精品解析：湖北省孝感高级中学2024-2025学年高二上学期12月测试 化学试卷

孝感高中2023级高二化学测试卷 可能用到的相对原子质量：H1 Li7 C12 O16 Na23 Si28 Ni59 Cu64 Co59 一、选择题：本题共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。 1. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是 A. 和核内中子数之比为1:2 B. 基态铬原子的简化电子排布式： C. 激发态H原子的轨道表示式： D. Cu的原子结构示意图： 2. 下列叙述中，正确的个数为 ①金属导电和电解质溶液导电均为物理变化； ②电解精炼铜时，若阳极质量减少64g，则转移到阴极的电子物质的量为2mol； ③纯银质物品久置表面变暗，是由于发生了电化学腐蚀； ④碱性锌锰干电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量更高且储存时间长； ⑤用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原，则电解过程中转移电子物质的量为1.2mol。 ⑥“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 3. X、Y、Z、M是四种短周期元素，Q是第四周期的过渡元素(原子序数在21~30之间)。X、Y、Z同周期，Z、M同主族，X的最高正价与最低负价的和为0，Y是同周期除稀有气体外半径最大的元素，基态M原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等且M位于第二周期，Q的基态原子只有1个单电子且在外层。下列说法错误的是 A. 简单氢化物的稳定性：M>Z>X B. 简单离子半径：Z>Y>M C. 单质的熔点：Q>Z>Y D. Y、Z、Q分别与M均可组成多种二元化合物 4. 某矿石的标准组成为，W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增加的前20号元素。W原子的价层电子排布式为，X是短周期元素中金属性最强的元素，Y的最外层电子数是其内层电子数的，Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋平行，Q的周期序数是其族序数的两倍。下列说法错误的是 A. W和X形成的化合物中可能存在共价键 B. 工业上冶炼Y，常电解其熔融的氯化物 C. a=9 D. Z的最高价态氧化物对应水化物是强酸 5. 中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A. 充电时，由双极膜移向电极 B. 放电时，电极表面的电极反应为： C. 放电时和充电时，电极的电势均高于电极 D. 当外电路通过电子时，双极膜中解离水的物质的量为 6. 全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下，LiPON薄膜只允许Li+通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列说法正确的是 A. 放电时，a极为正极 B. 导电介质c可为Li2SO4溶液 C. 充电时，b极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ D. 放电时，当电路通过0.5mol电子时，b极薄膜质量减少3.5g 7. 科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A. 夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接 B. 硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 C. H2生产装置中不能使用钠离子交换膜 D. 日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-= 8. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，浓度高的一极一般为正极。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示（a、b电极均为石墨电极）。（已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液） 下列有关说法正确的是 A. 电池放电过程中a极产生氢气，b极产生氧气 B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得60g氢氧化钠 D. a、b石墨电极均可用金属银电极代替 9. 我国科研团队创制了一种新型可充放电的“生物质电池”(如图所示)，存储/释放电能的同时，实现糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是 A. 放电时，N为电池的负极，发生氧化反应 B. 放电时，M电极上的反应为 C. 充电时，消耗，理论上可制得 D. 充电时，由N电极移向M电极 10. 液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是 A. 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 B. 放电时向左侧电极移动 C. 充电时阳极的电极反应式： D. 充电时电极a为外接电源的负极 11. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B. N室发生的电极反应式为 C. 为一元弱酸 D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 12. 某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A. b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B. 相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C. 若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上铁锈最多的位置是F D. 相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物相同 13. 以溶液和过量氨水为电解液()，进行铁上电镀铜的实验探究装置如下图所示，电解过程中表面未观察到气体，一段时间后表面有致密红色固体，经检验电解液中无元素[已知：溶液中相对较小时，析出缓慢，可导致析出层致密]。下列叙述错误的是 A. 电极与电源的正极相连 B. 阴极反应式为+2e-=Cu+4NH3 C. 该条件下，比难还原 D. 随着表面析出，溶液减少，平衡逆向移动 14. 用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中不正确的是 A. 电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成 B. 阴极电极反应为 C. 电解过程中废水的pH变大 D. 电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol被还原 15. 亚砷酸用于治疗白血病。常温下，某亚砷酸稀溶液，维持常温不变，向该溶液中加入，含砷微粒的物质的量分数与溶液关系如图所示。下列分析正确的是 A. 亚砷酸稀溶液可用广泛试纸测得 B. 加固体至主要溶质为，溶液显酸性 C. 点溶液中，由水电离的浓度为 D. 点溶液满足： 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料(主要成分为，含有一定量的等)制备草酸钴晶体的流程如下： 已知：①草酸钴晶体难溶于水。 ②为有机物(难电离)、代表金属离子，。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 沉淀物 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.5 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 8.0 ④滤液中元素以形式存在。 回答下列问题： （1）为提高浸出速率，除将含钴废料粉碎外，还可采取的措施有___________。 （2）“浸出液”中加入后发生反应的离子方程式为___________。 （3）加入氧化钴调节溶液的，调节的范围是___________。 （4）滤渣Ⅰ主要为___________(填化学式)。 （5）可向溶有的有机层中加入___________使从有机相返回水相，实现金属回收利用。 （6）可否考虑先将转化为，再利用反应，将转化为：___________(填“能”或“不能”，并说明理由)。 （7）若改用草酸“沉钴”，时的草酸溶液中___________。[已知：时，] 17. 碳、氮、硫的氧化物是造成污染的重要物质，研究它们的反应机理，对于消除环境污染有重要的意义。回答下列问题： Ⅰ.已知反应： （1）与反应生成和的热化学方程式为_______。 （2）将与置于一恒容绝热密闭容器中，改变原料气配比进行多组实验，测得的平衡转化率部分实验结果如图所示。 ①下列说法能表示化学反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 a．气体的平均摩尔质量不变 b． c．气体的压强保持不变 d．保持不变 ②B点时的化学平衡常数_______。 Ⅱ.二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放。涉及的主要反应如下： ① ② ③ （3）反应①一般认为通过反应②和反应③两步来实现，若反应②为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)。 A. B. C. D. （4）不同压强下，按照投料，实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：的平衡产率。 其中纵坐标表示平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”)，压强由大到小的顺序为_______，图乙中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_______。 18. X、Y、Z、W、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原子序数为基态Y原子价电子数的3倍；基态R原子d轨道中成对电子数的对数与未成对电子数之比为2：3。由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其结构简式如图所示： （1）请写出X元素与M元素形成的18电子分子的电子式_______。 （2）基态Y原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_______个伸展方向，原子轨道呈_______形。 （3）某同学根据上述信息，推断基态Z原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了_______。 （4）下列W原子的核外电子布式中，能量最高的是_______(填字母，下同)，能量最低的是_______。 a．　　b． c．　　　d．1s22s22p63s23p3 （5）请回答有关基态W原子的下列知识：有_______种不同能量的电子，_______种不同空间运动状态的电子，_______种不同运动状态的电子。 （6）基态R原子价层电子的轨道表示式为_______。 19. Ⅰ.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题： （1）甲烷燃料电池正负极的电极反应式分别为_______，_______。 （2）闭合K开关后，电极b的电极反应式为_______。 （3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为_______L(标准状况)，通过电解池的电量为_______(法拉第常数，只列式不用计算出结果)。 Ⅱ.如图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。 （4）向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是_______，D电极上的电极反应式为_______。 （5）一段时间后，再向B杯中加入适量的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，发现G的指针向左偏移。此时C电极上的电极反应式为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2023级高二化学测试卷 可能用到的相对原子质量：H1 Li7 C12 O16 Na23 Si28 Ni59 Cu64 Co59 一、选择题：本题共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。 1. 化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是 A. 和核内中子数之比为1:2 B. 基态铬原子的简化电子排布式： C. 激发态H原子的轨道表示式： D. Cu的原子结构示意图： 【答案】C 【解析】 【详解】A．的中子数为，的中子数为，二者核内中子数之比为，A正确； B．铬为24号元素，基态原子简化电子排布式为（半满结构更稳定），B正确； C．H原子的电子层中，时只有1s轨道，不存在1p轨道，激发态H原子应是1s轨道电子跃迁到2s或2p等轨道，C错误； D．Cu为29号元素，原子结构示意图为，D正确； 故答案选C。 2. 下列叙述中，正确的个数为 ①金属导电和电解质溶液导电均为物理变化； ②电解精炼铜时，若阳极质量减少64g，则转移到阴极的电子物质的量为2mol； ③纯银质物品久置表面变暗，是由于发生了电化学腐蚀； ④碱性锌锰干电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量更高且储存时间长； ⑤用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原，则电解过程中转移电子物质的量为1.2mol。 ⑥“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热 A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】C 【解析】 【详解】①金属导电是物理变化，电解质导电涉及电解反应，是化学变化，错误； ②电解精炼铜时，阳极溶解的金属可能包含杂质（如Zn、Fe），则转移到阴极的电子物质的量不确定，错误； ③纯银质物品久置表面变暗，是因为银与H2S等反应，为化学腐蚀，错误； ④碱性电池使用KOH，比能量高且稳定，正确； ⑤29.4g Cu(OH)2的物质的量为0.3mol，0.3molCu(OH)2相当于0.3molCuO和0.3mol H2O，阳极上放出0.3molO2，转移电子数为，正确； ⑥暖宝宝通过不同的金属材料，以及能够传导离子的介质，从而构成原电池，该原电池中，铁作负极，发生氧化反应，加速铁氧化腐蚀同时放出热量，正确； 正确选项为④⑤⑥，共3个，故选C。 3. X、Y、Z、M是四种短周期元素，Q是第四周期的过渡元素(原子序数在21~30之间)。X、Y、Z同周期，Z、M同主族，X的最高正价与最低负价的和为0，Y是同周期除稀有气体外半径最大的元素，基态M原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等且M位于第二周期，Q的基态原子只有1个单电子且在外层。下列说法错误的是 A. 简单氢化物的稳定性：M>Z>X B. 简单离子半径：Z>Y>M C. 单质的熔点：Q>Z>Y D. Y、Z、Q分别与M均可组成多种二元化合物 【答案】B 【解析】 【分析】基态M原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等且M位于第二周期，则M为O；Z、M同主族，则Z为S；X、Y、Z同周期，X的最高正价与最低负价的和为0， Y是同周期除稀有气体外半径最大的元素，则X为Si，Y为Na；Q的基态原子只有1个单电子且在外层，则Q为Cu，据此回答问题； 【详解】A．非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞S＞Si，则简单氢化物稳定性顺序为H2O＞H2S＞SiH4，A正确； B．电子层数越大，离子半径越大，电子层数相同，质子数越小，离子半径越大，因此S2-、O2-、Na+的离子半径顺序为S2-＞O2-＞Na+，，B错误； C．Cu的熔点（约1085℃）高于S（约115℃），而Na的熔点（约97.8℃）最低，则顺序为Q＞Z＞Y，C正确； D．Na与O可形成Na2O、Na2O2，S与O可形成SO2、SO3，Cu与O可形成CuO、Cu2O，均存在多种二元化合物，D正确； 故选B。 4. 某矿石的标准组成为，W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增加的前20号元素。W原子的价层电子排布式为，X是短周期元素中金属性最强的元素，Y的最外层电子数是其内层电子数的，Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋平行，Q的周期序数是其族序数的两倍。下列说法错误的是 A. W和X形成的化合物中可能存在共价键 B. 工业上冶炼Y，常电解其熔融的氯化物 C. a=9 D. Z的最高价态氧化物对应水化物是强酸 【答案】D 【解析】 【分析】W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增加的前20号元素，W原子的价层电子排布式为，n=2时价层电子排布式为2s22p4，则W为O；X是短周期元素中金属性最强的元素，则X为Na；Y的最外层电子数是其内层电子数的，则Y为Mg；Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋平行，则最外层为3p3，则Z为P；Q的周期序数是其族序数的两倍，Q为第四周期第ⅡA元素，则Q为Ca，据此回答问题； 【详解】A．Na与O可形成Na2O2，Na2O2中含O-O共价键，A正确； B．工业上通过电解熔融MgCl2制Mg，B正确； C．某矿石的标准组成为，由电荷平衡计算，得出Ca的系数a=9，C正确； D．P的最高价态氧化物对应水化物是H3PO4，H3PO4为中强酸， D错误； 故选D。 5. 中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性电池，实现了和之间的高效可逆转换，其反应原理如图所示： 已知双极膜可将水解离为和，并实现其定向通过。下列说法错误的是 A. 充电时，由双极膜移向电极 B. 放电时，电极表面的电极反应为： C. 放电时和充电时，电极的电势均高于电极 D. 当外电路通过电子时，双极膜中解离水的物质的量为 【答案】A 【解析】 【分析】由图中可知，Zn发生失去电子的反应，为电池的负极，电极反应为，CO2得电子生成HCOOH，电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH，则多孔Pd为电池的正极；充电时，Zn为阴极，多孔Pd为阳极，电极反应与原电池相反，据此分析； 【详解】A．充电时，阴离子向阳极移动，由双极膜移向Pd电极，A错误； B．CO2得电子生成HCOOH，电极反应为，B正确； C．放电时为正极，充电时，为阳极，电极的电势均高于电极，C正确； D．根据溶液呈电中性，可知外电路通过1mol电子时，双极膜中离解的水的物质的量为1mol，D正确； 故选A。 6. 全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下，LiPON薄膜只允许Li+通过，电池反应为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2。下列说法正确的是 A. 放电时，a极为正极 B. 导电介质c可为Li2SO4溶液 C. 充电时，b极反应为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+ D. 放电时，当电路通过0.5mol电子时，b极薄膜质量减少3.5g 【答案】C 【解析】 【分析】由题干信息中电池总反应可表示为LixSi+Li1-xCoO2Si+LiCoO2可知，放电时，电极a为非晶硅薄膜，其电极反应为LixSi-xe-═Si+xLi+，电极a为负极，电极b为LiCoO2薄膜，其电极反应为Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2，电极b为正极；则充电时电极a为阴极，电极反应式为xLi++xe-+Si=LixSi，电极b为阳极，电极反应式为LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，放电时，a极为负极，A错误； B．由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故导电介质c中不能有水，则不可为Li2SO4溶液，B错误； C．由分析可知，充电时b极为阳极，电极反应式为：LiCoO2-xe-═Li1-xCoO2+xLi+，C正确； D．由分析可知，放电时，电极b为正极，电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2，则当外电路通过0.5mol电子时，锂离子得电子嵌入正极，故b极薄膜质量增加0.5mol×7g∙mol-1=3.5g，D错误； 答案选C。 7. 科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌-多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法正确的是 A. 夜间工作时，应将电极ad、bc分别连接 B. 硅太阳能电池、锌-多硫化物电池均可实现化学能向电能的转化 C. H2生产装置中不能使用钠离子交换膜 D. 日间工作时，b极的电极反应式为+S2-+2e-= 【答案】A 【解析】 【分析】由图可知，白天可利用太阳光电池给左侧锌-多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，锌-多硫化物电池处于充电状态，b极是阳极，发生+S2--2e-=，夜间做电池使右侧电解池电解制氢，右侧装置为电解池，d电极为阴极，发生2H2O+2e-=2OH-+H2↑，据此分析解题； 【详解】A．左侧锌-多硫化物电池夜间作电源，给H2生产装置通电，电解产生H2，分析可知，应将电极ad，bc分别连接，A正确； B．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，B错误； C．阴极d发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2↑，使用阳离子交换膜，Na+向阴极区迁移﹐且发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-，C错误； D．白天工作时，锌-多硫化物电池处于充电状态，b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为，D错误； 故选A。 8. 由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池，浓度高的一极一般为正极。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可同时制得氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，其装置如图所示（a、b电极均为石墨电极）。（已知：溶液A为溶液；溶液B为溶液） 下列有关说法正确的是 A. 电池放电过程中a极产生氢气，b极产生氧气 B. c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C. 电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得60g氢氧化钠 D. a、b石墨电极均可用金属银电极代替 【答案】C 【解析】 【分析】由题意可知左边装置为浓差电池，右边装置为电解池。电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，因此a电极附近应该产生硫酸，则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电，因此a极为阳极，b极为阴极，Ag(1)为负极，Ag(2)为正极。Ag(2)为正极，电极反应为Ag++e-=Ag，Ag(1)为负极，电极反应为Ag-e-=Ag+，溶液B中的硝酸根离子由右池透过阴离子交换膜进入左池；a极与正极相连为阳极，发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，硫酸根离子透过交换膜c进入阳极区，故c为阴离子交换膜，b极与负极相连为阴极，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，钠离子透过交换膜进入阳极区，故d为阳离子交换膜，据此作答。 【详解】A．由分析可知，电池放电过程中a极产生氧气，b极产生氢气，A错误； B．电解过程中，两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中，Na+通过阳离子交换膜d进入阴极（b极）区，SO通过阴离子交换膜c进入阳极（a极）区，因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜，B错误； C．电池从开始工作到停止放电，正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L，负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L，正极反应可还原Ag+的物质的量为1L×（4mol/L-2.5mol/L）=1.5mol，电路中转移1.5mol电子，电解池的阴极反应生成1.5molOH-，即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠，其质量为60g，C正确； D．a电极为阳极，活性电极优先放电，故a电极石墨电极用金属银电极代替时银会溶解，得不到氧气，b极为阴极，电极不放电，可用银电极代替，D错误； 答案选C。 9. 我国科研团队创制了一种新型可充放电的“生物质电池”(如图所示)，存储/释放电能的同时，实现糠醛()生产高附加值的和。下列说法正确的是 A. 放电时，N为电池的负极，发生氧化反应 B. 放电时，M电极上的反应为 C. 充电时，消耗，理论上可制得 D. 充电时，由N电极移向M电极 【答案】C 【解析】 【分析】根据示意图可知，放电时NiOOH→，镍元素化合价变化为+3→+2，发生还原反应（N为正极），M为负极，充电和放电是相反的过程，根据电子守恒进行计算，据此解答问题。 【详解】A．根据示意图可知，放电时NiOOH→，镍元素化合价变化为+3→+2，N为正极，发生还原反应，故A错误； B．放电时N为正极，因此M为负极，发生氧化反应，糠醛失电子转化成糠酸根离子，电极反应式为C5H4O2+3OH――2e－＝+2H2O，故B错误； C．充电时N为阳极，消耗物质的量为1mol，根据示意图可知化合价变化为+2→+3，失电子1mol，充电时M极为阴极，糠醛发生还原反应生成糠醇，电极反应式为C5H4O2+2H2O+2e－＝C5H6O2+2OH－，充电时阴阳两电极转移电子物质的量相等，因此消耗0.5mol糠醛得电子1mol，故C正确； D．放电时M极为负极，因此充电时M极为阴极，充电时，OH－由阴极移向阳极，因此OH－由M电极移向N电极，故D错误； 故选C。 10. 液流电池是一种新的蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点。如图是一种锌溴液流电池，电解液为溴化锌的水溶液。下列说法正确的是 A. 放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 B. 放电时向左侧电极移动 C. 充电时阳极的电极反应式： D. 充电时电极a为外接电源的负极 【答案】A 【解析】 【分析】由图可知，放电时，左侧电极为原电池的正极，溴在正极得到电子发生还原反应生成溴离子，电极反应式为Br2＋2e－=2Br－，右侧电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，充电时，左侧电极与直流电源正极a相连，为电解池的阳极，电极反应式为2Br－－2e－=Br2，右侧电极与负极相连，为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn。 【详解】A． 由分析可知，放电时左侧电极为原电池的正极，溴在正极得到电子发生还原反应生成溴离子，右侧电极为负极，锌失去电子发生氧化反应生成锌离子，锌离子通过阳离子交换膜由右侧移向左侧，则左侧电解质储罐中的离子总浓度增大，故A正确； B． 由分析可知，放电时向负极移动，即向右侧电极移动，故B错误； C． 由分析可知，充电时，左侧电极与直流电源正极a相连，为电解池的阳极，阳极反应式为2Br－－2e－=Br2，故C错误； D． 由分析可知，充电时电极a为外接电源的正极，故D错误； 故选A。 11. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解溶液可制备，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响的纯度 B. N室发生的电极反应式为 C. 为一元弱酸 D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜 【答案】A 【解析】 【分析】与电源正极相连的石墨电极为阳极，H2O失电子生成H+和O2，H+通过a膜进入产品室，则a膜为阳膜；与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，从NaOH溶液的流向看，其浓度应增大，所以Na+通过c膜流向N室，c膜为阳膜；通过b膜流向产品室，则b膜为阴膜。 【详解】A．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应：＋H＋=H3BO3＋H2O，去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，会影响的纯度，A错误； B．N室中与电源负极相连的石墨电极为阴极，H2O得电子生成H2和OH-，电极方程式为：，B正确； C．产品室中，通过a膜进入的H+与通过b膜进入的发生反应生成，可以推知可以发生电离平衡：+H2O+H+，则为一元弱酸，C正确； D．由分析可知，a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，D正确； 故选A。 12. 某学习小组按如图探究金属电化学腐蚀与防护的原理，下列说法正确的是 A. b为正极，K连接A时，铁棒腐蚀的速率最慢 B. 相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接B、C，连接C时铁棒的腐蚀速率更慢 C. 若X为模拟海水，K未闭合时，铁棒上铁锈最多的位置是F D. 相同条件下，若X为模拟海水，K分别连接A、B时，石墨电极上的反应物相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．若b为正极，K连接A时，Fe电极直接连接电源正极，作电解池阳极，Fe失电子被氧化，腐蚀速率加快，A错误； B．X为模拟海水（中性，吸氧腐蚀环境），K连接B时，Fe与石墨构成原电池，Fe作负极被腐蚀，K连接C时，Fe与Zn构成原电池，Zn比Fe活泼作负极（牺牲阳极），Fe作正极被保护，故连接C时铁棒腐蚀速率更慢，B正确； C．K未闭合时，Fe在海水中发生吸氧腐蚀，铁棒上铁锈最多的是接触海水且有氧气的位置，则E点氧气浓度最高，铁锈最多，F点在溶液深处氧气最少，铁锈最少，C错误； D．K连接A时，若接电源正极，Fe作阳极，石墨电极为阴极，反应物为H2O，若接电源负极，Fe作阴极，石墨电极为阳极，反应物为Cl-；K连接B时，Fe与石墨构成原电池，石墨作正极，反应物为O2，因此两者反应物不同，D错误； 故选B。 13. 以溶液和过量氨水为电解液()，进行铁上电镀铜的实验探究装置如下图所示，电解过程中表面未观察到气体，一段时间后表面有致密红色固体，经检验电解液中无元素[已知：溶液中相对较小时，析出缓慢，可导致析出层致密]。下列叙述错误的是 A. 电极与电源的正极相连 B. 阴极反应式为+2e-=Cu+4NH3 C. 该条件下，比难还原 D. 随着表面析出，溶液减少，平衡逆向移动 【答案】D 【解析】 【分析】利用电解原理实现铁上电镀铜，铁作阴极，铜作阳极，则a为正极，b为负极，据此分析解答； 【详解】A．电镀时镀层金属Cu作阳极，阳极与电源正极相连，A正确； B．电解液中[Cu(NH3)4]2+在阴极发生还原反应，得电子生成Cu和NH3，反应式为+2e-=Cu+4NH3，B正确； C．溶液和过量氨水为电解液，铜元素主要以的形式存在，根据电解一段时间后“电解液中无元素”可得该条件下没有发生铁置换铜的反应，比难还原，C正确； D．阳极Cu溶解生成Cu2+，补充阴极消耗的Cu2+，溶液中c(Cu2+)保持稳定，平衡不移动，D错误； 故选D。 14. 用电解法处理酸性含铬废水(主要含有)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应：，最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法中不正确的是 A. 电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成 B. 阴极电极反应为 C. 电解过程中废水的pH变大 D. 电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol被还原 【答案】B 【解析】 【分析】用电解法处理酸性含铬废水，以铁板作阴、阳极，在阳极发生反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中发生反应：，Fe2+被氧化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗大量H+，使溶液pH增大，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而被分离除去，根据同一闭合回路中电子转移数目相等分析解答。 【详解】A．Fe为阳极，由于Fe是活性电极，会发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+，反应产生的Fe2+与溶液中又发生反应：，Fe2+被氧化产生Fe3+，被还原为Cr3+，由于反应消耗大量H+，使溶液pH增大，Fe3+、Cr3+都转化为Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀，故电解过程中可能有Fe(OH)3沉淀生成，A正确； B．电解时在阴极上是溶液中的H+得到电子被还原产生H2， 阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑，B错误； C．阴极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑，氢离子在阴极被消耗，在反应中也消耗氢离子，所以反应过程中溶液中的氢离子浓度减小，溶液pH增大，C正确； D．电路中每转移12 mol电子，就会有6 mol Fe2+生成，根据反应可知：最多有1 mol 得到电子被还原，D正确； 故合理选项是B。 15. 亚砷酸用于治疗白血病。常温下，某亚砷酸稀溶液，维持常温不变，向该溶液中加入，含砷微粒的物质的量分数与溶液关系如图所示。下列分析正确的是 A. 亚砷酸稀溶液可用广泛试纸测得 B. 加固体至主要溶质为，溶液显酸性 C. 点溶液中，由水电离的浓度为 D. 点溶液满足： 【答案】D 【解析】 【详解】A．广泛试纸的范围是，可以识别的差约为1，测得为6.5需精密试纸或计，A项错误； B．根据图像，主要溶质为时在之间，溶液显碱性，B项错误； C．点溶液的主要溶质、，溶液=8，显碱性，则溶液中的全部是水电离产生的，水电离的浓度为，C项错误 D．根据电荷守恒有：，点，所以，D项正确； 答案选D。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料(主要成分为，含有一定量的等)制备草酸钴晶体的流程如下： 已知：①草酸钴晶体难溶于水。 ②为有机物(难电离)、代表金属离子，。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 沉淀物 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.5 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 8.0 ④滤液中元素以形式存在。 回答下列问题： （1）为提高浸出速率，除将含钴废料粉碎外，还可采取的措施有___________。 （2）“浸出液”中加入后发生反应的离子方程式为___________。 （3）加入氧化钴调节溶液的，调节的范围是___________。 （4）滤渣Ⅰ主要为___________(填化学式)。 （5）可向溶有的有机层中加入___________使从有机相返回水相，实现金属回收利用。 （6）可否考虑先将转化为，再利用反应，将转化为：___________(填“能”或“不能”，并说明理由)。 （7）若改用草酸“沉钴”，时的草酸溶液中___________。[已知：时，] 【答案】（1）适当提高酸浸温度、适当增加硫酸浓度等(答案合理即可) （2） （3）5.2≤pH＜7.5(也可以) （4） （5）硫酸(或其他非氧化性无机强酸，合理即可) （6）不能，该反应的平衡常数，转化程度小，不能实现转化 （7） 【解析】 【分析】由题干工艺流程图可知，对含钴废料进行粉碎，加入硫酸进行酸浸，因为SiO2不溶于硫酸，生成的CaSO4微溶于水，则滤渣Ⅰ为SiO2、硫酸钙；浸出液中含有CoSO4、NiSO4、Al2(SO4)3、FeSO4及过量的硫酸，浸出液中加入H2O2和CoO，将Fe2+转化为Fe3+，同时调节pH，使Fe3+、Al3+转化为沉淀氢氧化铁和氢氧化铝而除去；向滤液中加入RH，Ni2+溶于有机层，分液后向水层加入草酸铵得到草酸钴晶体，据此分析解题。 【小问1详解】 根据影响化学反应速率的因素及影响结果可知，为提高浸出速率，除将含钴废料粉碎外，还可以适当提高酸浸温度、适当增加硫酸浓度等； 【小问2详解】 由分析可知，“浸出液”中加入H2O2主要是亚铁离子被H2O2氧化变为铁离子，便于后续调节pH值将其转化为Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为； 【小问3详解】 由分析可知，加入氧化钴，发生CoO+2H+=Co2++H2O，使Fe3+和Al3+水解平衡正向移动，根据阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知，调节溶液的pH为5.2≤pH＜7.5，使Fe3+和Al3+完全转化为沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3，同时不能影响到镍和钴，故答案为：5.2≤pH＜7.5； 【小问4详解】 由分析可知，滤渣Ⅰ主要为； 【小问5详解】 “反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程，向操作①后溶有的有机层中加入硫酸(或其他非氧化性无机强酸，合理即可)，根据反应原理，平衡逆向移动，使Ni2+从有机相返回水相，同时重新得到，循环使用； 【小问6详解】 根据题干数据可知，反应的平衡常数，转化程度小，不能实现该转化； 【小问7详解】 时的草酸溶液中。 17. 碳、氮、硫的氧化物是造成污染的重要物质，研究它们的反应机理，对于消除环境污染有重要的意义。回答下列问题： Ⅰ.已知反应： （1）与反应生成和的热化学方程式为_______。 （2）将与置于一恒容绝热密闭容器中，改变原料气配比进行多组实验，测得的平衡转化率部分实验结果如图所示。 ①下列说法能表示化学反应达到平衡状态的是_______(填字母)。 a．气体的平均摩尔质量不变 b． c．气体的压强保持不变 d．保持不变 ②B点时的化学平衡常数_______。 Ⅱ.二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放。涉及的主要反应如下： ① ② ③ （3）反应①一般认为通过反应②和反应③两步来实现，若反应②为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)。 A. B. C. D. （4）不同压强下，按照投料，实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 已知：的平衡产率。 其中纵坐标表示平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”)，压强由大到小的顺序为_______，图乙中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是_______。 【答案】（1） （2） ①. cd ②. 1 （3）B （4） ①. 乙 ②. ③. 时以反应②为主，反应②前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响 【解析】 【小问1详解】 已知：①    ②    由盖斯定律可知，(-①-②)得反应：，故其； 【小问2详解】 ）①a．混合气体的平均摩尔质量为，气体质量不变，且气体的总物质的量不随反应进行而改变，所以M是不变量，则M不变不能说明反应达到平衡，a不符合题意；     b．没有说明正逆反应速率，不能判断是否达到平衡状态，b不符合题意； c．恒容绝热密闭容器中进行反应，反应是气体分子数不改变的化学反应，但是反应伴随的能量变化使得温度改变，导致混合气体的压强随时间的变化而变化，故压强不变能说明达到平衡状态，c符合题意；         d．保持不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，d符合题意； 故选cd； ②B点时=1.0，假设二氧化氮、二氧化硫投料分别为1mol、1mol，的平衡转化率50%，则反应0.5mol、0.5mol，生成三氧化硫、NO均为0.5mol，则化学平衡常数； 【小问3详解】 ①为放热反应、②为吸热反应、③为放热反应，放热反应生成物能量低于反应物，吸热反应生成物能量高于反应物，则排除AD；活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，反应②为慢反应，则选B； 【小问4详解】 开始的时候主要进行反应①，随着温度的升高，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，但到了后期主要进行反应②，随着温度的升高，平衡正向移动，CO2的平衡转化率升高，故乙图表示CO2平衡转化率；对反应①，压强增大，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，即p1>p2>p3；当图乙中温度到了T1时，主要进行反应②，此时反应前后气体系数和不变，压强的变化不会引起平衡的移动，故三条曲线几乎交于一点。 18. X、Y、Z、W、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原子序数为基态Y原子价电子数的3倍；基态R原子d轨道中成对电子数的对数与未成对电子数之比为2：3。由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其结构简式如图所示： （1）请写出X元素与M元素形成的18电子分子的电子式_______。 （2）基态Y原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_______个伸展方向，原子轨道呈_______形。 （3）某同学根据上述信息，推断基态Z原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了_______。 （4）下列W原子的核外电子布式中，能量最高的是_______(填字母，下同)，能量最低的是_______。 a．　　b． c．　　　d．1s22s22p63s23p3 （5）请回答有关基态W原子的下列知识：有_______种不同能量的电子，_______种不同空间运动状态的电子，_______种不同运动状态的电子。 （6）基态R原子价层电子的轨道表示式为_______。 【答案】（1） （2） ①. 3 ②. 哑铃 （3）泡利原理 （4） ①. a ②. d （5） ①. 5 ②. 9 ③. 15 （6） 【解析】 【分析】X、Y、Z、W、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同，则X为H元素；由两种化合物结构图可知，W元素可形成5个价键，Y元素可形成3个价键，且W的原子序数为基态Y原子价电子数的3倍，则Y为N元素，W为P元素；Z和M同主族，且结构图中均形成1个价键，则Z为F元素，M为Cl元素；基态R原子d轨道中成对电子数的对数与未成对电子数之比为2：3，可知3d轨道有7个电子，价层电子排布式为3d74s2，则R为Co元素。综上所述，X、Y、Z、W、M、R依次为H、N、F、P、Cl、Co，据此分析解答。 【小问1详解】 X元素与M元素形成的18电子的分子为HCl，其电子式为； 【小问2详解】 基态N原子中能量最高的电子在2p能级，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形； 【小问3详解】 一个轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，该同学所画的轨道表示式违背了泡利原理； 【小问4详解】 W为P元素，a、b、c为激发态的P原子，4s能级能量更高，则能量最高的是a．；d是基态P原子，则能量最低的是d．1s22s22p63s23p3； 【小问5详解】 W为P元素，同一亚层，电子能量相同，则P有5种不同能量的电子，空间运动状态的电子数等于原子轨道数，则P有9种不同空间运动状态的电子，原子中每一个电子的运动状态都不相同，则P有15种不同运动状态的电子； 【小问6详解】 R为Co，位于元素周期表第Ⅷ族，基态Co原子价层电子的轨道表示式为。 19. Ⅰ.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入和，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题： （1）甲烷燃料电池正负极的电极反应式分别为_______，_______。 （2）闭合K开关后，电极b的电极反应式为_______。 （3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为_______L(标准状况)，通过电解池的电量为_______(法拉第常数，只列式不用计算出结果)。 Ⅱ.如图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极。 （4）向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是_______，D电极上的电极反应式为_______。 （5）一段时间后，再向B杯中加入适量的质量分数为40％的氢氧化钠溶液，发现G的指针向左偏移。此时C电极上的电极反应式为_______。 【答案】（1） ①. ②. （2）2H2O+2e-=H2↑+2OH- （3） ①. 4 ②. （4） ①. 无色溶液变成蓝色 ②. （5） 【解析】 【分析】甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，以此电池为电源电解饱和氯化钠溶液，a极为阳极，b极为阴极。 【小问1详解】 甲烷燃料电池中，正极的电极反应式为：；负极的电极反应式为：； 【小问2详解】 电解饱和氯化钠溶液，a极为阳极，b极为阴极，b电极上水得电子生成H2，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-； 【小问3详解】 标况下消耗甲烷的体积1L时，电路中转移电子的物质的量为，生成氯气的体积最多为：；通过电解池的电量为：； 【小问4详解】 图示装置为原电池装置，指针偏向正极，故B杯为正极，A杯为负极，C电极上碘离子失电子生成碘单质，故现象为：无色溶液变成蓝色；D电极为正极，发生还原反应，电极反应式为：； 【小问5详解】 指针向左偏移，说明A杯为正极，碘单质得电子生成碘离子，电极反应式为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $