天津市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试卷
本试卷分为第I卷(选择题)、第II卷(非选择题)两部分，共100分，考试用时60分钟。
考生务必将答案涂写在答题纸规定的位置上，答在试卷上的无效。
祝各位考生考试顺利！
可能用到的相对原子质量：H1 O16 Cu64
一、单项选择题(共12小题，每题3分，共36分)
1. 关于原子结构的叙述正确的是
A. 基态铁原子M层上有8个电子
B. 基态铬原子的电子排布式是：
C. 基态铜原子的价电子排布式是：
D. 基态氢原子的电子跃迁到2s能级和2p能级需吸收相同的能量
2. 已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是
A. 元素②和⑤位于同一区
B. 元素③的基态原子中，未成对电子数为5
C. 与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
D. s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素
3. 有关电解池的应用，下列叙述错误的是
A. 使用阳离子交换膜工业电解饱和食盐水时，阴极区获得烧碱溶液和氧气
B 电解精炼铜时外电路通过，阳极质量减少64g
C. 以硫酸铜溶液为电镀液，在铁件上镀铜的过程中，硫酸铜溶液的浓度保持不变
D. 工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极因被氧气氧化需定期更换
4. 某实验设计小组对和反应探究，得出结论，并根据此反应设计如图所示装置。下列说法错误的是
A. 反应开始时，电流表指针发生偏转，该装置中能量转化形式为化学能转化为电能
B. 反应开始时，石墨(a)作正极，石墨(b)上发生氧化反应
C. 反应开始时，电子沿导线移动方向为
D. 反应进行一段时间后，电流表读数为0，说明该反应已经达到平衡状态
5. 处理工业酸性废水中的电解池工作原理如图所示，电解总反应为。下列说法正确的是
A. X电极上发生还原反应
B. 电解池工作时，电路中每通过2mol电子，生成15.68L气体
C. 电解池工作时，H+从质子交换膜右侧向左侧移动
D. Y电极上发生的电极反应为
6. 已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10 ，Ksp(AgI)=1.5×10-16，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是
A. AgCl>AgI>Ag2CrO4 B. AgCl>Ag2CrO4>AgI
C. Ag2CrO4>AgCl>AgI D. Ag2CrO4>AgI>AgCl
7. 室温下，向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2，溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是
A. a点：水电离产生的c(H+)=1×10-4mol L-1 B. b点：溶液中c(OH—)=1×10-7mol L-1
C. c点：c(Na+)＞c(HCO)＞c(CO) D. d点：c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)
8. 对于前四周期元素，下列说法正确的是
A. 基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是IA族元素
B. 原子的最外层电子排布为ns2的元素一定是主族元素
C. 基态原子p能级上半充满的元素一定位于p区
D. 基态原子的价电子排布为的元素的族序数一定为x+y
9. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 实验探究方案 探究目的
A． 用pH试纸测量相同浓度和NaClO溶液的pH 比较和HClO酸性
B． 将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴溶液，观察溶液颜色变化 铁锈中含有二价铁
C． 常温下，向溶液中滴加5滴溶液，充分反应后，再滴加5滴溶液，观察沉淀颜色变化
D． 将硫酸酸化的滴入溶液，观察溶液颜色 氧化性：
A. A B. B C. C D. D
10. 下列表述不正确的是
A. I装置中盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液
B. II中正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C. III装置模拟工业上在镀件上镀银
D. IV装置可以达到保护钢闸门的目的
11. 用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是
A. 压强增大主要是因为产生了H2
B. pH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+→2H2O
C. 负极的反应都为：Fe-2e-→ Fe2+
D. 都发生了吸氧腐蚀
12. 边搅拌边向溶液中通入制备溶液，水溶液中、、的分布系数δ随pH的变化关系如图所示。［比如的分布系数：］下列有关叙述错误的是
A. 当溶液pH范围为4～5时，停止通入SO2
B. 根据曲线数据计算可知的数量级为
C. a点的溶液中
D. 的溶液中，
二、填空题(共4小题，共64分)
13. 回答下列问题。
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为___________，有___________个未成对电子，在光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂，Zn、Ge、O电负性由大到小的顺序是___________。
（2）某原子的基态电子排布式为，该元素的电子有___________种空间运动状态。
（3）Fe3+的价电子轨道表示式为_______，Fe3+比Fe2+稳定性更强，原因是________。
（4）根据元素周期律，原子半径Ge___________(填“大于”或“小于”)As，第一电离能Ge___________(填“大于”或“小于”)As。
（5）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
（6）将C、N、O、F四种元素第二电离能按从大到小顺序排序___________(写元素符号)，第二电离能大小比较Cu___________Zn(填“”或“”)。
14. 常温下，有浓度均为0.1mol/L下列4种溶液：
①NaCN溶液②NaOH溶液③溶液④溶液
HCN
（1）这4种溶液pH由大到小的顺序是___________(填序号)。
（2）①溶液中各离子浓度由大到小的顺序是___________。将等浓度、等体积的和溶液混合，溶液中各微粒浓度由大到小的顺序是___________(不考虑水分子)
（3）的溶液中___________(填数值)。
（4）常温时，向NaCN溶液中通入少量CO2，则发生反应的离子方程式为：___________。
（5）常温下，向0.1mol/L的溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是___________。(填字母)
A． B． C． D．醋酸电离度 E．水电离出的
（6）结合所给的电离平衡常数解释，为什么溶液呈碱性：___________。
15. Ⅰ．一种用于心脏起搏器的微型电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点。该电池的电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、溶解在中形成的溶液。
（1）这种电池的总反应为，则该电池的负极反应式为___________，正极反应式为___________。
Ⅱ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：
（2）A极是电源的___________极，一段时间后，甲中溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶粒带___________(填“正”或“负”)电荷。
（3）现用丙装置精炼铜，则H应是___________(填“粗铜”或“精铜”)；若用丙装置给铜件镀银，电镀液是___________(填化学式)溶液。
（4）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极上均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为___________。
Ⅲ．某小组运用离子交换膜法制烧碱的原理，用如图所示装置电解溶液制备硫酸和KOH溶液。
（5）该电解槽B口排出的气体为___________阴极反应式为___________。
（6）图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为___________。
16. 某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体()：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3+
开始沉淀时()的pH 7.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时()的pH 8.7 4.7 3.2 9.0
回答下列问题：
（1）“碱浸”中NaOH溶液可以有效地除去金属铝及其氧化物，写出NaOH溶液除去铝单质的离子方程式___________。
（2）“滤液②”中含有金属离子有Fe2+和___________，检验Fe2+的试剂是铁氰化钾溶液，写出Fe2+和铁氰化钾溶液反应的离子方程式___________。
（3）“转化”中可替代的物质是___________(填序号)
①O2 ②氯水 ③酸性溶液
若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即。“滤液③”中可能含有的杂质离子为___________。
（4）利用上述表格数据，计算的___________(写出计算结果)。如果“转化”后的溶液中浓度为，则“调pH”应控制的pH范围是___________。
（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的。写出该反应的离子方程式___________。天津市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试卷
本试卷分为第I卷(选择题)、第II卷(非选择题)两部分，共100分，考试用时60分钟。
考生务必将答案涂写在答题纸规定的位置上，答在试卷上的无效。
祝各位考生考试顺利！
可能用到的相对原子质量：H1 O16 Cu64
一、单项选择题(共12小题，每题3分，共36分)
1. 关于原子结构的叙述正确的是
A. 基态铁原子M层上有8个电子
B. 基态铬原子的电子排布式是：
C. 基态铜原子的价电子排布式是：
D. 基态氢原子的电子跃迁到2s能级和2p能级需吸收相同的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A．基态铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，M层上有14个电子，故A错误；
B．基态铬原子的电子排布式是：，故B错误；
C．基态铜原子的价电子排布式是：，故C正确；
D．基态氢原子的电子跃迁到2s能级和2p能级需吸收不同的能量，故D错误；
故答案为：C。
2. 已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是
A. 元素②和⑤位于同一区
B. 元素③的基态原子中，未成对电子数为5
C. 与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
D. s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素
【答案】C
【解析】
【分析】根据元素在周期表的位置，5种元素分别为H、O、Mn、Zn、Ge；据此分析；
【详解】A．O的价电子排布式为2s22p4，Ge的价电子排布式为4s24p2，最后一个电子均填充到p能级，两种元素均位于p区，故A说法正确；
B．Mn元素价电子排布式为3d54s2，d能级有5个原子轨道，根据洪特规则，d能级上5个电子，分别填充到5个原子轨道，因此Mn元素基态原子，未成对电子数为5，故B说法正确；
C．元素④的价电子排布式为3d104s2，最外层有2个电子，最外层有2个电子：第ⅡA族元素、He，还有部分ds区的元素，第ⅡA族元素位于s区，He位于p区，故C说法错误；
D．d区和ds区均为金属元素，故D说法正确；
答案为C。
3. 有关电解池的应用，下列叙述错误的是
A. 使用阳离子交换膜工业电解饱和食盐水时，阴极区获得烧碱溶液和氧气
B. 电解精炼铜时外电路通过，阳极质量减少64g
C. 以硫酸铜溶液为电镀液，在铁件上镀铜的过程中，硫酸铜溶液的浓度保持不变
D. 工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极因被氧气氧化需定期更换
【答案】B
【解析】
【详解】A．工业电解饱和食盐水，阴极上H2O得电子生成氢气和OH-，因此阴极区获得烧碱溶液和氢气，A正确；
B．电解精炼铜时外电路通过2mol电子，则阴极上生成1mol铜，阳极上为粗铜，除了铜还有其它金属失电子，转移2mol电子并不是消耗1mol铜，阳极质量减少量不是64g，B错误；
C．以硫酸铜溶液为电镀液，在铁件上镀铜的过程中，阳极铜溶解、阴极铜析出，硫酸铜溶液的浓度保持不变，C正确；
D．工业上用石墨电极电解熔融冶炼铝时，阳极上生成氧气，石墨高温下容易被氧气氧化因此需定期更换，D正确；
故选B。
4. 某实验设计小组对和反应探究，得出结论，并根据此反应设计如图所示装置。下列说法错误的是
A. 反应开始时，电流表指针发生偏转，该装置中能量转化形式为化学能转化为电能
B. 反应开始时，石墨(a)作正极，石墨(b)上发生氧化反应
C. 反应开始时，电子沿导线移动方向为
D. 反应进行一段时间后，电流表读数为0，说明该反应已经达到平衡状态
【答案】C
【解析】
【分析】由总反应可知，I-发生氧化反应生成I2，则石墨(b)极为负极，那么石墨(a)极为正极。
【详解】A．该装置形成原电池，原电池是将化学能转化为电能的装置，A正确；
B．由上述分析可知，石墨(a)为正极，石墨(b)为负极， 负极上发生氧化反应，B正确；
C．原电池中，电子由负极经导线流向正极，即电子沿导线移动方向为b→a，C错误；
D．反应进行一段时间后，电流表读数为0，电路中不再产生电流，此时反应达到平衡状态，D正确；
故选C。
5. 处理工业酸性废水中的电解池工作原理如图所示，电解总反应为。下列说法正确的是
A. X电极上发生还原反应
B 电解池工作时，电路中每通过2mol电子，生成15.68L气体
C. 电解池工作时，H+从质子交换膜右侧向左侧移动
D. Y电极上发生的电极反应为
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示可知该装置为电解池，X与电源正极相连，为电解池的阳极，Y与电源负极相连，为电解池的阴极。
【详解】A．根据图示，X电极为阳极，发生氧化反应， A说法错误；
B．根据反应，可知生成2molN2，5molO2时转移20mol电子。电路中每通过2mol电子，生成0.7mol气体，由于未告知是否为标准状况，因此无法确定气体的体积是否为15.68L， B说法错误；
C．电解池工作时，阳离子移向阴极，即H+从质子交换膜左侧向右侧移动，C说法错误；
D．Y电极为阴极，阴极上发生还原反应，电极反应为， D说法正确；
故选：D。
6. 已知：Ksp(AgCl)=1.8×10-10 ，Ksp(AgI)=1.5×10-16，Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12，则下列难溶盐的饱和溶液中，Ag+浓度大小顺序正确的是
A. AgCl>AgI>Ag2CrO4 B. AgCl>Ag2CrO4>AgI
C. Ag2CrO4>AgCl>AgI D. Ag2CrO4>AgI>AgCl
【答案】C
【解析】
【详解】AgCl和AgI的结构相似，由Ksp可知AgCl饱和溶液中的c(Ag＋)大于AgI饱和溶液中的c(Ag＋)；AgCl饱和溶液中的c2(Ag＋)=Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ag2CrO4(s) 2Ag＋(aq)＋ (aq)的Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag＋)·c()=c3(Ag＋)=2.0×10-12，可得Ag2CrO4饱和溶液中的c(Ag＋)大于AgCl饱和溶液中的c(Ag＋)；故Ag+浓度大小顺序Ag2CrO4>AgCl>AgI；
答案选C。
7. 室温下，向1LpH=10的NaOH溶液中通入CO2，溶液中水电离出的c(OH-)与通入CO2的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是
A. a点：水电离产生的c(H+)=1×10-4mol L-1 B. b点：溶液中c(OH—)=1×10-7mol L-1
C. c点：c(Na+)＞c(HCO)＞c(CO) D. d点：c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，a点为氢氧化钠溶液，b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，溶液呈碱性，c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应，反应得到的溶液为碳酸钠溶液，d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液，溶液呈中性。
【详解】A．由分析可知，a点为pH=10的氢氧化钠溶液，溶液中氢氧根离子会抑制水的电离，则溶液中水电离出的氢离子浓度为=1×10-10mol/L，故A错误；
B．由分析可知，b点为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，溶液呈碱性，则溶液中氢氧根离子浓度大于1×10-7mol/L，故B错误；
C．由分析可知，c点氢氧化钠溶液与二氧化碳恰好反应，反应得到的溶液为碳酸钠溶液，溶液中碳酸根离子浓度大于碳酸氢根离子，故C错误；
D．由分析可知，d点为碳酸氢钠和碳酸的混合液，溶液呈中性，溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，由电荷守恒c(Na+)+ c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+ c(OH—)可知，溶液中c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)，故D正确；
故选D。
8. 对于前四周期元素，下列说法正确的是
A. 基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是IA族元素
B. 原子的最外层电子排布为ns2的元素一定是主族元素
C. 基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
D. 基态原子的价电子排布为的元素的族序数一定为x+y
【答案】C
【解析】
【详解】A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，价电子排布式可能为4s1、3d54s1、3d104s1，元素可能为K、Cr、Cu，K为ⅠA元素，而Cr、Cu分别为ⅥB族、ⅠB族元素，A错误；
B．基态原子的价电子排布式为ns2的元素，可能是第ⅡA族元素、第ⅡB族元素等，所以原子的最外层电子排布为ns2的元素不一定是主族元素，B错误；
C．基态原子的p能级处于半充满状态的元素，属于ⅤA族元素，电子最后填充p能级，属于p区元素，C正确；
D．某元素基态原子的价电子排布式为的元素，该元素可能位于d区，也可能位于ds区，与（n-1）d、ns能级填充的电子数有关，若为ⅢB族～ⅦB族，族序数等于电子数，即族序数为x+y，否则不存在这一关系，而其它是价电子数等于列数，D错误；
故选C。
9. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 实验探究方案 探究目的
A． 用pH试纸测量相同浓度和NaClO溶液的pH 比较和HClO的酸性
B． 将铁锈溶于浓盐酸，再向溶液中滴入几滴溶液，观察溶液颜色变化 铁锈中含有二价铁
C． 常温下，向溶液中滴加5滴溶液，充分反应后，再滴加5滴溶液，观察沉淀颜色变化
D． 将硫酸酸化的滴入溶液，观察溶液颜色 氧化性：
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．次氯酸钠具有强氧化性，能使pH试纸褪色，不能测其pH值，A错误；
B．浓盐酸也能和高锰酸钾发生反应使得溶液褪色，该实验无法确定二价铁，B错误；
C．过量Cl-使Ag+完全转变为AgCl，若出现黄色沉淀AgI，则说明存在，沉淀转化规律：溶解度大的转化为溶解度小的；同类型的物质，Ksp大的转化为Ksp小的。所以Ksp(AgCl)> Ksp(AgI)，C正确；
D．酸性条件下硝酸根离子也会氧化亚铁离子生成铁离子，干扰了实验，D错误；
故选C。
10. 下列表述不正确的是
A. I装置中盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液
B. II中正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
C. III装置模拟工业上在镀件上镀银
D. IV装置可以达到保护钢闸门的目的
【答案】C
【解析】
【详解】A．Ⅰ装置是双液原电池，Zn的活泼性强于Cu，则Zn电极是负极，Cu电极是正极，原电池中阴离子向负极移动，盐桥中Cl-移向ZnSO4溶液，故A说法正确；
B．Ⅱ装置中Fe发生吸氧腐蚀，O2在正极上被还原生成OH-，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故B说法正确；
C．Ⅲ装置中Ag电极与电源正极相连，作电解池的阳极，镀件与电源负极相连，作电解池的阴极，在镀件上镀银，电解质溶液要选用AgNO3溶液，故C说法错误；
D．Ⅳ装置为外加电流法，钢闸门与电源负极相连，作电解池的阴极而受到保护，故D说法正确；
答案为C。
11. 用下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测得具支锥形瓶中压强、溶解氧随时间变化关系的曲线如下。下列分析错误是
A. 压强增大主要是因为产生了H2
B. pH=4时正极只发生：O2+ 4e+ 4H+→2H2O
C. 负极的反应都为：Fe-2e-→ Fe2+
D. 都发生了吸氧腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A．pH=2.0的溶液，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，A正确；
B．若pH=4.0时只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降；而图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，B错误；
C．锥形瓶中的Fe粉和C粉构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，C正确；
D．由题干溶解氧随时间变化曲线图可知，三种pH环境下溶解氧的浓度都有减小，则都发生了吸氧腐蚀，D正确；
故答案为：B。
12. 边搅拌边向溶液中通入制备溶液，水溶液中、、的分布系数δ随pH的变化关系如图所示。［比如的分布系数：］下列有关叙述错误的是
A. 当溶液pH范围为4～5时，停止通入SO2
B. 根据曲线数据计算可知的数量级为
C. a点的溶液中
D. 的溶液中，
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知,当溶液 pH 范围为 4~5 时，二氧化硫与碳酸钠恰好反应生成亚硫酸氢钠，则当溶液pH范围为4~5 时，停止通入二氧化硫，A正确；
B．由图可知，当溶液中时，溶液pH值为7.2，则，则的数量级为，B正确；
C．由图可知，a点为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液，溶液中存在电荷守恒关系，C正确；
D．由图可知，pH=3的溶液为亚硫酸氢钠、亚硫酸和碳酸的混合溶液，，D错误；
故选D。
二、填空题(共4小题，共64分)
13. 回答下列问题。
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为___________，有___________个未成对电子，在光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂，Zn、Ge、O电负性由大到小的顺序是___________。
（2）某原子的基态电子排布式为，该元素的电子有___________种空间运动状态。
（3）Fe3+的价电子轨道表示式为_______，Fe3+比Fe2+稳定性更强，原因是________。
（4）根据元素周期律，原子半径Ge___________(填“大于”或“小于”)As，第一电离能Ge___________(填“大于”或“小于”)As。
（5）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
（6）将C、N、O、F四种元素第二电离能按从大到小顺序排序___________(写元素符号)，第二电离能大小比较Cu___________Zn(填“”或“”)。
【答案】13. ①. [Ar] 3d104s24p2 ②. 2 ③. O>Ge>Zn
14. 15 15. ①. ②. Fe3+的价层电子排布式为3d5，为半满结构，更加稳定
16. ①. > ②. <
17. ①. N ②. 球形
18. ①. ②. >
【解析】
【分析】元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。核外电子占据多少个轨道，就有多少种空间运动状态。
【小问1详解】
Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期IVA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O>Ge>Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O>Ge>Zn，故答案为：[Ar]3d104s24p2；O>Ge>Zn；
【小问2详解】
某原子的基态电子排布式为，核外25个电子，分占15分轨道，电子有15种空间运动状态，故答案为：15；
【小问3详解】
Fe3+价电子为3d5，轨道表示式；Fe3+比Fe2+的稳定性更强，从结构上分析原因是：Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5；Fe3+的3d轨道是半充满、处于稳定结构，答案为：； Fe3+的价层电子排布式为3d5，为半满结构，更加稳定；
【小问4详解】
．同周期元素原子的电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，故原子半径：；同一周期从左向右第一电离能呈增大的趋势，但第ⅤA族元素比相邻元素的大，故第一电离能：，故答案为：>；<；
【小问5详解】
基态K原子的价电子排布式为：4s1，核外电子占据最高能层的符号是N，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形，故答案为：N；球形；
【小问6详解】
C、N、O、F的价电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5；分别失去一个电子后排布式为：2s22p1、2s22p2、2s22p3、2s22p4。核外电子在全满，半满和全空时较稳定；O原子的价层电子排布式是：2s22p4，失去一个电子后2p轨道达到了半充满的稳定状态，再失去一个电子所需的能量较大，故第二电离能：；Cu元素为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去最外层一个电子形成Cu+，所以Cu+的价电子排布式为3d10，Cu的第二电离能失去的是3d10电子全满结构最稳定，第二电离能： ；故答案为：；>。
14. 常温下，有浓度均为0.1mol/L的下列4种溶液：
①NaCN溶液②NaOH溶液③溶液④溶液
HCN
（1）这4种溶液pH由大到小的顺序是___________(填序号)。
（2）①溶液中各离子浓度由大到小的顺序是___________。将等浓度、等体积的和溶液混合，溶液中各微粒浓度由大到小的顺序是___________(不考虑水分子)
（3）的溶液中___________(填数值)。
（4）常温时，向NaCN溶液中通入少量CO2，则发生反应的离子方程式为：___________。
（5）常温下，向0.1mol/L的溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是___________。(填字母)
A． B． C． D．醋酸电离度 E．水电离出的
（6）结合所给的电离平衡常数解释，为什么溶液呈碱性：___________。
【答案】（1）②＞④＞①＞③
（2） ①. ②.
（3）
（4）
（5）DE （6）溶液中水解常数，故其水解大于电离，使得溶液显碱性
【解析】
【小问1详解】
相同浓度的4种溶液中，NaOH溶液为强碱溶液，碱性最强；因为酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞，越弱越水解，因此溶液的碱性：②＞④＞①＞③，4种溶液pH由大到小的顺序是②＞④＞①＞③；
【小问2详解】
NaCN溶液为强碱弱酸盐，水解显碱性，故离子浓度关系为：；的水解常数为，则等浓度、等体积的和溶液混合后溶液显酸性，故溶液中各微粒浓度由大到小的顺序是；
【小问3详解】
混合溶液的pH=8，该溶液中c(H+)=10-8mol L-1，由质子守恒可知，，则；
【小问4详解】
因为酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞，则常温时，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成次氯酸和碳酸氢根离子：；
【小问5详解】
A．加水稀释，醋酸浓度减小，则减小；
B．=Kw，其只受温度影响，稀释后其值不变；
C．，加水稀释，醋酸浓度减小，则减小，则比值减小；
D．加水稀释，促进醋酸的电离，醋酸电离度变大；
E．加水稀释，醋酸浓度减小，酸性变弱，水的电离受到抑制减小，则水电离出的变大；
故选DE；
【小问6详解】
溶液中水解常数，故其水解大于电离，使得溶液显碱性。
15. Ⅰ．一种用于心脏起搏器的微型电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点。该电池的电极材料是石墨和锂，电解质溶液为等物质的量的LiCl、溶解在中形成的溶液。
（1）这种电池的总反应为，则该电池的负极反应式为___________，正极反应式为___________。
Ⅱ．如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：
（2）A极是电源的___________极，一段时间后，甲中溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)，丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶粒带___________(填“正”或“负”)电荷。
（3）现用丙装置精炼铜，则H应是___________(填“粗铜”或“精铜”)；若用丙装置给铜件镀银，电镀液是___________(填化学式)溶液。
（4）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极上均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为___________。
Ⅲ．某小组运用离子交换膜法制烧碱的原理，用如图所示装置电解溶液制备硫酸和KOH溶液。
（5）该电解槽B口排出的气体为___________阴极反应式为___________。
（6）图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为___________。
【答案】（1） ①. ②.
（2） ①. 正 ②. 减小 ③. 正
（3） ①. 精铜 ②. AgNO3
（4）1：2：2：2 （5） ①. 氧气 ②.
（6）b＜a＜c＜d
【解析】
【小问1详解】
由总反应可知，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子：，为负极；正极上得到电子发生还原反应生成亚硫酸根离子和硫单质：；
【小问2详解】
将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是水中氢离子在该电极放电生成氢气和氢氧根离子，所以F即是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是负极；甲中生成铜、氧气和硫酸，所以一段时间后，甲中溶液酸性增强，pH减小，丁中Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体粒子向该电极阴极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷；
【小问3详解】
用丙装置精炼铜，则精铜为阴极、粗铜为阳极，则H应是精铜；若用丙装置给铜件镀银，电镀液是含银离子的溶液，故电镀液是AgNO3溶液
【小问4详解】
C、D、E、F电极发生的电极反应分别为：、、、，当各电极转移电子均为1mol时，生成单质的量分别为：0.25mol、0.5mol、0.5mol、0.5mol，所以单质的物质的量之比为1：2：2：2；
【小问5详解】
由图可知，阳极室中水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，故B得到氧气；阴极室中水得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子：；中间室的钾离子进入阴极室得到氢氧化钾、硫酸根离子进入阳极室得到硫酸；
【小问6详解】
由（5）分析可知，A处硫酸浓度大于进口处的硫酸，则b值小于a，且均为酸性；D处氢氧化钾浓度大于进口处的氢氧化钾，则d值大于c，且均为碱性；故a、b、c、d由小到大的顺序为b＜a＜c＜d。
16. 某油脂厂废弃油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体()：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3+
开始沉淀时()的pH 7.2 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时()pH 8.7 4.7 3.2 9.0
回答下列问题：
（1）“碱浸”中NaOH溶液可以有效地除去金属铝及其氧化物，写出NaOH溶液除去铝单质的离子方程式___________。
（2）“滤液②”中含有的金属离子有Fe2+和___________，检验Fe2+的试剂是铁氰化钾溶液，写出Fe2+和铁氰化钾溶液反应的离子方程式___________。
（3）“转化”中可替代的物质是___________(填序号)
①O2 ②氯水 ③酸性溶液
若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即。“滤液③”中可能含有的杂质离子为___________。
（4）利用上述表格数据，计算的___________(写出计算结果)。如果“转化”后的溶液中浓度为，则“调pH”应控制的pH范围是___________。
（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的。写出该反应的离子方程式___________。
【答案】（1）
（2） ①. Ni2+、Fe2+、Fe3+ ②.
（3） ①. ① ②. Fe3+
（4） ①. ②. 3.2～5.7
（5）
【解析】
【分析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解转化为，得到的滤液①含有，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的滤液②，Fe2+经H2O2氧化为Fe3+后，加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体；
【小问1详解】
铝和强碱氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，；
【小问2详解】
加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+；亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀，反应为
【小问3详解】
“转化”中H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，且不能引入杂质，可用O2或空气替代，故选①；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，使得铁元素沉淀不完全，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2+，在氧化使得滤液③中可能含有转化生成的Fe3+；
【小问4详解】
由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8.7，pOH=5.3，则；如果“转化”后的溶液中浓度为，为避免镍离子沉淀，pOH=8.3，pH=5.7，Fe3+完全沉淀的pH为3.2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2～5.7；
【小问5详解】
由题干信息，硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为。
