内容正文:
石家庄精英中学2025~2026学年第一学期第四次调研考试
高二化学·参考答案、提示及评分细则
题号
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答案
D
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B
C
C
B
C
D
C
D
D
C
C
C
D
题号
17
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21
答案
B
B
C
B
D
1.D【解析】锗是32号元素,基态锗原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,A错误;基态亚铁离子核未成对电子占据相同能级(3d),自旋方向应相同,B错误;NCl3分子中N原子价层有4个电子对,其中1个孤电子对,它的空间结构模型为三角锥形,不是平面三角形,且N原子半径应小于Cl原子,C错误;HBr中H的轨道和Br的轨道以“头对头”方式重叠形成稳定的键,D正确。
2.D【解析】潮湿环境中(未明确酸性条件)钢闸门生锈主要发生吸氧腐蚀;钢铁腐蚀时负极Fe失电子生成Fe²⁺,而非Fe³⁺,负极反应为Fe - 2e⁻ = Fe²⁺,A错误。自行车链条涂机油,通过在钢铁表面形成保护膜隔绝空气和水,属于覆盖保护层法;牺牲阳极法是电化学保护法,与涂机油的防护原理不同,B错误。轮船船底镶嵌锌块采用牺牲阳极法,锌的金属活动性强于铁,锌作原电池负极,发生氧化反应被腐蚀,从而保护正极的铁,C错误。镁的金属活动性比铁强,钢管与镁块连接后形成原电池,镁作负极优先腐蚀,钢管作正极被保护,该方法利用原电池原理实现防护,D正确。
3.C【解析】观察装置图,该装置为电解池,a电极为阳极,b电极为阴极。通电后,强制电子从电源流向铁片,保护铁片,使铁片表面腐蚀电流降至零或接近零,A正确;通电后,阴离子向阳极迁移,B正确;海水中有NaCl等盐,阳极上可能先生成Cl2,后生成O2等,阴极生成H2,所以,a、b极上收集气体比大于,C错误;上述利用外电源保护金属,这种方法叫“外加电流法”,D正确。
4.B【解析】利用原电池原理保护正极上金属材料,需定期更换负极上金属(被腐蚀金属),A正确;铁锌构成原电池,铁为正极,铁铜构成原电池,铜为正极,正极上氧气发生还原反应,铁为负极时,电极反应式为,B错误;乙中蓝色沉淀表明,铁被氧化生成了亚铁离子,C正确;根据实验现象可知,甲中锌为负极,锌被腐蚀,保护了铁,乙中铁被腐蚀,保护铜不被腐蚀,其原因是金属性,D正确。
5.C 【解析】依题意,N为负极,M为正极,由此推知电解池的电极:a、c、e为阳极,b、d、f为阴极,在电解池中,如果电解质分别为硫酸镁、硫酸铝、硫酸亚铁,阴极上析出气体,不会析出金属,排除B、D项。根据电子守恒,如果通过2 mol电子,阴极上析出金属Ag、Cu、Pb的质量依次为216 g、64 g、207 g,符合题意:电极净增质量:b>f>d。符合题意为C。
6.C【解析】基态 B 原子(原子序数 5)的能层为 K(1)、L(2),共2个能层,最高能级2p最多能容纳6个电子,A错误;基态 33As 原子中各能层最多容纳电子数为2n2 (n为能层序数),B错误;激发态电子排布式 1s²2s¹2p² 的形成是电子从低能量 2s 能级跃迁到高能量 2p 能级,能量升高,C正确;基态 As 原子电子填充遵循构造原理,M 能层(n=3)包含 3s(2 个电子)、3p(6 个电子)、3d(10 个电子),共 18 个电子,占据9个轨道,即有9个不同空间运动状态,有18个运动状态不同的电子,D错误。
7.B【解析】电子云中小黑点仅表示电子出现的概率密度,并非单个电子,小黑点越密,电子在该区域出现概率越高,①错误;激光的产生、LED灯发光和节日燃放的焰火与电子跃迁有关,与电子数无关,②错误;利用原子光谱分析法可以测定物质中元素,③正确;不同能级的电子的能量不同,发生跃迁吸收能量不同,故产生不连线的谱线,④正确。选B。
8.C【解析】基态Mg原子核外M层电子排布式为3s2,同一轨道上2个电子的自旋方向相反,A正确; 基态S原子最高能级为3p4,能级的电子云轮廓图为哑铃形,B正确;基态Cu、Zn原子的价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2,全充满结构更稳定,所以,第一电离能:Zn>Cu,第二电离能:Cu>Zn,第二电离能与第一电离能之差较大的是Cu,C错误;基态Fe2+、Mn2+的价层电子排布式分别为3d6、3d5,根据洪特规则特例,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难,D正确。
9.D【解析】根据相邻两个电离能之间倍数关系确定其最外层电子数。同层上电子的电离能的倍数小于3,不同层的电离能倍数一般大于4。2.0,,说明最外层有2个电子,根据表格信息,R原子的电子数大于4,说明R为镁,不是铍,R元素基态原子的价层电子排布式为3s2,A错误;镁位于周期表的s区,B错误;镁的最高化合价数值等于价电子数,即最高化合价为+2,C错误;钠、镁、铝相邻,由于价层电子排布式为3s2达到全充满稳定结构,导致第一电离能高于钠、铝元素,D正确。
10.C【解析】第四周期元素中,K、Ca位于s区,Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni位于d区,Cu、Zn位于ds区,而Ga、Ge、As、Se、Br和Kr位于p区,共占4个区,A正确;铁、钴、镍位于第Ⅷ族,B正确;氟、氯、溴、碘的基态原子电子排布式符合,F没有正化合价,C错误;基态原子价层电子排布式为ns2np6的元素为零族元素,D正确。
11.D
12.D【解析】锂、镁都容易在氮气中燃烧,生成对应的氮化物,A正确;铍、铝的单质、氧化物、氢氧化物都能与强碱溶液反应,又能与强酸反应,但是,铍、铝与强酸、强碱发生氧化还原反应,不生成盐和水,它们不叫两性单质,B正确;硼和硅位于对角位置,对应的最高价氧化物的水化物分别是硼酸、硅酸,它们都是弱酸,也是弱电解质,C正确;钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,锂在氧气中燃烧只生成氧化锂(Li2O),D错误。
13.C【解析】填充成键电子对、孤电子对的原子轨道参与杂化形成杂化轨道,形成键的原子轨道不参与杂化,A错误;杂化轨道只填充孤电子对、形成键,B错误;杂化前后原子轨道数目不变,但是形状发生了变化,C正确;CH4中的sp3杂化轨道是由C原子的2s轨道和C原子的3个2p轨道混杂而成的4个能量相等的sp3,称为sp3杂化轨道,D错误。
14.C【解析】根据价层电子对互斥理论判断,直线形:、,V形:,A不符合题意;平面三角形:、;三角锥形:,B不符合题意;正四面体形有:、、,C符合题意;、为三角锥形,为平面三角形,D不符合题意。
15.C【解析】1个、、分子含键数目依次为6、5、5,A错误;C的原子半径大于N,故键长:,键能:,B错误;C—C > C = C,C正确;N、P、As的原子半径依次增大,简单氢化物分子中,成键电子对排斥力依次减小,键角依次减小,D错误。
16.D【解析】氧的电负性大于S,CS2、O2和CO2都是直线形分子,而O2含非极性共价键,所以,键极性:CO2>CS2>O2,A错误;SiH4呈正四面体形,NH3、AsH3呈三角锥形,N的电负性大于AS,所以,SiH4是非极性分子,NH3极性大于AsH3,即分子极性:NH3>AsH3>SiH4,B错误;C错误;非金属性越强,对应氢化物热稳定性越强,D正确。
17.B【解析】依题意,X的价层电子排布式为1s22s22p2,X为碳;Z为氧,Y原子序数介于6、8之间,Y为氮;Z和R位于同主族,R为硫;由M的结构式可知,W形成单键,说明W位于第ⅦA族,由原子序数小于16可知,W为氟。电负性氟、氧、硫依次减小,A正确;第一电离能氟、氮、氧依次减小,B错误;CO2分子中C价层没有孤电子对,所以,它的空间构型和VSEPR模型都是直线形,C正确;C、N、O、F、S的未成对电子数依次为2、3、2、1、2,D正确。
18.B【解析】如图,葡萄糖发生氧化反应生成CO2,电极A为负极,电极B为正极,外电路上电子由负极流向正极,电流由正极(B)流向负极(A),A错误;负极上发生氧化反应,产物为二氧化碳,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒,负极反应:,B正确;正极反应式为,1.8 g葡萄糖的物质的量为,转移0.24 mol电子,根据电子守恒、电荷守恒,Ⅲ室消耗,质子迁移后最终Ⅲ室溶液中,,,C错误;,转移0.02 mol电子,根据电荷守恒,Ⅱ室迁移0.02 mol NaCl,Ⅱ室溶液体积,D错误。
19.C【解析】充电时,电极 b为阳极,与电源正极连接,A 错误;放电时,电极a反应:
,电极b反应:,即负极 a 上脱嵌进入 NaCl 溶液,正极上进入NaCl溶液,故 NaCl 溶液浓度增大,但是pH保持不变,B 错误;C正确;充电时,阳极上产生2.24 L Cl2(标准状况)相当于0.1 mol Cl2,阴极(b极)反应:,根据电子守恒,NaCl溶液中有嵌入阴极,阴极质量净增4.6 g,D错误。
20.B【解析】锌 - 溴电池中,Zn 为活泼金属,放电时作负极,失电子生成 Zn²⁺,发生氧化反应,A正确;放电时,右侧为正极(Br₂得电子生成 Br⁻,带负电),双极膜解离的 H⁺(正电)应向正极区(右侧)迁移以中和 Br⁻;左侧负极生成 Zn²⁺(正电),OH⁻应向左侧迁移,B错误;充电时,N极为阳极,发生氧化反应,生成的溴单质返回正极区,C正确;转移 2 mol 电子时,负极生成 1mol Zn²⁺,需 2 mol OH⁻中和;正极生成 2mol Br⁻,需 2mol H⁺中和,因此双极膜需解离2 mol H2O,质量减少36 g,D正确。
21.D【解析】AgNO₃过量,剩余Ag⁺直接与I⁻反应生成AgI,并非AgCl转化为AgI,无法比较Ksp大小,A错误; 原电池中Zn活动性强于Cu,故Zn为负极(氧化反应:Zn - 2e⁻ = Zn²⁺),Cu为正极(还原反应:2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑)。结论混淆正、负极,铜是正极,B错误;电解时阳极发生氧化反应,惰性电极下OH⁻放电(2H₂O - 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺);阴极Cu²⁺放电(Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu),产生气体是O2,C错误;氯水强氧化性将Fe氧化为Fe³⁺,形成红棕色覆盖层;Fe³⁺与KSCN反应显红色。反应为Fe与氯水直接反应,无原电池形成,属于化学腐蚀,现象与结论一致,D正确。
22.(8分)(1)(1分)
(2)覆盖保护层法(1分)
(3)吸氧(1分)2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O(1分)
(4)O2(1分) 电化学(1分) (2分)
【解析】(1)在金属活动顺序表中,金属活动性:。锡失去电子生成+2价金属离子。
(2)金不活泼,不能与氧气、水等反应,起保护层作用。
(3)吸氧腐蚀必须有氧气参与反应,作氧化剂。
(4)青铜在空气中主要发生吸氧腐蚀,腐蚀产物为碱式碳酸铜,必须有氧气、水、二氧化碳参与反应。阴极上发生还原反应,析出铜。
23.(12分)(1)降低(1分) (2分)
(2)增强溶液导电性(1分) (2分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(5)(2分)
【解析】分析装置功能与原理可知,甲为燃料电池,乙为电解池,在铝工件表面生成氧化铝膜,丙为电解池,处理废水。甲池中,Ag为负极,Cu为正极;乙池中,Al为阳极,Cu为阴极;丙池中,Pt为阳极,Fe为阴极。
(1)甲池中负极反应:,电池反应:,由于放电过程中水增多,KOH溶液浓度减小,pH降低。乙池中铝件为阳极,阳极反应:,阴极反应:,阳极上质子向阴极迁移,不会腐蚀氧化铝保护膜。
(2)阳极反应:,后续反应:;、、,进一步继续氧化
阴极反应:;从总反应看,氯离子最终又恢复了原来的状况。氯化钠作用有:增强电解质溶液导电性、作催化剂(或提供产生氧化剂的氯离子)等合理即可。
阳极总反应:。
(3)理论上,通过电量:,通过的电子物质的量:
。实际失去电子:。
。
(4)根据甲池中氮元素化合价变化,a极为阳极,b极为阴极。阳极上氮气被氧化生成硝酸根离子:;阴极上氮气发生还原反应生成铵根离子:。
(5)乙池为原电池,c极为负极,发生氧化反应:,d极为正极,发生还原反应:。
24.(18分)(1)d(1分) c(1分)(2)或(1分)(3)Cr、Cu(2分)
(4)①V形(1分) 三角锥形(1分) 正四面体形(1分) ②6(1分) c(1分)
(5)①sp3(1分) ② sp2杂化(1分) <(1分)
(6)①(2分) ②[Ar]3d104s24p1(2分) ③(2分) ④ab(2分)3d
↓
↓
↓
↓
↓
【解析】(1)基态能量最低(d),激发态且两个电子位于p轨道的能量最高(c)。
(2)基态P原子有3个未成对电子且自旋方向相同,所以,自旋量子数之和等于+1.5或-1.5。
(3)第四周期过渡元素中,基态原子价层电子排布式为4s1的有铜、铬。
(4)①依题意,W为硫,Q为氧,SO2分子中S有1个孤电子对,空间结构模型呈V形,VSEPR模型为平面三角形;中S价层有1个孤电子对,空间结构为三角锥形;中S价层没有孤电子对,空间结构和VSEPR模型均是正四面体形。②SF6中S原子价层电子对数为。 c
(5)As原子价层有4个电子对,采用sp3杂化;②SnBr2分子中锡原子价层有3个电子对,采取sp2杂化,其中1个孤电子对、2个成键电子对,键角小于1200。
(6)依题意,A为氧,B为锰,C为镓,D为砷,E为硒。Mn2+价层电子有5个未成对电子。镓是31号元素,内层用[Ar]表示。硒的M层有18个电子。砷是33号元素。O3和SeO2的价层电子总数相等,和的电子总数相等,价电子总数也相等,选ab。
25.(18分)(1)①Cr(1分) +6(1分) d(1分)②第五周期第Ⅷ族(1分)
③4s24p5 (2分) ④ Cu(或M)(1分)
⑤基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,易失去1个电子变为稳定的Fe3+(1分)
⑥基态钾原子电子跃迁释放的光子能量对应可见光区的紫色光(1分)
(2) (1分) (3)a>d>b>c(1分) 氯的电负性大于H,氯原子数越多,吸引电子能力越强,导致O-H极性越强(2分)
(4)基态N原子价层电子排布式为,达到半充满结构,得到1个电子排斥力增大,放出热量减小等合理答案(1分)
(5)a.①>(1分) ②>(1分) b.(2分)
【解析】(1)根据元素在周期表位置及结构分析判断。
(2)从分子空间结构、共价键极性角度分析,分子中正电中心、负电中心是否重合解释分子极性。
(3)(4)根据价层电子排布式,用洪特规则特例分析与说明。
(5)根据基态原子价层电子排布式及结构稳定性,分析判断第一电离能大小。
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石家庄精英中学2025~2026学年第一学期第四次调研考试
高二化学试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量: H1 C12 O16 Na23 Mg24 Al 27 Fe 56 Cu 64 Ag 108 Pb207
一、选择题:本题共21小题,每小题2分,共42分。每小题只有一项符合题目要求。
1.化学用语是化学学科的“语言”,下列有关化学用语的表述正确的是
A.基态锗(s₂Ge)原子处于第四周期第ⅣA族,则其简化电子排布式为[
B.基态 Fe²⁺的价层电子排布图:
C. NCl₃的空间结构模型:
D. HBr的形成过程:
2.铁的腐蚀与防护是教材中的核心知识点,下列叙述正确的是
A.潮湿环境中钢闸门生锈,主要发生析氢腐蚀,负极反应为
B.自行车链条涂机油防锈,原理是牺牲阳极法,隔绝钢铁与腐蚀介质接触
C.轮船船底镶嵌锌块防腐蚀,锌作正极,发生还原反应保护铁不被腐蚀
D.埋在地下的钢管连接镁块,可减缓腐蚀,该方法利用了原电池原理
3.某学习小组探究金属保护原理,设计如图装置。
实验中,观察到a、b极附近有气泡产生。一段时间后,分别取a、b极附近的溶液于试管中,分别滴加 溶液均无蓝色沉淀生成。下列叙述错误的是
A.通电后,铁片表面腐蚀电流降至零或接近零 B.通电后,海水中阴离子向a 电极迁移
C.同温同压下,a、b极收集气体体积比为1:2 D.上述保护金属的方法叫做“外加电流法”
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4.某学习小组为了探究“牺牲阳极法”原理,进行如下实验:
步骤1:将1g 琼脂加入250mL烧杯中,再加入50mL饱和食盐水和150mL水。搅拌、加热煮沸,使琼脂溶解。稍冷后,趁热把琼脂溶液分别倒入甲、乙两个培养皿中,各滴入几滴酚酞溶液和 溶液,混合均匀。
步骤2:取两枚2~3cm长的铁钉,用砂纸擦光。将裹有锌皮的铁钉放入甲培养皿中;将缠有铜丝的铁钉放入乙培养皿中。一般时间后,甲中酚酞变红,无蓝色沉淀;乙中酚酞变红,有蓝色沉淀。
下列有关分析错误的是
A.该方法原理为原电池,需定期更换被腐蚀金属
B.甲、乙中铁电极均发生反应:
C.乙中反应有: ,
D.甲中保护铁和乙中铁被腐蚀的本质原因是活泼性: Zn>Fe>Cu
5.如图所示的电解池甲、乙和丙中,a、b、c、d、e、f均为石墨电极。在电解过程中,直流电源中,电子由N极经外电路流向M极。电极b、d和f上没有气体逸出,但质量均增大且增大情况为b>f>d。符合上述实验结果的盐溶液是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
6.下列关于新型半导体材料砷化硼(BAs,熔点2700℃,硬度高)的相关原子结构说法正确的是
A.基态 B 原子共有2个能层,最高能级为 2p,该能级最多容纳3个电子
B.基态 33As 原子中各能层含有的电子数为2n²(n为能层序数)
C.激发态 B 原子的电子排布式可能为 电子从2s跃迁到2p,能量升高
D.基态 ₃₃As 原子核外 M层包含18 个不同空间运动状态
7.下列关于化学研究方法与原子结构相关概念的说法正确的是
①电子云示意图中,小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度,单个小黑点代表一个电子;②激光的产生、LED灯发光和节日燃放的焰火与电子数目有关;③在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来测定文物中组成元素;④原子光谱是离散不连续的谱线,其原因是电子在不同能级上跃迁
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
8.下列关于原子结构与微粒性质的说法错误的是
A.基态 Mg原子核外M层电子的自旋状态相反
B.基态S原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C.周期表中,锌和铜位置相邻, Zn的第二电离能与第一电离能差值大于 Cu
D.气态Mn²⁺再失去一个电子比气态Fe²⁺再失去一个电子更难
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9.下表列出了某短周期元素R 的各级电离能数据(用I₁、I₂·····表示)。
元素
电离能/(kJ·mol⁻¹)
I₁
I₂
I₃
I₄
……
R
738
1451
7733
10540
……
关于元素R的下列推断中,正确的是
A. R元素基态原子的价层电子排布式为2s² B. R元素位于元素周期表的P区
C. R元素的最高正化合价为+3价 D. R元素的第一电离能高于同周期相邻元素
10.下列叙述错误的是
A.第四周期元素占据周期表4个分区
B.基态原子的价层电子排布式为 的元素位于VIII族
C.基态原子的价层电子排布为 的元素最高化合价为+7价
D.基态原子的价层电子排布式为 的元素不一定是主族元素
11.几种短周期元素的原子半径及主要化合价见下表:
元素符号
x
Y
Z
R
T
原子半径(nm)
0.160
0.089
0.102
0.143
0.074
主要化合价
+2
+2
-2、+4、+6
+3
-2
根据表中信息,判断以下说法正确的是 ()
A.单质与稀硫酸反应的剧烈程度:R>Y>X B.离子半径:
C.最高价氧化物水化物的碱性:R>X D.相同条件下,简单气态氢化物的稳定性:T>Z
12.下列关于周期表对角线规则及相关物质性质的说法错误的是
A. Li与 Mg 的金属性相近, Li、 Mg分别在氮气中燃烧生成Li₃N、Mg₃N₂
B. Be与Al 的氧化物、氢氧化物均为两性化合物
C. B与 Si的最高价氧化物对应水化物分别为 H₃BO₃、H₂SiO₃均属于弱电解质
D. Na在O₂中燃烧生成Na₂O₂, 则 Li在O₂中燃烧生成Li₂O₂
13.下列关于杂化轨道的叙述正确的是
A.所有原子轨道都参与杂化
B.杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C.杂化前后原子轨道数目不变,但轨道的形状发生了变化
D. CH₄中的sp³杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混杂而成的
14.下列各组粒子中,空间构型相同的一组是
B. BBr₃、SO₃、AsCl₃
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15.已知:丙炔(C₃H₄)的结构简式为 乙烯 的结构简式为 下列比较中,正确的是
A.相等分子数含σ键数: B.键能:
C.键长: C—C>C=C D.键角:
16.结构决定性质。下列有关结构、化学键和性质的叙述正确的是
A.共价键极性: B.分子极性:
C.键角: D.热稳定性: HF>HBr>HI
17. M是锂离子电池的离子液体阴离子,结构如图所示。其中,X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素,基态X 原子核外s、p能级上电子数比为2:1,基态Z原子的最外层电子数为其内层电子数的3倍,Z和R位于同主族。下列叙述错误的是
A.电负性: W>Z>R B.第一电离能: Y<Z<W
C. XZ₂分子空间结构与VSEPR 模型相同 D.基态原子的未成对电子数:Y>X=R>W
18.我国科学家设计出一种微生物脱盐电池,实现了同时产电脱盐并去除污水,其工作原理如图所示(NaCl溶液为足量)。装置在变化过程中,溶液体积变化忽略不计。初始时,Ⅲ室有500mL0.49mol·L⁻¹盐酸。下列叙述正确的是
A.外电路上的电流由电极A 流向电极B
B.电池的负极反应式为
C.若消耗1.8g 葡萄糖,则理论上Ⅲ室溶液的pH=1
D.若Ⅲ室消耗112mLO₂(标准状况)时NaCl恰好除尽, 则Ⅱ室溶液体积为100mL
19.如图装置是研究人员根据Cl₂易溶于CCl₄的性质,发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池,可作储能设备。充电和放电过程中 NaCl 溶液体积变化忽略不计。充电时电极a的反应式为 下列叙述正确的是
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A.充电时,电极b与电源负极连接
B.放电时,NaCl溶液的pH不变,浓度减小
C.放电时,电极a反应:
D.每生成2.24L Cl₂(标准状况)时电极a质量理论净增2.3g
20.某新型液流储能电池工作原理如图所示,双极膜内水可解离出 H⁺和OH⁻,在电场作用下向两极迁移,循环回路中物质可循环利用。下列说法错误的是
A.放电时,左侧锌电极为负极,发生氧化反应
B.放电过程中,双极膜解离的 H⁺向M极区迁移
C.充电时,贮液器内反应为 返回正极区
D.放电时转移 2mol电子,理论上双极膜内水减少36g
21.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向 2mL 0.1mol/L AgNO₃溶液中滴加2滴 0.1mol/L NaCl溶液, 振荡后, 再滴加 2 滴0.1mol/L KI溶液
先产生白色沉淀,后沉淀变为黄色
溶度积: Ksp(AgI)
B
将铜片和锌片用导线连接,插入盛有稀硫酸的烧杯中
铜片表面产生大量气泡,锌片逐渐溶解
铜为原电池的负极,发生氧化反应
C
以石墨为电极,电解 CuSO₄溶液
阴极产生红色物质,阳极产生能使带火星木条复燃的气体
产生的气体为H₂
D
在铁片上滴加少量新制氯水,再滴加KSCN 溶液
铁片表面先变红棕色,滴加KSCN 后溶液呈红色
氯水将 Fe 氧化为Fe³⁺,铁发生化学腐蚀
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二、非选择题:本题共4小题,共58分。
22.(8分)河北是中华文明的重要发祥地之一,出土的金属文物见证了古代手工业的辉煌成就。满城汉墓出土的“长信宫灯”(含Cu、Sn、Pb等)和“错金博山炉”(鎏金铜器,铜基体表面鎏金)是其中的瑰宝。这些文物在地下埋藏千年后,面临着严重的金属腐蚀问题,其保护工作离不开化学原理的支撑。结合所学知识,回答下列问题:
(1)长信宫灯中 Cu、Sn、Pb在潮湿土壤中形成原电池(注明:金属易生成+2价金属离子),负极反应为 。
(2)错金博山炉表面的鎏金层能有效减缓铜基体的腐蚀,该保护方法属于 (填“电化学保护法”或“覆盖保护层法”)。
(3)河北沧州铁狮子(唐代铸铁文物)因长期暴露在空气中,腐蚀极为严重,其表面形成了FeO、Fe₂O₃、 及 的混合物。沧州铁狮子的腐蚀以 腐蚀为主(填“化学”或“析氢”或“吸氧”),因腐蚀而出现红褐色锈斑发生的化学反应方程式为 。
(4)考古工作者在清理青铜文物时,常发现其表面覆盖有绿色锈迹,经鉴定为碱式碳酸铜 该锈迹的形成与土壤中的CO₂、H₂O和 (填化学式)有关,体现了铜的 腐蚀(填“化学”或“电化学”)。采用“电化学还原法”。以青铜文物为阴极,惰性电极为阳极,在碱性电解质溶液中通电,使表面的( 还原为 Cu。写出阴极反应式: 。
23.(12分)I.某小组设计如图装置实现铝工件保护膜(Al₂O₃)增厚以及处理碱性废水中( 其原理是阳极生成Cl₂和HClO。HClO和Cl₂氧化CN⁻最终生成N₂和(
回答下列问题:
(1)一段时间后,甲池电解质溶液的pH (填“升高”“降低”或“不变”);乙池中阳极反应式为 。
(2)从丙中处理CN⁻的总反应看,NaCl的作用有提供Cl⁻产生氧化剂(或作催化剂)、 。写出丙中阳极总反应: 。
(3)已知:甲池输出电流强度为aA,通过 tmin,则铝件表面增强氧化膜(Al₂O₃)的质量为 mg。则电解效率η= %(只列表达式)。
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Ⅱ.一种新型 液态燃料电池(乙池)电解催化氮气制备铵盐和硝酸盐(甲池)的工作原理示意图如下(c、d均为石墨电极)。
(4)甲池a极反应为 。
(5)乙池c极反应为 。
24.(20分)周期表前四周期元素及其化合物是结构化学研究的热点。根据前四周期元素回答下列问题:
(1)下列 Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
(2)已知:顺时针旋转的电子,其自旋量子数 逆时针旋转的电子,其自旋量子数 对于基态的磷原子,其价层电子自旋量子数的代数和为 。
(3)过渡元素中某基态原子X 的价层电子排布式为ns¹,X可能是 (填元素符号)。
(4)基态W原子最外层电子数是电子层数的2倍且价电子位于能层符号为M,而基态Q原子的价层电子排布式为
①W、Q构成的下列粒子中,WQ₂的空间结构为 , 的VSEPR模型为 。
②W能与电负性最大的元素Z形成WZ₆分子,该分子的中心原子价层电子对数为 ,下列对该分子中心原子杂化方式判断合理的是 。
a. sp³ b. sp³d
(5)杂化类型的判断
,其中 As原子的杂化轨道类型为 。①As₄O₆的分子结构ó
②用价层电子对互斥模型推断SnBr₂分子中, Sn原子的杂化轨道类型为 , 分子中Br-Sn-Br的键角 120°(填“>”“<”或“=”)。
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(6)前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,基态A 原子最外层电子数是电子层数的3倍,基态B原子有5个未成对电子,C、D、E位于同周期且D的第一电离能大于C、E,C的最高化合价为+3价。 ①基态B²⁺的轨道表示式为 。
②基态C 原子的电子排布式为 。
③基态D原子的原子结构示意图为 。
④下列各组粒子中,互为等电子体的是 (填字母)。
和 b. A₃和EA₂ c. EA₂和
25.(18分)(1)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素:
①I的元素符号为 ,最高化合价为 ,在周期表中位于 区。
②写出上述字母O表示的元素在周期表中的位置是 。
③写出上述字母N表示的元素基态原子的价电子排布式: 。
④具有 电子排布的元素与上述元素中的 在同一分区。
⑤从结构角度解释J³⁺比J²⁺稳定的原因: 。
⑥上述字母L 表示的元素能产生焰色的原因: 。
(2)探测发现火星上存在大量橄榄石矿物( 橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 。
(3 H的酸性由强到弱排序为 (填字母),理由是 。
(4)第一电子亲和能指元素的基态气态原子(或气态离子)得到一个电子形成气态阴离子时所放出的能量,单位为 已知:基态C、N、O的第一电子亲和能分别为 N的亲和能出现“反常”现象的主要原因是 。
(5)设不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量为E,如图所示。试根据元素在周期表中的位置,分析图中曲线的变化特点,并完成下列问题。
a.同一周期内,随着原子序数的增大,E值增大,但个别元素的E值出现反常现象。试预测①E(砷) E(硒) ②E(溴) E(硒)
b.估计1mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围 。
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