【文档说明】四川省遂宁市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题 含解析.docx,共(24)页,1.704 MB,由小赞的店铺上传
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遂宁市高中2023届第四学期期末教学水平监测化学试题注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上。并检查条形码粘贴是否正确。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,非选择题用0.5毫米
黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。3.考试结束后,将答题卡收回。可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16S-32Na-23Al-27Fe-56C1-35.5第I卷(选择题,满
分42分)一、选择题(本题包括12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)1.2022年北京冬奥会是冰雪盛会,更是科技盛会,下列关于冬奥会中的化学知识说法错误的是A.火炬“飞扬”以环保的氢气为燃料,在出火口格栅喷涂含金
属元素物质增强焰色B.速滑馆采用CO2做制冷剂跨临界直冷制冰,较传统的氟利昂制冰更环保C.冬奥会礼服内置电致石墨烯发热材料保暖,石墨烯具有优良的电学性能D.轻质高强度的碳纤维有舵雪橇中的碳纤维是一种有机高分
子材料【答案】D【解析】【详解】A.焰色实验可以发出不同颜色的光,喷涂含金属元素物质目的是利用焰色反应让火焰可视,故A正确;B.氟利昂制冰会对臭氧层有破坏作用,而二氧化碳直冷制冰,比传统的氟利昂制冰更
环保,故B正确;C.石墨是良好的导体,由于石墨烯独特的结构,在石墨烯薄膜上施加较低的电压即可产生较高的热量,所以石墨烯具有优良的电学性能,故C正确;D.碳纤维是碳单质,是一种无机材料,故D错误。综上所述,
答案D。2.最近《科学》杂志评出10大科技突破,其中“火星上找到水的影子”名列第一、下列关于水的说法中正确的是A.水的电离过程需要通电为B.加入电解质一定会破坏水的电离平衡C.pH=7的水一定呈中性D.升高温度,纯水的pH值变小【答案】D
【解析】【详解】A.水的电离不需要通电,故A错误;B.不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡,故B错误;C.在100°C时,纯水的pH=6,呈中性,该温度下pH=7时溶液呈碱性,温度未知,不能根据pH大小判断溶液酸
碱性,故C错误;D.升高温度,纯水的电离度增大,c(H+)增大,pH值变小,故D正确;故选D。3.家中应常备防治感冒药物,布洛芬片是常用止疼退烧药之一,其结构简式如图,有关布洛芬片下列说法正确的是A.分子式为C13H20O2B.与乙酸互为同系物C.能与金属钠反应D.能发生取代反应,不
能发生加成反应【答案】C【解析】【详解】A.分子式为C13H18O2,A错误;B.该分子含苯环,而乙酸中不含苯环,故与乙酸不是同系物,B错误;C.该分子含羧基,能与金属钠反应,C正确;D.苯环和烷基上均可发生取代反应,苯环可以发生加成反应,D错误;故选C。4.下列化学用语表达正确的是A.CCl4的
比例模型:B.Na2O2的电子式:C.硝基苯的结构简式:D.氯仿的分子式:CHCl3【答案】D【解析】【详解】A.Cl原子半径大于碳原子半径,不是CCl4的比例模型,可能为甲烷的比例模型,故A错误;B.过氧化钠中氧和氧是共用一对电子,因此Na2O2的电
子式:,故B错误;C.硝基苯的结构简式:或,故C错误;D.氯仿的分子式:CHCl3,故D正确;综上所述,答案为D。5.下列生产、生活等实际应用,不能用勒夏特列原理解释的是A.实验室中配制FeCl3溶液时,向其中加入少量浓盐酸B.工业合成氨选择高温和催化剂铁触媒C.Mg(OH)2
沉淀可溶解于NH4Cl溶液中D.热的纯碱溶液去油污效果好【答案】B【解析】【详解】A.铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子,加少量浓盐酸可使氢离子浓度增加,水解平衡逆向移动,A不符合题意;B.工业合成氨为放热反应,高温是为了增大化学反应速率,但使合成氨的反应逆向移动,
催化剂不会影响产物的产率,B符合题意;C.氢氧化镁沉淀在溶液中存在沉淀溶解平衡,铵根离子水解生成氢离子,与沉淀溶解产生的氢氧根反应使沉淀溶解平衡正向移动,C不符合题意;D.热的纯碱溶液中碳酸根的水解程度大,即升温
