化学卷·2019届宁夏育才中学高二上学期期末考试试题（解析版）
宁夏育才中学2017-2018学年高二上学期期末考试
化学试题
1. 下列叙述正确的是( )
A. 能级就是电子层
B. 每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C. 同一能层中的不同能级的能量高低相同
D. 不同能层中的s能级的能量高低相同
【答案】B
【解析】试题分析：A中能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的能级。
C中同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高。D中不同能层中的s能级的能量不同，能层越大，s能级的能量越高，例如：E(1s)
c(H+)>c(A2-)>c(H2A)，错误；D、0.1mol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中，NH4＋和Fe2＋发生微弱水解，则溶液中：c(SO42-)>c(NH4+)＞ c(Fe2+)>c(H+)，错误。
考点：考查电解质溶液中的离子平衡。
17. 氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水．下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的说法是( )
A. 可以选用炭棒作为阴、阳极材料，但阳极材料也可以用铁棒
B. 用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，试纸变蓝
C. 电解过程中，在阴极区域溶液中滴加酚酞，溶液变红色
D. 实验结束后将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液呈中性
【答案】C
【解析】A、可以选用炭棒作为阴、阳极材料，但阳极材料不可以用铁棒，铁作阳极，铁会溶解，故A错误；B、用湿润的淀粉KI试纸靠近阴极区域，阴极反应式为：2H2O-2e－═2OH－+H2↑，试纸不变蓝，故B错误；C、电解过程中，阴极反应式为：2H2O-2e－═2OH－+H2↑，有OH-生成，在阴极区域溶液中滴加酚酞，溶液变红色，故C正确；D、阴极反应式为：2H2O-2e－═2OH－+H2↑，阳极反应式为：2Cl－-2e－═Cl2↑，阴极产物为NaOH和H2，实验结束后将溶液搅拌，然后用pH试纸检验，溶液会显示碱性，故D错误；故选C。
18. 今有两种盐的稀溶液，分别是a mol•L-1 NaX溶液和b mol•L-1 NaY溶液，下列说法不正确的是( )
A. 若a=b，pH(NaX)＞pH(NaY)，则相同浓度时，酸性HX＞HY
B. 若a=b，并测得c(X-)=c(Y-)+c(HY)；则相同浓度时，酸性HX＞HY
C. 若a＞b，测得c(X-)=c(Y-
)，则可推出溶液中c(HX)＞c(HY)，且相同浓度时，酸性HX＜HY
D. 若两溶液等体积混合，测得c(X-)+c(Y-)+c(HX)+c(HY)=0.1mol•L-1，则可推出a+b=0.2mol•L-1
【答案】A
【解析】试题分析：A选项中两种溶液浓度相同，PH（NaX）> PH（NaY）,NaX的碱性更强，对应的X-的水解程度更强，因此酸性HXc()>c(H+)>c(OH−)
B. 溶有等物质的量NaClO、NaHCO3的溶液中：c(HClO)+c(ClO−)＝c(CO32−)+c(HCO3−)+c(H2CO3)
C. 向10 mL 0.2 mol·L−1 NaCl溶液中滴入2 mL 0.1 mol·L−1 AgNO3溶液，溶液中离子浓度大小关系：c(Na+)>c()=c(Cl−)>c(Ag+)
D. 常温下pH=2的醋酸与pH=12的烧碱溶液等体积混合：c(Na+)＞c(CH3COO−)＞c(OH−)＞c(H+)
【答案】B
【解析】A、NH4+水解，浓度比NO3-小，故A错误；B、溶有等物质的量NaClO、NaHCO3的溶液中，由物料守恒得：c(HClO)+c(ClO−)＝c(CO32−)+c(HCO3−)+c(H2CO3)=c(Na+)/2，故B正确；C、硝酸银不足，完全反应，且钠离子、硝酸根离子浓度不变，则离子浓度大小为c（Na＋）=c（NO3－）＞c（Cl－）＞c（Ag＋），故C错误；D、pH=2的醋酸，醋酸浓度大于0.01mol·L－1，pH=12的烧碱，NaOH浓度为0.01mol·L－1，等体积混合时醋酸过量，溶液显酸性，则离子浓度为c（CH3COO－）＞（Na＋）＞c（H＋）＞c（OH－），故D错误；故选B。
23. 工业废气H2S经资源化利用后可回收能量并得到单质硫。反应原理为：2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l) △H=－632kJ·mol－1。H2S燃料电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 电极a为电池的负极
B. 电极b上发生的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O
C. 若电路中通过2mol电子，则电池内部释放632kJ热能
D. 若有17gH2S参与反应，则会有1molH+经质子膜进入正极区
【答案】C
考点：本题考查化学电源。
24. 研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。
（1）CO可用于合成甲醇。在体积可变的密闭容器中充入4molCO和8molH2，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）(Ⅰ)，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如下图所示：
①该反应的逆反应属于________反应；（填“吸热”或“放热”）。
②在0.1Mpa 、100℃的条件下，该反应达到平衡时容器体积为开始容器体积的_________倍。（结果保留两位小数点）
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入4molCO，达到平衡时CO转化率_____（填“增大”，“不变”或“减小”）， 平衡常数K_____（填“增大”，“不变”或“减小”）。
（2）在反应(Ⅰ)中需要用到H2做反应物，以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知：
①CH4（g）+ H2O（g）= CO（g）+3H2（g） △H=+206.2 kJ·mol-1
②CH4（g）+ CO2（g）= 2CO（g）+2H2（g） △H=+247.4 kJ·mol-1
则CH4和H2O（g）反应生成CO2和H2的热化学方程式为：__________________________。
（3）在反应(Ⅰ)中制得的CH3OH 即可以做燃料，还可以与氧气组成碱性燃料电池，电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。则该燃料电池放电时：负极的电极反应式为___________________________。
【答案】 (1). 吸热 (2). 0.67 (3). 减小 (4). 不变 (5). CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0 kJ·mol-1 (6). CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
【解析】试题分析：（1）①由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应，因此逆反应是吸热反应；
②100℃，平衡时CO的转化率为0.5，所以参加反应的CO的物质的量为2mol。
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；
开始（mol）： 4 8 0
变化（mol）： 2 4 2
平衡（mol）： 2 4 2
因此该反应达到平衡时容器体积为开始容器体积的倍。
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入4molCO，平衡向正反应移动，但CO的转化率减小，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变；
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.2kJ•mol-1
②CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.4kJ•mol-1
依据盖斯定律计算，①×2—②即得到CH4和H2O（g）反应生成
CO2和H2的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)＝CO2(g)+4H2(g) △H="+165.0" kJ·mol-1 ；
（3）该燃料电池放电时是原电池，负极上是甲醇失电子发生氧化还原反应生成碳酸盐，反应的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
考点：考查了化学平衡、燃料电池、盖斯定律等相关知识。
25. NH4Al(SO4)2是一种食品添加剂，用于焙烤食品；NH4HSO4在分析化学、制药工业中用途广泛。请回答下列问题：
（1）NH4Al(SO4)2可作净水剂，其理由是_______________________ (用必要的化学用语和相关文字说明)。
（2）相同条件下，0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中的c()________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol/L NH4HSO4溶液中的c()。
（3）如图是0.1 mol/L电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是__________(填写字母)，导致pH随温度变化的原因是___________________________________________；
②20℃时，0.1 mol/L的NH4Al(SO4)2溶液中2c()−c()−3c(Al3+)=_________(填数值)。
（4）室温时，向100 mL 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液，所得溶液的pH与所加NaOH溶液体积的关系曲线如图所示：
试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是____________；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_____________________。
【答案】 (1). Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮颗粒使其沉降从而净化水 (2). 小于 (3). Ⅰ (4). NH4Al(SO4)2溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大，pH减小 (5). 10−3 mol/L (6). a点 (7). c(Na+)>c()>c()>c(OH−)=c(H+)
【解析】（1）Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，即Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮颗粒使其沉降从而净化水；（2） NH4Al(SO4)2与NH4HSO4中的NH4＋均发生水解，但是 NH4Al(SO4)2中Al3＋水解呈酸性抑制NH4＋水解，HSO4－电离出H＋同样抑制NH4＋水解，因为HSO4－电离生成的H＋浓度比Al3＋水解生成的H＋浓度大，所以NH4HSO4中NH4＋水解程度比 NH4Al(SO4)2中的小，故填“小于”；（3）① NH4Al(SO4)2水解，溶液呈酸性，升高温度其水解程度增大，pH减小，符合的曲线为Ⅰ；②由电荷守恒可得：20℃时，0.1 mol/L的NH4Al(SO4)2溶液中，c()+3c(Al3+)+c(H+)=c(OH-)+2c()，2c()−c()−3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=10−3 mol·L－1-10−11 mol·L－1=10−3 mol·L－1。（4）室温时，向100 mL 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液，a点相当于硫酸铵溶液，铵根离子水解促进水电离，b点c（H＋）=c（OH－），c点含NH3·H2O，d点含NH3·H2O和NaOH，碱溶液抑制水电离，图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大的是a点；b点：根据物料守恒可得：c（SO42－）=c（NH4＋）+c（NH3·H2O），则c（SO42－）＞c（NH4＋）；由于溶液为中性，则c（H＋）=c（OH－），根据电荷守恒可得：c（H＋）+c（Na＋ ）+c（NH4＋）=c（OH－）+2c（SO42－），所以c（Na＋ ）+c（NH4＋）=2c（SO42－），结合c（SO42－）＞c（NH4＋）可知：c（Na＋ ）＞c（SO42－），所以溶液中离子浓度大小为：c（Na＋
）＞c（SO42－）＞c（NH4＋）＞c（H＋）=c（OH－）。
点睛：本题考查了离子浓度大小比较、酸碱混合的定性判断等知识，题目难度中等，明确反应后溶质组成为解答关键，注意掌握电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理在判断离子浓度大小中的应用方法．
26. 已知铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答下列问题。
（1）A是铅蓄电池的________极，Cu电极是________极，放电过程中电解液的密度________(填“减小”“增大”或“不变”)。
（2）Ag电极的电极反应式是______________________________，该电极的电极产物共________g。
（3）Cu电极的电极反应式是______________________________，CuSO4溶液的浓度________(填“减小”“增大”或“不变”)
（4）如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示________。
a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量
【答案】 (1). 负 (2). 阳 (3). 减小 (4). 2H＋＋2e－===H2↑ (5). 0.4 (6). Cu－2e－===Cu2＋ (7). 不变 (8). b
【解析】（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+4H＋+SO42－+2e－═PbSO4+2H2O，依据电解方程式判断，电解过程中pH值增大，硫酸被反应掉，放电过程中电解液的密度变小。（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H＋+2e－═H2↑，生成氢气的质量=0.4mol/2×2g·mol－1=0.4g；（3）Cu电极的电极反应式是Cu－2e－=Cu2＋，Zn电极上的反应是Cu2＋+2e－=Cu，Cu电极溶解的铜和Zn电极析出的铜相等，CuSO4溶液的浓度不变。（4）a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U形管阳极减少的质量，故正确；c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；故选b。
点睛：（1）正确判断原电池正负极是解本题关键，铅蓄电池放电时消耗硫酸导致密度减小。（3）由电解池原理，根据离子放电顺序确定阴阳极电极反应，并结合得失电子守恒计算和判断，Cu电极溶解的铜和Zn电极析出的铜相等，CuSO4溶液的浓度不变。
27. 工业废水中常含有酚类、重金属、氰类、三氯甲烷及砷类等有害物质，必须处理后才可排放。
（1）用FeS除去废水中重金属汞盐的反应为Hg2++FeSHgS + Fe2+，该反应的平衡常数为K＝____________ [填数值，已知：Ksp(FeS)=6.4×10－15，Ksp(HgS)=1.6×10－52]。
（2）处理含CN－废水有惰性电极电解法、NaClO氧化法等。
已知：HCN的Ka=6.3×10－10，沸点为25.7℃，有剧毒。
①电解前需将废水的pH调至10～11，其目的是___________。
②惰性电极电解时，CN－在阳极最终氧化为CO32-、CO2和N2。则1mol CN－
在阳极被完全氧化，同时在阴极上产生H2的物质的量为___________（不考虑副反应）。
③电解后期需在废水中加入食盐继续电解，加食盐除可提高电流效率外，还因为___________。
（3）纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如下图所示：
纳米零价铁中Fe为负极， C2HCl3在其表面被还原的电极反应式为___________；在含高浓度SO42－的酸性溶液中脱除砷的化学方程式为___________。
【答案】 (1). 4×1037 (2). 防止生成HCN，污染空气并造成人员中毒 (3). 2.5mol (4). 阳极上生成的Cl2及溶液中产生的ClO－可氧化CN－ (5). C2HCl3+5H++8e－=C2H6 + 3Cl－ (6). 14Fe2++SO42－+AsO3－+14H+ = FeAsS↓+13Fe3++7H2O
【解析】（1）用FeS除去废水中汞盐的反应为Hg2++FeSHgS + Fe2+，该反应的平衡常数为K=；（2）①HCN的Ka=6.3×10-10，沸点为25.7℃，有剧毒，电解前需将废水的pH调至10～11，其目的是防止生成HCN，污染空气并造成人员中毒；②惰性电极电解时，CN－在阳极最终氧化为CO32－、CO2和N2。电极反应：4OH－-4e－=2H2O+O2↑，4CN－+5O2=2CO32－+2CO2↑+2N2 ↑，1mol CN－在阳极被完全氧化，需要5/4molO2，电子转移为5mol，电子守恒，阴极电极反应为2H＋+2e－=H2↑，在阴极上产生H2的物质的量2.5mol。③电解后期需在废水中加入食盐继续电解，加食盐除可提高电流效率外，阳极生成的氯气和溶液中生成次氯酸盐可以氧化CN－离子；（3）纳米零价铁中Fe为负极，由图可知C2HCl3在其表面被还原为乙烷，据电荷守恒、原子守恒，电极反应为：C2HCl3+5H＋+8e－=C2H6+3Cl－，据图可判断亚铁离子还原AsO3－，因此在酸性溶液中脱除砷，反应的离子方程式为：14Fe2++SO42－+AsO3－+14H+ = FeAsS↓+13Fe3++7H2O。
点睛：（1）沉淀转化平衡常数的计算，先写出常数表达式，结合Ksp，将表达式上下同乘硫离子的浓度，这是难点。（3）氧化还原反应方程式的书写，电极反应书写，掌握方程式书写基本功是解题关键：亚铁离子还原AsO3－，因此在酸性溶液中脱除砷，结合电荷守恒、电子守恒和原子守恒配平书写得到反应的离子方程式为：14Fe2＋+SO42－+AsO3－+14H＋=FeAsS↓+13Fe3＋+7H2O。
