精品解析：山西省太原市2023-2024学年高二上学期期末化学试题

2023～2024学年第一学期高二年级期末学业诊断 化学试卷 (考试时间：上午10：00—11：30) 可能用到的相对原子质量：H1C12O16Na23Cl35.5Fe56 一、选择题：本题包括15小题，每小题3分，共45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，请将正确选项的序号填入答案栏内。 1. 工业上合成氰化氢()的一种反应原理为：。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的约为 化学键 键能/ 414 389 896 436 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414+3×389-（414+896+3×436）=； 【详解】A．根据分析可得，该反应的约为，A正确； B．根据分析可得，该反应的约为，B错误； C．根据分析可得，该反应的约为，C错误； D．根据分析可得，该反应的约为，D错误； 故选A。 2. 下列各基态原子或离子的电子排布式中，错误的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．核外电子排布式：，A正确； B．核外电子排布式：，B错误； C．核外电子排布式：，C正确； D．核外电子排布式：，D正确； 答案选B。 3. 为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实施。如图为镓和锗在元素周期表中的信息，下列说法错误的是 A. 镓的核电荷数为31 B. 电负性： C. 镓、锗均位于周期表的区 D. 基态锗原子核外有7种能量不同的电子 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，镓是31号元素，镓的核电荷数为31，A正确； B．同周期元素，从左往右，电负性依次增大，则电负性：，B正确； C．镓、锗位于周期表中的第IIIA族和IVA族，属于p区，C正确； D．基态锗原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，有8个能级，8种能量不同的电子，D错误； 故选D。 4. 阻燃剂分子结构如图。下列说法错误的是 A. 第一电离能： B. 分子中元素的化合价均为+5价 C. 基态原子价电子排布式为 D. 基态原子的轨道表示式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：，A正确； B．P的电负性小于O和N，因此共用电子对偏离P显出+5价，B正确； C．O为8号元素，基态原子价电子排布式为，C正确； D．基态原子的轨道表示式为，D错误； 故选D。 5. 下列说法中，错误的是 A. 氧原子可以形成、，也可能形成 B. 中的原子的杂化方式为，空间结构为形 C. 的分子结构是，在中有1个键和2个键 D. 的分子结构是，在中只有键没有键 【答案】A 【解析】 【详解】A．氧原子可以形成、，也可能形成，A错误； B．中的原子价层电子对数：，含2对孤电子对，杂化方式为，空间结构为形，B正确； C．的分子结构是，在中有1个键和2个键，C正确； D．的分子结构是，在中只有键没有键，D正确； 答案选A。 6. 下列有关金属腐蚀和保护的说法中，错误的是 A. 生铁中含碳，比纯铁容易生锈 B. 牺牲阳极法是利用电解原理保护金属 C. 埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀 D. 镀银的铁制品，镀层损坏后，露出的铁比镀银的铁制品更容易被腐蚀 【答案】B 【解析】 【详解】A．生铁是含碳的铁合金，容易形成原电池，此时铁作负极被腐蚀，所以生铁比纯铁容易生锈，A不符合题意； B．牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属，B符合题意； C．铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池，加快铁管腐蚀，C不符合题意； D．镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层、铁与外界环境形成原电池，铁作负极被腐蚀，D不符合题意； 故选B； 7. 下列叙述中，不能用盐类水解原理解释的是 A. 常用明矾作净水剂 B. 向沸水中滴加饱和溶液制备胶体 C. 施肥时，草木灰(有效成分)与铵态氮肥不可混用 D. 抢救钡离子中毒者时，可用硫酸钠溶液洗胃 【答案】D 【解析】 【详解】A．明矾电离出的铝离子水解生成Al(OH)3胶体具有吸附性，可以做净水剂，A不符合； B．FeCl3通过水解产生氢氧化铁胶体，B不符合； C．K2CO3水解显碱性，铵态氮肥电离产生的铵根离子遇碱会反应生成氨气放出，造成肥效降低，C不符合； D．钡离子会与硫酸根离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，和盐类水解无关，D符合； 答案选D。 8. 利用下列装置进行的实验，不能达到预期目的的是 A．在铁制品上电镀铜 B．制作水果(柠檬)电池 C．