精品解析：湖北十堰市东风高级中学2025-2026学年高二上学期12月月考 化学试题

东风高中2024级高二12月考试 化学试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。 3.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求) 1. 下列科技成果中蕴含的化学知识，以下叙述正确的是 A. 高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变 B. 运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能 C. 建造“福厦高铁”跨海大桥所采用的免涂装耐候钢属于合金 D. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 2. 下列事实不能用勒夏特勒原理解释的是 A. 将二氧化氮和四氧化二氮的混合气体置于密闭容器浸入热水中，气体颜色变深 B. 将装有硫代硫酸钠溶液与稀硫酸的混合液的容器浸入热水中，溶液迅速变浑浊 C. 在醋酸溶液中加入一些醋酸钠固体，溶液的pH增大 D. 洗涤厨房里的油污时常使用热的纯碱溶液 3. 下列说法正确的是 A. 向溶液中加入，调节可除去溶液中混有的 B. 配制溶液时，将固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度 C. 用加热的方法可以除去溶液中的 D. 草木灰与铵态氮肥不能混合施用 4. 用如图所示实验装置进行相应的实验，不能达到实验目的的是 A. 图甲：比较AgCl和AgI的大小 B. 图乙：测量盐酸和氢氧化钠反应的反应热 C. 图丙：观察铁的析氢腐蚀 D. 图丁：钢闸门的外接电源的阴极保护 5. 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A. 电解精炼铜时，阳极质量减少32g，转移电子的数目为NA B. 25℃时，1LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA C. 氢氧燃料电池工作时，正极消耗标准状况下11.2L气体，理论上电路中通过的电子数为2NA D. 1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，H2CO3、、的粒子总数为0.1NA 6. 下列方程式正确的是 A. 工业上用FeS处理废水中的Hg2++S2-=HgS↓ B. 用惰性电极电解MgCl2溶液：2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ C. 向FeCl2溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液：K++[Fe(CN)6]3- +Fe2+= KFe[Fe(CN)6] ↓ D. 泡沫灭火器原理：2Al3+＋3＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 7. 下列实验过程错误的是 编号 实验目的 实验过程 A 比较CdS(黄色)与CuS(黑色)的溶解度【已知Ksp(CdS)>Ksp(CuS)】 向Na2S溶液中滴加0.01mol·L-1CdSO4溶液至过量，然后滴入几滴0.01mol·L-1CuSO4溶液，观察沉淀颜色变化 B 提高饱和氯水中的HClO浓度 向饱和氯水中加入碳酸钙并通入适量Cl2，然后过滤 C 加快铁片与盐酸的反应速率 向反应液中滴入几滴CuCl2溶液 D 滴定法测定KI溶液的浓度 用淀粉做指示剂，用标准FeCl3溶液滴定 A. A B. B C. C D. D 8. W、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，由W、X、Y组成的化合物M溶于稀盐酸有无色无味气体生成，简单离子与具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 A. 常温下，X的氢化物呈气态 B. 基态X原子核外有2个未成对电子 C. 最高正化合价：X>W D. X核外有8种空间运动状态不同的电子 9. 常温下，下列离子在指定的溶液中能够大量共存的是 A. FeCl2的溶液中：K+、Na+、ClO-、 B. pH = 7的溶液中：Na+、Fe3+、Cl-、 C. AlCl3的溶液中：K+、S2-、、Na+ D. pH = 13的溶液中：Na+、[Al(OH)4]-、Cl-、 10. 电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A. M电极通入物质为 B. 电解过程中废水的不变 C. 电解池中阳极电极反应式为 D. 当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol 11. 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为。下列有关说法正确的是 A. H原子能级s电子云轮廓图： B. 基态N原子核外有7种能量不同的电子 C. 基态原子核外共有17个运动状态不同的电子 D. 基态C原子核外电子排布式写成，违背泡利不相容原理 12. 甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. B. 步骤2逆向反应的=-0.29eV C. 步骤1的反应比步骤2慢 D. 该过程实现了甲烷的氧化 13. 下列关于原子结构的说法正确的是 A. 基态砷(As)原子的价电子排布式为3d104s24p3 B. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数随电子层数增大依次增多 C. 前4周期元素中，有5种元素基态原子未成对电子数与其所在周期序数相同 D. 某基态原子3d能级电子排布为，违反了泡利不相容原理 14. 以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备H2和HClO的装置如图所示(工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-分别向两极迁移)。下列说法正确的是 A. 一段时间后“全氢电池”右侧溶液的pH增大 B. “全氢电池”的双极膜中产生的向左移动 C. 阳极区发生的电极反应为Cl--2e-+OH- = HClO D. 理论上双极膜中2 mol H2O解离时，电解池阳极区减少1 mol阳离子(忽略HClO的电离) 15. 将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中，平衡时部分组分的关系如图。已知草酸，。下列说法错误的是 A. 时，溶液的 B. 时， C. 任意下均有： D. 的平衡常数为 二、非选择题(本题共4小题，共55分) 16. 高铁酸钾(K2FeO4)是一种重要的化学物质，具有多种用途。回答下列问题： （1）高铁酸钾可用于水的净化，具有消毒和絮凝双重功能。消毒是利用K2FeO4的强氧化性，反应后生成的Fe3+，可用作絮凝剂除去水中悬浮杂质是因为___________(用离子方程式表示)。 （2）高铁酸钾可用于制成原电池。高铁电池的模拟实验装置如图1所示： ①该电池放电时正极产生Fe(OH)3，正极的电极反应式为___________，负极区附近溶液的碱性___________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中Cl-向___________(填“左”或“右”)池移动。 ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有___________(写两点)。 （3）已知高铁酸盐在水溶液中有四种含铁粒子。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图3所示： ①25℃、pH=2.4时，溶液中主要含铁粒子浓度的大小关系为___________。 ②已知25℃时，各级电离常数分别为K1=2.5×10-2，K2=4.0×10-4，K3=5.0×10-8，当pH=4时，溶液中=___________。 17. 一种处理废旧电池正极材料(主要成分为)，制备三元锂电池正极材料的工业流程如下： 已知：①正极材料酸浸后溶液中含有的金属阳离子有。 ②25℃时相关物质的溶度积数据如下表。 物质 回答下列问题： （1）基态Mn2+价层电子排布图_______________________ （2）“酸浸”中发生反应的化学方程式为___________，“酸浸”中H2O2消耗量较大程度地超过理论用量，其原因可能是__________________________________________。 （3）假设正极材料酸浸后溶液中金属阳离子浓度均为，则“调”过程中调控的范围是___________(溶液中某离子浓度小于时，视为该离子沉淀完全)。 （4）“沉锂”过程发生反应的离子方程式为______________________________________。 （5）为了提高原料中锂的回收率，操作后母液的处理方法是_______________________。 （6）某三元锂电池以有机聚合物为电解质，电池放电时总反应方程式为：(石墨)。放电时工作装置简图如下，写出放电时B电极的电极反应式：__________________________________________。 18. 金首饰是由金和其他合金材料(主要为银、铜和镍)所制造而成的首饰。现使用硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2)还原重铬酸钾(K2Cr2O7)返滴定的方法检测金首饰中金含量。 步骤一：配制重铬酸钾标准溶液 称取2.9400 g基准重铬酸钾试剂于烧杯中，加蒸馏水溶解后，将溶液和洗涤液全部转移至容量瓶中，轻轻摇匀，加水定容，上下颠倒摇匀，装瓶贴标签。 步骤二：标定硫酸亚铁铵溶液的浓度 取硫酸亚铁铵溶液，置于锥形瓶中，加入硫酸磷酸混合酸、水、3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至溶液从绿色转变为紫红色为终点。平行标定3次，消耗重铬酸钾标准溶液的平均体积为30.00 mL。 步骤三：溶解试样 称取约0.1970 g试样，加入浓盐酸和质量分数为的硝酸，在水浴上加热溶解，并蒸发至湿盐状。取下冷却，用浓盐酸洗涤杯壁，蒸发至湿盐状，取下冷却，再用浓盐酸重复操作两次，驱尽硝酸根。 步骤四：滴定试样 冷却后加入水，摇匀，边搅动边加入硫酸亚铁铵标准溶液，继续搅动约，加入硫酸磷酸混合酸、水、3滴二苯胺磺酸钠指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定至溶液从绿色转变为紫红色即为终点。消耗重铬酸钾标准溶液的平均体积为37.50 mL。 回答下列问题： （1）步骤一中容量瓶的规格为___________，重铬酸钾标准溶液的浓度为___________。 （2）步骤二实验过程需用到的实验仪器有___________(填字母)。 （3）配制硫酸亚铁铵溶液时加入铁粉的原因是___________(用离子方程式回答)。 （4）步骤三中驱尽硝酸根的目的是___________。 （5）步骤四“滴定试样”中发生的离子反应有：、___________ ；该试样中的含量为___________。 （6）查阅相关资料得知白色金中的在酸性体系中与重铬酸钾溶液发生反应，导致测定结果___________(填“偏高”或者“偏低”)。 19. NO和CO均为燃油汽车尾气的成分，三元催化转换器可除去汽车尾气中90%以上的污染物，发生的反应为： 。 （1）某温度下，测得NO、CO在1L体积不变的密闭容器中的物质的量浓度随时间变化关系如图1所示。 ①ab段CO的反应速率为_______，达平衡时，理论上该反应放出的热量约为_______kJ(保留3位有效数字)。 ②该条件下，不能判断此反应到达平衡状态的是_______。 A．单位时间内，消耗1molNO的同时消耗44g B．混合气体的平均相对分子质量不再改变 C． D．CO与NO的转化率比值不再改变 ③其它条件不变，相同时间内，测得反应在不同催化剂作用下，NO转化率随温度变化关系如图2所示。则催化剂a条件下，图中达到平衡状态的点可能在_______(填“M点”“N点”或“M点和N点”)；催化剂b条件下，500℃以后NO转化率迅速减小的原因可能是_______。 ④恒温恒压下，再向该容器中注入“惰性气体”，该反应的化学平衡将_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 （2）某温度下，向(1)容器中充入1molCO和4mol汽车尾气(主要成分为NO和，其中NO的体积分数为25%)发生反应。10min时反应达到平衡，此时CO的转化率为50%。平衡时，体系压强为10MPa，则用分压表示的平衡常数_______。(用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东风高中2024级高二12月考试 化学试题 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。 3.可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求) 1. 下列科技成果中蕴含的化学知识，以下叙述正确的是 A. 高效光解水催化剂能降低化学反应的焓变 B. 运载火箭所采用的“液氢液氧”推进剂可把化学能全部转化为热能 C. 建造“福厦高铁”跨海大桥所采用的免涂装耐候钢属于合金 D. 利用海洋真菌可降解聚乙烯等多种塑料，且温度越高降解速率越快 【答案】C 【解析】 【详解】A．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，A错误； B．化学能无法全部转化为热能，部分能量会转化为动能等其他形式，且转化效率不可能达到100%，B错误； C．耐候钢是铁与其他金属或非金属熔合而成的合金，具有优异的耐腐蚀性，C正确； D．真菌降解塑料依赖酶的活性，温度过高会导致酶变性失活，降解速率反而降低，D错误； 答案选C。 2. 下列事实不能用勒夏特勒原理解释的是 A. 将二氧化氮和四氧化二氮的混合气体置于密闭容器浸入热水中，气体颜色变深 B. 将装有硫代硫酸钠溶液与稀硫酸的混合液的容器浸入热水中，溶液迅速变浑浊 C. 在醋酸溶液中加入一些醋酸钠固体，溶液的pH增大 D. 洗涤厨房里的油污时常使用热的纯碱溶液 【答案】B 【解析】 【详解】A．二氧化氮与四氧化二氮的平衡为放热反应（，ΔH<0），升温使平衡逆向移动，NO2浓度增加，气体颜色变深，符合勒夏特列原理，能用原理解释，A不选； B．硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫沉淀（），该反应可能为不可逆反应，升温仅加快反应速率，导致浑浊迅速出现，而非通过平衡移动解释，不能用原理解释，B选； C．醋酸溶液中加入醋酸钠固体，CH3COO⁻浓度增大，抑制醋酸解离（），H⁺浓度降低，pH增大，符合勒夏特列原理，C不选； D．纯碱（Na2CO3）水解为吸热反应（），升温促进水解，OH⁻浓度增大，碱性增强，利于油污水解，符合勒夏特列原理，D不选； 故选B。 3. 下列说法正确的是 A. 向溶液中加入，调节可除去溶液中混有的 B. 配制溶液时，将固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度 C. 用加热的方法可以除去溶液中的 D. 草木灰与铵态氮肥不能混合施用 【答案】D 【解析】 【详解】A．加入CaCO3会引入Ca2+杂质，A错误； B．溶于稀盐酸中会引入Cl-，应溶于稀硫酸中抑制水解，B错误； C．加热虽促进Fe3+水解，但存在水解平衡，Fe3+仍存在，可加入过量KOH，过滤后再加入适量盐酸，C错误； D．草木灰（含K2CO3）水解呈碱性，与铵态氮肥中反应生成NH3，导致氮肥失效，D正确； 故选D。 4. 用如图所示实验装置进行相应的实验，不能达到实验目的的是 A. 图甲：比较AgCl和AgI的大小 B. 图乙：测量盐酸和氢氧化钠反应的反应热 C. 图丙：观察铁的析氢腐蚀 D. 图丁：钢闸门的外接电源的阴极保护 【答案】C 【解析】 【详解】A．和足量生成白色沉淀，加入后沉淀转化为黄色，说明，可以达到实验目的，A不符合题意； B．图乙为标准的中和热测定装置，带有隔热层减少热量损失、温度计测温、玻璃搅拌器搅拌，装置合理，可以测定反应热，能达到实验目的，B不符合题意； C．析氢腐蚀发生在酸性电解质环境中，食盐水是中性溶液，铁钉在中性食盐水中发生吸氧腐蚀，因此该装置不能观察析氢腐蚀，不能达到实验目的，C符合题意； D．外接电源的阴极保护法中，被保护的钢闸门连接电源负极，石墨接正极，装置正确，可以达到保护钢闸门的目的，D不符合题意； 故答案为C。 5. 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A. 电解精炼铜时，阳极质量减少32g，转移电子的数目为NA B. 25℃时，1LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA C. 氢氧燃料电池工作时，正极消耗标准状况下11.2L气体，理论上电路中通过的电子数为2NA D. 1L0.1mol·L-1Na2CO3溶液中，H2CO3、、的粒子总数为0.1NA 【答案】A 【解析】 【详解】A．电解精炼铜时，阳极放电的金属不完全是铜，还有锌、铁等也会放电，所以减少32g时，电路中转移电子的数目不一定是NA，A错误； B．pH= 13的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=0.1 mol·L-1，溶液体积为1 L，含有的OH-数目为0. 1NA，B正确； C．氢氧燃料电池正极消耗氧气，若消耗标准状况下11.2L氧气，即0.5 mol氧气，转移电子物质的量为0.5×4=2 mol，即2NA，C正确； D．根据元素质量守恒可知，溶液中含碳原子总数为0. 1NA，即H2CO3、、的粒子总数为0.1NA，D正确； 故选A。 6. 下列方程式正确的是 A. 工业上用FeS处理废水中的Hg2++S2-=HgS↓ B. 用惰性电极电解MgCl2溶液：2Cl-＋2H2O2OH-＋H2↑＋Cl2↑ C. 向FeCl2溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液：K++[Fe(CN)6]3- +Fe2+= KFe[Fe(CN)6] ↓ D. 泡沫灭火器原理：2Al3+＋3＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 【答案】C 【解析】 【详解】A．是难溶电解质，离子方程式中不能拆写为，正确反应为，A错误； B．电解溶液时，生成的会与结合为沉淀，正确离子方程式为，B错误； C．该反应是检验的特征反应，离子方程式书写符合反应事实和拆分规则，C正确； D．泡沫灭火器的反应物为和（碳酸氢钠提供），而非，正确离子方程式为，D错误； 故选C。 7. 下列实验过程错误的是 编号 实验目的 实验过程 A 比较CdS(黄色)与CuS(黑色)的溶解度【已知Ksp(CdS)>Ksp(CuS)】 向Na2S溶液中滴加0.01mol·L-1CdSO4溶液至过量，然后滴入几滴0.01mol·L-1CuSO4溶液，观察沉淀颜色变化 B 提高饱和氯水中的HClO浓度 向饱和氯水中加入碳酸钙并通入适量Cl2，然后过滤 C 加快铁片与盐酸的反应速率 向反应液中滴入几滴CuCl2溶液 D 滴定法测定KI溶液的浓度 用淀粉做指示剂，用标准FeCl3溶液滴定 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．向Na2S溶液中滴加过量CdSO4生成CdS沉淀后，溶液中S2-浓度极低，但加入CuSO4时，由于CuS的Ksp更小，仍会生成黑色沉淀，可由此比较溶解度，A正确； B．氯水中存在平衡，加入CaCO3消耗H+，促使Cl2与水的平衡正向移动，提高HClO浓度，B正确； C．Fe与CuCl2反应生成Cu，形成Fe-Cu原电池，加快反应速率，C正确； D．FeCl3滴定KI溶液的浓度时，若用淀粉作指示剂，反应开始生成的碘单质遇淀粉使溶液变为蓝色，无法根据溶液变蓝色判断终点，D错误； 故选D。 8. W、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，由W、X、Y组成的化合物M溶于稀盐酸有无色无味气体生成，简单离子与具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 A. 常温下，X的氢化物呈气态 B. 基态X原子核外有2个未成对电子 C. 最高正化合价：X>W D. X核外有8种空间运动状态不同的电子 【答案】B 【解析】 【分析】首先推断元素：简单离子与电子层结构相同，结合短周期主族元素原子序数关系可知为，为；三种元素组成的化合物和稀盐酸反应生成无色无味气体，可知为。 【详解】A．为，常温下其氢化物、均为液态，A错误； B．基态原子核外电子排布为，2p轨道有2个未成对电子，B正确； C．无最高正化合价，的最高正价为+4，最高正化合价，C错误； D．电子的空间运动状态数等于原子核外的原子轨道数，原子核外有1s、2s、2p共5个原子轨道，即5种空间运动状态不同的电子，D错误； 故答案选B。 9. 常温下，下列离子在指定的溶液中能够大量共存的是 A. FeCl2的溶液中：K+、Na+、ClO-、 B. pH = 7的溶液中：Na+、Fe3+、Cl-、 C. AlCl3的溶液中：K+、S2-、、Na+ D. pH = 13的溶液中：Na+、[Al(OH)4]-、Cl-、 【答案】D 【解析】 【详解】A． 溶液中含还原性的，强氧化性的，二者会发生氧化还原反应，不能大量共存，A错误； B． 的中性溶液中，会完全水解生成沉淀，无法大量存在，B错误； C． 溶液中的会与、发生强烈双水解反应，生成沉淀和气体，不能大量共存，C错误； D． 的溶液呈强碱性，含大量，而、、、与均不反应，相互之间也不发生反应，能大量共存，D正确； 故答案选D。 10. 电解法处理酸性含铬废水（主要含有）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反应，最后以形式除去。现以甲醇燃料电池，采用电解法来处理酸性含铬废水，实验室利用如图装置模拟该方法。下列说法正确的是 A. M电极通入物质为 B. 电解过程中废水的不变 C. 电解池中阳极电极反应式为 D. 当生成1mol时，电路中转移电子的物质的量至少为6mol 【答案】D 【解析】 【分析】从装置图可知，甲醇燃料电池为原电池，H＋向正极移动，则N电极为正极，发生还原反应，M电极为负极，发生氧化反应，甲醇发生氧化反应，则M电极通入甲醇，N电极通入氧气；电解池中与N电极相连的一极为阳极，阳极发生氧化反应，电解池中与M电极相连的一极为阴极，阴极发生还原反应； 【详解】A．由分析可知，M电极通入甲醇，故A项错误； B．阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，阳极电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，处理过程中存在反应，该反应消耗氢离子、生成水，所以溶液的pH变大，故B项错误； C．电解时铁作阳极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e－= Fe2+，Fe2+将废水中的还原为Cr3+，故C项错误； D．处理过程中存在反应，当生成1molCr(OH)3时，消耗3mol Fe2+，根据电极反应式Fe－2e－= Fe2+，电路中转移电子的物质的量至少为6mol，故D项正确； 故本题选D。 11. 一种可吸附甲醇的材料，其化学式为。下列有关说法正确的是 A. H原子能级s电子云轮廓图： B. 基态N原子核外有7种能量不同的电子 C. 基态原子核外共有17个运动状态不同的电子 D. 基态C原子核外电子排布式写成，违背泡利不相容原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．s电子云轮廓图：，A项错误； B．基态N原子核外有3种能量不同的电子，B项错误； C．原子核外有17个电子，电子的运动状态各不相同，C项正确； D．基态C原子核外电子排布式写成，违背洪特规则，D项错误； 故答案为：C。 12. 甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. B. 步骤2逆向反应的=-0.29eV C. 步骤1的反应比步骤2慢 D. 该过程实现了甲烷的氧化 【答案】B 【解析】 【详解】A．为过渡态1与步骤1产物的能量差，计算得，A正确； B．步骤2逆向反应的为产物（）能量减去反应物（）能量，即，不是，B错误； C．步骤1的活化能，步骤2的活化能，活化能越高反应速率越慢，故步骤1的反应比步骤2慢，C正确； D．该过程中转化为，碳元素化合价升高，发生氧化反应，实现了甲烷的氧化，D正确； 故选B。 13. 下列关于原子结构的说法正确的是 A. 基态砷(As)原子的价电子排布式为3d104s24p3 B. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数随电子层数增大依次增多 C. 前4周期元素中，有5种元素基态原子未成对电子数与其所在周期序数相同 D. 某基态原子3d能级电子排布为，违反了泡利不相容原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．是第四周期第族主族元素，价电子为最外层电子，排布式为，属于内层电子，不属于价电子，A错误； B．能级的轨道数固定为3，与电子层数无关，、、能级轨道数均为3，B错误； C．前4周期中，第一周期的（未成对电子数1，对应周期序数1）、第二周期的和（未成对电子数2，对应周期序数2）、第三周期的（未成对电子数3，对应周期序数3）、第四周期的（未成对电子数4，对应周期序数4），共5种元素符合要求，C正确； D．该排布中电子未优先分占简并轨道且自旋平行，违反的是洪特规则，并未出现同一轨道内电子自旋相同的情况，不违反泡利不相容原理，D错误； 故选C。 14. 以“全氢电池”为电源直接电解氯化钠溶液制备H2和HClO的装置如图所示(工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-分别向两极迁移)。下列说法正确的是 A. 一段时间后“全氢电池”右侧溶液的pH增大 B. “全氢电池”的双极膜中产生的向左移动 C. 阳极区发生的电极反应为Cl--2e-+OH- = HClO D. 理论上双极膜中2 mol H2O解离时，电解池阳极区减少1 mol阳离子(忽略HClO的电离) 【答案】D 【解析】 【分析】由图知，左图为原电池，其中左边吸附层为负极，发生氧化反应，H2-2e+2OH- = 2H2O，右边吸附层为正极，发生还原反应，2H++2e- = H2↑；右图为电解池，因为电解氯化钠溶液制备H2和HClO，则阳极反应式为Cl--2e-+H2O = HClO+H+。 【详解】A． 全氢电池右侧为正极区，正极反应为2H++2e- = H2↑（消耗H+），同时双极膜解离的H+向正极迁移补充H+，H+浓度基本不变，pH不变，A错误； B． 原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，所以“全氢电池”的双极膜中产生的H+向右移动，B错误； C． 因为电解氯化钠溶液可制备HClO，则阳极反应式为Cl--2e-+H2O = HClO+H+，C错误； D． 理论上，双极膜中2 molH2O解离时，可以形成2 molH+、2 molOH-，转移2 mol电子，根据Cl--2e-+H2O = HClO+H+，可以知道阳极生成1 molH+，转移2 mol电子，有2mol通过阳离子交换膜进入阴极区，故电解池阳极区减少1 mol阳离子(忽略HClO的电离)，D正确； 故答案选D。 15. 将草酸钙固体溶于不同初始浓度的盐酸中，平衡时部分组分的关系如图。已知草酸，。下列说法错误的是 A. 时，溶液的 B. 时， C. 任意下均有： D. 的平衡常数为 【答案】B 【解析】 【分析】草酸钙为强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，滴加盐酸过程中体系中存在一系列平衡、、 ，随着的增大，逐渐增大，溶液的酸性增强，溶液中减小，先增大后减小，增大，因此曲线Ⅰ代表，曲线Ⅱ代表，曲线Ⅲ代表； 【详解】A．已知草酸，当时，图中与的曲线相交，即，代入​得，，A正确； B．溶液中存在电荷守恒：，时，，可得，B错误； C．草酸钙中和​的物质的量之比为1:1，溶于盐酸后，所有含碳粒子（）都来自溶解出的，根据元素守恒，钙元素总浓度等于所有草酸形态的碳元素总浓度，即，C正确； D．时，，，，；，，由图可知时，，则；目标反应的平衡常数，得，D正确； 故选B。 二、非选择题(本题共4小题，共55分) 16. 高铁酸钾(K2FeO4)是一种重要的化学物质，具有多种用途。回答下列问题： （1）高铁酸钾可用于水的净化，具有消毒和絮凝双重功能。消毒是利用K2FeO4的强氧化性，反应后生成的Fe3+，可用作絮凝剂除去水中悬浮杂质是因为___________(用离子方程式表示)。 （2）高铁酸钾可用于制成原电池。高铁电池的模拟实验装置如图1所示： ①该电池放电时正极产生Fe(OH)3，正极的电极反应式为___________，负极区附近溶液的碱性___________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 ②盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中Cl-向___________(填“左”或“右”)池移动。 ③图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有___________(写两点)。 （3）已知高铁酸盐在水溶液中有四种含铁粒子。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如图3所示： ①25℃、pH=2.4时，溶液中主要含铁粒子浓度的大小关系为___________。 ②已知25℃时，各级电离常数分别为K1=2.5×10-2，K2=4.0×10-4，K3=5.0×10-8，当pH=4时，溶液中=___________。 【答案】（1）Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H+ （2） ①. +4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH- ②. 减弱 ③. 右 ④. 使用时间长、工作电压稳定 （3） ①. c(H2FeO4)>c()>c() ②. 0.5 【解析】 【小问1详解】 K2FeO4可用作絮凝剂除去水中悬浮杂质是因为还原后的Fe3+水解生产Fe(OH)3胶体，胶体能吸附悬浮杂质而聚沉，水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H+； 【小问2详解】 ①根据电池装置，Zn做负极，C为正极，高铁酸钾的氧化性很强，正极上高铁酸钾发生还原反应生成Fe(OH)3，正极电极反应式为：+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；负极的反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，由于消耗了OH-，故负极区附近溶液的碱性减弱； ②盐桥中阴离子移向负极，负极区是右侧烧杯，故放电时盐桥中氯离子向右池移动； ③由图可知高铁电池的优点有：使用时间长、工作电压稳定； 【小问3详解】 ①由图可知，pH=2.6时溶液中主要含铁微粒及浓度大小关系为：c(H2FeO4)>c()>c()； ②已知的电离常数分别为：K1==2.5×10-2，K2==4.0×10-4，K3==5.0×10-8，K1K2K3==5.0×10-13，当pH=4时，溶液中===0.5。 17. 一种处理废旧电池正极材料(主要成分为)，制备三元锂电池正极材料的工业流程如下： 已知：①正极材料酸浸后溶液中含有的金属阳离子有。 ②25℃时相关物质的溶度积数据如下表。 物质 回答下列问题： （1）基态Mn2+价层电子排布图_______________________ （2）“酸浸”中发生反应的化学方程式为___________，“酸浸”中H2O2消耗量较大程度地超过理论用量，其原因可能是__________________________________________。 （3）假设正极材料酸浸后溶液中金属阳离子浓度均为，则“调”过程中调控的范围是___________(溶液中某离子浓度小于时，视为该离子沉淀完全)。 （4）“沉锂”过程发生反应的离子方程式为______________________________________。 （5）为了提高原料中锂的回收率，操作后母液的处理方法是_______________________。 （6）某三元锂电池以有机聚合物为电解质，电池放电时总反应方程式为：(石墨)。放电时工作装置简图如下，写出放电时B电极的电极反应式：__________________________________________。 【答案】（1） （2） ①. ②. 易分解，且溶液中的、等过渡金属离子会催化的分解 （3） （4） （5） 循环再利用 （6） 【解析】 【分析】废旧电池正极材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4加入硫酸与过氧化氢进行酸浸，H2O2既作还原剂还原高价金属，少量LiFePO4不溶解被分离除去，浸出液得到Li+、Mn2+、Co2+、Fe3+、Ni2+金属阳离子；向浸出液中加入NaOH调pH，依据溶解度差异，Fe3+优先转化为Fe(OH)3含铁沉淀除去，实现铁元素分离；剩余含Li+、Ni2+、Mn2+、Co2+的溶液经物质X调浓度，使Ni2+、Mn2+、Co2+物质的量之比达到1：1：1；再加入NaOH进行共沉淀，三种金属离子生成；调浓度后的溶液分出一部分加入饱和Na2CO3溶液沉锂，Li+转化为Li2CO3沉淀；最后将氢氧化物沉淀与碳酸锂混合焙烧，二者发生固相反应，得到目标产物三元正极材料。 【小问1详解】 是25号元素，基态原子的电子排布式为，失去两个电子形成，其价层电子排布式为。根据洪特规则，5个电子以相同自旋方向分别占据5个轨道，排布图为 。 【小问2详解】 “酸浸”过程中，中的元素（+3价）被还原为，被氧化生成，化学方程式为。由于本身受热易分解，且浸出液中含有的、等离子对其分解具有催化作用，导致的实际消耗量远大于理论用量。 【小问3详解】 “调”的目的是使完全沉淀而不使、、沉淀。当完全沉淀时，，此时，则，即。为防止其他离子沉淀，需保证最易沉淀的（其最小）不沉淀，此时，则，即。因此的调控范围是。 【小问4详解】 “沉锂”过程中，加入饱和溶液与溶液中的结合生成碳酸锂沉淀，反应的离子方程式为。 【小问5详解】 沉锂后的母液中仍含有一定浓度的，为了提高原料中锂的回收率，降低成本，通常将母液循环再利用。 【小问6详解】 根据电池放电时的总反应方程式可知，失去电子发生氧化反应，作负极（A电极）；得到电子发生还原反应，作正极（B电极）。放电时B电极的电极反应式为。 18. 金首饰是由金和其他合金材料(主要为银、铜和镍)所制造而成的首饰。现使用硫酸亚铁铵((NH4)2Fe(SO4)2)还原重铬酸钾(K2Cr2O7)返滴定的方法检测金首饰中金含量。 步骤一：配制重铬酸钾标准溶液 称取2.9400 g基准重铬酸钾试剂于烧杯中，加蒸馏水溶解后，将溶液和洗涤液全部转移至容量瓶中，轻轻摇匀，加水定容，上下颠倒摇匀，装瓶贴标签。 步骤二：标定硫酸亚铁铵溶液的浓度 取硫酸亚铁铵溶液，置于锥形瓶中，加入硫酸磷酸混合酸、水、3滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定至溶液从绿色转变为紫红色为终点。平行标定3次，消耗重铬酸钾标准溶液的平均体积为30.00 mL。 步骤三：溶解试样 称取约0.1970 g试样，加入浓盐酸和质量分数为的硝酸，在水浴上加热溶解，并蒸发至湿盐状。取下冷却，用浓盐酸洗涤杯壁，蒸发至湿盐状，取下冷却，再用浓盐酸重复操作两次，驱尽硝酸根。 步骤四：滴定试样 冷却后加入水，摇匀，边搅动边加入硫酸亚铁铵标准溶液，继续搅动约，加入硫酸磷酸混合酸、水、3滴二苯胺磺酸钠指示剂，以重铬酸钾标准溶液滴定至溶液从绿色转变为紫红色即为终点。消耗重铬酸钾标准溶液的平均体积为37.50 mL。 回答下列问题： （1）步骤一中容量瓶的规格为___________，重铬酸钾标准溶液的浓度为___________。 （2）步骤二实验过程需用到的实验仪器有___________(填字母)。 （3）配制硫酸亚铁铵溶液时加入铁粉的原因是___________(用离子方程式回答)。 （4）步骤三中驱尽硝酸根的目的是___________。 （5）步骤四“滴定试样”中发生的离子反应有：、___________ ；该试样中的含量为___________。 （6）查阅相关资料得知白色金中的在酸性体系中与重铬酸钾溶液发生反应，导致测定结果___________(填“偏高”或者“偏低”)。 【答案】（1） ①. 或 ②. 0.01 mol/L （2）DGH （3） （4）防止滴定时硫酸亚铁铵被(酸性条件下)氧化 （5） ①. ②. 75% （6）偏低 【解析】 【分析】先配制标准重铬酸钾滴定剂，再标定硫酸亚铁铵溶液，原理为：利用二苯胺磺酸钠作为指示剂，其还原态溶液为绿色，氧化态溶液为紫红色，当重铬酸钾将待标定的亚铁全部转化为三价铁后，重铬酸钾会将指示剂由还原态转变为氧化态，产生较明显且迅速的颜色变化作为滴定终点；然后利用配制的王水溶解样品，将其中的Au单质转变为，最后先加入定量且过量的硫酸亚铁铵与充分反应，剩余未反应的硫酸亚铁铵利用二苯胺磺酸钠作为指示剂，重铬酸钾滴定， 可得与反应的硫酸亚铁铵物质的量，进而确定样品中的Au含量，据此解答。 【小问1详解】 配制970 mL重铬酸钾标准溶液，需要1000 mL的容量瓶，2.9400 g基准重铬酸钾，配制1000 mL，其物质的量浓度为。 【小问2详解】 步骤二标定硫酸亚铁铵，需要用到移液管取出定量的硫酸亚铁铵，H锥形瓶装入硫酸亚铁铵，G量筒量取水和硫酸磷酸混合酸，D酸式滴定管装入重铬酸钾标准液，铁架台固定酸式滴定管，故选DGH。 【小问3详解】 配制硫酸亚铁铵时加入铁粉防止亚铁被氧化：Fe+2Fe3+=3Fe2+。 【小问4详解】 步骤四滴定时溶液为酸性环境，硝酸根会氧化硫酸亚铁铵，所以需要驱尽硝酸根。 【小问5详解】 步骤四滴定时发生的反应为；根据已知，以及6Fe2+~，重铬酸钾浓度为0.01 mol/L，标定硫酸亚铁铵的浓度为，与反应的硫酸亚铁铵物质的量为，根据，则0.1970 g试样中Au的物质的量为，样品中Au的含量为。 【小问6详解】 Ni2+在酸性体系中与重铬酸钾溶液发生反应，则消耗的重铬酸钾溶液体积偏大，测得与反应的硫酸亚铁铵物质的量偏小，测定Au含量偏小。 19. NO和CO均为燃油汽车尾气的成分，三元催化转换器可除去汽车尾气中90%以上的污染物，发生的反应为： 。 （1）某温度下，测得NO、CO在1L体积不变的密闭容器中的物质的量浓度随时间变化关系如图1所示。 ①ab段CO的反应速率为_______，达平衡时，理论上该反应放出的热量约为_______kJ(保留3位有效数字)。 ②该条件下，不能判断此反应到达平衡状态的是_______。 A．单位时间内，消耗1molNO的同时消耗44g B．混合气体的平均相对分子质量不再改变 C． D．CO与NO的转化率比值不再改变 ③其它条件不变，相同时间内，测得反应在不同催化剂作用下，NO转化率随温度变化关系如图2所示。则催化剂a条件下，图中达到平衡状态的点可能在_______(填“M点”“N点”或“M点和N点”)；催化剂b条件下，500℃以后NO转化率迅速减小的原因可能是_______。 ④恒温恒压下，再向该容器中注入“惰性气体”，该反应的化学平衡将_______(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。 （2）某温度下，向(1)容器中充入1molCO和4mol汽车尾气(主要成分为NO和，其中NO的体积分数为25%)发生反应。10min时反应达到平衡，此时CO的转化率为50%。平衡时，体系压强为10MPa，则用分压表示的平衡常数_______。(用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数，气体分压=气体总压×气体的物质的量分数) 【答案】（1） ①. ②. 0.336kJ ③. CD ④. N点 ⑤. 温度升高使催化剂的活性降低 ⑥. 逆向移动 （2）6.175 【解析】 【小问1详解】 ①ab段CO的反应速率为：；达平衡时，NO浓度的变化量为：9×10-4mol/L，则△n(NO)= 9×10-4mol，理论上该反应放出的热量约为：； ②A．根据化学方程式可知，单位时间内，消耗1molNO的同时消耗44gCO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A项不符合题意； B．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中混合气体的平均相对分子质量增大，则混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应已达到平衡状态，故B项不符合题意； C．，反应速率之比不等于计量数之比，正逆反应速率不等，不能说明达到平衡，故C项符合题意； D．反应无时不刻在按照1:1的化学计量数之比消耗CO和NO，所以转化率的比值始终保持不变，因此转化率保持不变不能作为平衡状态的判据，故D项符合题意； 故答案为：CD； ③在催化剂a的作用下，M点对应的NO转化率小于相同温度下使用另一催化剂时NO的转化率，催化剂的使用不影响平衡移动，故M点不是平衡状态，N点为平衡点；催化剂b条件下，500℃以后NO转化率迅速减小的原因可能是因为温度升高使催化剂的活性降低； ④恒温恒压下，再向该容器中注入“惰性气体”，等同于增大容器体积，各气体浓度减小，化学平衡常数不变，则该反应的化学平衡将逆向移动； 【小问2详解】 根据题中所给数据可知，4mol汽车尾气中含有n(NO)=4mol×25%=1mol，n(N2)=4mol×75%=3mol，反应达到平衡时CO的转化率为50%，即n(CO)=1mol×50%=0.5mol，列出三段式：，平衡时，体系压强为10MPa，n(气体)=0.5+0.5+0.5+3.25=4.75mol，则用分压表示的平衡常数为：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $