精品解析：北京市房山区2023-2024学年高二上学期期末考试化学试卷

北京市房山区2023-2024学年高二上学期期末考试 化 学 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回，试卷自行保存。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 S 32 Co 59 第一部分(选择题 共42分) 本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于下列现象的分析不合理的是 醋酸溶液能导电 氧炔焰切割金属 A．与盐类水解有关 B．与乙炔和氧气反应放热有关 五彩缤纷的烟花 铸钢模具须提前干燥 C．与核外电子的跃迁有关 D．与铁与水能发生反应有关 A. A B. B C. C D. D 2. 下列化学用语书写不正确的是 A. F的原子结构示意图： B. NaCl的电子式： C. 基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式：3d44s2 D. 基态氧原子的轨道表示式： 3. 下列措施是为了增大化学反应速率的是 A. 用锌粒代替镁粉制备氢气 B. 将食物放进冰箱避免变质 C. 自行车车架镀漆避免生锈 D. 工业合成氨时加入催化剂 融雪剂可以降低冰雪融化的温度，利于道路通畅，通常分为氯盐类的无机融雪剂和非氯盐类的有机融雪剂两类。氯化钠、醋酸钾两种融雪剂相同条件下融冰量和对碳钢(铁碳合金)腐蚀速率图像如下所示。完成下面两个小题。 4. 下列关于醋酸钾(CH3COOK)的说法中，不正确的是 A. 是强电解质 B. 电离方程式为CH3COOK=CH3COO-+K+ C. 使用CH3COOK融雪后，附近水土酸碱性不受影响 D. 由图1可知，与氯化钠相比醋酸钾融冰量高，是更加高效的融雪剂 5. 结合图2分析下列关于碳钢(铁碳合金)腐蚀的说法中，不正确的是 A. 盐类融雪剂能够造成碳钢的腐蚀 B. 碳钢腐蚀负极反应为Fe-2e-=Fe2+ C. 融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率越快 D. 寻找环保、高效的融雪剂是新型融雪剂的研究方向 6. 下列离子方程式与所给事实不相符的是 A. 制备84消毒液(主要成分是)： B. 食醋去除水垢中的： C. 利用覆铜板制作印刷电路板： D. 去除废水中的： 7. 下图表示的是元素的某种性质(X)随原子序数的变化关系，则X可能是 A. 元素原子的价电子数 B. 元素的原子半径 C. 元素的电负性 D. 元素的第一电离能 8. 一定条件下的密闭容器中发生反应：。达平衡后升高反应温度，下列叙述不正确的是 A. 正、逆反应速率都增大 B. 平衡向逆反应方向移动 C. 的转化率增大 D. 化学平衡常数增大 9. 下列事实能用平衡移动原理解释的是 A. 溶液中加入少量固体，促进分解 B. 密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C. 铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D. 锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 10. 用0.100 0 mol·L−1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列说法不正确的是 A. 锥形瓶盛装未知浓度的NaOH溶液前必须保持干燥 B. 使用滴定管前，要先检查活塞是否漏水，在确保不漏水后方可使用 C. 酸式滴定管在盛装0.100 0 mol·L−1 HCl溶液前要用该溶液润洗2~3次 D. 用酚酞作指示剂，溶液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点 11. 相同温度下，在三个密闭容器中分别进行反应：H2(g) + I2(g)2HI(g)。达到化学平衡状态时，相关数据如下表。下列说法不正确是 实验 起始时各物质的浓度/(mol·L-1 ) 平衡时物质的浓度/(mol·L-1 ) c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) Ⅰ 0.01 0.01 0 0.008 Ⅱ 002 0.02 0 a Ⅲ 0.02 0.02 0.04 A. 该温度下，反应的平衡常数为0.25 B. 实验Ⅱ达平衡时，a=0.016 C. 实验Ⅲ开始时，反应向消耗H2的方向移动 D. 达到化学平衡后，压缩三个容器的体积，平衡均不发生移动 12. 回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 废气中排放到大气中会形成酸雨 B. 装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D. 装置中的总反应为 13. “中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。下列有关描述正确的是 A. 历程Ⅰ是吸热反应 B. 历程Ⅱ发生了化学变化 C. 历程Ⅲ 的热化学方程式是：SiHCl3(l) + H2(g) = Si(s)+3HCl(g) ΔH=+238 kJ/mol D. 实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程无需外界能量供给 14. 某实验小组研究经打磨的镁条与1 mol·L−1 NaHCO3溶液(pH≈8.4)的反应。室温时，用CO2传感器检测生成的气体，并测定反应后溶液的pH。