精品解析：山西省晋城市第一中学校2022-2023学年高二上学期12月月考化学试题

2021级高二年级第一学期第五次调研考试 化学 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。请将全部答案按要求写在答题卡上。 相对原子质量：H1 C12 O16 K39 Cr52 第Ⅰ卷(选择题，共50分) 一、选择题(本题共20小题，1-10每题2分，11-20每题3分，共50分。在下列各题的四个选项中，只有一项是最符合题意的。) 1. 下列叙述中，正确的是 A. 如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同 B. 在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子 C. 电子云图中黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大 D. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多 2. 基态时，某元素原子的最外层电子排布为，下列关于该元素的说法正确的是 A. 价电子数一定为1 B. 一定位于第IA族或第IB族 C. 元素的最高正价一定为+1价 D. 周期表前36号元素中共有6种 3. 我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是 A. 基态Sn原子的价电子排布式为 B. 基态Si原子和基态Ti原子的价电子数不相等 C. 基态Ti原子核外有7种能量不同的电子 D. 基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子 4. 下列化合物中，组成元素的电负性相差最大的为 A. HI B. LiI C. CsF D. KI 5. 下列关于电化学的应用，叙述正确的是 A. 铁上镀铜时，金属铜作阴极 B. 铅蓄电池放电时，正极反应式为 C. 纯锌与稀硫酸反应时，加入少量溶液，可使反应速率加快 D. 电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变 6. 类比法是化学上研究物质的重要方法之一，下列类比结果合理的是 A. Fe和S反应生成FeS，则Cu和S反应生成 B. 工业上电解熔融的冶炼镁，则电解熔融的可以冶炼铝 C. 通入溶液中没有现象，则通入溶液中也无明显现象 D. 镁、铝、稀组成的原电池中镁作负极，则镁、铝、NaOH溶液组成的原电池中镁也作负极 7. 下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 A. ④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B. ⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥ C. ④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D. ⑥＞③＞⑤＞②＞④＞① 8. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是 元素 X Y Z W 最高价氧化物的水化物 H3ZO4 溶液对应的pH(25℃) 1.00 13.00 1.57 0.70 A. 元素电负性：Z<W B. 简单离子半径：W<Y C. 元素第一电离能：Z<W D. 简单氢化物的沸点：X<Z 9. 目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是 A. 放电时，电子从锌板电极经电解质溶液流向碳纸电极 B. 储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极 C. 放电时，每转移电子，中间腔室内的溶液中将减少 D. 放电时，锌板上发生的电极反应为： 10. 元素X、Y、Z和R在周期表中的位置如图所示。R位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是 X Y Z R A. X基态原子的核外电子排布式为 B. 电负性：R>Y C. 简单阴离子的还原性：Y>Z D. 0.033的溶液的pH约等于1 11. 一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是 A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应 B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C. 电池总反应为 D. 电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 12. 四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素；Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n。下列说法正确的是 A. 氢化物的稳定性：一定有Z＜W B. 同周期中第一电离能小于Z的有5种 C. Y、Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D. X、Z可形成Z2X4，该分子中所有原子均满足8e﹣稳定结构 13. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A. 电子从b流出，经外电路流向a B. HS—在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是：HS—+4H2O—8e—=SO+9H+ C. 该电池高温下进行效率更高 D. 若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜 14. 通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚()，其原理如图所示，下列说法错误的是 A. 环境温度对该电池会有影响 B. 每消耗1molCH3COO-，电路中通过的电子数为8NA C. a极上的电极反应式为：+e-=+Cl- D. a极上的电极电势比b极上的高 15. 将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是 A. 整个过程中电极反应2Cl--2e-=Cl2↑与2H2O+2e-=H2↑+2OH-不可能同时发生 B. 电解至C点时，加入适量CuCl2固体即可使电解质溶液恢复至原来的浓度 C. AB段表示电解过程中，由于H+被还原而导致溶液pH增大 D. 原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度之比恰好为2：1 16. 