
?四川省成都外國語學(xué)校2021—2022學(xué)年高二下學(xué)期3月月考
化學(xué)試題
注意事項(xiàng):
1、本試卷分Ⅰ卷(選擇題)和Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。
2、本堂考試90分鐘,滿分100分。
3、答題前,考生務(wù)必先將自己的姓名、學(xué)號填寫在答題卡上,并使用2B鉛筆填涂。
4、考試結(jié)束后,將答題卡交回。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H -1 C-12 N-14 O-16 K-31 S-32
第Ⅰ卷 (選擇題)
一.選擇題(共20個,2分/個,共40分,每題只有一個正確答案。)
1. 根據(jù)所學(xué)習(xí)的電化學(xué)知識,下列說法正確的是
A. 酸雨后鋼鐵易發(fā)生析氫腐蝕、鐵鍋存留鹽液時易發(fā)生吸氧腐蝕
B. 鐵表面的鍍鋅層破損后,就完全失去了對鐵的保護(hù)作用
C. 水庫的鋼閘門與電源正極連接可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)保護(hù)
D. 智能手機(jī)常用的鋰離子電池屬于一次電池
【答案】A
【解析】
【詳解】A.酸雨后鋼鐵所處環(huán)境酸性較強(qiáng),發(fā)生析氫腐蝕,鹽液顯中心,鐵鍋發(fā)生吸氧腐蝕,A正確;
B.鋅比鐵活潑,鍍層破損后形成原電池,Zn為負(fù)極,F(xiàn)e被保護(hù)起來,B錯誤;
C.與電源正極相連后,鋼閘門上發(fā)生氧化反應(yīng),加速腐蝕,鋼閘門應(yīng)與電源負(fù)極相連,C錯誤;
D.鋰離子電池可以充電,為二次電池,D錯誤;
綜上所述答案為A。
2. 下列說法中正確的是
A. 多電子原子的所有電子在同一區(qū)域里運(yùn)動
B. 能量高的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動,能量低的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動
C. 處于最低能量的原子叫基態(tài)原子
D. 同一原子中,1s、2s、3s所能容納的電子數(shù)越來越多
【答案】C
【解析】
【詳解】A.原子核外有多電子時,電子的能量不盡相同,電子不可能都在同一區(qū)域里運(yùn)動,而是分層排布的,A項(xiàng)錯誤;
B.能量低的電子在離原子核近的區(qū)域里運(yùn)動即在低能層運(yùn)動,而能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域即高能層運(yùn)動,B項(xiàng)錯誤;
C.能量越低越穩(wěn)定,根據(jù)構(gòu)造原理可知,核外電子優(yōu)先排布在能量較低的能級上,C項(xiàng)正確;
D.s能級最多容納2個電子,與其所在能層高低無關(guān),D項(xiàng)錯誤;
答案選C。
3. 下列化學(xué)用語正確的是
A. 乙烯的結(jié)構(gòu)簡式CH2CH2 B. 氯化銨的電子:
C. 氟原子的結(jié)構(gòu)示意: D. 鉻原子的價(jià)電子軌道表示:
【答案】D
【解析】
【詳解】A.結(jié)構(gòu)簡式中的碳碳雙鍵不能省略,所以乙烯的結(jié)構(gòu)簡式CH2=CH2,A錯誤;
B.氯離子最外層有8個電子,氯化銨的電子式為氯化銨的電子:,B錯誤;
C.F原子核外有9個電子,結(jié)構(gòu)示意圖為,C錯誤;
D.Cr為24號元素,價(jià)電子排布式為3d54s1,軌道表示式為,D正確;
綜上所述答案為D。
4. 下列有關(guān)說法正確的是
A. 所有非金屬元素都分布在p區(qū)
B. 電子云通常用小點(diǎn)的疏密程度來表示,小點(diǎn)密表示在該空間的電子數(shù)多
C. Cu的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,所以Cu處于s區(qū)
D. 已知Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2,F(xiàn)e3+的價(jià)層電子排布式為3d5
【答案】D
【解析】
【詳解】A.H元素為非金屬元素,但位于s區(qū),A錯誤;
B.小點(diǎn)密表示在該空間內(nèi)電子出現(xiàn)的概率大,B錯誤;
C.Cu的價(jià)電子為3d104s1,處于ds區(qū),C錯誤;
D.Fe原子失去最外層3個電子后形成Fe3+,所以Fe3+的價(jià)層電子排布式為3d5,D正確;
綜上所述答案為D。
5. 燃料電池是燃料(如CO、H2、CH4、C2H6等)跟氧氣(或空氣)起反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,若電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿溶液,下面關(guān)于乙烷(C2H6)燃料電池的說法正確的是
A. 該電池工作時,正極附近溶液的堿性增強(qiáng)
B. 負(fù)極反應(yīng)式:C2H6+18OH—+14e—=2CO+12H2O
C. 通入5.6LO2完全反應(yīng)后,有1mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D. 燃料電池的優(yōu)點(diǎn)之一是點(diǎn)燃時化學(xué)能大部分轉(zhuǎn)化為電能而不是熱能和光能
【答案】A
【解析】
【分析】由題意可知,乙烷燃料電池的負(fù)極為通入乙烷的電極,堿性條件下,乙烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根和水,電極反應(yīng)式為C2H6+18OH——14e—=2CO+12H2O,通入氧氣的一極為正極,氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+4e—+2H2O=4OH—。
【詳解】A.由分析可知,電池工作時,通入氧氣的一極為正極,氧氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,正極附近溶液的氫氧根離子濃度增大,溶液堿性增強(qiáng),故A正確;
B.由分析可知,通入乙烷的電極為負(fù)極,堿性條件下,乙烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根和水,電極反應(yīng)式為C2H6+18OH——14e—=2CO+12H2O,故B錯誤;
C.缺標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無法計(jì)算5.6LO2完全反應(yīng)后轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,故C錯誤;
D.乙烷燃料電池工作時,不需要點(diǎn)燃乙烷,故D錯誤;
故選A。
6. 下列說法正確的是
A. 6C的電子排布式1s22s22p2x,違反了泡利不相容原理
B. 價(jià)電子排布為5s25p2的元素位于第五周期第IIA族,是p區(qū)元素
C. ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量
D. 電子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d34s2違反了洪特規(guī)則
【答案】C
【解析】
【詳解】A.2p能級共有2個電子,應(yīng)單獨(dú)占據(jù)一個軌道且自旋方向相同。選項(xiàng)中填充在1個軌道中,違背了洪特規(guī)則,A錯誤;
B.價(jià)電子排布為5s25p2的元素位于第五周期第IVA族,是p區(qū)元素,B錯誤;
C.一般情況下電子能量與能層和能級都有關(guān),根據(jù)構(gòu)造原理可知:ns電子的能量一定高于(n-1)p電子的能量,C正確;
D.電子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d34s2符合原子核外電子排布規(guī)律,D錯誤;
故合理選項(xiàng)是C。
7. 常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 能使甲基橙變紅的溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 水電離出的的溶液中:、、、
D. 含大量的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【詳解】A.能使甲基橙變紅的溶液中存在大量H+,酸性環(huán)境可以氧化,不能大量共存,故A錯誤;
B.的溶液中是酸性溶液,、、、均不發(fā)生反應(yīng),能大量共存,故B正確;
C.水電離出的說明酸或者堿抑制水的電離,如果是酸性溶液會生成CO2,不能大量共存,故C錯誤;
D.與會發(fā)生雙水解生成氫氧化鐵沉淀,不能大量共存,故D錯誤;
故答案為B。
8. 與甲、乙兩套裝置有關(guān)的下列說法正確的是
A. 甲、乙裝置中,鋅棒均作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸,故甲生成氣泡的速率更快
C. 甲、乙裝置的電解質(zhì)溶液中,陽離子均向碳棒定向遷移
D. 乙中鹽橋設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是迅速平衡電荷,提高電池效率
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)圖示,甲未構(gòu)成閉合電路,不屬于原電池裝置,發(fā)生化學(xué)腐蝕;乙滿足構(gòu)成原電池的條件,是原電池,其中鋅為負(fù)極,碳棒為正極,結(jié)合電極反應(yīng)式和原電池原理分析解答。
【詳解】A. 根據(jù)上述分析,甲不是原電池,故A錯誤;
B. 甲中鋅棒直接與稀H2SO4接觸,發(fā)生化學(xué)腐蝕,乙中構(gòu)成了原電池,負(fù)極失去電子的速率加快,因此正極放出氫氣的速率增大,故B錯誤;
C. 甲不是原電池,電解質(zhì)溶液中的陽離子向鋅移動,故C錯誤;
D. 鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路,鹽橋既可溝通兩方溶液,又能阻止反應(yīng)物的直接接觸,迅速平衡電荷,使由它連接的兩溶液保持電中性,提高電池效率,故D正確;
答案選D。
9. 下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、原子軌道的說法正確的是
A. N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級,共16個軌道,可容納32種運(yùn)動狀態(tài)的電子
B. 在K能層中,有自旋相反的兩條軌道
C. s電子繞核運(yùn)動,其軌道為球面,而p電子在啞鈴形曲面上運(yùn)動
D. 114號元素是位于p區(qū)的金屬元素,價(jià)電子排布式為7s27p4
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級,共16個軌道,可容納32種運(yùn)動狀態(tài)的電子,故A正確;
B.K能層含有s能級有1個軌道,最多容納自旋相反的兩個電子,故B錯誤;
C.s電子的原子軌道都是球形的,p電子的原子軌道都是啞鈴形,故C錯誤;
D.114號元素位于第七周期第IVA族,屬于p區(qū),價(jià)電子數(shù)為4,價(jià)電子排布式為7s27p2,故D錯誤;
故選:A。
10. 氯堿工業(yè)用離子交換膜法電解飽和食鹽水,裝置示意圖如圖。下列說法錯誤的是
A. a為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣
B. b極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 電解時,Na+穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室
D. 飽和食鹽水從c處進(jìn)入,淡鹽水從e處流出
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】A.a(chǎn)和電源的正極相連,為陽極,溶液中的Cl-在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,故A正確;
B.b為陰極,溶液中水電離出來的H+得到電子生成氫氣,電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故B正確;
C.離子交換膜為陽離子交換膜,電解時,陽離子移向陰極,所以Na+穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室,故C正確;
D.由于溶液中的Cl-在陽極放電,所以飽和食鹽水從c處進(jìn)入陽極室,Cl-放電生成氯氣逸出,Na+穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室,所以淡鹽水從d處流出,故D錯誤;
故選D。
11. NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,86g己烷的分子數(shù)為NA個
B. 25℃時,1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中NH為0.1NA
C. 17.6g丙烷中所含的極性共價(jià)鍵為4NA個
D. 64gCu分別與足量稀硝酸反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
【答案】A
【解析】
【詳解】A.己烷的分子式為C6H14,所以86g己烷的物質(zhì)的量為=1mol,所含分子數(shù)為NA個,A正確;
B.1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有0.1molNH4NO3,但由于銨根會水解,所以NH的個數(shù)小于0.1NA,B錯誤;
C.17.6g丙烷的物質(zhì)的量為=0.4mol,每個丙烷分子中含有8個C-H極性共價(jià)鍵,所以共含的極性共價(jià)鍵為3.2NA個,C錯誤;
D.64gCu的物質(zhì)的量為1mol,足量稀硝酸反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為Cu2+,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,D錯誤;
綜上所述答案為A。
12. 鋰空氣充電電池有望成為電池行業(yè)的“明日之星”,其放電時的工作原理如圖所示。已知電池反應(yīng):2Li+O2Li2O2,下列說法錯誤的是
A. 放電時,正極的電極反應(yīng)式:O2 + 2e?+ 2Li+=Li2O2
B. 放電時,B極消耗 22.4 L的O2,外電路中通過2mol電子
C. 充電時,Li+向A極移動
D. 充電時,A極接電源的負(fù)極
【答案】B
【解析】
【分析】由圖可知,放電時,A極作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Li-e-=Li+,B極為正極,電極反應(yīng)式為O2+2e-+2Li+=Li2O2,充電時,A極為陰極,B極為陽極,據(jù)此作答。
【詳解】A.放電時,B極為正極,電極反應(yīng)式為O2+2e-+2Li+=Li2O2,故A正確;
B.題目未給標(biāo)準(zhǔn)狀況,無法使用22.4L/mol計(jì)算氣體的物質(zhì)的量,無法計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù),故B錯誤;
C.充電時,B極為陽極,A極為陰極,Li+向陰極即向A極移動,故C正確;
D.充電時,A極為陰極,連接電源的負(fù)極,故D正確;
故選B。
13. 下列離子方程式符合題意的是
A. 等物質(zhì)的量濃度的鹽酸與Na2CO3溶液等體積混合:2H++CO=CO2↑+H2O
B. 加入Na2S除去廢水中的Cu2+:S2-+Cu2+=CuS↓
C. 將NaClO堿性溶液與含F(xiàn)e2+的溶液混合: ClO-+2Fe2++H2O=Cl-+2Fe3++2OH-
D. 用銅電極電解硫酸銅溶液:2Cu2+ + 2H2O 2Cu + O2↑ + 4H+
【答案】B
【解析】
【詳解】A.等物質(zhì)的量濃度的鹽酸與Na2CO3溶液等體積混合,只能生成碳酸氫鈉和氯化鈉,離子方程式為H++CO=HCO,A錯誤;
B.加入Na2S除去廢水中的Cu2+,生成CuS沉淀,離子方程式為S2-+Cu2+=CuS↓,B正確;
C.堿性溶液中Fe3+會生成沉淀,離子方程式為ClO-+2Fe2++H2O+4OH-=Cl-+2Fe(OH)3↓,C錯誤;
D.用銅電極電解硫酸銅溶液,陽極上Cu失去電子,不會生成氧氣,離子反應(yīng)為Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑,D錯誤;
綜上所述答案為B。
14. 電絮凝的反應(yīng)原理是以金屬鐵為陽極,在直流電的作用下,陽極被溶蝕,產(chǎn)生金屬離子;在經(jīng)一系列水解、聚合及氧化過程,使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。下列說法不正確的是
A. 陽極電極方程式為Fe-3e-=Fe3+和2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. 陰極電極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 每產(chǎn)生1molO2,整個電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子大于4mol
D. 選擇鋁做陽極也可起到相似的絮凝效果
【答案】A
【解析】
【詳解】A.若鐵為陽極,則陽極電極方程式為Fe-2e-=Fe2+,同時水電離產(chǎn)生的OH-失去電子變?yōu)镺2,同時產(chǎn)生H+,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=O2↑+4H+,選項(xiàng)A不正確;
B.陰極上水電離產(chǎn)生的H+得到電子變?yōu)镠2逸出,故電離方程式為:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,B正確;
C.在陽極上的電極反應(yīng)式有Fe-2e-=Fe2+、2H2O-4e-=O2↑+4H+,因此當(dāng)生成1 mol O2,整個電解池中理論上轉(zhuǎn)移電子大于4 mol,選項(xiàng)C正確;
D.Fe3+經(jīng)過水解生成Fe(OH)3膠體使水中的雜質(zhì)凝聚沉淀,選擇鋁做陽極也可起到相似的絮凝效果,選項(xiàng)D正確;
答案選A。
15. 已知X、Y元素同周期,且電負(fù)性X>Y,下列說法錯誤的是
A. X與Y形成化合物時,X顯負(fù)價(jià),Y顯正價(jià)
B. X的第一電離能一定大于Y
C. 最高價(jià)含氧酸的酸性:X對應(yīng)的酸性強(qiáng)于Y對應(yīng)的酸性
D. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HnY小于HmX
【答案】B
【解析】
【詳解】A.非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,同周期自左向右非金屬性逐漸增強(qiáng),所以X的非金屬性強(qiáng)于Y的,故A正確;
B.非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大,但氮元素的第一電離能大于氧元素的,故B錯誤;
C.非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng),非金屬性X>Y,則最高價(jià)含氧酸的酸性:X對應(yīng)的酸性強(qiáng)于Y對應(yīng)的酸性,故C正確;
D.非金屬性越強(qiáng),相應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),非金屬性X>Y,則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HnY小于HmX,故D正確。
故答案選B。
16. 某實(shí)驗(yàn)小組用堿性鋅錳電池作為電源模擬工業(yè)上電解精煉銅,裝置如圖。其中a、b分別為堿性鋅錳電池的兩電極,該電池總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O = 2MnO(OH)+Zn(OH)2。粗銅中含有Zn、Fe、Pt等雜質(zhì)。下列說法錯誤的是
A. 堿性鋅錳電池的a為正極,b為負(fù)極
B. 堿性鋅錳電池正極電極反應(yīng)式為:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
C. CuSO4溶液中SO向粗銅一極移動
D. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時,粗銅減少的質(zhì)量為32 g
【答案】D
【解析】
【詳解】A.電解精煉銅時,粗銅連接電源正極,作陽極;精銅連接電源的負(fù)極作陰極。根據(jù)圖示可知堿性鋅錳電池的a電解連接粗銅,應(yīng)該是a為正極,則b為負(fù)極,A正確;
B.根據(jù)總反應(yīng)方程式可知堿性鋅錳電池正極上MnO2得到電子被還原為MnO(OH),故正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-,B正確;
C.根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,CuSO4溶液中SO應(yīng)該向正電荷較多的陽極——粗銅一極移動,C正確;
D.陽極上主要是粗銅的主要成分Cu失去電子變?yōu)镃u2+進(jìn)入溶液,同時活動性比Cu強(qiáng)的金屬,如Fe、Zn也會失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子進(jìn)入溶液中,而活動性比Cu弱的金屬入Ag、Au等則沉淀在陽極底部,形成陽極泥,因此當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1 mol電子時,粗銅減少的質(zhì)量可能為32 g,也可能不是32 g,D錯誤;
故合理選項(xiàng)是D。
17. X、Y、Z、W為短周期元素,X2-和Y+核外電子排布相同,X、Z位于同一主族,Y、Z、W位于同一周期,W的最外層電子數(shù)是X、Y最外層電子數(shù)之和。下列說法不正確的是
A. 離子半徑Z>X>Y
B. 第一電離能:Y<Z
C. Y、W均屬于元素周期表中的p區(qū)元素
D. X、Y、Z、W核電荷數(shù)逐漸增大
【答案】C
【解析】
【詳解】X、Y、Z、W為短周期元素,X2-和Y+核外電子排布相同,X、Z位于同一主族,則X為O元素,Z為S元素,Y為Na元素,Y、Z、W位于同一周期,W最外層電子數(shù)是X、Y最外層電子數(shù)之和,則W為Cl元素。
A. 具有相同電子結(jié)構(gòu)的離子核電荷數(shù)越大半徑越小,Z離子多一個電子層半徑最大,故離子半徑Z>X>Y,選項(xiàng)A正確;
B. Y為金屬元素,Z為非金屬元素,第一電離能:Y<Z,選項(xiàng)B正確;
C. Na屬于元素周期表中的s區(qū)元素,、Cl屬于元素周期表中的p區(qū)元素,選項(xiàng)C不正確;
D. X、Y、Z、W核電荷數(shù)分別為8、11、16、17,逐漸增大,選項(xiàng)D正確;
答案選C。
18. 下列操作規(guī)范且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A. 利用裝置甲可證明非金屬性強(qiáng)弱:Cl>C>Si
B. 利用裝置乙準(zhǔn)確稱得0.1775gNaCl固體
C. 利用裝置丙證明氨氣極易溶于水
D. 利用裝置丁制備Fe(OH)2并能較長時間觀察到白色
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A.非金屬性強(qiáng)弱可通過最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性來比較,即比較Cl、C、Si的非金屬性強(qiáng)弱應(yīng)該用、、,描述錯誤,不符題意;
B.托盤天平讀數(shù)只能讀到小數(shù)點(diǎn)后一位,不能到小數(shù)點(diǎn)后4位,描述錯誤,不符題意;
C.引發(fā)噴泉的操作:擠壓膠頭滴管的膠頭,使少量水進(jìn)入圓底燒瓶,此時由于氨氣極易溶于水,燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,形成噴泉,描述正確,符合題意;
D.裝置丁中不能使用酒精液封,因?yàn)榫凭c水互溶不能隔絕空氣,不能防止被氧化,描述錯誤,不符題意;
綜上,本題選C。
19. 按如圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作,其中不正確的是
A. 鐵腐蝕的速度由大到小的順序:只閉合K3>只閉合K1>都斷開>只閉合K2
B. 只閉合K3,正極的電極反應(yīng)式:2H2O+O2+4e-=4OH-
C. 先只閉合K1,一段時間后,漏斗內(nèi)液曲上升,然后再只閉合K2,漏斗內(nèi)液面上升
D. 只閉合K2,U形管左、右兩端液面均下降
【答案】A
【解析】
【詳解】A、金屬腐蝕速率:電解池的陽極>原電池的負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池的正極>電解池的陰極,閉合K3,是原電池,鐵作負(fù)極:閉合K2,是電解池,鐵作陰極;閉合K1,鐵作陽極,因此腐蝕速率是只閉合K1>只閉合K3>都斷開>只閉合K2,故A說法錯誤;B、B、只閉合K3,構(gòu)成吸氧腐蝕,正極:O2+2H2O+4e-=4OH-,故B說法正確;C、只閉合K1,鐵作陽極,陽極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,U形管中氣體壓強(qiáng)增大,因此漏斗中液面上升,然后閉合K2,鐵作陰極,陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,陽極反應(yīng)式2Cl-2e-=Cl2↑,U形管中氣體壓強(qiáng)增大,漏斗中液面上升,故C說法正確;D、根據(jù)選項(xiàng)C的分析,鐵作陰極,陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑,陽極反應(yīng)式2Cl-2e-=Cl2↑,故D說法正確。
20. 工業(yè)上利用電滲析法制取次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]的原理如圖所示:
已知:Co(H2PO2)2溶液在強(qiáng)堿性條件下通過自身催化發(fā)生氧化還原反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍鈷。下列說法正確的是
A. a為電源的負(fù)極
B. 陽極的電極反應(yīng):Co-2e-+2H2PO=Co(H2PO2)2
C. 膜Ⅰ陽離子交換膜,膜Ⅳ為陰離子交換膜
D. Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷過程中可能發(fā)生:Co2++H2PO+3OH-=Co+HPO+2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】利用電滲析法制取次磷酸鈷[Co(H2PO2)2],根據(jù)圖示,H2PO由原料室進(jìn)入產(chǎn)品室、Co2+由M電極透過膜Ⅰ進(jìn)入產(chǎn)品室,Co2+和H2PO生成Co(H2PO2)2。
【詳解】A.M電極生成Co2+,M是陽極,a為電源的正極,故A錯誤;
B.Co在陽極失電子生成Co2+,陽極的電極反應(yīng):Co-2e-= Co2+,故B錯誤;
C.Co2+由M電極透過膜Ⅰ進(jìn)入產(chǎn)品室,膜Ⅰ為陽離子交換膜,Na+透過膜Ⅳ進(jìn)入緩沖室2,膜Ⅳ為陽離子交換膜,故C錯誤;
D.Co(H2PO2)2溶液在強(qiáng)堿性條件下通過自身催化發(fā)生氧化還原反應(yīng),可實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍鈷,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律,Co(H2PO2)2溶液化學(xué)鍍鈷過程中可能發(fā)生Co2++H2PO+3OH-=Co+HPO+2H2O,故D正確;
選D。
第II卷 (非選擇題)
二.填空題(共5個題,60分)
21. 有五種短周期元素A、B、X、D、E,它們的原子序數(shù)依次遞增,A元素的一種核素可用于考古時判斷文物的年代,X是地殼中含量最多的元素,D的氧化物具有兩性,E和X同族。F為第四周期的元素,F(xiàn)3+離子的3d能級電子為半充滿。根據(jù)以上信息,回答下列問題:
(1)元素A基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為___________,F(xiàn)2+的電子排布式為___________。
(2)元素A、B、X電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開__________ (用元素符號表示,下同),基態(tài)X原子比基態(tài)B原子的第一電離能低的原因是___________。
(3)元素E原子核外有___________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。 D元素基態(tài)原子的最高能級符號為___________。
(4)元素B的簡單氫化物的沸點(diǎn)比同主族相鄰元素氫化物的高,原因是___________。
(5)下列說法正確是___________ (填標(biāo)號)。
①簡單離子半徑:X>D
②簡單氫化物的穩(wěn)定性:X<E
③B的氧化物對應(yīng)的水化物都是強(qiáng)酸
④D和E的簡單離子在水溶液中不能大量共存
【答案】(1) ①. ②. 1s22s22p63s23p63d6
(2) ①. O>N>C ②. 同一周期從左到右,核電荷數(shù)增大,原子半徑減小,原子核對核外電子的吸引從左到右增大
(3) ①. 16 ②. 3p
(4)NH3能形成分子間氫鍵
(5)①④
【解析】
【分析】五種短周期元素A、B、X、D、E,原子序數(shù)依次遞增,A元素的一種核素可用于考古時判斷文物的年代,A是C元素;X是地殼中含量最多的元素,X是O元素;則B是N元素;D的氧化物具有兩性,D是Al元素;E和X同族,E是S元素;F為第四周期的元素,F(xiàn)3+離子的3d能級電子為半充滿,F(xiàn)是Fe元素。
【小問1詳解】
A是C元素,C元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為,F(xiàn)是Fe元素,F(xiàn)e失去4s軌道上2個電子形成Fe2+,F(xiàn)e2+電子排布式為1s22s22p63s23p63d6;
【小問2詳解】
同周期元素從左到右,電負(fù)性依次增大,元素C、N、O電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>N>C;同一周期從左到右,核電荷數(shù)增大,原子半徑減小,原子核對核外電子的吸引從左到右增大,所以基態(tài)C原子比基態(tài)N原子的第一電離能低;
【小問3詳解】
E是S元素,S原子核外有16個電子,有16種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。D是Al元素,基態(tài)Al原子的最高能級符號為3p;
【小問4詳解】
B是N元素,NH3能形成分子間氫鍵,所以NH3的沸點(diǎn)比同主族相鄰元素氫化物的高。
【小問5詳解】
①電子層數(shù)相同,質(zhì)子數(shù)越多半徑越小,簡單離子半徑:O2->Al3+,故①正確;
②同主族元素從上到下,簡單氫化物的穩(wěn)定性依次減弱,穩(wěn)定性H2O>H2S,故②錯誤;
③N的氧化物對應(yīng)的水化物中,HNO2是弱酸,故③錯誤;
④Al3+和S2-在水溶液中發(fā)生雙水解反應(yīng),不能大量共存,故④正確;
正確的是①④。
22. 完成下列填空
(1)火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,液態(tài)過氧化氫為助燃劑。
已知:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=?534 kJ?mol?1
H2O2(l)=H2O(l)+O2(g) ΔH=?98 kJ?mol?1
H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ?mol?1
試寫出N2H4和液態(tài)H2O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_______。
(2)反應(yīng)的自發(fā)性由焓變和熵變兩個因素決定。N2(g)+O2(g)=2NO(g),已知N≡N的鍵能為946 kJ?mol?1,O=O鍵的鍵能為498 kJ?mol?1,N≡O(shè)的鍵能為630 kJ?mol?1;該反應(yīng)的ΔH=_______,其反應(yīng)自發(fā)的原因是_______。
(3)以純銅作陰極,以石墨作陽極,電解某濃度的硫酸銅溶液,陰極產(chǎn)物均附在電極上,通電一段時間后,關(guān)閉電源,迅速撤去電極(設(shè)陰極產(chǎn)物沒有損耗),若在電解后的溶液中加入16.0gCuO固體,則恰好能使溶液恢復(fù)到原濃度,則整個電解過程中,所產(chǎn)生的氣體體積為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)_______L。
(4)科學(xué)家設(shè)計(jì)利用電化學(xué)原理回收CO2達(dá)到減排的目的,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
已知在堿性條件下,鹵素單質(zhì)可以和乙醇反應(yīng)。假設(shè)理想狀態(tài)下,該裝置能將a電極的CO2全部轉(zhuǎn)化成HCOO-。
①則b為_______極(填“正”或“負(fù)”),a電極的電極反應(yīng)式為_______。
②標(biāo)準(zhǔn)狀況下,當(dāng)有4mol電子轉(zhuǎn)移時,回收的 CO2為_______L。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) ΔH=?642 kJ?mol?1
(2) ①. +184 kJ?mol?1 ②. 熵增或ΔS>0
(3)2.24 (4) ①. 負(fù) ②. CO2+H2O+2e- =HCOO+OH- ③. 44.8
【解析】
【小問1詳解】
N2H4和液態(tài)H2O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l),依次將已知的三個熱化學(xué)方程式標(biāo)號為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律①+2×②+4×③得N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)的ΔH=(-534kJ·mol-1)+2×(-98kJ·mol-1)+4×(+44kJ?mol-1)=-642?kJ·mol-1;
【小問2詳解】
該反應(yīng)的ΔH=946kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=+184kJ/mol,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是ΔH-TΔS<0,ΔH>0,其反應(yīng)自發(fā)的原因是ΔS>0;
【小問3詳解】
16.0gCuO固體恰好能使溶液恢復(fù)到原濃度,所以電解過程中陰極上析出銅,根據(jù)原子守恒知,陽極電解反應(yīng)為:4OH--4e-=2H2O+O2↑,陰極上電極反應(yīng)Cu2++2e-=Cu,16.0gCuO氫氧化銅的物質(zhì)的量=0.2mol,電子轉(zhuǎn)移總物質(zhì)的量0.4mol,生成氧氣0.1mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成氣體體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
【小問4詳解】
①根據(jù)題意,a電極的CO2全部轉(zhuǎn)化成HCOO-,發(fā)生還原反應(yīng),所以a電極為陰極,則電源的b電極為負(fù)極;根據(jù)電子守恒、元素守恒可得電極反應(yīng)為CO2+H2O+2e- =HCOO+OH-;
②根據(jù)a電極的反應(yīng)式可知,轉(zhuǎn)移4mol電子時,回收2molCO2,標(biāo)況下體積為2mol×22.4L/mol=44.8L。
23. 氮的氧化物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。
Ⅰ.已知汽車氣缸中氮及其化合物發(fā)生如下反應(yīng):
N2(g)+ O2(g)=NO(g) ΔH1=+90kJ?mol?1(常溫下平衡常數(shù)為K1)
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+68kJ?mol?1(常溫下平衡常數(shù)為K2)
(1)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)該反應(yīng)常溫下平衡常數(shù)K=_______(用K1、K2表示)
Ⅱ.四氧化二氮(N2O4)可作為運(yùn)載火箭的推進(jìn)劑,將4mol N2O4放入2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2O42NO2,平衡體系中N2O4的體積分?jǐn)?shù)()隨溫度的變化如圖所示:
(2)D點(diǎn)v(正)_______v(逆)(填“>”“=”或“
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