题目内容
【题目】（1）Ⅰ.太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下
下列说法中，不正确的是________ (填字母序号)
a．太阳能、风能都是清洁能源
b．太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化
c．控制系统能够控制储能系统是充电还是放电
d．阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化
（2）全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为________ 。
（3）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水(除VO2+外，还含有Al3+， Fe3+)等进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下：
已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示
钒的化合价 | pH<2 | pH>11 |
+4价 | VO2+， VO(OH)+ | VO(OH)3- |
+5价 | VO2+ | VO43- |
①加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后涉及到氧化物还原反应的化学反应方程式为________。
②向碱性的滤液1(V的化合价为+4)中加入H2O2的作用是________ 。
（4）Ⅱ.氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下：
Ⅰ中加入NaOH溶液，调pH=11并鼓入大量空气，用离子方程式表示加NaOH溶液的作用是________；鼓入大量空气的目的是________。
（5）Ⅱ中加入适量NaClO溶液，控制pH在6~7，将氨氮转化为无毒物质，过程Ⅱ发生3个反应：
ⅰ.ClO-+H+=HClO
ⅱ.NH4++HClO=NH2Cl+H++H2O(NH2Cl中Cl元素为+1价)
ⅲ. ……
已知：水体中以+1价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用，被称为“余氯”。下图为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。
b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示) ________；反应ⅲ的化学方程式是________。
（6）Ⅲ中用Na2SO3溶液处理含余氯废水，要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5mg·L-1。若含余氯废水中NaClO的含量是7.45mg·L-1，则处理10m3含余氯废水，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。
【答案】d VO2++e-+2H+=VO2++H2O 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O NH4++OH-=NH3·H2O 将NH3吹出 NH2Cl 2NH2Cl+ HClO=N2+3HCl+H2O 1.31
【解析】
（1）a、太阳能、风能都属于可再生的清洁能源；
b、太阳能电池组可将太阳能转化为电能；
c、控制系统可控制储能系统为充电状态和放电状态；
d、阳光或风力充足时，储能系统可实现太阳能或风能转化为电能；
（2）放电时V2+发生氧化反应，则电极B为负极，因此电极A为正极，由VO2+发生得电子的还原反应，生成VO2+；
（3）①沉淀1为Fe(OH)2，沉淀由灰白色转化为红褐色，形成了Fe(OH)3；
②由于H2O2具有氧化性，能将滤液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-；
（4）加入NaOH溶液后，能与废水中的NH4+反应形成NH3·H2O；鼓入大量的空气可将NH3从溶液中吹出；
（5）ab段中主要发生反应ⅰ和反应ⅱ，生成NH2Cl；
bc段主要发生反应ⅲ，溶液中NH2Cl与HClO反应生成N2；
（6）根据废水中NaClO的含量及Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，计算消耗n（Na2SO3），再结合废水中达标的量进行计算。
（1）a、太阳能、风能都属于可再生的清洁能源，不符合题意，a错误；
b、太阳能电池组可将太阳能转化为电能，不符合题意，b错误；
c、控制系统可控制储能系统为充电状态和放电状态，不符合题意，c错误；
d、阳光或风力充足时，储能系统可实现太阳能或风能转化为电能，符合题意，d正确；
答案为d；
（2）放电时V2+发生氧化反应，则电极B为负极，因此电极A为正极，由VO2+发生得电子的还原反应，生成VO2+，因此电极A的电极反应式为：VO2++e-+2H+=VO2++H2O；
（3）①沉淀1为Fe(OH)2，沉淀由灰白色转化为红褐色，形成了Fe(OH)3，其反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；
②由于H2O2具有氧化性，能将滤液1中的VO(OH)3-氧化成VO43-，因此该反应的化学方程式为：2VO(OH)3-+H2O2+4OH-=2VO43-+6H2O；
（4）加入NaOH溶液后，能与废水中的NH4+反应形成NH3·H2O，该反应的离子方程式为：NH4++OH-=NH3·H2O；鼓入大量的空气后，能将溶液中溶解的NH3吹出；
（5）ab段中主要发生反应ⅰ和反应ⅱ，生成NH2Cl，因此b点溶液中氮元素的主要存在形态为NH2Cl；
bc段主要发生反应ⅲ，溶液中NH2Cl与HClO反应生成N2，结合得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为：2NH2Cl+HClO=N2+3HCl+H2O；
（6）10m3废水中NaClO的含量
，Na2SO3与NaClO反应的化学方程式为：Na2SO3+NaClO=NaCl+Na2SO4，因此反应消耗Na2SO3的物质的量也为1mol，其质量为：1mol×126g/mol=126g；设最多添加Na2SO3溶液的质量为x，则可得
，解得x=1310g=1.31kg；
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【题目】（1）以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，试判断哪些违反了泡利原理__________，哪些违反了洪特规则__________。
（2）某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是__________。
（3）将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s ②3d ③4s ④3s ⑤4p ⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是__________。
【答案】 ③ ②④⑥ 1s22s22p63s23p4 H2SO4 ①④⑥③②⑤
【解析】试题分析：（1）在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，称为泡利不相容原理；当电子排布在同一个能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道，而且自旋状态相同，称为洪特规则；(2)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据能量最低原理分析其基态原子核外电子排；（3）相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……。
解析：（1）在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，称为泡利不相容原理，所以违反泡利不相容原理的有③；当电子排布在同一个能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道，而且自旋状态相同，称为洪特规则，所以违反洪特规则的有②④⑥；(2)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，为S元素；根据能量最低原理，其基态原子核外电子排是1s22s22p63s23p4；S元素最外层有6个电子，所以最高价是+6价，最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4；（3）相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……，多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序是①④⑥③②⑤。
【题型】综合题
【结束】
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【题目】四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下。
信息①:原子半径大小:A>B>C>D
信息②:四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质:
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是地球上最常见的物质之一,常温为液态,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分 | 无色,无味且易燃,是21世纪的主要能源 | 弱酸,有强氧化性,可以用于消毒杀菌 |
请根据上述信息回答下列问题。
（1）甲、乙、丙中含有的共同元素是 (填名称)。
（2）B元素在周期表中的位置为 。
（3）上述元素的原子M层有一个未成对p电子的是 (填元素符号)。
（4）丙的电子式为 ,丙与SO2水溶液可发生氧化还原反应,生成两种强酸,化学反应方程式为 。
