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1、选择题 2007年诺贝尔化学奖获得者德国科学家格哈德·埃特尔在表面化学研究领域作出了开拓性贡献。化学家将研究气体与固体(或液体)在界面上所发生的物理化学现象的科学称为表面化学。对下列现象的研究不属于表面化学范畴的是
A.氯化银在水中的溶解平衡
B.氢氧燃料电池中电极上的反应
C.铁在潮湿的空气中生锈
D.氮气与氢气在铁触媒作用下化合
参考答案:A
本题解析:题干中强调“表面化学”有气体参与,只有A选项的溶解平衡与气体无关,故不属表面化学范畴。
本题难度:一般
2、填空题 (12分)有关硫化物的几个问题。
(1)H2S在空气中可以燃烧。
已知:① 2H2S(g) + O2(g)
2S(s) + 2H2O(g) ΔH= -442.38 kJ/mol
②S(s) + O2(g)
SO2(g) ΔH= -297.04 kJ/mol
H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是 。
(2)SO2是大气污染物,海水具有良好的吸收SO2的能力,其过程如下。
① SO2溶于海水生成H2SO3,H2SO3最终会电离出SO32—,其电离方程式是 。
② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会 (填“升高” 、“不变”或“降低”)。
③ 为调整海水的pH,可加入新鲜的海水,使其中的HCO3—参与反应,其反应的离子方程式是 。
④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气,其原因是 。
(3)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液,向地下深层渗透,遇到难溶的ZnS,慢慢转变为铜蓝(CuS),用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程: 。
参考答案:(1)2H2S(g)+3O2(g)
2SO2(g)+2H2O(g) ΔH= -1036.46 kJ/mol (2)① H2SO3
HSO3—+ H+ HSO3—
SO3 2—+ H+ (每个1分,共2分) ② 降低 ③ HCO3 —+ H+
CO2 ↑+ H2O(2分)
④提高脱硫海水的溶解氧,将SO32-氧化成为SO42-,有利于平衡H2SO3
HSO3—+ H+ HSO3—
SO3 2—+ H+ 正向移动,提高二氧化硫的转化率,同时起到加快反应速率的作用。(3)CuSO4
Cu 2++SO42-,ZnS(s)
Zn(aq) +S2-(aq),Cu 2(aq)++ S2-(aq)
CuS(s)
本题解析:(1)将①+②×2可得H2S(g)与O2(g)反应的化学方程式,则其ΔH=-442.38 kJ/mol+ (-297.04 kJ/mol )×2=-1036.46 kJ/mol,所以H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是:2H2S(g)+3O2(g)
2SO2(g)+2H2O(g) ΔH= -1036.46 kJ/mol 。(2)①H2SO3是二元中强酸,分步电离。电离方程式为:H2SO3
HSO3—+ H+ 、HSO3—
SO3 2—+ H+ ②会发生反应:2SO2+ 2H2O+O2
2H2SO4,产生了强酸所以pH降低。③溶解了SO2的海水显酸性,与HCO3 —反应的离子方程式为HCO3 —+ H+
CO2 ↑+ H2O 。④大量鼓入空气可以提高氧气的浓度,将SO32-氧化成为SO42-,有利于平衡H2SO3
HSO3—+ H+ HSO3—
SO3 2—+ H+ 正向移动,提高二氧化硫的转化率,同时起到加快反应速率的作用。(3)CuSO4遇到ZnS转化为CuS是一个沉淀的转化过程,溶解度大的沉淀转化为溶解度小的沉淀,发生的反应有:CuSO4
Cu 2++SO42-,ZnS(s)
Zn(aq) +S2-(aq),Cu 2+(aq)+ S2- (aq)
CuS(s)
考点:热化学方程式的计算、离子方程式的书写和沉淀转化。
本题难度:困难
3、填空题 科学家利用淡水与海水之间含盐量的差别发明了一种新型电池——水电池。
(1)用二氧化锰纳米棒作电池正极可提高发电效率,这是利用纳米材料的 ? 特性,使之能与钠离子充分接触。
(2)水电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,该电池的负极反应式为 。水电池工作时,Na+不断向?极方向移动。
(3)水电池生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为?。
(4)某温度下,Fe(OH)3(s)、Mg(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液中金属阳离子的浓度与溶液pH的关系如右图。请据右图分析:

①该温度下,溶度积常数的关系为:KSP[Fe(OH)3]?KSP[Mg(OH)2](填“>”、“=”或“<”);
②如果在新生成的Mg(OH)2浊液中滴入足量的FeCl3溶液,振荡后,白色沉淀会全部转化为红褐色沉淀,原因是?。
参考答案:(1)较强的吸附能力或较大的表面积?(2分)
(2)Ag + Cl--e-=AgCl (3分,2倍计量数、加“↓”不扣分,产物写Ag+不给分) 正(2分)
(3)2 mol(3分,单位错漏扣1分)?(4)① < (2分)
②Mg(OH)2浊液中存在沉淀溶解平衡(1分),Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),滴入足量的FeCl3溶液,c(Fe3+)×c3(OH―)>KSP[Fe(OH)3],Fe3+与OH-生成更难溶的Fe(OH)3(1分),使Mg(OH)2浊液沉淀溶解平衡向右移动(1分),Mg(OH)2浊液转化为Fe(OH)3沉淀(1分)。(注意要点,合理即给分)
本题解析:(1)由于纳米材料的表面积大,具有很强的吸附能力,所以使之能与钠离子充分接触而提高发电效率。
(2)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。根据总反应式5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl可知,Mn元素的化合价从+4价降低到+3.6价,得到电子做氧化剂。Ag元素的化合价从0价升高到+1价失去电子做还原剂。所以银是负极,电极反应式为Ag + Cl--e-=AgCl。水电池工作时,阳离子Na+不断向正极方向移动。
(3)Mn元素的化合价从+4价降低到+3.6价,所以水电池生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为1mol×5×(4-3.6)=2mol。
(4)①根据图像可知,在金属阳离子的物质的量浓度相同的情况下,氢氧化铁对应的pH小于氢氧化镁对应的pH值,所以氢氧化铁的溶度积常数小于氢氧化镁的溶度积常数。
②由于Mg(OH)2浊液中存在沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq),滴入足量的FeCl3溶液,当溶液中c(Fe3+)×c3(OH―)>KSP[Fe(OH)3]时,Fe3+与OH-生成更难溶的Fe(OH)3,使Mg(OH)2浊液的沉淀溶解平衡向右移动,从而使Mg(OH)2浊液全部转化为Fe(OH)3沉淀。
本题难度:一般
4、填空题 某自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、、HCO32-、SO42-、Cl—,长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢。锅炉水垢不仅耗费燃料,而且有烧坏锅炉的危险,因此要定期清除锅炉水垢。已知部分物质20℃时的溶解度数据为:

(1)请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg(OH)2的原因:_________________________?。
(2)锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去,需要加入试剂X,使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去。试剂X是_____________ (填序号)。
A.食醋
B.氯化钡
C.碳酸钠
D.碳酸氢钠