过题给条件无法判断反应的热效应。

[考点]化学反应速率与化学平衡