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如所示(a、b为石墨电极)。下列说法不正确的是 A. 电池工作时，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O B. 电解时，a电极周围首先放电的是Br- C. 电解时，电子流动路径是负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D. 忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围产生0.02 g H2 17. 短周期常见元素X、Y、W、Z原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述正确的是 A. 最高价氧化物水化物的碱性X小于Y B. 常温下，X、Y的单质都能溶于Z最高价氧化物对应水化物的浓溶液 C. 氢化物的热稳定性W大于Z D. X的单质在其所在周期的元素中还原性最强 18. W、X、Y、Z为是四种原子序数依次增大的短周期元素，这四种元素组成的化学式为的物质在有机合成中具有较高的应用价值。X元素的族序数是周期数的两倍，Y元素的电离能如下表所示，Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀有气体电子排布相同。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 原子半径： C. 在中，所有原子均满足八电子稳定结构 D. 电解Y和Z组成的二元化合物的水溶液可得到Y和Z的单质 19. 聚合物前驱体转化法在陶瓷材料制备领域有重要应用价值，一种聚合物前驱体结构如图所示(R1、R2表示烃基)。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数。下列说法不正确的是 A. 原子半径：Z>W>X B. 简单氢化物沸点：Y>X C. 最高价含氧酸的酸性：Z>X D. Z的氧化物ZO2为共价化合物 20. 价类二维图是学习元素及其化合物知识重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是 A. c，d均可与足量氢碘酸反应，且形成的与该金属元素有关的离子价电子排布式都是 B. h具有强氧化性，可用于饮用水的消毒，还原产物可以净水 C. 可通过图2装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D. a→f→g→d的转化均可一步实现 第Ⅱ卷(非选择题，共50分) 二、非选择题(本题共4小题，共50分。) 21. 电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： （1）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。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （2）电解K2MnO4溶液制备KMnO4. ①工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为___________。 ②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4.上述过程用流程图表示如下： 则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。 22. 回答下列问题 （1）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种___________(填字母)。 A．吸收光谱 B．发射光谱 （2）下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是___________，能量最低的是___________(填序号) a． b． c． d． （3）Ti原子核外共有___________种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为___________，其价电子排布图为___________。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素基态原子的外围电子排布式___________。 （4）N、O、Mg元素前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是___________。 元素 X 737.7 14507 7732.7 Y 1313.9 3388.3 5300.5 Z 1402.3 2856.0 4578.1 （5）第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是___________(填元素符号)；若元素R原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，则R是___________元素(填元素名称)。 （6）硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有___________种。B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。 （7）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。 ①X元素基态原子的简化电子排布式为___________，该元素的名称是___________。 ②已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是___________。 23. 元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分 主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1 2 ⑩ ① ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ （1）写出④和⑨组成的化合物的电子式___________，⑧的简单离子结构示意图___________。 （2）元素①、②、⑦简单氢化物的稳定性最强的是___________(用化学式表示)。 （3）元素③、⑤、⑨的简单离子半径由大到小的顺序(用离子符号表示)___________。 （4）写出元素④、⑩最高价氧化物对应水化物相互反应的化学方程式___________。 （5）元素非金属性强弱比较有很多方法，其中比较⑧和⑨的非金属性强弱的研究方案中不可行的是：___________(填序号)。 A. 比较两种单质的颜色 B. 比较两种单质与H2化合的难易程度 C. 依据两元素在周期表中的位置 D. 比较氧化物对应水化物的酸性强弱 24. 