《2025年天利38套高中名校期中期末联考测试卷高中化学必修第一册人教版》

16. （14 分）化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。
（1）根据下列物质的组成和性质完成填空。
a. 铁 b. 硫酸铜溶液 c. 熔融氯化钠 d. 过氧化钠固体 e. 石墨 f. 氨气
①属于电解质的是____（填字母序号，下同）。
②上述状态下能导电的物质有____。
③写出硫酸铜的电离方程式：____。
（2）向一定量的 H₂SO₄和 MgSO₄混合溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量（体积变化忽略不计）。下列图像不能正确反映对应变化关系的是____。

（3）经检测，某酸性废水中存在大量的 Na⁺、Cl⁻、Cu²⁺、SO₄²⁻。现进行以下实验：
①取 100 mL 该废水于烧杯中，逐滴滴加 NaOH 溶液至呈碱性，原废水中离子的数目会发生变化的是____（用离子符号表示）。
②欲除去其中的 Cu²⁺、SO₄²⁻，并得到中性溶液，设计的工艺流程如图所示。

操作 X 的名称是____，试剂 b 中溶质的化学式为____。
③测得 100 mL 废水中 Na⁺、Cl⁻、Cu²⁺、H⁺的物质的量浓度分别为 0.5 mol/L、0.5 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，则该废水中 c(SO₄²⁻) =____。

答案： 16.(14分)
(1)①cd (2分) ②abce (2分)
③CuSO₄ \xlongequal{} Cu²⁺ + SO₄²⁻ (2分)
(2)BCD (2分)
(3)①H⁺、Na⁺、Cu²⁺ (2分) ②过滤 (1分) Na₂CO₃ (1分) ③0.2mol/L (2分)
非电解质与电解质的判断、电离方程式、图像分析、离子反应
[解析]
(1)a.铁是能导电的金属单质，单质既不是电解质也不是非电解质；b.硫酸铜溶液是含有能自由移动的离子的混合物，能导电，混合物既不是电解质也不是非电解质；c.熔融氯化钠中存在能自由移动的离子，能导电，属于电解质；d.过氧化钠固体中不存在自由移动的离子，不能导电，熔融状态下能电离出自由移动的离子，属于电解质；e.石墨是能导电的非金属单质，单质既不是电解质也不是非电解质；f.氨气不能电离出自由移动的离子，不能导电，属于非电解质；①由分析可知，属于电解质的是cd；②由分析可知，能导电的物质为abce；③硫酸铜是电解质，在溶液中能电离出铜离子和硫酸根离子，电离方程式为CuSO₄ \xlongequal{} Cu²⁺ + SO₄²⁻。
(2)向硫酸和硫酸镁的混合溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时，溶液中硫酸先与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为H₂SO₄ + 2NaOH \xlongequal{} Na₂SO₄ + 2H₂O，反应中没有沉淀生成，溶液中的离子浓度减小、pH增大、导电能力减弱、溶质的质量增大，硫酸完全反应后，溶液中硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为MgSO₄ + 2NaOH \xlongequal{} Na₂SO₄ + Mg(OH)₂↓，反应中有氢氧化镁沉淀生成，溶液中的离子浓度减小、导电能力减弱、溶质的质量增大，则能正确反映对应变化关系的是A，不能正确反映对应变化关系的是BCD。
(3)①向酸性废水中加入氢氧化钠溶液，氢氧根离子与溶液中的氢离子反应生成水，与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，则废水中离子的数目会发生变化的是氢离子、铜离子和钠离子；②由实验流程可知，向废水中加入过量的氢氧化钠溶液，中和溶液中的氢离子，将溶液中的铜离子转化为氢氧化铜沉淀；加入过量的氯化钡溶液，将溶液中的硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀，则试剂a为氯化钡溶液；加入过量的碳酸钠溶液，将溶液中过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤得到含有氢氧化铜、硫酸钡、碳酸钡的滤渣和含有碳酸根离子、氢氧根离子等的溶液，则试剂b为碳酸钠溶液、操作X为过滤；向溶液中加入适量盐酸，中和溶液中的氢氧根离子，将溶液中的碳酸根离子转化为二氧化碳和水，最终得到氯化钠溶液；③由电荷守恒可知，溶液中硫酸根离子的浓度为$\frac{0.5mol/L + 0.1mol/L×2 + 0.2mol/L - 0.5mol/L}{2}$ = 0.2mol/L。

17. （14 分）作为绿色氧化剂和消毒剂，H₂O₂在工业生产及日常生活中应用广泛。
Ⅰ. 过氧化氢的储存
（1）图甲为 H₂O₂分解率与 pH 的变化关系，储存 10.9%的 H₂O₂溶液的最佳 pH 范围为____（填字母序号）。
a. pH ＜ 2.5
b. 2.5 ＜ pH ＜ 3.5
c. 3.5 ＜ pH ＜ 4.5
d. pH ＞ 4.5

Ⅱ. 过氧化氢的制备
用[PdCl₄]²⁻催化氢气制备 H₂O₂是一种工艺简单、能耗低的方法，反应原理如图乙所示。

（2）[PdCl₄]²⁻中元素 Pd 的化合价为____。
（3）总反应的化学方程式为____。
Ⅲ. 探究过氧化氢的性质
实验 1：将螺旋状铜丝插入 30%的 H₂O₂溶液中，3 小时后取出铜丝，观察到铜丝表面有棕色物质生成。
实验 2：将螺旋状铜丝插入 30%的 H₂O₂溶液中，加入适量稀硫酸，观察到铜丝溶解，溶液变成蓝色，有少量无色气体产生。
（4）经 X - 射线光电子能谱仪测定，实验 1 中铜丝表面棕色物质的成分为 CuO 和 Cu₂O，溶液中微粒的种类保持不变。写出生成 Cu₂O 的化学方程式并用单线桥法标明电子转移的方向和数目：____。
（5）实验 2 中铜丝溶解的离子方程式为____；产生的气体为____。
（6）用足量 NaOH 溶液处理实验 2 新制的溶液得到沉淀 X，元素分析表明 X 为铜的氧化物，提纯干燥的 X 在惰性氛围下加热，m g X 完全分解为 n g 黑色氧化物 Y，$\frac{n}{m}=\frac{5}{6}$。X 的化学式为____。

答案： $17.(14$分$)$　　
$(1)c (2$分$)$　　
$(2)+2 (1$分$)$　　
$(3)H₂ + O₂ \xlongequal{[PdCl₄]²⁻} H₂O₂ (2$分$)$　　
$(4)2Cu + H₂O₂ \xlongequal{} Cu₂O + H₂O (3$分$)$　　
$(5)Cu + H₂O₂ + 2H⁺ \xlongequal{} Cu²⁺ + 2H₂O (2$分$) O₂ (2$分$)$　　
$(6)CuO₂ (2$分$)$　　
离子方程式的书写、单线桥法标注电子转移、常见无机物的制备、物质性质的探究　　
$[$解析$]$　　
$(1)$由图甲可知$3.5 ＜ pH ＜ 4.5$时$H₂O₂$分解率较低，是储存$H₂O₂$溶液的最佳$pH$范围，选$c。$　　
$(2)[PdCl₄]²⁻$中氯元素为$ - 1$价，则元素$Pd$的化合价为$+2。$　　
$(3)$根据图乙可知，用$H₂$制备$H₂O₂$的过程中，$Pd、$$[PdCl₂O₂]²⁻$为中间产物，$[PdCl₄]²⁻$为催化剂，总反应是氢气和氧气在$[PdCl₄]²⁻$催化下生成过氧化氢，化学方程式为$H₂ + O₂ \xlongequal{[PdCl₄]²⁻} H₂O₂。$　　
$(4)$实验$1$中铜和$H₂O₂$发生氧化还原反应生成$CuO、$$Cu₂O$和$H₂O，$生成$Cu₂O$的化学方程式为$2Cu + H₂O₂ \xlongequal{} Cu₂O + H₂O，$用单线桥法标明电子转移的方向和数目为$2Cu + H₂O₂ \xlongequal{→} Cu₂O + H₂O。$　　
$(5)$实验$2$中铜与$H₂O₂$在硫酸溶液中反应生成硫酸铜和水，反应的离子方程式为$Cu + 2H⁺ + H₂O₂ \xlongequal{} Cu²⁺ + 2H₂O，$$H₂O₂$在铜离子催化下分解生成水和氧气，产生的气体为$O₂。$　　
$(6)X$为铜的氧化物，黑色氧化物$Y$为$CuO，$设$X$的化学式为$CuₓOᵧ，$根据$Cu$原子守恒可知$n(CuO) = xn(CuₓOᵧ)，$即$\frac{m}{64x + 16y}×x = \frac{n}{80}，$$\frac{n}{m} = \frac{5}{6}，$则$x : y = 1 : 2，$所以$X$的化学式为$CuO₂。$