《离子反应》教案

《分散系及其分类》教案一、教材分析本节课在新人教版教材中位于第一章“物质及其变化”的第一节“物质的分类及转化”。分散系的概念既承接了初中关于溶液、浊液的相关知识，也是对上节课中“物质的分类”的进一步细化。胶体作为一类重要的分散系，在生产生活中有着重要的应用。对胶体相关知识的学习有助于学生完善认知结构，体会化学的实用价值，并在学习的过程中发展多方面的素养。二、学情分析通过本节教材第一课时的学习初步把握了简单的分类方法及其应用，知道溶液和浊液属于混合物，但还没有从分散系的角度对混合物进行分类。在生活中，已经接触过很多的分散系、胶体的实例，初中物理中学过光的散射，为丁达尔效应的理解打下了基础。学习过氢氧化铁是一种沉淀，难以理解胶体这种存在状态。胶体知识与学生以前所学的知识有所不同，它研究的不是某种物质所特有的性质，而是物质的聚集状态所表现出来的性质。这对学生而言是一个较为陌生的领域，是学生通过分类思想来研究物质、观察物质新的切入点。三、素养目标【教学目标】1、认识胶体是一种分散系及胶体的性质。2、能根据牛奶及其他物质的丁达尔效应进行推理、归纳，形成初步结论。3、能利用胶体知识解释生活中的现象，解决生活中的实际问题。【评价目标】1、通过对牛奶的认识过程，诊断并发展学生对分散系和胶体的系统认识水平。2、通过对牛奶除杂实验设计，诊断并发展学生的分析推理水平以及概念归纳水平。3、通过对牛奶的全面认识的讨论，诊断并发展学生对化学学科价值的认识水平。四、教学重点、难点1、教学重点：分散系的概念及分类；胶体的丁达尔效应2、教学难点：对胶体的概念和性质的理解五、教学方法1、讲授法（牛奶的历史）2、探究法（牛奶的探究）3、实验法（氢氧化铁胶体的制备、丁达尔效应）4、任务驱动法（去除牛奶中的乳糖）六、教学设计思路本节课以牛奶的探究为情境，首先通过对牛奶是混合物的初步认识，自然引出分散系的概念；接着对稀牛奶丁达尔现象的剖析，完善分散系的分类以及胶体的定义，通过氢氧化铁胶体的制备，加深理解胶体的存在状态，并利用分类思想对胶体进行分类；最后，引导学生设计除去牛奶中乳糖的方法，把本节课所学知识拓展应用于解决生活实际问题。从对牛奶的初步认识，一步步探究分析，认识到牛奶是一种复杂的体系，探究牛奶的情境使得教学内容之间具有紧密的结构化联系。七、教学流程课堂引入分散系胶体拓展应用课堂引入分散系胶体拓展应用通过对牛奶的介绍，从生活问题入手，引发学生的好奇心与探索欲讨论生活中的分散系，加深对概念的理解；通过对牛奶丁达尔效应的探究，为引出胶体作了铺垫。通过制备Fe(OH)3胶体，引出区分胶体和溶液的方法；对胶体进行分类，强化分类思想。对胶体的性质进行拓展，并将本节课的内容在小结后学以致用。通过对牛奶的介绍，从生活问题入手，引发学生的好奇心与探索欲讨论生活中的分散系，加深对概念的理解；通过对牛奶丁达尔效应的探究，为引出胶体作了铺垫。通过制备Fe(OH)3胶体，引出区分胶体和溶液的方法；对胶体进行分类，强化分类思想。对胶体的性质进行拓展，并将本节课的内容在小结后学以致用。L1-1L1-2L1-3L1-L1-1L1-2L1-3L1-4L2-1（1）L2-1（2）L2-2八、教学过程环节教师活动学生活动课堂引入一顿营养丰富的早餐，是一整天精力充沛的保证。在早餐的选择上，有人偏爱豆浆油条，有人钟情牛奶面包。我们总是将前者称为中式早餐，后者称为西式早餐。然而，牛奶文化真的是“舶来品”么？其实牛奶在我国有着悠久的历史，远比我们印象要早。早在2000多年前，牛奶已载入《礼记》和《周礼》等古书中。从唐、宋的本草经一直到李时珍的《本草纲目》，都把牛奶及其乳制品当作滋补的食品。牛奶在中国有着悠久的历史，那为什么大部分的中国人在历史上没有养成喝牛奶的习惯呢？本节课我们将牛奶作为探究的主角。认真倾听，感受中华文化的博大精深。思考情境问题分散系从认识化学物质的角度，你怎样来描述牛奶呢？牛奶：是乳白色不透明液体，是混合物……上节课我们利用分类的方法让纯净物枝繁叶茂，这节课我们一起给混合物开枝散叶。由一种（或多种）物质以粒子形式分散到另一种（或多种）物质中形成的混合物，叫做分散系。我们初中接触过的溶液和浊液也是常见的分散系。溶液这种分散系中，溶质是分散质，溶液是分散剂。倾听，思考请同学们想一想，我们生活中的分散系还有哪些？并指出它们的分散质和分散剂。碘酒、可乐、血液、雾霾、合金钢……分析上述分散系中的分散质和分散剂接下来，我们继续研究牛奶到底是什么分散系？（展示资料卡片：牛奶主要成分）微波炉加热后，牛奶表面会结皮，这是由于牛奶中的脂肪凝结了。牛奶中有可溶物如无机盐等，牛奶具有溶液属性；牛奶具有乳浊液的属性。胶体我们用另一种方式来观察牛奶。展示稀牛奶的丁达尔效应。同学们观察到了什么？观察到了液体中出现了一条光亮的通路。我们把这种现象称为丁达尔效应。丁达尔效应一种光学现象，是分散质微粒对可见光（波长为400~700nm）散射而形成的。当分散质粒子＜1nm时，对光的作用主要为透射；当分散质粒子＞100nm时，对光的作用主要是折射和反射；当分散质粒子为1～100nm时，对光的主要作用是散射。我们就按照分散质粒子的大小，将分散系分为溶液、胶体、浊液。倾听、观察、思考稀牛奶中可以观察到丁达尔效应，说明什么？说明稀牛奶中有直径在1～100nm的分散质粒子，牛奶具有胶体的属性。还有什么分散系也是胶体呢？【实验演示】Fe(OH)3胶体的制备1、向40ml冷水中加入5～6滴饱和FeCl3溶液，得到黄色液体。用激光笔照射，没有观察到丁达尔效应。2、向40ml沸水中逐滴加入5～6滴饱和FeCl3溶液，继续煮沸，生成的红褐色物质是什么？FeCl3＋3H2O=Fe(OH)3(胶体)＋3HCl得到的液体均一、透明，外观是和溶液一致，是Fe(OH)3溶液么？怎样确认？1、黄色液体是FeCl3稀溶液；2、生成的红褐色物质是Fe(OH)3。利用丁达尔效应，可观察到丁达尔现象，说明Fe(OH)3没有溶解，而是簇生成了Fe(OH)3胶体粒子。红褐色液体是Fe(OH)3胶体。小结胶体的定义和性质小结，笔记稀牛奶胶体和Fe(OH)3胶体的共同点都是液体，我们称为液溶胶。除了在液体中能观察到丁达尔效应，在其他状态的体系中是否也能观察到？【演示】喷雾和玉髓的丁达尔效应根据分散剂状态不同，胶体又可分为：气溶胶：烟、云、雾；液溶胶：Fe(OH)3胶体、牛奶胶体固溶胶：有色玻璃、烟水晶还有分散剂为气体的气溶胶，分散剂为固体的股溶胶。拓展应用丁达尔效应在生活中很常见【图片展示】空气中的丁达尔效应观看，体会生活之美、化学之美虽然牛奶的营养价值高，但并不是人人都适合。很多人喝完牛奶后会出先腹胀、腹泻的烦恼，这都是由于乳糖不耐症引起的。据调查统计，中国人大部分都有乳糖不耐性状。那么我们该如何在不改变牛奶的口感下，将牛奶中的乳糖去除呢？思考【提示】1、我们如何去除粗盐中的泥沙？2、过滤的原理是什么？3、可利用什么原理来分离牛奶中的乳糖？膜分离技术介绍：在膜分离技术中，我们使用的“筛子”有两种，孔径比较大的那个我们叫它“超滤膜”(孔径10-20nm左右)，它能将牛奶中的蛋白质、脂肪截住，让其他物质流出。孔径比较小的那个我们叫它“纳滤膜”(孔径1-2nm左右)，能把乳糖截住，让水、无机盐、矿物质等流出。在牛奶依次通过两层膜之后，我们把被超滤膜截住的那部分加入到最后流出的液体中混匀，得到的就是不含乳糖的牛奶，同样适合有乳糖不耐症的人群饮用。1、过滤2、将浊液倒在有小孔的滤纸上，利用液体的重力使分子直径较小的液体通过滤纸的小孔，而不溶性固体的直径较大无法通过滤纸，从而将不溶性固体与液体进行分离3、利用乳糖分子大小与牛奶中其他分散质粒子不同，达到分离的目的。关于牛奶的探究本节课到此结束，但是牛奶的更多知识还等着大家课后继续去解锁。牛奶是一种复杂的混合体系，同时具有溶液、胶体、浊液的属性。大家可以用同样的方法探究生活中另外一种传统的饮品—豆浆。倾听、思考课堂小结（板书小结）请大家根据今天学习的内容完成练习。在老师的引导下回顾、记忆所学的内容，完善思维导图，完成练习。九、板书设计模块综合测评(时间:90分钟分值:100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.如图所示的日常生活装置中,与手机充电时的能量转化形式相同的是()答案A解析手机充电过程为电解过程,电能转化为化学能。电解水为电解过程,与手机充电的能量转化形式相同,A正确;水力发电为机械能转化为电能的过程,B错误;太阳能热水器将太阳能转化为热能,C错误;干电池将化学能转化为电能,D错误。2.(浙江4月选考)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH-),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是()A.高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快B.高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快C.高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解D.高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解答案D解析对于任何化学反应,体系温度升高,均可加快反应速率,A项正确;由于高温高压液态水中,c(H+)和c(OH-)增大,油脂水解向右移动的倾向变大,因而油脂与水的互溶能力增强,反应速率加快,B项正确;油脂在酸性条件下水解,以H+做催化剂,加快水解速率,因而高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C项正确;高温高压液态水中的油脂水解,其水环境仍呈中性,因而不能理解成相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH-)的碱的水解,D项不正确。3.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于57.3kJ的热量B.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1C.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH=a;2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=b,则a>bD.已知P(白磷,s)P(红磷,s)ΔH<0,则白磷比红磷稳定答案A解析醋酸是弱酸,其电离过程是吸热过程,故含40.0g即1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出的热量小于57.3kJ,故A正确;氢气的燃烧热必须是生成液态水所放出的热量,液态水变为气态水是吸热的,故氢气的燃烧热大于241.8kJ·mol-1,B错误;等量的焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,因两反应的ΔH<0,即a<b,故C错误;P(白磷,s)P(红磷,s)ΔH<0,所以红磷的能量低于白磷的能量,所以白磷不如红磷稳定,故D错误。4.(浙江温州“十五校联合体”期中)一定温度下,等体积、pH相等的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是()A.两溶液中,所含溶质的分子数相等B.与等体积等浓度NaHCO3溶液混合,开始产生CO2速率相等,后来盐酸快C.等体积、pH相等的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多D.用同浓度的NaOH溶液分别与两溶液恰好反应完全,根据消耗的NaOH溶液体积的多少可以判断醋酸是弱电解质答案D解析HCl是强电解质,溶液中不存在溶质的分子,A错误;与等体积等浓度NaHCO3溶液混合,开始产生CO2速率相等,随着反应的进行,未电离的醋酸继续电离出H+,反应速率快,B错误;等体积、pH相等的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,由于醋酸的浓度较大,则醋酸产生的H2多,C错误;同浓度的NaOH溶液分别与等体积、pH相等的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,由于醋酸是弱电解质,浓度大于盐酸,则醋酸消耗的NaOH溶液体积多,故D正确。5.(湖南长沙中学月考)已知:反应mX(g)+nY(g)qZ(g)ΔH<0,m+n>q,在密闭容器中反应达到平衡时,下列说法不正确的是()A.恒容时通入稀有气体使压强增大,平衡不移动B.增大压强,反应速率加快且可以提高Z的产率C.恒压时,增加一定量Z(g),平移时,混合气体的平均相对分子质量变大D.恒容时增加X的物质的量,Y的转化率增大答案C解析恒容时通入稀有气体,体系的压强增大,但反应物的浓度不变,则平衡不移动,A正确。由于m+n>q,增大压强,平衡正向移动,则Z的产率提高,B正确。恒压时,增加一定量Z(g),达到的新平衡与原平衡等效,各物质的浓度不变,则混合气体的平均相对分子质量不变,C错误。恒容时增大X(g)的物质的量,平衡正向移动,则Y的转化率增大,D正确。6.H2与ICl的反应分①②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是()A.反应①、反应②均为放热反应B.反应①、反应②均为氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1答案C解析根据图像,反应①②中反应物的总能量大于生成物的总能量,均是放热反应,故A说法正确;反应①中H的化合价由0→+1,部分I的化合价降低,属于氧化还原反应,反应②中,I的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B说法正确;反应①比反应②慢,说明反应①中正反应的活化能较大,反应②中正反应的活化能较小,故C说法错误;根据盖斯定律知,反应的焓变只与始态和终态有关,与反应的途径无关,因此反应①、反应②的焓变之和ΔH=-218kJ·mol-1,故D说法正确。7.常温常压下,微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,下图1为一种微生物燃料电池的工作原理,图2为废水中Cr2O72-的浓度与去除率的关系。下列说法正确的是图1图2A.M为电池负极,CH3COOH被还原B.外电路转移4mol电子时,M极产生22.4LCO2C.反应一段时间后,N极附近溶液pH下降D.Cr2O72-答案D解析电子由M极流出,M为电池负极,CH3COOH被氧化为二氧化碳,故A错误;负极的电极反应是CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+,外电路转移4mol电子时,M极产生1molCO2,非标准状况下CO2的体积不一定是22.4L,故B错误;N极为正极,电极反应为O2+4e-+4H+2H2O、Cr2O72-+6e-+8H+2Cr(OH)3+H2O,根据电子守恒,外电路转移8mol电子时,有8molH+由M移向N,N极消耗H+大于8mol,所以反应一段时间后,N极附近溶液pH升高,故C错误;Cr2O72-能使蛋白质变性,根据图示,Cr2O72-的浓度较大时,Cr2O72-的去除率明显降低,8.常温时,将V1mLc1mol·L-1的氨水滴加到V2mLc2mol·L-1的盐酸中,下列结论正确的是()A.若混合溶液的pH=7,则c1V1>c2V2B.若V1=V2,c1=c2,则混合液中c(NH4+)=c(ClC.若混合溶液的pH=7,则溶液中c(NH4+)>c(ClD.若V1=V2,且混合液的pH<7,则一定有c1=c2答案A解析常温下氨水与盐酸恰好中和(即c1V1=c2V2)生成的氯化铵溶液为强酸弱碱盐溶液,常温下溶液呈酸性,pH<7,若混合溶液的pH=7,则说明氨水相对过量,即c1V1>c2V2,A正确;V1=V2,c1=c2,即c1V1=c2V2,两者恰好中和,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),则另两离子c(NH4+)<c(Cl-),B错误;若混合溶液的pH=7,则溶液中c(H+)=c(OH-),另两离子c(NH4+)=c(Cl-),C错误;若V1=V2,且混合液的pH<7,则溶液呈酸性,而当酸过量或二者恰好中和时都满足混合液的9.加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5,加热到T℃,达到平衡状态后O2的物质的量为9mol,N2O3的物质的量为3.4mol。则T℃时反应①的平衡常数为()A.8.5 B.9.6C.10.2 D.10.7答案A解析设分解的N2O3物质的量为xmol,反应过程中共生成N2O3(x+3.4)mol,在①反应中N2O5分解了(x+3.4)mol,同时生成O2(x+3.4)mol,在②反应中生成氧气xmol。则(x+3.4)+x=9,求得x=2.8,所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c(N2O5)=(8-2.8-3.4)mol÷2L=0.9mol·L-1,c(N2O3)=3.4mol÷2L=1.7mol·L-1,c(O2)=9mol÷2L=4.5mol·L-1,反应①的平衡常数K=1.7×410.工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解;②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)。A.石墨棒上发生的电极反应:4OH--4e-O2↑+2H2OB.电解过程中,B室中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水的pHD.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变答案B解析A项,该装置中石墨棒为阳极,电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑,正确;B项,由于C室中Ni2+、H+不断减少,Cl-通过阴离子膜从C室移向B室,A室中OH-不断减少,Na+通过阳离子膜从A室移向B室,所以B室中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,错误;C项,由于H+的氧化性大于Ni2+(低浓度)的氧化性,所以为了提高Ni的产率,电解过程需要控制废水的pH,正确;D项,若去掉阳离子膜,Cl-在阳极放电生成Cl2,反应总方程式发生改变,正确。二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意)11.(海南卷)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是()A.每活化一个氧分子吸收0.29eV的能量B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVC.氧分子的活化是O—O的断裂与C—O的生成过程D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂答案CD解析根据图示,活化一个氧分子放出0.29eV的能量,A错误;图中相对能量为0.73eV时对应的状态只是无水的过渡态,相对能量为0.75eV时对应的状态才是无水的中间态,因此水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,B错误;氧气中存在O—O,活性氧中存在C—O,由图示知C正确;由题给信息“活化氧可以快速氧化二氧化硫”,结合氧化二氧化硫的总反应可知D正确。12.(辽宁大连高二月考)已知25℃时,二元酸H2X的电离平衡常数Ka1=5.0×10-2,Ka2=5.4×10-3。此温度下用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01mol·L-1的KY和K2X溶液,所得的沉淀(AgY和Ag2X)溶解平衡图像如图所示。下列叙述正确的是A.25℃时,KHX的溶液pH>7B.反应Ag2X+2Y-2AgY+X2-的平衡常数为103.25C.a点既可以表示AgY的不饱和溶液也可以表示Ag2X的过饱和溶液D.向c(Y-)=c(X2-)=0.01mol·L-1的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成AgY沉淀答案D解析由HX-+H2OH2X+OH-可知,其水解常数Kh=KWKa1=10-145.0×10-2=2×10-13<Ka2,说明HX-的电离程度大于其水解程度,则25℃时,KHX的溶液pH<7,A错误;根据图像,-lgc(Ag+)=4时,可得Ksp(AgY)=c(Ag+)·c(Y-)=10-4×10-5.75=10-9.75,同理,可得Ksp(Ag2X)=10-10.46。反应Ag2X+2Y-2AgY+X2-的平衡常数K=c(X2-)c2(Y-)=c(X2-)·c2(Ag+)c2(Y-)·c2(Ag+)=Ksp(Ag2X)Ksp2(AgY)=10-10.46(10-9.75)2=109.04,B错误;由图可知,a点时的离子积Q(AgY)>Ksp(AgY),则a点表示AgY的过饱和溶液;a点时的离子积Q(Ag2X)<Ksp(Ag2X),则a点表示Ag2X的不饱和溶液,C错误;当c(Y-)=c(X2-)=0.01mol·L-1时,开始生成AgY沉淀时c(Ag+13.(海南六市联考)世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁—空气电池,其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()A.O2-由b极移向a极B.正极的电极反应式为FeOx+2xe-Fe+xO2-C.铁表面发生的反应为xH2O(g)+FeFeOx+xH2D.若有22.4L(标准状况)空气参与反应,则电路中有4mol电子转移答案C解析a极空气中氧气得电子发生还原反应,为正极,氢气在b极失电子发生氧化反应,为负极。在原电池中,阴离子向负极移动,O2-由a极移向b极,A项错误;a极空气中氧气得电子发生还原反应,为正极,电极反应式为O2+4e-2O2-,B项错误;由新型中温全瓷铁—空气电池的装置图可知,铁表面发生的反应为xH2O(g)+FeFeOx+xH2,C项正确;22.4L(标准状况)空气中氧气的物质的量约为0.2mol,电路中约转移0.8mol电子,D项错误。14.X、Y、Z为三种气体,把amolX和bmolY充入一密闭容器中,发生反应X(g)+2Y(g)2Z(g)。达到平衡时,若三者的物质的量满足n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为()A.a+b5×100% B.C.2(a+b)5×100%答案B解析设参加反应的Y的物质的量为nmol,则X(g)+2Y(g)2Z(g)起始/mol a b 0平衡/mol a-n2 b-n 由于平衡时n(X)+n(Y)=n(Z),则有(a-n2)+(b-n)=n,解得n=2(a+b)5,所以Y的转化率为15.某温度下,难溶物FeR的水溶液中存在平衡FeR(s)Fe2+(aq)+R2-(aq),其沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()A.可以通过升温实现由c点变到a点B.d点可能有沉淀生成C.a点对应的Ksp等于b点对应的KspD.该温度下,Ksp=4.0×10-18答案C解析从图像可以看出,从c点到a点,c(R2-)不变,c(Fe2+)变小,而温度变化时,c(R2-)与c(Fe2+)同时变化,A错误;沉淀溶解平衡曲线上方表示过饱和溶液,可析出沉淀,曲线以下表示不饱和溶液,所以d点没有沉淀生成,B错误;温度不变,Ksp不变,C正确;由图知,该温度下,Ksp=2.0×10-18,D错误。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)。实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是。

(2)加入NH3·H2O调pH=8可除去(填离子符号),滤渣Ⅱ中含(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是。

已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9离子符号Ca2+Mg2+Fe3+开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。已知:2CrO42-+2H+Cr2O7Ba2++CrO42-BaCrO步骤Ⅰ:移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液置于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V0mL。步骤Ⅱ:移取ymLBaCl2溶液置于锥形瓶中,加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL。滴加盐酸标准溶液时应使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为mol·L-1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将(填“偏大”或“偏小”)。

答案(1)增大反应物接触面积从而使反应速率加快(2)Fe3+Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀,使产品产量减少(3)上方b(解析(1)把毒重石充分研磨的目的是增大反应物接触面积使反应速率加快。(2)由表中信息可知pH=8时Fe3+可完全沉淀,Mg2+、Ca2+未开始沉淀,pH=12.5时,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,由于Ksp(CaC2O4)<Ksp(BaC2O4),则向含有Ca2+和Ba2+的溶液中加入H2C2O4,Ca2+先形成CaC2O4沉淀,但H2C2O4不能过量,否则Ba2+也会被沉淀。(3)滴定管“0”刻度位于滴定管的上方,由步骤Ⅰ可知xmLNa2CrO4溶液中CrO42-的物质的量为V0b×10-3mol,步骤Ⅱ中与Ba2+形成沉淀的CrO42-的物质的量为(V0b-V1b)×10-3mol,则ymLBaCl2溶液中Ba2+的物质的量为(V0b-V1b)×10-3mol,则c(BaCl2)=(V0b-V1b)×10-3moly×10-3L=b(V017.(12分)知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨)。(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是(填化学式),U形管(填“左”或“右”)边的溶液变红。

(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的极;该发生器中反应的离子方程式为。

(3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。下图是目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。①阳极产生ClO2的电极反应式:。

②当阴极产生标准状况下112mL气体时,通过阳离子交换膜离子的物质的量为。

答案(1)H2右(2)负2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-、Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O(3)①Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+②0.01mol解析(1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极,右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近产生NaOH。(2)要制取“84”消毒液,应创造氯气和氢氧化钠反应生成NaClO的环境,为了使反应更充分,则下面电极生成氯气,为阳极,上面电极生成氢气,为阴极,阴极附近有NaOH生成,则c为负极,d为正极。(3)①依据题干信息,阳极Cl-被氧化为ClO2,根据电子守恒和电荷守恒,写出电极反应式。②电极上得到或失去一个电子,电解质溶液中必然有一个阳离子通过阳离子交换膜。18.(12分)(北京理综,节选)氢能源是最具有应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是。

②已知反应器中还存在如下反应:ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3……ⅲ为积碳反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用反应的ΔH。

③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1,大于初始反应的化学计量数之比,目的是(选填字母序号)。

a.促进CH4转化b.促进CO转化为CO2c.减少积碳生成④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%,但已失效,结合化学方程式解释原因:。

答案①CH4+2H2O(g)4H2+CO2②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)③abc④降低CaO+CO2CaCO3,CaCO3覆盖在CaO表面,减少了CO2与CaO的接触面积解析①由于初始反应的生成物为H2和CO2,且其物质的量之比为4∶1,由质量守恒定律可写出反应方程式为CH4+2H2O(g)4H2+CO2。②反应ⅰ+反应ⅱ-反应ⅲ可得:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g),所以,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)2CO(g)的ΔH。③增加H2O(g)的量,由ⅰ可知可提高CH4的转化率,由ⅱ可知能促使CO转化为CO2,由ⅰ和ⅲ可知降低积碳反应的发生。④由图像可知,从t1时开始,H2体积分数显著降低,单位时间CaO消耗率曲线斜率减小,原因是CaO表面被生成的碳酸钙覆盖,失去吸收CO2的能力。19.(12分)雾霾天气严重影响人们的生活,汽车尾气所排放的氮氧化物及燃煤所排放的硫氧化物是造成雾霾的重要原因。(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示,由图1可知,SCR技术中的氧化剂是,写出SCR技术中反应的一个化学方程式:。图2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业应使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为、。

图1图2(2)改善能源结构是治理雾霾问题的最直接有效途径。二甲醚是一种清洁能源,可用合成气在催化剂存在下制备二甲醚,其反应原理为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH,已知在一定条件下,该反应中CO的平衡转化率α随温度、投料比的变化曲线如图所示。①a、b、c按由大到小的顺序为;ΔH0(填“>”“<”或“=”)。

②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应的平衡常数的表达式Kp=。

③在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是。

A.一氧化碳的转化率