将溶液蒸干制备无水 D．粗测碳酸钠溶液的 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．在铁制品上电镀铜，应该将铜片作为阳极，待镀铁制品作阴极，A正确； B．利用水果(柠檬)汁为电解质溶液，铜片和铝片为两极，形成原电池，使二极管发光，从而达到形成原电池的原理，B正确； C．蒸发促进Al3+水解生成氢氧化铝，且生成的氯化氢易挥发，得不到无水固体，C错误； D．Na2CO3为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，能用pH试纸测Na2CO3溶液的pH，D正确； 故选C。 9. 利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是 A. 电解时以精铜作阳极 B. 电解时阴极上发生的反应为 C. 用溶液作电解质溶液，反应一段时间后浓度保持不变 D. 电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属 【答案】B 【解析】 【详解】A．将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯时，以精铜作阴极，粗铜作阳极，A错误； B．电解时，溶液中的Cu2+在阴极上得电子，发生的反应为，B正确； C．电解时，阳极的其他金属杂质也会放电，故电解液中溶液浓度减小，C错误； D．电解时，阳极粗铜中的Fe、Zn、Cu失电子转化为金属阳离子，Ag、Pt不失电子，则电解后，电解槽阳极底部会形成含有少量Ag、Pt等金属的阳极泥，D错误； 故选B。 10. 贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是 A. 正极反应式为Ag++e-= Ag B. 负极反应式为Mg-2e-= Mg2+ C. 电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D. 负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ 【答案】A 【解析】 【详解】A．正极是AgCl得电子，方程式应该为：AgCl+e-= Ag+Cl-，A错误，符合题意； B．镁做负极失去电子变成镁离子，方程式为：Mg-2e-= Mg2+，B正确，不符合题意； C．放电时阴离子移向负极，C正确，不符合题意； D．因为是海水，所以镁会直接与水反应Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑，D正确，不符合题意； 故选A。 11. 下列实验事实不能证明CH3COOH是弱电解质的是 A. 将pH=3的醋酸溶液稀释100倍后pH=4.04 B. 0.1 mol/L的醋酸溶液的pH约为2.9 C. CH3COONa溶液能使酚酞试液变红 D. 100 mL1 mol/L的醋酸溶液恰好与100 mL1 mol/L的NaOH溶液中和 【答案】D 【解析】 【详解】A．pH=3的醋酸溶液中c(H+)=10-3 mol/L，将其稀释100后，若CH3COOH是强电解质，则溶液中c(H+)=10-5 mol/L，溶液pH=5，现在稀释100后pH=4.04，c(H+)＞10-5 mol/L，说明在溶液中存在电离平衡，因此能证明CH3COOH是弱电解质，A不符合题意； B．若CH3COOH是强电解质，则0.1 mol/L的醋酸溶液的c(H+)=10-1 mol/L，溶液pH=1。而实质上0.1 mol/L醋酸溶液的pH约为2.9＞1，说明其水溶液中c(H+)＜0.1 mol/L，则CH3COOH是一元弱酸，证明CH3COOH是弱电解质，B不符合题意； C．CH3COONa溶液能使酚酞试液变红，说明该溶液显碱性，则证明CH3COONa是强碱弱酸盐，因此可证明CH3COOH是一元弱酸，CH3COOH属于弱电解质，C不符合题意； D．一元酸与一元碱发生中和反应产生盐和水，当二者的物质的量相等时就恰好反应，与酸、碱的相对强弱无关，因此不能证明CH3COOH是弱电解质，D符合题意； 故合理选项是D。 12. 臭氧分解的反应历程包括以下反应：反应①(快)；反应②(慢)。大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基()能够催化分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是 A. 活化能：反应①>反应② B. 分解为的速率主要由反应①决定 C. 参与反应提高了分解为的平衡转化率 D. 参与反应①、②，改变分解的反应历程 【答案】D 【解析】 【详解】A．活化能越大，反应速率越慢，由反应②速率慢，则②活化能大，活化能反应①<反应②，A错误； B．分解的反应速率取决于慢反应，B错误； C．催化剂能改变反应速率，不影响化学平衡，C错误； D．参与了反应①和②，加快了的分解反应速率，改变了反应历程，D正确； 答案选D。 13. 一定条件下，按2：1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质，发生反应：，温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示，下列说法错误的是 A. 压强：； B. 压强为时，若和时该反应的速率分别为、，则： C. 该反应的 D. 平衡常数：A点=B点 【答案】C 【解析】 【分析】根据题干和图像可知：升高温度，A的平衡转化率降低；结合化学方程式可知：增大压强，A的平衡转化率增大； 【详解】A．通过分析可知:在温度相同的情况下，压强越大，A的平衡转化率越高，p1<p2，A不符合题意； B．通过分析可知:在压强相同的情况下，温度越高，反应速率越快，v1<v2，B不符合题意； C．通过分析可知:在压强相同的情况下，升高温度，A的平衡转化率降低,该反应为放热反应，C符合题意； D．化学平衡常数为温度的函数，温度相同化学平衡常数相同，D不符合题意； 故答案选C； 14. 常温下，将等浓度的溶液分别滴加到等、等体积的、两种弱酸溶液中，溶液的与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是 A. 的浓度大于的浓度 B. a点水的电离程度小于b点水的电离程度 C. 常温下的电离常数是 D. 向溶液中滴加溶液至时， 【答案】A 【解析】 【分析】当lg=0，c(A-)=c(HA)，电离平衡常数ka(HA)=c(H+)=10-4；当1g=0，c(B-)=c(HB)，电离平衡常数ka(HA)=c(H+)=10-5；Ka(HA)>Ka(HB)。 【详解】A．Ka(HA)>Ka(HB)，故酸性：HA>HB，又等pH、等体积的HA、HB两种弱酸，故HA的浓度小于HB的浓度，故，A符合题意； B．a点为HA与NaA的混合溶液，pH=4溶液为酸和盐的混合溶液，pH=4，抑制水的电离，溶液中由水电离出的约为10-10mol/L，b点为HB与NaB的混合溶液，pH=5，抑制水的电离，溶液中由水电离出的约为10-9mol/L，故a点水的电离程度小于b点水的电离程度，B不符合题意； C．根据分析可得，HA的电离常数是10-4，C不符合题意； D．pH=7时，,当pH=7时，则c(B-)=100c(HB)，D不符合题意； 故答案选A； 15. 常温下，将过量粉末置于水中，达到沉淀溶解平衡：，。[已知：，，，]，下列说法错误的是 A. 上层清液中： B. 上层清液中： C. 向体系中通入气体，溶液中增大 D. 向体系中加入溶液，存在： 【答案】D 【解析】 【详解】A．上层清液为的碳酸钙饱和溶液：，碳酸根离子存在水解平衡，根据原子守恒，，A正确； B．碳酸钙饱和溶液，据，，B正确； C．向体系中通入气体，碳酸钙和二氧化碳、水生成碳酸氢钙，溶液中增大，C正确； D．体系中加入溶液，存在：，D错误； 故选D。 二、必做题：本题包括4小题，共45分。 16. 下表为元素周期表的一部分，每个字母分别代表一种元素。 回答下列问题： （1）元素Y、Z、M、Q中，原子半径最大的是_______(填元素名称)。 （2）基态Q原子中，其占据的最高能层的符号是_______，其最高能级的原子轨道的形状是_______。 （3）下列关于R的说法正确的是_______(填序号)。 ①R的原子序数为26 ②依据核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，R位于ds区 ③基态的价层电子轨道表示式为 （4）的中心原子杂化轨道类型为_______，键角为_______。的空间结构名称为_______。 【答案】（1）硼 （2） ①. L ②. 哑铃形 （3）①③ （4） ①. ②. ③. 三角锥形 【解析】 【分析】由元素位置可知X、Y、Z、M、Q、R分别为H、B、N、O、F、Fe。 【小问1详解】 同周期从左到右原子半径依次递减，则原子半径最大的是B； 【小问2详解】 基态Q原子核外电子排布式为1s22s22p5，其占据的最高能层的符号是L；其最高能级是2p，原子轨道的形状是哑铃形； 【小问3详解】 ①R为铁，原子序数是26，故①正确； ②铁位于元素周期表d区，故②错误； ③基态Fe3+价层电子轨道表示式为，故③正确； 故选①③； 【小问4详解】 BF3的中心原子价层电子对数为，无孤对电子，杂化轨道类型为sp2；空间构型为平面三角形，键角为120°；NH3的中心原子价层电子对数为，有1对孤对电子，杂化轨道类型为sp3；空间构型为三角锥形； 17. 室温下，相关弱酸的电离常数如下表所示： 弱酸 电离常数 回答下列问题： （1）室温下，浓度相同的和两种溶液的大小：_______(填“<”或“>”)，判断依据是_______。 （2）室温下，向的溶液中加入相同浓度的溶液。 ①当滴加溶液至溶液中的时，溶液的_______7(填“<”“=”或“>”，下同)，此时(溶液)_______。 ②该温度下，反应的平衡常数_______(列出计算式即可)。 （3）为测定某溶液的浓度，取待测溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，用浓度为的标准溶液滴定。 ①达到滴定终点的现象是_______。 ②某同学第一次滴定后标准溶液的液面如图所示，读数为_______。 ③平行滴定三次的实验数据如下表所示，请计算待测溶液的浓度为_______。 实验次数 溶液的体积/ 待测溶液的体积/ 1 ② 25.00 2 24.71 25.00 3 24.69 25.00 【答案】（1） ①. ＜ ②. 的酸性小于(或电离常数：)，相同浓度的水解程度更大，溶液的碱性更强 （2） ①. ＝ ②. ＜ ③. （3） ①. 当滴入最后半滴溶液时，溶液刚好由红色变无色，且半分钟内不变色 ②. 24.70 ③. 0.09880 【解析】 【小问1详解】 电离平衡常数越大，酸性越强，电离常数：，因此的酸性小于，所以相同浓度的水解程度更大，溶液的碱性更强； 【小问2详解】 ①当滴加溶液至溶液中的时，依据电荷守恒可知，因此溶液中，所以溶液的＝7，恰好反应时，亚硝酸根离子水解，溶液显碱性，溶液显中性，说明酸过量，所以此时(溶液)小于。 ②该温度下，反应的平衡常数。 【小问3详解】 ①碱遇酚酞试液显红色，所以达到滴定终点的现象是当滴入最后半滴溶液时，溶液刚好由红色变无色，且半分钟内不变色。 ②某同学第一次滴定后标准溶液的液面如图所示，读数为24.70。 ③平行滴定三次的实验数据如下表所示，消耗标准液体积的平均值为mL＝24.70mL，所以待测溶液的浓度为mol/L＝0.09880。 18. 某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题： 查阅资料：高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 （1）上述装置中，发生还原反应的电极有_______(填字母)。 A. B. C. D. （2）丙池中的_______(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。 （3）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除外，还可能有_______。 （4）乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是_______。 （5）反应过程中，极处发生的电极反应为和_______。 （6）一段时间后，若极质量减小，极收集到气体，则在极收集到的气体体积为_______(均已折算为标准状况时的气体体积)。 【答案】（1）BC （2）从右向左 （3） （4） ①. 不变 ②. （5） （6）448 【解析】 【分析】从图中可知，丙装置构成原电池结构，Zn电极为负极，失电子生成Zn2+，Cu电极为正极，Cu2+得电子生成Cu，则甲中X电极为阳极，Fe失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子，此外氢氧根离子也会失电子生成氧气，Y电极为阴极，水得电子生成氢气和氢氧根离子，乙中石墨电极为阳极，Co电极为阴极，Co2+得电子生成Co。 【小问1详解】 上述装置中，Y电极为阴极、Co电极为阴极，均得电子发生还原反应，而X电极为阳极，Zn电极为负极，均失电子发生氧化反应，因此答案选BC。 【小问2详解】 丙池为原电池，原电池电解质溶液中的阴离子向负极移动，则硫酸根离子从右向左移动。 【小问3详解】 乙中石墨电极为阳极，若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，则氯离子可在石墨电极上失电子生成氯气，且氯离子失电子能力强于水，因此石墨电极上产生的气体除氧气外还有氯气。 【小问4详解】 I室中水失电子生成氧气和氢离子，电极反应为2H2O-4e-=4H++O2↑，但是生成的氢离子通过阳离子交换膜均进入II室内，因此n(H+)不变。阴极上Co2+得电子生成Co，则电解池总反应为。 【小问5详解】 X电极为阳极，阳极上除了氢氧根离子失电子生成氧气外，Fe也会失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子，电极反应为。 【小问6详解】 X电极质量减小1.12g，减小的质量为铁的质量，根据电极反应式可知，消耗Fe0.02mol，转移电子0.12mol，Y电极收集到2.24L气体，该气体为氢气，根据电极反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，生成0.1mol氢气，转移0.2mol电子，根据得失电子守恒，则X电极上生成氧气转移0.08mol电子，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，转移0.08mol电子生成0.02mol氧气，标况下体积为448mL。 19. 的资源化有利于实现“碳中和”，利用氧化烷烃可制得烯烃。以和乙苯()为原料合成苯乙烯()为例，涉及以下反应： I．(g)+ Ⅱ．(g) 回答下列问题： （1）写出与反应生成和的热化学方程式：_______。 （2）下列说法正确的是_______。(填字母) A. 当时，反应Ⅱ达到平衡状态 B. 升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大 C. 增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数减小 D. 反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能 （3）在刚性容器中，进料浓度比[(乙苯)：]分别等于1∶5、1∶15、1∶50时，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图所示： 曲线的进料浓度比[(乙苯)：]为_______，判断依据是_______。 （4）某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，若初始的总压强为，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为_______(用表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) 【答案】（1） （2）BD （3） ①. 1：50 ②. 其他条件相同时，(乙苯)/比值减小，相当于增大，反应Ⅱ平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 方程式Ⅱ-I可得：，=； 【小问2详解】 A．未指明速率表示的方向，则不能说明反应Ⅱ达到平衡状态，A错误； B．升高温度，可逆反应的正、逆反应速率都增大，B正确； C．平衡常数只与温度有关，增大压强，K值不变，C错误； D．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，D正确； 故选BD； 【小问3详解】 进料浓度比(乙苯)∶越小，乙苯的平衡转化率越大，曲线的进料浓度比[(乙苯)∶]为1∶50；理由是其他条件相同时，(乙苯)/比值减小，相当于增大，反应Ⅱ平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大； 【小问4详解】 某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，设乙苯和的物质的量均为x mol，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时、、(g)、物质的量分别为0.6x mol、0.6x mol、0.4x mol、0.4x mol、0.4x mol，平衡时气体总的物质的量为2.4x mol，恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，平衡时的总压强为=，平衡时、、(g)、分压分别为，反应Ⅱ的平衡常数=。 三、选做题：以下两组题任选一组题作答，共10分，A组较简单，若两组都做，按A组计分。 A组 20. 工业上将一种以ZnSO4为主要成分的浸出液(含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质)经过一系列处理后，用于制备金属锌，其流程如下： 已知该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2 Cu2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 2.3 6.8 4.7 6.2 完全沉淀的pH 3.2 8.3 6.7 8.2 回答下列问题： （1）“调pH”时选择氧化锌的目的是_______，优点是_______。 （2）若“滤渣1”的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的范围应是_______，写出相关反应的离子方程式：_______。 （3）“除氯”时发生反应：。已知：25℃时，，，请计算该反应的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。 （4）“电解”时生成产品的一极是_______(填“阴极”或“阳极”)；缺少“除氯”步骤的影响是_______。 【答案】（1） ①. 促进Fe3+水解生成沉淀 ②. 不引入新的杂质 （2） ①. 3.2≤pH＜4.7 ②. Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+、ZnO+2H+=Zn2++H2O （3） （4） ①. 阴极 ②. 电解时溶液中的Cl-放电生成氯气，污染环境 【解析】 【分析】向以ZnSO4为主要成分的浸出液(含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质)中加入H2O2，可以将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入ZnO，调整溶液的pH使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+留在溶液中，经过滤除去Fe(OH)3沉淀，向滤液中加入ZnS，反应产生CuS沉淀，经过滤除去CuS，再向滤液中加入Ag2SO4，使Cl-转化为AgCl沉淀，达到除去溶液的Cl-的目的，所得溶液为ZnSO4，再在一定条件下电解ZnSO4溶液，反应产生Zn。 【小问1详解】 “调pH”时选择氧化锌的目的是促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而被除去；该操作的优点是不引入新的杂质； 【小问2详解】 加入ZnO调整溶液pH，只使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+留在溶液中，根据表格数据可知：Fe3+沉淀完全的pH=3.2，而Cu2+开始形成Cu(OH)2沉淀的pH=4.7，因此若滤渣1的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的范围应该是3.2≤pH＜4.7，就可以达到实验目的； 有关反应的离子方程式为：ZnO+2H+=Zn2++H2O、Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+； 【小问3详解】 对于反应，化学平衡常数K==； 【小问4详解】 电解ZnSO4反应产生Zn，Zn2+应该在阴极得到电子被还原为Zn单质；缺少“除氯”步骤的影响是电解时溶液中的Cl-放电生成氯气，污染环境。 B组 21. 湿法炼锌净化钴渣中含有、、和的单质及，可利用过硫酸钠()氧化水解法实现钴的富集，其工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表： 金属离子 开始沉淀()的 2.2 6.8 7.7 沉淀完全()的 3.2 8.3 9.2 回答下列问题： （1）“浸渣”的主要成分为_______。 （2）根据以上流程判断离子的还原性：_______(填“小于”或“大于”)。 （3）利用上述表格数据，计算的_______。如果“滤液I”中浓度为，则“除铁”应控制的范围是_______。() （4）①已知过硫酸钠中的化合价为+6，则过硫酸钠中含有的过氧键()数目为_______。(用表示阿伏加德罗常数的值) ②写出“沉钴”时发生反应的离子方程式：_______。 （5）上述流程中_______(填字母)可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。 A．浸渣 B．滤渣I C．滤液I D．滤渣Ⅱ E．滤液Ⅱ 【答案】（1） （2）小于 （3） ①. 14.6 ②. （4） ①. ②. （5）E 【解析】 【分析】净化钴渣加入硫酸生成Zn2+、Fe2+、Co2+，浸渣是Cu，浸出液加入H2O2把Fe2+氧化为Fe3+离子，再加入NaOH溶液，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀除去，滤渣1是Fe(OH)3，滤液I中有Co2+和Zn2+，加入Na2S2O8，把Co2+氧化为Co3+，再加入NaOH过滤，滤渣II是Co(OH)3，经过洗涤得到成品，滤液II是Na2Zn(OH)4。 【小问1详解】 浸渣是不与硫酸反应的Cu单质； 【小问2详解】 Fe2+能被H2O2氧化为Fe3+离子，而Co2+不能被H2O2氧化为Co3+，说明Co2+的还原性小于Fe2+； 【小问3详解】 沉淀完全时，对应的c(Co2+)=1.0×10-5mol/L，pH=9.2，c(H+)=1.0×10-9.2mol/L，c(OH-)=1.0×10-4.8mol/L，Ksp= c(Co2+)×c2(OH-)=1.0×10-5×(1.0×10-4.8)2=1.0×10-14.6，14.6；让Fe3+完全沉淀的pH值为3.2，Co(OH)2的Ksp=0.01×(10-6.3)2=1.0×10-14.6，浓度为开始沉淀时c(OH-)==1.0×10-6.8mol/L，c(H+)=1.0×10-7.2mol/L，pH=7.2，因此“除铁”应控制的范围是； 【小问4详解】 在中，过硫酸钠中的化合价为+6，Na为+1价，则O的化合价由6个是-2价，2个-1价，因此结构中存在1个，1mol存在1NA个； 【小问5详解】 由图可知，滤液II是Na2Zn(OH)4，含有锌元素，可以返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023～2024学年第一学期高二年级期末学业诊断 化学试卷 (考试时间：上午10：00—11：30) 可能用到的相对原子质量：H1C12O16Na23Cl35.5Fe56 一、选择题：本题包括15小题，每小题3分，共45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，请将正确选项的序号填入答案栏内。 1. 工业上合成氰化氢()的一种反应原理为：。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的约为 化学键 键能/ 414 389 896 436 A. B. C. D. 2. 下列各基态原子或离子的电子排布式中，错误的是 A. B. C. D. 3. 为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实施。如图为镓和锗在元素周期表中的信息，下列说法错误的是 A. 镓的核电荷数为31 B. 电负性： C. 镓、锗均位于周期表的区 D. 基态锗原子核外有7种能量不同的电子 4. 阻燃剂分子结构如图。下列说法错误的是 A. 第一电离能： B. 分子中元素的化合价均为+5价 C. 基态原子价电子排布式为 D. 基态原子的轨道表示式为 5. 下列说法中，错误的是 A. 氧原子可以形成、，也可能形成 B. 中的原子的杂化方式为，空间结构为形 C. 的分子结构是，在中有1个键和2个键 D. 的分子结构是，在中只有键没有键 6. 下列有关金属腐蚀和保护的说法中，错误的是 A. 生铁中含碳，比纯铁容易生锈 B. 牺牲阳极法是利用电解原理保护金属 C. 埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀 D. 镀银的铁制品，镀层损坏后，露出的铁比镀银的铁制品更容易被腐蚀 7. 下列叙述中，不能用盐类水解原理解释的是 A. 常用明矾作净水剂 B. 向沸水中滴加饱和溶液制备胶体 C. 施肥时，草木灰(有效成分)与铵态氮肥不可混用 D. 抢救钡离子中毒者时，可用硫酸钠溶液洗胃 8. 利用下列装置进行的实验，不能达到预期目的的是 A．在铁制品上电镀铜 B．制作水果(柠檬)电池 C．将溶液蒸干制备无水 D．粗测碳酸钠溶液的 A. A B. B C. C D. D 9. 利用电解法可将含有、、、等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是 A. 电解时以精铜作阳极 B. 电解时阴极上发生的反应为 C. 用溶液作电解质溶液，反应一段时间后浓度保持不变 D. 电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量、等金属 10. 贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分(如电解质溶液)与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是 A. 正极反应式为Ag++e-= Ag B. 负极反应式为Mg-2e-= Mg2+ C. 电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D. 负极会发生副反应：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ 11. 下列实验事实不能证明CH3COOH是弱电解质的是 A. 将pH=3的醋酸溶液稀释100倍后pH=4.04 B. 0.1 mol/L的醋酸溶液的pH约为2.9 C. CH3COONa溶液能使酚酞试液变红 D. 100 mL1 mol/L的醋酸溶液恰好与100 mL1 mol/L的NaOH溶液中和 12. 臭氧分解的反应历程包括以下反应：反应①(快)；反应②(慢)。大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基()能够催化分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是 A. 活化能：反应①>反应② B. 分解为的速率主要由反应①决定 C. 参与反应提高了分解为的平衡转化率 D. 参与反应①、②，改变分解的反应历程 13. 一定条件下，按2：1的比例向容积为的密闭容器充入A物质和B物质，发生反应：，温度、压强()对A物质的平衡转化率的影响如下图所示，下列说法错误的是 A. 压强：； B. 压强为时，若和时该反应的速率分别为、，则： C. 该反应的 D. 平衡常数：A点=B点 14. 常温下，将等浓度的溶液分别滴加到等、等体积的、两种弱酸溶液中，溶液的与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是 A. 的浓度大于的浓度 B. a点水的电离程度小于b点水的电离程度 C. 常温下的电离常数是 D. 向溶液中滴加溶液至时， 15. 常温下，将过量粉末置于水中，达到沉淀溶解平衡：，。[已知：，，，]，下列说法错误的是 A. 上层清液中： B. 上层清液中： C. 向体系中通入气体，溶液中增大 D. 向体系中加入溶液，存在： 二、必做题：本题包括4小题，共45分。 16. 下表为元素周期表的一部分，每个字母分别代表一种元素。 回答下列问题： （1）元素Y、Z、M、Q中，原子半径最大的是_______(填元素名称)。 （2）基态Q原子中，其占据的最高能层的符号是_______，其最高能级的原子轨道的形状是_______。 （3）下列关于R的说法正确的是_______(填序号)。 ①R的原子序数为26 ②依据核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，R位于ds区 ③基态的价层电子轨道表示式为 （4）的中心原子杂化轨道类型为_______，键角为_______。的空间结构名称为_______。 17. 室温下，相关弱酸的电离常数如下表所示： 弱酸 电离常数 回答下列问题： （1）室温下，浓度相同的和两种溶液的大小：_______(填“<”或“>”)，判断依据是_______。 （2）室温下，向的溶液中加入相同浓度的溶液。 ①当滴加溶液至溶液中的时，溶液的_______7(填“<”“=”或“>”，下同)，此时(溶液)_______。 ②该温度下，反应的平衡常数_______(列出计算式即可)。 （3）为测定某溶液的浓度，取待测溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，用浓度为的标准溶液滴定。 ①达到滴定终点的现象是_______。 ②某同学第一次滴定后标准溶液的液面如图所示，读数为_______。 ③平行滴定三次的实验数据如下表所示，请计算待测溶液的浓度为_______。 实验次数 溶液的体积/ 待测溶液的体积/ 1 ② 25.00 2 24.71 25.00 3 24.69 25.00 18. 某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题： 查阅资料：高铁酸根()在溶液中呈紫红色。 （1）上述装置中，发生还原反应的电极有_______(填字母)。 A. B. C. D. （2）丙池中的_______(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动。 （3）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除外，还可能有_______。 （4）乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中_______(填“变大”“变小”或“不变”)，该电解池总反应的化学方程式是_______。 （5）反应过程中，极处发生的电极反应为和_______。 （6）一段时间后，若极质量减小，极收集到气体，则在极收集到的气体体积为_______(均已折算为标准状况时的气体体积)。 19. 的资源化有利于实现“碳中和”，利用氧化烷烃可制得烯烃。以和乙苯()为原料合成苯乙烯()为例，涉及以下反应： I．(g)+ Ⅱ．(g) 回答下列问题： （1）写出与反应生成和的热化学方程式：_______。 （2）下列说法正确的是_______。(填字母) A. 当时，反应Ⅱ达到平衡状态 B. 升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大 C. 增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数减小 D. 反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能 （3）在刚性容器中，进料浓度比[(乙苯)：]分别等于1∶5、1∶15、1∶50时，乙苯的平衡转化率随反应温度的变化关系如图所示： 曲线的进料浓度比[(乙苯)：]为_______，判断依据是_______。 （4）某温度下，等物质的量的乙苯和在刚性容器内只发生反应Ⅱ，若初始的总压强为，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为_______(用表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数_______。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) 三、选做题：以下两组题任选一组题作答，共10分，A组较简单，若两组都做，按A组计分。 A组 20. 工业上将一种以ZnSO4为主要成分的浸出液(含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cl-等杂质)经过一系列处理后，用于制备金属锌，其流程如下： 已知该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2 Cu2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 2.3 6.8 4.7 6.2 完全沉淀的pH 3.2 8.3 6.7 8.2 回答下列问题： （1）“调pH”时选择氧化锌的目的是_______，优点是_______。 （2）若“滤渣1”的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的范围应是_______，写出相关反应的离子方程式：_______。 （3）“除氯”时发生反应：。已知：25℃时，，，请计算该反应的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。 （4）“电解”时生成产品的一极是_______(填“阴极”或“阳极”)；缺少“除氯”步骤的影响是_______。 B组 21. 湿法炼锌净化钴渣中含有、、和的单质及，可利用过硫酸钠()氧化水解法实现钴的富集，其工艺流程如下： 已知：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表： 金属离子 开始沉淀()的 2.2 6.8 7.7 沉淀完全()的 3.2 8.3 9.2 回答下列问题： （1）“浸渣”的主要成分为_______。 （2）根据以上流程判断离子的还原性：_______(填“小于”或“大于”)。 （3）利用上述表格数据，计算的_______。如果“滤液I”中浓度为，则“除铁”应控制的范围是_______。() （4）①已知过硫酸钠中的化合价为+6，则过硫酸钠中含有的过氧键()数目为_______。(用表示阿伏加德罗常数的值) ②写出“沉钴”时发生反应的离子方程式：_______。 （5）上述流程中_______(填字母)可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。 A．浸渣 B．滤渣I C．滤液I D．滤渣Ⅱ E．滤液Ⅱ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $