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题型四　离子反应
1．离子方程式判断“四注意”
2．离子共存“四大”题设陷阱
条件类型 常见表述 误点点拨
题干 要求 “一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存” 审清关键字词，明确题意要求
常见限制条件 “无色” Cu2+、Fe2+、Fe3+、、、等不能大量存在
“pH＝1”或“pH＝13” 溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存” 只能是氧化性离子和还原性离子不共存，并不是其他离子反应，同时要注意溶液酸碱性的影响
“透明” “透明”也可“有色”
常见 隐含 条件 “与Al反应放出H2” 溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出的＝1×10-12 mol·L-1”的溶液 溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3” 与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
含有大量Fe3+的溶液 酸性溶液并具有氧化性
含有大量[Al(OH)4]－、的溶液 碱性溶液
含有大量的溶液 隐含H＋与还原性离子不能同时大量存在
相互 促进 水解 与CH3COO－、，Mg2+与等组合 存在相互促进水解情况，但水解程度较小，在溶液中仍然能大量共存
Al3+、Fe3+分别与、、、[Al(OH)4]－；Al3+与S2-、HS－ 相互促进水解，生成沉淀或气体，不能大量共存
1．(2025·重庆卷，3)下列有关离子反应错误的是(　　)
A．亚硫酸氢钠与石灰水反应：＋Ca2+===CaSO3↓
B.Na2O2与水反应：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
C．NO2与水反应：3NO2＋H2O===2H＋＋＋NO
D.Cl2与NaBr溶液反应：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
解析：A　亚硫酸氢钠(NaHSO3)与石灰水反应时不能拆开，先与OH－中和生成，再与Ca2+结合生成CaSO3沉淀，正确的方程式为，符合反应实际(生成NaOH和O2)，B正确；NO2与水反应的离子方程式为3NO2＋H2O===2H＋＋＋NO，与化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3 ＋ NO一致，C正确；Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，符合氧化还原反应规律(Cl2氧化Br－为Br2)，D正确。
2．(2025·陕晋宁青卷，7改编)下列有关反应的离子方程式错误的是(　　)
A．泡沫灭火器反应原理：Al3+＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑
B．用金属钠除去甲苯中的微量水：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
C．用NaOH溶液吸收尾气中的NO2：2NO2＋＋H2O
D．氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
解析：D　泡沫灭火器中Al3+与发生相互促进水解，生成Al(OH)3和CO2，A正确；金属钠与水反应生成NaOH和H2，甲苯不参与反应，B正确；NO2与NaOH反应生成和，方程式配平及产物均正确，C正确；石灰乳不能拆为OH－，正确的离子方程式应为Cl2＋Ca(OH)2===Ca2+＋Cl－＋ClO－＋H2O，D错误。
3．(2025·河南卷，5)对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式正确的是(　　)
A．磷酸二氢钠水解：＋H2O H3PO4＋OH－
B．用稀盐酸浸泡氧化银：Ag2O＋2H＋===2Ag＋＋H2O
C．向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液：ClO－＋H＋===HClO
D．向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液：H＋＋===BaSO4↓＋CO2↑＋H2O
解析：A　磷酸二氢钠水解生成磷酸和氢氧化钠，其水解反应的离子方程式为＋H2O H3PO4＋OH－，A正确；用稀盐酸浸泡氧化银生成氯化银和水，其离子方程式为Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O，B错误；次氯酸钠溶液具有强氧化性，因此向次氯酸钠溶液中加入碘化氢溶液会发生氧化还原反应生成I2和Cl－，其离子方程式为ClO－＋2H＋＋2I－===I2＋Cl－＋H2O，C错误；向硫酸氢钠溶液中滴加少量碳酸氢钡溶液，其离子方程式为Ba2+＋＋2CO2↑＋2H2O，D错误。
4．(2025·浙江1月选考，8)下列方程式不正确的是(　　)
A．MnO2与浓盐酸反应：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
B．NO2与H2O反应：3NO2＋H2O===2H＋＋＋NO
C．将少量灼热的CuO加入CH3CH2OH中：CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O
D．将SO2通入酸性KMnO4溶液：5SO2＋＋2Mn2+＋2H2O
解析：D　MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2、H2O，A正确；NO2与水反应生成HNO3和NO，B正确；乙醇被CuO氧化生成乙醛，同时CuO被还原生成Cu，C正确；该离子方程式电荷不守恒、O原子不守恒，正确的离子方程式为5SO2＋＋2Mn2+＋4H＋，D错误。
5．(2025·安徽卷，8)下列实验产生的废液中，可能大量存在的粒子组是(　　)
选项 实验 粒子组
A 稀硝酸与铜片制NO H＋、Cu2+、、NO
B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H＋、Na＋、 、
C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H＋、K＋、Mn2+、Cl－
D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H＋、Fe2+、Cl－、H2O2
解析：C　NO难溶于水，在水溶液体系中不能大量存在，A错误；H＋与会发生反应：H＋＋===SO2↑＋H2O，无法大量共存，B错误；反应后废液中不存在时，生成的MnCl2、KCl和剩余的HCl能共存，故反应的废液中可能大量存在H＋、K＋、Mn2+、Cl－，C正确；Fe2+与H2O2在酸性条件下会发生氧化还原反应：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O，无法大量共存，D错误。
6．(2025·山东卷，5)下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收少量SO2：SO2＋
B．用Na2O2和水制备少量O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
C．用MnO2和浓盐酸制备Cl2：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
D．用稀硝酸溶解少量Cu粉：3Cu＋8H＋＋===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
解析：C　少量SO2与OH－反应生成，故A错误；题中原子不守恒，过氧化钠与水反应的离子方程式应为2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑，B错误；二氧化锰与浓盐酸共热反应生成MnCl2、Cl2和H2O，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O，C正确；Cu(NO3)2为可溶性盐，离子方程式中需拆开，故铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，D错误。
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(建议用时：30分钟　满分：39分)
选择题：每小题3分，共39分。
1．(2025·遂宁一模)常温时，下列各组离子中，在c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液中能大量共存，且溶液为澄清透明的是(　　)
A．K＋、Fe3+、、
B．Na＋、、、Cl－
C．Fe2+、Na＋、、Ba2+
D．Na＋、OH－、K＋、
解析：A　c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液显酸性，所给离子间不发生反应，可大量共存，且溶液澄清透明，A正确；与H＋反应不能大量共存，B错误；Fe2+、、H＋会发生氧化还原反应不能大量共存，C错误；OH－与H＋反应不能大量共存，D错误。
2．(2025·深圳二模)下列化学方程式或离子方程式书写正确的是(　　)
A．NaHCO3溶液与NaOH溶液反应：
B．高温下Fe与H2O(g)反应：2Fe＋3H2O(g)Fe2O3＋3H2
C．Cl2与冷的石灰乳反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
D．铜丝与热的浓硫酸反应：Cu＋2H＋Cu2+＋H2↑
解析：A NaHCO3溶液与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，A正确；高温下Fe与H2O(g)反应生成四氧化三铁和氢气：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B错误；石灰乳为氢氧化钙的悬浊液，应写化学式：Cl2＋Ca(OH)2===Ca2+＋Cl－＋ClO－＋H2O，C错误；铜丝与热的浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水：Cu＋2H2SO4(浓)＋2H2O＋SO2↑，D错误。
3．(2025·北京4月模拟)下列实验对应的反应方程式书写正确的是(　　)
A．稀硝酸溶液中加入四氧化三铁：Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O
B．酸性KMnO4溶液与草酸反应：＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O
C．用石墨电极电解氯化铝溶液：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－
D．Ca(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液：Ca2+＋2OH－＋===CaCO3↓＋＋2H2O
解析：B　稀硝酸具有氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，因此产物应该是硝酸铁、一氧化氮和水：3Fe3O4＋28H＋＋===9Fe3+＋NO↑＋14H2O，A错误；草酸为弱酸，可以被高锰酸钾氧化为二氧化碳，同时生成水和锰离子，B正确；石墨电极电解氯化铝溶液会生成氢氧化铝沉淀：6Cl－＋6H2O＋2Al3+3H2↑＋3Cl2↑＋2Al(OH)3↓，C错误；少量的物质完全反应，按照少量物质电离出离子的物质的量之比进行反应，Ca(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液反应为：Ca2+＋OH－＋===CaCO3↓＋H2O，D错误。
4．(2025·浙江五校高三联考)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是(　　)
A．澄清透明的溶液中：Fe3+、Mg2+、、Br－
B．使甲基橙变红色的溶液：Na＋、、Cl－、F－
C．在0.1 mol·L-1氨水中：Ag＋、Ba2+、、CH3COO－
D．常温下，＝1×1012的溶液：K＋、－、、Na＋
解析：A　该组离子彼此不发生反应，可以大量共存，A正确；使甲基橙变红色的溶液呈酸性，F－在酸性条件下不能大量存在，B错误；氨水与银离子能反应，不能大量共存，C错误；＝1×1012的溶液呈酸性－、均能与H＋反应不能大量共存，D错误。
5．(2025·河南五市一模)下列离子方程式与所给事实相符的是(　　)
A．利用石灰乳沉镁：Ca(OH)2＋Mg2+===Mg(OH)2＋Ca2+
B．在Fe3+溶液中通入过量的H2S：Fe3+＋H2S===Fe2+＋S↓＋2H＋
C．向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸：＋2H＋===4S↓＋＋H2O
D．NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液：＋Ba2+＋OH－===BaCO3↓＋H2O
解析：A　石灰乳是氢氧化钙悬浊液，在离子方程式中不能拆，离子方程式为===Mg(OH)2＋Ca2+，A正确；过量的H2S气体通入FeCl3溶液中，发生氧化还原反应生成单质硫，离子方程式为H2S＋2Fe3+===2Fe2+＋S↓＋2H＋，B错误；向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸，反应的离子方程式为：＋2H＋===SO2↑＋S↓＋ H2O，C错误；向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液，钡离子、氢氧根离子完全反应生成碳酸钡沉淀和碳酸根离子，离子方程式为：Ba2+＋2OH－＋===BaCO3↓＋2H2O＋，D错误。
6．(2025·新乡三模) 对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式书写正确的是(　　)
A．锅炉中的CaSO4水垢用纯碱溶液浸泡：Ca2+＋===CaCO3↓
B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应：Pb2+＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋
C．向氨水中滴加少量硫酸铜溶液：Cu2+＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2+＋4H2O
D．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe＋4H＋＋===NO↑＋Fe3+＋2H2O
解析：C　锅炉中的CaSO4水垢用纯碱溶液浸泡，发生沉淀的转化：CaSO4(s)＋(aq) CaCO3(s)＋(aq)，A错误；铅酸蓄电池充电时阳极发生氧化反应，阳极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋4H＋＋，B错误；向氨水中滴加少量硫酸铜溶液生成四氨合铜离子和水，离子方程式为Cu2+＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2+＋4H2O，C正确；过量铁粉与稀硝酸的反应产物应该为Fe2+，离子方程式为3Fe＋8H＋＋===2NO↑＋3Fe2+＋4H2O，D错误。
7．(2025·泰安二模)常温下，下列各组离子能大量共存的是(　　)
A．lg＝－6的溶液中：Na＋、ClO－、[Al(OH)4]－、Cl－
B．在酸性溶液中：Ba2+、、、Fe2+
C．1 mol·L-1的FeCl3溶液中：、K＋、SCN－、
D．由水电离出的c(H＋)＝1×10-13 mol·L-1的溶液中：Na＋、、、
解析：A　溶液中lg＝1×10-6，说明溶液pH＝10，碱性环境下各离子间不反应，可大量共存，A符合题意；酸性溶液中具有强氧化性，可与具有还原性的Fe2+发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意；Fe3+与SCN－间发生配合反应，不能大量共存，C不符合题意；水电离出的＝1×10-13 mol·L-1，说明水的电离受到抑制，溶液可能呈酸性也可能呈碱性不能在碱性环境下大量存在不能在酸性环境下大量存在，D不符合题意。
8．(2025·蚌埠二模)下列离子方程式与所给事实不相符的是(　　)
A．用泡沫灭火器灭火的原理：Al3+＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑
B．用FeCl3溶液刻蚀覆铜板：Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+
C．用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为溶于酸的CaCO3：Ca2+＋===CaCO3↓
D．用FeSO4处理酸性废水中的：6Fe2+＋＋14H＋===6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O
解析：C　泡沫灭火器灭火的原理为Al3+、发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体：Al3+＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑，A正确；Cu与FeCl3溶液反应的离子方程式为Cu＋2Fe3+===Cu2+＋2Fe2+，B正确；Na2CO3与CaSO4反应属于沉淀的转化，CaSO4微溶于水不能拆分，正确的离子方程式为CaSO4(s)＋(aq) CaCO3(s)＋(aq)，C错误；用FeSO4处理酸性废水中的，生成Cr3+和Fe3+，反应的离子方程式为6Fe2+＋＋14H＋===6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O，D正确。
9．(2025·泰安二模)下列化学反应对应的离子方程式书写错误的是(　　)
A．向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液至恰好沉淀完全：Ba2+＋===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑
B．2.24 L CO2(标准状况)通入250 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液中：4CO2＋＋H2O
C．将ICl滴入NaOH溶液中：ICl＋2OH－===IO－＋Cl－＋H2O
D．将0.2 mol Cl2通入2 L 0.1 mol·L-1 FeI2溶液中：2Fe2+＋2I－＋2Cl2===2Fe3+＋I2＋4Cl－
解析：D　沉淀完全时，Ba2+与的物质的量之比为1∶1，即Ba(HCO3)2与NaHSO4的物质的量之比为1∶1，离子方程式为Ba2+＋===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑，A正确；标准状况下，2.24 L CO2的物质的量为0.1 mol，250 mL 0.5 mol·L-1NaOH溶液中溶质NaOH的物质的量为0.125 mol，参加反应的n(CO2)∶n(NaOH)＝4∶5，反应的离子方程式为4CO2＋＋H2O，B正确；ICl中I为＋1价，Cl为－1价，ICl与NaOH的反应为非氧化还原反应，离子方程式为ICl＋2OH－===IO－＋Cl－＋H2O，C正确；还原性：I－>Fe2+，氯气先氧化碘离子，后氧化亚铁离子，0.2 mol Cl2和0.2 mol FeI2反应时，氯气与碘离子恰好完全反应，离子方程式为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，D错误。
10．(2025·宜宾叙州区一模)已知两厂排放的污水经初步处理后，分别只有下列8种离子中的4种(两厂不含相同离子)：Ag＋、Ba2+、Fe3+、Na＋、Cl－、、、OH－。两厂单独排放都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定的比例混合，沉淀后污水会变成无色澄清的只含硝酸钠的水而排放，污染程度会大大降低。关于污染源的分析，你认为正确的是(　　)
和可能来自同一工厂
B．Cl－和一定来自不同的工厂
C．Ag＋和Na＋可能来自同一工厂
D．Na＋和一定来自同一工厂
解析：B　Ag＋、Fe3+均能够与OH－结合生成沉淀，Ag＋、Ba2+能够与结合生成沉淀，Ag＋、Cl－能够结合生成沉淀，均不能大量共存，则一个厂的污水中含Ba2+、Ag＋、Fe3+、，另一个厂的污水中含Na＋、Cl－、、OH－。和来自两个工厂，A错误；Cl－和来自两个工厂，B正确；Ag＋和Na＋来自两个工厂，C错误；Na＋和来自两个工厂，D错误。
11．(2025·清华大学TDA测试)下列对应的化学反应表示错误的是(　　)
A．证明H2C2O4有还原性：＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O
B．将K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
C．用硫代硫酸钠溶液脱氯：＋4Cl－＋6H＋
D．乙醇与K2Cr2O7酸性溶液反应：3CH3CH2OH＋＋16H＋===3CH3COOH＋4Cr3+＋11H2O
解析：C　酸性KMnO4具有强氧化性，会将H2C2O4中＋3价C氧化为＋4价CO2，Mn元素被还原为＋2价的Mn2+，该反应的离子方程式为：＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O，A正确；铁氰化钾K3[Fe(CN)6]能够与Fe2+反应产生蓝色沉淀，反应的离子方程式为：3-===KFe[Fe(CN)6]↓，B正确；Cl2会将氧化为，Cl2被还原为溶液显碱性，在酸性环境中不能大量存在，该反应的离子方程式为：＋8Cl－＋5H2O，C错误；乙醇被酸性K2Cr2O7溶液氧化为乙酸，酸性K2Cr2O7溶液被还原为Cr3+，该反应的离子方程式为：3CH3CH2OH＋＋16H＋===3CH3COOH＋4Cr3+＋11H2O，D正确。
12．(2025·湖北十一校一模)下列离子方程式能用来解释相应实验现象或正确描述其反应的是(　　)
选项 实验操作或现象 离子方程式
A 向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀 3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s)＋3Mg2+(aq)
B 向Na2S溶液通入过量SO2产生淡黄色沉淀 SO2＋2S2-＋2H2O===3S↓＋4OH－
C 向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体 2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋
D 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 3SO2＋
解析：A　向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，发生沉淀的转化，白色Mg(OH)2沉淀变为红褐色Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为3Mg(OH)2(s)＋2Fe3+(aq) 2Fe(OH)3(s)＋3Mg2+(aq)，A正确；向Na2S溶液中通入过量SO2产生淡黄色沉淀，发生反应生成S、NaHSO3，反应的离子方程式为2S2-＋5SO2＋2H2O===3S↓＋，B错误；向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体，反应生成HClO和，反应的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋，C错误；正确的离子方程式为5SO2＋＋4H＋，D错误。
13．(2025·山西三晋联盟高三联考)某无色水样中只含有H＋、K＋、、Fe3+、Ag＋、Ca2+、、Cl－、中的若干种离子(不考虑由水电离出的H＋或OH－)。取100 mL水样进行实验：向样品中先滴加足量硝酸钡溶液，生成4.3 g沉淀，再滴加10 mL硝酸(滴加过程中沉淀质量已不再变化)，最终沉淀的质量为2.33 g，下列说法错误的是(　　)
A．水样中＝0.1 mol·L-1
B．水样中一定存在K＋、
C．水样中一定不存在Fe3+、Ag＋、Ca2+、H＋
D．滴加硝酸的浓度最小为2 mol·L-1
解析：B　水样为无色，则不存在Fe3+，最终沉淀的质量为2.33 g为硫酸钡，物质的量为＝0.01 mol，向样品中先滴加硝酸钡溶液，生成4.3 g沉淀，则碳酸钡沉淀为4.3 g－2.33 g＝1.97 g，水样中一定存在、，则一定不存在Ag＋、Ca2+、H＋，K＋、至少存在一种，可能存在Cl－。＝＝0.1 mol·L-1，A正确；水样中K＋、至少存在一种，B错误；水样中一定不存在Fe3+、Ag＋、Ca2+、H＋，C正确；n(BaCO3)＝＝0.01 mol，硝酸与碳酸钡反应的方程式为BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑，则滴加硝酸的最小浓度＝＝2 mol·L-1，D正确。题型五　氧化还原反应
1．厘清两条概念线索
2．掌握四条基本规律
3．熟练应用守恒解题
1．(2025·重庆卷，1)抗日战争时期，我国军民同仇敌忾，利用简易装置制作了许多武器，下列制造过程中涉及氧化还原反应的是(　　)
A．用研磨法代替粉碎机碾碎硝化棉
B．在陶缸中使用硫磺制作硫酸
C．用蒸馏法将白酒制取工业酒精
D．用水解法将植物油与熟石灰制备甘油
解析：B　研磨硝化棉是物理粉碎过程，无化合价变化，不涉及氧化还原反应，A错误；硫磺(S)转化为硫酸(H2SO4)时，硫的化合价从0升至＋6，发生氧化反应，涉及氧化还原反应，B正确；蒸馏法分离酒精是物理过程，无新物质生成，不涉及氧化还原反应，C错误；植物油水解生成甘油和脂肪酸盐，属于水解反应，无化合价变化，不涉及氧化还原反应，D错误。
2．(2025·山东卷，1)下列在化学史上产生重要影响的成果中，不涉及氧化还原反应的是(　　)
A．侯德榜发明了以NH3、CO2和NaCl为原料的联合制碱法
B．戴维电解盐酸得到H2和Cl2，从而提出了酸的含氢学说
C．拉瓦锡基于金属和O2的反应提出了燃烧的氧化学说
D．哈伯发明了以N2和H2为原料合成氨的方法
解析：A　联合制碱法发生的化学反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3，该过程未发生氧化还原反应，A符合题意；电解盐酸时HCl转化为H2、Cl2，发生氧化还原反应，B不符合题意；金属与O2两种单质反应生成化合物，发生氧化还原反应，C不符合题意；以N2和H2为原料合成NH3，发生氧化还原反应，D不符合题意。
3．(2025·北京卷，5)下列反应中，体现还原性的是(　　)
A．NH4HCO3加热分解有NH3生成
B．NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成
C．Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解
D．(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀
解析：B　NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋中N元素化合价没变，A错误；NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋中N元素化合价升高，体现还原性，B正确；Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋中N元素化合价没变，C错误；(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋中N元素化合价没变，D错误。
4．(2025·浙江1月选考，6)关于溴的性质，下列说法不正确的是(　　)
A．Br－可被Cl2氧化为Br2
B．Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br－
C．Br2＋2Fe2+===2Fe3+＋2Br－，说明氧化性：Br2>Fe3+
D．1 mol Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3，转移5 mol电子
解析：D　因氧化性：Cl2>Br2，故Cl2可将Br－氧化为Br2，A正确；Br2具有氧化性，SO2具有还原性，二者反应时Br2被还原为Br－，B正确；根据同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可得氧化性：Br2>Fe3+，C正确；根据题意，Br2发生歧化反应生成NaBr和NaBrO3，反应的化学方程式为3Br2＋6NaOH===5NaBr＋NaBrO3＋3H2O，即3 mol Br2参与反应转移5 mol电子，D错误。
5．(2025·山东卷，9)用肼(N2H4)的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时，通常加入少量CuSO4，反应原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．N2是还原反应的产物
B．还原性：N2H4C．处理后溶液的pH增大
D．图示反应过程中起催化作用的是Cu2+
解析：C　由题图可知，N2由N2H4生成，N化合价升高，发生氧化反应，A错误；分析题图知，该过程总反应的化学方程式为N2H4＋2Fe3O4＋12H＋N2↑＋6Fe2+＋8H2O，N2H4为还原剂，Fe2+为还原产物，结合还原剂的还原性大于还原产物的还原性知，还原性：N2H4>Fe2+，B错误；由总反应知，反应过程中H＋被消耗，故处理后溶液的pH增大，C正确；先消耗后生成的为催化剂，由题图可知，该反应的催化剂为[Cu(N2H4)2]2+，D错误。
6．(2025·湖南卷，8)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂，可用“硝酸钠法”制备，反应方程式为4NaNO3＋4Sb＋3O24NaSbO3＋2NO＋2NO2。下列说法错误的是(　　)
A．NaSbO3中Sb元素的化合价为＋5
的空间结构为平面三角形
C．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7
D．反应中消耗3 mol O2，转移20 mol e－
解析：C　NaSbO3中Na为＋1价，O为－2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，Sb的化合价为＋5，A正确；的中心N原子价层电子对数是3＋＝3，采用sp2杂化，无孤电子对，空间结构为平面三角形，B正确；反应中氧化剂为NaNO3(4 mol)和O2(3 mol)，总物质的量7 mol，还原剂为Sb(4 mol)，氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶4，C错误；O2、NaNO3同时作氧化剂参与反应，有4 mol Sb作还原剂，整个反应总电子转移为20 mol，D正确。
7．(2024·北京卷，14)不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。
反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物
物质的量/mol 物质的量/mol
① 酸性 0.001 n Mn2+ I2
② 中性
已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是(　　)
A．反应①，n(Mn2+)∶n(I2)＝1∶5
B．对比反应①和②，x＝3
C．对比反应①和②，I－的还原性随酸性减弱而减弱
D．随反应进行，体系pH变化：①增大，②不变
解析：B　反应①中Mn元素的化合价由＋7价降至＋2价，I元素的化合价由－1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I－＋＋16H＋===2Mn2+＋5I2＋8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)＝2∶5，A项错误；根据反应①可得关系式，可以求得n＝0.0002，则反应②的＝0.001∶(10×0.0002)＝1∶2，反应②中Mn元素的化合价由＋7价降至＋4价，反应②对应的关系式为～6e－，则中I元素的化合价为＋5价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x＝3，反应②的离子方程式是：I－＋＋H2O===＋2OH－，B项正确；已知的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I－的还原性随酸性减弱而增强，C项错误；根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H＋、产生水、pH增大，反应②产生OH－、消耗水，pH增大，D项错误。
8．(2024·浙江6月选考，6)利用CH3OH可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为：H＋＋CH3OH＋―→X＋CO2＋H2O(未配平)。下列说法正确的是(　　)
A．X表示NO2
B．可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5
D．若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
解析：C　由题中信息可知，利用CH3OH可将废水中的转化为对环境无害的物质X后排放，则X表示N2，NO2是大气污染物，A不正确；CH3OH中C元素的化合价由－2价升高到＋4价，CH3OH是该反应的还原剂，O3有强氧化性，通常不能用作还原剂，故不可用O3替换CH3OH，B不正确；该反应中，还原剂CH3OH中C元素的化合价由－2价升高到＋4价，氧化剂中N元素的化合价由＋5价降低到0价，由电子转移守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5，C正确；CH3OH中C元素的化合价由－2 价升高到＋4价，升高了6价，若生成标准状况下的CO2气体11.2 L，即生成0.5 mol CO2，反应转移的电子数为0.5×6NA＝3NA，D不正确。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：39分)
选择题：每小题3分，共39分。
1．(2025·海口一模)下列过程中有电子转移的是(　　)
A．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金
B．候潮一过，明日天晴，半日晒出盐霜
C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
D．青蒿一握，以水二升渍(浸泡)，绞取汁
解析：C　“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，从沙子中筛选黄金，没有生成新物质，属于物理变化，A不符合题意；明日天晴，半日晒出盐霜，是蒸发结晶的过程，属于物理变化，B不符合题意；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，发生反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁、铜元素化合价改变，属于氧化还原反应，有电子转移，C符合题意；“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”，用水浸取青蒿中的青蒿素，属于物理变化，D不符合题意。
2．(2025·北京西城区二模)下列变化过程与氧化还原反应无关的是(　　)
A．推动盛有NO2的密闭针筒的活塞，压缩气体，气体颜色变深
B．将酸性KMnO4溶液滴入乙醇溶液中，溶液紫色褪去
C.将FeSO4溶液加入NaOH溶液中，最终生成红褐色沉淀
D．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴几滴蒸馏水，脱脂棉燃烧
解析：A　推动盛有NO2的密闭针筒的活塞，增大压强，反应2NO2 N2O4的平衡正向移动，但NO2的浓度增大，气体颜色变深，不涉及氧化还原反应，A正确；乙醇有还原性，高锰酸钾有氧化性，两者发生氧化还原反应使紫色褪去，涉及氧化还原反应，B错误；Fe2+与NaOH生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀，涉及氧化还原反应，C错误；Na2O2加水生成氧气并放热，涉及氧化还原反应，D错误。
3．(2025·驻马店三模)下列颜色变化属于化学变化，但不涉及氧化还原反应的是(　　)
A．向含有淀粉的碘水中滴加硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去
B．向K2CrO4溶液中加入硫酸酸化，溶液由黄色变为橙红色
C．洁净的铂丝蘸取硫酸钠固体在酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色
D．将NaHSO3溶液加入KMnO4溶液中，溶液由紫红色变为无色
解析：B　溶液蓝色褪去，该过程涉及了氧化还原反应I2＋，A项不符合题意；向K2CrO4溶液中加入硫酸酸化，溶液由黄色变为橙红色，发生的反应是＋H2O，不涉及氧化还原反应，B项符合题意；焰色试验为物理变化，C项不符合题意；被还原，发生了氧化还原反应，方程式为：＋3H2O，D项不符合题意。
4．(2025·郑州模拟)氨基钠(NaNH2)是重要的化学试剂，其与氧气的反应如下：4NaNH2＋3O2===2NaOH＋2NaNO2＋2NH3。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．n(氧化剂)∶n(还原剂)＝3∶4
B．每消耗0.3 mol O2，转移电子数是2.4NA
C．NH3是氧化产物
D．NaNH2中N的化合价部分发生变化
解析：D　由化学方程式可知，反应中氧元素化合价降低，O2作氧化剂，4 mol NaNH2中，只有2 mol NaNH2所含氮元素化合价升高，作还原剂，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝3∶2，A错误；由化学方程式可知，每消耗3 mol O2，反应转移12 mol电子，则每消耗0.3 mol O2，转移1.2 mol电子，转移电子数是1.2NA，B错误；生成NH3的N和H元素在反应前后化合价无变化，则NH3既不是氧化产物也不是还原产物，C错误；NaNH2→NaNO2，N元素化合价升高，NaNH2→NH3，N元素化合价不变，即NaNH2中N的化合价部分发生变化，D正确。
5．(2025·杭州模拟)关于反应：10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑，下列说法正确的是(　　)
A．反应物KNO3中N被氧化
B．NaN3中氮元素为－3价
C．标准状况下，若有6.5 g NaN3参加反应，则生成3.584 L N2
D．若1 mol KNO3参加反应，转移电子的物质的量为10 mol
解析：C　该反应中KNO3中的N元素由＋5价变为0价，被还原，A错误；NaN3中Na为＋1价，N元素平均化合价为－价，B错误；6.5 g NaN3的物质的量为＝0.1 mol，根据方程式可知，生成0.16 mol氮气，标准状况下体积为0.16 mol×22.4 L·mol-1＝3.584 L，C正确；KNO3为该反应中唯一得电子的物质，根据其N元素的化合价变化可知，若1 mol KNO3参加反应，转移电子的物质的量为5 mol，D错误。
6．(2025·北京4月模拟)氮的氧化物是大气污染物之一，如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是(　　)
A．过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
B．过程中涉及的反应均为氧化还原反应
C．过程Ⅰ中发生的化学反应：2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O－＋N2
D．整个过程中Ni2+作催化剂
解析：A　过程Ⅱ的反应为2Ni3+＋2O－===2Ni2+＋O2↑，Ni元素化合价降低，Ni3+是氧化剂，O元素化合价升高，O－是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，A错误；过程Ⅰ的反应为2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O－＋N2，过程Ⅱ的反应为2Ni3+＋2O－===2Ni2+＋O2↑，均有元素化合价变化，均为氧化还原反应，B正确；根据图中物质间转化，过程Ⅰ中发生的反应为2Ni2+＋2NO===2Ni3+＋2O－＋N2，C正确；整个过程中Ni2+先参加过程Ⅰ作反应物，后又在过程Ⅱ被生成作生成物，整个过程中Ni2+作催化剂，D正确。
7．(2025·株洲一模)NH3是重要的化工原料，可以按如下流程充分利用。下列说法正确的是(　　)
A．物质A的化学式为(NH4)2SO4
B．结合H＋能力：N2H4>CH3NH2
C．过程Ⅰ的化学反应方程式为2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O
D．过程Ⅱ中的氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1
解析：C　氨气和次氯酸钠反应生成肼，肼和亚硝酸钠反应生成NaN3，氨气和等物质的量三氧化硫反应生成硫酸氢铵。氨气和等物质的量三氧化硫反应，结合质量守恒，还应有水参与反应，反应生成的A为NH4HSO4，A错误；甲基为推电子基团，使得CH3NH2的—NH2中N原子周围电子云密度比N2H4的大，易给出孤电子对与氢离子形成配位键，故结合氢离子能力：N2H48．(2025·汉中模拟)实验室用足量NaOH溶液吸收Cl2，当吸收温度不同时，生成的产物除了H2O可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的两种或三种。下列“结论”与“假设”关联正确的是(　　)
选项 假设钠盐只有 结论
A NaClO、NaCl 吸收后的溶液中一定等于
B NaClO3、NaCl 氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5
C NaClO、NaClO3、NaCl 由吸收后的溶液中可计算吸收的
D NaClO、NaClO3、NaCl 参加反应的NaOH与Cl2的物质的量之比为2∶1
解析：D　氯气与氢氧化钠反应生成等物质的量的次氯酸钠和氯化钠，而NaClO发生水解，所以则吸收后的溶液中n(ClO-)9．(2025·长沙一模)自来水消毒剂ClO2可用葡萄糖与NaClO3发生以下反应制得：C6H12O6＋NaClO3＋H2SO4―→ClO2↑＋CO2↑＋Na2SO4＋H2O(未配平)。下列说法不正确的是(　　)
A．C6H12O6是还原剂，发生氧化反应
B．ClO2替换Cl2用于自来水消毒，能有效减少自来水中的残留氯
C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶6
D．每生成1 mol ClO2气体，转移电子数为NA(NA表示阿伏加徳罗常数的值)
解析：C　C化合价0→＋4，Cl化合价＋5→＋4，还原剂为C6H12O6 ，氧化剂为NaClO3 ，根据得失电子守恒，反应转移24个电子，反应方程式为C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4―→24ClO2↑＋6CO2↑＋12Na2SO4＋18H2O。据以上分析，C6H12O6中C化合价升高，是还原剂，发生氧化反应，A正确；由氯原子个数守恒和得失电子数目守恒可知，转移2 mol电子，氯气作为自来水消毒剂时，消耗氯气1 mol，生成氯离子2 mol，二氧化氯作为自来水消毒剂时，消耗二氧化氯0.4 mol，生成氯离子0.4 mol，所以使用二氧化氯代替氯气作为自来水消毒剂能有效减少残留氯，B正确；还原剂为，氧化剂为NaClO3，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶24，C错误；每生成24 mol ClO2气体，转移24 mol电子，则生成1 mol ClO2气体，转移1 mol电子，转移电子数为NA，D正确。
10．(2025·南京模拟)在高温高压的水溶液中，AuS－与Fe2+发生反应2AuS－＋3Fe2+＋4H2O===Fe3O4＋2Au＋2H2S↑＋4H＋，下列说法正确的是(　　)
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
B．每生成4.48 L H2S，转移电子数为0.2NA
C．反应中若有19.7 g Au元素被还原，则生成0.05 mol Fe3O4
D．若将此反应设计成原电池，则Fe2+在正极发生反应
解析：C　该反应中，产物Fe3O4中有一个铁为＋2价，故氧化剂AuS－与还原剂Fe2+物质的量之比为1∶1，A错误；无标准状况的条件，故无法计算，B错误；被还原的19.7 g Au为0.1 mol，则对应产生的Fe3O4为0.05 mol，C正确；Fe2+在反应中发生氧化反应，原电池反应中正极为发生还原反应的一极，D错误。
11．(2025·宁波镇海中学高三月考)已知：＋2NaClO3＋4H2O===5MnO2↓＋Na2SO4＋4H2SO4＋Cl2↑；②FeSO4＋MnO2＋H2SO4―→Fe2(SO4)3＋MnSO4＋H2O(未配平)。
下列有关说法正确的是(　　)
A．MnSO4在反应①中作还原剂，在反应②中作氧化产物
B．还原性：FeSO4＞Cl2＞MnSO4
C．根据上述反应判断：NaClO3不能氧化
D．转移电子数相同时，反应①中生成的H2SO4与反应②中消耗的H2SO4的物质的量之比为2∶5
解析：D　MnSO4在反应①中是还原剂，在反应②中是还原产物，A错误；根据还原性：还原剂＞还原产物，判断还原性：＞Cl2，B错误；根据上述反应判断出氧化性：NaClO3＞MnO2＞Fe2(SO4)3，所以NaClO3能把FeSO4氧化为Fe2(SO4)3，C错误；反应①中每转移10 mol电子，生成4 mol H2SO4，反应②可配平为2FeSO4＋MnO2＋2H2SO4===Fe2(SO4)3＋ MnSO4＋2H2O，每转移2 mol电子，消耗2 mol H2SO4，所以转移电子数相同时，反应①中生成的H2SO4与反应②中消耗的H2SO4的物质的量之比为2∶5，D正确。
12．(2025·湖南九校联盟联考)磷与硫酸铜可以发生以下两个反应：
①11P＋15CuSO4＋24H2O===5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4；②2P＋5CuSO4＋8H2O===5Cu＋2H3PO4＋5H2SO4。
下列有关说法正确的是(　　)
A．白磷(P4)为正四面体结构，键角为109°28′
B．反应①中Cu3P既是氧化产物，又是还原产物
C．反应①、②消耗相同物质的量的水时，转移电子数相等
D．反应①中若15 mol CuSO4参加反应，则被CuSO4氧化的P的物质的量为6 mol
解析：C　白磷(P4)为正四面体结构，键角为60°，A错误；Cu3P中Cu为＋1价，P为－3价，生成Cu3P时Cu、P化合价降低，均得电子发生还原反应，因此Cu3P为还原产物，B错误；反应①中消耗24 mol水转移30 mol电子，反应②消耗8 mol水转移10 mol电子，则反应①、②消耗相同物质的量的水时，转移电子数相等，C正确；反应①中15 mol硫酸铜参与反应，Cu2+得到15 mol电子，而1 mol P转化为H3PO4失去5 mol电子，因此被硫酸铜氧化的P的物质的量为3 mol，D错误。
13．(2025·黑龙江龙东联盟高三联考)稀有气体化合物在化学、照明、医疗等众多领域有广泛应用，含Xe化合物的种类较多，氙的氟化物(XeFn)与NaOH溶液反应剧烈，与水反应则较为温和，反应式如表：
与水反应 与NaOH溶液反应
ⅰ.2XeF2＋2H2O===2Xe↑＋O2↑＋4HF ⅱ.2XeF2＋4OH－===2Xe↑＋O2↑＋4F－＋2H2O
ⅲ.2XeF6＋3H2O===XeO3＋6HF ⅳ.2XeF6＋4Na＋＋16OH－===Na4XeO6↓＋Xe↑＋O2↑＋12F－＋8H2O
下列说法错误的是(　　)
A．OH－的还原性比H2O强
B．反应ⅰ～ⅳ中有3个氧化还原反应
C．反应ⅳ每生成1 mol O2，转移4 mol电子
D．较He、Ne、Ar、Kr原子，Xe原子半径大，电离能小，所以含Xe的化合物种类更多
解析：C　由ⅲ、ⅳ两组实验对比可知，在氢氧化钠溶液中，XeF6可以发生还原反应，而在水中则发生非氧化还原反应，则OH－的还原性比H2O强，A正确；ⅰ、ⅱ、ⅳ均为氧化还原反应，ⅲ为非氧化还原反应，B正确；分析反应ⅳ可知，每生成1 mol O2，转移6 mol电子，C错误；与同族的0族元素相比，氙原子的最外层虽然为8e－稳定结构，但原子半径大，电离能小，所以氙原子的性质相对活泼，形成的化合物种类更多，D正确。题型八　典型有机物的组成、性质与应用
1．糖类
2．油脂
(1)油脂的组成和性质
油脂可看作是高级脂肪酸与甘油形成的酯，纯净的油脂无色且不溶于水，密度比水的小；能发生水解反应和加成反应(烃基部分存在不饱和键)。
(2)氢化、硬化、皂化
不饱和程度较高、熔点较低的液态油，通过催化加氢可提高饱和度，转变成半固态的脂肪，该过程称为油脂的氢化，也称油脂的硬化；皂化指的是油脂在碱性条件下发生水解生成高级脂肪酸盐与甘油的反应。
(3)牢记三种高级脂肪酸
油酸(C17H33COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、硬脂酸(C17H35COOH)，其中油酸分子中含有一个碳碳双键，后两种则是饱和脂肪酸，可简记为：软十五、硬十七，油酸不饱(和)十七烯，另外均有一羧基。
3．蛋白质
盐析 变性
方法 在轻金属盐作用下，蛋白质从溶液中凝聚成固体析出 在重金属盐、加热、紫外线、甲醛、酒精等作用下蛋白质凝聚成固体析出
特征 过程可逆，即加水后仍可溶解 不可逆
实质 溶解度降低，物理变化 结构、性质发生变化，化学变化
结果 保持原有的生理活性 失去原有的生理活性
4.核酸
(1)戊糖结构简式
(2)核酸的形成
核酸可看作是磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子。其中的戊糖是核糖或脱氧核糖，它们均以环状结构存在于核酸中，对应的核酸分别是核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。转化关系如图所示：
5．合成高分子
(1)加聚反应
①单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物(如烯、二烯、炔、醛等)。
②反应只生成高聚物，没有副产物产生。
③聚合物链节的化学组成跟单体的化学组成相同。
④聚合物相对分子质量为单体相对分子质量的整数倍。
(2)缩聚反应
①单体分子中至少含有两个官能团(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)。
②缩聚反应生成聚合物的同时，还有小分子副产物(如H2O、NH3、HCl等)生成。
③聚合物链节的化学组成与单体的化学组成不同。
④缩聚物结构简式一般在方括号外侧写出端基原子或原子团。如：
1．(2025·北京卷，3)下列说法不正确的是(　　)
A．糖类、蛋白质和油脂均为天然高分子
B．蔗糖发生水解反应所得产物互为同分异构体
C．蛋白质在酶的作用下水解可得到氨基酸
D．不饱和液态植物油通过催化加氢可提高饱和度
解析：A　糖类中，淀粉、纤维素属于高分子，二糖、单糖等不属于高分子，油脂也不属于高分子，A错误；蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，分子式均为C6H12O6，互为同分异构体，B正确；蛋白质水解最终产物为氨基酸，C正确；不饱和植物油中含碳碳双键，可通过与H2加成提高饱和度，D正确。
2．(2025·河北卷，3)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是(　　)
A．ABS高韧性工程塑料用于制造汽车零配件
B．聚氯乙烯微孔薄膜用于制造饮用水分离膜
C．聚苯乙烯泡沫用于制造建筑工程保温材料
D．热固性酚醛树脂用于制造集成电路的底板
解析：B　聚氯乙烯微孔薄膜会加入增塑剂等提高产品性能，有些增塑剂具有一定的毒性，故不能用于生产饮用水分离膜，B错误；聚苯乙烯导热系数较低，可有效阻止热量传递，故可用于制造建筑工程保温材料，C正确。
3．(2024·山东卷，11)中国美食享誉世界，东坡诗句“芽姜紫醋炙银鱼”描述了古人烹饪时对食醋的妙用。食醋风味形成的关键是发酵，包括淀粉水解、发酵制醇和发酵制酸等三个阶段。下列说法错误的是(　　)
A．淀粉水解阶段有葡萄糖产生
B．发酵制醇阶段有CO2产生
C．发酵制酸阶段有酯类物质产生
D．上述三个阶段均应在无氧条件下进行
解析：D　淀粉属于多糖，淀粉水解的最终产物为葡萄糖，反应为，A项正确；发酵制醇阶段的主要反应为2CH3CH2OH+2CO2↑，该阶段有CO2产生，B项正确；发酵制酸阶段的主要反应为2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O、2CH3CHO＋O22CH3COOH，CH3COOH与CH3CH2OH会发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3，CH3COOCH2CH3属于酯类物质，C项正确；发酵制酸阶段CH3CH2OH发生氧化反应生成CH3COOH，应在有氧条件下进行，D项错误。
4．(2024·河北卷，3)高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是(　　)
A．线型聚乙烯塑料为长链高分子，受热易软化
B．聚四氟乙烯由四氟乙烯加聚合成，受热易分解
C．尼龙66由己二酸和己二胺缩聚合成，强度高、韧性好
D．聚甲基丙烯酸酯(有机玻璃)由甲基丙烯酸酯加聚合成，透明度高
解析：B　线型聚乙烯塑料为长链高分子材料，无支链受热易软化，A正确；聚四氟乙烯是由四氟乙烯经加聚反应而合成的高分子化合物，稳定性较强，受热不易分解，B错误；尼龙66(聚己二酰己二胺)由己二酸和己二胺发生缩聚反应得到，C正确；有机玻璃的主要成分聚甲基丙烯酸酯可由甲基丙烯酸酯发生加聚反应得到，D正确。
5．(2025·黑吉辽内蒙古卷，5)一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．Ⅰ有2种官能团
B．Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离
C．常温下Ⅱ为固态
D．该反应为缩聚反应
解析：C　Ⅰ中含有碳碳双键、酯基、氰基3种官能团，A错误；Ⅱ中没有亲水基团，遇水不会溶解，无法分离，B错误；Ⅱ为高分子聚合物，相对分子质量非常大，常温下为固态，C正确；对比Ⅰ、Ⅱ的结构可知，反应时碳碳双键断裂，没有小分子生成，该反应为加成聚合反应，D错误。
6．(2025·安徽卷，3)用下列化学知识解释对应劳动项目不合理的是(　　)
选项 劳动项目 化学知识
A 用大米制麦芽糖 淀粉水解生成麦芽糖
B 用次氯酸钠溶液消毒 次氯酸钠溶液呈碱性
C 给小麦施氮肥 氮是小麦合成蛋白质的必需元素
D 用肥皂洗涤油污 肥皂中的高级脂肪酸钠含有亲水基和疏水基
解析：B　大米的主要成分是淀粉，淀粉可初步水解为麦芽糖，A不符合题意；次氯酸钠具有强氧化性，可用于消毒，与其碱性无关，B符合题意；N是合成蛋白质的必需元素，所以要给小麦施氮肥，C不符合题意；肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠(或钾)，其中的亲水基—COO－易溶于水，疏水基可吸附油污，从而将油污从物体表面清洗下来，D不符合题意。
7．(2025·甘肃卷，8)物质的性质决定用途，下列物质的性质与用途对应关系不成立的是(　　)
选项 物质的性质 用途
A NaHCO3具有热分解性 餐具洗涤剂
B 酚醛树脂具有 耐高温、隔热性 飞船外层烧蚀材料
C 离子液体具有导电性 原电池电解质
D 水凝胶具有亲水性 隐形眼镜材料
解析：A　NaHCO3可用作餐具洗涤剂是因为NaHCO3水解使溶液呈碱性可以使油污水解，与其热分解性无关，A符合题意；酚醛树脂具有耐高温、隔热的性质，可用作飞船外层烧蚀材料，B不符合题意；离子液体中存在可自由移动的阴、阳离子，具有导电性，可作为原电池的电解质，C不符合题意；水凝胶是一种亲水性物质，广泛应用于隐形眼镜中，从而提升佩戴舒适度和增强镜片透氧性，D不符合题意。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：42分)
选择题：每小题3分，共42分。
1．(2025·北京石景山一模)下列说法正确的是(　　)
A．正戊烷的沸点比异戊烷的高
B．淀粉和纤维素互为同分异构体
C．油脂属于高分子化合物
D．苯酚和甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
解析：A　烷烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低，正戊烷没有支链，而异戊烷有支链，因此正戊烷的沸点比异戊烷的高，A正确；淀粉和纤维素的分子式均为(C6H10O5)n，但n值不同，因此它们不是同分异构体，B错误；油脂的相对分子质量较小，不属于高分子化合物，C错误；苯酚和甲醛通过缩聚反应(而非加聚反应)得到酚醛树脂，D错误。
2．(2025·厦门模拟)福建某科研团队发现，木材中交联纤维素的木质素可替代酚醛树脂、脲醛树脂等作为木材黏合剂。下列说法正确的是(　　)
A．木质素是无机物
B．纤维素的分子中有数千个核糖单元
C．脲醛树脂属于天然高分子
D．酚醛树脂可由苯酚与甲醛缩聚得到
解析：D　木质素为纤维素，属于多糖类，为有机物，A错误；纤维素的分子中有数千个葡萄糖单元，B错误；脲醛树脂由尿素和甲醛缩聚而成，属于合成高分子，C错误；酚醛树脂可由苯酚与甲醛缩聚得到，D正确。
3．(2025·北京朝阳一模)下列说法不正确的是(　　)
A．脱氧核糖核酸(DNA)分子中含氢键和磷酯键
B．采用多次变性和溶解可以分离和提纯蛋白质
C．分子结合生成的二肽不止一种
D．利用油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐生产肥皂
解析：B　DNA结构中存在碱基，碱基互补配对形成氢键，DNA中存在磷酯键，A正确；采用多次盐析和溶解可以分离和提纯蛋白质，变性是化学变化，会使蛋白质失去活性，B错误；分子和分子结合生成两种二肽，C正确；油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应，生成的高级脂肪酸盐用来生产肥皂，D正确。
4．(2025·郑州二模)《天工开物》中记载：“凡乌金纸由苏、杭造成，其纸用东海巨竹膜为质。用豆油点灯，闭塞周围，只留针孔通气，熏染烟光而成此纸……”。下列说法不正确的是(　　)
A．“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关
B．“巨竹膜”为造纸的原料，主要成分是纤维素
C．豆油的主要成分油脂在酸性和碱性条件下水解均能得到电解质
D．豆油和甘油含有相同的官能团
解析：D　豆油不完全燃烧生成碳黑，“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关，A正确；“巨竹膜”为造纸的原料，竹纤维的主要成分是纤维素，B正确；豆油的主要成分为油脂，油脂在酸性条件下水解生成的高级脂肪酸，在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐均为电解质，C正确；豆油含有酯基，甘油含有羟基，含有的官能团不同，D错误。
5．(2025·唐山一模)高分子材料在生产生活中有着广泛的用途。下列说法错误的是(　　)
A．脲醛树脂可制成热固性高分子粘合剂，常用于木地板加工业
B．纤维素与乙酸酐作用生成的醋酸纤维，常用于制作电影胶片片基
C．乳酸缩聚反应制得的聚乳酸，常用于手术缝合材料
D．氯乙烯加聚制得的聚氯乙烯，常用于不粘锅内涂层材料
解析：D　脲醛树脂有体型结构，可制成热固性高分子粘合剂，常用于木地板加工业，A正确；纤维素属于高分子化合物，结构中含有羟基，与乙酸酐作用生成的醋酸纤维，常用于制作电影胶片片基，B正确；乳酸含有羧基和羟基，自身可以缩聚反应制得聚乳酸，聚乳酸易水解，在人体内可以被吸收，常用于手术缝合材料，C正确；聚氯乙烯有毒，且不耐高温，不能用于不粘锅内涂层，D错误。
6．(2025·长沙一模)下列有关生命基本物质的性质说法不正确的是(　　)
A．合成蛋白质的基本单元甘氨酸H2N—CH2—COOH，既能和酸反应，也能和碱反应
B．将植物油转化为氢化植物油，发生了加成反应
C．重金属盐能引起蛋白质变性，引发重金属中毒
D．葡萄糖是生命能量来源物质，能发生水解反应
解析：D　氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元，甘氨酸的结构简式为H2N—CH2—COOH，氨基能与酸反应，羧基能与碱反应，A正确；植物油是不饱和脂肪酸甘油酯，具有碳碳双键，在一定条件下和氢气发生加成反应生成固态的饱和脂肪酸甘油酯，即氢化植物油，B正确；能使蛋白质变性的有加热、重金属盐等，C正确；葡萄糖是单糖，单糖不能发生水解，D错误。
7．(2025·宁波一模)关于物质的鉴别或检测，下列说法不正确的是(　　)
A．仅用水不可鉴别乙醇、苯和四氯化碳
B．用新制Cu(OH)2可以鉴别蔗糖和麦芽糖
C．通过X射线衍射实验，可以确定乙酸中的键长与键角
D．根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与人造丝
解析：A　乙醇与水混溶，苯与水混合后，有机层在上层，四氯化碳与水混合，有机层在下层，现象不同，可以鉴别，A错误；麦芽糖分子中含—CHO，为还原性糖，蔗糖不是还原性糖，故用新制Cu(OH)2可以鉴别蔗糖和麦芽糖，B正确；通过晶体的X射线衍射技术可以测定CH3COOH晶体的键长、键角以及原子的排列，C正确；蚕丝主要成分为蛋白质，蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味，人造丝是合成高分子，灼烧产生特殊气味，是一种丝质的人造纤维，根据纤维在火焰上燃烧产生的气味，可以鉴别蚕丝与人造丝，D正确。
8．(2025·肇庆一模)“化学源于生活”，下列说法不正确的是(　　)
A．用花生油炒菜有独特香味，花生油属于高分子化合物
B．食盐既可以作调味剂，也可以作防腐剂
C．鉴别服饰的材料是蚕丝还是纯棉，可以采用灼烧的方法
D．用食醋除去水壶中的水垢，发生的反应是复分解反应
解析：A　花生油的成分是油脂，油脂不属于高分子化合物，A错误；食盐是一种常用的咸味调味剂，用食盐腌制食品可以防止食品腐烂变质，所以食盐是一种食品防腐剂，B正确；蚕丝的主要成分为蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，纯棉制品的主要成分为纤维素，灼烧气味不同，可鉴别，C正确；用食醋除去水壶中的水垢，水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，醋酸能和这两种物质发生复分解反应，生成可溶性醋酸盐、水和二氧化碳，发生的是复分解反应，D正确。
9．(2025·湖北新八校协作体三模)2024年诺贝尔化学奖颁发给了对“计算蛋白质设计”和“蛋白质结构预测”做出巨大贡献的三位科学家。下列有关蛋白质的结构、性质与用途的描述错误的是(　　)
A．蛋白质结构中含有氨基和羧基，具有两性
B．蛋白质的一级结构主要是通过氢键形成的
C．含有苯环的蛋白质遇浓硝酸会发生显色反应
D．从动物皮、骨中提取的明胶蛋白可用作食品增稠剂
解析：B　蛋白质由氨基酸构成，虽然形成肽键后大部分氨基和羧基被消耗，但肽链两端及某些侧链(如谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基)仍保留，使蛋白质具有两性，A正确；蛋白质的一级结构指氨基酸通过肽键(共价键)连接的线性序列，而氢键是维持二级结构(如α-螺旋、β-折叠)的作用力，B错误；含有苯环的蛋白质(如含酪氨酸、苯丙氨酸的蛋白质)遇浓硝酸会生成黄色物质，C正确；明胶由动物胶原蛋白部分水解得到，具有增稠和胶凝作用，广泛用于食品工业，D正确。
10．(2025·内江三模)下列关于有机分子的描述错误的是(　　)
A．葡萄糖有链状结构和环状结构，水溶液中葡萄糖绝大部分为环状结构
B．淀粉与纤维素互为同系物
C．蛋白质特定空间结构中肽链的盘绕或折叠与氢键有关
D．核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过缩合而成的生物大分子
解析：B　葡萄糖是多羟基醛，它既有链状结构也有环状结构，在水溶液中，由于分子内的羟基碳原子与醛基发生反应，使绝大部分葡萄糖以环状结构的形式存在，A正确；淀粉与纤维素链节的分子式相同，但聚合度不同，不互为同系物，B错误；蛋白质分子中肽链的盘绕、折叠形成特定的空间结构，其中氢键起到了重要作用，它可以维持肽链之间的相对位置和空间排布，C正确；核酸可以看作磷酸、戊糖和碱基通过缩合反应形成的生物大分子，这些基本组成单位通过特定的化学键连接在一起，构成了核酸复杂的结构，D正确。
11．(2025·云南调研)废弃物中的木质素解聚得到的各种酚类单体广泛用于材料合成，其中以阿魏酸(化合物X)为原料合成一种可再生高分子的反应如下：
下列说法正确的是(　　)
A．该反应为加聚反应
B．化合物Z可以降解
C．化合物Y最多有6个原子共平面
D．1 mol X与饱和溴水反应，消耗1 mol Br2
解析：B　该反应还生成小分子物质HBr，为缩聚反应，A错误；化合物Z中含有酯基，可以降解，B正确；碳碳双键为平面结构，结合甲烷中最多3个原子共面可知，Y最多有8个原子共平面，C错误；X中碳碳双键、酚羟基的邻位氢原子均能与饱和溴水反应，故1 mol X最多消耗2 mol Br2，D错误。
12．(2025·菏泽一模)关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是(　　)
A．通过红外光谱法测定酚醛树脂的平均相对分子质量，可得其链节数
B．涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
C．顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
D．顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于天然高分子材料
解析：B　红外光谱能够测定有机分子的化学键或官能团，无法测定酚醛树脂的平均相对分子质量，A错误；由涤纶的结构可知，其单体为对苯二甲酸和乙二醇，两者通过缩聚反应缩聚成涤纶，B正确；顺丁橡胶的单体为1，3-丁二烯，分子式为C4H6，反-2-丁烯分子式为C4H8，两者分子式不同，不是同分异构体，C错误；顺丁橡胶、涤纶和酚醛树脂都属于人工合成高分子材料，D错误。
13．(2025·天津南开中学模拟)核酸是一类生物大分子，关于核酸的说法正确的是(　　)
A．核酸在酶的催化下水解可以得到核苷和戊糖
B．DNA分子为双螺旋结构，RNA分子一般呈单链状结构
C．核苷酸是磷酸与戊糖脱水形成的酯
D.腺嘌呤分子中的碳原子与氮原子杂化方式完全相同
解析：B　核酸水解得到核苷酸，核苷酸水解得到磷酸和核苷，核苷水解得到戊糖和碱基，A错误；碱基与戊糖缩合形成核苷，核苷与磷酸缩合形成核苷酸，C错误；腺嘌呤分子中环中的N原子为sp2杂化，—NH2中N原子为sp3杂化，C原子只有sp2杂化的方式，D错误。
14．(2025·沈阳模拟)在葡萄糖水溶液中，链状结构与环状结构的平衡关系及百分含量如下：
下列说法错误的是(　　)
A．链状葡萄糖成环是—OH与—CHO发生加成反应的结果
B．链状葡萄糖成环后，分子中多了一个手性碳原子
C．三种葡萄糖分子相互转化发生了化学反应，不能互称为同分异构体
D．水溶液中，β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖稳定
解析：C　由链状葡萄糖和环状葡萄糖的结构简式可知，链状葡萄糖成环是—OH与—CHO发生加成反应的结果，A正确；链状葡萄糖成环后，原来醛基中的碳原子变为手性碳原子，分子中多了一个手性碳原子，B正确；三种葡萄糖的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，C错误；水溶液中，β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖含量高，说明链状葡萄糖更易形成β-D-吡喃葡萄糖，说明β-D-吡喃葡萄糖比α-D-吡喃葡萄糖稳定，D正确。题型二　化学用语的正误判断
1．原子结构的表示方法
表示方法 举例
原子结 构示意图
电子排布式 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
简化电子 排布式 Cu：[Ar]3d104s1
轨道表示式
2.分子结构的表示方法
(1)氨气
电子式 VSEPR 模型 空间填 充模型 球棍 模型 空间 结构 名称
三角 锥形
(2)乙酸
分子式 最简式 结构式 结构简式 键线式
C2H4O2 CH2O CH3COOH
3.化学键的形成过程
(1)用电子式表示两类化学键的形成过程
化学键 用电子式表示形成过程
共价键 不标出弯箭头及电子的转移，表示出共用电子对，如：
离子键 用弯箭头表示电子转移，用中括号将接受电子的原子括起来并标上电荷数，如：
(2)σ键与π键的形成过程
化学键 形成过程示意图
s-s σ键
s-p σ键
p-p σ键
p-p π键
4.书写电子式需要注意的5个问题
(1)首先要判断是阴离子还是阳离子，是离子化合物还是共价化合物。
(2)不能漏写没有参与成键的电子对，如NH3的电子式不是
(3)不能错误合并离子，如Na2O2的电子式写成是错误的。
(4)不能混淆化学键的类别，如H2O2的电子式写成是错误的。
(5)离子(或根)带电荷，基团不显电性，如OH－的电子式为,—OH的电子式为
1．(2025·云南卷，2)下列化学用语或图示表示正确的是(　　)
A．NH3的VSEPR模型：
B.Na2S的电子式：
C．Cl的原子结构示意图：
D．Al2(SO4)3溶于水的电离方程式：3 2Al3+＋
解析：A　NH3分子中心氮原子的价层电子对数＝3＋＝4，其VSEPR模型为四面体形，A正确；Na2S的电子式为Na+[︰︰]2-Na+，B错误；Cl原子的结构示意图为，C错误；Al2(SO4)3为强电解质，在溶液中全部电离，不用“ ”，D错误。
2．(2025·陕晋宁青卷，2)下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A．CS2的电子式为
B．基态Be原子的价电子排布式为2s22p2
C．C2H2的球棍模型为
D．反-2-丁烯的结构简式为
解析：A　题给CS2的电子式中各原子均满足8电子稳定结构，A正确；Be为4号元素，基态Be原子的价电子排布式为2s2，B错误；C2H2的球棍模型为，题给为其空间填充模型，C错误；反式结构是指相同的原子或原子团位于双键的两侧，反-2-丁烯的结构简式为，D错误。
3．(2025·河北卷，5)下列化学用语表述正确的是(　　)
A．中子数为12的氖核素：e
B．氯化镁的电子式：
C．甲醛分子的球棍模型：
的价层电子对互斥模型：
解析：C　氖原子的质子数为10，中子数为12，故氖核素：e，A错误；氯化镁为离子化合物，电子式为，B错误；的中心原子C上的孤电子对数＝＝0，价层电子对数为3，则价层电子对互斥模型为平面三角形，D错误。
4．(2025·北京卷，2)下列化学用语或图示表达不正确的是(　　)
A．乙醇的分子模型：
B．BF3的VSEPR模型：
C．S的原子结构示意图：
D．基态30Zn原子的价层电子排布式：3d104s2
解析：C　乙醇的结构简式为CH3CH2OH，其分子模型正确，A正确；BF3中心硼原子价层电子对数＝3＋×(3－3×1)＝3，其VSEPR模型为平面三角形，B正确；图示为S2-的离子结构示意图，C错误；Zn为30号元素，其基态原子价层电子排布式为3d104s2，D正确。
5．(2025·甘肃卷，2)马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物，陶制文物的主要成分为硅酸盐，下列有关表述错误的是(　　)
A．基态Si原子的价层电子排布图：
O的同位素可作为有机反应示踪原子
C．SiCl4的电子式为：
D．SiO2的球棍模型为：
解析：D　Si为14号元素，基态Si原子的价层电子排布式为3s23p2，价层电子排布图为，A正确；和的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素O可作为有机反应示踪原子，B正确；SiCl4中1个Si分别与4个Cl形成单键，电子式为，C正确；SiO2是共价晶体，不存在SiO2分子，其中1个Si与4个O形成共价键，构成硅氧四面体，这些四面体通过共享氧原子连接成三维网络结构，D错误。
6．(2025·河南卷，2)下列化学用语或图示正确的是(　　)
A．反-1，2-二氟乙烯的结构式：
B．二氯甲烷分子的球棍模型：
C．基态S原子的价电子轨道表示式：
D．用电子式表示CsCl的形成过程：
解析：B　两个氟原子位于碳碳双键同侧为顺式结构，两个氟原子位于碳碳双键两侧为反式结构，因此反-1，2-二氟乙烯的结构简式为，A错误；甲烷为正四面体结构，因此二氯甲烷为四面体结构，原子半径：Cl>C>H，则二氯甲烷的球棍模型为，B正确；S原子核外有16个电子，基态S原子的价电子排布式为3s23p4，则价电子轨道表示式为，C错误；CsCl为离子化合物，用电子式表示CsCl的形成过程为，D错误。
7．(2025·湖北卷，2)下列化学用语表达错误的是(　　)
A．甲醛(HCHO)的分子空间结构模型：
B．制备聚乙炔：nH—C≡C—H?CH===CH?
C．碳酸银溶于硝酸的离子方程式：＋2H＋===H2O＋CO2↑
含有4NA个σ键电子对
解析：C　HCHO中碳原子为sp2杂化，分子空间结构为平面三角形，A项正确；乙炔发生加聚反应生成聚乙炔，B项正确；Ag2CO3不溶于水，正确的离子方程式为Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑，C项错误；1个中含4个σ键，故含有4NA个σ键电子对，D项正确。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：42分)
选择题：每小题3分，共42分。
1．(2025·甘肃诊断)下列有关化学用语或表述正确的是(　　)
A．BF3的电子式：
B．乙醛官能团的结构简式：—COH
C．乙炔的球棍模型：
H2O和O互为同位素
解析：C　BF3的电子式为，A错误；醛基的结构简式为—CHO，B错误；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素，D错误。
2．(2025·内江三模)下列化学用语或表述正确的是(　　)
过程中可形成发射光谱
B．聚氯乙烯的链节：—CH2—CHCl—
C．丙炔的键线式：
D．基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
解析：B　2px与2py两个原子轨道均属于L层，均为2p能级，原子轨道的能量相同，只是空间伸展方向不同过程中不存在电子由较高能级跃回到较低能级释放能量的可能，不能形成发射光谱，A错误；聚氯乙烯的链节为—CH2—CHCl—，B正确；丙炔的结构简式为CH≡C—CH3，依据乙炔的结构，3个C原子在同一直线上，则键线式为：，C错误；基态As原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p3，D错误。
3．(2025·陕晋宁青高考适应性演练)下列化学用语表示正确的是(　　)
A．氯化氢的电子式：
B．CO2和SO2的VSEPR模型均为：
C．基态Cr原子价层电子的轨道表示式：
D．中子数为20的氯原子的核素符号：l
解析：D　氯化氢是共价化合物，其电子式为H︰︰，A错误；二氧化碳中C原子的价层电子对数为2，且没有孤电子对，则其VSEPR模型是直线形，B错误；Cr是第24号元素，价层电子排布式为3d54s1，基态Cr原子的价层电子的轨道表示式为，C错误；中子数为20的氯原子的质量数为37，可表示为，D正确。
4．(2025·北京海淀区一模)下列化学用语或图示表达正确的是(　　)
A．基态F原子的核外电子轨道表示式：
B.顺丁烯二酸的结构简式：
C．H2O2的电子式：
D．CO2分子的球棍模型：
解析：B　是基态O原子的核外电子轨道表示式，A错误；为顺丁烯二酸的结构简式，B正确；H2O2为共价化合物，其电子式为H︰︰H，C错误；CO2分子空间结构为直线形，D错误。
5．(2025·衡水一模)下列化学用语表达错误的是(　　)
A．HCl分子中s-p σ键的电子云轮廓图：
B．中子数为20的氯原子的核素符号：l
C．S2Cl2的结构式：Cl—S—S—Cl
D．NF3分子的VSEPR模型名称：四面体形
解析：A　HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的σ键，电子云轮廓图：，A错误；中子数为20的氯原子质量数＝17＋20＝37，即为l，B正确；S2Cl2的结构式：Cl—S—S—Cl，C正确；NF3分子中心N原子的价层电子对数为3＋＝4，VSEPR模型为四面体形，D正确。
6．(2025·北京东城区一模)下列化学用语或图示表达不正确的是(　　)
A．基态P原子的价层电子轨道表示式：
B．K＋的结构示意图：
C．CS2的电子式：
D．3pz的电子云图：
解析：C　基态P原子的价层电子排布式为3s23p3，价层电子轨道表示式为，A正确；K＋有三个电子层，共18个电子，结构示意图为，B正确；CS2的结构式为S===C===S，电子式为︰︰，C错误；3pz轨道为纺锤形，z轴为对称轴，电子云图为，D正确。
7．(2025·重庆一模)下列化学用语或图示正确的是(　　)
A．HClO的电子式：
B．sp2杂化轨道示意图：
C．N2的p-p σ键的形成：
D．邻羟基苯甲醛的分子内氢键：
解析：B　次氯酸的电子式为H︰︰，A错误；sp2杂化轨道之间的夹角为120°，示意图为，B正确；氮气分子中氮原子与氮原子的p轨道形成p-p σ键的过程为，C错误；邻羟基苯甲醛分子中的醛基氧和羟基氢能形成分子内氢键，示意图为，D错误。
8．(2025·郑州二模)下列化学用语不正确的是(　　)
A．H2S的电子式：
B．基态Cl原子的价电子轨道表示式：
C．3，3-二甲基-1-戊烯的键线式：
D．乙烯分子中C原子的杂化轨道示意图：
解析：A　H2S的电子式为H︰︰H，A错误；基态Cl原子的价电子表示式为3s23p5，其价电子轨道表示式为，B正确；3，3-二甲基-1-戊烯的主链上含有5个C原子，在1、2号C原子上有碳碳双键，在3号C原子上有2个甲基，在用键线式表示时，用顶点和折点表示C原子，碳碳单键用一个小短线表示，碳碳双键用2个小短线表示，省去H原子，则其键线式表示为，C正确；乙烯分子中C原子的杂化类型为sp2杂化，故杂化轨道示意图为，D正确。
9．(2025·自贡一模)化学用语是表达化学思想的专门语言，包括符号语言、文字语言和图表语言。下列化学用语表达错误的是(　　)
A.H2S的VSEPR模型：
B．水合氯离子的示意图：
的结构式：
D．“钠与水反应”实验有关图标：
　
解析：C　H2S的中心原子S价层电子对数为2＋(6－2×1)＝4，其中有2个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，A正确；水合氯离子中Cl－带负电荷，而水分子为极性分子，氢原子一侧带正电，氧原子一侧带负电，H偏向Cl－，B正确；中具有空轨道的硼原子与具有孤电子对的氟原子形成配位键，结构式为，C错误；“钠与水反应”实验使用了小刀，实验过程中反应剧烈生成氢气，需要护目镜，实验结束要清洗双手，故实验图标有护目镜、锐器、排风、洗手，D正确。
10．(2025·长沙一模)下列化学用语使用正确的是(　　)
A．NaCl晶体的晶胞：
B．的化学名称：N-二甲基甲酰胺
C．2pz的电子云图：
D．丁二烯的键线式：
解析：C　NaCl晶体的晶胞为：，A错误；的化学名称为：N，N-二甲基甲酰胺，B错误；2pz的电子云图：，C正确；为2-丁烯，D错误。
11．(2025·商洛二模)下列化学用语错误的是(　　)
A．基态镍原子的结构示意图：
B．用电子式表示MgCl2的形成过程：
　
C．异戊二烯的高聚物：
　
D．HS－的电离方程式：HS－＋H2O S2-＋H3O＋
解析：B　镍为28号元素，则基态镍原子的结构示意图：，A正确；MgCl2形成过程的电子式为，B错误；异戊二烯的结构简式为，聚合时2个双键同时断裂，其中2，3号位断裂的键重新结合形成一个新的双键，1，4号位断裂的键互相交叉连接形成高分子聚合物，则高聚物的结构简式为，C正确；HS－电离出氢离子和硫离子，氢离子在溶液中以水合氢离子形式存在，故电离方程式为HS－＋H2O S2-＋H3O＋，D正确。
12．(2025·无锡一模)下列化学用语表示不正确的是(　　)
A．质子数为35、中子数为46的Br原子：r
B．BeCl2的形成过程：
C．的名称：2，2，4，5-四甲基己烷
D．福尔马林溶液中的氢键：C—H…O
解析：D　质子数为35、中子数为46的Br原子的质量数为35＋46＝81，其原子表示为：，A正确；BeCl2是共价化合物，其形成过程的电子式为：︰︰，B正确；的结构简式为，按照系统命名得到其名称：2，2，4，5-四甲基己烷，C正确；甲醛分子中由于氧原子的电负性较高，能与水分子中的氢原子之间形成氢键：，D错误。
13．(2025·威海三模)下列化学用语或图示错误的是(　　)
A．的名称为：4-甲基-2-己烯
B．CaC2的电子式为：Ca2+[∶C C∶]2-
C．SO3的VSEPR模型为：
D．C3H8的质谱图为：
　
解析：D　含双键碳原子在内的最长链有6个碳原子，从离双键碳最近的一端开始编号，故系统命名法为4-甲基-2-己烯，A正确；碳化钙属于离子化合物，阴离子中存在碳碳三键，其电子式为Ca2+[∶C C∶]2-，B正确；SO3中S的价层电子对数为3＋＝3，无孤电子对，VSEPR模型为，C正确；C3H8的相对分子质量为44，质谱图中的最大质荷比为44，D错误。
14．(2025·漯河三模)高活性人工固氮产物Li2CN2的合成原理为2LiH＋N2＋C(石墨)Li2CN2＋H2。下列有关化学用语表述错误的是(　　)
A．LiH的电子式为Li＋[H∶]－
B．石墨中碳原子的杂化轨道示意图为
的VSEPR模型为
D．基态氮原子电子排布图为
解析：C　LiH的电子式为Li＋[H∶]－，A正确；石墨中碳原子采用sp2杂化，杂化轨道形状为平面三角形，杂化轨道示意图为，B正确；与CO2互为等电子体，C原子价层电子对数为2，VSEPR模型为直线形，C错误；基态氮原子电子排布图为，D正确。题型二十　电化学综合应用
1．电化学装置中的交换膜
(1)常见离子交换膜
(2)新型交换膜——双极膜
①示意图
②双极膜：是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子选择层、阳离子选择层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离产生H＋和OH－，可在电场的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。
2．含“膜”多室电化学装置分析
以四室电渗析法制备H3PO2(次磷酸)为例(选自全国卷)，其工作原理如图所示：
分析如下：
1．(2025·甘肃卷，12)我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH＝8.2)电解系统(如下图)，以新型MoNi/NiMoO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上)，在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是(　　)
A．将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B．在外电路中，电子从电极1流向电极4
C．电极3的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
D．理论上，每通过2 mol电子，可产生1 mol H2
解析：D　由题图可知，电极1上发生转化Mg→Mg(OH)2，则电极1为原电池的负极，电极2为原电池的正极，电极3与原电池正极相连，为电解池阳极，同理电极4为电解池阴极，结合题目信息海水pH＝8.2可得各电极的电极反应式，电极1：；电极2：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；电极3：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；电极4：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。将催化剂生长在泡沫镍电极上，可增大催化剂与反应物的接触面积，提高催化效率，A正确；由上述分析可知，电极1为原电池负极，故外电路中电子从电极1流向电极4，B正确；由上述分析可知，C正确；由得失电子守恒可知，理论上，电路中每通过2 mol电子，电极2和电极4均产生1 mol H2，共产生2 mol H2，D错误。
2．(2025·河南卷，12)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.Ⅱ为阳离子交换膜
B．电极a附近溶液的pH减小
C．电极b上发生的电极反应式为4-＋e－===[Fe(CN)6]3-
D．若海水用NaCl溶液模拟，则每脱除58.5 g NaCl，理论上可回收1 mol LiCl
解析：D　根据电解池装置中电极上物质变化及实现海水淡化、以LiCl形式回收锂元素的目的，对电解池进行如下具体分析：
为实现海水的淡化，海水中Na＋应通过离子交换膜Ⅰ进入最左侧，为以LiCl形式回收锂元素，海水中Cl－应通过离子交换膜Ⅱ向右侧迁移，Li＋应通过离子交换膜Ⅲ向左侧迁移，故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜，A错误；由阴极反应知，电极a附近溶液的pH增大，B错误；由上述分析知，C错误；每脱除58.5 g(1 mol)NaCl，溶液中有1 mol Na＋、和1 mol Li＋迁移，所以可回收1 mol LiCl，D正确。
3．(2025·云南卷，11)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。除硼原理：[B(OH)4]－＋H＋===B(OH)3＋H2O。下列说法错误的是(　　)
A．Pt电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．外加电场可促进双极膜中水的电离
C．Ⅲ室中，X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．Ⅳ室每生成1 mol NaOH，同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3
解析：C　电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故从图中可以看出，Pt电极为阳极，石墨电极为阴极。Pt电极为阳极，OH－放电发生氧化反应，A项正确；外加电源促使双极膜中水解离的H＋和OH－向阴、阳两极移动，进行放电，从而促进水的电离，B项正确；Ⅲ中NaCl浓溶液变稀，说明Cl－、Na＋向两边移动，阴离子Cl－向Pt电极移动，X膜为阴离子交换膜，阳离子Na＋向石墨电极移动，Y膜为阳离子交换膜，C项错误；Ⅳ室每生成1 mol NaOH，Ⅱ室中进入1 mol H＋，根据题干中除硼原理可知，生成1 mol B(OH)3，D项正确。
4．(2024·山东卷，13)以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的NaBr溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制H2和O2，装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．电极a连接电源负极
B．加入Y的目的是补充NaBr
C．电解总反应式为Br－＋3H2O＋3H2↑
D．催化阶段反应产物物质的量之比＝3∶2
解析：B　电极b上Br－发生失电子的氧化反应转化成，电极b为阳极，电极反应为Br－ －6e－＋＋6H＋；则电极a为阴极，电极a的电极反应为6H＋＋6e－===＋3H2↑；催化循环阶段被还原成Br－循环使用、同时生成O2，实现高效制H2和O2，即Z为O2。根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A项正确；根据分析，电解过程中消耗H2O和Br－，而催化阶段被还原成Br－循环使用，故加入Y的目的是补充H2O，B项错误；根据分析，电解总反应式为Br－＋3H2O＋3H2↑，C项正确；催化阶段，Br元素的化合价由＋5价降至－1价，生成1 mol Br－得到6 mol电子，O元素的化合价由－2价升至0价，生成1 mol O2失去4 mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比＝3∶2，D项正确。
5．(2024·黑吉辽卷，12)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图所示。部分反应机理为：
。
下列说法错误的是(　　)
A．相同电量下H2理论产量是传统电解水的1.5倍
B．阴极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
C．电解时OH－通过阴离子交换膜向b极方向移动
D．阳极反应：2HCHO－2e－＋4OH－===2HCOO－＋2H2O＋H2↑
解析：A　
电极 电极名称 电极反应式
a 阴极 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
b 阳极 2HCHO－2e－＋4OH－=== 2HCOO－＋2H2O＋H2↑
传统电解水过程中每转移4 mol e－可制得2 mol H2，耦合HCHO高效制H2过程中每转移4 mol e－，阴、阳极均可产生2 mol 氢气，则相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍，A错误；由上述分析可知，阴极的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确；综合图像中的离子交换膜为阴离子交换膜及电解池中阴离子向阳极移动知，OH－通过交换膜向b极区移动，C正确；由上述分析可知，D正确。
6．(2024·湖北卷，14)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H＋和OH－在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为HOCH2O－，存在平衡HOCH2O－＋OH－ [OCH2O]2-＋H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2-－e－===HCOO－＋H·。下列说法错误的是(　　)
A．电解一段时间后阳极区c(OH－)减小
B．理论上生成1 mol H3N＋CH2COOH双极膜中有4 mol H2O解离
C．阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O
D．阴极区存在反应H2C2O4＋2H＋＋2e－===CHOCOOH＋H2O
解析：B　左侧PbCu电极的Pb表面转化为，发生脱氧的还原反应，Cu表面转化为，发生脱氧、加氢的还原反应，因此PbCu电极为阴极；根据题干信息，右侧Cu电极上发生失电子的氧化反应，因此Cu电极为阳极。根据题干信息可知，Cu电极所在的阳极区先后发生反应：HCHO＋OH－ HOCH2O－、HOCH2O－＋OH－ [OCH2O]2-＋H2O、[OCH2O]2-－e－===HCOO－＋H·，H·可转化为H2，则阳极总反应式为2HCHO＋4OH－－2e－===2HCOO－＋H2↑＋2H2O，C正确；根据阳极总反应可知，每消耗4个OH－，电路中通过2e－，根据电荷守恒，双极膜中有2个OH－向阳极迁移，即阳极区c(OH－)减小，A正确；由题给信息知，阴极H2C2O4、NH2OH得电子转化为H3N＋CH2COOH，电极反应式为H2C2O4＋NH2OH＋6e－＋7H＋===H3N＋CH2COOH＋3H2O，每生成1 mol H3N＋CH2COOH，电路中通过6 mol e－，双极膜中需有 6 mol H2O解离出6 mol H＋向阴极迁移，B错误；双极膜中H2O解离出的H＋向阴极移动，因此H2C2O4在阴极Pb电极上转化为OHCCOOH的反应为H2C2O4＋2H＋＋2e－===OHCCOOH＋H2O，D正确。
限时规范训练
(建议用时：45分钟　满分：30分)
选择题：每小题3分，共30分。
1．(2025·汉中二模)一种适应可再生能源波动性的电化学装置原理如图所示。当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于充电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。放电状态时，双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－并分别向两侧迁移。下列说法错误的是(　　)
A．充电时碳锰电极b为阳极
B．充电时d电极发生的反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．放电时每消耗1 mol MnO2，理论上有2 mol OH－由双极膜向c电极迁移
D．该电化学装置运行过程中需要补充H2SO4和KOH溶液
解析：D　当闭合K1和K3、打开K2，装置处于充电状态，即为电解池，H＋生成H2，发生还原反应，a为阴极，Mn2+失电子生成MnO2，碳锰电极为阳极；ZnO生成Zn，则锌电极为阴极；d电极上OH－被氧化生成O2，d电极为阳极；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态，即原电池，锌电极为负极，碳锰电极为正极。充电时，碳锰电极为阳极，A正确；充电时，d电极上OH－被氧化生成O2，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，B正确；放电时，碳锰电极为正极，电极反应式为MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2+＋2H2O，每消耗1 mol MnO2，转移2 mol电子，因此理论上有2 mol OH－由双极膜向c电极迁移，C正确；该电化学装置运行过程中，c电极反应式为ZnO＋H2O＋2e－===Zn＋2OH－，故右侧总反应为2ZnO===2Zn＋O2↑，不需要补充KOH溶液，D错误。
2．(2025·清远一模)利用多膜装置通过电解法可以制备KNO3，同时获得一定的副产品，其电解装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．Y膜为阳离子交换膜
B．阴极室溶液中OH－浓度逐渐降低
C．理论上每生成标准状况下22.4 L Cl2，阳极室内溶液质量减少149 g
D．理论上每生成1 mol Cl2，阴极室溶液质量增加46 g
解析：C　阳极室：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极室：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。电解法可以制备KNO3，根据图示，阳极室中的钾离子进入硝酸钾溶液，NaNO3溶液中硝酸根离子进入硝酸钾溶液、钠离子进入阴极室生成氢氧化钠。NaNO3中通过Y膜向左移生成KNO3，Y膜为阴离子交换膜，A错误；阴极室发生反应2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，NaNO3溶液中钠离子进入阴极室生成氢氧化钠，OH－浓度增加，B错误；生成标准状况下22.4 L Cl2即转移2 mol电子，同时有2 mol K＋移向硝酸钾溶液，则阳极室内减少2 mol KCl，即溶液质量减少149 g，C正确；生成1 mol Cl2时，转移2 mol电子，阴极室内生成1 mol H2但补充了2 mol Na＋，因此阴极室溶液质量增加44 g，D错误。
3．(2025·岳阳一模)某同学设计利用乙烷燃料电池来电解处理酸性含铬废水(主要含有，其装置示意图如图所示，处理过程中存在反应＋6Fe2+＋14H＋===2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O。下列说法错误的是(　　)
A．M电极的电极反应为C2H6－14e－＋7O2-===2CO2＋3H2O
B．铬元素最终以Cr(OH)3形式除去
C．电解池右侧的Fe电极更换为石墨电极，对废水处理影响不大
D.若电解过程中，电子的有效利用率为60%，每处理掉0.2 mol的，理论上N电极需要通入11.2 L(已折算为标准状况)O2
解析：D　由图可知，左侧装置为燃料电池，M为电池的负极，氧离子作用下乙烷发生氧化反应生成二氧化碳和水，N为电池的正极，氧气在正极发生还原反应生成氧离子；右侧装置为电解池，与M电极相连的铁电极为阴极，氢离子在阴极发生还原反应生成氢气，与N电极相连的铁电极为阳极，铁发生氧化反应生成亚铁离子：Fe－2e－===Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性条件下与废水中的重铬酸根离子反应生成铬离子、铁离子和水，随着H＋的放电和被消耗，溶液的pH增大，溶液中的铁离子、铬离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁、氢氧化铬沉淀达到处理酸性含铬废水的目的。M的电极反应式为C2H6－14e－＋7O2-===2CO2＋3H2O，A正确；铬元素最终以氢氧化铬形式除去而达到处理酸性含铬废水的目的，B正确；与M电极相连的右侧铁电极为阴极，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，右侧的铁电极更换为石墨电极，此时仍然是氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，不会影响对废水的处理，C正确；每处理掉0.2 mol重铬酸根离子，需要1.2 mol Fe2+，若电解过程中，电子的有效利用率为60%，由得失电子数目守恒可知，理论上N电极需要通入标准状况下氧气的体积为×22.4 L·mol-1＝22.4 L，故D错误。
4．(2025·贵阳摸底)一种将酸—碱双电解液分开且具有双溶解沉积反应的酸碱混合高电压水系可充电电池的放电过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．放电时，Zn电极作负极
B．放电时，消耗6.5 g Zn，中间K2SO4溶液中溶质增加17.4 g
C．充电时，Ⅰ区溶液的pH逐渐变小
D．充电时，Ⅱ区的电极反应式为Mn2+－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋
解析：C　放电时Zn转化为[Zn(OH)4]2-，发生氧化反应：2-，Zn电极作负极，A正确；放电时，消耗6.5 g(0.1 mol) Zn，转移0.2 mol电子，Ⅰ区有0.2 mol K＋透过交换膜M进入中间K2SO4溶液，Ⅱ区有透过交换膜N进入中间K2SO4溶液，中间K2SO4溶液中增加0.1 mol(17.4 g)K2SO4，B正确；充电时，Zn电极为阴极，电极反应式为2-＋2e－===Zn＋4OH－，故Ⅰ区溶液的pH逐渐增大，C错误；充电时，惰性电极为阳极，Mn2+转化为MnO2，电极反应式为Mn2+－2e－＋2H2O===MnO2＋4H＋，D正确。
5．(2025·武汉调研)一种微生物燃料电池可将醋酸盐作为燃料转化为对环境友好的产物，其原理如图所示。双极膜间的H2O解离为H＋和OH－并分别向两极迁移。
下列说法错误的是(　　)
A．电极b的电势高于电极a的电势
B．电池工作时，双极膜中H＋向电极a迁移
C．电极a的反应为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋
D．理论上，消耗的醋酸根离子与氧气的物质的量之比为1∶2
解析：B　电极a上醋酸盐转化为CO2，发生氧化反应，则电极a为负极，电极b为正极，电极b的电势高于电极a的电势，A正确；电池工作时，双极膜中H＋向正极(电极b)迁移，B错误；电极a上醋酸盐转化为CO2，发生氧化反应，电极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2↑＋7H＋，C正确；消耗1 mol CH3COO－失8 mol电子，消耗1 mol O2得4 mol电子，根据得失电子守恒，消耗的醋酸根离子与氧气的物质的量之比为1∶2，D正确。
6．(2025·梅州一模)某实验小组利用如图所示装置制备Fe(OH)2。已知甲装置的工作原理为：2Na2S2＋NaBr3===Na2S4＋3NaBr，电极a、b采用石墨或Fe。下列说法不正确的是(　　)
A．乙装置中电极a应为Fe，b电极为石墨
B．乙装置中可用CuCl2溶液代替NaCl溶液
C．电极b发生的反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．理论上每生成9.0 g Fe(OH)2，甲装置中将有0.2 mol Na＋向惰性电极Ⅱ移动
解析：B　乙装置目的是制备Fe(OH)2，需要Fe2+，电极a应为Fe作阳极失电子生成Fe2+，b电极为阴极，可采用石墨，A正确；若用CuCl2溶液代替NaCl溶液，在阴极Cu2+得电子生成Cu，无法生成OH－，就不能生成，B错误；电极b为阴极，溶液中的H2O得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，C正确；9.0 g Fe(OH)2的物质的量为n＝＝0.1 mol，根据Fe－2e－===Fe2+，Fe2+＋2OH－===Fe(OH)2↓，生成，电路中转移0.2 mol电子，甲装置中阳离子向正极(惰性电极Ⅱ)移动，根据电荷守恒，有0.2 mol Na＋向惰性电极Ⅱ移动，D正确。
7．(2025·八省联考陕、晋、青、宁卷)为了从海水中提取锂，某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与3取下互换，实现锂的富集。下列说法正确的是(　　)
A．电路中电子的流向随着电极互换而改变
B．电极2上发生的反应为：Ag－e－===Ag＋
C．理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变
D．理论上，电路通过1 mol电子时，有0.5 mol Li＋富集在右侧电解液中
解析：C　图示装置中互换前，电极1作阴极，FePO4得电子与Li＋结合生成LiFePO4，电极2作阳极，Ag失电子结合Cl－生成AgCl，电极3作阴极，AgCl得电子脱去Cl－生成Ag，电极4作阳极，LiFePO4失电子脱去Li＋生成。一段时间后将电极1和电极4互换，电极3和电极2互换，左侧装置与右侧装置发生的反应不变，左侧装置中依旧是FePO4得电子，Ag失电子，右侧装置依旧是AgCl得电子，LiFePO4失电子。
电极 电极属性 电极反应式
FePO4 阴极 FePO4＋e－＋Li＋===LiFePO4
Ag 阳极 Ag－e－＋Cl－===AgCl
AgCl 阴极 AgCl＋e－===Ag＋Cl－
LiFePO4 阳极 LiFePO4－e－===Li＋＋FePO4
保持电源正负极不变，则电子流向不变，A错误；由分析可知，电极2为阳极，海水中有Cl－且移向阳极，则电极2的电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，B错误；由电极反应式可知，电路中通过一定量的电子时，电极1上结合的Li＋数目和电极4上失去的Li＋数目相等，故理论上，电极1与电极4的质量之和保持不变，C正确；理论上，电路通过1 mol电子时，有1 mol Li＋富集在右侧电解液中，D错误。
8．(2025·广东大联考)废水中镍和钴的分离回收有着重要意义，工业上可通过如图所示的装置将废水中的Co2+和Ni2+分离。已知Co2+和乙酰丙酮不反应，下列说法不正确的是(　　)
A．电源m极为正极，膜b为阳离子交换膜
B．电解过程中Ⅳ室内硫酸的物质的量不因反应而改变
C．Ⅲ室中Ni2+参与的反应为＋2H2O
D．通电过程中石墨N极每产生11.2 L(标准状况)气体，双极膜处有2 mol H2O解离
解析：D　氢离子移向Ⅳ室，根据溶液中离子移动方向，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，Ⅱ室为原料室，膜b为阳离子交换膜，Co2+、Ni2+进入Ⅲ室，Co2+和乙酰丙酮不反应，Ni2+和乙酰丙酮反应。M为阳极，右侧石墨N为阴极，则电源m极为正极，Co2+、Ni2+进入Ⅲ室，膜b为阳离子交换膜，A正确；石墨N为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，Ⅳ室内消耗的H＋与转移过来的H＋数量相等，所以硫酸的物质的量不因反应而改变，B正确；由题中信息可知，Ⅲ室中Ni2+参与的反应为Ni2+＋2CH3COCH2COCH3＋2OH－===Ni(CH3COCHCOCH3)2＋2H2O，C正确；通电过程中石墨N极每产生11.2 L(标准状况)气体，即0.5 mol H2，则有1 mol氢离子移向阴极，理论上双极膜处有1 mol H2O解离，D错误。
9．(2025·潍坊一模)利用H2O2在碱性条件下实现废水中Cr(Ⅲ)的回收，铬的去除率大于99.5%，其装置如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜
B．废水室中反应的离子方程式为2Cr(OH)3＋3H2O2＋＋8H2O
C．反应一段时间后，阴极区溶液的pH不变
D．通电过程中石墨N极每产生33.6 L(标准状况)气体，则双极膜内减少27 g H2O
解析：D　根据溶液中的离子移动方向，OH－移向阳极，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，Na＋通过膜b进入产品室，为阳离子交换膜，膜a要阻止其他阳离子进入缓冲室，为阴离子交换膜通过膜c进入产品室，膜c是阴离子交换膜。由上述分析可知，A正确；依据图中物质，废水室中Cr3+在碱性条件下被H2O2氧化生成，反应的离子方程式为2Cr(OH)3＋3H2O2＋＋8H2O，B正确；根据溶液中的离子移动方向，OH－移向阳极，左侧石墨M为阳极，右侧石墨N为阴极，阴极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，阴极区消耗的H＋的物质的量与双极膜中进入此区的H＋的物质的量相等，所以反应一段时间后，阴极区溶液的pH不变，C正确；通电过程中石墨N极每产生33.6 L(标准状况)气体，即1.5 mol H2，则双极膜内有3 mol H＋进入阴极室，同时有3 mol OH－进入废水室，故双极膜内减少3 mol H2O，即减少54 g H2O，D错误。
10．(2025·衡水中学综合测评)富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下：
①启动电源1，MnO2所在腔室的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4。
②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2。
关于该电化学系统的说法正确的是(　　)
A．启动电源1时，电极1为阴极
B．启动至关闭电源1，若转化的n(MnO2)与生成的n(O2)之比为20∶3，可得LixMn2O4中的x＝1.2
C．启动电源2时MnO2电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===LixMn2O4
D．电化学系统降低了腔室2中LiOH的浓度
解析：B　由①可知，启动电源1，MnO2所在腔室的Li＋进入MnO2结构而形成LixMn2O4，可知MnO2中Mn元素的化合价降低，为阴极，电极反应式为xLi＋＋2MnO2＋xe－===LixMn2O4，电极1为阳极，连接电源正极；②关闭电源1和海水通道，启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2，可知，电极2为阴极，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；阳极的电极反应式为：LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2。由以上分析可知，腔室1中电极1连接电源1的正极，作阳极，发生氧化反应，A错误；启动至关闭电源1，转化的n(MnO2)与生成的n(O2)之比为20∶3，设生成的氧气为3 mol，转移电子为12 mol，根据阳极的电极反应式：LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2，结合电子守恒，可知2 mol MnO2生成时转移1.2 mol电子，可得LixMn2O4中的x＝1.2，B正确；启动电源2时，MnO2电极是阳极，电极反应式为：LixMn2O4－xe－===xLi＋＋2MnO2，C错误；启动电源2，使LixMn2O4中的Li＋脱出进入腔室2，电极2为阴极，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，提高了腔室2中LiOH的浓度，D错误。题型二十三　离子反应及平衡图像分析
1．“三种”平衡影响因素的比较
平衡 类型 弱电解质的电离平衡 CH3COOH CH3COO－＋H＋ 盐溶液的水解平衡： CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－ 难溶电解质沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)
影响因素 升温 促进电离 Ka增大 促进水解 Kh增大 若S(溶解度)与温度成正比，促进溶解；反之，则抑制溶解 若S(溶解度)与温度成正比，Ksp增大；反之，则Ksp减小
加水 促进电离 Ka不变 促进水解 Kh不变 促进溶解 Ksp不变
加入相 应离子 加入CH3COONa或HCl，抑制电离 Ka不变 加入CH3COOH或NaOH，抑制水解 Kh不变 加入AgNO3或NaCl，抑制溶解 Ksp不变
加入反 应离子 加入OH－，促进电离 Ka不变 加入H＋，促进水解 Kh不变 加入氨水，促进溶解 Ksp不变
2.溶液中微粒浓度的关系
微粒浓度关系式特征 套用守恒关系
一边全是阳离子，另一边全是阴离子 电荷守恒
一边全含一种元素，另一边全含另一种元素 元素守恒
一边微粒能电离出H＋，另一边微粒能结合H＋ 质子守恒
关系式中没有明显的上述三种特征 三大守恒 综合运用
3.离子平衡图像分析与计算
(1)酸碱滴定曲线
①pH-V图像
②对数图像
(2)分布系数图像
1．(2025·广东卷，12)CuCl微溶于水，但在Cl－浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]－和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸，得到含[CuCl2]－和[CuCl3]2-的溶液，下列叙述正确的是(　　)
A．加水稀释，[CuCl3]2-浓度一定下降
B．向溶液中加入少量NaCl固体，[CuCl2]－浓度一定上升
C．H[CuCl2]的电离方程式为H[CuCl2]===H＋＋Cu＋＋2Cl－
D．体系中，c(Cu＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c([CuCl2]－)＋c([CuCl3]2-)＋c(OH－)
解析：A　加水稀释，Cl－浓度降低，溶液中[CuCl3]2-的浓度一定下降，A正确；向溶液中加入少量NaCl固体，①CuCl＋Cl－ [CuCl2]－、②[CuCl2]－＋Cl－ [CuCl3]2-平衡均正向移动，①正移，[CuCl2]－的浓度增大，②正移，[CuCl2]－的浓度减小，则[CuCl2]－的浓度不一定上升，B错误；[CuCl2]－不能拆分，H[CuCl2]的电离方程式为H[CuCl2]===H＋＋[CuCl2]－，C错误；体系中存在电荷守恒：c(Cu＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c([CuCl2]－)＋2c([CuCl3]2-)，D错误。
2．(2024·安徽卷，13)环境保护工程师研究利用Na2S、FeS和H2S处理水样中的Cd2+。
已知25 ℃时，H2S饱和溶液浓度约为(H2S)＝(H2S)＝10-12.90，Ksp(FeS)＝10-17.20，Ksp(CdS)＝10-26.10。下列说法错误的是(　　)
A．Na2S溶液中：c(H＋)＋c(Na＋)＝＋c(HS－)＋2c(S2-)
B．0.01 mol·L-1 Na2S溶液中：>c(OH－)>c(HS－)
C．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS，可使c(Cd2+)<10-8 mol·L-1
D．向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，所得溶液中：
解析：B　Na2S溶液中存在电荷守恒：＋c(H＋)＝，A项正确；Na2S溶液中存在水解平衡：S2-＋H2O HS－＋OH－、HS－＋H2O H2S＋OH－，且第一步水解程度远大于第二步水解程度，Kh(S2-)＝＝10-1.10，又一定小于0.01 mol·L-1，则>>1，故c(OH－)>c(S2-)，B项错误；由题给条件可知，Ksp(FeS)>Ksp(CdS)，向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中加入FeS，发生沉淀转化：Cd2+(aq)＋FeS(s) CdS(s)＋Fe2+(aq)，该反应的平衡常数K＝＝108.90>105，反应能进行完全，则反应后溶液中c(Fe2+)＝0.01 mol·L-1，c(Cd2+)＝ mol·L-1＝10-10.90 mol·L-1<10-8 mol·L-1，C项正确；向c(Cd2+)＝0.01 mol·L-1的溶液中通入H2S气体至饱和，发生反应：Cd2+(aq)＋H2S(aq) CdS(s)＋2H＋(aq)，该反应的平衡常数K＝＝106.23>105，反应能进行完全，所得溶液中c(H＋)＝0.02 mol·L-1，此时溶液中H2S达到饱和，c(H2S)＝0.1 mol·L-1，代入K＝＝106.23，解得c(Cd2+)＝4×10-9.23 mol·L-13．(2025·重庆卷，13)某兴趣小组为了探究沉淀的转化，在2 mL 0.2 mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积等浓度的NaCl溶液得悬浊液1，流程图如下，下列说法错误的是(　　)
A．溶液1中，c(Ag＋)＋c(Na＋)＋c(H＋)＝＋＋c(OH－)
B．溶液2中，c(Cl－)>c([Ag(NH3)2]＋)
C．溶液3中，c(H＋)＝c(OH－)
D．此操作能证明：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
解析：C　在2 mL 0.2 mol·L-1的AgNO3溶液中加入等体积等浓度的NaCl溶液得悬浊液1，经分离后，向AgCl中滴加6 mol·L-1的氨水，发生反应Cl＋2H2O，加入0.1 mol·L-1 KI溶液2 mL，发生反应：[Ag(NH3)2]Cl＋KI===AgI↓＋KCl＋2NH3，得到AgI沉淀，由物质的量关系可知，[Ag(NH3)2]Cl不能完全反应，溶液3中可能还存在剩余的氨水以及[Ag(NH3)2]Cl。溶液1中主要溶质是NaNO3，同时由于存在溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，还存在极少量的Ag＋、Cl－，选项中满足电荷守恒关系，A正确；根据元素守恒可知，若Ag＋不水解，则c(Cl－)＝c([Ag(NH3)2]＋)，但Ag＋会水解生成其他含银的微粒，故c(Cl－)>c([Ag(NH3)2]＋)，B正确；溶液3中可能存在氨水过量的情况，不能得出c(H＋)＝c(OH-)的结论，C错误；由实验操作可知，存在转化[Ag(NH3)2]ClAgI，由此说明AgI更难溶，故可得出结论Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，D正确。
4．(2025·安徽卷，14)H2A是二元弱酸，M2+不发生水解。25 ℃时，向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸，平衡时溶液中lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系如图所示。
已知25 ℃时(H2A)＝＝10-6.8，lg 2＝0.3。下列说法正确的是(　　)
A．25 ℃时，MA的溶度积常数Ksp(MA)＝10-6.3
B．pH＝1.6时，溶液中>c(A2-)
C．pH＝4.5时，溶液中
D．pH＝6.8时，溶液中c(H＋)＋2c(HA－)＋c(H2A)＝c(OH－)＋c(Cl－)
解析：A　MA存在沉淀溶解平衡：MA(s) M2+(aq)+A2-(aq)(H2A)＝＝10-1.6，则当c(H2A)＝c(HA－)时，pH＝(H2A)＝＝10-6.8，则c(A2-)＝c(H2A)时，pH＝＝10-8.4，则当c(A2-)＝c(H2A)时，pH＝4.2，则可将图像转化为分布系数图像进行分析。
溶液中存在物料守恒：c(M2+)＝c(A2-)，当pH＝6.8时，c(HA－)＝c(A2-)，c(H2A)＝＝10-5.2c(A2-)，可忽略不计，可忽略不计，则c(M2+)=2c(A2-)=10-3 mol·L-1，Ksp(MA)=c(M2+)×c(A2-)=10-3××10-6=10-6.3，A正确；根据物料守恒:c(M2+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)，c(M2+)>c(HA-)，由图像可知，pH=1.6时，c(HA-)>c(A2-)成立，由电荷守恒:c(H+)+2c(M2+)=c(Cl-)+c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)，结合物料守恒，约掉c(HA-)得到c(H2A)+c(H+)+c(M2+)=c(Cl-)+c(A2-)+c(OH-)，由图像可知，c(H2A)>c(A2-)且c(H+)>c(OH-)，则c(M2+)c(M2+)>c(HA-)>c(A2-)，B错误；由图像可知，pH=4.5时，溶液中c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)，C错误；pH=6.8时，结合物料守恒c(M2+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)及电荷守恒c(H+)+2c(M2+)=2c(A2-)+c(HA-)+ c(Cl-)+c(OH-)可得:c(H+)+2c(H2A)+c(HA-)=c(Cl-)+c(OH-)，D错误。
5．(2025·湖南卷，13)草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下，通过下列实验探究了草酸的性质：
实验1：向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴入一定量0.2 mol·L-1 KOH溶液。混合溶液的pH与lg X[或]的关系如图所示。
实验2：向10 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液中加入10 mL 0.2 mol·L-1 BaCl2溶液。
已知：25 ℃时，Ksp(BaC2O4)＝10-7.6。混合后溶液体积变化忽略不计。
下列说法错误的是(　　)
A．实验1，当溶液中c(H2C2O4)＝时，pH＝2.5
B．实验1，当溶液呈中性时：>c(H2C2O4)
C．实验2，溶液中有沉淀生成
D．实验2，溶液中存在：2c(Ba2+)＋c(H＋)＝＋＋
解析：D　草酸的电离平衡常数，根据可知，当lg X=0时，对应的c(H+)大，pH数值小，因此=10-1.2，=10-5.0，当溶液中c(H2C2O4)=c(C2)时，c(H+)=10-2.5mol·L-1，pH=2.5，A正确；当溶液呈中性时，c(H+)=10-7 mol·L-1，由两步电离平衡常数可知，>1，c(HC2)>c(H2C2O4)，>1，c(C2)>c(HC2)，B正确；将草酸的两步电离平衡反应式相加，得到H2C2O4 2H++C2　K=10-5.0，实验2中两种溶液等体积混合，混合后c(H2C2O4)=0.1 mol·L-1，列三段式:
　　　　 　H2C2O4 2H＋＋
始(mol·L-1) 0.1 0 0
变(mol·L-1) x 2x x
平(mol·L-1) 0.1－x 2x x
则＝10-5.0，估算x的数量级为10-3，故Q＝c≈0.1×10-3＝10-4＞Ksp(BaC2O4)＝10-7.6，故有沉淀生成，C正确；根据电荷守恒，右侧缺少了OH－的浓度，D错误。
6．(2025·甘肃卷，14)氨基乙酸(NH2CH2COOH)是结构最简单的氨基酸分子，其分子在水溶液中存在如下平衡：
＋NH3CH2COOHNH2CH2COO－
在25 ℃时，其分布分数δ[如δ(NH2CH2COO－)＝
与溶液pH关系如图中上部所示。在100 mL 0.01 mol·L-1 ＋NH3CH2COOH·Cl－溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，溶液pH与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图中下部所示。下列说法错误的是(　　)
A．曲线Ⅰ对应的离子是＋NH3CH2COOH
B．a点处对应的pH为9.6
C．b点处c(＋NH3CH2COOH)＝c(NH2CH2COO－)
D．c点处)＋c(H＋)＝c(OH－)
解析：C　曲线Ⅰ对应物质的分布分数随pH增大逐渐减小，pH=0时，溶液呈强酸性，故曲线Ⅰ对应的离子为+NH3CH2COOH，A正确；a点时c(+NH3CH2COO-)=c(NH2CH2COO-)，K2==c(H+)=10-9.6 mol·L-1，故此时pH=9.6，B正确；b点加入10 mL NaOH溶液，含氮溶质为+NH3CH2COO-，+NH3CH2COO-既可以电离又可以水解，因为此时pH=6，溶液呈酸性，即+NH3CH2COO-电离程度>水解程度，故c(+NH3CH2COOH)限时规范训练
(建议用时：45分钟　满分：33分)
选择题：每小题3分，共33分。
1．(2025·北京石景山一模)25 ℃时，关于浓度均为0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl两种溶液，下列说法不正确的是(　　)
A．分别通入少量HCl气体均增大
B．水电离出的c(H＋)：氨水的小于NH4Cl溶液的
C．两种溶液等体积混合后(pH>7)：>c(Cl－)>c(OH－)
D．两种溶液等体积混合后(pH>7)：c(H＋)＋＝c(OH－)＋c(Cl－)
解析：C　向0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl两种溶液中，分别通入少量HCl气体，盐酸和一水合氨反应，铵根离子浓度增大，氯化铵溶液中铵根离子水解被抑制，则均增大，A正确；一水合氨电离出氢氧根，抑制水的电离，铵根促进水的电离，氨水中水电离出的c(H＋)小于NH4Cl溶液水电离出的c(H＋)，B正确；0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl两种溶液等体积混合后(pH＞7)，溶液显碱性，说明一水合氨电离程度大于铵根离子水解程度, c(N)>c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(OH-)，C错误；0.1 mol·L-1的氨水和NH4Cl两种溶液等体积混合后(pH>7)，溶液显碱性，溶液中存在电荷守恒，c(H+)+c(N)=c(OH-)+c(Cl-)，D正确。
2．(2025·中国人民大学附中三模)下列关于常温下的NaClO溶液说法不正确的是(　　)
资料：25 ℃时，Ka(HClO)＝＝(H2CO3)＝4.7×10-11
A．NaClO溶液显碱性
B．pH＝9.0的NaClO和HClO的混合溶液中，c(ClO－)C．在酸性条件下可能与NaCl溶液反应产生氯气
D．与少量CO2反应的离子方程式为CO2＋ClO－＋H2O===HClO＋
解析：B　NaClO为强碱弱酸盐，故NaClO溶液显碱性，A正确；Ka(HClO)＝＝4.0×10-8，当pH＝9.0时，＝40，c(HClO)＜c(ClO－)，B错误；在酸性条件下能与NaCl溶液发生反应Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，产生氯气，C正确；由于酸性强弱顺序：，则与少量CO2反应的离子方程式为CO2＋ClO－＋H2O===HClO＋，D正确。
3．(2025·滨州二模)某平衡体系如图，隔膜允许NH3·H2O通过，不允许和OH－通过。设溶液中c总(NH3·H2O)＝c(NH3·H2O)＋，且隔膜两侧的溶液体积相同。下列说法正确的是[已知：室温下Kb(NH3·H2O)＝1.0×10-5，lg 2≈0.3](　　)
A．水的电离程度：溶液A<溶液B
B．溶液A中：c总(NH3·H2O)＝101c(NH3·H2O)
C．向溶液A中通入一定量NH3，重新平衡后，溶液B的pH保持不变
D．撤去隔膜使溶液A与溶液B充分混合，所得溶液的pH约为10.7
解析：B　根据题中信息可知，溶液B的pH大于溶液A的pH，因此溶液B中c(OH－)大，对水的电离抑制程度大，溶液B中水的电离程度小，A错误；溶液A的pH＝7，溶液A中c(OH-)＝10-7 mol·L-1，故有，B正确；向溶液A中通入一定量NH3，导致A中NH3·H2O浓度增大，NH3·H2O跨膜进入溶液B中，导致B中NH3·H2O增大，NH3·H2O的电离平衡正移，OH－浓度增大，pH也增大，C错误；假设A、B溶液的体积均为V，溶液A、B中c(OH－)分别为10-7 mol·L-1和10-3 mol·L-1，故c(OH-)=mol·L-1≈ mol·L-1，pOH=-lg c(OH-)＝－lg ＝3＋0.3＝3.3，pH＝10.7，但在混合过程中NH3·H2O的电离平衡会发生移动，故所得溶液的pH不是10.7，D错误。
4．(2025·厦门二模)25 ℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝2+(aq)　K＝1012.9。向10 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中滴加8 mol·L-1氨水，生成蓝色沉淀，继续滴加氨水至沉淀完全溶解，得到深蓝色溶液。下列说法错误的是(　　)
A．将浓氨水稀释至8 mol·L-1，不断变小
B．Cu2+沉淀完全时(c＝10-5 mol·L-1)，pH＝7.15
2+(aq)＋2OH－(aq)　K′＝10-6.4
对于Cu(OH)2转化为[Cu(NH3)4]2+有促进作用
解析：B　浓氨水中存在平衡:NH3·H2O N+OH-，将浓氨水稀释至8 mol·L-1，c(N)和c(OH-)均减小，由于氨水的浓度降低，对水的电离抑制程度减小，c(OH-)减小的程度小于c(N)，不断变小，A正确；Cu2+沉淀完全时(c=10-5 mol·L-1)，溶液中c(OH-)= mol·L-1=10-7.15 mol·L-1，c(H+)= mol·L-1=10-6.85 mol·L-1，pH=6.85，B错误；Cu2+(aq)+4NH3(aq) [Cu(NH3)4]2+(aq)的平衡常数K==1012.9，Cu(OH)2(s)+4NH3(aq) [Cu(NH3)4]2+(aq)+2OH-(aq)的平衡常数K'==
=Ksp[Cu(OH)2]×K=10-19.3×1012.9=10-6.4，C正确；增大N的浓度，平衡NH3+H2O NH3·H2O N+OH-逆向移动，溶液中NH3的浓度增大，对于Cu(OH)2转化为[Cu(NH3)4]2+有促进作用，D正确。
5．(2025·绍兴二模)25 ℃，向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3和NaHCO3混合溶液中，逐滴加入0.1 mol·L-1的MgCl2溶液。H2CO3的电离常数＝4.7×10-11；Ksp(MgCO3)＝4×10-6。下列有关说法正确的是(　　)
A．25 ℃时，MgCO3饱和溶液中，含碳微粒最主要以形式存在
B．25 ℃时，0.1 mol MgCO3固体不可全部溶于1 L 0.2 mol·L-1的盐酸中
C．加入10 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2溶液后，溶液中存在c(Na＋)＝＋c(H2CO3)
D．将上述MgCl2溶液加入到0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中无明显现象
解析：A　25 ℃时，MgCO3溶解度小，MgCO3饱和溶液的pH≈7，H2CO3的电离常数=4.7×10-11，=4.7×10-11，=4.7×10-11，=4.7×10-4，所以含碳微粒最主要以HC形式存在，A正确；25 ℃时，0.1 mol MgCO3与盐酸完全反应消耗0.2 mol盐酸，固体能全部溶于1 L 0.2 mol·L-1的盐酸中，B错误；加入10 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2溶液后，溶液中的溶质为0.1 mol·L-1 NaCl、0.05 mol·L-1 NaHCO3的混合液，根据元素守恒，c(Na+)=0.15 mol·L-1、c(C)+c(HC)+c(H2CO3)=0.05 mol·L-1，溶液中存在c(Na+)=3c(C)+3c(HC)+3c(H2CO3)，C错误；将上述MgCl2溶液加入到0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中生成白色沉淀，释放出气体CO2，D错误。
6．(2025·河南名校联盟二模)常温下，向10 mL 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中滴加V mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液中分布系数δ[如δ(CH3COOH)＝
]与pH关系如图所示。
下列叙述错误的是(　　)
A．L1曲线代表δ(CH3COOH)与pH关系
B．Ka(CH3COOH)＝10-4.75
C．V＝10时溶液中c(H＋)>c(CH3COOH)
D．V＝5时溶液的pH<7
解析：C　随pH增大，醋酸电离平衡向右移动，δ(CH3COO-)增大，δ(CH3COOH)减小， 可知L1曲线代表δ(CH3COOH)与pH关系，A正确；根据M点c(CH3COOH)=c(CH3COO-)时pH=4.75，Ka(CH3COOH)==10-4.75，B正确；V=10时溶液的溶质为CH3COONa，醋酸根离子水解生成醋酸分子和氢氧根离子，c(CH3COOH)≈c(OH-)，溶液呈碱性，c(H+)7．(2025·新乡三模)常温下，将V0 mL浓度均为0.1 mol·L-1的三种一元酸HX、HY、HZ分别稀释至V mL。溶液的pH与lg 的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．三种酸的酸性：HX>HY>HZ
B．常温下，HX的电离常数约为10-11.4
C．等物质的量浓度的NaY、NaZ溶液中，水的电离程度：NaZ>NaY
D．等物质的量浓度的HY与NaOH溶液按体积比2∶1混合，混合溶液中
解析：D　由图可知，0.1 mol·L-1 HZ溶液pH为1，则HZ为一元强酸，HY、HX溶液的pH大于1，所以两者为一元弱酸，由HY溶液pH小于HX可知，HY的酸性强于HX，则三种酸的酸性强弱顺序为HX8．(2025·内江三模)亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸。常温下，向20 mL 0.1 mol·L-1 H3PO3溶液中滴加V mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液，在混合液中pX[或]与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
的数量级为10-2
B．V＝20时>c(H3PO3)
C．当＝时溶液pH为7.7
D．H3PO3＋的平衡常数K＝1.0×105.3
解析：C　根据电离常数表达式可知，随着pH增大，、－lg 减小，而，故直线b代表－lg 与pH关系，直线a代表与pH关系，根据M、N点坐标数据可计算电离常数：＝10-6.7。＝10-1.4，故数量级为10-2，A正确；V＝20时，H3PO3和氢氧化钠溶液恰好完全反应生成NaH2PO3，水解常数为Kh＝，故以电离为主，溶液显酸性，故c(Na+)>c(H2P)>c(H+)>c(HP)>c(H3PO3)，B正确；=10-6.7，c(H2P)=10c(HP)时，pH=5.7，C错误；H3PO3+HP=1.0×105.3，D正确。
9．(2025·南昌摸底)常温下，向Cu(OH)2饱和溶液[有足量Cu(OH)2固体]中滴加氨水，发生反应：2+(aq)＋4H2O(l)，滴加氨水过程溶液中lg c(M)与pH的关系如图所示，其中c(M)表示Cu2+、[Cu(NH3)4]2+、NH3·H2O、的浓度。下列说法正确的是(　　)
A．L1表示lg c(Cu2+)与pH的关系
B．NH3·H2O的Kb＝10-4.7
C．pH＝9.3时，2c(Cu2+)＋2c{[Cu(NH3)4]2+}＋c(NH3·H2O)＝10-4.7 mol·L-1
2+(aq)＋4H2O(l)的K＝1020.1
解析：B　向有足量Cu(OH)2固体的饱和Cu(OH)2溶液中滴加氨水，发生反应：2+(aq)＋4H2O(l)，加氨水前溶液中没有2+，滴加氨水后c{[Cu(NH3)4]2+}迅速增大，故曲线L4代表[Cu(NH3)4]2+，溶液pH不断增大，c(OH－)增大，结合Ksp[Cu(OH)2]不变可知，c(Cu2+)减小，故曲线L3代表由NH3·H2O电离得到：＋OH－，随着溶液的碱性增强，NH3·H2O的电离逐渐被抑制，最终＜c(NH3·H2O)，故曲线L2代表NH3·H2O，曲线L1代表。结合上述分析可知，L1表示溶液中与pH的关系，A错误；pH＝9.3时＝c(NH3·H2O)，c(OH－)＝10-4.7 mol·L-1，代入NH3·H2O的Kb＝＝10-4.7，B正确；pH＝9.3时＝c(NH3·H2O)，根据电荷守恒，c(H+)+c(N)+2c(Cu2+)+2c{[Cu(NH3)4]2+}=c(OH-)=10-4.7 mol·L-1，可得2c(Cu2+)+2c{[Cu(NH3)4]2+}+c(NH3·H2O)<10-4.7 mol·L-1，C错误；pH=11时，c(Cu2+)=10-13.7 mol·L-1，c{[Cu(NH3)4]2+}=10-5.6 mol·L-1，c(NH3·H2O)= mol·L-1=10-1.3 mol·L-1，则Cu2+(aq)+4NH3·H2O(aq) [Cu(NH3)4]2+(aq)+4H2O(l)的K==1013.3，D错误。
10．(2025·邵阳二模)25 ℃时，向0.10 mol·L-1的一元酸HA溶液中滴加等浓度的NaOH溶液，滴定过程中溶液的pH及水，[c(H＋)水指由水电离出来的H＋，单位mol·L-1]变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.水的电离程度：a>b>c
B．V(NaOH溶液)＝25.00 mL时，2c(H＋)＋c(A－)＝2c(OH－)＋c(HA)
C．d点溶液中，c(A－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
D．25 ℃时，反应A－＋H2O HA＋OH－的平衡常数为：1.0×10-9.2
解析：D　随着NaOH的加入，发生HA+NaOH===NaA+H2O，溶液的pH增大，水电离的氢离子浓度先增大后减小，故曲线②表示溶液pH随NaOH溶液体积的变化，曲线①表示-lg c(H+)水随NaOH溶液体积的变化。曲线①表示-lg c(H+)水随NaOH溶液体积的变化，水的电离程度:b>c>a，A错误；V(NaOH溶液)=25.00 mL时，溶质为等浓度的HA、NaA，由质子守恒可得，2c(H+)+c(HA)=2c(OH-)+c(A-)，B错误；d点溶液为HA溶液与NaOH溶液恰好完全反应，溶质为NaA，由于A-水解，且溶液pH>7，则离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)，C错误；由初始条件下，0.10 mol·L-1的一元酸HA溶液中，水电离出来的c(H+)=1×10-11.1 mol·L-1可知，=10-4.8，则反应A-+H2O HA+OH-的平衡常数Kh==10-9.2，D正确。
11．(2025·晋中二模)常温下，用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL H2A溶液，溶液中H2A、HA－、A2-的分布分数(δ)随pH变化曲线及滴定曲线如图所示。已知：A2-分布分数：δ(A2-)＝。
下列说法错误的是(　　)
A．c(H2A)＝0.1000 mol·L-1
B．当c(H2A)＝c(A2-)时，溶液的pH＝8.0
C．常温下，H2A的为10-6.38
D．m点溶液中：
解析：B　由滴定曲线可知，当V(NaOH)=0时，溶液中只存在H2A，此时H2A未发生反应，根据n=cV，NaOH溶液滴定H2A溶液，最终完全反应时消耗NaOH溶液40.00 mL，根据反应H2A+2NaOH===Na2A+2H2O，n(H2A)=n(NaOH)，n(NaOH)=0.1000 mol·L-1×0.04 L= 0.004 mol，则n(H2A)=0.002 mol，H2A溶液体积为20.00 mL = 0.02 L，c(H2A)==0.1000 mol·L-1，A正确；由图可知，曲线a表示H2A的分布分数，曲线b表示HA-的分布分数，曲线c表示A2-的分布分数。pH=6.38时c(H+)=10-6.38 mol·L-1，曲线a和曲线b相交，此时c(H2A)=c(HA-)，根据H2A H++HA-，=10-6.38；pH=10.26时c(H+)=10-10.26 mol·L-1，曲线b和曲线c相交，此时c(A2-)=c(HA-)，根据HA- H++A2-，=10-10.26。当c(H2A)=c(A2-)时，=c2(H+)=10-6.38×10-10.26=10-16.64，c(H+)=10-8.32 mol·L-1，溶液pH = 8.32，B错误；由B选项中的分析可知=10-6.38，C正确；由图可知，m点溶液中:c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)，D正确。题型七　化学工艺“微流程”
1．化工微流程中的“四线”分析
试剂线 分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等
操作线 分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等
杂质线 分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等
产品线 工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化
2.化工微流程中的常见试剂与杂质
(1)常见试剂及其作用
类别 常见试剂 作用
氧化剂 KMnO4、K2Cr2O7、Cl2、HNO3、Fe3+、空气(O2)、H2O2 氧化某物质以除去杂质或获得产品
还原剂 SO2、、I－、Fe2+、金属单质、H2O2、HCl 还原某物质以除去杂质或获得产品
酸 H2SO4、HCl、HNO3 利用酸溶解或除去某物质或获得产品
碱 NaOH、NH3·H2O 利用碱溶解或除去某物质或获得产品
其他 氧化物(CuO、MgO)、NaF等 除去某物质或得到产品
(2)常见杂质及其除杂方式
杂质的核心元素 去除方式
Fe、Al等金属元素 调pH
SiO2 直接过滤除去或转化为H2SiO3
Mg、Ca等金属元素 利用NaF溶液，转化为氟化物沉淀
Mn 可以转化为氟化物沉淀，也可以转化为MnO2
1．(2025·云南卷，7)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是(　　)
A．SiO2可与NaOH溶液反应
B．盐酸在该工艺中体现了还原性
C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D．制备纳米Si：SiO2＋2MgSi＋2MgO
解析：B　SiO2为酸性氧化物，可与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A项正确；MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O，各物质中元素化合价均不变，为非氧化还原反应，HCl只体现酸性，B项错误；高纯Si可用于制造硅太阳能电池，C项正确；Mg将SiO2在650 ℃下还原为Si，D项正确。
2．(2025·甘肃卷，11)处理某酸浸液(主要含Li＋、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2+===3Cu＋2Fe3+
B．“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al(OH)3沉淀越完全
C．“氧化”过程中铁元素化合价降低
D．“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质
解析：D　“沉铜”过程中，Fe与Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu，正确的离子方程式为Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu，A错误；“碱浸”过程中若NaOH过量，会使Al(OH)3转化为可溶于水的[Al(OH)4]－，B错误；由题图分析知，“氧化”前Fe元素的化合价为＋2，“氧化”后得到Fe(OH)3沉淀，Fe的化合价升高，C错误；“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确。
3．(2025·黑吉辽内蒙古卷，11)某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3)中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CoS)＝10-20.4，下列说法错误的是(　　)
A．硫酸用作催化剂和浸取剂
B．使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C．“浸出”时，3种金属元素均被还原
D．“沉钴”后上层清液中c(Co2+)·c(S2-)＝10-20.4
解析：C　H2SO4催化纤维素的水解，又能使金属氧化物溶解，既作催化剂又作浸取剂，A正确；稻草来源于农业生产，是可再生资源，B正确；由流程分析可知，“浸出”后Fe元素以Fe3+形式存在，未被还原，C错误；加入Na2S，生成CoS沉淀，则CoS在溶液中存在沉淀溶解平衡，说明“沉钴”后上层清液为CoS饱和溶液，则c(Co2+)·c(S2-)＝Ksp(CoS)＝10-20.4，D正确。
4．(2025·湖南卷，12)工业废料的综合处理有利于减少环境污染并实现资源循环利用。从某工业废料中回收镉、锰的部分工艺流程如下：
已知：①富集液中两种金属离子浓度相当。
②常温下，金属化合物的Ksp：
金属化合物 CdS CdCO3 MnS MnCO3
Ksp 8.0× 10-27 1.0× 10-12 2.5× 10-13 2.3× 10-11
下列说法错误的是(　　)
A.粉碎工业废料有利于提高金属元素的浸出率
B．试剂X可以是Na2S溶液
C．“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换
D．“沉锰”时，发生反应的离子方程式为Mn2+＋===MnCO3↓＋H＋
解析：D　已知富集液中含有两种金属离子Cd2+、Mn2+，其浓度相当，加入试剂X“沉镉”，由金属化合物的Ksp可知，CdCO3、MnCO3的Ksp接近，不易分离，则试剂X选择含S2-的试剂，得到CdS滤饼，加入NaHCO3溶液沉锰，发生反应:Mn2++2HC===MnCO3↓+CO2↑+H2O。粉碎工业废料能增大废料与浸出液的接触面积，有利于提高金属元素的浸出率，A正确；由分析可知，试剂X可以是Na2S溶液，B正确；若先加入NaHCO3溶液“沉锰”，由题中信息以及Ksp数据可知，金属离子Cd2+、Mn2+浓度相当，则Cd2+也会沉淀，后续流程中无法分离Cd和Mn，所以“沉镉”和“沉锰”的顺序不能对换，C正确；“沉锰”时，发生反应的离子方程式是Mn2++2HC===MnCO3↓+CO2↑+H2O，D错误。
5．(2025·山东卷，13)钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：Fe2(C2O4)3能溶于水；Ksp(CaC2O4)＝2.3×10-9，Ksp(FeC2O4)＝3.2×10-7。
下列说法错误的是(　　)
A．试剂X可选用Fe粉
B．试剂Y可选用盐酸
C．“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中
D．“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
解析：A　钢渣用盐酸酸浸后，CaO、FeO、Fe2O3分别转化成Ca2+、Fe2+、Fe3+进入滤液Ⅰ中，则滤渣Ⅰ主要为SiO2，根据已知信息，CaC2O4与FeC2O4难溶于水，而Fe2(C2O4)3能溶于水，则要想有效分离Ca、Fe元素，滤渣Ⅱ只能是CaC2O4，为了防止生成FeC2O4，需要将滤液Ⅰ中的Fe2+完全转化成Fe3+以保证Fe元素留在滤液Ⅱ中，因此试剂X需氧化Fe2+，滤渣Ⅰ用NaOH溶液碱浸得到Na2SiO3溶液，向其中加入试剂Y经一系列操作得到SiO2。结合上述分析可知，试剂X不能用Fe粉，A错误；向Na2SiO3溶液中加酸可得到H2SiO3，H2SiO3受热分解可得到SiO2，因此试剂Y可以为盐酸，B正确；“分离”后，Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中，C正确；CaC2O4存在沉淀溶解平衡：CaC2O4(s) Ca2+(aq)＋(aq)，若酸浸后滤液Ⅰ的pH过小，则与H＋结合导致浓度降低，平衡正向移动，导致CaC2O4的质量减少，D正确。
6．(2024·贵州卷，13)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S
B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应
D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度
解析：B　重晶石矿(主要成分BaSO4)通过一系列反应，转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入4，进行“合成反应”，得到BaTiO3粗品，最后“洗涤”得到产品。由分析可知，A错误，B正确；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C错误；“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4洗涤，D错误。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：36分)
选择题：每小题3分，共36分。
1．(2025·六安三模)以卤水(主要以I－形式存在)为原料提取碘的工艺流程如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．氧化剂1可以是H2O2，也可以是适量的Cl2
B．“吸附”步骤中，高分子树脂能与I2形成共价键，达到富集碘元素的目的
C．“脱附”的离子方程式：I2＋＋2H＋
D．“精制”过程可以是加热升华，再冷凝
解析：B　由题给流程可知，卤水酸化后，通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘单质，用高分子树脂吸附溶液中的碘单质，向吸附后的树脂中加入亚硫酸钠溶液将碘单质还原为碘离子得到解脱液，向解脱液中通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘单质，粗产品再升华纯化得到纯碘产品。由以上分析可知，卤水酸化后，通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘单质，A正确；“吸附”步骤中，高分子树脂与I2之间是通过范德华力连接，B错误；“脱附”发生的反应为亚硫酸钠溶液与碘单质反应生成硫酸钠和氢碘酸，反应的离子方程式为：I2＋＋2H＋，C正确；碘单质易升华，“精制”过程可以是加热升华，再冷凝得到纯碘，D正确。
2．(2025·济南二模)从炼钢粉尘(主要含Fe2O3、Fe3O4和ZnO)中提取Zn的流程如下：
已知：“盐浸”时ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+，仅少量铁元素浸出；Ksp(ZnS)＝1.0×10-23。
下列说法正确的是(　　)
A．“盐浸”主要离子反应：ZnO＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋3H2O＋2OH－
B．“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3
C．“沉锌”的离子反应：[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋S2-===ZnS↓＋4NH3·H2O
D．“滤液”可直接循环利用
解析：C　“盐浸”过程ZnO转化为2+，发生反应：ZnO＋2NH3＋=== [Zn(NH3)4]2+＋H2O，根据题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空气“氧化”后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3，“沉锌”过程发生反应：[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋S2-===ZnS↓＋4NH3·H2O，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液。“盐浸”过程主要离子反应：2+＋H2O，A错误；根据以上分析可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，所以“滤渣”中除Fe(OH)3，还有Fe2O3和Fe3O4，B错误；“沉锌”过程中[Zn(NH3)4]2+和S2-反应生成ZnS和NH3·H2O，离子方程式为2+＋4H2O＋S2-===ZnS↓＋4NH3·H2O，C正确；“沉锌”后得到的滤液主要成分为NH4Cl，因此需要控制(NH4)2S 的用量，让“沉锌”后的滤液中只含NH4Cl，才可以返回到“盐浸”循环使用，D错误。
3．(2025·雅安二模)从锂离子电池正极材料(含少量金属Cu)中提取Li和Co，得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，可实现的再生。一种现行回收工艺的流程如图所示。已知：Ksp[Co(OH)2]＝6×10-15，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10-20。下列说法正确的是(　　)
A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂
B．“浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4
C．“滤液2”中Cu2+的浓度比Co2+的浓度大
D．LiCoO2再生：2Co(OH)2＋Li2CO32LiCoO2＋CO↑＋2H2O
解析：B　向正极材料LiCoO2 (含少量金属Cu)中加入H2SO4、H2O2，Co3+被还原为Co2+，同时生成O2；Cu与H2O2、H2SO4作用转化为CuSO4；反应后的溶液中加入NaOH溶液“沉铜”，Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，过滤后，往滤液中继续加入NaOH溶液“沉钴”，此时Co2+转化为Co(OH)2沉淀；将滤液2经过一系列操作，最后制得Li2CO3。“浸取”时，加入H2O2，作还原剂，将LiCoO2中Co元素由＋3价还原为＋2价，所以正极材料成分是氧化剂，A错误；“浸取” 时，在H2SO4和H2O2作用下，LiCoO2发生还原反应，转化为Li2SO4和CoSO4，B正确；“沉铜”“沉钴”时加入NaOH，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10-20，Ksp[Co(OH)2]＝6×10-15，Cu(OH)2的溶度积远小于，在相同条件下Cu2+更易沉淀，所以“滤液 2” 中Cu2+的浓度比Co2+的浓度小，C错误；Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧生成LiCoO2，Co元素化合价升高，空气中氧气作氧化剂参与反应，反应方程式应为4Co(OH)2＋2Li2CO3＋O24LiCoO2＋2CO2＋4H2O，D错误。
4．(2025·长沙一模)海水是巨大的宝库，从海水中提取溴的简单流程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A．实验室通常采用“水封”的方法将液溴保存在无色试剂瓶中
B．“吹出”时，常采用热空气吹出溴，说明溴的沸点较低
C．流程中氧化→吸收→氧化的原因是海水中溴元素含量较低
D．工业通常用Na2CO3溶液代替二氧化硫吸收Br2，生成无色无味气体和NaBrO3，反应的化学方程式为：3Br2＋3Na2CO3===NaBrO3＋3CO2↑＋5NaBr
解析：A　浓海水或苦卤酸化后，通入氯气，把溴离子氧化为溴单质，用空气从含Br2的海水中将Br2吹出得到含Br2的空气，用二氧化硫吸收，得到吸收液，发生的反应为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr，吸收溴单质后的空气可循环利用，再将氯气通入吸收液氧化溴离子，发生的反应为2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl，得到溴单质的混合物。溴密度比水大、易挥发且有毒，实验室通常采用“水封”的方法将液溴保存在棕色试剂瓶中，A错误；“吹出”时，常采用热空气吹出溴，说明溴单质易挥发，溴的沸点较低，B正确；海水中溴元素含量较低，流程中氧化→吸收→氧化的目的是富集溴单质，C正确；工业通常用Na2CO3溶液代替二氧化硫吸收Br2，生成无色无味气体二氧化碳、NaBr和NaBrO3，反应的化学方程式为：3Br2＋3Na2CO3===NaBrO3＋3CO2↑＋5NaBr，D正确。
5．(2025·泰安模拟)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬以及少量的金，用于制取K2Cr2O7、金属铜和粗碲工艺流程如下：
已知：煅烧时Cu2Te被氧化为CuO和TeO2；最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在；酸浸时TeO2转化为TeO2+。下列说法错误的是(　　)
A．“煅烧”时，Cr2O3发生反应的化学方程式是2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2
B．滤液中加入KCl，通过适当的分离操作可得到K2Cr2O7
C．Te在元素周期表中与S同主族，TeO2+既有氧化性又有还原性
D．“电解”后的溶液可用于“酸浸”
解析：B　电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au)，与纯碱混合，并通空气煅烧，Cu2Te转化为CuO、TeO2；三氧化二铬与碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4；滤渣中含CuO、TeO2、Au等，加稀硫酸“酸浸”，过滤分离出Au；酸浸时TeO2转化为TeO2+，滤液中通入二氧化硫还原，反应生成Te，所得硫酸铜溶液电解得到Cu。煅烧时，Cr2O3与Na2CO3、O2反应生成了Na2CrO4和CO2，化学方程式为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2，A正确；Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4，但得到的滤液中还含有Na2CO3，滤液需要酸化除去Na2CO3，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，再加入KCl，Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到K2Cr2O7，B错误；Te在元素周期表中与S同主族，均位于第ⅥA族，TeO2+中Te的化合价为＋4价，Te元素化合价既可以上升，也可以下降，TeO2+既有氧化性又有还原性，C正确；电解的溶液主要溶质为硫酸铜，“电解”时发生反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，生成的硫酸可返回“酸浸”工序循环使用，D正确。
6．(2025·哈尔滨二模)叠氮酸钠(NaN3)是重要的化工原料。以甲醇、亚硝酸钠等为原料制备NaN3的流程如图。已知水合肼(N2H4·H2O)不稳定，具有强还原性。下列描述正确的是(　　)
A．反应③中浓硫酸体现出高沸点难挥发性
B．反应④在高浓度NaClO溶液中滴加少量氨水即可制备水合肼
C．反应②中，消耗3 mol N2H4·H2O时，反应中转移1.5 mol电子
的价电子数目为12个
解析：A　由流程图可知，①中发生2CH3OH ＋ 2NaNO2＋H2SO4(浓)===2CH3ONO＋Na2SO4＋2H2O，④中过量的NaClO可氧化N2H4·H2O，故将NaClO溶液滴到氨水中制备N2H4·H2O时，滴速不能过快、不能过量，②中发生N2H4·H2O＋CH3ONO＋NaOH===NaN3＋CH3OH＋3H2O，③中发生2NaN3＋H2SO4(浓)2HN3↑＋Na2SO4，利用了浓硫酸的高沸点、难挥发的性质，蒸馏出CH3OH，最后HN3与NaOH反应制备产品。根据以上分析，反应③中利用了浓硫酸的高沸点、难挥发性制取挥发性的HN3，A正确；过量的NaClO会氧化N2H4·H2O，故在高浓度NaClO溶液中滴加少量氨水不能制备水合肼，B错误；反应②方程式为N2H4·H2O＋CH3ONO＋NaOH===NaN3＋CH3OH＋3H2O，N2H4·H2O中N元素化合价为－2，NaN3中N元素化合价为－，故消耗3 mol N2H4·H2O时，失去电子为：3 mol×2×＝10 mol，C错误；3个N原子的价电子总数为3×5＝15，加上离子所带的1个负电荷，则的价电子数为16，D错误。
7．(2025·内江三模)以锰矿粉(主要成分为Mn2O3和MnOOH，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、CuO等杂质)为原料制备MnCO3的工艺流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．实验室模拟分离出“滤渣”所需的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B．“滤渣”中主要成分可用于制造光导纤维
C．试剂X可能为Mn(OH)2
D．“沉铜”过程若控制在较高温度下进行，可加快沉铜速率并减少物料损耗
解析：D　锰矿粉加入H2O2和硫酸，H2O2作还原剂，把Mn2O3和MnOOH还原为Mn2+，二氧化硅不与硫酸反应，形成滤渣，同时其他杂质金属转化为相应的金属离子进入溶液。为了不引入杂质，试剂X可以使用Mn(OH)2调pH，把Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀除去，之后加入S2-，除去铜离子，最后加入碳酸氢铵沉锰，离子方程式为：Mn2+＋===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。分离出“滤渣”是利用过滤的原理，所以需要的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，A正确；滤渣主要成分为二氧化硅，可用于制造光导纤维，B正确；试剂X可以使用Mn(OH)2调pH，消耗剩余的硫酸，把Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀除去，C正确；用(NH4)2S沉铜时，如果温度过高，(NH4)2S易水解且产生容易挥发的H2S，反而会增加药剂损耗，不利于收率提高，D错误。
8．(2025·深圳一模)一种纯碱和聚氯乙烯联合生产工艺的流程如图所示。下列有关该联合工艺的说法正确的是(　　)
A．析出NaHCO3时，发生反应的离子方程式为CO2＋
B．“制气”产生的废渣经调制后用于“灰蒸”以回收氨
C．上述过程仅涉及非氧化还原反应
D．“转化”所得Cl2用于合成聚氯乙烯
解析：B　石灰石“热解”生成氧化钙和二氧化碳，生成的二氧化碳用于制取碳酸氢钠沉淀，灼烧后得到纯碱；“碳化”过程中发生反应CaO＋3CCO↑＋CaC2，“制气”时CaC2与水反应生成CH≡CH和Ca(OH)2，废渣为，“灰蒸”工序中发生反应Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O，生成的氨气可以在“沉淀”工序中循环利用，“转化”工序中加入浓硫酸发生不挥发性酸制挥发性酸的反应，方程式为CaCl2＋H2SO4(浓)CaSO4↓＋2HCl↑，生成的HCl气体在合成工序中发生反应CH≡CH＋HClCH2===CHCl，氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯。析出时，NaHCO3是沉淀，不能拆，离子方程式为CO2＋NH3·H2O＋Na＋===，A错误；“制气”产生的废渣为Ca(OH)2，在“灰蒸”过程中与氯化铵反应生成氨气，可以回收氨，在“沉淀”工序中循环利用，B正确；“碳化”过程涉及氧化还原反应，C错误；“转化”所得HCl可用于合成聚氯乙烯，D错误。
9．(2025·青岛二模)从铅阳极泥熔炼产生的砷锑烟尘(主要含Pb、Ag、As2O3、Sb2O3)中提取砷和氧化锑的工艺流程如下：
已知：25 ℃时，H3PO2的Ka＝5.9×10-2；Sb3+＋6Cl－ [SbCl6]3-。
下列说法正确的是(　　)
A．“滤渣”的主要成分为Pb和AgCl
B．“沉砷”过程发生反应＋4As3+＋6H2O===3H3PO4＋4As↓＋3H＋
C．“水解”中，高浓度的Cl－不利于Sb3+水解
D．“脱氯”中，n(NH3·H2O)一定时，氨水浓度越大脱氯率越高
解析：C　将砷锑烟尘(主要含Pb、Ag、As2O3、Sb2O3)先加HCl“酸浸”，过滤，其中Pb生成的PbCl2微溶，Ag难溶于盐酸中，以滤渣除去，得到含As3+和Sb3+的滤液，在“沉砷”过程中加入NaH2PO2把As3+还原为单质As，过滤分离，在滤液中加水对Sb3+进行水解得到SbOCl，加入氨水进行“脱氯”，最后得到产品Sb2O3。由以上分析可知，“滤渣”的主要成分为PbCl2和Ag，A错误；为弱酸酸式根离子，不能拆开，所以“沉砷”过程中发生的反应为：＋4As3+＋6H2O===3H3PO4＋4As↓＋9H＋，B错误；“水解”中发生的反应为：SbCl3＋H2O SbOCl＋2HCl，高浓度的Cl－会导致水解平衡向左移动，同时还会使Sb3+＋6Cl－ [SbCl6]3-平衡右移，不利于Sb3+水解，C正确；根据“脱氯”中发生的反应：2SbOCl＋2NH3·H2O===Sb2O3＋2NH4Cl＋H2O，当n(NH3·H2O)一定时，脱氯率也固定，跟氨水浓度无关，D错误。
10．(2025·哈尔滨三模)锗广泛应用于光学及电子工业领域。用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4，另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取GeO2·nH2O和ZnSO4·H2O的工艺流程如下：
已知：①常温下，Ksp[Ge(OH)4]＝4×10-46，Ksp[Fe(OH)3]＝4×10-38，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10-17；
②沸点：GeCl4　84 ℃，FeCl3　316 ℃，ZnCl2　732 ℃。
下列说法正确的是(　　)
A.GeCl4、FeCl3均为共价晶体
B．“浸渣”主要含有S和SiO2
C．化合物A可以是ZnO、ZnCO3等
D．可用红外光谱仪测定GeO2的晶体结构
解析：C　向锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4，另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液，ZnFe2O4转化为硫酸锌、硫酸铁，硫化锌转化为硫酸锌、硫单质，二硫化锗转化为硫酸锗和硫单质，SiO2、CaSO4不反应，则过滤得到含有CaSO4、SiO2以及S的滤渣和滤液；向滤液中加入化合物A，根据不引入新的杂质可知，A可以为氧化锌或氢氧化锌或碳酸锌，用以调节溶液pH，将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀，过滤得到滤液和滤饼；滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·H2O晶体；向滤饼中加入浓盐酸溶解后，蒸馏得到四氯化锗，四氧化锗在一定条件下水解、过滤得到水解液和GeO2·nH2O，经烘干得二氧化锗晶体。根据所给GeCl4、FeCl3的沸点知，它们的沸点较低，均为分子晶体，A错误；“浸渣”主要含有S、SiO2和CaSO4，B错误；为了不引入新杂质，“中和沉淀”可加入能消耗H＋的ZnO、Zn(OH)2或ZnCO3，即化合物A可以是ZnO、ZnCO3等，C正确；测定GeO2的晶体结构，需借助X射线衍射仪，D错误。
11．(2025·北京海淀区一模)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2]为原料制备KClO3的流程如图1。
已知：ⅰ.氯化时会生成Ca(ClO)2，加热Ca(ClO)2可进一步转化为Ca(ClO3)2；
ⅱ.相关物质在水中的溶解度曲线如图2。
下列说法不正确的是(　　)
A．氯化时生成Ca(ClO3)2的反应为3Ca(ClO)2Ca(ClO3)2＋2CaCl2
B．适当降低通入Cl2的速率并充分搅拌，可提高Cl2的利用率
C．若滤渣中无CaCl2，滤液中n[Ca(ClO3)2]∶n(CaCl2)约为1∶2
D．转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，可得到KClO3粗品
解析：C　电石渣[主要成分为Ca(OH)2]加水打浆后得到Ca(OH)2溶液，向其中通入氯气并加热会生成Ca(ClO)2，Ca(ClO)2可进一步转化为Ca(ClO3)2，过滤，往滤液中加入KCl，经蒸发浓缩、冷却结晶，可得到KClO3粗品。由已知信息ⅰ知，氯化时会先生成Ca(ClO)2，加热Ca(ClO)2可进一步转化为Ca(ClO3)2，生成Ca(ClO3)2的反应为3Ca(ClO)22＋2CaCl2，A正确；适当降低通入Cl2的速率并充分搅拌，可增加反应物的接触时间和接触面积，从而使反应更充分，可提高Cl2的利用率，B正确；氯化过程中，Ca(OH)2先和氯气反应生成Ca(ClO)2、CaCl2和水，然后Ca(ClO)2分解生成了Ca(ClO3)2、CaCl2，由3Ca(ClO)2Ca(ClO3)2＋2CaCl2知，分解产生的n[Ca(ClO3)2]∶n(CaCl2)为1∶2，但前面Ca(OH)2和氯气反应也生成了CaCl2，滤液中n[Ca(ClO3)2]∶n(CaCl2)并非约为1∶2，C错误；KClO3溶解度比小，且KClO3的溶解度随温度变化较大，因此可通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到KClO3的晶体，D正确。
12．(2025·湖北新八校协作体二模)磷酸铁常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、CaO、MgO)为原料制备磷酸铁的流程如下：
已知：Ksp(CaF2)＝1.6×10-10，Ksp(MgF2)＝6.4×10-11，Ksp(FePO4)＝1.3×10-22。
下列叙述错误的是(　　)
A．基态Fe3+核外电子排布式为
　1s22s22p63s23p63d5
B．浸渣的主要成分为SiO2
C．经测定“除钙镁”后的溶液中c(F－)＝2×10-3 mol·L-1，则溶液中＝5∶3
D．“氧化沉铁”时反应的离子方程式：4Fe2+＋O2＋＋4NH3·H2O===4FePO4↓＋6H2O＋
解析：C　烧渣主要成分为Fe2O3、SiO2及少量的Fe3O4、CaO、MgO，加入稀盐酸，Fe2O3、Fe3O4、CaO、MgO与稀盐酸反应生成相应的盐，SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2，加入还原铁粉将Fe3+还原为Fe2+，加入NaF除去钙、镁离子，再加入磷酸二氢氨、氨水、氧气生成产物FePO4。基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，A正确；SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2，B正确；经测定“除钙镁”后的溶液中，c(F－)＝2×10-3 mol·L-1，，C错误；据题给条件，“氧化沉铁”时，反应物为磷酸二氢铵、氨水、Fe2+、O2，生成FePO4等，反应的离子方程式：4Fe2+＋O2＋＋4NH3·H2O===4FePO4↓＋6H2O＋，D正确。题型十　元素的“位、构、性”推断
1．“位、构、性”推断的思维模型
2．同周期、同主族元素性质的递变规律
性质 同周期(左→右)(0族除外) 同主族(上→下)
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 减小，如Si＞P＞S＞Cl 增大，如F＜Cl＜Br＜I
离子半径 减小，如Na＋＞Mg2+＞Al3+； P3-＞S2-＞Cl－ 增大，如Li＋＜Na＋＜K＋； F－＜Cl－＜Br－＜I－
化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外)
金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
离子的 性质 阳离子的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱 阳离子的氧化性逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强
简单气态 氢化物的 稳定性 增强，如SiH4＜PH3＜H2S＜HCl 减弱，如HF＞HCl＞HBr＞HI
最高价氧 化物对应 水化物的 酸碱性 酸性增强，如H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4　 碱性减弱，如NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 酸性减弱，如HNO3＞H3PO4 碱性增强，如LiOH＜NaOH＜KOH
元素的第 一电离能 逐渐增大趋势(第ⅡA、ⅤA族反常) 逐渐减小趋势
元素的电 负性 逐渐增大 逐渐减小
3.主、副族元素的价层电子排布式
(1)主族元素
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)第四周期副族元素
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Sc： 3d14s2 Ti： 3d24s2 V： 3d34s2 Cr： 3d54s1 Mn： 3d54s2
Ⅷ Ⅷ Ⅷ ⅠB ⅡB
Fe： 3d64s2 Co： 3d74s2 Ni： 3d84s2 Cu： 3d104s1 Zn： 3d104s2
4.常见结构中的共价键数目
(1)卤素原子或氢原子能形成一个共价键。
(2)O、S能形成两个共价键，也可能形成若干配位键。
(3)N、P能形成三个共价键，也可能形成三个共价键、一个配位键，P还能形成五个共价键。
(4)C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。
(5)B能形成三个共价键，也可以形成三个共价键、一个配位键。
1．(2025·湖北卷，6)某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是(　　)
A.三者中Z的原子半径最大
B．三者中Y的第一电离能最小
C．X的最高化合价为＋3
D．XZ3与NH3键角相等
解析：B　依据信息“Z是周期表中电负性最大的元素”知，元素Z是氟(F)；据题意可得，X、Y及F未成对电子数之和为6，则X、Y可能为C、N或N、O；据分子式XY2Z分析，X、Y分别为N、O时，化合物为NO2F，符合题意。三者中原子半径大小关系为N>O>F，A项错误；N元素的价层电子排布为2s22p3，半充满较稳定，第一电离能关系为ON>H，则NF3中共用电子对远离中心原子导致键角变小，D项错误。
2．(2025·河北卷，9)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是(　　)
A．第二电离能：XB．原子半径：ZC．单质沸点：YD．电负性：W解析：A　由题意可推出W、X、Y、Z分别为S、O、N、F。基态X(O)原子失去一个电子后电子排布式为1s22s22p3，基态Y(N)原子失去一个电子后电子排布式为1s22s22p2，基态O原子失去一个电子后为半充满的稳定结构，则第二电离能：O>N，即X>Y，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：O3．(2025·广东卷，9)元素a～i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)
A．a和g同主族
B．金属性：g>h>i
C．原子半径：e>d>c
D．最简单氢化物沸点：b>c
解析：B　同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，第ⅡA族和第ⅤA族例外，由题图可知，c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素，又f和g的第一电离能相差较大，说明f和g不在同一周期，结合原子序数大小关系可知，a～i代表B～Al。a为B，g为Na，二者不同族，A错误；g、h、i分别为Na、Mg、Al，同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，故金属性：Na>Mg>Al，B正确；c、d、e分别为N、O、F，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子半径：N>O>F，C错误；b为C，c为N，最简单氢化物分别为CH4、NH3，NH3分子间存在氢键，沸点高，故最简单氢化物的沸点：NH3>CH4，D错误。
4．(2025·黑吉辽内蒙古卷，7)化学家用无机物甲(YW4ZXY)成功制备了有机物乙[(YW2)2XZ]，开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y、Z同周期，基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的是(　　)
A．第一电离能：Z>Y>X
B．甲中不存在配位键
C．乙中σ键和π键的数目比为6∶1
D．甲和乙中X杂化方式分别为sp和sp2
解析：D　由题中信息可推知W、X、Y、Z分别为H、C、N、O元素。同一周期，随着原子序数的递增，元素第一电离能呈增大趋势，但氮原子的2p轨道是半充满状态，比较稳定，故第一电离能：N>O>C，A错误；无机物甲为中存在配位键，B错误；有机物乙结构式为，共价单键为σ键，共价双键中有一个σ键和一个π键，故乙中σ键和π键的数目比为7∶1，C错误；甲中碳原子价层电子对数为2，杂化方式为sp，乙中碳原子价层电子对数为3，杂化方式为sp2，D正确。
5．(2025·河南卷，6)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料，其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1，X所在族的族序数等于Q的质子数，基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子，且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是(　　)
A．QY3为极性分子
B．ZY为共价晶体
C．原子半径：W>Z
D．1个X2分子中有2个π键
解析：D　该晶体材料的组成元素Q、W、X、Y和Z为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1，其电子排布式为1s22s22p3，则X为N元素；N处于元素周期表第ⅤA族，Q的质子数等于N所在族的族序数，则Q的质子数为5，Q为B元素；W处于B和N元素之间，则W为C元素；基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子，且二者核外电子数(核电荷数)之和为Q的4倍，即二者的核外电子数之和为20，则基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p5，Y为F元素，基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，Z为Na元素。
BF3的中心B原子价层电子对数为3＋＝3，无孤电子对，其空间构型为平面正三角形，正、负电荷中心重合，因此BF3为非极性分子，A错误；NaF为离子晶体，B错误；同周期元素从左向右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，因此原子半径：Na>Li>C，C错误；N2中N原子之间为三键，因此1个N2分子中有2个π键，D正确。
6．(2025·安徽卷，9)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　　)
A．元素电负性：X>Z>Y
B．该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C．基态原子未成对电子数：WD．基态原子的第一电离能：X>Z>Y
解析：D　根据题意可推知，W、X、Y、Z分别为H、O、P、S。同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，因此元素电负性：O>S>P，A正确；该物质中，P原子形成3个单键和1个双键，成键电子对数为4，孤电子对数为0，P原子杂化方式为sp3，S原子形成2个单键，成键电子对数为2，孤电子对数为2，杂化方式也为sp3，B正确；根据电子排布的一般规律，基态H、O、P原子的
未成对电子数依次为1、2、3，则基态原子未成对电子数：HS、P>S，D错误。
7．(2025·陕晋宁青卷，9)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”，可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素，X、Y价电子数相等，X、Z电子层数相同，基态Y的2p轨道半充满，Z的最外层只有1个未成对电子，下列说法正确的是(　　)
A．X、Z的第一电离能：X>Z
B．X、Y的简单氢化物的键角：X>Y
C．最高价含氧酸的酸性：Z>X>Y
D．X、Y、Z均能形成多种氧化物
解析：D　由题意分析可知，X、Y、Z分别为P、N、Cl。同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，则第一电离能：Cl>P，A错误；X(P)、Y(N)同主族，其简单氢化物PH3与NH3的中心原子杂化类型及孤电子对数均相同，但是N的电负性大于P，使得NH3中成键电子对更偏向中心原子，NH3中成键电子对之间的斥力更大，所以键角：PH3P，所以酸性：HNO3>H3PO4，C错误；N、P、Cl都能在化合物中呈现多种价态，能与氧形成多种氧化物，N的氧化物有NO、NO2等，P的氧化物有P2O3、P2O5等，Cl的氧化物有Cl2O、ClO2等，D正确。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：45分)
选择题：每小题3分，共45分。
1．(2025·重庆卷，11)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4，Y只有1个未成对电子，Z＋的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是(　　)
A．X、Y、Z属于同一周期元素
B．氧化物对应水化物碱性最强的是X
C．单质熔点最高的是Y
D．原子半径最大的是Z
解析：D　X、Y、Z的原子序数依次增大且均为长周期主族元素。X的价层电子数为4(第ⅣA族)，Y只有1个未成对电子(可能为第ⅠA族或第ⅦA族)，Z＋的最高能级4p轨道全充满，说明Z的原子序数为37，即元素Rb，根据原子序数依次增大，可确定X为Ge，Y为Br，据此解答。分析可知，X为Ge，Y为Br，Z为Rb，三种元素不属于同一周期，A错误；X为Ge，Y为Br，Z为Rb，金属性最强的元素为Rb，所以最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Z，B错误；X为Ge，单质为金属晶体；Y为Br，单质为分子晶体；Z为Rb，单质为金属晶体；Ge原子半径较小，而且价电子数多，金属键较强，熔点较高，所以单质熔点最高的是X，C错误；电子层数越多的，原子半径越大，X、Y为第四周期，Z为第五周期，所以Z的原子半径最大，D正确。
2．(2025·邯郸一模)前四周期主族元素W、X、Y、Z、M原子半径依次增大。W与Y同主族，Y的最高正化合价与最低负化合价之和为4；X为形成化合物种类最多的元素，X与M同主族；Y、Z同周期，Z为金属元素。下列说法错误的是(　　)
A．W的氢化物的熔、沸点高于X的氢化物
B．M单质是一种半导体材料
C．可通过电解熔融化合物的方法冶炼金属Z
D．常温下，0.1 mol·L-1 Y的最高价含氧酸溶液的pH<1
解析：A　W与Y同主族，Y的最高正化合价与最低负化合价之和为4，Y为S元素，W为O元素，X为形成化合物种类最多的元素，X为C元素，Y、Z同周期，Z为金属元素，Z可以是Na、Mg、Al元素，M半径最大，X与M同主族，M为Ge元素。X为C元素，其氢化物属于烃类，碳原子数越多，沸点越高，碳的氢化物沸点可以高于水的沸点，A错误；M为Ge，是一种半导体材料，B正确；Z可以是Na、Mg、Al，可以分别通过电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3得到，C正确；Y为S元素，最高价含氧酸为硫酸，属于二元强酸，常温下，0.1 mol·L-1Y的最高价含氧酸溶液的c(H＋)＝0.2 mol·L-1，pH<1，D正确。
3．(2025·甘肃卷，5)X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是(　　)
A．X与Q组成的化合物具有还原性
B．Y与Q组成的化合物水溶液显碱性
C．Z、W的单质均可在空气中燃烧
D．Z与Y按原子数1∶1组成的化合物具有氧化性
解析：B　X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，则Y、Q基态原子的价电子数均为6，Y、Q分别为O、S；X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和，则X为H、Z为Na、W为Mg。H与S组成的H2S中S为－2价，能被氧化，故H2S具有还原性，A正确；O与S组成的化合物主要有SO2、SO3，二者均为酸性氧化物，其水溶液显酸性，B错误；Na、Mg的单质均能在空气中燃烧，C正确；Na与O按原子数1∶1组成的化合物为Na2O2，其中O为－1价，故Na2O2具有氧化性，D正确。
4．(2025·烟台一模)四种短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0，Y和W的最外层电子数相同，Z元素的焰色试验呈黄色，四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是(　　)
A．原子半径：Z>W>X>Y
B．最高价含氧酸的酸性：W>X
C．X、Y均能形成多种氢化物
D．简单氢化物的沸点：W>Y>X
解析：D　X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0，则X可能为H、C或Si；Z元素的焰色试验呈黄色，说明Z为Na，且X原子序数小于Na，则X不能为Si；Y和W的最外层电子数相同，说明二者位于同一主族，且四种元素的最外层电子数之和为17，则X不能为H，故X为C；Y和W的最外层电子数为6，故Y为O，W为S。电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，即原子半径：Na>S>C>O，A正确；W与X的最高价含氧酸分别为H2SO4、H2CO3，非金属性：S>C，酸性：H2SO4>H2CO3，B正确；C能和H形成多种烃，O也能与H形成多种氢化物，如H2O和H2O2，C正确；X的简单氢化物为CH4，Y的简单氢化物为H2O、W的简单氢化物为H2S，由于水分子间存在氢键，导致沸点偏高，H2S的分子间作用力大于CH4，故沸点：H2O>H2S>CH4，D错误。
5．(2025·辽宁五校联考)X、Y、Z、W、Q为前20号元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。基态Y原子的价电子排布式为nsnnpn，Z和W同族，Z的原子序数是W的一半，Q元素的焰色呈砖红色。下列说法错误的是(　　)
A．简单氢化物的键角：Y>Z
B．电负性大小顺序：Z>W>Y
C.原子半径的大小顺序：Z>Y>X
D．Z和Q组成的化合物能与水反应
解析：C　X、Y、Z、W、Q为前20号元素，基态Y原子的价电子排布式为nsnnpn，s能级上最多容纳两个电子，故n＝2，Y为C。Z和W同族，Z的原子序数是W的一半，则Z为O，W为S。Q元素的焰色呈砖红色，Q为Ca。X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，最外层电子数之和为19，则X的最外层电子数为1，X为H或Li。CH4的键角为109°28′，H2O的键角约为105°，故简单氢化物的键角：CH4>H2O，A正确；元素的非金属性越强，电负性越大，故电负性大小顺序：O>S>C，B正确；一般来说，电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，当X为Li时，原子半径：Li>C>O，当X为H时，原子半径：C>O>H，C错误；Z和Q组成的化合物CaO或CaO2均能与水反应生成Ca(OH)2，D正确。
6．(2025·云南卷，9)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料，所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素，M是原子半径最小的元素，Q是形成物质种类最多的元素，R是地壳中含量最高的元素；T、X、Y同周期，Q、X均与Y相邻，Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是(　　)
A．M与Z可形成离子化合物
B．原子半径：RC．QR2是极性分子
D．电负性：Y解析：A　M是原子半径最小的元素，为H；Q形成物质种类最多，为C；R是地壳中含量最高的元素，为O；T、X、Y同周期，且Q、X均与Y相邻，只能是如图位置，Q为C，则Y为Si，X为Al；由于Z的原子序数为M、R和T之和，且原子序数不大于20，则T只能为11号元素Na，Z为Ca。H和Ca可形成CaH2，为离子化合物，A项正确；原子半径：Na>Al>O，B项错误；CO2为直线形非极性分子，C项错误；电负性：O>C>Si，D项错误。
7．(2025·南宁二模)前四周期元素X、Y、Z、R、M的原子序数依次增大，同周期中基态Y原子未成对电子数最多，基态Z原子价层电子排布式为nsnnp2n。Z和R位于同主族，基态M＋的d能级达到全充满结构。由这五种元素组成的化合物[M(YX3)4]RZ4·X2Z为蓝色晶体。下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：Z>Y>X
B．第一电离能：Y>Z>R
C．简单氢化物稳定性：Y < R
D．常温下向[M(YX3)4]RZ4溶液中加入NaOH溶液，产生蓝色沉淀
解析：B　基态Z原子价层电子排布式为nsnnp2n，n＝2，Z为O元素，同周期中基态Y原子未成对电子数最多，Y为第ⅤA族元素，则Y为N元素；Z和R位于同主族，则R为S元素；基态M＋的d能级达到全充满结构，对应Cu＋(基态Cu＋的价电子排布为3d10)，则M为Cu；根据[M(YX3)4]RZ4·X2Z，可知X为H，即X为H、Y为N、Z为O、R为S、M为Cu。电子层数越多，半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越多，半径越小，原子半径：Y(N)＞Z(O)＞X(H)，A错误；根据同主族从上往下第一电离能逐渐减小，则第一电离能：O>S，N的2p能级半满，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：N>O，所以第一电离能：Y(N)＞Z(O)＞R(S)，B正确；Y、R的简单氢化物分别为NH3、H2S，元素的非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定，非金属性：N＞S，则简单氢化物稳定性：NH3＞H2S，C错误；[Cu(NH3)4]SO4是稳定的配合物，向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入NaOH溶液，不会生成Cu(OH)2，D错误。
8．(2025·广东五校联考)某物质的结构式如图所示，Q、Z、Y、X、W均为短周期元素且原子序数依次增大，基态Q原子核外成对电子对数与未成对电子数相等，下列说法不正确的是(　　)
A．第一电离能：X>Z>Y>Q
B．简单离子半径：Z>Y>W
C．简单气态氢化物的稳定性：Y>Z
D．QY2与YX2的空间结构相同
解析：D　根据Q形成4个键，且核外成对电子对数与未成对电子数相等，知Q为C元素；结合X形成1个单键，Y可形成1个单键或1个双键，Z形成3个单键，W形成带1个单位正电荷的阳离子，结合五种元素为短周期元素及原子序数关系，知Z为N元素，Y为O元素，X为F元素，W为Na元素。同周期元素从左到右，第一电离能整体呈增大趋势，由于N的2p能级为半充满稳定结构，其第一电离能大于O，故第一电离能：F>N>O>C，A正确；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径：N3->O2->Na＋，B正确；同周期元素非金属性从左到右逐渐增大，故非金属性：O>N，则简单气态氢化物的稳定性：H2O>NH3，C正确；CO2中C的孤电子对数为＝0，价层电子对数为2，CO2的空间结构为直线形，OF2中O的孤电子对数为＝2，价层电子对数为4，OF2的空间结构为V形，D错误。
9．(2025·湖南卷，6)MZ2浓溶液中含有的X[MZ2(YX)]具有酸性，能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍，X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，M的价层电子排布是3d104s2。下列说法正确的是(　　)
A．电负性：X>Y
B．Y形成的两种单质均为非极性分子
C．由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D．铁管上镶嵌M，铁管不易被腐蚀
解析：D　X、Y、Z、M的原子序数依次增大，分别位于不同的前四周期，即X、Y、Z、M分别位于第一、二、三、四周期，则X应为H；Y的最外层电子数是内层的3倍，则Y的最外层电子数为6，Y为O；X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，Z的最外层电子数为7，则Z为Cl；M的价层电子排布是3d104s2，M为Zn，综上所述：X为H、Y为O、Z为Cl、M为Zn。非金属性越强，电负性越大，H2O中O为负化合价，因此X(H)的电负性小于Y(O)，A错误；Y(O)的单质O2是非极性分子，但O3是极性分子(V形结构导致正、负电荷中心不重合)，B错误；X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO，属于弱电解质，C错误；M为Zn，比Fe活泼，镶嵌Zn会通过“牺牲阳极法”保护铁管，使其不易被腐蚀，D正确。
10．(2025·湖北新八校协作体三模)一种常见还原剂的结构式如图所示，其中X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，W是空气含量最多的元素。下列说法错误的是(　　)
A．离子半径：W>M
B．电负性：Z>Y>X
C．第一电离能：W>Z>Y
D．分子极性：WX3>Z2X2
解析：B　W是空气含量最多的元素，为N元素，Z形成四个键，且序数小于N，Z为C元素，X形成一个键，X为H元素，Y得到一个电子后形成四个键，Y为B元素，M形成带1个单位正电荷的阳离子，且M为短周期元素，M为Na元素。电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，离子半径：N3->Na＋，A正确；非金属性越强，电负性越大，电负性：C>H>B，B错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第一电离能：N>C>B，C正确；NH3分子呈三角锥形结构，N原子有孤电子对，为极性分子，C2H2为非极性分子，分子极性：NH3>C2H2，D正确。
11．(2025·内江三模)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，由这四种元素组成的一种面粉发泡剂(M)广泛用于食品工业。M的结构式如图所示。基态R原子最外层电子数等于其电子层数的3倍。下列叙述错误的是(　　)
A．简单气态氢化物的沸点：R>Z>Y
B．电负性：YC．M分子中σ键、π键数目之比为11∶3
D．上述四种元素形成的化合物中可能含有共价键和离子键
解析：B　基态R原子最外层电子数等于其电子层数的3倍，则R电子层数为2，最外层电子数为6，R为O；结合结构式，X形成一个键，X最外层电子数为1或7，X原子序数小于O，则X为H；Y成键数为4，Y为C，Z成键数为3，Z为N。H2O常温下为液态，NH3、CH4为气态，H2O沸点最高，NH3分子间存在氢键，其沸点高于CH4，A正确；同周期元素从左到右电负性逐渐增强，则电负性：C12．(2025·泰安一模)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，他们组成一种团簇分子，结构如图所示。X、M的族序数等于周期数，Y原子最外层电子数是其电子总数的。下列说法错误的是(　　)
A．其分子式为X2Z2M2Y6
B．X和Y可以组成原子个数比为2∶1和1∶1的离子化合物
C．工业上常电解熔融的M2Y3制取M单质
D．Y、M、Z的离子半径：Y>Z>M
解析：B　短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，X、M的族序数等于周期数，则可能为H、Be、Al三种中的两种，由于X原子序数最小且只能形成一个共价键，故X为H元素，而M的原子序数最大且能形成3个共价键，故M为Al元素，Y原子的最外层电子数是其电子总数的，根据最外层电子数不超过8，则Y为O元素；Z的原子序数：O＜Z＜Al，由结构图示可知，Z的半径最大，故Z位于第三周期，可能为Na或Mg，且Z与3个氧原子形成了3个共价键，故Z为Mg，其中两个是σ键，一个是配位键。综上所述，X为H元素、Y为O元素、Z为Mg元素、M为Al元素。由团簇分子结构可知，该团簇分子的分子式为 X2Z2M2Y6，A正确；X和Y可以组成原子个数比为2∶1(H2O)和1∶1(H2O2)的化合物，两种化合物都是共价化合物，B错误；铝性质活泼，工业上常电解熔融的M2Y3(Al2O3)制取M(Al)单质，C正确；Y、Z、M对应的离子分别为O2-、Mg2+、Al3+，三种离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故对应的三种离子半径依次递减，D正确。
13．(2025·重庆二模)某化合物A的结构如图所示。X、Y、Z、W、Q均为短周期元素，X、W、Q处于同一周期，Y、Z同在另一周期，X的最外层电子数等于Z的最高能级电子数，且等于Q的核外电子数。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：X>Q
B．最简单离子的还原性：Z>Y
C．A中所有原子均满足8电子稳定结构
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Y
解析：C　X的最外层电子数等于Q的核外电子数，说明X、W、Q为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素；化合物A结构中，W全部形成四个键，则W为C元素；Z全部形成一个键，则Z为Cl元素；X的最外层电子数等于Z的最高能级电子数，X为N元素，Q为B元素；Y全部形成两个键，则Y为S元素；同周期从左往右，元素原子半径递减，原子半径：B>N，A错误；同周期从左往右，元素的非金属性递增，对应单质的氧化性增强，简单阴离子的还原性减弱，故简单阴离子的还原性：S2->Cl－，B错误；根据A的结构可知，所有原子均满足8电子稳定结构，C正确；碳酸的酸性弱于硫酸，D错误。
14．(2025·衡水一模)某种化学品的结构如图所示，已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同处另一周期，基态M原子的价电子中，在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(　　)
A．同一周期中，第一电离能处在Z和M之间的元素有1种
B．简单离子半径：Z>X>M
C．简单气态氢化物稳定性：X>W>Z
D．Y与W可以形成只含极性键的非极性分子
解析：A　已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同处另一周期，基态M原子的价电子中，在不同形状原子轨道运动的电子数之比为2∶1，且其形成＋3价阳离子，故其价电子排布为3s23p1，则M为13号元素Al；Z可以形成6个共价键，为S；W可以和硫形成2个键，为O；Y可以形成4个键，为C；X可以形成1个键，为F。由分析可知，Z为S，M为Al，所以同一周期第一电离能处在Z和M之间的元素有2种(Mg、Si)，A错误；元素Z、X、M对应简单离子分别为S2-、F－、Al3+，其半径大小关系为：S2->F－>Al3+，B正确；X、W、Z分别为F、O、S，其非金属性：F>O>S，则其简单氢化物的稳定性：HF>H2O>H2S，C正确；Y与W分别是C与O，可以形成CO、CO2等，CO2是只含极性键的非极性分子，D正确。
15．(2025·陕晋青宁高考适应性演练)一种新型微孔材料由X、Y、Z三种短周期元素组成。X、Y的质子数之和等于Z的质子数，X与Y同周期，X的第一电离能比同周期相邻两原子小，基态Y原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：Z>Y>X
B．X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸
C．Y的一种氢化物既具有氧化性又具有还原性
D．Z的氯化物属于离子化合物
解析：C　X、Y、Z为三种短周期元素，基态Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则Y的核外电子排布式可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，Y为O或Mg，X与Y同周期，X、Y的质子数之和等于Z的质子数，则Y为O，X的第一电离能比同周期相邻两原子小，X为B，Z为Al。一般情况下，电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：Al>B>O，A错误；B的最高价氧化物对应的水化物硼酸为弱酸，B错误；过氧化氢既具有氧化性又具有还原性，C正确；Z的氯化物为氯化铝，属于共价化合物，D错误。题型十八　原电池原理及应用
1．原电池基础模型
2．二次电池思维模型
3．各类电池示例
(1)新型一次电池
电池类型 反应式
Mg-H2O2 电池 总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2+＋2H2O
正极 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
负极 Mg－2e－===Mg2+
钠硫电池 总反应：2Na＋xS===Na2Sx
正极 xS＋
负极 Na－e－===Na＋
(2)燃料电池(以甲醇-O2 燃料电池为例)
电池类型 反应式
酸性介质，如稀硫酸 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
正极 O2＋6e－＋6H＋===3H2O
碱性介质，如KOH 溶液 负极 CH3OH－6e－＋＋6H2O
正极 O2＋6e－＋3H2O===6OH－
熔融盐介质，如熔融K2CO3 负极 CH3OH－6e－＋===4CO2↑＋2H2O
正极
固体导电介质，如高温下能传导O2- 的固体 负极 CH3OH－6e－＋3O2-===CO2↑＋2H2O
正极
(3)新型可充电电池
类型 反应式
高铁 电池 总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH
正极：＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 阳极：Fe(OH)3＋5OH－－＋4H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e－===Zn＋2OH－
锂离 子电 池 总反应：Li1－xCoO2＋LixC6＋C6(x<1)
正极： 负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6 阳极：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ 阴极：xLi＋＋xe－＋C6===LixC6
钠硫 蓄电 池 总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr
正极：NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 负极：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ 阳极：3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ 阴极：Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2
全钒液 流电池 总反应：＋2H＋＋V2+V3+＋VO2+＋H2O
正极：＋2H＋＋e－===VO2+＋H2O 负极：V2+－e－===V3+ 阳极：VO2+＋H2O－＋2H＋ 阴极：V3+＋e－===V2+
1．(2025·江苏卷，8)以稀H2SO4为电解质溶液的光解水装置如图所示，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑。下列说法正确的是(　　)
A．电极a上发生氧化反应生成O2
B．H＋通过质子交换膜从右室移向左室
C．光解前后，H2SO4溶液的pH不变
D．外电路每通过0.01 mol电子，电极b上产生0.01 mol H2
解析：A　光解过程中，电极a上电子流出，发生氧化反应；电极b上电子流入，发生还原反应。
电极 反应类型 电极反应式
电极a 氧化反应 2H2O－4e－===O2↑＋ 4H＋(A正确)
电极b 还原反应 2H＋＋2e－===H2↑
电极a上生成H＋，电极b上消耗H＋，H＋通过质子交换膜从左室移向右室，B错误；在探究溶液浓度变化时，不仅要关注溶质的变化，也要关注溶剂的变化，在光解过程中，H2SO4溶液中H2O减少，H2SO4溶液浓度增大，pH减小，C错误；生成1 mol H2，转移2 mol电子，外电路通过0.01 mol电子时，电极b上生成0.005 mol H2，D错误。
2．(2025·黑吉辽内蒙古卷，13)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图，放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极，b极仍增重。关于图中装置所示电池，下列说法错误的是(　　)
A．放电时Na＋向b极迁移
B．该电池可用于海水脱盐
C．a极反应：Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋
D．若以Ag/AgCl电极代替a极，电池将失去储氯能力
解析：D　根据题意及装置图可知，a极为负极，电极反应为Cu2O＋2H2O＋Cl－－2e－===Cu2(OH)3Cl＋H＋，b极为正极，电极反应为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3。放电时阳离子(Na＋)向正极(b极)迁移，A正确；该电池负极消耗Cl－、正极消耗Na＋，所以可用于海水脱盐，B正确；由以上分析可知，C正确；由原电池电极反应可知还原性：Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，而将b极换为Ag/AgCl电极后b极仍增重，则此时b极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，所以该电极作为负极，则还原性：Ag>Cu2O，综合可知还原性：Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3，若以Ag/AgCl电极代替a极，则a极电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl、b极电极反应式为NaTi2(PO4)3＋2e－＋2Na＋===Na3Ti2(PO4)3，电池不会失去储氯能力，D错误。
3．(2025·安徽卷，13)研究人员开发出一种锂—氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许Li＋通过。下列说法正确的是(　　)
A．放电时电解质溶液质量减小
B．放电时电池总反应为H2＋2Li===2LiH
C．充电时Li＋移向惰性电极
D．充电时每转移1 mol电子，c(H＋)降低1 mol·L-1
解析：C　充电时为电解池，惰性电极上Li＋得电子生成Li并沉积在惰性电极上，储氢容器内的H2在气体扩散电极上失电子转化为H＋，进一步结合电解质溶液中的生成H3PO4，Li＋通过固体电解质向惰性电极(阴极)移动(C正确)；放电时为原电池，惰性电极为负极，Li失电子生成Li＋并通过固体电解质向左侧迁移，正极(气体扩散电极)H3PO4中H＋得电子生成H2，据此分析。
定位 电极 电极反应式
充电 (电解池) 惰性电极(阴极) Li＋＋e－===Li
气体扩散电极(阳极) H2－2e－＋===2H3PO4
放电 (原电池) 惰性电极(负极) Li－e－===Li＋
气体扩散电极(正极) 2H3PO4＋＋H2↑
总反应：2Li＋2H3PO42LiH2PO4＋H2↑(B错误)
放电时，电解质溶液中H3PO4转化为并结合迁移过来的Li＋生成LiH2PO4，由得失电子守恒知，失去的n(H＋)＝得到的n(Li＋)，则电解质溶液质量增加，A错误；溶液体积未知，无法计算浓度变化，D错误。
4．(2025·广东卷，14)一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上MnO2减少；电极材料每转移1 mol电子，对应的理论容量为26.8 A·h。下列说法错误的是(　　)
A.充电时Ⅱ为阳极
B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C．放电时负极反应为：MnS－2e－===S＋Mn2+
D．充电时16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h
解析：B　根据题给已知信息可知，放电时，电极Ⅱ上MnO2减少，说明电极Ⅱ上MnO2得电子发生还原反应转化为Mn2+进入溶液中，故电极Ⅱ作正极，电极反应式为MnO2＋2e－＋2H2O===Mn2+＋4OH－，放电时电极Ⅰ为负极，电极反应式为MnS－2e－===S＋Mn2+。结合上述分析可知，充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；结合放电时电极Ⅱ上的反应可知，Ⅱ极室溶液中c(OH－)增大，溶液pH升高，B错误；结合上述分析可知，C正确；充电时，电极Ⅰ的电极反应式为S＋Mn2+＋2e－===MnS，16 g S的物质的量为0.5 mol，完全反应可转移1 mol电子，结合题干信息可知，16 g S能提供的理论容量为26.8 A·h，D正确。
5．(2025·重庆卷，10)下图为AgCl-Sb二次电池的放电过程示意图，有关说法正确的是(　　)
A．放电时，M为正极
B．放电时，N的电极反应为：Ag－e－＋Cl－===AgCl
C．充电时，消耗4 mol Ag，同时消耗4 mol Sb4O5Cl2
D．充电时，M极的电极反应为：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O
解析：D　由图可知，放电时，N电极上AgCl→Ag发生得电子的还原反应，为正极，电极反应为：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，M电极为负极，电极反应为4Sb－12e－＋2Cl－＋5H2O===Sb4O5Cl2＋10H＋，充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反，据此解答。由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误；由分析可知，放电时，N电极反应为：AgCl＋e－===Ag＋Cl－，B错误；由分析可知，建立电子转移关系式：Sb4O5Cl2～12e－～12Ag，由此可知，充电时消耗4 mol Ag，同时消耗 mol Sb4O5Cl2，C错误；充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反：Sb4O5Cl2＋12e－＋10H＋===4Sb＋2Cl－＋5H2O，D正确。
6．(2025·山东卷，12改编)全铁液流电池工作原理如图所示，两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是(　　)
A.隔膜为阳离子交换膜
B．放电时，b极为负极
C．充电时，隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
D．理论上，Fe3+每减少1 mol，Fe2+总量相应增加2 mol
解析：C　 根据电池中所含物质知，能形成的自发氧化还原反应只有Fe＋2Fe3+===3Fe2+，因此氧化剂Fe3+所在电极区的b电极为正极，电极材料为石墨，则a电极为负极，电极材料为负载Fe的石墨。隔膜需防止右侧的Fe3+进入左侧与Fe直接反应，应使用阴离子交换膜，A错误；由上述分析知，B错误；充电时，阴极反应为Fe2+＋2e－===Fe，阳极反应为Fe2+－e－===Fe3+，两极反应均消耗Fe2+，故隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小，C正确；根据放电的总反应知，Fe3+每减少1 mol，Fe2+总量相应增加1.5 mol，D错误。
限时规范训练
(建议用时：45分钟　满分：33分)
选择题：每小题3分，共33分。
1．(2025·北京房山区一模)我国在新型储能电池领域取得重大突破，锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是(　　)
A．硫单质是金属晶体
B．放电过程锂电极发生氧化反应
C．电池隔膜材料聚丙烯，属于有机高分子材料
D．锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
解析：A　S是非金属元素，S单质属于分子晶体(如S8等)，A错误；该电池中，Li作负极，发生氧化反应，B正确；聚丙烯是由丙烯发生加聚反应得到的，属于有机高分子材料，C正确；Li失去1 mol电子消耗的质量为7 g，而Na失去相同物质的量的电子需要23 g，故锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高，D正确。
2．(2025·苏州一模)以LiAlCl4为离子导体的铝—磷酸铁锂电池，该电池放电时Li＋嵌入Li1－xFePO4形成LiFePO4，工作原理如图所示，下列关于电池放电时的说法不正确的是(　　)
A．化学能转化为电能
B．电极Al作负极
C．Li＋透过离子交换膜从右向左迁移
D．正极的电极反应：Li1－xFePO4－xe－＋xLi＋===LiFePO4
解析：D　结合题意，铝失去电子形成铝离子，铝离子结合形成，同时锂离子向左移动，嵌入Li1－xFePO4中形成LiFePO4，则铝电极为负极，左侧电极为正极。该装置为原电池，可以将化学能转化为电能，A正确；电极Al作负极，B正确；Li＋透过离子交换膜从右向左迁移，C正确； 正极发生还原反应，电极反应为：，D错误。
3．(2025·北京东城区一模)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜，可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的CO2。如图所示，在薄膜a侧通入空气，b侧通入氢气，充分反应后在b侧得到高浓度的CO2。下列分析正确的是(　　)
A．a侧CO2在薄膜表面发生还原反应
B．电子和在薄膜中移动方向相同
C．理论上b侧每消耗1 mol H2同时生成2 mol CO2
D．总反应中元素的化合价均未发生变化
解析：C　该分离装置本质上是氢氧燃料电池，a为正极，氧气被还原，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O＋，b为负极，氢气被氧化，电极反应式为H2－2e－＋===2H2O＋2CO2。CO2在a侧与膜中水作用只是形成的酸碱平衡过程，并不发生得电子的还原反应，A错误；H2在b侧被氧化生成水，则电子应从b侧流向a侧；而则是由a侧向b侧迁移，二者方向相反，B错误；由b极电极反应式可知，每消耗1 mol H2，转移2 mol电子，生成2 mol CO2，C正确；由以上分析可知，氢氧燃料电池的总反应为氧化还原反应，D错误。
4．(2025·眉山东坡区一模)一种肼(N2H4)燃料电池的工作原理如图所示：
下列说法正确的是(　　)
A．a极发生还原反应
B．该装置将电能转化为化学能
C．电池内发生的反应有4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O
D．当有32 g N2H4反应时，消耗22.4 L O2
解析：C　由图可知，该装置为化学能转化为电能的燃料电池，a为原电池的负极，肼在负极失去电子发生氧化反应生成氮气和氢离子，电极反应式为N2H4－4e－===N2↑＋4H＋，b为正极，铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe3+＋e－===Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性条件下与氧气反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为4Fe2+＋O2＋4H＋===4Fe3+＋2H2O。a为原电池的负极，发生氧化反应，A错误；该装置为化学能转化为电能的燃料电池，B错误；由上述分析知，C正确；未指明是否处于标准状况条件下，无法计算32 g肼反应时消耗氧气的体积，D错误。
5．(2025·浙江1月选考，12)一种可充放电电池的结构示意图如图所示。该电池放电时，产物为Li2O和Li2O2，随温度升高Q(消耗1 mol O2转移的电子数)增大。下列说法不正确的是(　　)
A．熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率
B．充放电时，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜
C．放电时，随温度升高Q增大，是因为正极区O2-转化为
D．充电时，锂电极接电源负极
解析：C　充放电时有Li＋参与或生成，因此熔融盐中LiNO3的物质的量分数影响充放电速率，Li＋优先于K＋通过固态电解质膜，A、B正确；放电时，1 mol O2得2 mol e－转化为，1 mol O2得4 mol e－转化为O2-，随温度升高Q增大，因此随温度升高正极区转化为O2-，C错误；充电时，锂电极为阴极，连接电源负极，D正确。
6．(2025·内江三模)板状碳封装镍纳米晶体(Ni@C)被设计为高性能电催化剂，可将5-羟甲基糠醛(，HMF)转化为2，5-呋喃二甲酸(，FDCA)，装置如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．Ni@C能降低负极反应的活化能
B．可用铜电极替代石墨电极
C．a极反应为HMF＋2H2O－6e－===FDCA＋6H＋
D．收集22.4 L(标准状况)气体X时，有2 mol质子从质子交换膜右侧向左侧迁移
解析：D　依题，HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，故a极为负极，b极为正极。Ni@C作催化剂，能降低负极反应的活化能，加快反应速率，A正确；正极发生还原反应，故可将石墨换成能导电的Cu电极，B正确；HMF在a极发生氧化反应生成FDCA，结合得失电子守恒可知电极反应为HMF＋2H2O－6e－===FDCA＋6H＋，C正确；原电池中，阳离子移向正极，故质子从质子交换膜左侧向右侧迁移，D错误。
7．(2025·潍坊调研)内部重整式高温燃料电池具有良好的商业化前景，其工作原理如图所示，以CH4为原料，熔融碳酸盐为电解质。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，a极产物X中的CO2均由CO放电产生
B．b极上电极反应式为O2＋CO2＋
C．电池放电时，b极电极电势高于a极
D．电池隔膜为阳离子交换膜
解析：C　a极上CO和H2转化为CO2、H2O，a极为负极，电极反应式为H2＋－2e－===H2O＋CO2、CO＋－2e－===2CO2；b极上O2得电子与CO2结合生成，b极为正极；结合上述分析可知，放电时，a极产物X中的CO2可由CO、H2放电产生，A错误；b极上的电极反应式为O2＋4e－＋，B错误；电池放电时，b极(正极)电势高于a极(负极)，C正确；由以上分析可知，正极产生，负极消耗，则该电池隔膜允许通过，为阴离子交换膜，D错误。
8．(2025·四川八市一模)过氧化氢溶液为氧化性消毒剂，能发挥抗菌作用。我国一科研团队用如图装置制取H2O2(已知：H2O2＋＋H2O，电极上都覆盖有催化剂)。下列说法正确的是(　　)
A.电极a是负极，发生还原反应
B．A膜是阴离子交换膜，B膜是阳离子交换膜
C．电极b的电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．电解质中发生的反应为：＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O
解析：D　该装置为原电池，利用原电池原理制取H2O2，电极a通入H2，电极b通入O2，最终得到H2O2，H2在a电极发生氧化反应，则a极是负极，b极是正极。电极a是负极，发生氧化反应，A错误；该装置用于制取H2O2，电极a生成H＋，阳离子向正极移动，透过A膜，电极b生成和OH－，阴离子向负极移动，透过B膜，二者结合生成H2O2，所以A膜、B膜分别为阳离子、阴离子交换膜，B错误；电极b通入O2，发生还原反应，电极反应为：O2＋H2O＋＋OH－，C错误；由题图可知，电解质中、OH－和H＋作用生成H2O2，发生反应为：＋OH－＋2H＋===H2O2＋H2O，D正确。
9．(2025·福州质检)中科院福建物构所制备了一种新型的铋基有机复合框架电池用其作电极能大大提高放电效率，电池结构如图所示。
已知：双极膜能在直流电场的作用下，将膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并移向两极。下列说法错误的是(　　)
A．锌片为负极
B．放电时，Bi-ZMOF电极上发生的反应：CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
C．该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g锌，双极膜内将解离0.4 mol H2O
D．铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用
解析：C　放电时，锌片上Zn转化为，电极反应式为Zn－2e－＋，Zn的化合价由0升高为＋2，发生氧化反应，为负极，A正确；放电时，Bi-ZMOF电极上CO2转化为HCOOH，发生还原反应，电极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH，B正确；该电池工作时，锌片上每消耗6.5 g(0.1 mol)锌，转移0.2 mol电子，双极膜内将解离0.2 mol H2O，C错误；由题图可知，铋基有机复合框架在电池中主要起吸附CO2、催化CO2转化为HCOOH的作用，D正确。
10．(2025·六安三模)一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．连接负载时，电极A为正极
B．连接负载时，电极A的反应方程式为
C．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80 g
D．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜
解析：B　该电池为碱性多硫化物—空气液流二次电池，所以放电时通入空气的一极为正极，即电极B为正极，电极A为负极，充电时电极B为阳极，电极A为阴极。连接负载时为原电池，电极B为正极，A错误；连接负载时为原电池，电极A为负极，发生氧化反应，电极反应为 －，B正确；连接电源时为电解池，电极B反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电极A反应为，不产生NaOH，C错误；放电时，正极发生还原反应，反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正极区氢氧根离子向左侧移动，膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧移动，膜a为阳离子交换膜，D错误。
11．(2025·泰州中学一模)盐酸羟胺(NH3OHCl)是一种常见的还原剂和显像剂，其化学性质类似NH4Cl。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含Fe的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法正确的是(　　)
A．电池工作时，Pt电极是正极
B．图2中，A为H＋和e－，B为NH3OH＋
C．电池工作时，每消耗2.24 L NO(标准状况下)，左室溶液质量增加3.3 g
D．电池工作一段时间后，正、负极区溶液的pH均下降
解析：C　由图可知，Pt电极上H2→H＋，发生的是氧化反应，Pt电极作负极，电极反应式：H2－2e－===2H＋；含Fe的催化电极为正极，其电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋。Pt电极作负极，A错误；NH2OH具有类似NH3的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步反应为：NH2OH＋H＋===NH3OH＋，图2中，A为H＋，B为NH3OH＋，B错误；含Fe的催化电极的电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋可知，4个氢离子中有1个是左侧溶液中HCl提供的，3个是右侧溶液迁移过来的；标况下消耗2.24 L NO的物质的量n＝＝0.1 mol，则左室溶液增加的质量为0.1 mol NO和0.3 mol H＋的质量，即增加质量为3.3 g，C正确；负极电极反应式：H2－2e－===2H＋，生成的H＋通过质子交换膜进入正极区，负极区pH不变，正极电极反应为：NO＋3e－＋4H＋===NH3OH＋，消耗4 mol H＋时，只有3 mol H＋从负极区进入正极区，正极区H＋浓度减小，pH增大，D错误。题型十二　晶体结构与性质
1．典型晶体的结构模型
晶体 晶体结构 晶体详解
共价 晶体 金刚 石 (1)碳原子采取sp3杂化，键角均为109°28′； (2)每个C参与4条C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2
SiO2 (1)每个Si与4个O结合，形成正四面体结构，n(Si)∶n(O)＝1∶2； (2)最小环上有12个原子，即6个O和6个Si
分子 晶体 干冰 CO2分子配位数为12
离子 晶体 NaCl 型 (1)Na＋(Cl－)的配位数为6，每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Na＋(Cl－)有12个； (2)每个晶胞中含4个Na＋和 4个Cl－
CsCl 型 (1)Cs＋(Cl－)的配位数为8，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个； (2)左图为8个晶胞，每个晶胞中含1个Cs＋和1个Cl－
混合 型晶 体 石墨 (1)层内碳原子采取sp2杂化，形成平面六元环结构，层间作用力是范德华力； (2)碳原子与共价键的个数比为2∶3；每个六元环平均占有2个碳原子
2.典型晶体的主要性质
化学式 晶体类型 微粒间作用力 熔、沸点
CO2 分子晶体 分子间作用力 较低
H2O(冰) 分子晶体 分子间作用 力和氢键 较低
NaCl 离子晶体 离子键 较高
CsCl 离子晶体 离子键 较高
C(金刚石) 共价晶体 共价键 很高
SiO2 共价晶体 共价键 高
3.晶胞结构的分析与计算
(1)晶胞参数
晶胞的形状和大小可以用6个参数来表示，包括晶胞的3组棱长a、b、c和3组棱相互间的夹角α、β、γ，即晶格特征参数，简称晶胞参数。
(2)粒子配位数
①晶体中原子(或分子)的配位数
若晶体中的微粒为同种原子或同种分子，则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。常见晶胞的配位数如下：
简单立方： 配位数为6 面心立方： 配位数为12 体心立方： 配位数为8
②离子晶体的配位数：指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。
(3)典型晶胞结构分析
原子分数坐标：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系来表示晶胞内部各原子的相对位置，称为原子分数坐标。
常见晶胞 原子分 数坐标 俯视图 体对角线方 向投影
①体心立 方晶胞 A(0，0，0) B
②面心立 方晶胞 A(0，0，0) B C D
③金刚 石晶胞 A，B， C，D
(4)晶胞的相关计算
①ρ＝(ρ表示晶体密度，a表示晶胞边长，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量)。密度单位一般是g·cm-3，注意换算：1 pm＝10-10 cm、1 nm＝10-7 cm。
② 立方体晶胞中微粒间的距离关系：
1．(2025·浙江1月选考，13)某化合物Fe(NH3)2Cl2的晶胞如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.晶体类型为混合晶体
B．NH3与二价铁形成配位键
C．该化合物与水反应有难溶物生成
D．该化合物热稳定性比FeCl2高
解析：D　由题图可知，Fe(NH3)2Cl2晶体是层状结构，层内Fe2+与NH3间形成配位键，[Fe(NH3)2]2+与Cl－间形成离子键，层间NH3分子间形成分子间作用力，属于混合晶体，A正确；NH3与Fe2+通过配位键形成2+，B正确；Fe(NH3)2Cl2与水反应可以生成Fe(OH)2沉淀：Fe(NH3)2Cl2＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2NH4Cl，C正确；该化合物受热时易分解产生NH3，则热稳定性小于FeCl2，D错误。
2．(2025·湖北卷，9)SO2晶胞是长方体，边长a≠b≠c，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．一个晶胞中含有4个O原子
B．晶胞中SO2分子的取向相同
C.1号和2号S原子间的核间距为
D．每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个
解析：D　观察晶胞结构，S原子位于晶胞体心和棱心。根据均摊法，一个晶胞中S原子数为4，则O原子数为8，A项错误；从晶胞结构可以看出，SO2分子位于晶胞棱心和体心，则晶胞中SO2分子的取向有所不同，B项错误；根据长方体的几何关系，1号和2号S原子的核间距为 pm，C项错误；以晶胞体心S原子为例，因为a、b、c均不等，所以每个S原子周围与其等距且紧邻的S原子有4个，D项正确。
3．(2025·安徽卷，12)碘晶体为层状结构，层间作用为范德华力，层间距为d pm。下图给出了碘的单层结构，层内碘分子间存在“卤键”(强度与氢键相近)。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A．碘晶体是混合型晶体
B．液态碘单质中也存在“卤键”
C．127 g碘晶体中有NA个“卤键”
D．碘晶体的密度为 g·cm-3
解析：A　因为“卤键”的强度与氢键相近，所以“卤键”与氢键一样，本质上仍是分子间作用力而不是化学键，碘晶体虽然呈层状排列，但分子之间仍以分子间作用力(范德华力和“卤键”)相结合，所以碘晶体是分子晶体，A错误；类比水，在固态水和液态水分子之间都存在氢键，则液态碘单质中也存在“卤键”，B正确；层内，1个I2分子形成4个“卤键”，1个“卤键”为2个I2分子共用，由均摊法知，1个I2分子“占有”2个“卤键”，127 g碘晶体的物质的量为0.5 mol，存在的“卤键”数为NA，C正确；从相邻两层碘分子中选取晶胞进行分析，图中虚线所给结构为晶胞底面，两层间距离为晶胞的高，则晶胞体积为abd×10-30 cm3，晶胞所含碘分子数为2，晶胞质量为 g，晶体密度为 g·cm-3，D正确。
4．(2025·黑吉辽内蒙古卷，9)NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，当0.44≤x≤0.95时，其立方晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．与W最近且等距的O有6个
B．x增大时，W的平均价态升高
C．密度为 g·cm-3时，x＝0.5
D．空位数不同，吸收的可见光波长不同
解析：B　由图可知，W位于顶点，与W最近且等距的O位于棱心，共有6个，A正确；化合物呈电中性，各元素的正、负化合价的代数和为0，则W的平均化合价为＋(6－x)，故x增大时，W的平均价态降低，B错误；a pm＝a×10-10 cm，晶胞的体积为(a×10-10)3 cm3，则ρ＝ g·cm-3时，晶胞的质量为 g，NaxWO3的相对分子质量为243.5，则x＝＝0.5，C正确；可见光的波长不同，颜色不同，由题意可知NaxWO3晶体因x变化形成空位而导致颜色各异，故空位数不同，吸收可见光波长不同，D正确。
5．(2025·河北卷，11)SmCok(k>1)是一种具有优异磁性能的稀土永磁材料，在航空航天等领域中获得重要应用。SmCok的六方晶胞示意图如下，晶胞参数a＝500 pm、c＝400 pm，M、N原子的分数坐标分别为、。设NA是阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是(　　)
A．该物质的化学式为SmCo5
B．体心原子的分数坐标为
C．晶体的密度为 g·cm-3
D．原子Q到体心的距离为100 pm
解析：D 白球位于体心，晶胞中数目为1，黑球位于顶角、棱心、体内，晶胞中数目为4×＋2＝5，结合题意知，白球为Sm、黑球为Co，该物质化学式为SmCo5，A正确；体心原子位于晶胞的中心，其分数坐标为，B正确；每个晶胞中含有1个“SmCo5”，晶胞底面为菱形，晶胞体积为a2c，则晶体密度＝ g·cm-3，C正确；原子Q的分数坐标为，由体心原子向上底面作垂线，垂足为上底面面心，连接该面心与原子Q、体心与原子Q可得直角三角形：，则原子Q到体心的距离＝ pm＝50 pm，D错误。
6．(2025·云南卷，13)(Li0.45La0.85)ScO3是优良的固态电解质材料，Ce4+取代部分La3+后产生空位，可提升Li＋传导性能。取代后材料的晶胞结构示意图(O2-未画出)及其作为电解质的电池装置如下。下列说法错误的是(　　)
A.每个晶胞中O2-个数为12
B．该晶胞在yz平面的投影为
C．Ce4+取代后，该电解质的化学式为ScO3
D．若只有Li＋发生迁移，外电路转移的电子数与通过截面MNPQ的Li＋数目相等
解析：C　根据晶胞结构图可得Sc3+个数为8×＝4，而晶胞化学式可写成ScO3，说明O2-的个数是Sc3+的3倍，为12个，A项正确；该晶胞在yz平面的投影正确，B项正确；Ce4+取代后，会产生空位，且根据化合价的代数和为0可知，La3+和Ce4+个数相加不是0.85，C项错误；Li＋与e－所带的电荷数目相同，只是电性不同，原电池中内、外电路通过的电量应相等，D项正确。
限时规范训练
(建议用时：30分钟　满分：30分)
选择题：每小题3分，共30分。
1．(2025·重庆卷，8)如图是X的晶胞结构，有关说法正确的是(　　)
A．X中含有π键
B．X是混合型晶体
C．X的化学式为C3N4
D．X中C原子有一对孤电子
解析：C　C、N均以单键连接，晶胞中不含π键，A错误；晶胞内只存在共价键，不是混合型晶体，B错误；由图可知，晶胞中C原子的个数是6×＝3，N位于晶胞内部，个数为4，则晶胞化学式为C3N4，C正确；位于面心的C原子，与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连，其配位数为4，不存在孤电子对，D错误。
2．(2025·武汉一模)全无机卤化物钙钛矿因其独特的晶体结构展现出优异的光学与电学特性。某Cs-Pb-Cl钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞边长为a nm，NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是(　　)
A．图中Cs原子的配位数为6
B．该卤化物钙钛矿的化学式为CsPbCl3
C．晶体密度为 g·cm-3
D．Pb和Cl均属于p区元素
解析：C　图中Cs原子位于顶点，每个Cs原子上、下、左、右、前、后共有6个位于棱上的Cl原子，其配位数为6，A正确；该晶胞中含有Cs原子的个数为8×＝1，含Pb原子的个数为1，含Cl原子的个数为12×＝3，因此该卤化物钙钛矿的化学式为CsPbCl3，B正确；该晶体密度为 g·cm-3＝ g·cm-3，C错误；Pb是第ⅣA族元素，其价电子排布式为6s26p2，Cl是第ⅦA族元素，其价电子排布式为3s23p5，二者均属于p区元素，D正确。
3．(2025·湖南卷，7)K＋掺杂的铋酸钡具有超导性。K＋替代部分Ba2+形成Ba0.6K0.4BiO3(摩尔质量为354.8 g·mol-1)，其晶胞结构如图所示。该立方晶胞的参数为a nm，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．晶体中与铋离子最近且距离相等的O2-有6个
B．晶胞中含有的铋离子个数为8
C．第一电离能：Ba>O
D．晶体的密度为 g·cm-3
解析：A　铋离子位于顶点，与其最近且距离相等的O2-位于棱心，有6个，A正确；晶胞中含有的铋离子个数为8×＝1个，B错误；Ba是碱土金属，易失电子，第一电离能小于O，C错误；晶胞中Ba2+或K＋位于体心，个数总和为1，可视为晶胞中含有1个Ba0.6K0.4BiO3，则晶胞质量是 g，晶胞体积是(a×10-7)3 cm3，则晶体的密度为 g·cm-3，D错误。
4．(2025·驻马店三模)RuO2的晶胞结构如图(a、b为晶胞参数，晶胞中各棱边夹角均为90°)，下列说法错误的是(　　)
A．晶体中O原子的配位数为3
B．晶体中O原子构成的八面体空隙均有Ru原子填充
C．晶胞中体心与顶点之间的距离为 nm
D．晶体的密度为 g·cm-3
解析：B　晶胞中灰球的个数是8×＋1＝2，白球的个数是4×＋2＝4，则灰球代表Ru，白球代表O。以晶胞内部的O为研究对象，由结构可知，其与周围最近的3个Ru相连，则O原子的配位数为3，A正确；晶体中O原子构成的正八面体空隙均有Ru原子填充(位于体心的Ru原子)，但晶胞中由O原子围成的非正八面体未必有Ru原子填充，B错误；体心与顶点的距离为体对角线的一半，该距离为 nm，C正确；晶体质量为 g，体积为a2b×10-21 cm3，则晶体密度为ρ＝ g·cm-3＝ g·cm-3，D正确。
5．(2025·石家庄一模)Li＋替代MgO晶体中部分Mg2+的位置可以调整晶体的电学、光学或力学性能，但由于二者的离子半径和化合价不同，会导致部分O2-脱离形成“氧空位”以保证晶体的电中性。MgO晶体的晶胞结构如图所示，密度为ρ g·cm-3，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(　　)
A．晶体中与Mg2+最近且等距的O2-有6个
B．晶胞的边长为×1010 pm
C．若a处Mg2+被Li＋替代，替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875
D．若a、b处Mg2+均被Li＋替代，则会在每个晶胞的2个面心位置形成氧空位
解析：D　由图知，以体心Mg2+为例，周围有6个O2-，距离均为正方体边长的一半，A正确；1个晶胞中Mg2+个数为×12＋1＝4，O2-个数为×6＝4，晶体体积V＝ cm3，则晶胞的边长为 cm＝×1010 pm，B正确；a处Mg2+被Li＋替代后，晶胞中Mg2+个数为＝3.75，Li＋个数为0.25，总的正电荷为3.75×2＋0.25＝7.75，由于晶体呈电中性，负电荷也为7.75，则O2-个数为＝3.875，因此替代后该物质的化学式为Li0.25Mg3.75O3.875，C正确；a、b处Mg2+均被Li＋替代后，晶胞中Mg2+个数为＝2.75，Li＋个数为1.25，总的正电荷为2.75×2＋1.25＝6.75，由于晶体呈电中性，负电荷也为6.75，则O2-个数为＝3.375；假设失去2个面心O2-形成氧空位，则此时O2-个数为4－×2＝3，假设不成立，D错误。
6．(2025·陕晋宁青卷，8)一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图，晶体密度为d g·cm-3。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是(　　)
A．沿晶胞体对角线方向的投影图为
　
B．Ag和B均为sp3杂化
C．晶体中与Ag最近且距离相等的Ag有6个
D．Ag和B的最短距离为×1010 pm
解析：A　由晶胞图可知，晶胞中Ag位于体心，B位于顶点，C、N位于体对角线上，沿晶胞体对角线方向投影，体对角线上的原子投影到中心(重叠)，其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上，其他体内的C、N原子投影到对应顶点原子投影与体心的连线上，则投影图为，A错误；Ag位于体心，与周围4个N原子成键，价层电子对数为4，且与4个N原子形成正四面体，则Ag为sp3杂化；由晶胞中成键情况知，共用顶点B原子的8个晶胞中，有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键，即B原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，B正确；晶胞中Ag位于体心，晶体中Ag原子周围最近且距离相等的Ag原子在其相邻晶胞体心，该晶胞上、下、前、后、左、右各有1个相邻晶胞，故与Ag最近且距离相等的Ag有6个，C正确；B位于顶点，其个数为8×＝1，Ag、C、N均位于晶胞内，个数分别为1、4、4，故晶体化学式为AgB(CN)4，根据ρ＝知，晶胞边长＝ cm＝×1010 pm，Ag和B的最短距离是体对角线长的一半，为× ，D正确。
7．(2025·黄冈二模)水系镁离子电池正极材料的化学式可表示为MgxCuFe(CN)y，其立方晶胞结构如图1，晶胞参数为a pm，俯视时Mg2+的位置如图2。电池放电过程中，电解液中的Mg2+会不断嵌入小立方体中心，晶胞中Fe3+和Fe2+含量发生变化，当电池放电完全时，形成Mgx′CuFe(CN)y。下列说法错误的是(　　)
A．晶胞中两个Mg2+之间的距离为a pm
B．电池正极材料的化学式可表示为
C．x∶x′＝
D．Fe3+或Fe2+位于Cu2+所构成的八面体空隙
解析：B　晶胞中两个Mg2+之间的距离为体对角线的一半，即为a pm，A正确；晶胞中含有2个Mg2+；Cu2+位于棱心和体心，个数为：12×＋1＝4；Fe3+或Fe2+位于顶点和面心，个数为：8×＝4；CN－位于棱上、面上和体内，个数为12×2×＝24，所以各微粒个数比为：2∶4∶4∶24＝1∶2∶2∶12，故该晶胞的化学式可表示为MgCu2Fe2(CN)12，B错误；根据正负化合价的代数和为零可知，电池未放电时，Fe为＋3价，x＝0.5，当电池放电完全时， Fe3+完全转化为Fe2+，根据正负化合价的代数和为零可知，x′＝1，则x∶x′＝1∶2，C正确；结合晶胞的空间结构考虑，Fe3+或Fe2+位于Cu2+所构成的八面体空隙，D正确。
8．(2025·衡水一模)某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞是立方体(图1)，当部分K＋被Eu2+取代后可获得高性能激光材料(图2)。下列说法错误的是(　　)
A．图1中K＋的配位数为12
B．图1表示的晶体的密度为g·cm-3
C．图1晶胞若以Mg2+作晶胞的顶点，则F－位于晶胞的棱心
D．图2表示的化学式为KEuMg2F6
解析：D　图1中K＋周围的F－个数是K＋的配位数，故K＋的配位数为12，A正确；图1晶胞中含有1个K＋、3个F－和1个Mg2+，原子的总质量为 g＝ g，晶胞的体积为a3×10-21 cm3，晶体的密度为 g·cm-3，B正确；图1晶胞若以Mg2+作晶胞的顶点，则F－位于晶胞的棱心，C正确；图2中，根据电荷守恒分析，在垂直的棱心处的4个K＋只能被2个Eu2+取代，有两个空位，因此图2所表示物质的化学式为K2EuMg4F12，D错误。
9．(2025·六安三模)FeO晶胞结构如图1所示，通常制备条件下很难得到整比化合物，而是正离子偏少的Fe1－xO晶体，Fe1－xO晶体中存在短程有序的原子簇(Fe4O10)，称为Koch原子簇(如图2所示)。下列说法错误的是(　　)
A．FeO晶体中Fe2+的配位数为6
B．FeO晶体结构中每缺少2个Fe2+，则会形成1个Fe4O10原子簇
C．图2中体心的空缺位可以填充Fe2+
D．当Fe1－xO中x＝0.1时，晶体中Fe2+、Fe3+个数比为7∶2
解析：C　从图1可以看出，每个Fe2+周围有6个O2-，所以Fe2+的配位数为6，A正确；原子簇(Fe4O10)中的铁都是＋3价，根据晶体结构呈电中性，FeO晶体结构中每缺少2个Fe2+，则会有4个Fe2+变为Fe3+，4个Fe3+可以形成1个原子簇(Fe4O10)，B正确；图2中体心的空缺位被Fe3+包围，不适合填充阳离子(同性电荷斥力大)，C错误；当x＝0.1时，设晶体Fe0.9O中Fe2+、Fe3+个数分别为a、b，则a＋b＝0.9、2a＋3b＝2，解得a＝0.7、b＝0.2，所以Fe2+、Fe3+个数比为7∶2，D正确。
10．(2025·安徽名校段测)二氧化钛(TiO2)是常用的具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。某种TiO2的四方晶胞(晶胞棱边夹角均为90°)如图所示，已知TiO2晶胞中Ti4+位于O2-所构成的正八面体的体心。下列说法错误的是(　　)
A．基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2
B．晶胞沿z轴方向的投影为
C．晶胞中O2-的配位数为2
D．设NA为阿伏加德罗常数的值，则TiO2晶体的密度为 g·cm-3
解析：C　Ti为22号元素，基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2，A正确；由晶胞结构可知，晶胞沿z轴方向投影，顶点Ti原子投影到正方形顶点，体心Ti原子投影到正方形中心，上、下面上的O原子垂直重合，投影到正方形的一条对角线上，体内O原子投影到另一条对角线上，故晶胞沿z轴方向的投影图为，B正确；由晶胞中Ti4+位于O2-所构成的正八面体的体心知，Ti4+的配位数为6，根据配位数之比等于原子个数的反比可知，O2-的配位数为3，C错误；Ti原子位于顶点和体心，个数为8×＋1＝2，O原子位于面上和体内，个数为4×＋2＝4，晶胞中有2个TiO2，故晶体密度为 g·cm-3＝ g·cm-3，D正确。

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