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精品解析：四川省成都蓉城联盟2022-2023学年高二下学期期中考试化学试题（解析版）
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这是一份精品解析：四川省成都蓉城联盟2022-2023学年高二下学期期中考试化学试题（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022～2023学年度下期高二年级期中联考
化学
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Co-59 Zn-65
一、选择题：本题共20小题，每小题2分，共40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. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. ClO2可作自来水消毒剂 B. SO2常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂
C. 在弱酸性环境中，钢铁一定发生析氢腐蚀 D. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置
【答案】C
【解析】
【详解】A．ClO2能杀菌消毒，可作自来水消毒剂，A正确；
B．SO2能杀菌且具有还原性，常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂，B正确；
C．在酸性较强环境中，钢铁发生析氢腐蚀；弱酸性或碱性环境中钢铁发生吸氧腐蚀，C错误；
D．燃料电池放电效率高，是一种高效、环境友好的发电装置，D正确；
故选C。
2. 以下能级符号正确的是
A. 2d B. 3f C. 3d D. 1p
【答案】C
【解析】
【详解】根据第一电子层上只有1s，第二电子层只有2s、2p，第三电子层只有3s、3p、3d，第四电子层只有4s、4p、4d、4f；答案选C。
3. 下列说法正确的是
A. 基态铬原子的价电子排布式：3d44s2 B. NaOH的电子式：
C. 乙酸的结构简式：C2H4O2 D. 甲烷的比例模型：
【答案】B
【解析】
【详解】A．铬为24号元素，基态铬原子的价电子排布式为：3d54s1，A错误；
B．NaOH是由钠离子和氢氧根离子构成的，电子式为：，B正确；
C．乙酸的官能团为羧基，结构简式为：CH3COOH，C错误；
D．该图为甲烷的球棍模型，甲烷的比例模型为：，D错误；
故选B。
4. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A. NaCl溶液蒸干得到NaCl固体，则AlCl3溶液蒸干也可得到AlCl3固体
B. Fe能置换出硫酸铜溶液中的Cu，则Na电能置换出硫酸铜溶液中的Cu
C. Mg－Al原电池在稀硫酸介质中Mg作负极，则在稀氢氧化钠溶液介质中Mg也作负极
D. Al2O3能溶于NaOH溶液，则BeO也能溶于NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．铝离子水解生成氢氧化铝，AlCl3溶液蒸干最终得到氢氧化铝分解生成的氧化铝，A错误；
B．钠太活泼会和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀，B错误；
C．在稀氢氧化钠溶液介质中Mg和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠反应失去电子发生氧化反应，铝作负极，C错误；
D．B、Al同主族元素，化学性质相似，Al2O3能溶于NaOH溶液，则BeO也能溶于NaOH溶液，D正确；
故选D。
5. 在城市中地下常埋有许多金属管道和输电线路，地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，下列有关说法错误的是
A. 会引起金属管道或铁轨腐蚀
B. 该过程金属管道或铁轨只发生了吸氧腐蚀
C. 应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜防止被腐蚀
D. 为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连
【答案】B
【解析】
【详解】A．若金属管道或铁轨与电源的正极相连，则导致其做阳极被腐蚀，A正确；
B．若金属管道或铁轨与电源的负极相连，则导致其做阴极而得到保护，不一定发生吸氧腐蚀；即使发生电化学腐蚀，若金属管道或铁轨处于酸性较强的环境，也可能发生析氢腐蚀，B错误；
C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜，防止被腐蚀，C正确；
D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连，使其做阴极而得到保护，D正确；
故选B。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2.24LN2O4气体中所含的原子数目为0.6NA
B. 2.3gNa与足量氧气反应转移的电子数目一定为0.1NA
C. Fe2+中未成对电子数为5NA
D. 1L0.1mol•L-1NH4Cl溶液中含有的NH数目为0.1NA
【答案】B
【解析】
【详解】A．没有标况不能计算气体的物质的量，A错误；
B．2.3gNa为1mol，与足量氧气反应钠转化为一价钠，则转移的电子数目一定为0.1NA，B正确；
C．不确定亚铁离子的物质的量，不能确定Fe2+中未成对电子数为5NA，C错误；
D．铵根离子水解导致1L0.1mol•L-1NH4Cl溶液中含有的NH小于0.1mol，D错误；
故选B。
7. 如图是带有盐桥的原电池装置图，正负极材料为活泼性不同的金属，盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液。下列说法正确的是
A. 电极材料金属性强弱：正极＞负极
B. 电池工作时，盐桥中的K+移向左边烧杯
C. 将盐桥从装置中取出，电流表指针仍然发生偏转
D. 负极区可由Cu和CuSO4溶液组成
【答案】D
【解析】
【详解】A．金属强的往往作为负极失电子发生氧化反应，金属性强弱：负极>正极，A项错误；
B．原电池中带正电的离子移向正极，即K+移向右边烧杯，B项错误；
C．取出盐桥后，电池不能形成闭合回路，没有电流，C项错误；
D．若负极区为Cu和CuSO4溶液，正极区为Ag、AgNO3溶液可组成原电池，D项正确；
故选D。
8. 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是
A. a为电源正极
B. 阳极反应为Fe2++e-=Fe3+
C. 阴极区附近发生的反应有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
D. 若产生2.24LCl2，通过外电路中的电子数目为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，左侧铁离子发生还原反应生成亚铁离子，为阴极，则a为负极，A错误；
B．右侧电极为阳极，氯失去电子生成氯气，，B错误；
C．阴极区附近亚铁离子被氧气氧化为铁离子，发生反应有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，C正确；
D．没有标况，不能计算反应的氯气的物质的量，D错误；
故选C。
9. 下列说法与电化学腐蚀无关的是
A. 镀锌铁(白铁板)耐用
B. 纯镁粉与稀硫酸反应产生大量气泡
C. 一段时间后，如图烧杯中的Fe片质量变小
D. 铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久会出现红褐色锈斑
【答案】B
【解析】
【详解】A．镀锌铁中锌、铁和电解质组成了原电池，而锌更活泼作为负极发生反应，而铁作为正极不发生反应，故白铁板更耐用，A项有关；
B．镁粉活泼能与稀硫酸制H2，但没有形成原电池，B项无关；
C．烧杯中铁和Cu与电解质形成原电池为铁的吸氧腐蚀，铁极Fe-2e-=Fe2+，C项有关；
D．铁锅为合金与残液组合形成原电池加快生锈，D项有关；
故选B。
10. 贮备电池主要用于应急救援和武器系统。Mg－AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池总反应为Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag。下列叙述错误的是
A. 放电时电子从负极经电解质溶液移动到正极
B. 正极反应为AgCl+e-=Cl-+Ag
C. 放电时Cl-向Mg电极迁移
D. 若电路中转移了0.2mole-，则有2.4gMg参与反应
【答案】A
【解析】
【分析】从总反应看，Mg发生氧化反应的为负极，而AgCl发生还原反应为正极。
【详解】A．放电时，电子从负极经导线流向正极，电子不能进入溶液，A项错误；
B．正极发生还原反应为AgCl+e-=Cl-+Ag，B项正确；
C．原电池中离子的移动：带负电的离子移向负极，带正电的离子移向正极，即Cl-移向Mg，C项正确；
D．由电子守恒得关系式为Mg~2e-，2mol电子需要消耗24gMg。则转移了0.2mole-，则有2.4gMg参与反应，D项正确；
故选A。
