内容正文:
选修2期末复习与测试卷一
参考答案
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42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。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
B
C
B
D
A
D
B
D
题号
11
12
13
14
答案
D
C
D
A
2、 非选择题:本题共4个小题,共58分。
15.(15分)
【答案】除备注外,每空2分
(1)SiO2
(2)Cu2++2e-=Cu
(3) 将Fe3+转化为 3.2≤pH<4.7(或 )
(4)稀硫酸(1分)
(5)K、Cu
(6)
16.(14分)
【答案】除备注外,每空2分
【答案】每空2分
(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)
(2)
(3)氨气极易溶于水,若用长导管替换长颈漏斗,会发生倒吸
(4)降低溶剂的极性,有利于结晶析出(其他合理答案均可)
(5) 滴入最后半滴溶液,溶液中蓝色褪去,且半分钟内不恢复 偏低
(6)或
17.(14分)
【答案】除备注外,每空2分
(1) s (1分) 吸收(1分)
(2) Li和Na位于同一主族,原子半径Li<Na,原子核对最外层电子的引力Li>Na,第一电离能Li>Na 弱
(3) O>P>Li bc
(4) A 2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O
18.(15分)
【答案】除备注外,每空2分
(1) N (1分) 1:2 V
(2) 14.4
(3) (1分)
(4) pH在4.5~6.5范围内,pH越低的物质的量分数越高,其他条件相同时,离子的浓度越大,更快的被氧化为 减小(1分)
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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选修2期末复习与测试卷一
化 学
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选择性必修2。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Cu-64 Ba-137
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42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.《哪吒2》的爆火出圈,离不开电影中炫酷的特效效果,以下说法中正确的是
A.敖丙使水结成冰,水分子之间的间隙减小
B.三味真火是等离子体,其中只含有阴离子和阳离子
C.风火轮耐高温、耐磨损、不导热,其主体材料可能为共价晶体
D.结界兽形象源自于三星堆青铜大面具,青铜属于合金,其熔点和硬度均低于成分金
2.下列化学用语表示或说法正确的是
A.HBr中σ键的电子云轮廓图:
B.基态As原子的电子排布式:
C.基态原子轨道表示式:违背了洪特规则
D.基态铍原子最外层的电子云轮廓图:
3.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列有关宏观辨识与微观探析的说法错误的是
选项
宏观辨识
微观探析
A
常温下,碘在溶剂中的溶解度:水
碘和为非极性分子,水为极性分子
B
的沸点高于
的相对分子质量小于
C
石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
石墨晶体中相邻碳原子平面之间相隔较远
D
电子云半径:3s>1s
电子能量更高,在离核更远的区域出现的概率更大
A.A B.B C.C D.D
4.固体可以催化与环氧乙烷的衍生物转化为环状碳酸酯,可能的机理如下:
下列说法正确的是
A.中的C提供孤电子对与配位
B.过程Ⅰ、Ⅱ中都有键的断裂
C.可用标记探究过程Ⅰ的机理
D.反应后通过分液操作回收
5.X、Y、Z、R、W五种短周期主族元素的原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期,的能级电子数比能级电子数多1,Y与的价层电子排布相同。下列说法正确的是
A.基态Y原子最高能级的电子云轮廓图为球形
B.简单氢化物的稳定性
C.X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
D.化合物易水解生成两种强酸
6.用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.12g金刚石中含键数目为
B.向含配合物的溶液中加入足量溶液,可以得到沉淀。
C.25℃时,1L的硫酸溶液中,水电离出的数目为
D.呋喃()中含有的σ键的数目为
7.结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是
选项
性质
结构因素
A
含钠元素的物质受热会发出黄光
电子由基态跃迁到激发态时,放出能量
B
的酸性大于
键的极性大于键
C
与“相似相溶”
的分子结构是三角锥形,为极性分子
D
NaCl的熔点高于CsCl
的半径小于
A.A B.B C.C D.D
8.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.用醋酸除去水垢:
B.向溶液中加入过量浓氨水:
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:
D.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:
9.用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.中,原子提供孤电子对
B.参与反应时转移的电子数为
C.还原性:
D.图示反应过程中起催化作用的是
10.铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示,该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.该材料的化学式为
B.Fe和Mg的最短距离为
C.完全储氢后,距离Fe原子最近且等距的分子个数是6
D.完全储氢后,该物质的密度为
11.某同学通过如下实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法不正确的是
A.由①②可知,②中溶液呈蓝色是与水分子作用产生了
B.由④可知,与Cl⁻可能会结合产生黄色物质
C.取少量④中上层清液于试管⑤中,再加入一定量水,观察到溶液又变为蓝色
D.由②③④可知,溶液的颜色一定为绿色
12.氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示,下列说法正确的是
A.在NaCl晶体中,每个晶胞含有4个NaCl分子
B.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:4
C.干冰晶胞中,1个分子周围与它距离最近且等距的分子有12个
D.石墨是混合型晶体,层间是范德华力,所以,石墨的熔点低于金刚石
13.-Fe可用作合成氨催化剂,其晶胞如图所示(晶胞棱长为a pm)。研究发现,-Fe晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe原子个数越多,催化活性越低。下列说法错误的是
A.晶胞中Fe原子的半径为 pm
B.m、n截面中,催化活性较低的是n
C.晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
D.n截面单位面积含有的Fe原子为个
14.甲醛(HCHO)生成甲酸甲酯()的一种反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中与均为催化剂,为中间产物
B.在反应机理中,碳原子的杂化方式发生了改变
C.在反应机理中,存在极性共价键的形成
D.该反应原子利用率为100%,符合绿色化学理念
第II卷(非选择题 共58分)
2、 非选择题:本题共4个小题,共58分。
15.(15分)硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥(含有、、、和等)中回收制备和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
① 常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属离子
浓度()
0.1
0.2
开始沉淀pH
4.7
2.0
7.2
4.3
完全沉淀pH
5.6
3.2
9.2
6.7
② 当溶液中金属离子浓度≤10−5 mol·L−1时,可认为该金属离子已沉淀完全;
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:
。
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
(2)通过电解酸浸液得到单质,则阴极主要的电极反应式为_______。
(3)加入碳酸钠调pH的目的是_______,调pH的范围为_______。
(4)“反萃取”时加入的试剂X为_______(填名称)。
(5)第四周期元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_______(填元素符号)。
(6)立方氧化镍()晶胞结构如图所示,晶胞中原子坐标参数为A(0,0,0),B(1,1,0),则C原子坐标参数为_______;晶胞中最近的之间的距离为a nm,则的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数用表示)。
16.(14分)(一水合硫酸四氨合铜)为深蓝色晶体,可溶于水,难溶于乙醇。某小组在实验室制备该晶体并测定其纯度。回答下列问题:
【制备晶体】
利用如图装置(部分夹持装置略)制备晶体。
(1)盛装95%乙醇溶液的仪器名称为_____。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)B装置中不能用长导管替换长颈漏斗,理由是 。
(4)向反应后的溶液中滴加适量95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。加入95%乙醇溶液的目的是_____ 。
【测定纯度】
将(相对分子质量为246)产品溶于足量稀硫酸溶液中,并配制溶液。取溶液于锥形瓶内,加入足量的溶液,发生如下反应:,用标准溶液滴定至浅黄色,然后加入淀粉溶液作指示剂,继续滴定至终点,共消耗溶液。已知:。
(5)到达滴定终点的标志是 。上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)产品中的纯度为_____(用含的代数式表示)。
17.(14分)随着能源技术的发展,科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。
(1)锂属于___________区元素(填“s”或“p”);基态Li原子形成激发态Li原子时,___________(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)回答问题:
①比较Li和Na的第一电离能,并从原子结构角度解释___________。
②碱金属元素最高价氧化物对应的水化物中,LiOH的碱性最___________(填“强”或“弱”)。
(3)磷酸铁锂电池是常见的新能源汽车电池。
①Li、O、P的电负性由大到小的顺序是___________。
②某磷酸铁锂电池的工作原理如下图,下列说法正确的是___________(填字母)。
a.负极反应为
b.Li+向磷酸铁锂电极移动
c.磷酸铁锂电极上发生还原反应
(4)我国科学家研发利用太阳能从海水提取金属锂的技术,原理如图:
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)上生成。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式是___________。
18.(15分)化学在环境保护中起着十分重要的作用。
Ⅰ、催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,能将还原为。25℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12。
①中第一电离能较大的元素是______(填元素符号)。
②中键与键的数目之比为______。
③还原过程中可生成中间产物,的空间结构为______形。
(2)电化学降解的原理如图所示。
①阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差为______g。
Ⅱ、ZnO水悬浊液吸收烟气中后经催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,微溶于水,易溶于水。
(3)ZnO水悬浊液吸收。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入,在开始吸收的40min内,吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化如图所示。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是______(填化学式);吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为______ 。
(4)催化氧化。其他条件相同时,调节吸收得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低生成速率越大,其主要原因是 ;随着氧化的进行,溶液的pH将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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选修2期末复习与测试卷一
化 学
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,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。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:人教版选择性必修2。
5.难度系数:0.65
6.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Ti-48 Fe-56 Cu-64 Ba-137
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共14个小题,每小题3分,共42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.《哪吒2》的爆火出圈,离不开电影中炫酷的特效效果,以下说法中正确的是
A.敖丙使水结成冰,水分子之间的间隙减小
B.三味真火是等离子体,其中只含有阴离子和阳离子
C.风火轮耐高温、耐磨损、不导热,其主体材料可能为共价晶体
D.结界兽形象源自于三星堆青铜大面具,青铜属于合金,其熔点和硬度均低于成分金
【答案】C
【详解】A.水结冰时分子间隙增大而非减小,A错误;
B.等离子体包含电子、离子及中性粒子,B错误;
C.共价晶体(如二氧化硅)具有耐高温、耐磨损特性,且导热性较差,C正确;
D.一般来说合金熔点低于成分金属,但硬度高于成分金属,D错误;
故选C。
2.下列化学用语表示或说法正确的是
A.HBr中σ键的电子云轮廓图:
B.基态As原子的电子排布式:
C.基态原子轨道表示式:违背了洪特规则
D.基态铍原子最外层的电子云轮廓图:
【答案】C
【详解】
A.HBr中σ键是H的s电子和Br的p电子头碰头形成的,电子云轮廓图:,A错误;
B.As为33号元素,基态As原子的电子排布式:,B错误;
C.洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同;基态原子轨道表示式:违背了洪特规则,C正确;
D.基态铍原子核外电子排布为1s22s2,最外层的电子云轮廓图为球形,D错误;
故选C。
3.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列有关宏观辨识与微观探析的说法错误的是
选项
宏观辨识
微观探析
A
常温下,碘在溶剂中的溶解度:水
碘和为非极性分子,水为极性分子
B
的沸点高于
的相对分子质量小于
C
石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
石墨晶体中相邻碳原子平面之间相隔较远
D
电子云半径:3s>1s
电子能量更高,在离核更远的区域出现的概率更大
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.碘和CCl4为非极性分子,水为极性分子,符合相似相溶原理,A正确;
B.HF能形成分子间氢键,因此HF沸点高于HCl,B错误;
C.石墨为层状结构,层内有离域电子,层间距大,导致其导电性具有明显的方向性,沿平面方向的导电性远大于垂直方向,C正确;
D.3s电子能量更高,电子云半径更大,D正确;
故选B。
4.固体可以催化与环氧乙烷的衍生物转化为环状碳酸酯,可能的机理如下:
下列说法正确的是
A.中的C提供孤电子对与配位
B.过程Ⅰ、Ⅱ中都有键的断裂
C.可用标记探究过程Ⅰ的机理
D.反应后通过分液操作回收
【答案】C
【详解】A.中的氧原子中有孤电子对,O提供孤电子对与配位,A错误;
B.由流程,过程Ⅰ有键的断裂,形成新的碳氧键,而Ⅱ中为图中负电荷氧和正电荷碳结合形成碳氧键成环,没有键的断裂,B错误;
C.二氧化碳、环氧乙烷的衍生物中都存在氧原子,可用标记探究过程Ⅰ的机理,从而确定反应中的断键、成键位置,C正确;
D.为固体,则反应后可以通过过滤操作回收,D错误;
故选C。
5.X、Y、Z、R、W五种短周期主族元素的原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期,的能级电子数比能级电子数多1,Y与的价层电子排布相同。下列说法正确的是
A.基态Y原子最高能级的电子云轮廓图为球形
B.简单氢化物的稳定性
C.X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为
D.化合物易水解生成两种强酸
【答案】B
【分析】X、Y、Z、R、W为短周期主族元素,原子序数依次增大,X、Y、Z位于同周期;X的s能级电子数比p能级电子数多1,X为氮,电子排布为1s22s22p3,X、Y、Z同周期且原子序数增大,故Y为氧、Z为氟; Y与R价层电子排布相同,R为硫,W原子序数大于R,故W为氯;
【详解】A.Y为O,基态电子排布为1s22s22p4,最高能级为2p,p轨道电子云轮廓图为哑铃形,故A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,非金属性Cl > S,故稳定性HCl > H2S,,故B正确;
C.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,故的第一电离能大小:F>N>O,故C错误;
D.RYW2为亚硫酰氯SOCl2,易水解:SOCl2+ H2O= SO2+ 2HCl,HCl为强酸,但SO2溶于水形成亚硫酸为弱酸,故D错误;
故选B。
6.用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是
A.12g金刚石中含键数目为
B.向含配合物的溶液中加入足量溶液,可以得到沉淀。
C.25℃时,1L的硫酸溶液中,水电离出的数目为
D.呋喃()中含有的σ键的数目为
【答案】D
【详解】A.已知1个C原子连接4个C-C键,但是每个C-C键被2个C原子共用,即可确定:1个C原子单独占有2个C-C键,由于12g金刚石的物质的量为1mol,即C原子数目为,则C-C键数目为,A正确;
B.1mol配合物中,电离出氯离子的物质的量n(Cl-)=1mol,故加入足量溶液可以得到1mol沉淀,B正确;
C.pH=2的硫酸溶液中,,25℃时,体积为1L时,,C正确;
D.1个中含有的σ键的数目为9个,则含有的σ键数目为,D错误;
故答案选D。
7.结构决定性质。下列关于性质的结构因素解释不正确的是
选项
性质
结构因素
A
含钠元素的物质受热会发出黄光
电子由基态跃迁到激发态时,放出能量
B
的酸性大于
键的极性大于键
C
与“相似相溶”
的分子结构是三角锥形,为极性分子
D
NaCl的熔点高于CsCl
的半径小于
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.含钠元素的物质受热会发出黄光是因为电子由激发态跃迁到基态时,放出能量,A错误;
B.F的电负性比Cl的电负性强,导致羧基中的羟基的极性增强,更容易电离,因此的酸性大于,B正确;
C.的分子结构是三角锥形,分子中正负电荷重心不重合,为极性分子,水也为极性分子,故与“相似相溶”,C正确;
D.NaCl、CsCl均为离子晶体,熔点高低与离子键强弱有关,的半径小于,使得NaCl中离子键键长小于CsCl中离子键,键能大于CsCl中离子键,故NaCl的熔点高于CsCl,D正确;
故选A。
8.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.用醋酸除去水垢:
B.向溶液中加入过量浓氨水:
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:
D.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:
【答案】D
【详解】A.用醋酸除去水垢发生的反应为醋酸溶液与碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:,A错误;
B.向硝酸银溶液中加入过量浓氨水发生的反应为银离子与过量氨水反应生成氢氧化二氨合银和水,反应的离子方程式为:,B错误;
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液发生的反应为硫酸铝溶液与碳酸钠溶液发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为:,C错误;
D.饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为:,D正确;
故选D。
9.用肼()的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.中,原子提供孤电子对
B.参与反应时转移的电子数为
C.还原性:
D.图示反应过程中起催化作用的是
【答案】B
【详解】A.中Cu2+提供空轨道,N2H4中N原子提供孤电子对形成配位键,A错误;
B.参与反应时生成3mol Fe2+,Fe元素的平均价态由下降到+2价,转移3mol×=2 mol电子,参与反应时转移的电子数为,B正确;
C.由图可知,N2H4将Fe3+还原为Fe2+,N2H4是还原剂,Fe2+是还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,可得还原性N2H4>Fe2+,C错误;
D.由图可知,Cu2+与N2H4反应生成[Cu(N2H4)2]2+,[Cu(N2H4)2]2+与N2H4反应得到[Cu(N2H4)2]+,[Cu(N2H4)2]+与Fe3O4、H+反应又生成[Cu(N2H4)2]2+和Fe2+,因此起催化作用的是[Cu(N2H4)2]2+,D错误;
故选B。
10.铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示,该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.该材料的化学式为
B.Fe和Mg的最短距离为
C.完全储氢后,距离Fe原子最近且等距的分子个数是6
D.完全储氢后,该物质的密度为
【答案】D
【详解】A.Fe位于顶点和面心,个数为;Mg位于体内,个数为8,原子个数之比为,即化学式为,A项正确;
B.Fe和Mg的最短距离为体对角线长度的,为,B项正确;
C.完全储氢后,分子在晶胞的体心和棱心位置,以面心Fe原子为观察对象,距离Fe原子最近的分子个数是6,C项正确;
D.完全储氢后,该材料的化学式为,该物质的密度为,D项错误。
故答案选:D。
11.某同学通过如下实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法不正确的是
A.由①②可知,②中溶液呈蓝色是与水分子作用产生了
B.由④可知,与Cl⁻可能会结合产生黄色物质
C.取少量④中上层清液于试管⑤中,再加入一定量水,观察到溶液又变为蓝色
D.由②③④可知,溶液的颜色一定为绿色
【答案】D
【详解】A.无水CuSO4为白色,加水后形成0.1 mol·L-1 CuSO4溶液呈蓝色,说明Cu2+与水分子结合生成[Cu(H2O)4]2+(蓝色),A正确;
B.向③中溶液加入足量NaCl固体后,底部的NaCl固体表面呈黄色,说明Cu2+与Cl-可能会结合产生黄色物质,B正确;
C.④中溶液进行稀释,[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O平衡逆向移动,则溶液会变为蓝色,C正确;
D.CuCl2溶液颜色与Cl-浓度有关,稀溶液中主要以[Cu(H2O)4]2+存在呈蓝色,浓溶液中Cu2+和Cl-形成配合物呈绿色,D错误;
故答案为D。
12.氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示,下列说法正确的是
A.在NaCl晶体中,每个晶胞含有4个NaCl分子
B.在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:4
C.干冰晶胞中,1个分子周围与它距离最近且等距的分子有12个
D.石墨是混合型晶体,层间是范德华力,所以,石墨的熔点低于金刚石
【答案】C
【详解】A.由图可知,1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,不存在NaCl分子,故A错误;
B.在金刚石晶体中,每个碳原子形成4个碳碳键,每个碳碳键属于2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成2个碳碳键,即碳原子与碳碳键个数的比为1:2,故B错误;
C.CO2晶胞为面心立方晶胞,配位数为12,1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个,故C正确;
D.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,融化时要破坏共价键和范德华力,而石墨中的共价键键能大于金刚石,故石墨的熔点高于金刚石,故D错误;
答案选C。
13.-Fe可用作合成氨催化剂,其晶胞如图所示(晶胞棱长为a pm)。研究发现,-Fe晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe原子个数越多,催化活性越低。下列说法错误的是
A.晶胞中Fe原子的半径为 pm
B.m、n截面中,催化活性较低的是n
C.晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个
D.n截面单位面积含有的Fe原子为个
【答案】D
【详解】A.-Fe晶胞为体心立方晶胞,体对角线上3个Fe原子相切,设Fe原子半径为r,则 pm,解得 pm,A正确;
B.根据均摊法,位于截面顶点的Fe原子被周围4个共面的截面所共用,则1个m截面含有Fe原子的个数为,1个n截面含有Fe原子的个数为,m截面单位面积含有的Fe原子为个,n截面单位面积含有的Fe原子为个个个,故n截面的催化活性更低,B正确;
C.-Fe晶胞为体心立方晶胞,晶胞中与每个铁原子等距离且最近的铁原子有8个,C正确;
D.1个n截面含有Fe原子的个数为,n截面单位面积含有的Fe原子为个,D错误;
故选D。
14.甲醛(HCHO)生成甲酸甲酯()的一种反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中与均为催化剂,为中间产物
B.在反应机理中,碳原子的杂化方式发生了改变
C.在反应机理中,存在极性共价键的形成
D.该反应原子利用率为100%,符合绿色化学理念
【答案】A
【详解】
A.在反应历程中,先作为反应物参加反应,又在后续的反应中生成的物质为催化剂,反之为中间产物。结合机理图可知,为催化剂,与均为中间产物,A项错误;
B.在反应机理中,生成和的反应中有碳原子由杂化转化为杂化,B项正确;
C.根据图中反应机理可知,存在极性共价键的形成,C项正确;
D.根据反应的总方程式可知,生成物只有一个,原子利用率为,符合绿色化学理念,D项正确;
正确答案选A。
第II卷(非选择题 共58分)
2、 非选择题:本题共4个小题,共58分。
15.(15分)硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥(含有、、、和等)中回收制备和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
① 常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属离子
浓度()
0.1
0.2
开始沉淀pH
4.7
2.0
7.2
4.3
完全沉淀pH
5.6
3.2
9.2
6.7
② 当溶液中金属离子浓度≤10−5 mol·L−1时,可认为该金属离子已沉淀完全;
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:
。
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
(2)通过电解酸浸液得到单质,则阴极主要的电极反应式为_______。
(3)加入碳酸钠调pH的目的是_______,调pH的范围为_______。
(4)“反萃取”时加入的试剂X为_______(填名称)。
(5)第四周期元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_______(填元素符号)。
(6)立方氧化镍()晶胞结构如图所示,晶胞中原子坐标参数为A(0,0,0),B(1,1,0),则C原子坐标参数为_______;晶胞中最近的之间的距离为a nm,则的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数用表示)。
【答案】除备注外,每空2分
(1)SiO2
(2)Cu2++2e-=Cu
(3) 将Fe3+转化为 3.2≤pH<4.7(或 )
(4)稀硫酸(1分)
(5)K、Cu
(6)
【分析】电镀污泥含有、、、和等,加入稀硫酸酸浸,、、、生成相应的金属阳离子,不反应,则滤渣1的主要成分为,电解得到金属铜,加入碳酸钠调节pH除去铁元素,得到,再加入磷酸钠除去铬元素,经过萃取和反萃取富集镍元素,得到。
【详解】(1)电镀污泥中SiO2为酸性氧化物,不与硫酸反应,则滤渣I为SiO2。
(2)酸浸液中有Cr3+、Fe3+、Cu2+ 、Ni2+,阴极发生还原反应,得到单质Cu,电极反应式: Cu2++2e-=Cu。
(3)根据分析可知,电解之后加入碳酸钠调pH的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3除去;调节 pH使Fe3+完全沉淀而不沉淀其他离子,则pH范围为3.2≤pH<4.7。
(4)根据,反萃取要增大氢离子浓度,还要不引入杂质,所以A为稀硫酸(或硫酸)。
(5)铬元素的基态原子中最外层电子数是1(3d34s1),同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数是1的元素有K、Cu。
(6)根据题意,C原子坐标参数为;晶胞中最近的O2-之间的距离为anm,则晶胞边长为anm,则NiO 的密度 。
16.(14分)(一水合硫酸四氨合铜)为深蓝色晶体,可溶于水,难溶于乙醇。某小组在实验室制备该晶体并测定其纯度。回答下列问题:
【制备晶体】
利用如图装置(部分夹持装置略)制备晶体。
(1)盛装95%乙醇溶液的仪器名称为_____。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为 。
(3)B装置中不能用长导管替换长颈漏斗,理由是 。
(4)向反应后的溶液中滴加适量95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。加入95%乙醇溶液的目的是_____ 。
【测定纯度】
将(相对分子质量为246)产品溶于足量稀硫酸溶液中,并配制溶液。取溶液于锥形瓶内,加入足量的溶液,发生如下反应:,用标准溶液滴定至浅黄色,然后加入淀粉溶液作指示剂,继续滴定至终点,共消耗溶液。已知:。
(5)到达滴定终点的标志是 。上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)产品中的纯度为_____(用含的代数式表示)。
【答案】每空2分
(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)
(2)
(3)氨气极易溶于水,若用长导管替换长颈漏斗,会发生倒吸
(4)降低溶剂的极性,有利于结晶析出(其他合理答案均可)
(5) 滴入最后半滴溶液,溶液中蓝色褪去,且半分钟内不恢复 偏低
(6)或
【分析】装置A中生成氨气,反应产生的氨气通入装置B中,先产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续向装置B中通入氨气,氢氧化铜溶解,生成硫酸四氨合铜,再滴入95%的乙醇溶液析出,分离出。
【详解】(1)根据装置图,盛装95%乙醇溶液的仪器名称为恒压滴液漏斗;
(2)A装置中氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氯化钙、氨气、水,发生反应的化学方程式为;
(3)氨气溶于水易倒吸,B中长颈漏斗防倒吸,若用长导管替换长颈漏斗,会发生倒吸,所以B装置中不能用长导管替换长颈漏斗;
(4)难溶于乙醇,向反应后的溶液中滴加适量95%乙醇溶液,降低溶剂的极性,有利于结晶析出。
(5)淀粉遇碘变蓝,到达滴定终点时,I2恰好完全被还原,到达滴定终点的标志是滴入最后半滴溶液,溶液中蓝色褪去,且半分钟内不恢复。上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡,消耗溶液的体积偏小,则测得的物质的量偏少,会导致测量结果偏低。
(6)根据、建立反应关系式2~~~I2~~~2,n()=n()=,产品中的纯度为或。
17.(14分)随着能源技术的发展,科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。
(1)锂属于___________区元素(填“s”或“p”);基态Li原子形成激发态Li原子时,___________(填“吸收”或“释放”)能量。
(2)回答问题:
①比较Li和Na的第一电离能,并从原子结构角度解释___________。
②碱金属元素最高价氧化物对应的水化物中,LiOH的碱性最___________(填“强”或“弱”)。
(3)磷酸铁锂电池是常见的新能源汽车电池。
①Li、O、P的电负性由大到小的顺序是___________。
②某磷酸铁锂电池的工作原理如下图,下列说法正确的是___________(填字母)。
a.负极反应为
b.Li+向磷酸铁锂电极移动
c.磷酸铁锂电极上发生还原反应
(4)我国科学家研发利用太阳能从海水提取金属锂的技术,原理如图:
①金属锂在电极___________(填“A”或“B”)上生成。
②阳极产生两种气体单质,电极反应式是___________。
【答案】除备注外,每空2分
(1) s (1分) 吸收(1分)
(2) Li和Na位于同一主族,原子半径Li<Na,原子核对最外层电子的引力Li>Na,第一电离能Li>Na 弱
(3) O>P>Li bc
(4) A 2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O
【详解】(1)已知Li是3号元素,核外电子排布式为:1s22s1,故锂属于s区元素,基态Li原子形成激发态Li原子时即从能量低的能级跃迁到能量高的能级,需吸收能量,故答案为:s;吸收;
(2)①因为Li和Na位于同一主族,最外层电子数相同,电子层数Li<Na,原子半径Li<Na,原子核对最外层电子的引力Li>Na,第一电离能Li>Na,故答案为:Li和Na位于同一主族,原子半径Li<Na,原子核对最外层电子的引力Li>Na,第一电离能Li>Na;
②已知同一主族从上往下元素的金属性依次增强,则其最高价氧化物对应的水化物的碱性也依次增强,故碱金属元素最高价氧化物对应的水化物中,LiOH的碱性最弱;
(3)①根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强,同一主族从上往下元素的电负性依次减弱,非金属的电负性比金属的大可知,电负性:O>P>Li;
②由题干原电池装置可知,石墨电极为负极,发生氧化反应,电极反应为:LiC6-e-=Li++C6,磷酸铁锂电极为正极,发生还原反应,电极反应为:Li(1-x)FePO4+xLi++xe-=LiFePO4,据此分析解题:
a.已知负极发生氧化反应,失去电子,故负极反应为:LiC6-e-=Li++C6,a错误;
b.由分析可知,磷酸铁锂电极为正极,石墨电极为负极,原电池中电解质中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,即Li+向磷酸铁锂电极移动,b正确;
c.由分析可知,磷酸铁锂电极为正极,发生还原反应,c正确;
故答案为:bc;
(4)由题干图示信息中电子迁移的方向可知,电极A与电源负价相连,是阴极,发生还原反应,电极反应为:Li++e-=Li,电极B与电源正极相连,是阳极,发生氧化反应,电极反应有:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,据此分析解题:
①A与负极相连,为阴极,阴极上锂离子得电子转化为锂单质,阴极发生还原反应,则金属锂在电极A上生成,发生的是还原反应;故答案为:A;
②阳极上氯离子放电生成氯气,氢氧根离子放电生成氧气,电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O。
18.(15分)化学在环境保护中起着十分重要的作用。
Ⅰ、催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,能将还原为。25℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12。
①中第一电离能较大的元素是______(填元素符号)。
②中键与键的数目之比为______。
③还原过程中可生成中间产物,的空间结构为______形。
(2)电化学降解的原理如图所示。
①阴极反应式为 。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差为______g。
Ⅱ、ZnO水悬浊液吸收烟气中后经催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,微溶于水,易溶于水。
(3)ZnO水悬浊液吸收。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入,在开始吸收的40min内,吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化如图所示。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是______(填化学式);吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为______ 。
(4)催化氧化。其他条件相同时,调节吸收得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低生成速率越大,其主要原因是 ;随着氧化的进行,溶液的pH将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】除备注外,每空2分
(1) N (1分) 1:2 V
(2) 14.4
(3) (1分)
(4) pH在4.5~6.5范围内,pH越低的物质的量分数越高,其他条件相同时,离子的浓度越大,更快的被氧化为 减小(1分)
【分析】根据电化学降解的原理图可知,Ag-Pt电极:转化为,被还原,该电极为阴极,则Pt电极为阳极。
【详解】(1)①中的元素有N、O,N元素的2p能级半满,第一电离能较大,O元素2p能级有4个电子,第一电离能较小,故第一电离能较大的元素是N。
②的氮氮三键中有1个键和2个键,故数目之比为1:2。
③根据价电子对互斥理论,每个含有2个键,氮原子的孤电子对数为,氮原子的价层电子对数为2+1=3,空间结构为V形。
(2)①根据分析,阴极由转化为,反应式为。
②若电解过程中转移了2 mol电子,阴极生成0.2 mol,同时有2 mol通过质子交换膜进入阴极,故阴极的质量变化为,即阴极减重3.6 g;阳极反应为,每转移2 mol 电子阳极减少0.5 mol,同时有2 mol由阳极移向阴极室,故阳极的质量变化为,即阳极减重18 g;则膜两侧电解液的质量变化差为14.4 g。
(3)室温下,微溶于水,易溶于水。溶液pH几乎不变的阶段主要发生反应,主要生成。
继续反应亚硫酸锌转化为,溶液pH降低,二氧化硫吸收率下降,反应的离子方程式为。
(4) pH在4.5~6.5范围内,pH越低的物质的量分数越高,其他条件相同时,离子的浓度越大,更快的被氧化为;
随着氧化的进行亚硫酸被氧化为硫酸,硫酸为强酸,氢离子浓度增大,pH减小。
试卷第1页,共3页
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