实验如下表： 实验装置 编号 锥形瓶中的 试剂 实验现象 锥形瓶内CO2的浓度变化 ① 6.0 g 1 mol·L−1 NaHCO3溶液 有极微量气泡生成，15 min后测得溶液的pH无明显变化 ② 6.0 g 1 mol·L−1 NaHCO3溶液和0.1g镁条 持续产生大量气泡(净化后可点燃)，溶液中有白色浑浊生成。15 min后测得溶液的pH上升至9.0 ③ 6.0 g H2O(滴有酚酞溶液)和0.1 g镁条 镁条表面有微量气泡，一段时间后，镁条表面微红 下列说法不正确的是 A. 由①可知，NaHCO3在溶液中可发生分解反应 B. 由②可知，镁与NaHCO3溶液反应，生成的气体中有H2 C. 对比②③可知，室温下，NaHCO3溶液中c(H+)大于水中c(H+) D. 由②③推测，可能对镁与H2O反应生成的Mg(OH)2覆膜有破坏作用 第二部分 (非选择题 共58分) 本部分共6小题，共58分。 15. 锂(Li)元素在新能源领域应用广泛。 （1）基态Li原子的电子排布式是_______ 。 （2）Li元素在周期表中的位置是_______(填写周期、族、区)。 （3）比较第一电离能的大到小：I1(Li)_______ I1(Na)(填“>”、“=”或“＜”)，从原子结构的角度解释原因_______。 （4）碳酸锂(Li2CO3)是一种电池原料，其中所含元素的电负性从大到小的顺序是_______>_______>_______。 16. 研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。 （1）常温下，用0.100 mol/L NaOH溶液滴定10 mL 0.100 mol/L CH3COOH溶液的滴定曲线如图所示。 a、b、c三点中： ①c(Na+) =c(CH3COO−)的点是_______(填“a”、“b”或“c”，下同)。 ②水的电离程度最大的点是 _______。 （2）已知：25 ℃时CH3COOH、H2CO3和HClO的电离平衡常数： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常(Ka) 1.75×10–5 Ka1=4.5×10–7 Ka2=4.7×10–11 4.0×10–8 ①CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka=_______。 ②比较等物质的量浓度溶液的pH：pH(NaClO) _______ pH(CH3COONa) (填“>”、“＜”或“=”)。 ③预测下列化学反应能够发生的是_______。 A．HClO + CH3COONa = CH3COOH + NaClO B．CO2 + H2O + NaClO = NaHCO3 + HClO C．2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O+CO2 17. 镁基储氢材料MgH2具有储氢量高、成本低廉等优点，发展前景广阔。 Ⅰ．MgH2热分解放出H2，反应的能量变化如图所示。 （1）写出MgH2热分解的热化学方程式_______。 （2）提高H2平衡产率的措施有_______(答1条即可)。 Ⅱ．MgH2水解制备H2。 （3）MgH2与H2O反应制备H2的化学方程式是_______。 （4）资料：25℃时，有关物质的溶度积常数如下 物质 Mg(OH)2 Ni(OH)2 Cu(OH)2 Ksp 5.6×10−12 5.5×10−16 2.2×10−20 ①MgH2与H2O反应时，最初生成H2的速率很快，但随后变得缓慢，原因是_______。 ②在水中加入优先与OH-结合的离子，能够避免①中现象发生，提升H2的制备效率。下列物质中，能达到此目的的是_______。 a．NaNO3 b．NiCl2 c．CuCl2 18. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）写出氯碱工业原理的方程式_______。 （2）将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为_______(填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向_______极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是_______。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 （3）向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式_______。 （4）杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因_______。 19. 我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4•7H2O)，其工艺流程如下。 已知：i. 还原浸出液中的阳离子有：Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等 ii.部分物质的溶度积常数如下(25℃) 物质 Ksp CaF2 4.0×10−11 Fe(OH)3 2.8×10−39 iii. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大 （1）氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是_______。 （2）还原浸出Co2+时，理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为_______。 （3）氧化沉铁后，浊液中铁离子浓度为_______ mol/L(此时25℃，溶液pH为4)。 （4）结合平衡移动原理解释“氟化沉钙”步骤加入过量NaF原因_______。 （5）萃取后，经反萃取得到硫酸钴溶液。将硫酸钴溶液经_______操作，分离后得到硫酸钴晶体。 （6）用滴定法测定硫酸钴晶体中钴的含量，其原理和操作如下。 在溶液中，用铁氰化钾将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，过量的铁氰化钾以Co(Ⅱ)标准液返滴定。反应的方程式为：Co2+ + [Fe(CN)6]3− = Co3+ + [Fe(CN)6]4−。 已知：铁氰化钾标准液浓度为c mol/L，Co(Ⅱ)标准液质量浓度为ρg/L。 取m g硫酸钴晶体，加水配成200 mL溶液，取20 mL待测液进行滴定，消耗V1 mL铁氰化钾标准液、V2 mL Co(Ⅱ)标准液。(Co的相对原子质量为59) 计算样品中钴含量ω=_______(以钴的质量分数ω计)。 20. 某实验小组探究Cu与Fe(NO3)3溶液的反应。取3 g 铜粉加入到100 mL 0.6mol/L Fe(NO3)3溶液(用HNO3调pH=1)中，振荡、静置30分钟，铜粉减少，溶液呈棕绿色，未见有气泡产生。 （1）预测和Fe3+分别与Cu发生了反应，补充反应Ⅱ的离子方程式。 反应 Ⅰ 3Cu + 2+ 8H＋ = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 反应 Ⅱ _______。 （2）探究反应Ⅰ是否发生 ①设计实验：取3 g 铜粉加入到100 mL _______溶液中，振荡、静置30分钟。 ②若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有_______。 实际现象不明显，借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。 （3）探究反应Ⅱ是否发生 步骤1：取3 g 铜粉加入到100 mL 0.3 mol/L Fe2(SO4)3溶液(用H2SO4调pH=1)中，溶液迅速变为蓝绿色。 步骤2：取步骤1中上层清液，滴加少量KSCN溶液，出现白色浑浊，溶液变红，振荡后红色褪去。 ①KSCN溶液的作用是 _______。 ②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因_______。 （4）查阅资料可知，反应 Ⅰ和反应Ⅱ 的平衡常数分别为KⅠ=6.3×1062 和KⅡ=5×1014。.请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe(NO3)3溶液反应的认识_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市房山区2023-2024学年高二上学期期末考试 化 学 本试卷共10页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回，试卷自行保存。 可能用到的相对原子质量：H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 S 32 Co 59 第一部分(选择题 共42分) 本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于下列现象的分析不合理的是 醋酸溶液能导电 氧炔焰切割金属 A．与盐类水解有关 B．与乙炔和氧气反应放热有关 五彩缤纷的烟花 铸钢模具须提前干燥 C．与核外电子的跃迁有关 D．与铁与水能发生反应有关 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．醋酸导电是因为醋酸是一种弱电解质，能够电离出氢离子和醋酸根离子，与水解无关，故A错误； B．氧炔焰切割金属，乙炔和氧气反应放出大量热使得金属熔化，故B正确； C．金属受热核外电子会发生跃迁变成激发态，电子从激发态回到基态释放能量呈现不同的颜色，故C正确； D．铁和水在高温下能发生反应，所以注入钢水前，模具须干燥，故D正确； 答案选：A。 2. 下列化学用语书写不正确的是 A. F的原子结构示意图： B. NaCl的电子式： C. 基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式：3d44s2 D. 基态氧原子的轨道表示式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．氟原子是9号元素，其原子结构示意图为，A正确； B．NaCl为离子化合物，电子式为：，B正确； C．Cr元素位于元素周期表第四周期第ⅥB族，根据洪特定律，其价层电子排布式为，C错误； D．O是8号元素，电子排布式为，轨道表示式为，D正确； 故选C。 3. 下列措施是为了增大化学反应速率的是 A. 用锌粒代替镁粉制备氢气 B. 将食物放进冰箱避免变质 C. 自行车车架镀漆避免生锈 D. 工业合成氨时加入催化剂 【答案】D 【解析】 【详解】A．用锌粒代替镁粉制备氢气，接触面积变小，化学反应速率降低，A错误； B．将食物放进冰箱，环境温度降低，降低食物变质的速率，B错误； C．自行车车架镀漆，降低自行车车架生锈的速率，C错误； D．工业合成氨时加入催化剂，增大化学反应速率，D正确； 答案选D。 融雪剂可以降低冰雪融化的温度，利于道路通畅，通常分为氯盐类的无机融雪剂和非氯盐类的有机融雪剂两类。氯化钠、醋酸钾两种融雪剂相同条件下融冰量和对碳钢(铁碳合金)腐蚀速率图像如下所示。完成下面两个小题。 4. 下列关于醋酸钾(CH3COOK)的说法中，不正确的是 A. 是强电解质 B. 电离方程式为CH3COOK=CH3COO-+K+ C. 使用CH3COOK融雪后，附近水土酸碱性不受影响 D. 由图1可知，与氯化钠相比醋酸钾融冰量高，是更加高效的融雪剂 5. 结合图2分析下列关于碳钢(铁碳合金)腐蚀的说法中，不正确的是 A. 盐类融雪剂能够造成碳钢的腐蚀 B. 碳钢腐蚀的负极反应为Fe-2e-=Fe2+ C. 融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率越快 D. 寻找环保、高效的融雪剂是新型融雪剂的研究方向 【答案】4. C 5. C 【解析】 【4题详解】 A．醋酸钾(CH3COOK)属于盐类，在水溶液中能完全电离，是强电解质，A正确； B． CH3COOK是强电解质，电离方程式为CH3COOK=CH3COO-+K+，B正确； C．使用CH3COOK融雪后，CH3COO-发生水解反应生成醋酸和OH-，附近水土碱性增强，C错误； D．由图1可知，相同时间内，与氯化钠相比醋酸钾融冰量高，是更加高效的融雪剂，D正确； 故选C； 【5题详解】 A．NaCl溶液是中性的，醋酸钾(CH3COOK)溶液显碱性，铁在中性或碱性溶液中发生吸氧腐蚀，则盐类融雪剂能够造成碳钢的腐蚀，A正确； B．碳钢腐蚀的负极是铁失去电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图2可知，融雪剂浓度越大，碳钢腐蚀速率越慢，C错误； D．醋酸钾(CH3COOK) 融雪剂会对土壤酸碱性造成破坏，因此寻找环保、高效的融雪剂是新型融雪剂的研究方向，D正确； 故选C。 6. 下列离子方程式与所给事实不相符的是 A. 制备84消毒液(主要成分是)： B. 食醋去除水垢中的： C. 利用覆铜板制作印刷电路板： D. 去除废水中的： 【答案】B 【解析】 【详解】A．Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，除了Cl2和H2O不能拆写其余均可拆写为离子，A项正确； B．食醋为弱酸不能拆写为离子，反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O，B项错误； C．FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2，反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，C项正确； D．Na2S将Hg2+转化为沉淀除去，反应为Hg2++S2−=HgS↓，D项正确； 故选B。 7. 下图表示的是元素的某种性质(X)随原子序数的变化关系，则X可能是 A. 元素原子的价电子数 B. 元素的原子半径 C. 元素的电负性 D. 元素的第一电离能 【答案】D 【解析】 【详解】从题图中可知，同周期元素随原子序数的增加，从左到右X值呈增大趋势，但第ⅢA族比第ⅡA族的小，第ⅣA族比第ⅤA族的小，满足这一特点的是第一电离能，答案选D。 8. 一定条件下的密闭容器中发生反应：。达平衡后升高反应温度，下列叙述不正确的是 A. 正、逆反应速率都增大 B. 平衡向逆反应方向移动 C. 的转化率增大 D. 化学平衡常数增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．升高温度，正逆反应速率都增大，A正确； B．该反应正反应方向为吸热反应，升高温度平衡正向移动，B错误； C．升高温度平衡正向移动，C2H6 的转化率增大，C正确； D．升高温度平衡正向移动，化学平衡常数增大，D正确； 故选B。 9. 下列事实能用平衡移动原理解释的是 A. 溶液中加入少量固体，促进分解 B. 密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C. 铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D. 锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 【答案】B 【解析】 【详解】A．MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； B．NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确； C．铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误； D．加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误； 故选B。 10. 用0.100 0 mol·L−1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列说法不正确的是 A. 锥形瓶盛装未知浓度的NaOH溶液前必须保持干燥 B. 使用滴定管前，要先检查活塞是否漏水，在确保不漏水后方可使用 C. 酸式滴定管在盛装0.100 0 mol·L−1 HCl溶液前要用该溶液润洗2~3次 D. 用酚酞作指示剂，溶液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点 【答案】A 【解析】 【详解】A．锥形瓶中有少量水，对中和滴定实验无影响，则锥形瓶不需要保持干燥，故A错误； B．若滴定管漏水，不能使用，则在使用滴定管前，首先要检查活塞是否漏水，在确保不漏水后方可使用，故B正确； C．该实验为酸滴定碱，酸式滴定管盛装盐酸时先水洗、后润洗，则酸式滴定管在盛装HCl溶液前要用该溶液润洗2～3次，故C正确； D．用酚酞作指示剂，达到滴定终点时，溶液为中性，则滴定终点时溶液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不变色，故D正确； 故选：A。 11. 相同温度下，在三个密闭容器中分别进行反应：H2(g) + I2(g)2HI(g)。达到化学平衡状态时，相关数据如下表。下列说法不正确的是 实验 起始时各物质的浓度/(mol·L-1 ) 平衡时物质的浓度/(mol·L-1 ) c(H2) c(I2) c(HI) c(H2) Ⅰ 0.01 0.01 0 0.008 Ⅱ 0.02 0.02 0 a Ⅲ 0.02 0.02 0.04 A. 该温度下，反应的平衡常数为0.25 B. 实验Ⅱ达平衡时，a=0.016 C. 实验Ⅲ开始时，反应向消耗H2的方向移动 D. 达到化学平衡后，压缩三个容器的体积，平衡均不发生移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由第I组数据可知，达到平衡时，==0.008mol/L，=0.004mol/L，该温度下，反应的平衡常数为，A正确； B．反应条件为恒温恒容，实验Ⅱ相对于实验I相当于加压，平衡不移动，则实验Ⅱ达平衡时，故a=0.016，B正确； C．温度不变，平衡常数不变，实验Ⅲ开始时，浓度商，故反应向逆反应方向，即生成的方向移动，C错误； D．该反应前后气体物质量不变，压缩三个容器的体积加压，平衡不移动，D正确； 故选C。 12. 回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 废气中排放到大气中会形成酸雨 B. 装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度 C. 装置a中溶液的作用是吸收废气中的和 D. 装置中的总反应为 【答案】C 【解析】 【详解】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确； B．装置a中溶液溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确； C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误； D．由图可知一个电极亚硫酸根失电子生成硫酸根，另一个极二氧化碳和水转化为甲酸，装置b中总反应为，故D正确； 选C。 13. “中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如下图所示。下列有关描述正确的是 A. 历程Ⅰ是吸热反应 B. 历程Ⅱ发生了化学变化 C. 历程Ⅲ 的热化学方程式是：SiHCl3(l) + H2(g) = Si(s)+3HCl(g) ΔH=+238 kJ/mol D. 实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程无需外界能量供给 【答案】C 【解析】 【详解】A．历程Ⅰ中反应物能量高于生成物能量，则历程Ⅰ是放热反应，，A错误； B．历程Ⅱ中， 转变为，同一物质三态之间的变化，为物理变化，B错误； C．历程Ⅲ 中，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，则热化学方程式为，C正确； D．粗硅和纯硅的组成物质不同能量，粗硅变为精硅的过程中能量会损耗，D错误； 故选C。 14. 某实验小组研究经打磨的镁条与1 mol·L−1 NaHCO3溶液(pH≈8.4)的反应。室温时，用CO2传感器检测生成的气体，并测定反应后溶液的pH。实验如下表： 实验装置 编号 锥形瓶中的 试剂 实验现象 锥形瓶内CO2的浓度变化 ① 6.0 g 1 mol·L−1 NaHCO3溶液 有极微量气泡生成，15 min后测得溶液的pH无明显变化 ② 6.0 g 1 mol·L−1 NaHCO3溶液和0.1g镁条 持续产生大量气泡(净化后可点燃)，溶液中有白色浑浊生成。15 min后测得溶液的pH上升至9.0 ③ 6.0 g H2O(滴有酚酞溶液)和0.1 g镁条 镁条表面有微量气泡，一段时间后，镁条表面微红 下列说法不正确的是 A. 由①可知，NaHCO3在溶液中可发生分解反应 B. 由②可知，镁与NaHCO3溶液反应，生成的气体中有H2 C. 对比②③可知，室温下，NaHCO3溶液中c(H+)大于水中c(H+) D. 由②③推测，可能对镁与H2O反应生成的Mg(OH)2覆膜有破坏作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．由①可知，锥形瓶中的试剂为溶液，锥形瓶内CO2的浓度增大，说明室温时，NaHCO3在溶液中可分解产生CO2，故A正确； B．②中产生大量气泡，该气体净化后可点燃，说明产生的大量气体中可能含有H2，故B正确； C．NaHCO3溶液呈碱性，其中c(H+)小于H2O中的，故C错误； D．NaHCO3可以和碱性物质反应，由②③可知，的作用可能是破坏了覆盖在镁条表面的镁与H2O反应生成的Mg(OH)2，故D正确； 答案选C。 第二部分 (非选择题 共58分) 本部分共6小题，共58分。 15. 锂(Li)元素在新能源领域应用广泛。 （1）基态Li原子的电子排布式是_______ 。 （2）Li元素在周期表中的位置是_______(填写周期、族、区)。 （3）比较第一电离能的大到小：I1(Li)_______ I1(Na)(填“>”、“=”或“＜”)，从原子结构的角度解释原因_______。 （4）碳酸锂(Li2CO3)是一种电池原料，其中所含元素的电负性从大到小的顺序是_______>_______>_______。 【答案】（1）1s22s1 （2）第二周期第IA族s区 （3） ①. > ②. Li和Na为同主族元素，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，第一电离能逐渐减小。 （4） ①. O ②. C ③. Li 【解析】 【小问1详解】 基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。锂元素的原子序数为3，其电子排布式为1s22s1 。 【小问2详解】 Li元素在周期表中的位置是第二周期第IA族，属于s区。 【小问3详解】 第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，第一电离能逐渐减小。锂和钠同主族，且钠在锂的下方，故锂的第一电离能大于钠的第一电离能。 【小问4详解】 元素电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，一般来说，非金属性越强，电负性越大。在碳酸锂中，含有的元素有锂（Li）、碳（C）、氧（O），属于同一周期，非金属性：O > C > Li，所以电负性从大到小的顺序是 O > C > Li。 16. 研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。 （1）常温下，用0.100 mol/L NaOH溶液滴定10 mL 0.100 mol/L CH3COOH溶液的滴定曲线如图所示。 a、b、c三点中： ①c(Na+) =c(CH3COO−)的点是_______(填“a”、“b”或“c”，下同)。 ②水的电离程度最大的点是 _______。 （2）已知：25 ℃时CH3COOH、H2CO3和HClO的电离平衡常数： 化学式 CH3COOH H2CO3 HClO 电离平衡常(Ka) 1.75×10–5 Ka1=4.5×10–7 Ka2=4.7×10–11 4.0×10–8 ①CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka=_______。 ②比较等物质的量浓度溶液的pH：pH(NaClO) _______ pH(CH3COONa) (填“>”、“＜”或“=”)。 ③预测下列化学反应能够发生的是_______。 A．HClO + CH3COONa = CH3COOH + NaClO B．CO2 + H2O + NaClO = NaHCO3 + HClO C．2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O+CO2 【答案】（1） ①. b ②. c （2） ①. ②. > ③. BC 【解析】 【小问1详解】 ①根据溶液中的电荷守恒可知，要得到c(Na+) =c(CH3COO−)，即，所以应该为b点； ②向溶液中加入酸或碱都会抑制水的电离，所以氢氧化钠和醋酸恰好完全反应生成醋酸钠时，水的电离程度最大，即c点； 【小问2详解】 ①根据平衡常数的表达式可知，醋酸的电离平衡常数的表达式为Ka=； ②由表格中的电离平衡常数可知，醋酸的酸性大于次氯酸，根据越弱越水解，所以次氯酸根离子的水解程度大，pH值大一些； ③A.由Ka可知，醋酸的酸性强于次氯酸，弱酸不能制强酸，所以该反应不能发生，A错误； B. 由Ka可知，碳酸的酸性强于次氯酸，符合强酸制弱酸规律，该反应能够发生，B正确； C. 由Ka可知，醋酸的酸性强于碳酸，符合强酸制弱酸规律，该反应能够发生，C正确； 故选BC。 17. 镁基储氢材料MgH2具有储氢量高、成本低廉等优点，发展前景广阔。 Ⅰ．MgH2热分解放出H2，反应的能量变化如图所示。 （1）写出MgH2热分解的热化学方程式_______。 （2）提高H2平衡产率的措施有_______(答1条即可)。 Ⅱ．MgH2水解制备H2。 （3）MgH2与H2O反应制备H2的化学方程式是_______。 （4）资料：25℃时，有关物质的溶度积常数如下 物质 Mg(OH)2 Ni(OH)2 Cu(OH)2 Ksp 5.6×10−12 5.5×10−16 2.2×10−20 ①MgH2与H2O反应时，最初生成H2的速率很快，但随后变得缓慢，原因是_______。 ②在水中加入优先与OH-结合的离子，能够避免①中现象发生，提升H2的制备效率。下列物质中，能达到此目的的是_______。 a．NaNO3 b．NiCl2 c．CuCl2 【答案】（1）MgH2(s)Mg(s) + H2(g) ΔH=+75 kJ/mol （2）升温、减压、及时移走氢气 （3）MgH2+2H2OMg(OH)2+2H2 （4） ①. 产物Mg(OH)2是难溶物质，逐渐覆盖在MgH2表面，减小了MgH2与H2O的接触面积 ②. b、c 【解析】 【小问1详解】 该反应的反应物总能量低于生成物总能量，是吸热反应，ΔH=(160-85) kJ/mol =+75 kJ/mol，该反应热化学方程式为MgH2(s)Mg(s) + H2(g) ΔH=+75 kJ/mol： 【小问2详解】 该反应为吸热、气体物质的量增大的反应，升高温度、减小压强能使得平衡正向移动，则提高H2平衡产率的措施有：升温、减压、及时移走氢气； 【小问3详解】 MgH2与H2O反应制备H2同时生成Mg(OH)2，化学方程式是MgH2+2H2OMg(OH)2+2H2； 【小问4详解】 ①MgH2与H2O反应时，最初生成的速率很快，但随后变得很缓慢，速率变慢的原因是产物Mg(OH)2是难溶物质，逐渐覆盖在MgH2表面，减小了MgH2与H2O的接触面积； ②在水中加入优先与OH-结合的离子，能够避免①中现象发生，NaNO3与OH-不反应，NiCl2与OH-结合生成Ni(OH)2沉淀，CuCl2与OH-结合生成Cu(OH)2沉淀，可达到提升H2的制备效率，故选bc。 18. 改进工艺，降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。 （1）写出氯碱工业原理的方程式_______。 （2）将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下： ① a极为_______(填“正”或“负”)极。 ② 甲装置中，Na+向_______极移动(填“a”或“b”)。 ③下列关于乙装置说法中，正确的是_______。 A．在c极区获得氯气 B．在d极区获得的产物，可供甲装置使用 C．当NaCl溶液浓度较低时，及时更换为精制饱和NaCl溶液，以保证生产效率 （3）向乙装置中的阴极区通入O2，能够替代水中的H+获得电子，降低电解电压，减少电耗。写出O2在阴极区发生反应的电极反应式_______。 （4）杂质离子可造成交换膜损伤，导致OH−迁移至阳极区，对产品质量造成不良影响。请结合化学用语说明原因_______。 【答案】（1） （2） ①. 负极 ②. b极 ③. A、B、C （3） （4）阳极区发生反应：4OH−-4e− = O2↑+ 2H2O，生成氧气，使氯气不纯。(或生成的氯气会在阳极区与OH−发生反应，减少氯气产量) 【解析】 【分析】氯碱工业原理是采用电解食盐水的方法产生氯气和烧碱，故称为氯碱工业； 根据题目所给图示，甲装置为氢氧燃料电池，乙为电解池，甲装置中氢气进入a极，则a电极为负极，发生氧化反应，b极为正极，发生还原反应，则a电极连接乙装置的d电极为阴极，b电极连接乙装置的c电极为阳极； 【小问1详解】 根据分析，氯碱工业原理的方程式为； 【小问2详解】 ①根据分析，甲装置为氢氧燃料电池，a电极为负极； ②根据分析，a电极发生氧化反应，即，要保持溶液电荷守恒，钠离子要向b电极移动； ③A．根据分析，c电极阳极，发生氧化反应，即，故A正确； B．根据分析，d电极为阴极，发生还原反应，即，获得氢气可以继续供给甲装置使用，故B正确； C．随着电解过程中氯化钠的减少，若氯化钠溶液浓度降低，继续电解可能会将将溶液中的O元素转变成氧气，故C正确； 【小问3详解】 若向乙装置阴极区通入氧气，氧气得电子生成氢氧根，其电极反应式为； 【小问4详解】 若氢氧根迁移至阳极区，会代替Cl-失电子，生成氧气，使氯气不纯；也可能在阳极区氢氧根与氯气反应生成氯化钠和次氯酸钠，减少氯气产量。 19. 我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4•7H2O)，其工艺流程如下。 已知：i. 还原浸出液中的阳离子有：Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等 ii.部分物质的溶度积常数如下(25℃) 物质 Ksp CaF2 40×10−11 Fe(OH)3 2.8×10−39 iii. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大 （1）氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是_______。 （2）还原浸出Co2+时，理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为_______。 （3）氧化沉铁后，浊液中铁离子浓度为_______ mol/L(此时25℃，溶液pH为4)。 （4）结合平衡移动原理解释“氟化沉钙”步骤加入过量NaF的原因_______。 （5）萃取后，经反萃取得到硫酸钴溶液。将硫酸钴溶液经_______操作，分离后得到硫酸钴晶体。 （6）用滴定法测定硫酸钴晶体中钴的含量，其原理和操作如下。 在溶液中，用铁氰化钾将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，过量的铁氰化钾以Co(Ⅱ)标准液返滴定。反应的方程式为：Co2+ + [Fe(CN)6]3− = Co3+ + [Fe(CN)6]4−。 已知：铁氰化钾标准液浓度为c mol/L，Co(Ⅱ)标准液质量浓度为ρg/L。 取m g硫酸钴晶体，加水配成200 mL溶液，取20 mL待测液进行滴定，消耗V1 mL铁氰化钾标准液、V2 mL Co(Ⅱ)标准液。(Co的相对原子质量为59) 计算样品中钴含量ω=_______(以钴的质量分数ω计)。 【答案】（1）2Co(OH)3 + 3H2SO4 = Co2 (SO4)3 + 6H2O （2）2：1 （3）2.8×10−9 （4）Ca2+(aq) + 2F−(aq) CaF2(s)，增大F−浓度，平衡正向移动，有利于氟化沉钙 （5）加热浓缩、冷却结晶、过滤 （6） 【解析】 【分析】粗氢氧化高钴加入稀硫酸溶解，然后加入过量Na2SO3进行还原浸出，还原浸出液中的阳离子有：Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等；加入过量NaClO3氧化沉铁，此时Fe2+被氧化为Fe3+并转化为Fe(OH)3沉淀；加入过量NaF氟化沉钙，此时Ca2+转化为CaF2沉淀；对滤液进行萃取、反萃取后得到硫酸钴溶液；将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，便可得到硫酸钴晶体。 【小问1详解】 氢氧化高钴溶于硫酸，生成Co2(SO4)3等，化学方程式是2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O。答案为：2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O； 【小问2详解】 用过量Na2SO3还原浸出Co2+时，发生反应+2Co3++H2O=+2Co2++2H+，则理论上氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1。答案为：2:1； 【小问3详解】 25℃时，pH=4，c(OH-)=1×10-10mol/L，浊液中c(Fe3+)==2.8×10-9mol/L。答案为：2.8×10-9； 【小问4详解】 用F-沉淀Ca2+是一个平衡体系，增大一种反应物浓度，有利于提高另一种反应物的转化率，则加入过量NaF的原因：加入NaF后，发生反应Ca2+(aq)+2F-(aq)CaF2(s)，增大c(F-)，有利于平衡正向移动，从而使Ca2+沉淀更充分。答案为：加入NaF后，发生反应Ca2+(aq)+2F-(aq)CaF2(s)，增大c(F-)，有利于平衡正向移动，从而使Ca2+沉淀更充分； 【小问5详解】 从硫酸钴溶液中提取硫酸钴晶体时，由于硫酸钴的溶解度随温度升高而明显增大，所以将硫酸钴溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸钴晶体。答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤； 【小问6详解】 设所配200mL溶液中Co2+浓度为x，则依据得失电子守恒，可建立如下等量关系式：0.02x=cV1×10-3-，x=0.05(cV1-)mol/L，则样品中钴含量ω==。答案为：。 20. 某实验小组探究Cu与Fe(NO3)3溶液的反应。取3 g 铜粉加入到100 mL 0.6mol/L Fe(NO3)3溶液(用HNO3调pH=1)中，振荡、静置30分钟，铜粉减少，溶液呈棕绿色，未见有气泡产生。 （1）预测和Fe3+分别与Cu发生了反应，补充反应Ⅱ的离子方程式。 反应 Ⅰ 3Cu + 2+ 8H＋ = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 反应 Ⅱ _______。 （2）探究反应Ⅰ是否发生 ①设计实验：取3 g 铜粉加入到100 mL _______溶液中，振荡、静置30分钟。 ②若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有_______。 实际现象不明显，借助传感器证明反应Ⅰ能够发生。 （3）探究反应Ⅱ是否发生 步骤1：取3 g 铜粉加入到100 mL 0.3 mol/L Fe2(SO4)3溶液(用H2SO4调pH=1)中，溶液迅速变为蓝绿色。 步骤2：取步骤1中上层清液，滴加少量KSCN溶液，出现白色浑浊，溶液变红，振荡后红色褪去。 ①KSCN溶液的作用是 _______。 ②已知，CuSCN是难溶于水的白色固体。结合平衡移动原理，解释步骤2中“溶液变红，振荡后红色褪去”的原因_______。 （4）查阅资料可知，反应 Ⅰ和反应Ⅱ 的平衡常数分别为KⅠ=6.3×1062 和KⅡ=5×1014。.请从化学反应速率和限度的角度简述对Cu与Fe(NO3)3溶液反应的认识_______。 【答案】（1）Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ （2） ①. 1.8 mol/L NaNO3溶液(用HNO3调pH=1) ②. 铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色 （3） ①. 检验Fe3+ ②. 加入SCN−后，Fe3+与SCN-反应，生成Fe(SCN)3溶液显红色。振荡过程中Cu+与SCN−反应生成CuSCN沉淀，使SCN−浓度减小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，溶液红色褪去 （4）Cu与Fe3+和NO(H+)均能发生反应，其中Cu与NO(H+)反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快 【解析】 【小问1详解】 溶液中含有Fe3+，所以除发生反应I外，还有Fe3+氧化Cu生成Cu2+和Fe2+，即反应II的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； 【小问2详解】 ①探究反应I是否发生，需要排除Fe3+的影响，而且保证其他条件应相同，根据所提供的试剂，取3g铜粉加入1.8mol/L硝酸钠溶液(用调)中，振荡、静置30分钟； ②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO气体，若反应Ⅰ能够发生，预计观察到的现象有铜粉逐渐溶解，溶液变为蓝色，有无色气体生成，在液面上方变为红棕色； 【小问3详解】 ①探究反应II是否发生，需要排除NO的影响，而且保证其他条件应相同，取3g铜粉加入0.3mol/LFe2(SO4)3溶液(用H2SO4调)中，溶液迅速变为蓝绿色。取上层清液，滴加溶液检验Fe3+； ②加入SCN−后，Fe3+与SCN-反应，生成Fe(SCN)3溶液显红色。振荡过程中Cu+与SCN−反应生成CuSCN沉淀，使SCN−浓度减小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，溶液红色褪去； 【小问4详解】 通过比较反应现象及反应I、反应II的平衡常数可知，Cu与Fe3+和NO(H+)均能发生反应，其中Cu与NO(H+)反应限度更大，Cu与Fe3+反应速率更快。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $