2021阿克苏地区柯坪县柯坪湖州国庆中学高三上学期期中化学试题含解析

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2020-2021学年第一学期期中考试卷
高三化学
(考试时间60分钟 满分100分)
注意：1.答题前在试卷和答题卡上填写好自己的姓名、班级、考场、座位号等信息。
2.请按照要求将正确答案填写在答题卡内。
3.试卷整洁，字迹清晰。
第I卷(选择题45分)
一、单选题(每题3分，共15题)
1. 某金属不能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是…
A. Mg B. Fe C. Al D. Cu
【答案】D
【解析】
【详解】某金属不能跟稀盐酸作用放出氢气，说明该金属在金属活动性顺序表中处于氢元素后面；原电池中，较活泼的金属作负极，不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极。在该金属和锌形成的原电池中，锌作负极，该金属作正极，所以该金属不如锌活泼。选项A、B、C都可以和盐酸反应生成氢气，只有铜和盐酸不反应，且活泼性弱于锌，所以D符合题意；
答案选D。
2. 下列化合物中，属于弱电解质的是
A. NaOH B. CH3COOH C. NH4Cl D. H2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A．NaOH在水溶液中完全电离为Na+、OH-，NaOH是强电解质，故不选A；
B．CH3COOH在水溶液中部分电离为CH3COO-、H+，CH3COOH是弱电解质，故选B；
C．NH4Cl在水溶液中完全电离为NH4+、Cl-，NH4Cl是强电解质，故不选C；
D．H2SO4在水溶液中完全电离为H+、SO42-，H2SO4是强电解质，故不选D；
故选B。
3. 化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是
A. 二次电池放电时将电能转化为化学能
B. 原电池将化学能转化为电能
C. 煤燃烧时并不能将化学能全部转化为热能
D. 镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
【答案】A
【解析】
【详解】A．二次电池放电过程是原电池原理，将化学能转化为电能，故A错误；
B．原电池将化学能转化为电能，故B正确；
C．煤燃烧时化学能转化为热能和光能，故C正确；
D．镁条燃烧时发光、放热，即化学能转化为光能和热能，故D正确；
答案选A。
4. 在一固定容积的密闭容器中，加入2 L X 和3 L Y 气体，发生如下反应：
n X(g) + 3Y(g) 2Z(g) + R(g)，反应平衡时，则知X和Y 转化率分别为30%和60%，则化学方程式中的n 值为 （ 　）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】由题目可得出X 和Y 转化的体积比为：0.6:1.8=1:3，此比例和方程式系数比相同，故n=1，答案为A。
5. 下面是某同学做完铜­锌­硫酸原电池的实验后得出的结论和认识，正确的是

A. 构成原电池的正极和负极的材料必须是两种金属
B. 在该原电池中，铜作负极
C. 铜锌原电池工作时，若有13 g锌溶解，则电路中就有0.4 mol电子通过
D. 电子通过硫酸溶液由锌流向铜，在铜电极上被氢离子得到而放出氢气
【答案】C
【解析】
【详解】A．构成原电池正负极的材料不一定是两种金属，可能是金属和导电的非金属，如石墨，故A错误；
B．锌比铜活泼，锌为负极，铜为正极，故B错误；
C．铜、锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中通过的电子=×2=0.4mol，故C正确；
D．电子只能经过外电路，溶液中由离子定向移动导电，故D错误；
故选C。
6. 已知热化学方程式：
H2O(g)=H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋2418 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol，当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是(　　)
A. ΔH＝＋88 kJ/mol B. ΔH＝＋2.44 kJ/mol
C. ΔH＝－4.98 kJ/mol D. ΔH＝－44 kJ/mol
【答案】B
【解析】
【详解】将两式编号：H2O(g)=H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ/mol ①
H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol ②
将①+②得H2O(g)=H2O(l)　ΔH＝+241.8kJ/mol+(-285.8kJ/mol)=－44 kJ/mol，所以每1 g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为 kJ＝2.44 kJ，答案选B。
7. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，放电时的反应为Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O下列结论正确的是（ ）
A. Pb为正极被氧化
B. SO42﹣只向PbO2处移动
C. Pb电极质量减少
D. 电解质溶液的pH不断增大
【答案】D
【解析】
【分析】由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，放电时，Pb被氧化，应为电池负极反应，电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4，正极上PbO2得电子被还原，电极反应式为PbO2+SO42﹣+2e﹣+4H+═PbSO4+2H2O，原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
【详解】A．由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，Pb为负极，发生失电子的氧化反应，被氧化，故A错误；
B、原电池中阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极Pb极移动，故B错误；
C、Pb被氧化，应为电池负极反应，电极反应式为Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4，质量增加，故C错误；
D、由铅蓄电池的总反应PbO2+2H2SO4+Pb═2PbSO4+2H2O可知，硫酸被消耗，pH不断增大，故D正确．
故选D。
8. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 收集氯气用排饱和食盐水的方法
B. 加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3
C. 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D. 加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3
【答案】B
【解析】
【详解】A．氯气溶于水的反应是可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO，饱和食盐水中Cl-浓度大，可以降低Cl2的溶解度，收集氯气用排饱和食盐水的方法可以用勒夏特列原理解释，正确；
B．催化剂不影响平衡，只影响速率，故加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3不能用勒夏特列原理解释，错误；
C．氨水中存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，氢氧化钠固体加入浓氨水中，OH-浓度增大，平衡逆向移动，促使氨气逸出，能用勒夏特列原理解释，正确；
D．2SO2+O22SO3是体积减小的可逆反应，增大压强，平衡正向移动，增大二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，正确；
故选B。
9. 下面四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的化学反应是（ ）
A. 4Li+O2+2H2O＝4LiOH B. Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O
C. Zn＋CuSO4＝Cu＋ZnSO4 D. C＋H2O(g)CO+H2
【答案】D
【解析】
【详解】A．4Li+O2+2H2O＝4LiOH为放热的氧化还原反应，可以设计成原电池，A不合题意；
B．Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O为铅酸电池中发生的反应，B不合题意；
C．Zn＋CuSO4＝Cu＋ZnSO4为放热的氧化还原反应，可设计成原电池，C不合题意；
D．C＋H2O(g)CO+H2为吸热反应，不能设计成原电池，D符合题意；
故选D。
10. 下图是反应A2（g）+3B2（g）2C（g）△H＜0。的平衡移动图，影响该反应平衡移动的原因是

A. 升高温度 B. 增大反应物浓度
C. 增大压强 D. 使用催化剂
【答案】C
【解析】
【分析】根据图像可知，正逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动；
【详解】A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则逆反应速率大于正反应速率，与图像不符，A不选；
B．增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变，与图像不符，B不选；
C．增大压强，体积减小，正逆反应速率均增大，平衡向气体计量数的和减小的方向移动，即正向移动，C选；
D．使用催化剂，正逆反应速率同等程度增大，与图像不符，D不选；
答案为C。
11. 从盐水中获得固体食盐不可能用到仪器是
A. 蒸发皿 B. 玻璃棒 C. 烧瓶 D. 酒精灯
【答案】C
【解析】
【详解】要从盐水中获得固体食盐需要进行蒸发结晶，需要玻璃棒、酒精灯和蒸发皿，不需要烧瓶。故答案为C。
12. 下表中，所用仪器与实验目的不相符的是
选项
仪器
实验目的
A
分液漏斗
分离互不混溶的液体
B
普通漏斗
分离固体与液体
C
天平
称量一定质量的固体
D
烧杯
准确量取一定体积的液体

A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.分液漏斗常用于两种互不相溶的液体的分离，故A不符合题意；
B.普通漏斗可以用来过滤，用于分离固体和液体，故B不符合题意；
C.天平是一种称量工具，用于称量一定质量的物质，故C不符合题意；
D.烧杯可以粗略的估计烧杯中液体的体积，但不能准确量取一定体积的液体，故D符合题意；
故选D。
13. 在酸碱中和滴定中，取用20．00mL的NaOH溶液应该使用
A. 烧杯 B. 天平 C. 酸式滴定管 D. 碱式滴定管
【答案】D
【解析】
【详解】烧杯一般做反应容器，天平一般用来称量物体，滴定管精确到0.01mL，氢氧化钠溶液呈碱性，应用碱式滴定管；
故答案选D。
14. 有一关于实验操作的谜语：“我入水中较安全，水入我中真危险，我与水合多放热，实验牢记保平安。”这一实验操作是指
A. 将金属钠保存在水中 B. 将盛有一粒白磷的一烧杯水加热至60℃
C. 用压强计测某一深度处的水压 D. 稀释浓硫酸
【答案】D
【解析】
【详解】A．将金属钠能够与水反应，不能将金属钠保存水中，故A错误；
B．白磷与水不能反应，也不溶于水，将白磷放入水，没有明显的热效应，故B错误；
C．用压强计测某一深度处的水压，没有明显的热效应，故C错误；
D．稀释浓硫酸，应该“酸入水”，不能“水入酸”，且浓硫酸的稀释过程为放热过程，符合题意，故D正确；
答案选D。
15. 欲在铁制品上镀一层一定厚度的铜，以下方案设计正确的是
A. 铜作阳极，镀件作阴极，溶液中含有铜离子
B. 铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有铜离子
C. 铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D. 铜作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子
【答案】A
【解析】
【详解】电镀原理是镀层金属作阳极发生氧化反应，镀件作阴极镀层金属阳离子在镀件发生还原反应，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，综上分析A符合题意，故选A。
答案选A
第II卷(非选择题55分)
二、填空题(共18分)
16. 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极的电极反应为________________、负极的电极反应____________。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是____________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为____________________________。
【答案】 ①. )2O2+4H2O+8e－=8OH－ ②. CH4＋10OH－－8e－=＋7H2O ③. H2 ④. 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
【解析】
【详解】(1)甲烷燃料电池正极通入氧气，溶液显碱性，则正极的电极反应为2O2+4H2O+8e－＝8OH－、负极失去电子，通入甲烷，电极反应为CH4＋10OH－－8e－＝＋7H2O；
(2)b电极与燃料电池的负极相连，作阴极，溶液中氢离子放电，b电极上得到的是H2，电解氯化钠溶液的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
17. 电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a，X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①在X极附近观察到的实验现象是___________。
②将Y电极反应产物通入Na2S溶液中，发生反应的离子方程式为___________。
（2）若要在铁制品上镀一定厚度的Ag，Y电极反应式为 ___________ ，工作一段时间后pH将___________(填“增大”或 “减小”或“不变”) 。
（3）若X、Y都是铂电极，电解某金属M的氯化物(MCl2)溶液，当收集到1.12 L氯气时(标准状况)，阴极增重3.2g，该金属的摩尔质量是___________。
【答案】（1） ①. 有无色气泡产生，溶液变红 ②. Cl2+S2-=S↓+2Cl-
（2） ①. Ag -e- = Ag+ ②. 不变
（3）64g/mol
【解析】
【分析】根据图示可知，X为电解池阴极，Y为电解池阳极。
【小问1详解】
①和电源的负极相连的是电解池的阴极，该电极上的电极反应为：2H++2e-=H2↑，有气体产生，氢离子浓度减小，所以碱性增强，酚酞变红。
②和电源的正极相连的是阳极，阳极上氯离子失电子，该极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，将氯气通入Na2S溶液中，发生氧化还原反应，离子方程式为Cl2+S2-=S↓+2Cl-。
【小问2详解】
Y为阳极，铁制品上镀一定厚度的Ag，银作阳极，电极反应为：Ag-e-=Ag+，工作一段时间后，由于阴极银离子得到电子生成银单质，无氢离子消耗，溶液的pH不变。
【小问3详解】
氯气的物质的量为：n(Cl2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，则n(M2+)=0.05mol，金属的摩尔质量为：M=m÷n=3.2g÷0.05mol==64g/mol。
三、计算题(共6分)
18. 在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO2和2mol CO，在一定条件下发生反应：NO2+COCO2+NO，2 min时，测得容器中NO的物质的量为0.5 mol ，则：
（1）此段时间内，用CO2表示平均反应速率为________________。
（2）2 min时，CO 的转化率为_________。
（3）假设此反应在5 min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量_______（填“大于”、“小于”或“等于”）开始时容器内气体的总物质的量。
【答案】 ①. 0.125 mol·l-1·min-1 ②. 25% ③. 等于
【解析】
【分析】用“三行式”法，根据定义计算化学反应速率、转化率。
【详解】2L NO2 + CO CO2 + NO
起始/mol： 1.5 2 0 0
转化/mol： 0.5 0.5 0.5 0.5
2min/mol： 1.0 1.5 0.5 0.5
（1）v(CO2)=0.5mol/(2L×2min)=0.125 mol·l-1·min-1。
（2）2 min时，CO 的转化率α(CO)=(0.5mol/2mol)×100%=25%。
（3）因反应前后气体分子数不变，故任何时刻容器内气体的总物质的量都等于开始时容器内气体的总物质的量。
四、实验题(共31分)
19. 观察下列实验装置图，试回答下列问题：

（1）写出图中四种实验操作的名称依次是 ______ 、 ______ 、 ______ 、 ______ 。
（2）写出装置④中所用玻璃仪器的名称 ______ 、 ______ 。
（3）下列实验需要在哪套装置中进行（填序号）：
a、从海水中提取蒸馏水： ______ ； b、分离氯化钠和水： ______ ；
c、分离碳酸钙和水： ______ ； d、分离植物油和水： ______ ；
（4）装置②中玻璃棒的作用是__________________________________；
（5）装置 ③中冷却水低进高出的原因是_________________________________ 。
【答案】 ①. 过滤 ②. 蒸发 ③. 蒸馏 ④. 分液 ⑤. 分液漏斗 ⑥. 烧杯 ⑦. ③ ⑧. ② ⑨. ① ⑩. ④ ⑪. 搅拌，防止液体受热不均，液滴飞溅 ⑫. 使水充满冷凝管，水流方向与蒸汽方向相反，冷凝效果更好
【解析】
【详解】（1）①装置是用来分离固液混合物的，属于过滤；②装置是用来分离易溶性的物质和液体混合物的操作，属于蒸发；③装置是用来分离互溶的液体混合物，属于蒸馏；④装置是用来分离互不相溶的液体混合物，属于分液，故答案为：过滤；蒸发；蒸馏；分液；
（2）由装置图可知，装置④中所用玻璃仪器名称分液漏斗和烧杯，故答案为分液漏斗、烧杯；
（3）a．从海水中提取蒸馏水，用蒸馏方法，选择③；
B．分离氯化钠和水，用蒸发的方法，选择②；
C．分离碳酸钙和水，碳酸钙难溶于水，用过滤的方法，选择①；
D．分离植物油和水，植物油不溶于水，会分层，用分液的方法，选择④。
故答案为：③；②；①；④；
（4）装置②为蒸发操作，在蒸发的过程中使用玻璃棒搅拌，防止液体受热不均，液滴飞溅；故答案为：防止液体受热不均，液滴飞溅；
（5）蒸馏过程中，冷凝水要下进上出，即低进高出，原因是使水充满冷凝管，水流方向与蒸汽方向相反，冷凝效果更好，故答案为：使水充满冷凝管，水流方向与蒸汽方向相反，冷凝效果更好。
【点睛】本题主要考查物质的分离提纯的几种方法、装置和基本操作，要结合熟悉的实例理解分离提纯的操作及适用范围。
20. 某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。请回答：

用图1装置进行第一组实验。
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是___________(填序号)。
A. 铝 B. 石墨
C. 银 D. 铂
（2）N极为___________(填 “正” “负” “阴” “阳”)电极，发生反应的电极反应式为___________。
（3）实验过程中，SO_____ (填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有___________。
用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现：高铁酸根(FeO)在溶液中呈紫红色。
（4）电解过程中，X极区溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为_____和___________。
（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少___________g。
（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn=Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2，该电池正极发生的反应的电极反应式为___________。
【答案】（1）A （2） ①. 阴 ②. 2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-
（3） ①. 从右向左 ②. 滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可)
（4）增大 （5） ①. Fe-6e-＋8OH-=FeO＋4H2O ②. 4OH--4e-=2H2O＋O2↑
（6）0.28 （7）2FeO＋6e-＋5H2O=Fe2O3＋10OH-
【解析】
【分析】图1 中锌活动性大于铜，锌发生氧化反应为负极，则铜为正极；
图2中电解池中X连接电源负极，为阴极发生还原反应，则Y为阳极；
【小问1详解】
在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
【小问2详解】
N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，溶液显碱性，电极反应式为： 2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
【小问3详解】
原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动；电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生；
【小问4详解】
X为阴极，电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大；
【小问5详解】
Y为阳极，铁为非惰性电极，是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O、4OH--4e-=2H2O+O2↑；
【小问6详解】
X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，若在X极收集到672 mL气体（物质的量为0.672L÷22.4L/mol=0.03mol），在Y极收集到168 mL气体（物质的量为0.168L÷22.4L/mol=0.0075mol），且Y电极失电子进入溶液，设铁物质的量减少为a，根据转移电子数相等有：6a+0.0075mol ×4=0.03mol×2，a=0.005mol，质量为0.28g；
【小问7详解】
正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。