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江苏省南京市某校2024-2025学年高二上学期9月阶段化学考试（解析版）
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这是一份江苏省南京市某校2024-2025学年高二上学期9月阶段化学考试（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学与社会、生活、环境密切相关。下列叙述不正确的是
A. 同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高
B. 冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
C. 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D. 化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能
【答案】C
【解析】液态水变为水蒸气吸热，说明水蒸气能量更高，A正确；同一物质，液态的熵值高于固态，B正确；绿色化学的核心是从源头治理，尽可能不产生污染，而不是产生污染后的治理，C错误；远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石燃料，D正确；
综上所述答案为C。
2. 向CuSO4溶液中通入H2S，发生反应：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4.下列有关说法正确的是
A. H2S的电子式为
B. Cu是d区过渡金属元素
C. Cu2＋的基态核外电子排布式为[Ar]3d10
D. 基态O原子核外电子轨道表示式为
【答案】A
【解析】H2S是共价化合物，S与2个H之间各共用一对电子，电子式为，A正确；Cu的价电子排布式为3d104s1，属于ds区的过渡金属元素，B错误；Cu2＋的基态核外电子排布式为[Ar]3d9，C错误；根据洪特规则，电子优先以自旋平行的形式占满每个轨道，基态O原子核外电子轨道表示式为，D错误；
故选A。
3. 用如图实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A. 用图甲所示装置验证氨气溶于水呈碱性
B. 用图乙所示装置制取CO2
C. 用图丙所示装置验证镁片与稀盐酸反应放热
D. 用图丁所示装置丁验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
【答案】C
【解析】石蕊遇碱变蓝，应该用湿润的红色湿润试纸检验，A错误；长颈漏斗下端未浸入液面以下，生成的气体会从长颈漏斗逸出，B错误；Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，若镁片与稀盐酸反应放热，饱和石灰水温度升高，会析出Ca(OH)2，石灰水会变浑浊，可以达到实验目的，C正确；两组实验的温度也不同，变量不唯一，D错误；
综上所述答案为C。
4. 2023年诺贝尔化学奖颁给合成量子点的三位科学家。量子点是一种重要的低维半导体材料，常由硅(Si)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)等元素组成。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(Si)>r(S)>r(Se)
B. 电负性：χ(Se)>χ(S)>χ(Si)
C. 第一电离能：I1(P)>I1(S)>I1(Si)
D. 氢化物的稳定性：H2Se>H2S>PH3
【答案】C
【解析】硅(Si)、磷(P)、硫(S)为同一周期从左到右的位置关系，硒(Se)在S的下一周期，两者同主族；
根据原子半径递变规律，原子半径由大到小的顺序为：r(Se) >r(Si)>r(S)，故A错误；根据位置关系，S的电负性应该大于Se，故B错误；根据同一周期第一电离能的递变，第VA族出现反常，第一电离能：I1(P)>I1(S)>I1(Si)，故C正确；H2S的稳定性强于H2Se，故D错误。
答案选C。
第三周期元素的单质及其化合物有重要用途。如在熔融状态下可用金属钠制备金属钾：上可制备多种镁产品：铝―空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应。高纯硅广泛用于信息技术领域，高温条件下，将粗硅转化为三氯硅烷()，再经氢气还原得到高纯硅。硫有多种单质，如斜方硫(燃烧热为)、单斜硫等。可除去废水中Hg2+等重金属离子，水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。
阅读以上材料，完成下面三个小题
5. 下列说法不正确的是
A. 斜方硫和单斜硫互同素异形体
B. 1ml中含有4mlσ键
C. H2S的空间构型为V形
D. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
6. 下列化学反应表示不正确的是
A. 向溶液中加入小粒金属钠：
B. 斜方硫燃烧：
C. 铝―空气电池(碱性电解液)放电时的负极反应式：
D. H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成：
7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 熔融能电解，可用作冶炼镁的原料
B. H2S具有还原性，可除去废水中的
C. 钠的金属活泼性比钾大，可用于冶炼金属钾
D. 熔点高、硬度大，可用于制造光导纤维
【答案】5. B 6. D 7. A
【解析】
【5题详解】
斜方硫和单斜硫均为硫元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，A正确；已知微粒 中含有4个O-Hσ键和4个Al-O配位键也是σ键，故1ml中含有8mlσ键，B错误；H2S中中心原子S周围的价层电子对数为：2+=4，根据价层电子对互斥理论可知，H2S的空间构型为V形，C正确；Si位于元素周期表中金属与非金属的交界线处，故可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料，D正确；
故答案为：B；
【6题详解】
向CuSO4溶液中加入小粒金属钠，Na先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，故总的离子方程式为：，A正确；由题干信息可知，斜方硫的燃烧热为，则斜方硫燃烧的热化学方程式为： ，B正确；原电池负极发生氧化反应，结合题干信息：铝―空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应可知，该电池放电时的负极反应式：，C正确；H2S为弱酸，属于弱电解质，故H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S的反应方程式为：，D错误；
故答案为：D；
【7题详解】
熔融MgCl2能电解，方程式为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故可用作冶炼镁的原料，A符合题意；H2S用于除去废水中的Hg2+，原理为：Hg2++H2S=HgS↓+2H+，并未体现H2S的还原性，B不合题意；钠的金属活泼性比钾小，用钠来冶炼金属钾是利用钠的沸点比钾高，与其金属性强弱无关，C不合题意；SiO2用于制造光导纤维是利用SiO2的光学特性，与其熔点高、硬度大无关，D不合题意；
故答案为：A。
8. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A. 该电池在高温下进行效率更高
B. 电子的移动方向由 b经外电路到a
C. 若该电池中有0.2 ml O2参加反应，则有0.8mlH⁺向b迁移
D. b电极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】C
【解析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2 放出电子，负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO，失电子发生氧化反应，电极反应式是HS-+4H2O-8e-=SO+9H+；正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O。
高温使硫化菌失去活性，该电池不宜在高温下进行，故A错误；b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出经外电路流向b，故B错误；正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O，根据电子守恒，若该电池中有0.2 ml O2参加反应，则有0.8mlH⁺向b迁移，故C正确；b电极发生的反应为4H++O2+4e-=2H2O，故D错误；
故选C。
9. 用活性炭与NO2反应：为2C(s)+2NO2(g) ⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A. 增加活性炭质量，正反应速率加快
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为
D. 该反应到达平衡后，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
【答案】C
【解析】活性炭是固体，增加固体的量，反应速率不变，A错误；反应平衡常数的表达式为，固体不带入平衡常数表达式，B错误；反应2C(s)+2NO2(g) ⇌2CO2(g)+N2(g)中，N的化合价由+4价降低为0价，消耗1mlNO2有4ml电子转移，即个电子转移，C正确；升高温度，正逆反应速率均加快，D错误；
答案选C。
10. 甲硫醇是合成染料和农药的原料，可通过甲醇与硫化氢反应得到，热化学方程式为。硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化反应过程如下图。下列说法中不正确的是
A. 过程①和②均吸收能量
B 过程④形成了O－H和C－S
C. (E表示键能)
D. 适当降温加压可提高甲醇的平衡转化率
【答案】C
【解析】根据图示，过程①和②都是化学键断裂的过程，断键吸收能量，故A正确；根据图示，过程④形成了O－H和C－S，故B正确；反应过程，断裂1个H-S键、1个C-O键，生成1个C-S键、1个O-H键，总反应放热，所以(E表示键能)，故C错误；总反应放热，降低温度平衡正向移动，正反应气体物质的量减少，增大压强平衡正向移动，所以适当降温加压可提高甲醇的平衡转化率，故D正确；
选C。
11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】二者都产生白色沉淀，不能判断溶度积大小关系，A错误；K2CrO4溶液中缓慢滴加少量浓硫酸，溶液由黄色变橙色，说明平衡(橙)＋H2O⇌2 (黄)＋2H＋向逆向移动，存在平衡，B正确；向盛有2mL 0.1ml/L FeBr2溶液的试管中滴加足量氯水，Fe2+和Br-都被氧化，不能判断二者的还原性强弱，C错误；0.1ml/LNaF和NaClO溶液的pH，后者的pH大，说明酸性HClO答案选B。
12. 常温下，将溶液与溶液混合，可制得，混合过程中有气体产生。已知：，，，。下列说法不正确的是
A. 向100mL pH=10的氨水中通入少量，反应后溶液中存在：
B. 0.1 溶液中：
C. 生成的离子方程式为：
D. 生成沉淀后的上层清液中：
【答案】A
【解析】通入少量，，中碳酸根离子会发生水解：， ，相当，故反应后为氨水和碳酸铵的混合溶液，氢氧根浓度变化不大，，则，可知：，故A错误；由电荷守恒： ①；
物料守恒： ②；
①-②得：③
在溶液中：的水解常数 Kh()=；
的水解常数，由于铵根离子水解程度大于碳酸氢根离子水解程度，故溶液呈碱性，结合③式可知：，故B正确；由题意：电离出和，亚铁离子结合生成，并且结合生成二氧化碳和水，反应离子方程式为：，故C正确；生成沉淀后的上层清液为碳酸亚铁的饱和溶液，溶液中，故D正确；
故选：A。
13. 催化加氢制甲醇中发生的反应有：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ
将和按通入密闭容器中发生反应，测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下选择性[选择性为]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 的选择性曲线为b
B. 反应i的平衡常数：K(200℃)＜K(350℃)
C. 由大到小的顺序为P1＜P2＜P3
D. 三条曲线接近重合的原因是随温度升高反应ii占主导造成的
【答案】D
【解析】反应ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的选择性减小，则表明甲醇选择性的曲线为a，A错误；反应ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，因此K(200℃)>K(350℃) ，B错误；反应ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应ⅱ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，反应ⅲ为气体体积减小的反应，则增大压强，二氧化碳的转化率增大，由图可知，条件下二氧化碳的转化率依次减小，则压强由大到小的顺序为：，C错误；反应ⅰ为气体体积减小反应，反应ii是气体体积不变的反应，三条曲线接近重合说明随着反应温度升高，CO选择性极高，反应ii占主要因素，且反应ⅱ前后气体分子数相等，压强不改变CO2平衡转化率，D正确；
故选D。
二、非选择题：共4题，共61分。
14. 氧化铬()主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上以铬铁矿［主要成份：(亚铬酸亚铁)，还含有等杂质］为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：
（1）基态的核外电子排布式为_______。
（2）“高温氧化”过程中转化为的化学方程式为_______。
（3）“操作1”是将固体冷却、研磨，再加水浸取，其中研磨的目的是_______。
（4）为获得纯净，需判断是否洗涤干净。该操作是_______。
（5）现用FeS模拟工业上处理含铬废水()(浓度)，处理后所得滤渣主要成分为FeOOH，，FeS。(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)。将滤渣用蒸馏水洗净后，在低温条件下干燥，将干燥后的固体在空气中加热，测得固体质量随温度的变化如图所示。
说明：780℃以上的残留固体为Fe2O3、的混合物。A→B固体质量增加的原因是_______。
【答案】（1）[Ar]3d3
（2）4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 =2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑
（3）增大接触面积，提高浸出率
（4）取最后一次洗涤液少量于试管中，加入BaCl2溶液，若不产生沉淀，则沉淀洗涤干净
（5）FeS被氧化为硫酸盐
【解析】铬铁矿的主要成分是：Fe(CrO2)2(亚铬酸亚铁)，还含有Al2O3等杂质，加入碳酸钠，在氧气中高温氧化，Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4、Fe2O3，Al2O3转化为四羟基合铝酸钠，固体物质中含有Na2CrO4、Fe2O3、Na[Al(OH)4]，加水，Na2CrO4、Na[Al(OH)4]溶解，Fe2O3不溶于水，过滤除去，滤液中加入适量硫酸生成氢氧化铝沉淀，过滤除去，得到含有Na2CrO4的滤液，经过处理，得到Cr(OH)3沉淀，灼烧得到Cr2O3，据此分析作答即可。
【小问1详解】
Cr为24号元素，基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，故Cr3+的核外电子排布式为[Ar]3d3；
【小问2详解】
根据分析结合化合价升降守恒、原子守恒可得“高温氧化”过程中Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4的化学方程式为：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑；
【小问3详解】
研磨后，再加水浸取，可以增大接触面积，提高浸取效率；
【小问4详解】
根据分析可知，Cr(OH)3的洗涤液中含有硫酸根离子，判断Cr(OH)3洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液少量于试管中，加入BaCl2溶液，若不产生沉淀，则沉淀洗涤干净；
【小问5详解】
处理后所得滤渣主要成分为FeOOH，Cr(OH)3，FeS，将干燥后的固体在空气中加热，先是Cr(OH)3受热分解，固体质量减少，然后FeS被氧化为硫酸盐，固体质量增加，紧接着FeOOH转化为氧化铁，固体质量再减少，所以A→B固体质量增加的原因是FeS被氧化为硫酸盐。
15. 钛酸钡()是制备电子陶瓷材料的基础原料。
（1）实验室模拟制备钛酸钡的过程如下：
已知：能水解生成，能进一步水解生成；能与浓硫酸反应生成；草酸氧钛钡晶体的化学式为。
①写出基态Ti原子的价电子排布式：_______
②Ti(Ⅳ)的存在形式(相对含量分数)与溶液pH的关系如图所示，“沉钛”时，需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，理由是_______。
③由草酸氧钛钡晶体(相对分子质量为449)煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。现称取44.9g草酸氧钛钡晶体进行热重分析，测得残留固体质量与温度的变化关系如图所示，C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，则阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为_______。
（2）利用将浅紫色氧化为无色Ti(Ⅳ)的反应可用于测定钛酸钡的纯度。
①请补充完整实验方案：称量2.33g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应(Al将转化为)；_______；洗涤滤渣2～3次， _______，_______；将待测钛液转移到100mL容量瓶中后定容，取20.00mL待测钛液于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加2～3滴_______；用_______滴定，当滴入最后半滴标准液时，_______，记录消耗标准液的体积，_______，平均消耗标准液19.50mL。(实验时必须使用的试剂有：稀硫酸、溶液、KSCN溶液)
②计算钛酸钡样品的纯度(写出计算过程)_______。
【答案】（1）①. ②. pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与Ba2+反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成 ③. BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑
（2）①. 过滤 ②. 将洗涤液与原滤液合并 ③. 向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化
④. KSCN溶液 ⑤. 用溶液滴定 ⑥. 溶液由浅紫色变成红色，且半分钟内红色不褪去 ⑦. 重复滴定实验操作3次 ⑧. 97.5%
【解析】由题给流程可知，向四氯化钛和氯化钡混合液中加入草酸溶液和氨水充分反应得到草酸氧钛钡沉淀，经过滤、洗涤、干燥得到草酸氧钛钡晶体；草酸氧钛钡晶体煅烧分解制得钛酸钡。
【小问1详解】
①钛元素的原子序数为21，基态原子的价电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；
②由图可知，pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与钡离子反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成，所以“沉钛”时需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，故答案为：pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与Ba2+反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成；
③44.9g草酸氧钛钡晶体的物质的量为=0.1ml，则晶体中含有结晶水的质量为0.1ml×4×18g/ml=7.2g，完全失去结晶水后剩余固体的质量为44.9g—7.2g=37.7g，由图可知，B点剩余固体的质量为37.7g，则A→B发生的反应为受热分解生成BaTiO(C2O4)2和水；由题意可知，C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，由钡原子守恒可知，碳酸钡的质量是0.1ml×197g/ml=19.7g，由图可知，C点剩余固体质量为27.7g，则钛氧化物的质量是27.7g-19.7g=8.0g，由钛原子守恒可知，氧化物中钛元素的质量为0.1ml×48g/ml=4.8g，则氧化物中氧原子的物质的量是=0.2ml，氧化物的化学式为TiO2；反应生成碳酸钡时，碳元素的化合价升高被氧化，由氧化还原反应规律可知，反应生成的气体中一定含有一氧化碳，若生成的气体全部为一氧化碳，由得失电子数目守恒可知，一氧化碳的质量为0.1ml×28g/ml=2.8g，由图可知B→C固体减少质量为37.7g—27.7g=10.0g＞2.8g，说明反应生成的气体中含有二氧化碳，设生成的CO和CO2的物质的量分别是xml、yml，反应前后碳原子守恒，则x+y=0.4-0.1=0.3，依据反应前后电子得失守恒可知x=y+0.1，解得x=0.2，y=0.1，所以阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑，故答案为：BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑；
【小问2详解】
①由题意可知，测定钛酸钡纯度的实验方案为称量2.33g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应；过滤，洗涤滤渣2～3次、将洗涤液与原滤液合并，向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化；将待测钛液转移到100mL容量瓶中后定容，取20.00mL待测钛液于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加2～3滴硫氰化钾溶液，用0.1000ml/L氯化铁溶液滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由浅紫色变成血红色，半分钟红色不褪去；记录消耗标准液的体积，重复滴定实验操作3次，平均消耗标准液19.50mL，故答案为：过滤；将洗涤液与原滤液合并；向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化； KSCN溶液；用溶液滴定；溶液由浅紫色变成红色，且半分钟内红色不褪去；重复滴定实验操作3次；
②由题意可得如下转化关系：BaTiO3—Ti2+—Fe3+，滴定消耗氯化铁溶液，则钛酸钡样品的纯度×100%=97.5%，故答案为：97.5%。
16. 草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元中强酸，在水中它的存在形态有H2C2O4、HC2O4—、C2O42—，各形态的分布系数（浓度分数）α随溶液pH变化的关系如图所示：
（1）图中曲线1表示________________的分布系数变化。
（2）现有物质的量浓度均为0.1ml/L的下列溶液：
a. Na2C2O4 b. NaHC2O4 c. H2C2O4 d. (NH4)2C2O4 e. NH4HC2O4
已知NaHC2O4溶液显酸性。
①NH4HC2O4显_____性(填“酸”、“碱”或“中”)
②Na2C2O4溶液中， ____2 (填“>”、“=”、“<”)， 原因是______________________________________________（用离子方程式表示）。
③常温下，向10 mL 0. 1 ml/L H2C2O4溶液中滴加0.1 ml/L NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，当溶液中c(Na+)＝2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时，溶液显_______性(填“酸”、“碱”或“中”)，且V（NaOH）______10 mL（填“>”、“=”或“<”）。
④五种溶液中c(H2C2O4)由大到小排列的顺序是 ________________________________。
【答案】①. H2C2O4 ②. 酸 ③. > ④. C2O42-+H2OHC2O4-+OH- ⑤. 中 ⑥. >
⑦. c > e > b > d > a
【解析】
(1). 因草酸的浓度越大，溶液的pH越小，根据图象可知，曲线1随pH的增大而逐渐降低，所以曲线1为草酸，故答案为H2C2O4；
(2). ①. 因NaHC2O4溶液显酸性，说明HC2O4－的电离程度大于水解程度，因铵根离子水解也会使溶液显酸性，所以NH4HC2O4溶液显酸性，故答案为酸；
②. 草酸钠中的草酸根离子是弱酸阴离子，可以发生水解反应C2O42－+H2OHC2O4－+OH－，所以草酸钠溶液中＞2，故答案为＞；C2O42－+H2OHC2O4－+OH－；
③. 根据电荷守恒可知：c（Na+）+c（H+）=2c（C2O42－）+c（HC2O4－）+c（OH－），当溶液中c(Na+)＝2c(C2O42－)+c(HC2O4－)时，c（H+）=c（OH－），所以溶液呈中性；草酸氢钠溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钠溶液应稍微过量，所以V（NaOH）＞10mL，故答案为中；＞；
④. 草酸根离子水解程度大于草酸氢根离子、铵根离子促进草酸根离子或草酸氢根离子水解，草酸电离程度较小，所以溶液中c（H2C2O4）由大到小排列的顺序是c＞e＞b＞d＞a，故答案为c＞e＞b＞d＞a。
17. 氢能是应用前景广阔的新能源。
（1）制氢。我国化学家模拟主反应重整制H2，研究在Pt-Ni合金和Sn-Ni合金催化下。甲烷逐级脱氢的反应。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量关系如图所示
(*表示吸附在催化剂表面的物质，吸附过程产生的能量称为吸附能)。
①使用Sn-Ni合金作为催化剂的历程中最大能垒E正=_______eV；
②脱氢反应阶段选择Pt-Ni合金作为催化剂效果更好，理由是_______。
（2）储氢。部分H2和Mg一定条件下化合生成MgH2以储氢；部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢，其反应机理的部分过程如图所示。
①请画出中间体X的结构_______。
②研究发现，使用Ru系催化剂时，N2在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤，实际工业生产时，将n(H2)/n(N2)控制在1.8~2.2之间，比理论值3小，其原因是_______。
（3）释氢。MgH2可通过热分解和水解两种方法制得H2。相较于热分解，从物质转化和能量利用的角度分析，MgH2水解释氢方法的优点有_______。
（4）储氢物质运用。NH3常用于烟气(主要成分NO、NO2)脱硝。以N2为载气，将含一定量NO、NH3及O2的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂CeO2的反应管，研究温度、SO2(g)、H2O(g)对脱硝反应的影响。
①如图所示，温度高于350℃时，NO转化率下降，推测原因是_______。
②实验证明，烟气中含SO2会导致催化剂不可逆的中毒(Ce4+氧化SO2生成覆盖在生成的Ce3+表面，阻止了O2氧化Ce3+)。而添加CuO后抗硫能力显著增强。请结合图示机理，说明抗硫能力增强的原因_______。
【答案】（1）①. 3.809 ②. 使用Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好
（2）①. ②. 提高N2在合成气中比例，增大N2在催化剂表面的吸附活化总量，加快反应速率；利于提高H2的转化率，同时提高储氢率
（3）等量的MgH2水解比热分解产生的氢气多；同时不需要消耗大量热能
（4）①. 温度升高，催化剂的活性下降；NH3和O2反应生成NO，还原剂NH3的量减少 ②. 添加CuO后，氧化生成的覆盖在Cu2+上，O2氧化Ce3+生成Ce4+，恢复催化能力
【解析】
【小问1详解】
①据图可知，使用Sn-Ni合金作催化剂时，由到过渡态2的能垒最大，为；②使用Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好；
【小问2详解】
①根据氢气和氮气在催化剂表面产生氨气，中间体X结合一个H原子以后产生氨气，剩余一个N≡在催化剂表面，逆向推导可知为，故答案为：；②氢气量多于实际反应的化学计量系数，相当于氢气过量，可以提高氮气在反应中的转化率，可以增加氮气在催化剂表面的吸附量，故答案为：提高N2在合成气中比例，增大N2在催化剂表面的吸附活化总量，加快反应速率；利于提高H2的转化率，同时提高储氢率；
【小问3详解】
MgH2水解所需要的能耗低，根据原子守恒，1ml的MgH2热分解最多只能产生1mlH2，而水解法可以产生2mlH2，故答案为：等量的MgH2水解比热分解产生的氢气多，同时不需要消耗大量热能；
【小问4详解】
①温度升高以后，催化剂活性降低，导致氨气生成量减少，导致NO转化率降低，故答案为：温度升高，催化剂的活性下降，NH3和O2反应生成NO，还原剂NH3的量减少；
②加入CuO以后，使生成的硫酸根离子与铜离子结合生成硫酸铜，硫酸根就不会附着在催化剂表面，让催化剂就可以继续氧化Ce2+，故答案为：添加CuO后，氧化生成的覆盖在Cu2+上，O2氧化Ce3+生成Ce4+，恢复催化能力。
选项
探究方案
探究目
A
向2ml浓度均为0.1ml/L的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1ml/L Na2CO3溶液，振荡，产生白色沉淀
溶度积常数：CaCO3 > BaCO3
B
向K2CrO4溶液中缓慢滴加少量浓硫酸，观察溶液颜色的变化
证明溶液中存在平衡：(橙)＋H2O⇌2 (黄)＋2H＋
C
向盛有2mL 0.1ml/L FeBr2溶液的试管中滴加足量氯水，充分反应后滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
比较与的还原性
D
常温下，分别测定浓度均为0.1ml/LNaF和NaClO溶液的pH，后者的pH大
酸性：HF
一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学与社会、生活、环境密切相关。下列叙述不正确的是
A. 同压下，等质量的液态水和水蒸气，水蒸气的能量高
B. 冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程
C. 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D. 化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能
【答案】C
【解析】液态水变为水蒸气吸热，说明水蒸气能量更高，A正确；同一物质，液态的熵值高于固态，B正确；绿色化学的核心是从源头治理，尽可能不产生污染，而不是产生污染后的治理，C错误；远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石燃料，D正确；
综上所述答案为C。
2. 向CuSO4溶液中通入H2S，发生反应：CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4.下列有关说法正确的是
A. H2S的电子式为
B. Cu是d区过渡金属元素
C. Cu2＋的基态核外电子排布式为[Ar]3d10
D. 基态O原子核外电子轨道表示式为
【答案】A
【解析】H2S是共价化合物，S与2个H之间各共用一对电子，电子式为，A正确；Cu的价电子排布式为3d104s1，属于ds区的过渡金属元素，B错误；Cu2＋的基态核外电子排布式为[Ar]3d9，C错误；根据洪特规则，电子优先以自旋平行的形式占满每个轨道，基态O原子核外电子轨道表示式为，D错误；
故选A。
3. 用如图实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A. 用图甲所示装置验证氨气溶于水呈碱性
B. 用图乙所示装置制取CO2
C. 用图丙所示装置验证镁片与稀盐酸反应放热
D. 用图丁所示装置丁验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
【答案】C
【解析】石蕊遇碱变蓝，应该用湿润的红色湿润试纸检验，A错误；长颈漏斗下端未浸入液面以下，生成的气体会从长颈漏斗逸出，B错误；Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，若镁片与稀盐酸反应放热，饱和石灰水温度升高，会析出Ca(OH)2，石灰水会变浑浊，可以达到实验目的，C正确；两组实验的温度也不同，变量不唯一，D错误；
综上所述答案为C。
4. 2023年诺贝尔化学奖颁给合成量子点的三位科学家。量子点是一种重要的低维半导体材料，常由硅(Si)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)等元素组成。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(Si)>r(S)>r(Se)
B. 电负性：χ(Se)>χ(S)>χ(Si)
C. 第一电离能：I1(P)>I1(S)>I1(Si)
D. 氢化物的稳定性：H2Se>H2S>PH3
【答案】C
【解析】硅(Si)、磷(P)、硫(S)为同一周期从左到右的位置关系，硒(Se)在S的下一周期，两者同主族；
根据原子半径递变规律，原子半径由大到小的顺序为：r(Se) >r(Si)>r(S)，故A错误；根据位置关系，S的电负性应该大于Se，故B错误；根据同一周期第一电离能的递变，第VA族出现反常，第一电离能：I1(P)>I1(S)>I1(Si)，故C正确；H2S的稳定性强于H2Se，故D错误。
答案选C。
第三周期元素的单质及其化合物有重要用途。如在熔融状态下可用金属钠制备金属钾：上可制备多种镁产品：铝―空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应。高纯硅广泛用于信息技术领域，高温条件下，将粗硅转化为三氯硅烷()，再经氢气还原得到高纯硅。硫有多种单质，如斜方硫(燃烧热为)、单斜硫等。可除去废水中Hg2+等重金属离子，水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。
阅读以上材料，完成下面三个小题
5. 下列说法不正确的是
A. 斜方硫和单斜硫互同素异形体
B. 1ml中含有4mlσ键
C. H2S的空间构型为V形
D. 可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
6. 下列化学反应表示不正确的是
A. 向溶液中加入小粒金属钠：
B. 斜方硫燃烧：
C. 铝―空气电池(碱性电解液)放电时的负极反应式：
D. H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成：
7. 下列物质性质与用途具有对应关系的是
A. 熔融能电解，可用作冶炼镁的原料
B. H2S具有还原性，可除去废水中的
C. 钠的金属活泼性比钾大，可用于冶炼金属钾
D. 熔点高、硬度大，可用于制造光导纤维
【答案】5. B 6. D 7. A
【解析】
【5题详解】
斜方硫和单斜硫均为硫元素形成的性质不同的两种单质，故互为同素异形体，A正确；已知微粒 中含有4个O-Hσ键和4个Al-O配位键也是σ键，故1ml中含有8mlσ键，B错误；H2S中中心原子S周围的价层电子对数为：2+=4，根据价层电子对互斥理论可知，H2S的空间构型为V形，C正确；Si位于元素周期表中金属与非金属的交界线处，故可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料，D正确；
故答案为：B；
【6题详解】
向CuSO4溶液中加入小粒金属钠，Na先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4反应，故总的离子方程式为：，A正确；由题干信息可知，斜方硫的燃烧热为，则斜方硫燃烧的热化学方程式为： ，B正确；原电池负极发生氧化反应，结合题干信息：铝―空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应可知，该电池放电时的负极反应式：，C正确；H2S为弱酸，属于弱电解质，故H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S的反应方程式为：，D错误；
故答案为：D；
【7题详解】
熔融MgCl2能电解，方程式为：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故可用作冶炼镁的原料，A符合题意；H2S用于除去废水中的Hg2+，原理为：Hg2++H2S=HgS↓+2H+，并未体现H2S的还原性，B不合题意；钠的金属活泼性比钾小，用钠来冶炼金属钾是利用钠的沸点比钾高，与其金属性强弱无关，C不合题意；SiO2用于制造光导纤维是利用SiO2的光学特性，与其熔点高、硬度大无关，D不合题意；
故答案为：A。
8. 微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是
A. 该电池在高温下进行效率更高
B. 电子的移动方向由 b经外电路到a
C. 若该电池中有0.2 ml O2参加反应，则有0.8mlH⁺向b迁移
D. b电极发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】C
【解析】由图可知硫酸盐还原菌可以将有机物氧化成二氧化碳，而硫氧化菌可以将硫氢根离子氧化成硫酸根离子，所以两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2 放出电子，负极上HS-在硫氧化菌作用下转化为SO，失电子发生氧化反应，电极反应式是HS-+4H2O-8e-=SO+9H+；正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O。
高温使硫化菌失去活性，该电池不宜在高温下进行，故A错误；b是电池的正极，a是负极，所以电子从a流出经外电路流向b，故B错误；正极上是氧气得电子的还原反应4H++O2+4e-=2H2O，根据电子守恒，若该电池中有0.2 ml O2参加反应，则有0.8mlH⁺向b迁移，故C正确；b电极发生的反应为4H++O2+4e-=2H2O，故D错误；
故选C。
9. 用活性炭与NO2反应：为2C(s)+2NO2(g) ⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A. 增加活性炭质量，正反应速率加快
B. 该反应平衡常数的表达式为
C. 该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为
D. 该反应到达平衡后，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
【答案】C
【解析】活性炭是固体，增加固体的量，反应速率不变，A错误；反应平衡常数的表达式为，固体不带入平衡常数表达式，B错误；反应2C(s)+2NO2(g) ⇌2CO2(g)+N2(g)中，N的化合价由+4价降低为0价，消耗1mlNO2有4ml电子转移，即个电子转移，C正确；升高温度，正逆反应速率均加快，D错误；
答案选C。
10. 甲硫醇是合成染料和农药的原料，可通过甲醇与硫化氢反应得到，热化学方程式为。硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化反应过程如下图。下列说法中不正确的是
A. 过程①和②均吸收能量
B 过程④形成了O－H和C－S
C. (E表示键能)
D. 适当降温加压可提高甲醇的平衡转化率
【答案】C
【解析】根据图示，过程①和②都是化学键断裂的过程，断键吸收能量，故A正确；根据图示，过程④形成了O－H和C－S，故B正确；反应过程，断裂1个H-S键、1个C-O键，生成1个C-S键、1个O-H键，总反应放热，所以(E表示键能)，故C错误；总反应放热，降低温度平衡正向移动，正反应气体物质的量减少，增大压强平衡正向移动，所以适当降温加压可提高甲醇的平衡转化率，故D正确；
选C。
11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】二者都产生白色沉淀，不能判断溶度积大小关系，A错误；K2CrO4溶液中缓慢滴加少量浓硫酸，溶液由黄色变橙色，说明平衡(橙)＋H2O⇌2 (黄)＋2H＋向逆向移动，存在平衡，B正确；向盛有2mL 0.1ml/L FeBr2溶液的试管中滴加足量氯水，Fe2+和Br-都被氧化，不能判断二者的还原性强弱，C错误；0.1ml/LNaF和NaClO溶液的pH，后者的pH大，说明酸性HClO
12. 常温下，将溶液与溶液混合，可制得，混合过程中有气体产生。已知：，，，。下列说法不正确的是
A. 向100mL pH=10的氨水中通入少量，反应后溶液中存在：
B. 0.1 溶液中：
C. 生成的离子方程式为：
D. 生成沉淀后的上层清液中：
【答案】A
【解析】通入少量，，中碳酸根离子会发生水解：， ，相当，故反应后为氨水和碳酸铵的混合溶液，氢氧根浓度变化不大，，则，可知：，故A错误；由电荷守恒： ①；
物料守恒： ②；
①-②得：③
在溶液中：的水解常数 Kh()=；
的水解常数，由于铵根离子水解程度大于碳酸氢根离子水解程度，故溶液呈碱性，结合③式可知：，故B正确；由题意：电离出和，亚铁离子结合生成，并且结合生成二氧化碳和水，反应离子方程式为：，故C正确；生成沉淀后的上层清液为碳酸亚铁的饱和溶液，溶液中，故D正确；
故选：A。
13. 催化加氢制甲醇中发生的反应有：
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ
将和按通入密闭容器中发生反应，测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下选择性[选择性为]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 的选择性曲线为b
B. 反应i的平衡常数：K(200℃)＜K(350℃)
C. 由大到小的顺序为P1＜P2＜P3
D. 三条曲线接近重合的原因是随温度升高反应ii占主导造成的
【答案】D
【解析】反应ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的选择性减小，则表明甲醇选择性的曲线为a，A错误；反应ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，因此K(200℃)>K(350℃) ，B错误；反应ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应ⅱ是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，反应ⅲ为气体体积减小的反应，则增大压强，二氧化碳的转化率增大，由图可知，条件下二氧化碳的转化率依次减小，则压强由大到小的顺序为：，C错误；反应ⅰ为气体体积减小反应，反应ii是气体体积不变的反应，三条曲线接近重合说明随着反应温度升高，CO选择性极高，反应ii占主要因素，且反应ⅱ前后气体分子数相等，压强不改变CO2平衡转化率，D正确；
故选D。
二、非选择题：共4题，共61分。
14. 氧化铬()主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上以铬铁矿［主要成份：(亚铬酸亚铁)，还含有等杂质］为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：
（1）基态的核外电子排布式为_______。
（2）“高温氧化”过程中转化为的化学方程式为_______。
（3）“操作1”是将固体冷却、研磨，再加水浸取，其中研磨的目的是_______。
（4）为获得纯净，需判断是否洗涤干净。该操作是_______。
（5）现用FeS模拟工业上处理含铬废水()(浓度)，处理后所得滤渣主要成分为FeOOH，，FeS。(已知：S元素被氧化为可溶性硫酸盐)。将滤渣用蒸馏水洗净后，在低温条件下干燥，将干燥后的固体在空气中加热，测得固体质量随温度的变化如图所示。
说明：780℃以上的残留固体为Fe2O3、的混合物。A→B固体质量增加的原因是_______。
【答案】（1）[Ar]3d3
（2）4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 =2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑
（3）增大接触面积，提高浸出率
（4）取最后一次洗涤液少量于试管中，加入BaCl2溶液，若不产生沉淀，则沉淀洗涤干净
（5）FeS被氧化为硫酸盐
【解析】铬铁矿的主要成分是：Fe(CrO2)2(亚铬酸亚铁)，还含有Al2O3等杂质，加入碳酸钠，在氧气中高温氧化，Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4、Fe2O3，Al2O3转化为四羟基合铝酸钠，固体物质中含有Na2CrO4、Fe2O3、Na[Al(OH)4]，加水，Na2CrO4、Na[Al(OH)4]溶解，Fe2O3不溶于水，过滤除去，滤液中加入适量硫酸生成氢氧化铝沉淀，过滤除去，得到含有Na2CrO4的滤液，经过处理，得到Cr(OH)3沉淀，灼烧得到Cr2O3，据此分析作答即可。
【小问1详解】
Cr为24号元素，基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，故Cr3+的核外电子排布式为[Ar]3d3；
【小问2详解】
根据分析结合化合价升降守恒、原子守恒可得“高温氧化”过程中Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4的化学方程式为：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑；
【小问3详解】
研磨后，再加水浸取，可以增大接触面积，提高浸取效率；
【小问4详解】
根据分析可知，Cr(OH)3的洗涤液中含有硫酸根离子，判断Cr(OH)3洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液少量于试管中，加入BaCl2溶液，若不产生沉淀，则沉淀洗涤干净；
【小问5详解】
处理后所得滤渣主要成分为FeOOH，Cr(OH)3，FeS，将干燥后的固体在空气中加热，先是Cr(OH)3受热分解，固体质量减少，然后FeS被氧化为硫酸盐，固体质量增加，紧接着FeOOH转化为氧化铁，固体质量再减少，所以A→B固体质量增加的原因是FeS被氧化为硫酸盐。
15. 钛酸钡()是制备电子陶瓷材料的基础原料。
（1）实验室模拟制备钛酸钡的过程如下：
已知：能水解生成，能进一步水解生成；能与浓硫酸反应生成；草酸氧钛钡晶体的化学式为。
①写出基态Ti原子的价电子排布式：_______
②Ti(Ⅳ)的存在形式(相对含量分数)与溶液pH的关系如图所示，“沉钛”时，需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，理由是_______。
③由草酸氧钛钡晶体(相对分子质量为449)煅烧制得钛酸钡分为三个阶段。现称取44.9g草酸氧钛钡晶体进行热重分析，测得残留固体质量与温度的变化关系如图所示，C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，则阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为_______。
（2）利用将浅紫色氧化为无色Ti(Ⅳ)的反应可用于测定钛酸钡的纯度。
①请补充完整实验方案：称量2.33g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应(Al将转化为)；_______；洗涤滤渣2～3次， _______，_______；将待测钛液转移到100mL容量瓶中后定容，取20.00mL待测钛液于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加2～3滴_______；用_______滴定，当滴入最后半滴标准液时，_______，记录消耗标准液的体积，_______，平均消耗标准液19.50mL。(实验时必须使用的试剂有：稀硫酸、溶液、KSCN溶液)
②计算钛酸钡样品的纯度(写出计算过程)_______。
【答案】（1）①. ②. pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与Ba2+反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成 ③. BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑
（2）①. 过滤 ②. 将洗涤液与原滤液合并 ③. 向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化
④. KSCN溶液 ⑤. 用溶液滴定 ⑥. 溶液由浅紫色变成红色，且半分钟内红色不褪去 ⑦. 重复滴定实验操作3次 ⑧. 97.5%
【解析】由题给流程可知，向四氯化钛和氯化钡混合液中加入草酸溶液和氨水充分反应得到草酸氧钛钡沉淀，经过滤、洗涤、干燥得到草酸氧钛钡晶体；草酸氧钛钡晶体煅烧分解制得钛酸钡。
【小问1详解】
①钛元素的原子序数为21，基态原子的价电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；
②由图可知，pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与钡离子反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成，所以“沉钛”时需加入氨水调节溶液的pH在2～3之间，故答案为：pH在2～3之间时，Ti(Ⅳ)主要以[TiO(C2O4)2]2-的形式存在，可直接与Ba2+反应，有利于草酸氧钛钡晶体的生成；
③44.9g草酸氧钛钡晶体的物质的量为=0.1ml，则晶体中含有结晶水的质量为0.1ml×4×18g/ml=7.2g，完全失去结晶水后剩余固体的质量为44.9g—7.2g=37.7g，由图可知，B点剩余固体的质量为37.7g，则A→B发生的反应为受热分解生成BaTiO(C2O4)2和水；由题意可知，C点残留固体中含有碳酸钡和钛氧化物，由钡原子守恒可知，碳酸钡的质量是0.1ml×197g/ml=19.7g，由图可知，C点剩余固体质量为27.7g，则钛氧化物的质量是27.7g-19.7g=8.0g，由钛原子守恒可知，氧化物中钛元素的质量为0.1ml×48g/ml=4.8g，则氧化物中氧原子的物质的量是=0.2ml，氧化物的化学式为TiO2；反应生成碳酸钡时，碳元素的化合价升高被氧化，由氧化还原反应规律可知，反应生成的气体中一定含有一氧化碳，若生成的气体全部为一氧化碳，由得失电子数目守恒可知，一氧化碳的质量为0.1ml×28g/ml=2.8g，由图可知B→C固体减少质量为37.7g—27.7g=10.0g＞2.8g，说明反应生成的气体中含有二氧化碳，设生成的CO和CO2的物质的量分别是xml、yml，反应前后碳原子守恒，则x+y=0.4-0.1=0.3，依据反应前后电子得失守恒可知x=y+0.1，解得x=0.2，y=0.1，所以阶段Ⅱ发生反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑，故答案为：BaTiO(C2O4)2BaCO3+TiO2+2CO↑+CO2↑；
【小问2详解】
①由题意可知，测定钛酸钡纯度的实验方案为称量2.33g钛酸钡样品完全溶于浓硫酸后，加入过量铝粉，充分振荡，使其完全反应；过滤，洗涤滤渣2～3次、将洗涤液与原滤液合并，向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化；将待测钛液转移到100mL容量瓶中后定容，取20.00mL待测钛液于锥形瓶中，向锥形瓶中滴加2～3滴硫氰化钾溶液，用0.1000ml/L氯化铁溶液滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由浅紫色变成血红色，半分钟红色不褪去；记录消耗标准液的体积，重复滴定实验操作3次，平均消耗标准液19.50mL，故答案为：过滤；将洗涤液与原滤液合并；向合并后的溶液中加入稀硫酸酸化； KSCN溶液；用溶液滴定；溶液由浅紫色变成红色，且半分钟内红色不褪去；重复滴定实验操作3次；
②由题意可得如下转化关系：BaTiO3—Ti2+—Fe3+，滴定消耗氯化铁溶液，则钛酸钡样品的纯度×100%=97.5%，故答案为：97.5%。
16. 草酸(H2C2O4)是一种易溶于水的二元中强酸，在水中它的存在形态有H2C2O4、HC2O4—、C2O42—，各形态的分布系数（浓度分数）α随溶液pH变化的关系如图所示：
（1）图中曲线1表示________________的分布系数变化。
（2）现有物质的量浓度均为0.1ml/L的下列溶液：
a. Na2C2O4 b. NaHC2O4 c. H2C2O4 d. (NH4)2C2O4 e. NH4HC2O4
已知NaHC2O4溶液显酸性。
①NH4HC2O4显_____性(填“酸”、“碱”或“中”)
②Na2C2O4溶液中， ____2 (填“>”、“=”、“<”)， 原因是______________________________________________（用离子方程式表示）。
③常温下，向10 mL 0. 1 ml/L H2C2O4溶液中滴加0.1 ml/L NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，当溶液中c(Na+)＝2c(C2O42-)+c(HC2O4-)时，溶液显_______性(填“酸”、“碱”或“中”)，且V（NaOH）______10 mL（填“>”、“=”或“<”）。
④五种溶液中c(H2C2O4)由大到小排列的顺序是 ________________________________。
【答案】①. H2C2O4 ②. 酸 ③. > ④. C2O42-+H2OHC2O4-+OH- ⑤. 中 ⑥. >
⑦. c > e > b > d > a
【解析】
(1). 因草酸的浓度越大，溶液的pH越小，根据图象可知，曲线1随pH的增大而逐渐降低，所以曲线1为草酸，故答案为H2C2O4；
(2). ①. 因NaHC2O4溶液显酸性，说明HC2O4－的电离程度大于水解程度，因铵根离子水解也会使溶液显酸性，所以NH4HC2O4溶液显酸性，故答案为酸；
②. 草酸钠中的草酸根离子是弱酸阴离子，可以发生水解反应C2O42－+H2OHC2O4－+OH－，所以草酸钠溶液中＞2，故答案为＞；C2O42－+H2OHC2O4－+OH－；
③. 根据电荷守恒可知：c（Na+）+c（H+）=2c（C2O42－）+c（HC2O4－）+c（OH－），当溶液中c(Na+)＝2c(C2O42－)+c(HC2O4－)时，c（H+）=c（OH－），所以溶液呈中性；草酸氢钠溶液呈酸性，要使溶液呈中性，则氢氧化钠溶液应稍微过量，所以V（NaOH）＞10mL，故答案为中；＞；
④. 草酸根离子水解程度大于草酸氢根离子、铵根离子促进草酸根离子或草酸氢根离子水解，草酸电离程度较小，所以溶液中c（H2C2O4）由大到小排列的顺序是c＞e＞b＞d＞a，故答案为c＞e＞b＞d＞a。
17. 氢能是应用前景广阔的新能源。
（1）制氢。我国化学家模拟主反应重整制H2，研究在Pt-Ni合金和Sn-Ni合金催化下。甲烷逐级脱氢的反应。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量关系如图所示
(*表示吸附在催化剂表面的物质，吸附过程产生的能量称为吸附能)。
①使用Sn-Ni合金作为催化剂的历程中最大能垒E正=_______eV；
②脱氢反应阶段选择Pt-Ni合金作为催化剂效果更好，理由是_______。
（2）储氢。部分H2和Mg一定条件下化合生成MgH2以储氢；部分H2和N2在催化剂表面合成氨以储氢，其反应机理的部分过程如图所示。
①请画出中间体X的结构_______。
②研究发现，使用Ru系催化剂时，N2在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤，实际工业生产时，将n(H2)/n(N2)控制在1.8~2.2之间，比理论值3小，其原因是_______。
（3）释氢。MgH2可通过热分解和水解两种方法制得H2。相较于热分解，从物质转化和能量利用的角度分析，MgH2水解释氢方法的优点有_______。
（4）储氢物质运用。NH3常用于烟气(主要成分NO、NO2)脱硝。以N2为载气，将含一定量NO、NH3及O2的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂CeO2的反应管，研究温度、SO2(g)、H2O(g)对脱硝反应的影响。
①如图所示，温度高于350℃时，NO转化率下降，推测原因是_______。
②实验证明，烟气中含SO2会导致催化剂不可逆的中毒(Ce4+氧化SO2生成覆盖在生成的Ce3+表面，阻止了O2氧化Ce3+)。而添加CuO后抗硫能力显著增强。请结合图示机理，说明抗硫能力增强的原因_______。
【答案】（1）①. 3.809 ②. 使用Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好
（2）①. ②. 提高N2在合成气中比例，增大N2在催化剂表面的吸附活化总量，加快反应速率；利于提高H2的转化率，同时提高储氢率
（3）等量的MgH2水解比热分解产生的氢气多；同时不需要消耗大量热能
（4）①. 温度升高，催化剂的活性下降；NH3和O2反应生成NO，还原剂NH3的量减少 ②. 添加CuO后，氧化生成的覆盖在Cu2+上，O2氧化Ce3+生成Ce4+，恢复催化能力
【解析】
【小问1详解】
①据图可知，使用Sn-Ni合金作催化剂时，由到过渡态2的能垒最大，为；②使用Pt-Ni合金作催化剂时，反应历程中的活化能都较小，反应速率较快，催化效果更好；
【小问2详解】
①根据氢气和氮气在催化剂表面产生氨气，中间体X结合一个H原子以后产生氨气，剩余一个N≡在催化剂表面，逆向推导可知为，故答案为：；②氢气量多于实际反应的化学计量系数，相当于氢气过量，可以提高氮气在反应中的转化率，可以增加氮气在催化剂表面的吸附量，故答案为：提高N2在合成气中比例，增大N2在催化剂表面的吸附活化总量，加快反应速率；利于提高H2的转化率，同时提高储氢率；
【小问3详解】
MgH2水解所需要的能耗低，根据原子守恒，1ml的MgH2热分解最多只能产生1mlH2，而水解法可以产生2mlH2，故答案为：等量的MgH2水解比热分解产生的氢气多，同时不需要消耗大量热能；
【小问4详解】
①温度升高以后，催化剂活性降低，导致氨气生成量减少，导致NO转化率降低，故答案为：温度升高，催化剂的活性下降，NH3和O2反应生成NO，还原剂NH3的量减少；
②加入CuO以后，使生成的硫酸根离子与铜离子结合生成硫酸铜，硫酸根就不会附着在催化剂表面，让催化剂就可以继续氧化Ce2+，故答案为：添加CuO后，氧化生成的覆盖在Cu2+上，O2氧化Ce3+生成Ce4+，恢复催化能力。
选项
探究方案
探究目
A
向2ml浓度均为0.1ml/L的CaCl2和BaCl2混合溶液中滴加少量0.1ml/L Na2CO3溶液，振荡，产生白色沉淀
溶度积常数：CaCO3 > BaCO3
B
向K2CrO4溶液中缓慢滴加少量浓硫酸，观察溶液颜色的变化
证明溶液中存在平衡：(橙)＋H2O⇌2 (黄)＋2H＋
C
向盛有2mL 0.1ml/L FeBr2溶液的试管中滴加足量氯水，充分反应后滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
比较与的还原性
D
常温下，分别测定浓度均为0.1ml/LNaF和NaClO溶液的pH，后者的pH大
酸性：HF
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