11. 有电子转移的有机反应在电解池中进行时被称为电有机合成。己二腈是制尼龙－66的原料，工业上用电有机合成己二腈[NC(CH2)4CN]的总反应为：4CH2=CHCN+2H2O=2NC(CH2)4CN+O2↑，阴极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN。下列说法正确的是
A. 电解过程中，H+向阳极移动
B. 阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C. 己二腈[NC(CH2)4CN]是有机高分子化合物
D. 1mol丙烯腈(CH2=CHC≡N)中所含σ键的数目为9NA
【答案】B
【解析】
【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，故H+向阴极移动，A错误；
B．结合总反应和阴极反应可知，阳极反应为水失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，2H2O-4e-=O2↑+4H+，B正确；
C．己二腈[NC(CH2)4CN]相对分子质量较小，不是高分子化合物，C错误；
D．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；1mol丙烯腈(CH2=CHC≡N)中所含σ键的数目为6NA，D错误；
故选B。
12. 通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等杂质，可利用电解法将粗铜提纯。下列说法错误的是
A. 提纯时粗铜作阴极
B. 用硫酸铜溶液作电解质溶液
C. 阳极反应之一是Cu-2e-=Cu2+
D. 电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料
【答案】A
【解析】
【详解】A．提纯时粗铜作阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，故A错误；
B．电解法将粗铜提纯，用硫酸铜溶液作电解质溶液，铜离子在阴极得到电子生成铜单质，故B正确；
C．阳极反应之一是阳极铜失去电子生成铜离子，Cu-2e-=Cu2+，故C正确；
D．阳极粗铜中金、银不放电成为阳极泥，电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料，故D正确；
故选A。
13. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. NaB(OH)4中B的化合价为+3价
B. N室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
【答案】C
【解析】
【详解】A．设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A项正确；
B．N与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；
D．装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；
故选C。
14. A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，它们的相关信息如表所示：
元素
相关信息
A
宇宙中最丰富的元素
B
最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成离子化合物M
C
2p能级上有2个单电子
D
逐级电离能(单位：kJ•mol-1)分别为：578；1817；2745：11575
E
0.01mol•L-1的最高价氧化物对应的水化物的pH等于2
下列说法正确的是
A. 五种元素均属于p区
B. 第一电离能：B＜C；电负性：D＜E
C. 基态E原子最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
D. A、C元素形成的化合物中含有极性键，还可能含有非极性键
【答案】D
【解析】
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大五种短周期主族元素，A宇宙中最丰富的元素，为氢；B最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成离子化合物M，B为氮，M为硝酸铵；C的2p能级上有2个单电子，由于其原子序数大于B，则C为氧；D逐级电离能(单位：kJ•mol-1)分别为：578、1817、2745、11575，则说明最外层电子数为3，为铝；E的0.01mol•L-1的最高价氧化物对应的水化物的pH等于2，则为一元强酸，E为氯。
【详解】A．氢元素均属于s区，A错误；
B．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N、O的第一电离能大小：N>O；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强，电负性：Al＜Cl，B错误；
C．基态Cl原子最高能级为3p能级，电子云轮廓图的形状为哑铃形，C错误；
D．A、C元素形成的化合物可以为水、过氧化氢，过氧化氢分子中含有极性键、非极性键，D正确；
故选D。
15. 现有常见的五种四核微粒：
①BF3 ②NCl3 ③NO ④SO3 ⑤SO
下列有关说法错误的是
A. ①②③互为等电子体 B. 键角：②＜③
C. ⑤中硫原子采取sp3杂化 D. ④分子的VSEPR模型为平面三角形
【答案】A
【解析】
【详解】A．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，①②③不互为等电子体，A错误；
B．②NCl3中氮形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化；③NO中氮形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化；故键角：②＜③，B正确；
C．⑤中硫原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，采取sp3杂化，C正确；
D．④分子中硫原子形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，D正确；
故选A。
16. 向硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量，下列有关该过程的说法错误的是
A. 观察到的现象：先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解
B. [Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空轨道，NH3作配体
C. 充分反应后的溶液中只含有[Cu(NH3)4]2+和SO
D. 向反应后的溶液中滴入CH3CH2OH，有深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O析出
【答案】C
【解析】
【详解】A．逐滴加入氨水先产生蓝色沉淀Cu(OH)2，继续加入氨水蓝色沉淀溶解变为[Cu(NH3)4]2+，A项正确；
B．[Cu(NH3)4]2+中NH3有孤电子对作为配体，而Cu2+有空轨道，B项正确；
C．充分反应后溶液中除了这两个离子外，还含有一水合氨、NH3，C项错误；
D．乙醇极性更小，加入后降低了溶液的极性从而降低了物质的溶解度，析出蓝色晶体，D项正确；
故选C。
17. 自发热“暖宝宝”的主要成分包含铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石(保温)、水，发热原因是基于钢铁在潮湿空气中的吸氧腐蚀原理。下列有关“暖宝宝”的说法错误的是
A. 发热过程中化学能转化为电能和热能
B. 氯化钠和水作电解质溶液
C. 发热过程中铁粉作负极
D. 发热过程中正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】发热原因是基于钢铁在潮湿空气中的吸氧腐蚀原理，则反应中铁做负极、活性炭做正极，氯化钠溶液做电解质溶液，会形成原电池。
【详解】A．由分析可知，发热过程中化学能转化为电能和热能，A正确；
B．氯化钠和水作电解质溶液，B正确；
C．发热过程中铁粉失去电子发生氧化反应作负极，C正确；
D．发热过程中正极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，D错误；
故选D。
18. 氯乙烯(ClCH=CH2)是生产聚氯乙烯塑料()的原料。下列说法正确是
A. 聚氯乙烯分子呈平面结构
B. 氯乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 氯乙烯分子中C－Cl键采用的成键轨道是sp2－p
D. 聚氯乙烯塑料可作食品包装袋
【答案】C
【解析】
【详解】A．聚氯乙烯分子中碳原子为饱和碳原子，不呈平面结构，A错误；
B．氯乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；
C．氯乙烯分子中碳原子为sp2杂化，C－Cl键采用的成键轨道是sp2－p，C正确；
D．聚乙烯塑料可作食品包装袋，聚氯乙烯塑料含有氯元素不可作食品包装袋，D错误；
故选C。
19. PCl5是一种重要的磷氯化物，主要用作氯化剂，立体构型为三角双锥形，如图所示。下列有关PCl5的说法正确的是
A. 原子半径大小：P＞Cl
B. 分子中P－Cl键长都相等
C. 分子中P原子采取sp3杂化
D. 分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期从左往右原子半径减小即P>Cl，A项正确；
B．分子中平面三角形内的P-Cl键相等，而垂直方向的P-Cl与其不等，B项错误；
C．P的价层电子对为5对，所以其杂化为sp3d，C项错误；
D．P的化合价为+5，5+5=10不满足8电子稳定结构，D项错误；
故选A。
20. 高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时，Cl-通过阴膜向正极区迁移
B. 放电时，负极区溶液的pH减小
C. 充电时，Zn与外接直流电源负极相连
D. 充电时，阳极电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+
【答案】A
【解析】
【详解】A．原电池中阴离子向负极移动，故放电时，Cl-不会向正极区迁移，A错误；
B．放电时，负极区锌失去电子发生氧化反应，，溶液氢氧根离子浓度减小，pH减小，B正确；
C．充电时，Zn做阴极，与外接直流电源负极相连，C正确；
D．充电时，阳极的FQH2失去电子反应氧化反应，电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+，D正确；
故选A。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
21. 如图为元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。用相关化学用语回答下列问题：
A
B
C
D
E
F
G
H
（1）A元素的基态原子价层电子排布式为______；B元素原子有______种空间运动状态不同的电子。
（2）D元素的基态原子最高能级的电子云轮廓图的形状为______；D元素的单质在空气中燃烧产生黄色的火焰，请用原子结构的知识解释其原因：______。
（3）C、E元素形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序为______。
（4）G元素的原子结构示意图为______。
（5）H元素的单质为液态，化学性质与F元素的单质相似，且能与D元素的最高价氧化物的水化物反应，其反应的离子方程式为______。
【答案】（1） ①. 2s22p2 ②. 5
（2） ①. 球形 ②. 高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量
（3）SiH4>H2O
（4） （5）Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O
【解析】
【分析】A、B、C分别为C、N、O，D、E、F分别为Na、Si、Cl；G为Cu，H为Br。
【小问1详解】
A的电子排布为1s22s22p2，价层电子为2s22p2。B为N电子排布为1s22s22p3，空间运动状态即为电子占据的轨道1+1+3=5。答案为2s22p2；5；
【小问2详解】
D的电子排布为1s22s22p63s1，最高能级为3s，形状为球形。加热条件下低能级的电子跃迁到高能级，高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量。答案为球形；高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量；
【小问3详解】
C和E的简单氢化物分别为H2O、SiH4，两者均有四对价层电子对，而H2O中两对孤电子对成键电子对排斥力大键角小，键角SiH4>H2O。答案为SiH4>H2O；
【小问4详解】
G的电子排布为1s22s22p63s13p63d104s1，则其原子结构示意图为。答案为；
【小问5详解】
Br2与NaOH反应产生NaBr和NaBrO，离子反应为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O。答案为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O。
22. 如图所示，某同学设计一个甲烷燃料电池并探究电解原理。已知C的电极材料为金属锌单质，其余皆为惰性电极，工作一段时间后，D电极表面有紫红色光亮物质析出。根据要求回答相关问题：
（1）通入甲烷的电极为______(填“X”或“Y”)极，该电极的电极反应式为______。
（2）乙装置中锌电极的电极反应式为______。如果利用乙装置在铁件表面镀铜，则铁件应与______(填“C”或“D”)极的电极材料互换，阳极换为铜单质，电镀一段时间后，电解液中Cu2+浓度将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）电解一段时间后，检验丙装置中E极产物的操作及现象为______，该装置的电解总反应离子方程式为______。
（4）若甲装置在标准状况下有2.24L氧气参加反应，则丁装置两极产生的气体总体积为______L；且丁装置溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1） ①. X ②. CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（2） ①. 4OH--4e-=2H2O+O2↑ ②. D ③. 不变
（3） ①. 用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极变蓝 ②.
（4） ①. 3.36L ②. 不变
【解析】
【分析】由D电极产生光亮的紫色物质即Cu，D极发生还原反应，D为阴极与电源的负极相连，即X为负极，Y为正极。C、E、G与电源正极相连，那么它们均为阳极。而F、H与电源的负极相连为阴极。
【小问1详解】
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+发生氧化反应，该物质在负极即X极。答案为：X；CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
【小问2详解】
Zn为阳极发生氧化反应为4OH-4e-=2H2O+O2↑。待镀金属在阴极，镀层金属在阳极，所以铁应该与D互换，则镀金属各极发生的反应为：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极为Cu2++2e-=Cu，所以溶液中的Cu2+浓度不发生变化。答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；D；不变；
【小问3详解】
E为阳极，发生反应为2Cl--2e-= Cl2↑；阴极发生的反应为2H++2e-= H2↑，总反应为。Cl2可用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极试纸变蓝即有Cl2。答案为：用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极变蓝；；
【小问4详解】
丁装置的阳极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极的反应为2H++2e-= H2↑。消耗2.24L（0.1mol）氧气转移电子为0.2mol，由上反应得丁装置的关系式为4e-~2H2~O2，则产生为0.1mol H2和0.05molO2，V=0.15×22.4L=3.36L。该电池实质电解H2O，所以溶液仍然为KNO3呈中性，溶液pH不变。答案为：3.36L；不变。
23. A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期的元素，原子序数依次增大，其中A、B、C、D为同一短周期元素，B的价电子排布为nsnnpn+1，C与E位于同主族相邻，前五种元素可以与Li+形成一种亲水有机盐LiTFSI(结构如图所示)，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力：F为过渡元素，所有外围电子自旋方向相同；G元素的单质与碳单质形成的合金是目前用量最多的金属材料。
（1）A、C元素形成的原子个数比为1∶2的化合物分子构型为______；C元素与氢元素形成的简单氢化物的中心原子杂化轨道类型为______。
（2）F元素原子核外价层电子排布图为______；F、C元素与钾元素组成的一种盐溶液为黄色，加硫酸酸化后溶液变为橙色，该反应的离子方程式为______。
（3）现有含G元素的两种阳离子G3+、G2+的混合溶液，检验溶液中G3+的操作及现象为______；检验溶液中的方法是______(请用离子方程式解释)。
（4）下列有关说法正确的是______(填标号)。
A. 简单气态氢化物的稳定性：D＞C＞E，最高价氧化物对应水化物的酸性：E＞A
B. A、C元素形成原子个数比为1∶1的化合物与B2互为等电子体，化学性质完全相同
C. G原子可与化合物AC形成一种配位数为5的配合物，其中配原子为A，1mol该配合物所含的σ键与π键个数比为1∶1
D. 52号元素与E同族，位于周期表第五周期第ⅥA族，其外围电子排布式为4d105s25p2
【答案】（1） ①. 直线形 ②. sp3
（2） ①. ②.
（3） ①. 取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+； ②. 取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-； （4）AC
【解析】
【分析】B的价电子排布为nsnnpn+1，n=2则B为N。F为过渡元素，所有外围电子自旋方向相同则F为Cr。G元素的单质与碳单质形成的合金是目前用量最多的金属材料则G为Fe。A、B、C、D为同一短周期元素，且从结构看，A、C、D分别为四价结构和二价结构、一价结构，所以C为O，A为C，D为F。C与E位于同主族相邻，E为S。
【小问1详解】
A、C形成的化合物为CO2，CO2中有价层电子对为=2+ =2，孤电子对0对，它的立体构型为直线形。C元素的简单氢化物的H2O， H2O中有价层电子对为=2+ =4采取sp3杂化。 答案为直线形；sp3；
【小问2详解】
F为Cr价电子为3d54s1，。F、C元素与钾元素组成的一种盐溶液为黄色K2CrO4加入酸平衡正移增多。答案为；；
【小问3详解】
G3+为Fe3+遇KSCN显血红色。取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+。而Fe2+可转化为Fe3+检验，即溶液中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-。答案为取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+；取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-；
【小问4详解】
A．同周期从左往右非金属性增强，简单氢化物的稳定性增强；而同族至上而下非金属性减弱，简单氢化物的稳定性减弱：F>O即D>C；O>S即C>E，D>C>E。E的最高价氧化为的水化物为H2SO4强酸，而A的最高价氧化为的水化物为H2CO3弱酸，酸性E>A，A项正确；
B．A和C形成1：1的化合物为CO而B2为N2，两者互为等电子他体，但其化学性质有差异，B项错误；
C．该配合物为Fe(CO)5，CO中含有1个σ和2个π，同时CO与Fe的配位键为σ，所以1mol该配合物σ键与π键个数比=（5×5+5）:（5×2）=1:1，C项正确；
D．52号元素与E同族，即第五周期ⅥA族，外围电子排布为5s25p6，D项错误；
故选AC。
24. 按照要求回答下列问题：
（1）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过，电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。
①电极B发生的电极反应式为______。
②电解一段时间后溶液中Mn2+浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料均为石墨)。
①图中A口产生的气体为______，B口流出的物质是______。
②b电极表面发生的电极反应式为______。
（3）Co是磁性合金的重要材料，也是维生素的重要组成元素。工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。
①A为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②该电解池的总反应离子方程式为______。
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则产品室增加的HCl的物质的量为______。
【答案】（1） ①. ②. 增大
（2） ①. 氢气 ②. 氢氧化钠 ③.
（3） ①. 阳 ②. ③. 0.4mol
【解析】
【小问1详解】
①由图可知，电极B上Mn2+失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，发生的电极反应式为；
②由图可知，电解总反应为，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增大；
【小问2详解】
①电解池中阳离子向阴极移动，由图可知，a为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，图中A口产生的气体为氢气，B口流出的物质是氢氧化钠；
②b电极为阳极，亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，表面发生的电极反应式为；
【小问3详解】
①工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸，Co2+在阴极发生还原反应生成Co单质，阳极水放电生成氧气和氢离子，阳极室中氢离子通过A膜、阴极室中氯离子通过B膜向产品室迁移得到HCl，故A为阳离子交换膜；
②由①分析可知，该电解池的总反应离子方程式为；
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则生成0.2mol Co，根据电子守恒可知，，产品室增加的HCl的物质的量为0.4mol。
25. 铜和锌是重要的工业原料，废旧电池的铜帽中主要含有铜和少量的锌，实验室利用废弃电池铜帽回收Cu并制备纳米ZnO的部分实验过程如图所示：
回答下列问题：
（1）在“溶解”过程中，铜溶解所发生反应的离子方程式为______。
（2）加入适量锌粉的目的是______。
（3）“洗涤干燥”操作中的洗涤方法是______。
（4）某同学提出用足量碳酸钠溶液代替(NH4)2CO3溶液，得到其中一种产物是碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]，其反应的离子方程式为______。
（5）Cu－PbO2电池是一种新型电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由两种膜将三种电解质溶液分成A、B、C三个不同的区域，其中a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，该电池结构如图所示：
①电池放电过程中PbO2极表面发生反应为______。
②电解质K2SO4溶液在______区域(填“A”“B”或“C”)。电池放电后，该区域K2SO4物质的量______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）
（2）置换出单质铜 （3）向漏斗中加水没过固体，待水流尽后，重复2-3次
（4）
（5） ①. ②. B ③. 减小
【解析】
【分析】废弃电池铜帽中铜和加入稀硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铜和水，溶解后加入锌置换出铜单质，滤液加入碳酸铵得到锌的沉淀，过滤、洗涤干燥、灼烧生成氧化锌；
【小问1详解】
在“溶解”过程中，铜和稀硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铜和水，溶解所发生反应的离子方程式为；
【小问2详解】
加入适量锌粉的目的是将溶液中铜离子置换出单质铜；
【小问3详解】
“洗涤干燥”操作中的洗涤方法是向漏斗中加水没过固体，待水流尽后，重复2-3次；
【小问4详解】
足量碳酸钠溶液代替(NH4)2CO3溶液，铜离子和碳酸根离子、水反应生成碱式碳酸锌，反应 ；
【小问5详解】
①由图可知，电池放电过程铜失去电子发生氧化反应为负极，则PbO2为正极；放电时，PbO2得到电子发生还原反应，发生的反应为。
②放电时，阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，已知，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，则ABC分别为KOH、K2SO4、H2SO4，放电时，B室钾离子向A室迁移、硫酸根离子向C室迁移，故电池放电后，该区域K2SO4物质的量减小。
2022～2023学年度下期高二年级期中联考
化学
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Co-59 Zn-65
一、选择题：本题共20小题，每小题2分，共40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. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. ClO2可作自来水消毒剂 B. SO2常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂
C. 在弱酸性环境中，钢铁一定发生析氢腐蚀 D. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置
【答案】C
【解析】
【详解】A．ClO2能杀菌消毒，可作自来水消毒剂，A正确；
B．SO2能杀菌且具有还原性，常用作葡萄酒的杀菌剂和抗氧化剂，B正确；
C．在酸性较强环境中，钢铁发生析氢腐蚀；弱酸性或碱性环境中钢铁发生吸氧腐蚀，C错误；
D．燃料电池放电效率高，是一种高效、环境友好的发电装置，D正确；
故选C。
2. 以下能级符号正确的是
A. 2d B. 3f C. 3d D. 1p
【答案】C
【解析】
【详解】根据第一电子层上只有1s，第二电子层只有2s、2p，第三电子层只有3s、3p、3d，第四电子层只有4s、4p、4d、4f；答案选C。
3. 下列说法正确的是
A. 基态铬原子的价电子排布式：3d44s2 B. NaOH的电子式：
C. 乙酸的结构简式：C2H4O2 D. 甲烷的比例模型：
【答案】B
【解析】
【详解】A．铬为24号元素，基态铬原子的价电子排布式为：3d54s1，A错误；
B．NaOH是由钠离子和氢氧根离子构成的，电子式为：，B正确；
C．乙酸的官能团为羧基，结构简式为：CH3COOH，C错误；
D．该图为甲烷的球棍模型，甲烷的比例模型为：，D错误；
故选B。
4. 类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A. NaCl溶液蒸干得到NaCl固体，则AlCl3溶液蒸干也可得到AlCl3固体
B. Fe能置换出硫酸铜溶液中的Cu，则Na电能置换出硫酸铜溶液中的Cu
C. Mg－Al原电池在稀硫酸介质中Mg作负极，则在稀氢氧化钠溶液介质中Mg也作负极
D. Al2O3能溶于NaOH溶液，则BeO也能溶于NaOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．铝离子水解生成氢氧化铝，AlCl3溶液蒸干最终得到氢氧化铝分解生成的氧化铝，A错误；
B．钠太活泼会和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜沉淀，B错误；
C．在稀氢氧化钠溶液介质中Mg和氢氧化钠不反应，铝和氢氧化钠反应失去电子发生氧化反应，铝作负极，C错误；
D．B、Al同主族元素，化学性质相似，Al2O3能溶于NaOH溶液，则BeO也能溶于NaOH溶液，D正确；
故选D。
5. 在城市中地下常埋有许多金属管道和输电线路，地面上还铺有铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，下列有关说法错误的是
A. 会引起金属管道或铁轨腐蚀
B. 该过程金属管道或铁轨只发生了吸氧腐蚀
C. 应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜防止被腐蚀
D. 为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连
【答案】B
【解析】
【详解】A．若金属管道或铁轨与电源的正极相连，则导致其做阳极被腐蚀，A正确；
B．若金属管道或铁轨与电源的负极相连，则导致其做阴极而得到保护，不一定发生吸氧腐蚀；即使发生电化学腐蚀，若金属管道或铁轨处于酸性较强的环境，也可能发生析氢腐蚀，B错误；
C．应将埋在地下的金属管道或铁轨涂上绝缘膜，防止被腐蚀，C正确；
D．为防止金属管道或铁轨腐蚀，可以将它们与直流电源的负极相连，使其做阴极而得到保护，D正确；
故选B。
6. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 2.24LN2O4气体中所含的原子数目为0.6NA
B. 2.3gNa与足量氧气反应转移的电子数目一定为0.1NA
C. Fe2+中未成对电子数为5NA
D. 1L0.1mol•L-1NH4Cl溶液中含有的NH数目为0.1NA
【答案】B
【解析】
【详解】A．没有标况不能计算气体的物质的量，A错误；
B．2.3gNa为1mol，与足量氧气反应钠转化为一价钠，则转移的电子数目一定为0.1NA，B正确；
C．不确定亚铁离子的物质的量，不能确定Fe2+中未成对电子数为5NA，C错误；
D．铵根离子水解导致1L0.1mol•L-1NH4Cl溶液中含有的NH小于0.1mol，D错误；
故选B。
7. 如图是带有盐桥的原电池装置图，正负极材料为活泼性不同的金属，盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液。下列说法正确的是
A. 电极材料金属性强弱：正极＞负极
B. 电池工作时，盐桥中的K+移向左边烧杯
C. 将盐桥从装置中取出，电流表指针仍然发生偏转
D. 负极区可由Cu和CuSO4溶液组成
【答案】D
【解析】
【详解】A．金属强的往往作为负极失电子发生氧化反应，金属性强弱：负极>正极，A项错误；
B．原电池中带正电的离子移向正极，即K+移向右边烧杯，B项错误；
C．取出盐桥后，电池不能形成闭合回路，没有电流，C项错误；
D．若负极区为Cu和CuSO4溶液，正极区为Ag、AgNO3溶液可组成原电池，D项正确；
故选D。
8. 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是
A. a为电源正极
B. 阳极反应为Fe2++e-=Fe3+
C. 阴极区附近发生的反应有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
D. 若产生2.24LCl2，通过外电路中的电子数目为0.1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，左侧铁离子发生还原反应生成亚铁离子，为阴极，则a为负极，A错误；
B．右侧电极为阳极，氯失去电子生成氯气，，B错误；
C．阴极区附近亚铁离子被氧气氧化为铁离子，发生反应有4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，C正确；
D．没有标况，不能计算反应的氯气的物质的量，D错误；
故选C。
9. 下列说法与电化学腐蚀无关的是
A. 镀锌铁(白铁板)耐用
B. 纯镁粉与稀硫酸反应产生大量气泡
C. 一段时间后，如图烧杯中的Fe片质量变小
D. 铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久会出现红褐色锈斑
【答案】B
【解析】
【详解】A．镀锌铁中锌、铁和电解质组成了原电池，而锌更活泼作为负极发生反应，而铁作为正极不发生反应，故白铁板更耐用，A项有关；
B．镁粉活泼能与稀硫酸制H2，但没有形成原电池，B项无关；
C．烧杯中铁和Cu与电解质形成原电池为铁的吸氧腐蚀，铁极Fe-2e-=Fe2+，C项有关；
D．铁锅为合金与残液组合形成原电池加快生锈，D项有关；
故选B。
10. 贮备电池主要用于应急救援和武器系统。Mg－AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，电池总反应为Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag。下列叙述错误的是
A. 放电时电子从负极经电解质溶液移动到正极
B. 正极反应为AgCl+e-=Cl-+Ag
C. 放电时Cl-向Mg电极迁移
D. 若电路中转移了0.2mole-，则有2.4gMg参与反应
【答案】A
【解析】
【分析】从总反应看，Mg发生氧化反应的为负极，而AgCl发生还原反应为正极。
【详解】A．放电时，电子从负极经导线流向正极，电子不能进入溶液，A项错误；
B．正极发生还原反应为AgCl+e-=Cl-+Ag，B项正确；
C．原电池中离子的移动：带负电的离子移向负极，带正电的离子移向正极，即Cl-移向Mg，C项正确；
D．由电子守恒得关系式为Mg~2e-，2mol电子需要消耗24gMg。则转移了0.2mole-，则有2.4gMg参与反应，D项正确；
故选A。
11. 有电子转移的有机反应在电解池中进行时被称为电有机合成。己二腈是制尼龙－66的原料，工业上用电有机合成己二腈[NC(CH2)4CN]的总反应为：4CH2=CHCN+2H2O=2NC(CH2)4CN+O2↑，阴极反应为2CH2=CHCN+2H++2e-NC(CH2)4CN。下列说法正确的是
A. 电解过程中，H+向阳极移动
B. 阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+
C. 己二腈[NC(CH2)4CN]是有机高分子化合物
D. 1mol丙烯腈(CH2=CHC≡N)中所含σ键的数目为9NA
【答案】B
【解析】
【详解】A．电解池中阳离子向阴极移动，故H+向阴极移动，A错误；
B．结合总反应和阴极反应可知，阳极反应为水失去电子发生氧化反应生成氢离子和氧气，2H2O-4e-=O2↑+4H+，B正确；
C．己二腈[NC(CH2)4CN]相对分子质量较小，不是高分子化合物，C错误；
D．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；1mol丙烯腈(CH2=CHC≡N)中所含σ键的数目为6NA，D错误；
故选B。
12. 通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含有Fe、Zn、Ag、Au、Pt等杂质，可利用电解法将粗铜提纯。下列说法错误的是
A. 提纯时粗铜作阴极
B. 用硫酸铜溶液作电解质溶液
C. 阳极反应之一是Cu-2e-=Cu2+
D. 电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料
【答案】A
【解析】
【详解】A．提纯时粗铜作阳极，铜失去电子发生氧化反应生成铜离子，故A错误；
B．电解法将粗铜提纯，用硫酸铜溶液作电解质溶液，铜离子在阴极得到电子生成铜单质，故B正确；
C．阳极反应之一是阳极铜失去电子生成铜离子，Cu-2e-=Cu2+，故C正确；
D．阳极粗铜中金、银不放电成为阳极泥，电解槽底部的阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料，故D正确；
故选A。
13. 现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. NaB(OH)4中B的化合价为+3价
B. N室发生的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C. 去掉a膜，阳极区用稀硫酸作电解液，不影响H3BO3的纯度
D. a、c膜均为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜
【答案】C
【解析】
【详解】A．设B化合价为x，根据化合价为o计算+1+x+(-2+1)×4=0，得x=+3，A项正确；
B．N与电源的负极相连为电解池的阴极，该极为H+发生还原反应：2H++2e-= H2↑或2H2O+2e-=H2↑+2OH-，B项正确；
C．若撤去a膜，经b膜进入稀硫酸中而形成H3BO3，得到H3BO3混有H2SO4，C项错误；
D．装置中得到H3BO3，需要经b膜进入产品室而H+经a膜进入产品室，所以a、b分别为阳离子和阴离子交换膜。原料室中的Na+需要经c膜进入N室形成NaOH，所以c膜为阳极膜，D项正确；
故选C。
14. A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，它们的相关信息如表所示：
元素
相关信息
A
宇宙中最丰富的元素
B
最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成离子化合物M
C
2p能级上有2个单电子
D
逐级电离能(单位：kJ•mol-1)分别为：578；1817；2745：11575
E
0.01mol•L-1的最高价氧化物对应的水化物的pH等于2
下列说法正确的是
A. 五种元素均属于p区
B. 第一电离能：B＜C；电负性：D＜E
C. 基态E原子最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
D. A、C元素形成的化合物中含有极性键，还可能含有非极性键
【答案】D
【解析】
【分析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大五种短周期主族元素，A宇宙中最丰富的元素，为氢；B最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成离子化合物M，B为氮，M为硝酸铵；C的2p能级上有2个单电子，由于其原子序数大于B，则C为氧；D逐级电离能(单位：kJ•mol-1)分别为：578、1817、2745、11575，则说明最外层电子数为3，为铝；E的0.01mol•L-1的最高价氧化物对应的水化物的pH等于2，则为一元强酸，E为氯。
【详解】A．氢元素均属于s区，A错误；
B．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N、O的第一电离能大小：N>O；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强，电负性：Al＜Cl，B错误；
C．基态Cl原子最高能级为3p能级，电子云轮廓图的形状为哑铃形，C错误；
D．A、C元素形成的化合物可以为水、过氧化氢，过氧化氢分子中含有极性键、非极性键，D正确；
故选D。
15. 现有常见的五种四核微粒：
①BF3 ②NCl3 ③NO ④SO3 ⑤SO
下列有关说法错误的是
A. ①②③互为等电子体 B. 键角：②＜③
C. ⑤中硫原子采取sp3杂化 D. ④分子的VSEPR模型为平面三角形
【答案】A
【解析】
【详解】A．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，①②③不互为等电子体，A错误；
B．②NCl3中氮形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化；③NO中氮形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化；故键角：②＜③，B正确；
C．⑤中硫原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，采取sp3杂化，C正确；
D．④分子中硫原子形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，D正确；
故选A。
16. 向硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量，下列有关该过程的说法错误的是
A. 观察到的现象：先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解
B. [Cu(NH3)4]2+中，Cu2+提供空轨道，NH3作配体
C. 充分反应后的溶液中只含有[Cu(NH3)4]2+和SO
D. 向反应后的溶液中滴入CH3CH2OH，有深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4•H2O析出
【答案】C
【解析】
【详解】A．逐滴加入氨水先产生蓝色沉淀Cu(OH)2，继续加入氨水蓝色沉淀溶解变为[Cu(NH3)4]2+，A项正确；
B．[Cu(NH3)4]2+中NH3有孤电子对作为配体，而Cu2+有空轨道，B项正确；
C．充分反应后溶液中除了这两个离子外，还含有一水合氨、NH3，C项错误；
D．乙醇极性更小，加入后降低了溶液的极性从而降低了物质的溶解度，析出蓝色晶体，D项正确；
故选C。
17. 自发热“暖宝宝”的主要成分包含铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石(保温)、水，发热原因是基于钢铁在潮湿空气中的吸氧腐蚀原理。下列有关“暖宝宝”的说法错误的是
A. 发热过程中化学能转化为电能和热能
B. 氯化钠和水作电解质溶液
C. 发热过程中铁粉作负极
D. 发热过程中正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O
【答案】D
【解析】
【分析】发热原因是基于钢铁在潮湿空气中的吸氧腐蚀原理，则反应中铁做负极、活性炭做正极，氯化钠溶液做电解质溶液，会形成原电池。
【详解】A．由分析可知，发热过程中化学能转化为电能和热能，A正确；
B．氯化钠和水作电解质溶液，B正确；
C．发热过程中铁粉失去电子发生氧化反应作负极，C正确；
D．发热过程中正极反应为O2+4e-+2H2O =4OH-，D错误；
故选D。
18. 氯乙烯(ClCH=CH2)是生产聚氯乙烯塑料()的原料。下列说法正确是
A. 聚氯乙烯分子呈平面结构
B. 氯乙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 氯乙烯分子中C－Cl键采用的成键轨道是sp2－p
D. 聚氯乙烯塑料可作食品包装袋
【答案】C
【解析】
【详解】A．聚氯乙烯分子中碳原子为饱和碳原子，不呈平面结构，A错误；
B．氯乙烯中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，B错误；
C．氯乙烯分子中碳原子为sp2杂化，C－Cl键采用的成键轨道是sp2－p，C正确；
D．聚乙烯塑料可作食品包装袋，聚氯乙烯塑料含有氯元素不可作食品包装袋，D错误；
故选C。
19. PCl5是一种重要的磷氯化物，主要用作氯化剂，立体构型为三角双锥形，如图所示。下列有关PCl5的说法正确的是
A. 原子半径大小：P＞Cl
B. 分子中P－Cl键长都相等
C. 分子中P原子采取sp3杂化
D. 分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期从左往右原子半径减小即P>Cl，A项正确；
B．分子中平面三角形内的P-Cl键相等，而垂直方向的P-Cl与其不等，B项错误；
C．P的价层电子对为5对，所以其杂化为sp3d，C项错误；
D．P的化合价为+5，5+5=10不满足8电子稳定结构，D项错误；
故选A。
20. 高电压水系锌－有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时，Cl-通过阴膜向正极区迁移
B. 放电时，负极区溶液的pH减小
C. 充电时，Zn与外接直流电源负极相连
D. 充电时，阳极电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+
【答案】A
【解析】
【详解】A．原电池中阴离子向负极移动，故放电时，Cl-不会向正极区迁移，A错误；
B．放电时，负极区锌失去电子发生氧化反应，，溶液氢氧根离子浓度减小，pH减小，B正确；
C．充电时，Zn做阴极，与外接直流电源负极相连，C正确；
D．充电时，阳极的FQH2失去电子反应氧化反应，电极反应式为FQH2-2e-=FQ+2H+，D正确；
故选A。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
21. 如图为元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。用相关化学用语回答下列问题：
A
B
C
D
E
F
G
H
（1）A元素的基态原子价层电子排布式为______；B元素原子有______种空间运动状态不同的电子。
（2）D元素的基态原子最高能级的电子云轮廓图的形状为______；D元素的单质在空气中燃烧产生黄色的火焰，请用原子结构的知识解释其原因：______。
（3）C、E元素形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序为______。
（4）G元素的原子结构示意图为______。
（5）H元素的单质为液态，化学性质与F元素的单质相似，且能与D元素的最高价氧化物的水化物反应，其反应的离子方程式为______。
【答案】（1） ①. 2s22p2 ②. 5
（2） ①. 球形 ②. 高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量
（3）SiH4>H2O
（4） （5）Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O
【解析】
【分析】A、B、C分别为C、N、O，D、E、F分别为Na、Si、Cl；G为Cu，H为Br。
【小问1详解】
A的电子排布为1s22s22p2，价层电子为2s22p2。B为N电子排布为1s22s22p3，空间运动状态即为电子占据的轨道1+1+3=5。答案为2s22p2；5；
【小问2详解】
D的电子排布为1s22s22p63s1，最高能级为3s，形状为球形。加热条件下低能级的电子跃迁到高能级，高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量。答案为球形；高能级的电子不稳定再跃迁会低能级以光子的形式释放能量；
【小问3详解】
C和E的简单氢化物分别为H2O、SiH4，两者均有四对价层电子对，而H2O中两对孤电子对成键电子对排斥力大键角小，键角SiH4>H2O。答案为SiH4>H2O；
【小问4详解】
G的电子排布为1s22s22p63s13p63d104s1，则其原子结构示意图为。答案为；
【小问5详解】
Br2与NaOH反应产生NaBr和NaBrO，离子反应为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O。答案为Br2+2OH-=Br-+BrO-+H2O。
22. 如图所示，某同学设计一个甲烷燃料电池并探究电解原理。已知C的电极材料为金属锌单质，其余皆为惰性电极，工作一段时间后，D电极表面有紫红色光亮物质析出。根据要求回答相关问题：
（1）通入甲烷的电极为______(填“X”或“Y”)极，该电极的电极反应式为______。
（2）乙装置中锌电极的电极反应式为______。如果利用乙装置在铁件表面镀铜，则铁件应与______(填“C”或“D”)极的电极材料互换，阳极换为铜单质，电镀一段时间后，电解液中Cu2+浓度将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）电解一段时间后，检验丙装置中E极产物的操作及现象为______，该装置的电解总反应离子方程式为______。
（4）若甲装置在标准状况下有2.24L氧气参加反应，则丁装置两极产生的气体总体积为______L；且丁装置溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1） ①. X ②. CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
（2） ①. 4OH--4e-=2H2O+O2↑ ②. D ③. 不变
（3） ①. 用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极变蓝 ②.
（4） ①. 3.36L ②. 不变
【解析】
【分析】由D电极产生光亮的紫色物质即Cu，D极发生还原反应，D为阴极与电源的负极相连，即X为负极，Y为正极。C、E、G与电源正极相连，那么它们均为阳极。而F、H与电源的负极相连为阴极。
【小问1详解】
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+发生氧化反应，该物质在负极即X极。答案为：X；CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；
【小问2详解】
Zn为阳极发生氧化反应为4OH-4e-=2H2O+O2↑。待镀金属在阴极，镀层金属在阳极，所以铁应该与D互换，则镀金属各极发生的反应为：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极为Cu2++2e-=Cu，所以溶液中的Cu2+浓度不发生变化。答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；D；不变；
【小问3详解】
E为阳极，发生反应为2Cl--2e-= Cl2↑；阴极发生的反应为2H++2e-= H2↑，总反应为。Cl2可用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极试纸变蓝即有Cl2。答案为：用湿润的淀粉KI试纸靠近该电极变蓝；；
【小问4详解】
丁装置的阳极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极的反应为2H++2e-= H2↑。消耗2.24L（0.1mol）氧气转移电子为0.2mol，由上反应得丁装置的关系式为4e-~2H2~O2，则产生为0.1mol H2和0.05molO2，V=0.15×22.4L=3.36L。该电池实质电解H2O，所以溶液仍然为KNO3呈中性，溶液pH不变。答案为：3.36L；不变。
23. A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期的元素，原子序数依次增大，其中A、B、C、D为同一短周期元素，B的价电子排布为nsnnpn+1，C与E位于同主族相邻，前五种元素可以与Li+形成一种亲水有机盐LiTFSI(结构如图所示)，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力：F为过渡元素，所有外围电子自旋方向相同；G元素的单质与碳单质形成的合金是目前用量最多的金属材料。
（1）A、C元素形成的原子个数比为1∶2的化合物分子构型为______；C元素与氢元素形成的简单氢化物的中心原子杂化轨道类型为______。
（2）F元素原子核外价层电子排布图为______；F、C元素与钾元素组成的一种盐溶液为黄色，加硫酸酸化后溶液变为橙色，该反应的离子方程式为______。
（3）现有含G元素的两种阳离子G3+、G2+的混合溶液，检验溶液中G3+的操作及现象为______；检验溶液中的方法是______(请用离子方程式解释)。
（4）下列有关说法正确的是______(填标号)。
A. 简单气态氢化物的稳定性：D＞C＞E，最高价氧化物对应水化物的酸性：E＞A
B. A、C元素形成原子个数比为1∶1的化合物与B2互为等电子体，化学性质完全相同
C. G原子可与化合物AC形成一种配位数为5的配合物，其中配原子为A，1mol该配合物所含的σ键与π键个数比为1∶1
D. 52号元素与E同族，位于周期表第五周期第ⅥA族，其外围电子排布式为4d105s25p2
【答案】（1） ①. 直线形 ②. sp3
（2） ①. ②.
（3） ①. 取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+； ②. 取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-； （4）AC
【解析】
【分析】B的价电子排布为nsnnpn+1，n=2则B为N。F为过渡元素，所有外围电子自旋方向相同则F为Cr。G元素的单质与碳单质形成的合金是目前用量最多的金属材料则G为Fe。A、B、C、D为同一短周期元素，且从结构看，A、C、D分别为四价结构和二价结构、一价结构，所以C为O，A为C，D为F。C与E位于同主族相邻，E为S。
【小问1详解】
A、C形成的化合物为CO2，CO2中有价层电子对为=2+ =2，孤电子对0对，它的立体构型为直线形。C元素的简单氢化物的H2O， H2O中有价层电子对为=2+ =4采取sp3杂化。 答案为直线形；sp3；
【小问2详解】
F为Cr价电子为3d54s1，。F、C元素与钾元素组成的一种盐溶液为黄色K2CrO4加入酸平衡正移增多。答案为；；
【小问3详解】
G3+为Fe3+遇KSCN显血红色。取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+。而Fe2+可转化为Fe3+检验，即溶液中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-。答案为取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN溶液显血红色含有Fe3+；取少量溶液于试管中滴加几滴KSCN无现象，再滴加氯水溶液变红，则含有Fe2+，反应为Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-；
【小问4详解】
A．同周期从左往右非金属性增强，简单氢化物的稳定性增强；而同族至上而下非金属性减弱，简单氢化物的稳定性减弱：F>O即D>C；O>S即C>E，D>C>E。E的最高价氧化为的水化物为H2SO4强酸，而A的最高价氧化为的水化物为H2CO3弱酸，酸性E>A，A项正确；
B．A和C形成1：1的化合物为CO而B2为N2，两者互为等电子他体，但其化学性质有差异，B项错误；
C．该配合物为Fe(CO)5，CO中含有1个σ和2个π，同时CO与Fe的配位键为σ，所以1mol该配合物σ键与π键个数比=（5×5+5）:（5×2）=1:1，C项正确；
D．52号元素与E同族，即第五周期ⅥA族，外围电子排布为5s25p6，D项错误；
故选AC。
24. 按照要求回答下列问题：
（1）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如图(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过，电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。
①电极B发生的电极反应式为______。
②电解一段时间后溶液中Mn2+浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。
（2）用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示(电极材料均为石墨)。
①图中A口产生的气体为______，B口流出的物质是______。
②b电极表面发生的电极反应式为______。
（3）Co是磁性合金的重要材料，也是维生素的重要组成元素。工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸(A、B均为离子交换膜)。
①A为______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②该电解池的总反应离子方程式为______。
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则产品室增加的HCl的物质的量为______。
【答案】（1） ①. ②. 增大
（2） ①. 氢气 ②. 氢氧化钠 ③.
（3） ①. 阳 ②. ③. 0.4mol
【解析】
【小问1详解】
①由图可知，电极B上Mn2+失去电子发生氧化反应生成二氧化锰，发生的电极反应式为；
②由图可知，电解总反应为，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增大；
【小问2详解】
①电解池中阳离子向阴极移动，由图可知，a为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，图中A口产生的气体为氢气，B口流出的物质是氢氧化钠；
②b电极为阳极，亚硫酸根离子失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子，表面发生的电极反应式为；
【小问3详解】
①工业上可用如图装置制取单质Co并获得副产品盐酸，Co2+在阴极发生还原反应生成Co单质，阳极水放电生成氧气和氢离子，阳极室中氢离子通过A膜、阴极室中氯离子通过B膜向产品室迁移得到HCl，故A为阳离子交换膜；
②由①分析可知，该电解池的总反应离子方程式为；
③若产品室中阴极质量增加11.8g，则生成0.2mol Co，根据电子守恒可知，，产品室增加的HCl的物质的量为0.4mol。
25. 铜和锌是重要的工业原料，废旧电池的铜帽中主要含有铜和少量的锌，实验室利用废弃电池铜帽回收Cu并制备纳米ZnO的部分实验过程如图所示：
回答下列问题：
（1）在“溶解”过程中，铜溶解所发生反应的离子方程式为______。
（2）加入适量锌粉的目的是______。
（3）“洗涤干燥”操作中的洗涤方法是______。
（4）某同学提出用足量碳酸钠溶液代替(NH4)2CO3溶液，得到其中一种产物是碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]，其反应的离子方程式为______。
（5）Cu－PbO2电池是一种新型电池，电解质为K2SO4、H2SO4和KOH，由两种膜将三种电解质溶液分成A、B、C三个不同的区域，其中a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，该电池结构如图所示：
①电池放电过程中PbO2极表面发生反应为______。
②电解质K2SO4溶液在______区域(填“A”“B”或“C”)。电池放电后，该区域K2SO4物质的量______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）
（2）置换出单质铜 （3）向漏斗中加水没过固体，待水流尽后，重复2-3次
（4）
（5） ①. ②. B ③. 减小
【解析】
【分析】废弃电池铜帽中铜和加入稀硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铜和水，溶解后加入锌置换出铜单质，滤液加入碳酸铵得到锌的沉淀，过滤、洗涤干燥、灼烧生成氧化锌；
【小问1详解】
在“溶解”过程中，铜和稀硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铜和水，溶解所发生反应的离子方程式为；
【小问2详解】
加入适量锌粉的目的是将溶液中铜离子置换出单质铜；
【小问3详解】
“洗涤干燥”操作中的洗涤方法是向漏斗中加水没过固体，待水流尽后，重复2-3次；
【小问4详解】
足量碳酸钠溶液代替(NH4)2CO3溶液，铜离子和碳酸根离子、水反应生成碱式碳酸锌，反应 ；
【小问5详解】
①由图可知，电池放电过程铜失去电子发生氧化反应为负极，则PbO2为正极；放电时，PbO2得到电子发生还原反应，发生的反应为。
②放电时，阳离子向正极移动、阴离子向负极移动，已知，a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，则ABC分别为KOH、K2SO4、H2SO4，放电时，B室钾离子向A室迁移、硫酸根离子向C室迁移，故电池放电后，该区域K2SO4物质的量减小。
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