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2022-2023 学年上学期期末考试模拟卷（一）
高二化学
（本卷共20小题，满分100分，考试用时75分钟）
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 K-39 Mn-55
一、单项选择题：本题共16小题。每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求的。
1．实施垃圾分类，节约使用资源是社会文明水平的重要体现，废旧铅蓄电池属于
A．厨余垃圾 B．可回收物
C．有害垃圾 D．其他垃圾
【答案】C
【详解】废旧铅蓄电池主要由极板、隔板、壳体、电解液、铅连接条、极柱等构成，铅为重金属、硫酸
具有强烈的腐蚀性，若随意处理，会造成环境的污染，不能会污染水源，还会污染土壤等，所以废旧铅
蓄电池属于有害垃圾。
故选C。
2．物质的变化伴随能盘的变化，下列属于吸热反应的是
A．氢原子和氯原子形成 键 B．生石灰吸水
C．镁条与稀盐酸反应 D．木炭与水反应生成CO和H
2
【答案】D
【详解】A．氢原子和氯原子形成H-Cl键，是放热反应，故A不选；
B．生石灰与水反应放出大量的热，则属于放热反应，放出热量，故B不选；
C．镁与稀盐酸反应，是常见放热反应，在反应中放出热量，故C不选；
D．木炭与水反应生成CO和H 反应是吸热反应，在反应中吸收热量，故D选；
2
故选D。
3．下列离子方程式正确的是
A．碳酸钠水解：
B．硫氢化钠水解：
C．制 胶体：
D．硫酸铝溶液与偏铝酸钠溶液反应：
【答案】D
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司【详解】A．碳酸钠水解是分步水解： ，故A错误；
B． 是硫氢根电离，硫氢化钠水解： ，故B错误；
C．制 胶体是利用铁离子水解或向沸水中加入几滴饱和氯化铁溶液，继续加热至出现红褐色：
，故C错误；
D．硫酸铝溶液与偏铝酸钠溶液反应双水解反应： ，故D正确。
综上所述，答案为D。
4．一定温度下，对于可逆反应N (g)+3H (g) 2NH (g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化
2 2 3
学平衡状态的是
A．恒容容器内混合气体的密度不再变化
B．NH 的生成速率与H 的生成速率之比为2∶3
3 2
C．恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D．单位时间内断裂amolN≡N键，同时断裂6amolN—H键
【答案】A
【详解】A．组分都是气体，则气体质量不变，容器是恒容状态，因此气体体积不变，因此密度不变不能
说明反应达到平衡，故A说法错误；
B．用不同物质的反应速率，表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数
之比，生成NH 反应向正反应方向进行，生成H 反应向逆反应方向进行，两者速率之比等于2：3，能说
3 2
明反应达到平衡，故B说法正确；
C．反应前后气体系数之和不相等，因此当混合气体总物质的量不变时，说明反应达到平衡，故C说法正
确；
D．断裂amol氮氮三键，说明反应向正反应方向进行，断裂6amolN－H，说明反应向逆反应方向进行，
且等于它们的系数之比，能说明达到平衡，故D说法正确。
5．某温度下，在2L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量变化曲线如图所示，下列有关说
法中错误的是
A．若在3min后，升高温度，平衡一定移动
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司B．反应开始至2min，平均反应速率：
C．该反应的化学方程式：
D． 与 表示该化学反应速率相等
【答案】B
【分析】根据图示分析，2min后，反应达到平衡状态，X、Y为反应物，Z为生成物；平衡后X变化量为
1-0.7=0.3mol，Y变化量为1-0.9=0.1mol，Z变化量为0.2mol，方程式中物质的系数比和变化量成正比，因
此，方程式为： ，据此进行分析。
【详解】A．化学反应发生后，要么吸热，要么放热，因此改变温度，平衡一定发生移动，升高温度平衡
向吸热方向移动；该可逆反应在3min后已达平衡状态，若升高温度，平衡一定移动，故A正确；
B．反应开始至2min，平均反应速率： ，故B错误；
C．结合以上分析可知，该反应的化学方程式： ，故C正确；
D．根据速率之比和物质的系数成正比分析，方程式为： ，所以v(X)：v(Y)=3:1，因此
与 表示该化学反应速率相等，故D正确；
故选B。
6．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A．中性溶液中，Fe3+、K+、Cl-、
B．滴入甲基橙显红色的溶液： 、Cu2+、
C．0.1mol/L的KMnO 溶液中：Na+、K+、 、
4
