江西南昌新民外语学校2025-2026学年第一学期2月期末高二化学试题
2026-02-04
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 南昌市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 299 KB |
| 发布时间 | 2026-02-04 |
| 更新时间 | 2026-02-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56332299.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
新民学校2025—2026学年度第一学期期末考试
高二化学试卷
分值:100分 时间:100分钟
相对原子质量:Fe—56,S—32,O—16,H—1
一、单选题(共42分)
1.(本题3分)化学与人类生产、生活密切相关。下列描述不涉及盐类水解的是
A.明矾可作净水剂 B.氯化铵溶液除铁锈
C.卤水点豆腐 D.草木灰去油污
2.(本题3分)iPhone手机使用的锂电池以质量轻、能量高而备受关注,目前已成功研制出多种锂电池。某种锂电池的总反应是Li+MnO2=LiMnO2。下列说法中正确的是( )
A.MnO2是负极,电极反应式为MnO2+e-=MnO
B.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
C.电池内部产生的MnO向锂电极移动
D.钠比锂更活泼,相同质量的钠作电极比锂提供的电能更多
3.(本题3分)下列各组物质互为同素异形体的是
A.白磷与红磷 B.甲烷与乙烷 C.正丁烷与异丁烷 D.1H与2H
4.(本题3分)下列能级符号不正确的是
A.1s B.2p C.3f D.4d
5.(本题3分)下列物质中,离子键和共价键都含有的是
A.NaOH B. C. D.
6.(本题3分)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是
A.晒自来水养小金鱼
B.用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的HCl
C.CO中毒的病人进入高压氧舱中接受治疗
D.一定温度下密闭容器中发生A(s)+2B(g)C(g)+ D(g),平衡时B浓度为0.5mol/L,将容器缩小为原来体积的一半,平衡时测得B的浓度1.0mol/L
7.(本题3分)第24届冬奥会中,国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录,该冰场是冬奥史上“最快冰面”,冰层表面结构如图所示。下列有关说法错误的是
A.第一层固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,密度比液态水小
B.第二层“准液体”水分子之间形成的氢键较第一层多
C.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性水分子”,使冰面变滑
D.冰熔化成水的过程,是
8.(本题3分)下列说法正确的是
A.中和反应的热化学方程式可表示为:
B.已知的燃烧热为,则
C.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s),则石墨比金刚石稳定
D.已知,则该反应不能自发进行
9.(本题3分)下列说法中,正确的是
A.难溶电解质达到沉淀溶解平衡时,保持温度不变增加难溶电解质的量,平衡向溶解方向移动
B.难溶电解质都是弱电解质
C.室温下,在水中的溶解度大于在饱和溶液中的溶解度
D.在白色沉淀上滴加溶液,沉淀变黑,说明比更难溶于水
10.(本题3分)下列化学用语表述正确的是
A.的球棍模型:
B.NaClO的电子式为
C.丁二烯的键线式:
D.基态Cr原子的价层电子轨道式:
11.(本题3分)下列方法中不能用于金属防腐处理的是( )
A.制成不锈钢 B.把金属制品埋入潮湿、疏松的土壤中
C.喷油漆、涂油脂 D.电镀
12.(本题3分)以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.下列价电子排布式的原子中:①3s23p1,②3s23p2,③3s23p3,④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
13.(本题3分)乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示,下列说法正确的是
A.第一步反应比第二步的快 B.该加成反应的速率由第一步的速率决定
C.两步反应的均小于0 D.增大压强可以使该反应的增大
14.(本题3分)下列有关物质结构与性质的说法错误的是
A.易溶于,可从和都是非极性分子的角度解释
B.对羟基苯甲酸存在分子内氢键,是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因
C.溶于氨水,是由于与反应生成了可溶性配合物
D.熔融能导电,是由于熔融状态下产生了自由移动的和
二、判断题(共10分)
15.(本题1分)核外能层结构相同的单核粒子,半径相同。(______)
16.(本题1分)ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行。(______)
17.(本题1分)将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释过程中,电离平衡常数Ka(HF)保持不变, 始终增大。(______)
18.(本题1分)SiF4与的中心原子均为sp3杂化。(______)
19.(本题1分)豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能。(______)
20.(本题1分)分子之间形成氢键,故的热稳定性比的高。(______)
21.(本题1分)醋酸溶液中含有个CH3COOH分子。(______)
22.(本题1分)泡沫灭火器内的成分是苏打浓溶液和浓溶液。(______)
23.(本题1分)电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱。(______)
24.(本题1分)依据第二周期主族元素电负性依次增大,可推断它们的第一电离能依次增大。(______)
三、解答题(共48分)
25.(本题16分)下表是元素周期表前四周期的一部分,X、Y、Z、R、Q、W、J是7种元素的代号。回答下列问题时,涉及元素书写的请用相应的元素符号。
(1)J基态原子的核外电子排布式为 。基态Q2+中未成对电子数为 ;R和Y的简单离子与Na+半径大小顺序为 。
(2)X、Y、Z三种元素电负性由大到小的排序是 ;X与Y的第一电离能:X (填“>”“<”或“=”)Y,其理由是 。
(3)检验某溶液中是否含有Q3+的方法是 。
(4)已知WX3是一种引爆剂,受撞击时分解为两种单质,则其化学方程式为 。
26.(本题14分)滴定是一种常见的化学定量分析方法,根据已有知识,回答下列问题:
(1)用NaOH溶液测定某食用白醋中醋酸的物质的量浓度,某同学列出的实验步骤如下:
A.分别向碱式滴定管、酸式滴定管注入NaOH标准溶液和待测醋酸至0刻度以上2~3cm
B.调节滴定管液面至0或0刻度以下,记下读数
C.用NaOH标准溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
D.用标准溶液清洗碱式滴定管2~3次;待测醋酸清洗酸式滴定管2~3次
E.排气泡使滴定管尖嘴充满溶液,把滴定管固定好
F.滴定管检漏,用水清洗所有仪器,备用
G.通过酸式滴定管向锥形瓶注入20.00mL待测醋酸,并加入2滴指示剂
①上述实验步骤中按操作先后排序: (用字母表示)。
②滴定开始和结束时,读数如下图所示,则消耗NaOH标准溶液的体积为 mL。
③量取标准液应选用如下图中的 (填“甲”或“乙”)。
④本实验选用的指示剂是 (填“甲基橙”、“酚酞”或“石蕊”),到达滴定终点时的标志为 。
(2)绿矾晶体(FeSO4·7H2O)在空气中易被氧化,利用滴定法可以测定其纯度。取2.950g样品,加水完全溶解,用酸化的0.1000mol·L-1KMnO4溶液滴定(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),平均消耗KMnO4溶液20.00mL。则样品中绿矾晶体的质量分数为 (保留4位有效数字),下列情况会导致产品纯度偏大的是 (填字母)。
A.滴定达终点时,仰视刻度线读数
B.滴定终点时,滴定管尖嘴内有气泡生成
C.酸式滴定管未用KMnO4溶液润洗
D.滴定前,在锥形瓶中加水稀释待测液
27.(本题18分)通常氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,试回答下列问题:
(1)在酸式介质中,负极反应的物质为 ,正极反应的物质为 ,酸式电池的电极反应:负极: ,正极: 。电解质溶液pH的变化 (填“变大”,“变小”,“不变”)。
(2)在碱式介质中,碱式电池的电极反应:负极: ,正极: 。电解质溶液pH的变化
(填“变大”,“变小”,“不变”)。
(3)氢氧燃料电池汽车作为上海世博园中的交通工具之一,下列有关说法不正确的是 。
A.太阳光催化分解水制氢气比电解水气氢气更为科学
B.氢氧燃料电池作为汽车动力更能保护环境
C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式相同
D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式相同
《新民学校高二化学期末试卷》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
C
A
D
B
C
C
D
题号
11
12
13
14
答案
B
D
B
B
1.C
【详解】A.明矾在水中电离出铝离子,铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体可净水,涉及盐类水解,A错误;
B.氯化铵溶液是强酸弱碱盐,铵根离子水解显酸性,可以和铁锈反应,涉及盐类水解,B错误;
C.卤水点豆腐,涉及蛋白质胶体聚沉,不涉及盐类水解,C正确;
D.草木灰主要成分是碳酸钾,是强碱弱酸盐,水解显碱性,油污在碱性条件下水解为可溶于水的物质,涉及盐类水解,D错误;
故选C。
2.C
【分析】由锂电池的总反应为Li+MnO2═LiMnO2可知Li失去电子,Li作负极,正极上MnO2得到电子。
【详解】A.MnO2是正极,正极上MnO2得到电子,正极反应为MnO2+e-=MnO2-,故A错误;
B.电池工作时,电子由负极通过外电路流向正极,故B错误;
C.电池内部产生的MnO2-向负极即锂电极移动,故C正确;
D.钠和锂为同主族元素,相同物质的量的Na和Li失电子数相同,Li的相对原子质量较小,则相同质量的钠作电极比锂失电子数少,提供的电能少,故D错误。
答案选C。
3.A
【详解】A.红磷和白磷是同种元素形成的不同单质,是同素异形体,A正确;
B.甲烷和乙烷是同系物,B错误;
C.正丁烷和异丁烷是同分异构体,C错误;
D.1H与2H是同位素,D错误;
故选A。
4.C
【详解】能层序数等于能级数,每个能层中的能级从s开始,第1能层有1s,第2能层有2s、2p,第3能层有3s、3p、3d,第4 能层有4s、4p、4d、4f,所以能级符号不正确的是3f,故答案选C。
5.A
【详解】A.NaOH中钠离子和氢氧根离子之间形成离子键,氢氧根离子中氢原子和氧原子之间形成共价键,故A符合题意;
B.中钙离子和氯离子之间只形成离子键,为离子化合物,故B不符合题意;
C.分子中只存在共价键,为共价化合物,故C不符合题意;
D.中钾离子和氧离子间只存在离子键,为离子化合物,故D不符合题意;
答案选A。
【点睛】活泼金属和活泼非金属易形成离子键,氯化铝等除外;非金属元素间易形成共价键,氯化铵等除外。
6.D
【详解】A.自来水使用氯气消毒,氯气和水生成次氯酸,次氯酸见光分解,导致平衡:Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.饱和碳酸氢钠溶液能消耗HCl,由于二氧化碳和水反应生成碳酸:,碳酸存在电离:,而饱和碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子浓度较大,会抑制碳酸的电离,进一步抑制二氧化碳与水的反应,减小CO2的溶解度,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.煤气中毒病人血液中存在平衡CO(g)+Hb(O2)O2 (g)+Hb(CO),CO中毒的病人置于高压氧舱,会使平衡逆向移动,让一氧化碳失去和血红蛋白结合的机会,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.反应为气体分子数不变的反应,将容器缩小为原来体积的一半,平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D符合题意;
故选D。
7.B
【详解】A.固态冰中,水分子间通过氢键形成空间网状结构,体积变大,则固体冰密度比液态水小,A正确;
B.相同条件下,从图中可以看出,“准液体”中水分子间形成氢键的数目比固态冰中少,B错误;
C.“准液体”中的水分子与下层冰通过氢键连接,当高于一定温度时,氢键断裂,则产生“流动性水分子”,使冰面变滑,C正确;
D.冰熔化成水的过程中,需要吸收热量,则ΔH>0,物质由固相变成液相,熵增加,则ΔS>0,D正确;
故答案为:B。
8.C
【详解】A.中和反应中和应为水溶液(aq)状态,而选项中和的状态标注为液态(l),不符合实际,A错误;
B.的燃烧热对应的生成物为液态水,热反应方程式为,当产物为气态水时,放出的热量小于,则分解气态水时,吸收的热量也就小于,有,B错误;
C.表明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低,更稳定,C正确;
D.该反应的,其,根据能自发,可知该反应在高温时可能自发,不能仅凭判断反应无法自发,D错误;
故答案为:C。
9.C
【详解】A.难溶电解质是固体,其浓度可视为常数,增加难溶电解质的量对平衡无影响,A错误;
B.难溶电解质在熔融状态下可以完全电离,不一定都是弱电解质,如AgCl难溶于水,但为强电解质,B错误;
C.相同温度下,氯化银在溶液中存在沉淀溶解平衡,氯化钠溶液中氯离子抑制氯化银溶解,AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度,C正确;
D.在白色ZnS沉淀上滴加 CuSO4 溶液,沉淀变黑,说明CuS比ZnS更难溶于水,D错误;
故选C。
10.D
【详解】A.该模型为CH4的空间充填模型而非球棍模型,A错误;
B.NaClO为离子化合物,电子式为:,B错误;
C.丁二烯的键线式为,C错误;
D.Cr是24号元素,价电子排布式为3d54s1,根据洪特规则,基态原子中,填入同一能级的不同轨道时总是先单独分占,且自旋相同,D正确;
故选D。
11.B
【分析】铁生锈的主要条件是与空气和水(或水蒸气)直接接触,结合金属的保护措施,进行分析解答。
【详解】A. 钢铁制造成耐腐蚀的合金如不锈钢就能防止钢铁生锈,故A不选;
B. 把金属制品埋入潮湿、疏松的土壤中,具备金属生锈的条件,更易腐蚀,故B选;
C. 铁生锈的主要条件是与空气和水(或水蒸气)直接接触,如果隔绝了空气和水,就能在一定程度上防止铁生锈,在钢铁表面涂油、刷漆都能防止钢铁生锈,故C不选;
D. 在金属铁的表面镀上一层比金属铁活泼的金属或耐腐蚀的金属,可以防止铁被腐蚀,故D不选。
故选B。
12.D
【详解】A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4,则①为Si,②为N、③为C、④为S,根据同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径: Si>S >C>N,故Si原子半径最大,即①的原子半径最大,故A正确;
B.①3s23p1,②3s23p2,③3s23p3,④3s23p4,分别为:Al、Si、P、S元素;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,第VA族3p能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能, ③>④>②>①, 第一电离能最大的是③,故B正确;
C.同周期随原子序数增大电负性增大,同主族随原子序数增大电负性减小,故①Na、K、Rb是同主族元素,电负性依次减小;②N、P、As是同主族元素,电负性依次减小;③O、S、Se是同主族元素,电负性依次减小;④Na、P、Cl是同周期元素,电负性依次增大,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④,故C正确;
D.根据数据可知,该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,故D错误;
答案选D。
13.B
【详解】A.活化能越大,化学反应速率越慢,由图可知,第二步的活化能比第一步小,第二步反应速率比第一步快,A错误;
B.由图可知,第二步的逆反应活化能比第一步逆反应活化能大,B正确;
C.第一步反应中反应物总能量低于生成物总能量,该反应为吸热反应,ΔH>0,第二步反应反应物总能量高于生成物总能量,该反应为放热反应,即ΔH<0,C错误;
D.对于确定的体系,ΔH只与始态和终态有关,与压强无关,D错误;
故选B。
14.B
【详解】A.单质碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶的原理,易溶于,A正确;
B.分子间氢键可以增大其熔沸点,则对羟基苯甲酸存在分子间氢键,是其沸点比邻羟基苯甲酸的高的主要原因,B错误;
C.银离子可以和氨气形成配合物离子,导致氯化银可以溶解在氨水中,C正确;
D.氯化钠在熔融状态产生了自由移动的和,从而可以导电,D正确;
故选B。
15.错误
【详解】核外能层结构相同的单核粒子,核电荷数不同,原子核对外层电子的吸引力不同,半径不同。核外能层结构相同的单核粒子半径相同的说法错误。
16.错误
【详解】根据吉布斯自由能判断,ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时能自发进行,错误。
17.错误
【详解】电离平衡常数Ka(HF)只与温度有关,所以在0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释过程中保持不变,但稀释过程中电离程度变大,则基本不变,故答案为:错误。
18.正确
【详解】
SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化,正确;
答案为:正确。
19.错误
【详解】豆科植物固氮过程中,固氮酶是催化剂,能降低该反应的活化能从而加快反应速率;
故错误。
20.错误
【详解】的热稳定性比的高是因为H-O的键能比H-S大,而非氢键原因;
故错误。
21.错误
【详解】1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液中,初始所含CH3COOH的物质的量为0.1 mol。由于醋酸是弱电解质,部分醋酸电离,导致溶液中未电离的CH3COOH分子数目小于0.1 NA。因此,该说法错误。
22.错
【详解】泡沫灭火器内的成分是小苏打浓溶液和浓溶液,故错误。
23.错误
【详解】电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时,也会产生原子光谱,故答案为错误。
24.错误
【详解】同周期从左往右,元素的电负性递增,第一电离能也呈递增趋势,但第ⅡA、ⅤA元素的第一电离能比相邻元素大,故上述说法不正确。
25. 1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5 4 S2->O2->Na+ F>O>N > N原子的2p轨道电子数为半充满状态,较稳定 取少量未知溶液,加入KSCN溶液,若显红色,则含Fe3+(其他合理答案均可) 2CuN3 2Cu+3N2↑
【分析】由元素在周期表的位置可知:X为氮元素、Y为氧元素、Z为氟元素、R为硫元素、Q铁元素、W为铜元素、J为溴元素;
【详解】(1) 溴原子序数为35,根据构造原理知,溴元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5;铁原子序数为26,铁原子失去最外层2个电子变成Fe2+,根据构造原理知,基态Fe2+排布式为1s22s22p63s23p63d6;其未成对电子数为4个;S2-、O2-、Na+三种离子中,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以半径O2-> Na+,电子层数多的,半径较大,所以半径S2-> O2-> Na+,正确答案:S2->O2->Na+。
(2) N、O、F三种元素处于同一周期,原子序数越大电负性越强,所以电负性由大到小的排序是F>O>N;同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,由于N原子的2p轨道电子数为半充满状态,较稳定,所以第一电离能 N> O;正确答案:> ;N原子的2p轨道电子数为半充满状态,较稳定。
(3)检验某溶液中是否含有Fe3+的方法: 取少量未知溶液,加入KSCN溶液,若显红色,则含Fe3+;取少量未知溶液,加入苯酚溶液,若显紫色,则含有Fe3+;正确答案:取少量未知溶液,加入KSCN溶液,若显红色,则含Fe3+(其他合理答案均可) 。
(4)已知CuN3是一种引爆剂,受撞击时分解为两种单质,一种为氮气,另外一种为铜,则其化学方程式为2CuN32Cu+3N2↑;正确答案:2CuN32Cu+3N2↑。
26.(1) F→D→A→E→B→G→C 26.10 乙 酚酞 滴入最后半滴氢氧化钠标准溶液,锥形瓶中溶液颜色由无色变为粉红色,且半分钟内不恢复
(2) 94.24% AC
【分析】滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)①滴定时操作步骤为:滴定管查漏→水洗→润洗→注液、调节液面→排气泡、记录刻度→注入待测液→滴定至终点读数,故上述实验步骤中按操作先后排序:F.滴定管检漏,用水清洗所有仪器,备用;D.用标准溶液清洗碱式滴定管2~3次;待测醋酸清洗酸式滴定管2~3次;A.分别向碱式滴定管、酸式滴定管注入NaOH标准溶液和待测醋酸至0刻度以上2~3cm;E.排气泡使滴定管尖嘴充满溶液,把滴定管固定好;B.调节滴定管液面至0或0刻度以下,记下读数;G.通过酸式滴定管向锥形瓶注入20.00mL待测醋酸,并加入2滴指示剂;C.用NaOH标准溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度;故为:F→D→A→E→B→G→C;
②滴定开始和结束时,读数如图所示,开始时溶液体积为0mL,滴定结束时溶液体积为26.10mL,则NaOH标准溶液的体积为26.10mL;
③用NaOH溶液测定某食用白醋中醋酸的物质的量浓度,NaOH标准溶液呈碱性,碱性溶液应该盛放在碱式滴定管中,所以选择乙;
④反应生成醋酸钠为强碱弱酸盐,溶液显碱性,能使酚酞试液变红色,故实验选用的指示剂是酚酞;到达滴定终点时的标志为:滴入最后半滴氢氧化钠标准溶液,锥形瓶中溶液颜色由无色变为粉红色,且半分钟内不恢复;
(2)根据反应可知5Fe2+~,结合铁元素守恒,则样品中绿矾晶体的质量分数为;
A.滴定达终点时,仰视刻度线读数,导致标准液体积偏大,使得产品纯度偏大;
B.滴定终点时,滴定管尖嘴内有气泡生成,使得标准液读数偏小,产品纯度偏小;
C.酸式滴定管未用KMnO4溶液润洗,使得高锰酸钾溶液浓度偏小,标准液用量增大,产品纯度偏大;
D.滴定前,在锥形瓶中加水稀释待测液,不影响标准液用量,产品纯度不变;
故选AC。
27. H2 O2 2H2-4e-=4H+ O2+4e-+4H+=2H2O 变大 2H2-4e-+4OH-=2H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 变小 C 【分析】在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,失去电子,发生氧化反应;通入氧气或空气的电极为正极,正极上得到电子,发生还原反应,两个电极的反应式随电解质溶液的酸碱性的不同而不同,结合溶液中c(H+)或c(OH-)的变化分析判断pH的变化,利用燃烧反应产生的物质分析对环境的影响。对于可充电电池,可根据放电时的反应方程式判断正负极电极反应式及电子转化情况。
【详解】(1)在酸性氢氧燃料电池中,在负极上由H2失电子生成H+,负极的电极反应为:2H2-4e-=4H+;在正极由O2得电子生成OH-,生成的OH-结合H+生成水,正极的电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O;总电极反应式为2H2+O2=2H2O,由于正、负极消耗与生成的H+等量,所以H+的总量不变,但水的总量增加,c(H+)减小,故溶液的pH变大;
(2)在碱式介质中,H2在负极失去电子生成H+,H+结合OH-生成水,故负极的电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=2H2O;O2在正极得电子生成OH-,正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,总电极反应式为2H2+O2=2H2O,由于正、负极消耗与生成的OH-等量,所以OH-的总量不变,而水的总量增加,c(OH-)减小,故溶液的pH变小;
(3)A.电解水获得H2消耗较多的能量,而在催化剂作用下利用太阳能来分解H2O获得H2更为科学,A正确;
B.氢氧燃料电池产物H2O无污染,能有效保护环境,B正确;
C.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的负极电极反应式分别为:H2-2e-=4H+,H2-2e-+2OH-=2H2O,可见电解质溶液的酸碱性不同,负极的电极反应式不相同,C错误;
D.以稀H2SO4、KOH为介质的氢氧燃料电池的总反应式均为2H2+O2=2H2O,D正确;
故合理选项是C;
【点睛】本题考查燃料电池与可充电电池,需要明确在燃料电池中,燃料在负极失去电子,发生氧化反应,氧气在正极上得到电子,发生还原反应;在不同介质中,氢氧燃料电池的正、负极电极反应式不同,但总反应方程式相同。
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