重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。下图是模拟工业以铬酸钾为原料，采用甲烷燃料电池电解制备重铬酸钾，制备装置如下图所示： 制备原理： （1）甲中通入甲烷的一极为原电池_______(填“正极”或“负极”)，其电极反应为_______。 （2）乙中两电极材料分别为Fe和Pt，则电极A材料是_______(填化学式)，通电后阳极室产生的现象为_______，电极反应式是_______。 （3）该制备过程总反应的离子方程式可表示为，若实验开始时在右室中加入38.8 g ，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中和的物质的量之比为_______，电路中转移电子数目为_______，若电流效率为80%，则需消耗CH4_______g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2021级高二年级第一学期第五次调研考试 化学 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。请将全部答案按要求写在答题卡上。 相对原子质量：H1 C12 O16 K39 Cr52 第Ⅰ卷(选择题，共50分) 一、选择题(本题共20小题，1-10每题2分，11-20每题3分，共50分。在下列各题的四个选项中，只有一项是最符合题意的。) 1. 下列叙述中，正确的是 A. 如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同 B. 在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子 C. 电子云图中黑点密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大 D. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多 【答案】C 【解析】 【详解】A．依据洪特规则，如果某一基态原子3p能级上仅有2个电子，必先单独分占不同的轨道，且它们的自旋状态必然相同，A错误； B．在一个基态多电子原子中，若两个电子位于同一轨道，则这两个电子的能量完全相同，所以可能有两个能量完全相同的电子，B错误； C．电子云图中黑点并不表示电子，仅表示电子出现的机会大小，电子云密度越大，说明单位体积内电子出现的机会越大，C正确； D．p能级的原子轨道呈哑铃形，p能级的原子轨道数均为3，则随着能层序数的增加，p能级原子轨道数不变，D错误； 故选C。 2. 基态时，某元素原子的最外层电子排布为，下列关于该元素的说法正确的是 A. 价电子数一定为1 B. 一定位于第IA族或第IB族 C. 元素的最高正价一定为+1价 D. 周期表前36号元素中共有6种 【答案】D 【解析】 【分析】基态时，某元素原子的最外层电子排布为，则该元素可能是第一主族的元素，也可能是Cr、Cu等过渡元素，以此解答。 【详解】A．由分析可知，当该元素为Cr、Cu等过渡元素时，价电子数不是1，故A错误； B．当n=4时，该元素可能是Cr，位于第VIB族，故B错误； C．当n=4时，该元素可能是Cu，最高正价为+2价，故C错误； D．由分析可知，基态时，某元素原子的最外层电子排布为，则该元素可能是第一主族的元素，也可能是Cr、Cu等过渡元素，周期表前36号元素中有H、Li、Na、K、Cr、Cu共6种，故D正确； 故选D。 3. 我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是 A. 基态Sn原子的价电子排布式为 B. 基态Si原子和基态Ti原子的价电子数不相等 C. 基态Ti原子核外有7种能量不同的电子 D. 基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子 【答案】B 【解析】 【详解】A．Sn处于第IVA族，基态Sn原子的价电子排布式为，A正确； B．Si处于第IVA族，其价电子排布式为，价电子数为4，基态Ti原子价电子排布式为，价电子数为4，B错误； C．基态Ti原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，其中能量不同的电子，1s、2s、3s、4s各有1种，2p、3p 各有1种，3d有1种，共7种，C正确； D．基态Al原子核外有13个电子，则其有13种运动状态不同的电子，D正确； 故选B。 4. 下列化合物中，组成元素的电负性相差最大的为 A. HI B. LiI C. CsF D. KI 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】电负性最强的元素在元素周期表的右上方即氟元素，电负性最小的在元素周期表的左下方即Cs元素，故正确答案为C。 答案选C 5. 下列关于电化学的应用，叙述正确的是 A. 在铁上镀铜时，金属铜作阴极 B. 铅蓄电池放电时，正极反应式为 C. 纯锌与稀硫酸反应时，加入少量溶液，可使反应速率加快 D. 电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁上镀铜时，铁作阴极，铜作阳极，故A错误； B．铅蓄电池放电时，正极反应式为，故B错误； C．纯锌与稀硫酸反应时，加入硫酸铜溶液，有铜单质生成，构成铜锌稀硫酸原电池，加快化学反应速率，故C正确； D．电解精炼铜时，阳极的粗铜中会有活泼的铁、锌等失电子，正极为铜离子得电子，故溶液中铜离子浓度稍有下降，故D错误； 故答案选C。 6. 类比法是化学上研究物质的重要方法之一，下列类比结果合理的是 A. Fe和S反应生成FeS，则Cu和S反应生成 B. 工业上电解熔融的冶炼镁，则电解熔融的可以冶炼铝 C. 通入溶液中没有现象，则通入溶液中也无明显现象 D. 镁、铝、稀组成的原电池中镁作负极，则镁、铝、NaOH溶液组成的原电池中镁也作负极 【答案】A 【解析】 【详解】A．S的氧化性比较弱，S与变价金属Fe反应生成FeS，与Cu反应生成，故A正确； B．氯化镁是离子化合物，在熔融状态下能电解，所以电解熔融的氯化镁制镁，氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，所以工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，选项B错误； C．通入溶液中没有现象，但在酸性条件下具有强氧化性，与反应生成，有白色沉淀生成，故C错误； D．镁和铝与稀硫酸所形成的原电池中镁失去电子被氧化作负极，而镁和铝与氢氧化钠溶液所形成的原电池中铝与氢氧化钠溶液自发发生反应失电子被氧化作负极，故D错误； 故选A。 7. 下列各容器中盛有海水，则铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 A. ④＞②＞①＞③＞⑤＞⑥ B. ⑤＞④＞②＞③＞①＞⑥ C. ④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤ D. ⑥＞③＞⑤＞②＞④＞① 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由题图可知，④中铁作电解池的阳极，被腐蚀的速率最快；②、⑥中铁作原电池的负极，铁被腐蚀，且两电极金属的活泼性相差越大，负极金属越容易被腐蚀，则铁被腐蚀的速率：⑥＞②；①中铁发生化学腐蚀；⑤中铁作电解池的阴极，铁被保护，被腐蚀的速率最慢；③中铁作原电池的正极，铁被保护，但被腐蚀的速率大于⑤。综上所述，铁被腐蚀的速率由快到慢的原序为④＞⑥＞②＞①＞③＞⑤，C项符合题意。 故选C。 8. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是 元素 X Y Z W 最高价氧化物的水化物 H3ZO4 溶液对应的pH(25℃) 1.00 13.00 1.57 0.70 A. 元素电负性：Z<W B. 简单离子半径：W<Y C. 元素第一电离能：Z<W D. 简单氢化物的沸点：X<Z 【答案】A 【解析】 【分析】四种短周期元素，均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知，该酸为弱酸，则Z为P元素；0.1 mol∙L−1 W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70，说明该物质为多元强酸，为硫酸，则W为S元素；0.1 mol∙L−1 Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00，说明该物质为一元强碱，为氢氧化钠，则Y为Na元素；0.1 mol∙L−1 X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00，说明该物质为一元强酸，为硝酸，则X为N元素，据此回答。 【详解】A．同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，胡A正确； B．电子层数越多离子半径越大，Na+有两个电子层而S2−有三个电子层，因此S2−的离子半径较大，故B错误； C．同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误； D．相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误； 综上所述，答案为A。 【点睛】分子的相对分子质量越大，熔沸点越高，但需要注意分子间是否能够形成氢键；分子间氢键可以增大物质的熔沸点，但分子内氢键可以降低物质的熔沸点。 9. 目前锌铁液流电池是电化学储能的热点技术之一。某酸碱混合锌铁液流电池的两极电解质分别呈酸性和碱性，其工作原理如下图所示。下列有关说法正确的是 A. 放电时，电子从锌板电极经电解质溶液流向碳纸电极 B. 储能时，应将该电池的碳纸电极连接外接电源的正极 C. 放电时，每转移电子，中间腔室内的溶液中将减少 D. 放电时，锌板上发生的电极反应为： 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，放电时锌板为负极，Zn失电子发生氧化反应，碳纸为正极，Fe3+得电子发生还原反应，充电时锌板为阴极，得电子发生还原反应，碳纸为阳极，Fe2+失去电子发生氧化反应。 【详解】A．电子只能在导线中流动，不会经过电解质溶液，A错误； B．根据分析可知，充电时，碳纸为阳极与外接电源的正极相连，B正确； C．放电时，锌板为负极，碳纸为正极，每转移1mol电子，1molCl-从碳纸区透过阴离子交换膜进入中间腔室，Na+从锌板电极区透过阳离子转移交换膜进入中间腔室，中间腔室增加1molNaCl，C错误； D．放电时，锌板上发生的电极反应为Zn-2e-+4OH-=，D错误； 故选B。 10. 元素X、Y、Z和R在周期表中的位置如图所示。R位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是 X Y Z R A. X基态原子的核外电子排布式为 B. 电负性：R>Y C. 简单阴离子的还原性：Y>Z D. 0.033的溶液的pH约等于1 【答案】C 【解析】 【分析】元素X、Y、Z和R在周期表中的位置如图所示，R位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17，设X最外层电子数为a，则a+（a+2）+（a+3）=3a+5=17，a=4，则X、Y、Z、R分别为碳、硫、氯、砷； 【详解】A．X为6号碳元素，基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p2 ，故A错误； B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：R<Y，故B错误； C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，则氧化性Cl2大于S，阴离子的还原性：Y>Z，故C正确； D．根据非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性 H3AsO4<H3PO4 ，磷酸为中强酸，则 H3AsO4 不会发生完全电离全部电离出氢离子，故D错误； 故答案为：C。 11. 一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：该电池工作时，下列说法错误的是 A. 负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应 B. 正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C. 电池总反应为 D. 电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 【答案】B 【解析】 【分析】根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的反应生成和，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，据此分析。 【详解】A．当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A正确； B．反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B错误； C．根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8+4，C正确； D．电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确； 故选B。 【点睛】本题在解答时应注意正极的电极方程式的书写，电解质溶液为碱性，则空气中的氧气得电子生成氢氧根；在判断电池中电流流向时，电流流向与电子流向相反。 12. 四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素；Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n。下列说法正确的是 A. 氢化物的稳定性：一定有Z＜W B. 同周期中第一电离能小于Z的有5种 C. Y、Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸 D. X、Z可形成Z2X4，该分子中所有原子均满足8e﹣稳定结构 【答案】B 【解析】 【分析】四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素，可知X是H元素；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n，可知W为O元素；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同，则Z为N，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，Z为N，W为O，最简单氢化物的稳定性与非金属性成正比，非金属性Z＜W，则氢化物的稳定性NH3＜H2O，但是稳定性NH3＞H2O2，A错误； B．由分析可知，Z为N，N的2p能级处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O共5种，B正确； C．由分析可知，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，最高价氧化物对应的水化物不可能是强酸，C错误； D．由分析可知，X为H，Z为N，X、Z可形成Z2X4，该分子中H原子不满足8e-稳定结构，D错误； 故答案为：B。 13. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如下图所示，下列说法正确的是 A. 电子从b流出，经外电路流向a B. HS—在硫氧化菌作用下转化为SO的反应是：HS—+4H2O—8e—=SO+9H+ C. 该电池在高温下进行效率更高 D. 若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜 【答案】B 【解析】 【分析】由氢离子的移动方向可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，b极为正极，酸性条件下，氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O。 【详解】A．由分析可知，电极b是电池的正极，a是负极，则电子从a流出，经外电路流向b，故A错误； B．由分析可知，电极a为微生物燃料电池的负极，在硫氧化菌作用下，硫氢根离子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，电极反应式为HS—+4H2O—8e—=SO+9H+，故B正确； C．微生物的主要成分是蛋白质，若电池在高温下进行，蛋白质会发生变性，微生物的催化能力降低，电池的工作效率降低，故C错误； D．由分析可知，正极的电极反应式为O2+4e—+4H+=2H2O，则当电池有0.4mol电子转移时，负极区有0.4mol氢离子通过质子交换膜加入正极区，故D错误； 故选B。 14. 通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚()，其原理如图所示，下列说法错误的是 A. 环境温度对该电池会有影响 B. 每消耗1molCH3COO-，电路中通过的电子数为8NA C. a极上的电极反应式为：+e-=+Cl- D. a极上的电极电势比b极上的高 【答案】C 【解析】 【分析】由原电池装置示意图和物质转化关系可知，a电极发生的电极反应为：+2e-+H+═+Cl-，得到电子，被还原，a电极为正极，b电极发生的电极反应为：，失去电子被氧化，b电极为负极，据此分析回答。 【详解】A．由图示信息可知，b电极使用微生物膜，如温度太高，微生物膜将失效，即环境温度对该电池会有影响，A正确； B．根据分析中b电极反应式可知，每消耗，电路中通过的电子数为，B正确； C．根据分析中a电极反应式可知，C错误； D．该电池工作时，外电路中的电流由正极a极流向负极b极，正极电势比负极高，D正确； 故答案为：C。 15. 将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是 A. 整个过程中电极反应2Cl--2e-=Cl2↑与2H2O+2e-=H2↑+2OH-不可能同时发生 B. 电解至C点时，加入适量CuCl2固体即可使电解质溶液恢复至原来的浓度 C. AB段表示电解过程中，由于H+被还原而导致溶液pH增大 D. 原混合溶液中NaCl和CuSO4的物质的量浓度之比恰好为2：1 【答案】A 【解析】 【分析】用石墨电极进行电解相等体积的NaCl和CuSO4混合溶液，阴极离子放电顺序是Cu2+＞H+，阳极上离子放电顺序是Cl-＞OH-，由电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线图可知，电解过程中分三段：第一阶段是Cl-和Cu2+参与反应，而造成铜离子浓度减小，水解程度减小；第二阶段是OH-和Cu2+参与反应，反应生成酸；第三阶段实质是电解水，硫酸浓度增大。 【详解】A．根据图像所示，AB段溶液pH增大，相当于电解CuCl2溶液；BC段溶液pH降低，是Cl-反应完全后，相当于电解硫酸铜溶液，CD段相当于电解水。根据分析，氯离子反应完，铜离子还有剩余，所以整个过程中两电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，2H2O+2e-=H2↑+2OH-不可能同时出现，A正确； B．根据以上分析，电解至C点时，在电解液中应加入CuCl2固体和CuO固体，B错误； C．根据以上分析：AB段因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，水解得到氢离子浓度减小，酸性减弱，pH将增大，C错误； D．因为由第二阶段阳极上OH-失电子的同时，阴极上仍然为Cu2+得电子，所以原混合溶液中NaCl和CuSO4的浓度之比不是2：1，D错误； 故合理选项是A。 16. 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如所示(a、b为石墨电极)。下列说法不正确的是 A. 电池工作时，正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O B. 电解时，a电极周围首先放电的是Br- C. 电解时，电子流动路径是负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极 D. 忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围产生0.02 g H2 【答案】C 【解析】 【分析】燃料电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，电解装置中，b为阴极，a为阳极； 【详解】A．酸性介质中，氢氧燃料电池中阳极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4H++4e﹣＝2H2O，A正确； B．还原性强的离子在阳极先放电，还原性：Br﹣＞Cl﹣，所以电解时，a电极周围首先放电的是Br﹣而不是Cl﹣，B正确； C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极，阳极→外电路→正极，电子不能通过溶液传递，C错误； D．根据转移电子相等知，当电池中负极消耗002g H2时，b 极周围会产生0.02g H2，D正确； 故选C。 17. 短周期常见元素X、Y、W、Z原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述正确的是 A. 最高价氧化物水化物碱性X小于Y B. 常温下，X、Y的单质都能溶于Z最高价氧化物对应水化物的浓溶液 C. 氢化物的热稳定性W大于Z D. X的单质在其所在周期的元素中还原性最强 【答案】C 【解析】 【分析】W的化合价为−2价，没有最高正化合价+6价，故W为O元素；Z元素的化合价为+5、+3、−3，Z处于第ⅤA族，原子半径与氧元素相差不大，则Z与氧元素处于同一周期，故Z为N元素；X的化合价为+2价，则X应为ⅡA族元素，Y的化合价为+3价，Y处于第ⅢA族，二者原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X、Y的原子半径与W、Z原子半径相差很大，则X、Y应在第三周期，所以X为Mg元素，Y为Al元素，以此解答。 【详解】A．同周期主族元素随原子序数增大，金属性减弱，故金属性Mg>Al，则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3，故A错误； B．常温下，Al在浓HNO3溶液中钝化，故B错误； C．非金属性O>N，则氢化物的热稳定性H2O>NH3，故C正确； D．Mg的单质在其所在周期为第三周期，该周期元素中还原性最强的是Na，故D错误； 故选C。 18. W、X、Y、Z为是四种原子序数依次增大的短周期元素，这四种元素组成的化学式为的物质在有机合成中具有较高的应用价值。X元素的族序数是周期数的两倍，Y元素的电离能如下表所示，Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀有气体电子排布相同。下列说法正确的是 A. 电负性： B. 原子半径： C. 在中，所有原子均满足八电子稳定结构 D. 电解Y和Z组成的二元化合物的水溶液可得到Y和Z的单质 【答案】B 【解析】 【分析】X元素的族序数是周期数的两倍，X可能是C或S，因Y、Z的原子序数大于X，则X只能是C，结合Y元素的电离能可知Y最外层有2个电子IIA族元素，Y为Mg，Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀有气体电子排布相同，Z为VIIA族元素，Z为Cl，这四种元素组成的化学式为，可知W为H，据此分析解答。 【详解】A．电负性：Cl>H>Mg，故A错误； B．原子半径：Mg>Cl>H，故B正确； C．H原子不满足八电子稳定结构，故C错误； D．电解氯化镁溶液时，阴极是氢离子放电生成氢气，得不到Mg，故D错误； 故选：B。 19. 聚合物前驱体转化法在陶瓷材料制备领域有重要应用价值，一种聚合物前驱体结构如图所示(R1、R2表示烃基)。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数。下列说法不正确的是 A. 原子半径：Z>W>X B. 简单氢化物沸点：Y>X C. 最高价含氧酸的酸性：Z>X D. Z的氧化物ZO2为共价化合物 【答案】C 【解析】 【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，均成四根键，X为C，Z为Si，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数，W为B，Y为N； 【详解】A．同周期从左往右原子半径减小，同主族从上往下原子半径逐渐增大，故原子半径：Si>C>N，A正确； B．NH3中含分子间氢键，沸点高于CH4，B正确； C．同主族从上往下非金属减弱，故最高价含氧酸的酸性H2CO3>H2SiO3，C错误； D．SiO2为共价化合物，D正确； 故选C。 20. 价类二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型和工具。图1为某常见金属单质及其部分化合物的价类二维图。下列推断不合理的是 A. c，d均可与足量氢碘酸反应，且形成的与该金属元素有关的离子价电子排布式都是 B. h具有强氧化性，可用于饮用水的消毒，还原产物可以净水 C. 可通过图2装置制备物质e，且较长时间不易被氧化 D. a→f→g→d的转化均可一步实现 【答案】C 【解析】 【分析】根据该金属元素的价类二维图，该元素的化合价有0、+2、+3、+6价，可知该元素为Fe，a为铁单质、b为FeO，c为Fe2O3、d为Fe(OH)3、e为Fe(OH)2，f为亚铁盐、g为铁盐，h为高铁盐。 【详解】A．c，d分别为Fe2O3和Fe(OH)3，两者与与足量氢碘酸反应时，由于生成的Fe3+可以氧化I-，所以最终生成Fe2+， Fe2+的价电子排布式是，A正确； B．h是高铁酸盐，高铁酸盐具有强氧化性，可以杀菌消毒，同时生成的Fe3+可以形成Fe(OH)3胶体吸附杂质净水，B正确； C．图2装置A管中的导管没有插到液面以下，生成的FeSO4无法压入B管中，不能形成Fe(OH)2，，C错误； D．Fe与硫酸或盐酸反应可以生成亚铁盐(Fe2+)，可以被Cl2、H2O2等氧化剂氧化为铁盐(Fe3+)，铁盐中加强碱(NaOH等)可以生成Fe(OH)3，均可以一步实现，D正确； 故答案为：C。 第Ⅱ卷(非选择题，共50分) 二、非选择题(本题共4小题，共50分。) 21. 电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题： （1）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。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺如图所示： ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。产生ClO2的电极应连接电源的___________(填“正极”或“负极”)，对应的电极反应式为___________。 ②a极区pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③图中应使用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （2）电解K2MnO4溶液制备KMnO4. ①工业上，通常以软锰矿(主要成分是MnO2)与KOH的混合物在铁坩埚(熔融池)中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的K2MnO4，化学方程式为___________。 ②用镍片作阳极(镍不参与反应)，铁板为阴极，电解K2MnO4溶液可制备KMnO4.上述过程用流程图表示如下： 则阳极的电极反应式为___________；该工艺流程中循环利用的物质是___________。 【答案】（1） ①. 正 ②. Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ ③. 增大 ④. 阳 （2） ①. 2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O ②. -e-= ③. KOH 【解析】 【分析】(1)阳极与电源正极连接，失去电子，发生氧化反应；阴极连接电源负极，阴极发生还原反应，结合反应式判断溶液酸碱性的变化情况；(2)MnO2、KOH、O2混合加热，发生氧化还原反应产生K2MnO4，电解K2MnO4溶液，阴极上水得到电子变为H2和OH-，阳极上失去电子，发生氧化反应产生。 【小问1详解】 ①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。Cl-失去电子，发生氧化反应产生ClO2，则产生ClO2的电极为阳极，应连接电源的正极，阳极的电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+； ②b极为阳极，a极为阴极，水电离产生的H+得到电子发生还原反应产生H2，H+不断放电，使a电极区c(H+)减小，c(OH-)增大，因此溶液pH增大； ③根据图示可知，离子通过离子交换膜由阳极区进入到阴极区。由于阳极b电极上阴离子Cl-不断放电，使附近的阳离子浓度增大，为维持平衡，溶液中的阳离子通过交换膜进入到阴极区，故图中使用的离子交换膜是阳离子交换膜； 【小问2详解】 根据题意可知MnO2、KOH、O2混合加热，发生氧化还原反应产生K2MnO4，根据电子守恒、原子守恒，可知生成物还有H2O，该反应的化学方程式为：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。然后电解反应产生的K2MnO4溶液，在阳极区发生氧化反应：-e-=，在阴极上发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，离子交换膜为阳离子交换膜，阳极区的K+通过交换膜进入阴极区，则D物质是KOH溶液，KOH可循环使用。 22. 回答下列问题 （1）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种___________(填字母)。 A．吸收光谱 B．发射光谱 （2）下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是___________，能量最低的是___________(填序号) a． b． c． d． （3）Ti原子核外共有___________种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为___________，其价电子排布图为___________。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素基态原子的外围电子排布式___________。 （4）N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是___________。 元素 X 737.7 1450.7 7732.7 Y 13139 3388.3 5300.5 Z 1402.3 2856.0 4578.1 （5）第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是___________(填元素符号)；若元素R原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，则R是___________元素(填元素名称)。 （6）硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有___________种。B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。 （7）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。 ①X元素基态原子的简化电子排布式为___________，该元素的名称是___________。 ②已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是___________。 【答案】（1）B （2） ①. b ②. d （3） ①. 22 ②. 球形 ③. ④. 3d54s1或3d104s1 （4）Z （5） ①. C ②. 氯 （6） ①. 3 ②. O＞C>B （7） ①. [Ar]3d104s24p3 ②. 砷 ③. As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O 【解析】 【小问1详解】 钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以黄光的形式放出，属于发射光谱，选B。 【小问2详解】 基态Mg原子的核外电子排布为1s22s22p63s2，能量最低；电子由低能级跃迁到高能级需要吸收能量，c与基态d相比，3s轨道上的1个电子跃迁到3p轨道，吸收能量，故能量c>d，a与c相比，又有2p轨道上的两个电子跃迁到3p轨道，故能量a>c，b与a相比，b状态的原子中2p轨道上的3个电子跃迁到3p轨道，而2p轨道跃迁到3p轨道需要的能量比3s轨道跃迁到3p轨道需要的能量高，故能量b>a，故b的能量最高，综上，能量最高的是b，能量最低的是d。 【小问3详解】 Ti原子核外有22个电子，每个电子运动状态都不同，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，最高能层为4s能级，电子云轮廓形状为球形；价电子排布式为3d24s2，价电子排布图为。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，结合构造原理与洪特规则，符合条件的外围电子排布式为3d54s1、3d104s1。 【小问4详解】 金属元素第一电离能I1小于非金属元素，则第一电离能I1最小的X为镁元素；N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则I1较大的Z为N元素。 【小问5详解】 Ni原子外围电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期基态原子未成对电子数的外围电子排布为2s22p2或2s22p4，同周期自左而右电负性增大，故未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是C，R原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，为氯元素。 小问6详解】 第二周期元素，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，p能级电子半满为稳定结构，第ⅡA族和第ⅤA族的反常，所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有Be、C、O一共有3种，B、C、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以其第一电离能大小顺序是O＞C>B。 【小问7详解】 X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3，则X原子序数为33，X元素是As；Y元素的原子最外层2p轨道上有2个未成对电子，则Y元素原子的电子排布式为：1s22s22p2或1s22s22p4，Y可能为C或O；三种元素的原子序数为42，则Z元素的原子序数为：42-33-8=1，或42-33-6=3，Z元素可能为H或Li，由于Z可以形成负一价离子，所以Z为H，则Y为O，X2Y3为As2O3。 ①X元素为As，基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，该元素的名称是砷； ②已知化合物As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，则反应方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O。 23. 元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分 主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1 2 ⑩ ① ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ （1）写出④和⑨组成的化合物的电子式___________，⑧的简单离子结构示意图___________。 （2）元素①、②、⑦简单氢化物的稳定性最强的是___________(用化学式表示)。 （3）元素③、⑤、⑨的简单离子半径由大到小的顺序(用离子符号表示)___________。 （4）写出元素④、⑩最高价氧化物对应水化物相互反应的化学方程式___________。 （5）元素非金属性强弱比较有很多方法，其中比较⑧和⑨的非金属性强弱的研究方案中不可行的是：___________(填序号)。 A. 比较两种单质的颜色 B. 比较两种单质与H2化合的难易程度 C. 依据两元素在周期表中的位置 D. 比较氧化物对应水化物的酸性强弱 【答案】（1） ①. ②. （2）NH3 （3）Cl->O2->Al3+ （4）2NaOH+Be(OH)2=Na2BeO2+2H2O （5）AD 【解析】 【分析】根据元素周期表的位置可知①C、②N、③O、④Na、⑤Al、⑥Si、⑦P、⑧S、⑨Cl、⑩Be，以此解答。 【小问1详解】 ④为Na元素，⑨为Cl元素，组成的化合物为NaCl，属于离子化合物。该化合物的电子式为，⑧为S元素，简单离子结构示意图为：。 【小问2详解】 元素①为C元素，②为N元素，⑦为P元素，简单氢化物分别为：CH4、NH3、PH3，N、C、P三种元素中N元素非金属性最强，非金属性越强，简单氯化物越稳定，简单氢化物的稳定性最强的是NH3。 【小问3详解】 元素③为O元素、⑤为Al元素、⑨为Cl元素，对应的离子为：O2-、Al3+、Cl-，Cl-有3个电子层离子半径最大，O2-、Al3+电子层数相等，核电荷数越大，半径越小，离子半径由大到小的顺序为：Cl->O2->Al3+。 【小问4详解】 元素④为Na元素、⑩为Be 元素。最高价氧化物对应水化物分别为NaOH和Be(OH)2，由对角线规则可知Be(OH)2的性质和Al(OH)3性质相似，二者反应的方程式为：2NaOH+Be(OH)2=Na2BeO2+2H2O。 小问5详解】 元素⑧为S元素，⑨为Cl元素， A．单质的颜色不能比较非金属性强弱，故A不可行； B．元素的非金属性越强，单质与氢气化合越容易，故B可行； C．元素在周期表的位置可以比较非金属性强弱，同周期从左到右非金属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，故C可行； D．比较最高价氧化物对应水化物的酸性才能比较非金属性强弱，故D不可行； 故答案为AD。 24. 重铬酸钾又名红矾钾，是化学实验室中的一种重要分析试剂。下图是模拟工业以铬酸钾为原料，采用甲烷燃料电池电解制备重铬酸钾，制备装置如下图所示： 制备原理： （1）甲中通入甲烷的一极为原电池_______(填“正极”或“负极”)，其电极反应为_______。 （2）乙中两电极材料分别为Fe和Pt，则电极A材料是_______(填化学式)，通电后阳极室产生的现象为_______，电极反应式是_______。 （3）该制备过程总反应的离子方程式可表示为，若实验开始时在右室中加入38.8 g ，t分钟后测得右室中K与Cr的物质的量之比为3：2，则溶液中和的物质的量之比为_______，电路中转移电子数目为_______，若电流效率为80%，则需消耗CH4_______g。 【答案】（1） ①. 负极 ②. （2） ①. Fe ②. 电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色 ③. 或 （3） ①. 2：1 ②. 或 ③. 【解析】 【小问1详解】 ①甲烷燃料电池，通入燃料为负极，则甲烷通入的一极为原电池的负极； ②甲烷做负极，电解质溶液为KOH溶液，则电极反应式为：； 【小问2详解】 ①甲为原电池，乙为电解池电解池，原料电池电解铬酸钾制备重铬酸钾，分析化合价变化，化合价升高失去电子做电解池阳极，阳极与原电池正极相连，则A极材料为Fe； ②阳极为铬酸钾制备重铬酸钾，根据离子方程式；通电后阳极室的现象为：电极上有气泡产生，阳极区溶液由黄色变为橙色； ③阳极电极反应式为：或； 【小问3详解】 ①根据反应总反应，，，，反应有一段时间，Cr元素守恒可得，求出，则通过离子交换膜移动到左极室，左极室电极反应式为钾离子与氢氧根离子结合，则，转移电子数为，整个电路得失电子守恒，，则生成，，； ②整个电路中转移的电子数目为； ③甲烷电极反应式为，整个电路转移个电子，若电流效率为80%，则实际转移电子数为，消耗甲烷为，甲烷的质量为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$