D．水电离产生的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液中：Na+、 、 、
【答案】B
【详解】A．Fe3+在溶液中发生水解，从而使溶液显酸性，在中性溶液中Fe3+不能大量存在，A不符合题意；
B．滴入甲基橙显红色的溶液显酸性， 、Cu2+、 能稳定存在，B符合题意；
C．KMnO 溶液具有强氧化性，能将 氧化为 等，C不符合题意；
4
D． 、 在溶液中都能发生水解，从而促进水电离，则水电离产生的c(H+)＞1×10-7mol/L，D不符
合题意；
故选B。
7．空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)， RFC是一种将水电解技术与氢氧燃
料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图有关说法正确的是
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司A．左端装置中化学能转化为电能，右端装置中电能转化为化学能
B．c极上发生的电极反应式： O +2H O+4e- =4OH-
2 2
C．d极上进行还原反应，右端装置B中的H+可以通过隔膜进入A
D．当有0. 2mol电子转移时，a极产生标准状况下2. 24LH
2
【答案】D
【分析】由图知，左边为电解池，a 极的电极反应式为 2H＋＋2e－=H ↑ ，b 电极与电源正极相连，是
2
阳极，电极反应式为 2H O－4e－=4H＋+O ↑ ，则气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，以此
2 2
解答。
【详解】A．由图知，右边为氢氧燃料电池，化学能转化为电能；左边为电解池，电能转化为化学能，故
A错误；
B．由分析可知，气体X为氢气，Y为氧气，右边为氢氧燃料电池，c极为正极，发生的电极反应式为：
O +4H++4e- =2H O，故B错误；
2 2
C．d电极为电池负极，发生氧化反应，阳离子向正极移动，即 H+进入 A ，故 C 项错误；
D．a 极的电极反应式为 2H＋+2e－= H ↑ ，转移 0.2 mol 电子时，在标准状况下产生 2.24 L 氢气， 故D
2
正确；
正确答案是D。
8．对于反应2SO (g)+O (g) 2SO (g) ΔH<0，下列有关说法正确的是
2 2 3
A．升高温度可以提高SO 的平衡转化率
2
B．只要选择最佳的反应条件，SO 和O 就能全部转化为SO
2 2 3
C．加入催化剂可以降低反应的活化能，增加活化分子百分数
D．提高 的值可增大O 的转化率
2
【答案】C
【详解】A．反应正向放热，升高温度，平衡逆向移动，SO 的平衡转化率降低，故A错误；
2
B．反应 为可逆反应，反应不能完全，SO 和O 不能全部转化为SO ，故B错
2 2 3
误；
C．在反应中加入催化剂，能降低反应所需的活化能，增加活化分子百分数，加快反应速率，故C正确；
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司D．提高 的值，相当于增加氧气浓度，平衡正向移动，二氧化硫转化率变大，氧气转化率变小，
故D错误；
故选：C。
9．利用如图装置模拟铁的电化学防护。下列说法正确的是
A．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处
B．若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
C．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法
D．若X为锌，开关K置于N处，对铁不能起到防护作用
【答案】C
【详解】A．若X为碳棒，开关K置于M处，构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，A项错误；
B．若X为碳棒，开关K置于N处，形成电解池，此时金属铁为阴极，铁被保护，为外加电源的阴极保护
法，可减缓铁的腐蚀，B项错误；
C．若X为锌，开关K置于M处，构成原电池，锌作负极，铁作正极，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴
极保护法，C项正确；
D．若X为锌，开关K置于N处，构成电解池，锌作阳极，铁作阴极，可以减缓铁的腐蚀，D项错误；
故选C。
10．醋酸溶液中存在电离平衡：CH COOH H++CH COO⁻，下列叙述不正确的是
3 3
A．升高温度，平衡正向移动，醋酸的电离常数K 增大
a
B．0.10 mol/L的CH COOH溶液加水稀释，溶液中c（OH-）增大。
3
C．CH COOH溶液中加少量的CH COONa固体，平衡逆向移动
3 3
D．25℃时，欲使醋酸溶液的pH、电离常数K 和电离程度都减小，可加入少量冰醋酸晶体
a
【答案】D
【详解】A. 醋酸的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，电离平衡常数增大，故A正确；
