2015年北京市高考化学试卷解析版

发布时间:2024-06-03 15:06:33浏览次数:5
 2015 年北京市高考化学试卷参考答案与试题解析 一、选择题1.下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是(  )A.火药使用 B.粮食酿酒C.转轮排字D.铁的冶炼A.A B.B C.C D.D【分析】化学反应的根本标志是有新物质生成,发生化学变化,题中火药使用、粮食酿酒以及铁的冶炼都发生化学变化,而转轮排字不涉及化学反应.【解答】解:A.火药使用涉及反应为 2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,发生化学反应,故 A 不选;B.粮食酿酒为淀粉在酒曲酶的作用下生成乙醇,发生化学反应,故 B 不选;C.转轮排字为印刷操作,没有涉及化学反应,故 C 选;D.铁的冶炼涉及 3CO+Fe2O32Fe+3CO2,发生化学反应,故 D 不选。故选:C。【点评】本题为 2015 年北京考题,涉及化学反应与生活、生产的考查,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,难度不大. 2.下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是(  )A.酸性:H2SO4>H3PO4B.非金属性:Cl>BrC.碱性:NaOH>Mg(OH)2D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3【分析】A.元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强;B.同主族元素从上到下非金属性依次减弱;C.元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强;D.碳酸氢盐易分解,碳酸盐难分解.【解答】解:A.元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性:S>P,则酸性:H2SO4>H3PO4,能用元素周期律解释,故 A 不选;B.同主族元素从上到下非金属性依次减弱,则非金属性:Cl>Br,能用元素周期律解释,故 B 不选;C.元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:Na>Mg,则碱性:NaOH>Mg(OH)2,能用元素周期律解释,故 C 不选;D.碳酸氢盐易分解,碳酸盐难分解,所以热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,不能用元素周期律解释,故D 选。故选:D。【点评】本题考查了元素周期律的理解与应用,注意把握元素周期律的递变规律以及相关知识的积累,难度不大. 3.下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(  ) 了其推测.该现象是 左管出现黄色沉淀,指针向左偏转 .(5)按照(4)的原理,该同学用图 2 装置进行实验,证实了ⅱ中 Fe2+向 Fe3+转化的原因.①转化的原因是  Fe 2+ 浓度增大,还原性增强,使 Fe 2+ 还原性强于 I ﹣   .②与(4)实验对比,不同的操作是 向 U 型管右管中滴加 0.01mol/LFeSO 4 溶液 .(6)实验Ⅰ中,还原性:I﹣>Fe2;而实验Ⅱ中,还原性 Fe2﹣>I﹣.将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是 该反应为可逆的氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动 .【分析】(1)待实验 I 溶液颜色不再改变时,再进行实验 II,目的是使实验 I 的反应达到化学平衡状态; (2)根据实验 iii 和实验 ii 的对比可以看出是为了排除有 ii 中水造成溶液中离子浓度改变的影响; (3)i.加入 AgNO3,Ag+与 I﹣生成 AgI 黄色沉淀,I﹣浓度降低,2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2平衡逆向移动; ii.加入 FeSO4,Fe2+浓度增大,平衡逆移;① K 闭合时,指针向右偏转,可知 b 极 Fe3+得到电子,作正极;②当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管左管中滴加 0.01mol/L AgNO3溶液,若生成黄色沉淀,可知 I﹣浓度降低,2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2平衡逆向移动;(5)① Fe2+浓度增大,还原性增强;②与(4)实验对比,不同的操作是当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管右管中滴加0.01mol/L FeSO4溶液;(6)将(3)和(4)、(5)作对比,可知氧化性、还原性与浓度有关.【解答】解:(1)待实验 I 溶液颜色不再改变时,再进行实验 II,目的是使实验 I 的反应达到化学平衡状态,否则干扰平衡移动的判断,故答案为:化学平衡状态; (2)由实验 iii 和实验 ii 的对比可知,对比实验的目的是为了排除有 ii 中水造成溶液中离子浓度改变的影响,故答案为:溶液稀释对颜色的变化; (3)i.加入 AgNO3,Ag+与 I﹣生成 AgI 黄色沉淀,I﹣浓度降低,2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2平衡逆向移动,可知 Fe2+向 Fe3+转化,故答案为:Ag+与 I﹣生成 AgI 黄色沉淀,I﹣浓度降低,2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2平衡逆向移动; ii.加入 FeSO4,Fe2+浓度增大,平衡逆移;① K 闭合时,指针向右偏转,右侧为正极,可知 b 极 Fe3+得到电子,则 b 作正极,故答案为:正;②当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管左管中滴加 0.01mol/L AgNO3溶液,若生成黄色沉淀,I﹣浓度降低,2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2平衡逆向移动,指针向左偏转,也可证明推测 Fe2+向 Fe3+转化,故答案为:左管出现黄色沉淀,指针向左偏转;(5)①转化的原因为 Fe2+浓度增大,还原性增强,使 Fe2+还原性强于 I﹣,故答案为:Fe2+浓度增大,还原性增强,使 Fe2+还原性强于 I﹣;②与(4)实验对比,不同的操作是当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管右管中滴加0.01mol/L FeSO4溶液,Fe2+向 Fe3+转化,故答案为:向 U 型管右管中滴加 0.01mol/L FeSO4溶液;(6)将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是该反应为可逆的氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动,故答案为:该反应为可逆的氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动.【点评】本题为 2015 年北京高考真题,侧重原电池、氧化还原反应及平衡移动的综合考查,把握平衡移动的影响因素及物质的性质为解答的关键,对分析与实验能力要求较高,题目难度较大.  A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环【分析】A.根据 N 元素的化合价升高被氧化,N 元素的化合价降低被还原结合各反应中氮元素的化合价的变化分析;B.人工固氮是人为的条件下将氮元素的单质转化为化合物的过程;C.根据氮循环中物质的分类进行解答;D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环,如大气中的氮气转化氮的氧化物,氧元素参与,转化为铵盐,氢元素参加.【解答】解:A.硝酸盐中氮元素的化合价为+5 价,被细菌分解变成大气中氮单质,氮元素由+5→0,属于被还原,故 A 错误;B.工业合成氨是将 N2与 H2在一定条件下反应生成 NH3,属于人工固氮,故 B 正确;C.氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化,铵盐属于无机物,蛋白质属于有机物,含氮无机物和含氮有机物可相互转化,故 C 正确;D.碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环,如蛋白质的制造需要碳元素,又如 N2在放电条件下与 O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,N2+O22NO,氧元素参与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HN03)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氢元素参加,故 D 正确。故选:A。【点评】本题主要考查了氮以及化合物的性质,理解还原反应、人工固氮等知识点是解答的关键,题目难度不大. 4.最新报道:科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程.反应过程的示意图如下:下列说法正确的是(  )A.CO 和 O 生成 CO2是吸热反应B.在该过程中,CO 断键形成 C 和 OC.CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O2反应的过程【分析】由图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,CO 与 O 在催化剂表面形成 CO2,不存在 CO 的断键过程,以此解答该题.【解答】解:A.由图可知反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故 A 错误; B.由图可知不存在 CO 的断键过程,故 B 错误;C.CO 与 O 在催化剂表面形成 CO2,CO2含有极性共价键,故 C 正确;D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O 反应的过程,而不是与氧气反应,故 D 错误。故选:C。【点评】本题为 2015 年考题,侧重于化学反应原理的探究的考查,题目着重于考查学生的分析能力和自学能力,注意把握题给信息,难度不大. 5.合成导电高分子材料 PPV 的反应:下列说法正确的是(  )A.合成 PPV 的反应为加聚反应B.PPV 与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元C. 和苯乙烯互为同系物D.通过质谱法测定 PPV 的平均相对分子质量,可得其聚合度【分析】A.缩聚反应,是一类有机化学反应,是具有两个或两个以上官能团的单体,相互反应生成高分子化合物,同时产生有简单分子(如 H2O、HX、醇等)的化学反应;B.聚苯乙烯的重复结构单元为 ,不含碳碳双键,而该高聚物的结构单元中含有碳碳双键;C.同系物所含官能团数目相同;D.质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量.【解答】解:A.合成 PPV 通过缩聚反应生成,同时有小分子物质 HI 生成,不属于加聚反应,故 A错误; B.聚苯乙烯的重复结构单元为 ,不含碳碳双键,而该高聚物的结构单元中含有碳碳双键,所以不相同,故 B 错误;C. 有两个碳碳双键,而苯乙烯有一个碳碳双键,结构不同,二者不是同系物,故 C 错误;D.质谱仪能记录分子离子、碎片离子的相对质量,质谱图中数值最大的即是该分子的相对分子质量,故 D 正确。故选:D。【点评】本题主要考查聚合反应原理、有机物结构与性质,题目难度不大,注意明确聚合反应原理,选项 B 为易错点,找准链节是解题的关键. 6.某消毒液的主要成分为 NaClO,还含有一定量的 NaOH.下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和 NaClO 溶液的 pH 约为 11)(  )A.该消毒液可用 NaOH 溶液吸收 Cl2制备:Cl2+2OH﹣═ClO﹣+Cl-+H2OB.该消毒液的 pH 约为 12:ClO﹣+H2O HClO+OH⇌﹣C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为 HCl)混用,产生有毒 Cl2:2H++Cl﹣+ClO﹣═Cl2↑+H2O D.该消毒液加白醋生成 HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO﹣═HClO+CH3COO﹣【分析】某消毒液的主要成分为 NaClO,还含有一定量的 NaOH,应为氯气和氢氧化钠反应生成,为84 消毒液,含有 NaClO,可在酸性条件下与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,以此解答该题.【解答】解:A.消毒液的主要成分为 NaClO,还含有一定量的 NaOH,应为氯气和氢氧化钠反应生成,故 A 正确;B.饱和 NaClO 溶液的 pH 约为 11,而消毒液的 pH 约为 12,因此溶液的 pH 主要不是由 ClO﹣的水解造成的,氢氧化钠过量,为溶液呈碱性的主要原因,故 B 错误;C.在酸性条件下与氯离子发生氧化还原反应生成氯气,发生 2H++Cl﹣+ClO﹣═Cl2↑+H2O,故 C 正确;D.由于 HClO 酸性较弱,则 NaClO 可与醋酸反应生成 HClO,漂白性增强,故 D 正确。故选:B。【点评】本题为 2015 年北京考题,以氯气为载体综合考查元素化合物知识,侧重于化学与生活、生产的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,难度不大. 7.在通风橱中进行下列实验:步骤现象Fe 表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe 表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu 接触后,其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是(  )A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2═2NO2B.Ⅱ中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应C.对此Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀 HNO3的氧化性强于浓 HNO3D.针对Ⅲ中现象,在 Fe、Cu 之间连接电流计,可判断 Fe 是否被氧化【分析】A.硝酸具有强氧化性,与 Fe 反应生成 NO,NO 遇空气变为二氧化氮;B.浓硝酸具有强氧化性,Fe 表面形成致密的氧化层,发生钝化现象;C.对比 I、Ⅱ的现象,Fe 与稀硝酸反应生成 NO,而 Fe 与浓硝酸反应生成二氧化氮且迅速被钝化,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸;D.根据Ⅲ中现象,说明构成原电池,在 Fe、Cu 之间连接电流计,通过电流计指针偏转,可以判断原电池的正负极.【解答】解:A.稀硝酸具有酸性与强氧化性,与 Fe 反应生成 NO,NO 遇空气变为二氧化氮,Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2═2NO2,故 A 正确;B.Ⅱ的现象是因为铁发生了钝化,Fe 表面形成致密的氧化层,阻止 Fe 进一步反应,故 B 正确;C.对比 I、Ⅱ的现象,Fe 与稀硝酸反应生成 NO,而 Fe 与浓硝酸反应生成二氧化氮且迅速被钝化,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,故 C 错误;D.根据Ⅲ中现象,说明构成原电池,在 Fe、Cu 之间连接电流计,通过电流计指针偏转,可以判断原电池的正负极,进而判断 Fe 是否被氧化,故 D 正确,故选:C。【点评】本题考查硝酸的化学性质、原电池原理,难度不大,侧重考查学生分析解决问题的能力. 二、解答题8.“张﹣烯炔环异构化反应”被《Name Reactions》收录,该反应可高效构筑五元环状化合物: (R、R′、R〞表示氢、烷基或芳基)合成五元环有机化合物 J 的路线如下:已知:(1)A 属于炔烃,其结构简式是  CH 3C≡CH   .(2)B 由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是 30.B 的结构简式是  HCHO   .(3)C、D 含有与 B 相同的官能团,C 是芳香族化合物.E 中含有的官能团是 碳碳双键、醛基 .(4)F 与试剂 a 反应生成 G 的化学方程式是  ;试剂 b 是  NaOH 、醇溶液  .(5)M 和 N 均为不饱和醇.M 的结构简式是  CH 3C≡CCH2OH   .(6)N 为顺式结构,写出 N 和 H 生成 I(顺式结构)的化学方程式:  .【分析】由合成流程可知,A 为炔烃,结构为 CH3C≡CH,B 由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是 30,B 为 HCHO,A 与 B 发生加成反应生成 M 为 CH3C≡CCH2OH,M 和 N 均为不饱和醇,则 M 与氢气发生加成反应生成 N 为 CH3CH=CHCH2OH;C、D 含有与 B 相同的官能团,C 是芳香族化合物,则 C 为,D 为 CH3CHO,由信息可知生成 E 为 ,E 氧化生成 F 为,试剂 a 为溴水,生成 G 为 ,试剂 b 为 NaOH/醇溶液,G发生消去反应生成 H,则 H ,CH3CH=CHCH2OH 与 发生酯化反应生成 I,最后 I 发生“张﹣烯炔环异构化反应”生成 J,以此来解答.【解答】解:由合成流程可知,A 为炔烃,结构为 CH3C≡CH,B 由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是 30,B 为 HCHO,A 与 B 发生加成反应生成 M 为 CH3C≡CCH2OH,M 和 N 均为不饱和醇,则 M 与氢气发生加成反应生成 N 为 CH3CH=CHCH2OH;C、D 含有与 B 相同的官能团,C 是芳香族化合物,则 C 为,D 为 CH3CHO,由信息可知生成 E 为 ,E 氧化生成 F 为,试剂 a 为溴水,生成 G 为 ,试剂 b 为 NaOH/醇溶液,G 发生消去反应生成 H,则 H 为 ,(1)A 属于炔烃,其结构简式是 CH3C≡CH,故答案为:CH3C≡CH;(2)B 的结构简式是 HCHO,故答案为:HCHO;(3)E 为 ,含有的官能团是碳碳双键、醛基,故答案为:碳碳双键、醛基;(4)F 与试剂 a 反应生成 G 的化学方程式是;试剂 b 是 NaOH、醇溶液,故答案为: ;NaOH、醇溶液;(5)M 的结构简式是 CH3C≡CCH2OH,故答案为:CH3C≡CCH2OH;(6)N 为顺式结构,N 和 H 生成 I(顺式结构)的化学方程式为,故答案为: .【点评】本题考查有机物的合成及推断,为高频考点,为 2015 年高考真题,把握合成流程中官能团的变化、反应条件、碳链变化推断物质为解答的关键,侧重分析与推断能力综合考查,题目难度中等. 9.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法.其反应过程如图 1 所示:(1)反应Ⅰ的化学方程式是  SO 2+2H2O+I2=H2SO4+2HI   .反应Ⅰ得到的产物用 I2进行分离.该产物的溶液在过量 I2的存在下会分成两层﹣﹣含低浓度 I2的H2SO4层和含高浓度 I2的 HI 层.(2)①根据上述事实,下列说法正确的是  ac   (选填序号).a.两层溶液的密度存在差异b.加 I2前,H2SO4溶液和 HI 溶液不互溶c.I2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶②辨别两层溶液的方法是 观察颜色,颜色深的为 HI 层,颜色浅的为硫酸层  .③经检测,H2SO4层中 c(H+):c(SO42﹣)=2.06:1.其比值大于 2 的原因是 硫酸层中含少量的I2, I 2+H2O=HI+HIO ,且 HI 电离出氢离子  .(3)反应Ⅱ:2H2SO4(I)=2SO2(g)+O2+2H2O(g)△H=+550kJ mo1▪﹣1. 它由两步反应组成:ⅰ.H2SO4(I)=SO3(g)+H2O(g),△H=+177kJ mo1▪﹣1;ⅱ.SO3(g)分解.L (L1,L2),X 可分别代表压强或温度.图 2 表示 L 一定时,ⅱ中 SO3(g)的平衡转化率随 X 的变化关系.① X 代表的物理量是 压强 .②判断 L1、L2的大小关系,并简述理由:  L 1< L 2,分解反应为吸热反应,温度高,转化率大 .【分析】(1)由图可知,反应 I 为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和 HI;(2)①分成两层,与溶解性、密度有关;②两层的颜色不同;③ H2SO4中 c(H+):c(SO42﹣)=2:1,且 HI 电离出氢离子;(3)①由图可知,X 越大,转化率越低;②分解反应为吸热反应,温度高,转化率大.【解答】解:(1)由图可知,反应 I 为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和 HI,该反应为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,故答案为:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI;(2)① a.两层溶液的密度存在差,才出现上下层,故 a 正确;b.加 I2前,H2SO4溶液和 HI 溶液互溶,与分层无关,故 b 错误;c.I2在 HI 溶液中比在 H2SO4溶液中易溶,则碘在不同溶剂中溶解性不同,类似萃取,与分层有关,故 c 正确;故答案为:ac;②辨别两层溶液的方法是观察颜色,颜色深的为 HI 层,颜色浅的为硫酸层,故答案为:观察颜色,颜色深的为 HI 层,颜色浅的为硫酸层;③ H2SO4层中 c(H+):c(SO42﹣)=2.06:1.其比值大于 2 的原因是硫酸层中含少量的I2,I2+H2O=HI+HIO,且 HI 电离出氢离子,故答案为:硫酸层中含少量的 I2,I2+H2O=HI+HIO,且 HI 电离出氢离子;(3)①由图可知,X 越大,转化率越低,升高温度转化率增大,则 X 表示压强,故答案为:压强;②由 SO3(g)=SO2(g)+O2(g)△H>0,温度高,转化率大,图中等压强时 L2对应的转化率大,则 L1<L2,故答案为:L1<L2,分解反应为吸热反应,温度高,转化率大.【点评】本题考查混合物分离提纯及化学平衡等,为高频考点,把握发生的反应、平衡影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的综合考查,题目难度中等. 10.研究 CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域.(1)溶于海水的 CO2主要以 4 种无机碳形式存在.其中 HCO3﹣占 95%.写出 CO2溶于水产生 HCO3﹣的方程式:  CO 2+H2O H⇌2CO3, H 2CO3H⇌ + +HCO 3﹣   .(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳.①写出钙化作用的离子方程式:  2HCO 3﹣ +Ca 2+ =CaCO 3↓+CO2↑+H2O   .②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:  xCO 2 +  2xH 218 O   (CH2O)x+x18O2+xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机碳,可采用如下方法:①气提、吸收 CO2.用 N2从酸化后的海水中吹出 CO2并用碱液吸收(装置示意图如下).将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂. ②滴定.将吸收液吸收的无机碳转化为 NaHCO3,再用 x mol L▪﹣1HCl 溶液滴定,消耗 ymLHCl 溶液.海水中溶解无机碳的浓度=    mol L▪﹣1.(4)利用如图所示装置从海水中提取 CO2,有利于减少环境温室气体含量.①结合方程式简述提取 CO2的原理:  a 室: 2H 2O﹣4e=4H + +O 2↑ ,氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室 , 发生反应: H + +HCO 3﹣ =CO 2↑+H2O   .②用该装置产生的物质处理室排出的海水,合格后排回大海.处理至合格的方法是  c 室: 2H 2O+2e﹣ =2OH ﹣ +H 2↑ ,用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至装置入口海水的 pH   .【分析】(1)二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根;(2)①由图可知:此过程碳酸氢根转化生成碳酸钙,据此书写方程式;②光合作用是二氧化碳与水在太阳光作用下,在叶绿体中反应生成有机物、放出氧气的过程,氧气来源于水中的氧,据此解答;(3)①由题意可知,需从酸化后的海水中吹出二氧化碳,那么需要滴加稀酸酸化,且装置中应从长管吹入氮气,从短管吹出二氧化碳,据此解答即可;②依据原理 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 解答即可;(4)a 室接电源的正极,为阳极,水失去电子生成氧气和氢离子,氢离子通过阳离子交换膜进入 b室,与 b 室中的碳酸氢根反应生成二氧化碳气体,据此解答即可;② c 室连接电源的负极,为阴极,水得到电子生成氢气和氢氧根,a 室中产生氢离子,用 c 室排除的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节即可,据此解答.【解答】解:(1)二氧化碳溶于水生成的碳酸为弱酸,部分电离生成碳酸氢根,有关方程式为:CO2+H2O H⇌2CO3,H2CO3H⇌++HCO3﹣,故答案为:CO2+H2O H⇌2CO3,H2CO3H⇌++HCO3﹣;(2)①反应物中含有碳酸氢根,生成物为碳酸钙,依据元素守恒以及电荷守恒得出方程式为:2HCO3﹣+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:2HCO3﹣+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;②光合作用产生的氧气来源于水,即水中的氧原子采用示踪法标记为18O,依据元素守恒配平应需要 xCO2和 2xH218O,故答案为:xCO2;2xH218O; (3)①酸化海水,可以使用试剂:稀硫酸,利用分液漏斗滴加,长管进气,短管出气,故装置为:,故答案为: ;②此反应原理为:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,即碳酸氢钠与盐酸的物质的量之比为 1:1,那么海水中碳酸氢钠的浓度为 c,体积均为 mL,依据题意有 c×z=xy,解 c= ,故答案为: ;(4)a 室:2H2O﹣4e﹣=4H++O2↑,氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室,发生反应:H++HCO3﹣=CO2↑+H2O,故答案为:a 室:2H2O﹣4e=4H++O2↑,氢离子通过阳离子交换膜进入 b 室,发生反应:H++HCO3﹣=CO2↑+H2O;② c 室:2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑,用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH,故答案为:c 室:2H2O+2e﹣=2OH﹣+H2↑,用 c 室排出的碱液将从 b 室排出的酸性海水调节至装置入口海水的 pH.【点评】本题主要考查的是海水的综合利用以及原电池和电解池的工作原理,充分理解所给信息是解决本题的关键,难度较大. 11.为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I﹣2Fe⇌2++I2”反应中 Fe3+和 Fe2+的相互转化.实验如图 1 所示:(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ目的是使实验Ⅰ的反应到达 化学平衡状态 .(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中 溶液稀释对颜色的变化 造成的影响.(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向 Fe3+转化.用化学平衡移动原理解释原因: Ag + 与 I ﹣ 生成 AgI 黄色沉淀, I ﹣ 浓度降低, 2Fe 3+ +2I ﹣ 2Fe⇌ 2+ +I 2 平衡逆向移动 .(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测 I 中 Fe2+向 Fe3+转化的原因:外加 Ag+使 c(I﹣)降低,导致 I﹣的还原性弱于 Fe2+.用图 2 装置(a、b 均为石墨电极)进行实验验证.① K 闭合时,指针向右偏转,b 作 正 极.②当指针归零(反应达到平衡)后,向 U 型管左管中滴加 0.01mol/L AgNO3溶液.产生的现象证实
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