2025-2026学年甘肃甘南州高二(上)期末试卷化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。

（1）亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为___________________________；向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。

（2）化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是 。

（3）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。

①电源负极为___________________极(填A或B)

②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式

_______________________ ___ ； 。

③控制电解液H+不低于5mol/L，可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况，忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分)，此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。

3、锂离子电池广泛应用于日常电子产品中，也是电动汽车动力电池的首选．正极材料的选择决定了锂离子电池的性能．磷酸铁钾(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新星”。

（1）高温固相法是磷酸铁锂生产的主要方法。通常以铁盐、磷酸盐和锂盐为原料，按化学计量比充分混匀后，在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解，再经高温焙烧，研磨粉碎制成。其反应原理如下：

Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═2NH3↑+3CO2↑+______+_______+_______

①完成上述化学方程式.

②理论上，反应中每转移0.15mol电子，会生成LiFePO4______________g；

③反应需在惰性气氛的保护中进行，其原因是______________；

（2）磷酸亚铁锂电池装置如图所示，其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面，负极石墨材料附着在铜箔表面，电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。

电池工作时的总反应为：LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6，则放电时，正极的电极反应式为______________。充电时，Li+迁移方向为______________(填“由左向右”或“由右向左”)，图中聚合物隔膜应为______________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。

（3）用该电池电解精炼铜。若用放电的电流强度I=2.0A的电池工作10分钟，电解精炼铜得到铜0.32g，则电流利用效率为______________(保留小数点后一位)。(已知：法拉第常数F=96500C/mol，电流利用效率=100%)

（4）废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LiFePO4难溶于水，可用H2SO4和H2O2的混合溶液浸取，发生反应的离子方程式为______________。

4、简要回答下列问题。

（1）金属钠通常保存在煤油中的原因是__________。

（2）氢气被称为理想“绿色能源”的原因是________。

（3）垃圾分类处理已成为新时尚。废电池必须集中回收处理的原因是___。

5、以磷石膏(只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。

（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42－)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________；能提高其转化速率的措施有____(填序号)

（2）当清液pH接近6．5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_________。

（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因___________。

6、燃煤烟气中主要成分是空气，和NO的含量小于1%。一种用(尿素)和在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如下：

(1)可以水解生成，、与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含、、。其他条件一定，反应相同时间，测得的脱除率与温度的关系如图所示。30～70℃时，的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是_______。

(2)烟气中的NO与反应缓慢。雾化后的在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH(羟基自由基)，OH能将NO快速氧化为、等物质。在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示：

①脱硝时，与吸收液中反应生成，同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时与反应的化学方程式：_______。

②转化(1)的过程可以描述为_______。

③化学式为的催化剂中，和的物质的量之比为_______。

④其他条件一定，比较等物质的量与催化效果并说明理由_______。

(3)如不使用固体催化剂，用含的溶液也能催化发生类似的转化生成·OH，且相同条件下速率更快。与使用含的溶液相比，使用固体催化剂的优点是_______。

7、（1）已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数：

① 同温度下，等pH值的a. NaHCO3、b. NaCN、c．Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为__________（填序号）。

② 25 ℃时，将20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分别与20ml0.1mol/L NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示：

反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是：________反应结束后所得两溶液中，c(SCN-)________c(CH3COO-)（填“> ”、“< ”或“= ”)

③ 若保持温度不变，在醋酸溶液中加入一定量氨气，下列量会变小的是______（填序号）。

a.c(CH3COO-） b.c(H+) c.Kw   d．醋酸电离平衡常数

（2）煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。己知：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ mol-1

2NO2(g)N2O4(g)   △H=-56.9kJ mol-1

H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ mol-1

写出CH4催化还原N2O4(g）生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_________

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：请回答下列问题：

①甲烷燃料电池的负极反应式是____________

② 当A中消耗0.15mol氧气时．B 中____极增重_______g。

8、硫及其化合物广泛存在于自然界中。

(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示，其碳原子杂化轨道类型为_________，根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________，1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。

(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2，所得产物SO2再经催化氧化生成SO3，SO3被水吸收生成硫酸。

①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。

②离子化合物FeS2中，Fe2+的电子排布式为__________，与S22-互为电子体的离子是____________。

③气体SO3分子的空间构型为__________，中心原子阶层电子对数为____________。

(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物，其晶体结构属于立方晶体（如下图所示），Zn属于_______区元素，在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________，若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3，晶胞参数a=______nm（列出计算式），晶胞中A、B的坐标分别为A（， ， ）、B（， ， ），则C点的坐标为____________。

9、铈元素（Ce）是镧系金属中自然丰度最高的一种，常见有＋3、＋4两种价态，铈的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。

请回答下列问题：

（1）雾霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4+的溶液吸收，生成NO2-、NO3-（二者物质的量之比为1：1），该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（2）可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质，同时再生Ce4+，其原理如图所示。

①Ce4+从电解槽的______（填字母序号）口流出。

②写出阴极的电极反应式________________。

（3）铈元素在自然界中主要以氟碳矿形式存在。主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下：

①焙烧过程中发生的主要反应方程式为__________________。

②有同学认为酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好，他的理由是_________。

③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b，则Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常数为________（用a、b的代数式表示）。

④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是______。

10、某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3•6H2O能否反应产生Cl2。

资料：FeCl3是一种共价化合物，熔点306℃，沸点315℃。

ⅰ.实验操作和现象：

ⅱ.分析现象的成因：

（1）现象i中的白雾是______，用化学方程式和必要的文字说明白雾的形成原因是______。

（2）分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：

a.直接加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。

b.将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液，溶液均变红。通过该实验说明现象ii中黄色气体含有______。

（3）除了氯气可使B中溶液变蓝外，该小组还提出其他两种可能的原因：

可能原因①：实验b检出的气体使之变蓝；

反应的离子方程式是______。

可能原因②：______；

反应的离子方程式是______。

（4）为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，小组提出两种方案，均证实了Cl2的存在。

①方案1的C中盛放的试剂是______，从化学平衡原理的角度加以解释______。

②方案2中检验Fe2+的最佳试剂是______，若存在Fe2+，则现象是______。

③综合方案1、2的现象，说明方案2中选择NaBr溶液的依据是______。

（5）将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A中产生Cl2的化学方程式是______。

11、联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为(假设焦炭不含杂质)。请回答：

(1)每完全分解石灰石(含，杂质不参与反应)，需要投料_______kg焦炭。

(2)每生产106kg纯碱，同时可获得_______(列式计算)。

12、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。

(1)磷原子核外电子排布式为_______。

(2)羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(-OH)中氧原子的杂化方式为_______，的空间构型为_______，该化合物中所含元素电负性最大的是_______。

(3)磷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：

B：(0，0，0)；(，，0)；(，0，)；(0，，)……

P：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)……

①请在图中画出磷化硼晶胞的俯视图_______。

②与每个磷原子紧邻的硼原子有_______个，与每个硼原子紧邻的硼原子有_______个。

(4)磷钇矿可提取稀土元素钇(Y)，某磷钇矿的结构如图所示。该磷钇矿的化学式为_______，与互为等电子体的阴离子有_______(写出一种离子符号)。已知晶胞参数a=0.69nm，c=0.60nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该磷钇矿的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。

13、今年是诺贝尔奖颁发120周年，其中很多获得诺贝尔化学奖的研究成果都极大的影响着我们的生活。请回答与诺贝尔化学奖获奖成果相关的下列问题：

(1)1995年，诺贝尔化学奖授予Paul Crutzen、Mario Molina 和F.S Rowland 三位科学家，以表彰他们在平流层臭氧化学研究领域所做出的贡献。氟利昂(CCl2F2等)及氮的氧化物在O3分解中起重要作用，N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为_______。

(2)1996年，诺贝尔化学奖授予对发现C有重大贡献的三位科学家。C60晶体中分子的配位数为_______，其与金刚石互为_______。C60与足量的F2加成的化学方程式为_______。

(3)2019年，诺贝尔化学奖授予John B Goodenough，M.stanley Whittlingham 和 Akira Yoshino，以表彰他们在锂离子电池的发展方面作出的卓越贡献。

①磷酸亚铁锂是制造锂离子电池电极的重要材料。磷酸亚铁锂中，磷原子的杂化方式与下列微粒的中的碳原子杂化方式相同的是_______(填字母)。

A.HCHO  B.CO C.C2H6 D.苯

②从原子结构理论角度解释，Fe3+比Fe2+稳定的原因为_______。

③早在1973年，Whittingham 发现一种极强富能材料TiS2，以此作为锂电池的全新阴极。Ti的基态原子核外电子排布式为_______。下列硫的各种微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______。(填字母)。

A.[Ne]3s23p3 B.[Ne]3s23p4 C.[Ne]3s23p33d1 D.[Ne]3s23p5

(4)在TiS2的单位晶胞中(如下图所示)，阳离子分布在8个顶点，阴离子分布在由上下各3个阳离子构成的正二棱柱中，并间隔地排列在上半部的中心和下半部的中心。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1的坐标为(0，0，0)，原子2的坐标为(0，1，1)，原子3的坐标为(，，)，则原子4的坐标为_______。设TiS2的摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，则其密度ρ为_______g/cm3。