時(shí)間:90分鐘 滿分:100分
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H-1 Li-7 O-16 Al-27 Zn-65 Cu-64 Ag-108
一、選擇題(每小題只有一個(gè)正確答案 )
1.具有下列外圍電子排布式的基態(tài)原子中,最容易形成離子的是(  )
A. 3s23p1 B. 2s22p2 C. 3s2 D. 4s24p3
【答案】C
【解析】
A.Al B.C C.Mg D.P
元素周期表位置:
,金屬鎂最活潑,最易形成離子。
2.下列能級(jí)符號(hào)表示錯(cuò)誤的是(  )
A. 6s B. 3d C. 3f D. 5p
【答案】C
【解析】
【詳解】能層與能級(jí)的關(guān)系是任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始,每一能層的能級(jí)數(shù)等于該能層的序數(shù)。第三能層只有3s、3p和3d三個(gè)能級(jí),沒(méi)有3f能級(jí),故C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C
3.下列過(guò)程需要通電后才可以發(fā)生或進(jìn)行的是(  )
①電離 ②電泳?、垭娊狻、茈婂儭、蓦娀瘜W(xué)腐蝕
A. ①② B. ②③④ C. ②③④⑤ D. 全部
【答案】B
【解析】
試題分析:①電離是電解質(zhì)在水溶液中或者熔融狀態(tài)下離解出自由移動(dòng)離子的過(guò)程,不需要通電;②電泳是膠體通電后產(chǎn)生的現(xiàn)象;③電解池是外加電源強(qiáng)迫下的氧化還原反應(yīng),必須加外加電源;④電鍍池實(shí)質(zhì)是一個(gè)電解池,必須加外加電源;⑤電化學(xué)腐蝕原理是原電池原理,原電池中不含電源。故選B。
考點(diǎn):考查電解池、原電池的構(gòu)成條件及膠體的性質(zhì)
4.電子在一個(gè)基態(tài)原子的下列原子軌道中排布時(shí),最后排布的是(  )
A. n s B. n p C. (n-1)d D. (n-2)f
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布的規(guī)律,電子應(yīng)該依次進(jìn)入ns軌道、(n-2)f軌道、(n-1)d軌道,最后進(jìn)入np軌道,如果還有剩余電子則進(jìn)入(n+1)s軌道。綜上所述,A. n s不符合題意; B. n p符合題意;C. (n-1)d不符合題意; D. (n-2)f不符合題意;答案為B。
5.用惰性電極電解下列溶液,一段時(shí)間后,再加入一定質(zhì)量的另一物質(zhì)中(括號(hào)內(nèi)),溶液能與原來(lái)溶液完全一樣的是
A. CuCl2 [CuSO4] B. NaOH [NaOH] C. NaCl [HCl] D. CuSO4 [Cu(OH)2]
【答案】C
【解析】
試題分析:A、電解氯化銅溶液,電極生成物是氯氣、銅,所以需要加入的是氯化銅,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B、惰性電極電解氫氧化鈉溶液,實(shí)質(zhì)是電解水,加入的應(yīng)該是水,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C、惰性電極電解氯化鈉溶液,電極生成物是氯氣、氫氣和氫氧化鈉,所以需要加入的是氯化氫,C項(xiàng)正確;D、惰性電極電解硫酸銅溶液,生成物是銅、氧氣和硫酸,所以需要加入的是氧化銅或碳酸銅,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選C。
考點(diǎn):考查電解溶液的還原
6.下列說(shuō)法中正確的是(  )
A. s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)低 B. 電子云圖中小黑點(diǎn)多的區(qū)域表示電子多
C. 3p2表示第三能層上有兩個(gè)電子 D. 同一原子中,2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)相等
【答案】D
【解析】
【詳解】A.高能層的s能級(jí)比低能層的p能級(jí)的能量高,A不正確;B.3p2表示3p能級(jí)排了兩個(gè)電子,B不正確;同一原子中,1s、2p、4p電子的能量逐漸升高,C不正確。同一原子中,2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)相等,故D正確;答案:D。
7.用石墨做電極電解CuCl2溶液,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 在陽(yáng)極上析出金屬銅 B. 在陰極上析出金屬銅
C. 在陰極上產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體 D. 陽(yáng)極上發(fā)生還原反應(yīng)
【答案】B
【解析】
【詳解】根據(jù)電解原理,陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng):2Cl--2e-=Cl2↑,陰極發(fā)生還原反應(yīng):Cu2++2e-=Cu。因此陽(yáng)極上產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體氯氣,在陰極上析出銅。故B符合題意,答案:B
8.用石墨作電極,電解1 mol·L-1下列物質(zhì)的溶液,則電解前后溶液的pH保持不變的是( )
A. H2SO4 B. NaOH C. Na2SO4 D. NaCl
【答案】C
【解析】
試題分析:A.電解硫酸溶液,溶液中氫離子、氫氧根離子放電,實(shí)際電解水,硫酸濃度變大pH值逐漸變小,故A錯(cuò)誤;B.電解氫氧化鈉,溶液中氫離子、氫氧根離子放電,相當(dāng)于電解水,導(dǎo)致溶液中氫氧化鈉的濃度增大,溶液的pH值增大,故B錯(cuò)誤.C.電解硫酸鈉溶液,溶液中氫離子、氫氧根離子放電,相當(dāng)于電解水,導(dǎo)致溶液中硫酸鈉的濃度增大,但溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度不變,所以溶液的pH值保持不變,故C正確;D.電解氯化鈉,溶液中氯離子和氫離子放電,所以溶液中氫氧根離子濃度逐漸增大,pH值逐漸變大,故D錯(cuò)誤,故選C。
【考點(diǎn)定位】以電解原理為載體考查了電解質(zhì)溶液中離子的放電順序
【名師點(diǎn)晴】電解時(shí),根據(jù)溶液中離子放電順序判斷電解后溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度的相對(duì)大小如何改變,如果電解后溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度,溶液呈酸性,如果氫氧根離子濃度大于氫離子濃度,溶液呈堿性,如果兩者相等則溶液呈中性,通常電解電解質(zhì)溶液時(shí),有電解水型,如電解硫酸鈉溶液;有電解電解質(zhì)型,如電解氯化銅溶液;有電解電解質(zhì)和水型,如電解氯化鈉溶液,據(jù)此分析解題。
9.在100 mL H2SO4和CuSO4的混合液中,用石墨作電極進(jìn)行電解,兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為(  )
A. 1 mol·L-1 B. 2 mol·L-1 C. 3 mol·L-1 D. 4 mol·L-1
【答案】A
【解析】
試題分析:2.24L標(biāo)況下氣體的物質(zhì)的量為0.1mol,用石墨做電極電解100mLH2SO4和CuSO4的混合液,電極反應(yīng)為:陽(yáng)極:4OH--4e-=2H2O+O2↑,陰極:Cu2++2e-=Cu 2H++ 2e = H2↑,
0.4 0.1 x 2x 0.2 0.1
根據(jù)電解池中,兩極放電量相等,0.4=2x+0.2 解得x=0.1mol,則原混合液中,Cu2+的物質(zhì)的量濃度為0.1/0.1=1mol/L,選A。
考點(diǎn):考查電解的計(jì)算。
10.下列描述中,不符合生產(chǎn)實(shí)際的是( )
A. 電解MgCl2溶液獲取金屬鎂,用石墨作陽(yáng)極
B. 電解法精煉粗銅,用純銅作陰極
C. 電解飽和食鹽水制燒堿,用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極
D. 在鍍件上電鍍鋅,用鋅作陽(yáng)極
【答案】A
【解析】
【詳解】A.用鐵作陽(yáng)極,陽(yáng)極上鐵被氧化,不能生成氯氣,較長(zhǎng)一段時(shí)間后陰極生成鐵,應(yīng)用惰性電極,故A錯(cuò)誤;B.電解法精煉粗銅,粗銅為陽(yáng)極,純銅為陰極,所以B是正確的;C.用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極,陰極材料不反應(yīng),陽(yáng)極生成氯氣,陰極生成氫氣和氫氧化鈉,所以C是正確的;D.電鍍時(shí),鍍層金屬作陽(yáng)極,用鋅作陽(yáng)極,電解液為含有鋅離子的電解質(zhì)溶液,所以D是正確的。答案:A。
【點(diǎn)睛】考查電解原理。電解法精煉粗銅,粗銅為陽(yáng)極,純銅為陰極; 電鍍時(shí),鍍層金屬作陽(yáng)極。
11.為使反應(yīng):Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑能夠發(fā)生,下列設(shè)計(jì)方案正確的是( )
A. 用銅片作負(fù)極,石墨電極作正極,氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池
B. 用銅片作電極,外接直流電源,電解硫酸銅溶液
C. 用銅片作陽(yáng)極,鐵片作陰極,電解硫酸鈉溶液
D. 用銅片作陰、陽(yáng)電極,電解稀硫酸
【答案】C
【解析】
A、用銅片作負(fù)極,石墨電極作正極,與氯化鈉溶液構(gòu)成原電池,但銅不能與氯化鈉溶液自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng),所以A不正確;B中沒(méi)有指明銅與直流電源如何連接,因此無(wú)法解答,故B不正確;C中銅作陽(yáng)極,失去電子而溶解,而硫酸鈉溶液中由水電離出的H+優(yōu)先放電生成氫氣,則OH—與Cu2+作用生成Cu(OH)2,所以C正確;D選項(xiàng)中陰、陽(yáng)兩極材料都是銅,電解稀硫酸,放出的氫氣是由硫酸電離出來(lái)的H+得到電子生成的,另一產(chǎn)物為CuSO4,而不是Cu(OH)2,所以D不正確。本題正確答案為C。
12.若某基態(tài)原子的價(jià)電子排布為4d15s2,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A. 該元素基態(tài)原子中共有3個(gè)電子 B. 該元素原子核外有5個(gè)電子層
C. 該元素原子最外層共有3個(gè)電子 D. 該元素原子M能層共有8個(gè)電子
【答案】B
【解析】
根據(jù)核外電子排布規(guī)律,該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知:該元素基態(tài)原子中共有39個(gè)電子,原子核外有5個(gè)能層,其中M能層上有18個(gè)電子,最外層上有2個(gè)電子。
13. 在2p能級(jí)上最多只能排布6個(gè)電子,其依據(jù)的規(guī)律是
A. 能量最低原理 B. 泡利不相容原理
C. 洪特規(guī)則 D. 能量最低原理和泡利不相容原理
【答案】B
【解析】
試題分析:構(gòu)造原理決定了原子、分子和離子中電子在各能級(jí)的排布。在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納2個(gè)電子,而且它們的自旋狀態(tài)相反,稱為泡利不相容原理。當(dāng)電子排布在同一個(gè)能級(jí)的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是單獨(dú)優(yōu)先占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋狀態(tài)相同,稱為洪特規(guī)則。能量最低原理是核外電子排布時(shí),盡先占據(jù)能量最低的軌道。因此在2p能級(jí)上最多只能排布6個(gè)電子,其依據(jù)的規(guī)律是泡利不相容原理,B正確,答案選B。
考點(diǎn):考查核外電子排布規(guī)律的判斷
14.氣態(tài)中性基態(tài)原子的原子核外電子排布發(fā)生如下變化,吸收能量最多的是 (  )
A. 1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B. 1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C. 1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D. [Ar]3d104s24p2→ [Ar]3d104s24p1
【答案】B
【解析】
【詳解】B項(xiàng)中前者最外層有5個(gè)電子,p軌道處于半滿狀態(tài),根據(jù)洪特規(guī)則,當(dāng)原子最外層軌道處于半滿或全滿時(shí),能量變低,失去1個(gè)電子變成后者所需的能量較大;A、B、C三項(xiàng)中基態(tài)原子最外層p軌道只有2個(gè)或4個(gè)電子,容易失去電子,故吸收能量最多的是B項(xiàng),故B項(xiàng)正確。答案:B。
【點(diǎn)睛】本題主要考查洪特規(guī)則的運(yùn)用。洪特規(guī)則,當(dāng)原子最外層軌道處于半滿或全滿時(shí),能量變低。
15.下列說(shuō)法正確的是(  )
A. 金屬腐蝕就是金屬原子失去電子被還原的過(guò)程
B. 鋼鐵吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極反應(yīng)式為2H2O+O2+4e-===4OH-
C. 氯堿工業(yè)中,陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-===Cl2↑
D. 鍍鋅鐵皮的鍍層損壞后,鐵更容易腐蝕
【答案】C
【解析】
【詳解】A.金屬腐蝕是金屬失電子發(fā)生的氧化反應(yīng),不是還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.鋼鐵吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極是鐵失電子生成亞鐵離子,Fe-2e-= Fe2+,故B錯(cuò)誤;C.氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水,陽(yáng)極是溶液中氯離子失電子生成氯氣,電極反應(yīng)為: 2Cl--2e-=Cl2↑,所以C選項(xiàng)是正確的;D.根據(jù)原電池原理,負(fù)極失電子被腐蝕,鍍鋅鐵皮的鍍層損壞后,鋅做負(fù)極,鐵不容易腐蝕,故D錯(cuò)誤;答案:C。
【點(diǎn)睛】本題考查金屬防腐蝕的相關(guān)知識(shí)。金屬腐蝕是金屬失電子發(fā)生的氧化反應(yīng);鋼鐵吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極是鐵失電子生成亞鐵離子;根據(jù)原電池原理,負(fù)極失電子被腐蝕分析。
16.鐵鎳蓄電池又稱愛(ài)迪生電池,放電時(shí)總反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有關(guān)該電池的說(shuō)法不正確的是(  )
A. 電池的電解質(zhì)溶液為堿性溶液,陽(yáng)離子向正極移動(dòng)
B. 電池充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O
C. 電池充電過(guò)程中,陰極附近溶液的pH降低
D. 電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2
【答案】C
【解析】
【詳解】:A.反應(yīng)后產(chǎn)物有氫氧化物,可得電解液為堿性溶液,放電時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng),故A正確;B.充電時(shí),陰極發(fā)生Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,陽(yáng)極發(fā)生2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O,故B正確;C.充電可以看作是放電的逆過(guò)程,即陰極為原來(lái)的負(fù)極,所以電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為: Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,所以電池充電過(guò)程時(shí)陰極反應(yīng)為Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,因此電池充電過(guò)程中陰極附近溶液的pH會(huì)升高,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)總反應(yīng)Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判斷出鐵鎳蓄電池放電時(shí)Fe作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),為還原劑,失電子生成Fe2+,堿性電解質(zhì)中最終生成Fe(OH)2,負(fù)極反應(yīng)為: Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2,所以D選項(xiàng)是正確的;?答案:C正確。
【點(diǎn)睛】本題考查原電池和電解池的原理。根據(jù)電池的總反應(yīng): Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2,可以判斷出鐵鎳蓄電池放電時(shí)Fe作負(fù)極,失電子生成Fe2+,最終生成Fe(OH)2, Ni2O3作正極,發(fā)生還原反應(yīng),為氧化劑,得電子,最終生成Ni(OH)2,電池放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2。則充電時(shí),陰極發(fā)生Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-,陰極附近溶液的pH升高,電池充電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O 。
17.清華大學(xué)王曉琳教授首創(chuàng)三室棋電解法制備LiOH,其工作原理如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A. X電極連接電源負(fù)極
B. Y電極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-=4OH-
C. N為陽(yáng)離子交換膜
D. 制備2.4g LiOH產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L
【答案】C
【解析】
【詳解】B 由圖示信息可知,M為陰離交換膜,N為陽(yáng)離子交換膜。左側(cè)為陽(yáng)極室,電極反應(yīng)式為2H2O-4e=4H++O2↑,生成H2SO4,右側(cè)為陰極室,電極反應(yīng)式為2H20+2e- +2Li+= H2↑+2LiOH,生成LiOH。X連接電源正極,A不正確;B正確;C不正確;2.4 g Li0H物質(zhì)的量為0.1 mol,由陰極反應(yīng)式可知生成H2 0.05 mol ,標(biāo)準(zhǔn)狀況下為1.12 L,故D不正確。答案:C.
18.原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)分別是( ?。?br /> A. 氧化、還原 B. 還原、氧化 C. 氧化、氧化 D. 還原、還原
【答案】D
【解析】
試題分析:原電池的正極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。電解池的陰極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),因此答案選D。
考點(diǎn):考查原電池中電極反應(yīng)式的判斷
點(diǎn)評(píng):該題是常識(shí)性知識(shí)的考查,難度不大。明確原電池和電解池的工作原理是答題的關(guān)鍵,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。
19.將物質(zhì)的量濃度相等的CuSO4溶液和NaCl溶液等體積混合后,用石墨電極進(jìn)行電解,電解過(guò)程中,溶液的pH隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示,則下列說(shuō)法中不正確的是 ( )

A. A點(diǎn)pH小于7是因?yàn)镃u2+水解使溶液顯酸性
B. BC段陽(yáng)極產(chǎn)物是Cl2
C. 整個(gè)過(guò)程中陽(yáng)極先產(chǎn)生Cl2,后產(chǎn)生O2
D. CD段電解的物質(zhì)是水
【答案】B
【解析】
【詳解】A.A點(diǎn)為硫酸銅溶液,為強(qiáng)酸弱堿鹽,水解呈酸性,此時(shí)沒(méi)有發(fā)生電解,所以A正確;B.AB段:陽(yáng)極發(fā)生2Cl--2e-= Cl2 ,BC段:陽(yáng)極發(fā)生4OH—4e-=2H2O+O2,故B錯(cuò)誤;C.由B分析可以知道,整個(gè)過(guò)程中陽(yáng)極先產(chǎn)生Cl2,后產(chǎn)生O2,所以C正確;D.CD段發(fā)生2H++2e-═H2、4OH—4e-=2H2O+O2,即CD段電解的物質(zhì)是水,所以D正確。答案:B
20.圖中X為電源,Y為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙,濾紙中央滴有一滴KMnO4溶液,通電后Y中央的紫紅色斑向d端擴(kuò)散。下列判斷正確的是( )

A. 濾紙上c點(diǎn)附近會(huì)變紅色
B. Cu電極質(zhì)量減小,Pt電極質(zhì)量增大
C. Z中溶液的pH先減小,后增大
D. 溶液中的SO42-向Cu電極定向移動(dòng)
【答案】A
【解析】
試題分析:A、紫紅色斑即MnO4-向d端擴(kuò)散,根據(jù)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)的原理,可知d端為陽(yáng)極,即b為正極,a為負(fù)極,c為陰極,NaCl溶液中H+放電,產(chǎn)生OH-,c點(diǎn)附近會(huì)變紅色,A正確;B、電解硫酸銅溶液時(shí),Pt為陽(yáng)極,溶液中的OH-放電:4OH--4e-=O2↑+2H2O,電極質(zhì)量不變,Cu為陰極,溶液中的Cu2+得電子,生成銅,總反應(yīng)式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,銅電極質(zhì)量增加,B錯(cuò)誤;C、隨著電解的進(jìn)行,Z中溶液變?yōu)榱蛩崛芤?,再電解則為電解水,硫酸濃度增大,pH減小,C錯(cuò)誤;D、Pt電極附近生成H+,則SO42-向Pt電極移動(dòng),D錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤,答案選A。
考點(diǎn):考查電化學(xué)原理的應(yīng)用
21.電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如圖所示,其中陰極和陽(yáng)極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,以下說(shuō)法正確的是(  )

A. a極與電源的負(fù)極相連
B. a電極反應(yīng)式: 2H2O+2e-===H2↑+2OH-
C. 離子交換膜d為陰離子交換膜
D. 產(chǎn)物丙為硫酸溶液
【答案】D
【解析】
試題分析:電解硫酸鈉溶液,陰極為氫離子放電,產(chǎn)生氫氣,陽(yáng)極為氫氧根離子在放電,產(chǎn)生氧氣,因氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,故氣體甲為氧氣,氣體乙為 氫氣,產(chǎn)物丙為硫酸溶液,產(chǎn)物丁為氫氧化鈉溶液。a極為電解池的陽(yáng)極,與電源的正極相連,故A錯(cuò)誤; a電極為電解池的陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O - 4e-O2↑ + 4H+,故B錯(cuò)誤;b為電解池的陰極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-= H2↑+2OH-,離子交換膜d為陽(yáng)離子交換膜,允許鈉離子通過(guò),故C錯(cuò)誤;產(chǎn)物丙為硫酸溶液,故D正確。
考點(diǎn):本題考查電解原理的應(yīng)用。
二、解答題( 58分)
22.(1)某元素的原子序數(shù)為33,則:此元素原子的電子總數(shù)是______;有_____個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,有____個(gè)電子層,____個(gè)能級(jí);簡(jiǎn)化的電子排布式為_(kāi)_________。
(2)1s22s22p63s23p違背了____________。核電荷數(shù)為24的元素,其價(jià)電子排布的軌道表示式______,其原子的最外層電子數(shù)和未成對(duì)電子數(shù)分別為_(kāi)____和_____。
(3)電子排布式為1s22s22p63s23p6某微粒的鹽溶液能使溴水褪色,并出現(xiàn)渾濁,這種微粒的符號(hào)是________, 原子核外電子云有________種不同的伸展方向。
【答案】 (1). 33 (2). 33 (3). 4 (4). 8 (5). [Ar]3d104s24p3 (6). 洪特規(guī)則 (7). (8). 1 (9). 5 (10). S2- (11). 4
【解析】
【詳解】(1)原子序數(shù)為33的元素原子的電子總數(shù)是33,根據(jù)原子的核外電子數(shù),按照核外電子在原子軌道上的排布順序是1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s…書(shū)寫(xiě)出其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,可知有3個(gè)未成對(duì)電子,有4個(gè)電子層,8個(gè)能級(jí),18個(gè)原子軌道;它的價(jià)電子排布式為[Ar]3d104s24p3。答案:33; 33;4; 8; [Ar]3d104s24p3。
(2) 洪特規(guī)則:電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋方向相同知 1s22s22p63s23p違背了洪特規(guī)則。核電荷數(shù)為24的元素為Cr,其原子核外有24個(gè)電子,電子排布式為[Ar]3d54s1,所以其價(jià)電子排布的軌道表示式,其原子的最外層電子數(shù)為1,未成對(duì)電子數(shù)分別為5。
(3)電子排布式為1s22s22p63s23p6某微粒的鹽溶液能使溴水褪色,并出現(xiàn)渾濁,這種微粒是硫離子,這種微粒的符號(hào)是S2-, :s軌道只有1個(gè)伸展方向、p軌道有3個(gè)伸展方向,核外電子排布為1s22s22p63s23p6,涉及3個(gè)s軌道、2個(gè)p軌道,因此其核外電子云(軌道)的伸展方向有4個(gè);因此,答案是: S2-;4。
23.推導(dǎo)下列元素,回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)具有1個(gè)4p電子的元素為_(kāi)_______(寫(xiě)元素名稱)?;鶓B(tài)Fe原子有____個(gè)未成對(duì)電子。Fe3+的電子排布式為_(kāi)____________。
(2)3d能級(jí)全充滿,4s能級(jí)只有1個(gè)電子的元素為_(kāi)______,原子序數(shù)為_(kāi)_______。在基態(tài)14C原子中,核外存在____對(duì)自旋相反的電子?;鶓B(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_(kāi)____,該能層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)___、電子數(shù)為_(kāi)___。
(3)原子序數(shù)小于36的元素X和Y,在周期表中既處于同一周期又位于同一族,且Y的原子序數(shù)比X大2,則Y的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是________,M能層有______個(gè)電子
【答案】 (1). 鎵 (2). 4 (3). [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (4). 銅 (5). 29 (6). 2 (7). M (8). 9 (9). 4 (10). 3d84s2 (11). 16
【解析】
【詳解】(1)具有1個(gè)4p電子,說(shuō)明其位于第四周期p區(qū),為鎵元素,鐵為26號(hào)元素,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64S2,所以基態(tài)Fe原子有4個(gè)未成對(duì),F(xiàn)e3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。
(2)3d能級(jí)全充滿,4s能級(jí)只有1個(gè)電子,則該元素位于第四周期ds區(qū),為銅元素,原子序數(shù)為29。14C有6個(gè)核外電子,核外電子排布為1s22s22p2,自旋方向相反的電子對(duì)有2對(duì);Si原子核外電子數(shù)為14,基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M,該能層具有的原子軌道數(shù)為1+3+5=9、電子數(shù)為4;答案:銅; 29 ; 2; M; 9; 4。
(3)原子序數(shù)小于36的元素X和Y,在周期表中既處于同一周期又位于同一族,且Y的原子序數(shù)比X大2,則X和Y分別為Fe和Ni,Y的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是3d84s2,M能層有16個(gè)電子。答案:3d84s2;16。
24.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。如圖所示為一電解池裝置,U形管內(nèi)裝有電解液c,A、B是兩塊電極板,通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。

(1)若A、B都是惰性電極,電解質(zhì)溶液c是飽和NaCl溶液,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),同時(shí)在U形管兩邊各滴入幾滴酚酞試劑,試判斷:
①a電極是_____極(填“正”或“負(fù)”),B電極是_____極(填“陰”或“陽(yáng)”);
②A電極產(chǎn)生的氣體為_(kāi)_______,B電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________;
③檢驗(yàn)A電極上產(chǎn)物的方法是:_________________。
(2)若圖示裝置為用惰性電極電解CuSO4溶液的裝置,其中陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2 g,常溫下,若將電解后的溶液稀釋至1 L,則溶液的pH約為_(kāi)_______。
【答案】 (1). 正 (2). 陰 (3). Cl2 (4). 2H2O+2e-===H2↑+2OH- (5). 把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近,試紙變藍(lán),則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣 (6). 1
【解析】
【詳解】1)①由電流流向可知,和電源的正極相連的電極A極是陽(yáng)極,和電源的負(fù)極相連的電極B極是陰極,該a為;答案:正極,陰極。
②A電極為陽(yáng)極,溶液中氯離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),即2Cl--2e-=Cl2↑,B電極為電解池的陰極,電極上水分子發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即2H2O+2e-=H2↑+2OH-;答案:Cl2 ;2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
③檢驗(yàn)氯氣的方法是把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近,試紙變藍(lán),則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣;答案:把濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在A電極附近,試紙變藍(lán),則證明A電極上的產(chǎn)物為氯氣 。
(2)用惰性電極電解CuSO4時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極反應(yīng)式為:Cu2++2e-=Cu,根據(jù)電子守恒可知:n(O2)=1/2n(Cu)=1/2×3.2g/64gmol-1=0.025mol,即標(biāo)準(zhǔn)情況下V(O2)=0.56L,根據(jù)2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4,可知,電解后溶液中n(H+)=4n(O2)=0.1mol,所以c(H+)=0.1mol/L,pH=1。
【點(diǎn)睛】電解飽和食鹽水時(shí),由電流流向可知,A為陽(yáng)極與電源正極相連,B為陰極與電源負(fù)極相連,陽(yáng)極上是氯離子失電子,陰極上是水分子得電子;根據(jù)氯氣具有強(qiáng)氧化性分析檢驗(yàn)方法;用惰性電極電解CuSO4時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)式為:2H2O-4e-=4H++O2↑,陰極反應(yīng)式為:Cu2++2e-=Cu,根據(jù)電子守恒及總反應(yīng)式中氫離子與氧氣的關(guān)系分析解答。
25.用如下圖所示的裝置進(jìn)行電解,通電一會(huì)兒,發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色。

(1)E為電源的________極,F(xiàn)e為電解池的_______極。
(2)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。
(3)在B中觀察到的現(xiàn)象是____________________。
(4)Pt電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________。如電路中有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,D端得到氣體的體積是________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
【答案】 (1). 負(fù) (2). 陰 (3). 4AgNO3+2H2O 4Ag+4HNO3+O2↑ (4). 銅片溶解,石墨電極上有氣體生成,溶液中有藍(lán)色沉淀生成 (5). 2H2O—4e-===4H+ + O2↑ (6). 2.24L
【解析】
【詳解】(1)通電一會(huì)兒,發(fā)現(xiàn)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙的C端變?yōu)樗{(lán)色,知C為陽(yáng)極,D為陰極,所以電源E為負(fù)極,F(xiàn)為正極;A中是以Pt為陽(yáng)極、Fe為陰極電解AgNO3溶液。答案:負(fù) ; 陰。
(2)A中是以Pt為陽(yáng)極、Fe為陰極電解AgNO3溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4AgNO3+2H2O 4Ag+4HNO3+O2↑。答案:4AgNO3+2H2O 4Ag+4HNO3+O2↑。
(3)B中Cu為陽(yáng)極,Cu極溶解發(fā)生反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+,石墨為陰極,發(fā)生反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,由于水電離出的H+放電,所以溶液中的c(OH-)> c(H+),故溶液中有氫氧化銅藍(lán)色沉淀生成。銅片溶解,石墨極上有氣體生成,溶液中有藍(lán)色沉淀生成;答案:銅片溶解,石墨極上有氣體生成,溶液中有藍(lán)色沉淀生成。
(4) A中是以Pt為陽(yáng)極、Fe為陰極電解AgNO3溶液,所以Pt電極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=4H+ + O2↑。D端為濕潤(rùn)淀粉碘化鉀的陰極,所以發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-=H2↑如電路中有0.2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移得到氣體的體積是0.1mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況的體積為2.24L。
26.(1)納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,采用肼(N2H4)燃料電池為電源,用離子交換膜控制電解液中c(OH-)制備納米Cu2O,其裝置如圖甲、乙。

①上述裝置中D電極應(yīng)連接肼燃料電池的____極(填“A”或“B”),該電解池中離子交換膜為_(kāi)____離子交換膜(填“陰”或“陽(yáng)”)。
②該電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)___________
③當(dāng)反應(yīng)生成14.4 g Cu2O時(shí),至少需要肼________ mol。
(2)利用下圖丙裝置,可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。

若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕,開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于_______處。若X為鋅,開(kāi)關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為_(kāi)________。
【答案】 (1). B (2). 陰 (3). 2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O (4). 0.05 (5). N (6). 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
【解析】
【詳解】(1)①燃料電池正極通氧化劑,負(fù)極通燃料,即A極為負(fù)極,B極為正極。圖乙為電解池裝置,電解目的為制備Cu2O,則D極作陽(yáng)極,接電池正極(B極),銅被氧化。陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu-2e-十2OH-?=Cu2O+H2O,反應(yīng)消耗OH-,采用陰離子交換膜使OH-向陽(yáng)極移動(dòng)。答案:B;陰極。
(2)根據(jù)上述分析,陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O;答案:2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O。
(3)根據(jù)電極反應(yīng)2Cu-2e-+2OH-==Cu2O+H2O 和N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O可知,Cu2O與N2H4、e-的數(shù)量關(guān)系式為4Cu2ON2H44e-,當(dāng)反應(yīng)生成14.4 g Cu2O(0.1mol)時(shí),至少需要肼為0.025mol。答案:0.025mol。??????
若X為碳棒,為減緩鐵的腐蝕, 要采用外加電流的陰極保護(hù)法,所以為延緩鐵腐蝕, 開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于N處;。若X鋅為減緩鐵的腐蝕,開(kāi)關(guān)K置于M處,該方法為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。答案是:N;犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。
【點(diǎn)睛】作原電池正極或電解池陰極的金屬被保護(hù);若Z為鋅,開(kāi)關(guān)K置于M處,該方法為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法;

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