B. 加水稀释溶液的酸性减弱，则c(OH-)增大，故B正确；
C. 醋酸钠晶体会电离出CHCOO-，使电离平衡CH COOH H++CH COO⁻逆向移动，故C正确；
3 3
D. 温度不变则电离常数不变，故D错误；
故答案为D。
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司11．下列关于图示两个装置的叙述不正确的是
A．装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置
B．装置甲电解过程中，电解质溶液的浓度保持不变
C．装置乙为电解精炼铜装置，则X电极为精铜
D．装置乙为电解精炼铜装置，当电路转移 的电子时，Y电极质量减少
【答案】D
【分析】由图可知，两个装置都是电解装置，在电解装置中，和电源正极相连的是阳极，发生氧化反应，
和电源负极相连的是阴极，发生还原反应。
【详解】A．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，装置甲是可以在铁钉上镀铜的装置，故A正确；
B．装置甲电解过程中，阳极反应为Cu-2e-=Cu2+，阴极：Cu2++2e-=Cu，电解质溶液的浓度保持不变，故B
正确；
C．装置乙中Y为阳极，X为阴极，电解精炼铜装置中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，则X电极为精铜，故C
正确；
D．粗铜中存在其他金属，如铁、镍等，活泼金属会先失去电子，所以当电路转移2N 的电子时，Y电极
A
质量减少质量不是64g，故D错误；
故选D。
12．下列说法正确的是
A．向10mL0.1mol·L-1AgNO 溶液中滴加几滴等浓度NaCl溶液产生白色沉淀，再滴加等浓度NaI溶液，产生
3
黄色沉淀，则证明K >K
sp(AgCl) sp(AgI)
B．常温下，将1mLpH=5盐酸稀释至1000mL，所得溶液的pH=8
C．常温下，pH=2的盐酸和醋酸，c(H+)前者大于后者
D．常温下，当水电离出的c(H+)为1×10-13mol·L-1时，此溶液的pH可能为1或13
【答案】D
【详解】A．硝酸银过量，均为沉淀生成，不存在沉淀转化，由现象不能比较K 大小，故A错误；
sp
B．酸溶液无论如何稀释，不能变为碱性，只能是无限接近中性，故将1mL 1×10-5mol•L-1盐酸稀释至
1000mL，所得溶液的pH小于7，故B错误；
C．常温下，pH=2的盐酸和醋酸溶液中，氢离子浓度相同，c(H+)前者等于后者，故C错误；
D．由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L，则水电离出的c(OH-)═1.0×10-13mol/L，溶液中c(H+)×c(OH-)=1.0×10-
14mol/L，所以原来的溶液的c(H+)=0.1mol/L或者1.0×10-13mol/L，即溶液可能呈现强酸或强碱性，强酸时
pH=1或强碱时pH=13，故D正确；
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司故选：D。
13．有一化学平衡mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列
叙述正确的是
A．正反应是放热反应；m＋n＞p＋q
B．正反应是吸热反应；m＋n＜p＋q
C．正反应是放热反应；m＋n＜p＋q
D．正反应是吸热反应；m＋n＞p＋q
【答案】D
【详解】首先分析压强不变时，温度对化学平衡移动的影响。根据图象可知：在压强不变时，升高温度，
A的平衡转化率增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，则该反应的正反应是吸热反应，排除选项
AC；
然后分析在温度不变时，压强改变对化学平衡移动的影响。在温度不变时，压强增大，A的平衡转化率增
大，说明增大压强，化学平衡正向移动，则该反应的正反应是气体体积缩小的反应，所以m＋n＞p＋q，
则选项B错误，选项D正确，故合理选项是D。
14．常温时，向 的 溶液中逐滴滴加 的 溶液，滴入 溶
液的体积与溶液 的变化如图所示。下列说法正确的是
A．a点由水电离的氢离子浓度为
B．b点时，
C．c点时，
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司D．反应过程中， 的值不断增大
【答案】D
【分析】向 的 溶液中逐滴滴加 的 溶液，溶液酸性变弱碱性
增强，b点溶质为等量的醋酸钠和醋酸，c点pH等于7为中性，则溶质为醋酸钠和少量的醋酸；
【详解】A．a点为0.1mol/L的醋酸，醋酸为弱酸，氢离子浓度小于0.1mol/L，则水电离出氢氧根离子浓
度大于 ，由水电离的氢离子浓度等于水电离出氢氧根离子浓度，故大于
，A错误；
B．b点时，为等浓度的醋酸和醋酸钠，根据物理守恒可知，浓度均为
，B错误；
C．醋酸钠为强碱弱酸盐，若 ，则溶质为醋酸钠，醋酸根离子水解显碱性，故c点应该为
氢氧化钠稍小于20mL，C错误；
D．反应过程中， ，随着氢氧化钠加入，溶液碱性增强，氢离
子浓度减小，则 的值不断增大，D正确；
故选D。
15．如图所示为NH —O 燃料电池装置，下列说法错误的是
3 2
A．电池工作时，O 得到电子，发生还原反应
2
B．电极b上的电极反应式为2NH +6OH--6e-=N +6H O
3 2 2
C．燃料电池可以把化学能全部转化为电能
D．电池工作时，溶液中的Na+向电极a迁移
【答案】C
【分析】由图可知，氮元素价态升高失电子，故b极为负极，电极反应式为2NH +6OH--6e-=N +6H O，a极
3 2 2
为正极，电极反应式为O +4e-+2H O=4OH-，据此作答。
2 2
【详解】A．电池工作时，a极为正极，O 得到电子，发生还原反应，故A正确；
2
B．b极为负极，电极反应式为2NH +6OH--6e-=N +6H O，故B正确；
3 2 2
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司C．燃料电池是将化学能转变为电能的装置，但仍有部分化学能转化为热能，不可能完全转化为电能，故
C错误；
D．电池工作时，阳离子(Na+)向正极(a极)移动，故D正确；
故选：C。
16．25℃时， 在水中沉淀溶解平衡曲线如图。25℃时 的 ，下列说法正确的是
A．通过蒸发，可使溶液由a点变化到c点
B．图中b点碳酸钙的结晶速率小于其溶解速率
C．在25℃时，从 转化为 更容易实现
D．可将锅炉中的 转化为 ，再用酸去除
【答案】D
【详解】A．溶液a点通过蒸发，溶液碳酸根、钙离子浓度都增大，因此不可能由a点变化到c点，故A
错误；
B．根据图中分析b点，b点的浓度商大于K ，因此碳酸钙的结晶速率大于其溶解速率，故B错误；
sp
C．根据c点分析25℃时 的 ， ，因此在
25℃时，从 转化为 不容易实现，故C错误；
D．根据C选项分析得到 ，因此可将锅炉中的 转化为 ，再用酸去除，
故D正确。
综上所述，答案为D。
二、非选择题(本大题包含4个小题，共52分。)
17．（12分）物质在水中可能存在电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。请回答下列问题：
(1)25℃时，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略反应后溶液的体积变化)，其实验数据如表：
实验编
起始浓度/(mol/L) 反应后溶液的pH
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司号 c(HA) c(KOH)
1 0.2 0.2 pH＞7
2 a 0.4 pH=7
①实验1中反应后的溶液中各离子浓度由大到小为：____。
②实验2反应后的溶液中：c(A-)+c(HA)____0.2 mol/L(填“＞”、“＜”或“=”)。
(2)实验室中配制FeCl 溶液时通常需向其中加入盐酸，其目的是____，同时加入还原性铁粉，其目的是
2
____。
(3)实验测得NaHCO 溶液的pH＞7，某同学将NaHCO 溶液和FeCl 溶液混合在一起，产生现象为____，该
3 3 3
反应的离子方程式为：____。
(4)某温度时，K (AgC1)=1.56×10-10，K (AgBr)=7.7×10-13，K (Ag CrO )=9×10-12某溶液含有Cl-、Br-和CrO ，
sp sp sp 2 4
浓度均为0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO 溶液，三种阴离子产生沉淀的先后顺序
3
为____(用阴离子符号表示)。
【答案】(1) c(K+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+) ＞
(2) 抑制Fe2+水解 防止Fe2+被氧化
(3) 红褐色沉淀和无色气体 Fe3++3HCO =Fe(OH) ↓+3CO ↑
3 2
(4)Br-、Cl-、CrO
【解析】（1）
①根据实验1等体积、等浓度的HA和KOH恰好中和，溶液中的溶质为NaA，所得溶液的pH＞7，说明HA
为一元弱酸，所得溶液中A-水解消耗水电离产生的H+变为HA，使溶液显碱性，当最终达到平衡时c(OH-)
＞c(H+)；A-水解消耗，则c(K+)＞c(A-)；但A-水解程度十分微弱，盐电离产生的离子浓度大于水电离产生的
离子浓度，故离子浓度大小关系为：c(K+)＞c(A-)＞c(OH-)＞c(H+)；
②实验2中要使反应后溶液的pH=7，所加HA的浓度必须大于KOH的浓度，则起始c (HA)＞0.4 mol/L，由
于酸、碱溶液是等体积混合，则根据物料守恒得反应后混合液中c(A-)+c(HA)＞0.2 mol/L；
（2）
溶液中Fe2+水解生成Fe(OH) 和HCl，酸能抑制其水解，所以实验室中配制FeCl 溶液时通常需向其中加入
2 2
盐酸的目的是抑制FeCl 水解；
2
Fe2+不稳定，具有强的还原性，易被空气氧化生成Fe3+，加入还原性铁粉的目的是防止Fe2+被氧化；
（3）
FeCl 是强酸弱碱盐，Fe3+易水解，反应产生Fe(OH) 、HCl，使溶液显酸性；NaHCO 是强碱弱酸盐，
3 3 3
水解产生H CO 、NaOH，使溶液显碱性，当两者混合时水解反应相互促进，发生双水解反应：Fe3++3HCO
2 3
=Fe(OH) ↓+3CO ↑，最终既有沉淀生成，又有气体放出，故看到的实验现象是：产生红褐色沉淀，同时
3 2
有无色气体生成；
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司（4）
某温度时，K (AgC1)=1.56×10-10，K (AgBr)=7.7×10-13，K (Ag CrO )=9×10-12，某溶液含有Cl-、Br-和CrO ，
sp sp sp 2 4
浓度均为0.010 mol/L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol/L的AgNO 溶液，可得要形成AgCl沉淀需Ag+的浓
3
度为c(Ag+)= ；要形成AgBr沉淀，需Ag+的浓度为c(Ag+)=
；要形成Ag CrO 沉淀需Ag+的浓度为c(Ag+)=
2 4
，形成沉淀需Ag+的浓度越小，月容易形成沉淀，故三种阴离子产生沉淀
的先后顺序为Br-、Cl-、CrO 。
18．（14分）I.化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题。
(1)根据构成原电池的本质判断，下列化学反应方程式正确且能够设计原电池的是_______
A．KOH + HCl =KCl + H O B．Cu + FeCl = FeCl + CuCl
2 3 2 2
C．Na O + H O = 2NaOH D．Fe+ H SO =FeSO +H ↑
2 2 2 4 4 2
(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(如图)。有关实验现象，下列说法正确的
是：_______
A．图I中温度计的示数高于图II的示数
B．图I和图II中温度计的示数相等，且均高于室温
C．图I和图II中的气泡均产生于锌棒表面
D．图II中产生气体的速率比I慢
II.以氨气替代氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
(3)氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液，电池反应为：4NH + 3O = 2N + 6H O，该电池
3 2 2 2
负极的电极反应为：_______
(4)以上述氨燃料电池接下图A．B两极(C、D、E、F都是惰性电极)。电源接通后，F极附近溶液呈红色，
请回答：甲池中电极C名称为：_______，乙池中发生的离子反应方程式为：_______，丙装置是验证外
加电流法对钢铁设备的保护(电解液为盐酸酸化的氯化钠溶液)，钢铁应该接在_______处(填G或H)。为证
明铁被保护，可先取少量的电解后的溶液于试管中，向溶液中加入_______溶液观察颜色变化。
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司【答案】(1)D
(2)A
(3)2NH +6OH--6e- =N +6H O
3 2 2
(4) 阳极 2Cl-+2H O 2OH-+Cl ↑+H ↑ H 铁氰化钾
2 2 2
【解析】（1）
A．KOH + HCl =KCl + H O为非氧化还原反应，不能设计成原电池，A不符合题意；
2
B．Cu + FeCl = FeCl + CuCl ，虽然是氧化还原反应，但未配平，B不符合题意；
3 2 2
C．Na O + H O = 2NaOH为非氧化还原反应，不能设计成原电池，C不符合题意；
2 2
D．Fe+ H SO =FeSO +H ↑为氧化还原反应，能设计成原电池，D符合题意；
2 4 4 2
故选D。答案为：D；
（2）
A．图I中发生化学腐蚀，化学能转化为热能，图II发生电化学腐蚀，化学能转化为电解，则图I中温度计
的示数高于图II的示数，A正确；
B．由A中分析可知，图I和图II中放出的热量不同，温度计的示数不等，B不正确；
C．图I中气泡产生于锌棒表面，图II中气泡产生于Cu表面，C不正确；
D．图II中形成原电池，反应速率比图Ⅰ快，所以图Ⅱ产生气体的速率比I快，D不正确；
故选A。答案为：A；
（3）
由电池反应4NH + 3O = 2N + 6H O，可确定负极为NH 失电子产物与电解质反应，生成N 等，电极反
3 2 2 2 3 2
应为：2NH +6OH--6e- =N +6H O。答案为：2NH +6OH--6e- =N +6H O；
3 2 2 3 2 2
（4）
电源接通后，F极附近溶液呈红色，则F极表面水得电子生成OH-和H ，F极为阴极。由此得出C、D、E、
2
F、G、H、A、B分别为阳极、阴极、阳极、阴极、阳极、阴极、正极、负极。从而得出甲池中电极C名
称为：阳极；乙池中，电解NaCl和H O，生成NaOH、H 、Cl ，发生的离子反应方程式为：2Cl-+2H O
2 2 2 2
2OH-+Cl ↑+H ↑，丙装置是验证外加电流法对钢铁设备的保护，钢铁应该接在阴极处，即H处。为证明铁
2 2
被保护，可检验Fe2+是否存在，方法是：向溶液中加入铁氰化钾溶液观察颜色变化。答案为：阳极；2Cl-
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司+2H O 2OH-+Cl ↑+H ↑；H；铁氰化钾。
2 2 2
【点睛】分析原电池或电解池时，电极的确定是解题的切入点。
19．（13分）甲醇是一种可再生能源，由 制备甲醇可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
(1)反应Ⅱ的 _______。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为 、 、 ，则 _______(用 、 表
示)。
(2)反应Ⅰ能自发进行的条件是_______(填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”)。
(3)下表是反应Ⅲ： 在不同温度下化学平衡常数(K)
温度/℃ 250 300 350
平衡常数(K) 2.04 0.27 0.012
某温度下，将 和 充入2L的密闭容器中，充分反应后达平衡时，
①测得 ，则 的转化率是_______，此时的温度为_______。
②要提高 的转化率，可以采取的措施是_______。
A．升温 B．恒容充入 C．恒容充入 D．分离出甲醇
③在此条件下，不可作为判断反应Ⅲ达到平衡状态的标志是_______。
A．混合气体的密度不再变化 B．生成 的同时生成
C．混合气体的平均相对分子质量不再变化 D．甲醇的百分含量不再变化
(4)由 制备甲醇还需要氢气。工业上用电解法制取 ，同时获得氢气，原理如下图。
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司电解一段时间后， 降低的区域在_______。(填“阴极室”或“阳极室”)。该室发生的电极反应式
为_______。
【答案】(1)
(2)较低温度
(3) 80% 250℃ CD A
(4) 阳极室
【解析】（1）
反应Ⅰ减去反应Ⅲ得到反应Ⅱ，则 ； 方程式相
减，则平衡常数相除，因此反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为 、 、 ，则 ；故答案为：
； 。
（2）
反应Ⅰ是放热反应，熵减的反应，根据自由能 ，因此能自发进行的条件是较低温度；
故答案为：较低温度。
（3）
①测得 ，则 的转化率是 ，CO改变量为
1.6mol，氢气改变量为3.2mol，甲醇生成量为1.6mol，平衡常数 ，则
此时的温度为250℃；故答案为：80%；250℃。
②A．该反应是放热反应，升温，平衡逆向移动，故A不符合题意；B．恒容充入CO，CO物质的量浓度
增大，平衡正向移动，CO转化率降低，故B不符合题意；C．恒容充入H ，H 物质的量浓度增大，平衡
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正向移动，CO转化率增大，故C符合题意；D．分离出甲醇，平衡正向移动，CO转化率增大，故D符合
题意；综上所述，答案为：CD。
③A．混合气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，混合气体密度始终不
变，当混合气体的密度不再变化，不能作为判断平衡标志，故A符合题意；B．生成 ，逆向反应，
同时生成 ，正向反应，两者生成量之比等于计量系数之比，能作为判断平衡标志，故B不符
合题意；C．平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，正向反应，气体物质的量减
小，气体摩尔质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再变化，则可以作为判断平衡的标志，故C
不符合题意；D．甲醇的百分含量不再变化，可以作为判断平衡的标志，故D不符合题意；综上所述，答
案为：A。
（4）
学学科科网网（（北北京京））股股份份有有限限公公司司工业上用电解法制取 ，同时获得氢气，则说明Fe失去电子变为高铁酸根，其阳极电极反应式为
，因此电解一段时间后，阳极室中 降低；故答案为：阳极室；
。
20．（13分）草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料，一种利用含钴废料(主要成分为Co O ，含少量
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Fe O ，Al O ，CaO，MgO，碳及有机物等)制取CoC O 的工艺流程如图：
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(1)操作1的目的是除去废料中的碳及有机物，通常采用的方法是_______；
(2)碱浸过程中，主要反应的离子方程式是_______；
(3)“钴浸出过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为_______；
(4)“净化除杂1”过程中，先在40~50°C加入H O ，其作用是_______；再升温至80~85°C。加入Na CO 溶液，
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调pH至4.5，“滤渣I”主要成分是_______；
(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol/L，则滤液中
c(Ca2+)为_______mol/L[已知 Ksp(MgF )=6.4×10-9、Ksp(CaF )=4.0×l0-11]；
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(6)为测定制得样品的纯度，现称取1.00g样品，将其用适当试剂转化，得到草酸铵[(NH ) C O ]溶液，再用
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过量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L KMnO 液滴定，达到滴定终点时，共用去KMnO 溶液27.00mL，则草酸
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钴样品的纯度为_______(保留4位有效数字)。
【答案】(1)高温焙烧
(2)Al O +2OH-=2 +H O
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(3)2Co3++ +H O =2Co2++ +2H+
2
(4) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)
3
(5)6.25×10-8
(6)99.23%
【分析】将含钴废料高温焙烧，去除碳及有机物，再用NaOH溶液碱浸，将Al O 转化为NaAlO 除去；再
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往滤渣中加入稀硫酸和Na SO 溶液，将Co O 、Fe O 分别还原为Co2+、Fe2+，再经过净化除杂1，将Fe2+氧
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化为Fe3+，通过调节溶液的pH，将Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀；往滤液中加入过量的NaF溶液，将Ca2+、
3
Mg2+转化为CaF 、MgF 除去；往滤液中加入(NH ) C O ，将Co2+转化为CoC O 产品。
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（1）
操作1的目的是除去废料中的碳及有机物，因为碳及有机物都是易燃物，所以通常采用的方法是高温焙
烧。答案为：高温焙烧；
（2）
碱浸过程中，Al O 转化为NaAlO ，则主要反应的离子方程式是Al O +2OH-=2 +H O。答案为：
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（3）
“钴浸出过程中Co3+转化为Co2+，则 被氧化为 ，反应的离子方程式为2Co3++ +H O =2Co2++
2
+2H+。答案为：2Co3++ +H O =2Co2++ +2H+；
2
（4）
Fe2+通常先转化为Fe3+，再调节pH转化为沉淀，所以先在40~50°C加入H O ，其作用是：将Fe2+氧化为
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Fe3+；再升温至80~85°C。加入Na CO 溶液，调pH至4.5，将Fe3+转化为Fe(OH) ，则“滤渣I”主要成分是
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Fe(OH) 。答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；Fe(OH) ；
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（5）
“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol/L，则滤液中
c(Ca2+)= = =6.25×10-8mol/L。答案为：6.25×10-8；
（6）
依据反应方程式，可建立如下关系式：5CoC O ——2KMnO ，则草酸钴样品的纯度为
2 4 4
==99.23%。答案为：99.23%。
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