促进碳酸根水解平衡正向移动,D不符合题意;故选B6.下列各反应的离子方程式书写正确的是A.用铜作电极电解AgNO3溶液:4Ag++2H2O电解4Ag+O2↑+4H+B.NaHSO3的水解:HSO3−+H2OH3
O++SO23−C.向AgCl悬浊液中通入H2S气体:2AgCl(s)+S2−(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)D.同浓度同体积的NH4HSO3溶液与NaOH溶液混合:HSO3−+OH-=SO23−+H2O【答案】D【解析
】【详解】A.用铜作电极电解AgNO3溶液,阳极是铜失去电子,阴极是银离子得到电子:2Ag++Cu电解2Ag+Cu2+,故A错误;B.NaHSO3的水解,应该生成亚硫酸和氢氧根:HSO3−+H2OOH-+H2SO3,故B错误;C.向AgCl悬浊液中通入H2S气体,H2S是气体,不能拆:2
AgCl(s)+H2S(aq)Ag2S(s)+2H+(aq)+2Cl-(aq),故C错误;D.同浓度同体积的NH4HSO3溶液与NaOH溶液混合,亚硫酸氢根和氢氧根反应:HSO3−+OH-=SO23−+H2O,故D正确。综上所述,
答案为D。7.下列电化学装置完全正确的是A.图甲粗铜精炼B.图乙铜锌原电池C.图丙防止铁被腐蚀D.图丁铁件镀银。【答案】C【解析】【详解】A.图甲粗铜精炼,粗铜应该作阳极,纯铜作阴极,故A错误;B.图乙铜锌原电池,锌电极下面应该是硫酸锌溶液,铜电极下面应该
是硫酸铜溶液,故B错误;C.图丙防止铁被腐蚀,该方法是外加电流的阴极保护法,要保护的金属作电解池的阴极,故C正确;D.图丁铁件镀银,镀件(Fe)作阴极,镀层金属(Ag)做阳极,故D错误。综上所述,答案为C。8.下列有关叙
述正确的是A.用待测液润洗滴定用的锥形瓶B.25℃时,pH均为11的Na2CO3溶液和NaOH溶液,则由水电离的OH-离子浓度之比为108:1C.下列4种pH相同溶液①CH3COONa②C6H5ONa③NaHCO3④
NaOH中c(Na+)的大小顺序是①>②>③>④(注:酸性C6H5OH弱于H2CO3)D.用碱式滴定管准确移取KMnO4溶液,体积为21.50mL【答案】B【解析】【详解】A.用待测液不能润洗滴定用的锥形瓶,故A错误;B.25℃时,pH均为11的Na2CO3溶液和NaOH溶液,
溶液中c(H+)=1.0×10−11mol∙L−1,c(OH-)=1.0×10−3mol∙L−1,则Na2CO3溶液是促进水的电子,则由水电离的OH-离子浓度等于溶液中OH-离子浓度即c(OH-)=1.0×10−3mol∙L−1
,NaOH溶液是抑制水电离,则由水电离的OH-离子浓度等于溶液中的氢离子浓度即c(OH-)=1.0×10−11mol∙L−1,则两者由水电离的OH-离子浓度之比为108:1,故B正确;C.下列4种pH相同溶液①CH3COONa,②C6H5ONa,③NaHCO3,④NaOH,前三者是促进
水的电离,NaOH是抑制水的电离,pH相同时,NaOH物质的量浓度最小,根据酸的强弱顺序CH3COOH>H2CO3>C6H5OH,根据对应酸越弱,水解程度越大,pH相同,说明物质的量浓度越小,则c(Na+)越小,因此四者溶液中c(Na+)的大
小顺序是①>③>②>④,故C错误;D.移取KMnO4溶液具有强氧化性,应该用酸式滴定管移取,故D错误。综上所述,答案为B。9.设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述正确的是A.5.6g铁粉与硝酸反应失去的
电子数可能为0.25NAB.4.6gC2H6O中含极性键数目一定为0.7NAC.25℃时,1LpH=12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.02NAD.0.1mol∙L−1NH4NO3溶液中通入适量氨气呈中性,此时溶液中NH4+数目为NA【答案】A【解析
】【详解】A.5.6g铁粉(物质的量为0.1mol)与硝酸反应,可能变为铁离子,失去0.3mol电子,也可能变为亚铁离子,失去0.2mol电子,还可能变为铁离子和亚铁离子的混合,则失去电子介于0.2mol电子和0.3mol电子之间,因此5.6g铁粉(物质的量为0.1m
ol)与硝酸反应失去的电子数可能为0.25NA,故A正确;B.4.6gC2H6O(物质的量为0.1mol),若是CH3CH2OH,则含极性键数目为0.7NA,若是CH3OCH3,则含极性键数目为0.8NA,故B错误;C.25℃时,1LpH=
12的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.01NA,与化学式中氢氧根个数无关,故C错误;D.0.1mol∙L−1NH4NO3溶液中通入适量氨气呈中性,由于溶液体积未知,无法计算此时溶液中NH4+数目,故D错误。综上所述,答案为A。10.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存
的是A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cr3+B.中性溶液中:Cl-、NO3−、Fe3+、Al3+C.1.0mol·L-1的NaAlO2溶液中:SO24−、HCO3−、K+、Cu2+D.水电离的c(H+)=1×10−1
1mol·L−1的溶液中:K+、Na+、SO24−、NO3−【答案】D【解析】【详解】A.Fe3+是棕黄色,Cr3+是紫色,故A错误;B.Cl-、NO3−、Fe3+、Al3+,由于铁离子、铝离子水解,溶液显酸性,故B错误;C.2AlO−和HCO3−反应生成氢氧化铝沉
淀和碳酸根,故C错误;D.水电离的c(H+)=1×10−11mol·L−1的溶液中,可能是酸溶液,也可能是碱溶液,K+、Na+、SO24−、NO3−都能大量共存,故D正确。综上所述,答案为D。11.下列说法正确的是A.分子式为
C4H8BrCl的有机物共有12种(不含立体异构)B.分子式为C4H7ClO2,可与NaHCO3产生CO2的有机物可能结构有3种C.四苯基甲烷()分子中所有原子可能共平面D.甲苯完全氢化后的环烷烃的一氯代物有4种【答案】A【解析】【
详解】A.分子式为C4H8BrCl的有机物可以看作是C4H10的两个H分别被Cl、Br取代,若C4H10是CH3CH2CH2CH3,则其取代产物有8种,若C4H10是(CH3)2CHCH3,则其取代产物有4种,共计12种,A正确;B.
分子式为C4H7ClO2,可与NaHCO3产生CO2的有机物含有羧基,该有机物可以看作是C4H8O2中烷基上的H被Cl取代,若C4H8O2是CH3CH2CH2COOH,烷基上的一氯取代产物有3种,若C4
H8O2是(CH3)2CHCOOH,烷基上的一氯取代产物有2种,共计5种,B错误;C.四苯基甲烷()可看作是CH4中H完全被-C6H5取代,CH4分子中所有原子不共面,故分子中所有原子不可能共面,C错误;D.甲苯完全氢化后的环烷烃为,其一氯取代产物有5种,D错误;故选A。12.下列实验方案中,能达
到实验目的的是选项实验目的实验方案A比较CH3COOH和HClO的酸性用pH试纸测定同浓度的两溶液的pH值B检验Fe(NO3)2晶体是否变质将样品溶于稀硫酸,滴入几滴KSCN溶液C除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入过量饱和Na2CO3溶液洗涤后分液D除去乙烯中少量的二氧化硫将混合气体通过足量酸性
KMnO4溶液洗气A.AB.BC.CD.D【答案】C【解析】【详解】A.HClO具有漂白性,不能用pH试纸测定pH值,故A错误;B.Fe(NO3)2晶体样品溶于稀硫酸,氢离子、硝酸根、亚铁离子会发生氧化还原反应而变为铁离子,滴入几滴KSCN溶液变红,不能检验Fe(NO3)2晶体是否变质,故
B错误;C.除去乙酸乙酯中的少量乙酸,加入过量饱和Na2CO3溶液,饱和碳酸钠和乙酸反应,溶液分层后分液,故C正确;D.乙烯、二氧化硫都要与酸性高锰酸钾溶液反应,因此不能用酸性高锰酸钾溶液除去乙烯中少量的二氧化硫,而应该将
混合气体通入到氢氧化钠溶液中,故D错误。综上所述,答案为C。二、选择题(本题包括6小题,每小题3分,共18分。每小题只有一个选项符合题意)13.分子TCCA(如图所示)是一种高效的消毒漂白剂。W、X、Y、Z是分属
两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素,Y核外最外层电子数是电子层数的3倍。下列叙述正确的是A.分子所有原子均满足8电子稳定结构B.原子半径大小顺序:X<Y<ZC.氧化物的水化物酸性:Z>X>WD.简单气态氢化物的热稳定性:W>X>Y【答案】A【解析】【分析】Y核外最外层电子数是电
子层数的3倍,则Y为氧元素,W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素,W形成4个共价键,则W为碳元素,X为氮元素,Z形成1个键,为氯元素,以此解答。【详解】A.根据结构式,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,故A正
确;B.氮原子半径大于氧原子半径,故B错误;C.氧化物的水化物没有明确最高价,不能进行比较,故C错误;D.非金属性越强,对应氢化物越稳定,简单气态氢化物的热稳定性:W(CH4)<X(NH3)<Y(H2O),故D错误;答案选A。14.25℃时
,下列有关叙述正确的是A.饱和氯水中滴加NaOH至溶液呈中性:c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO)B.若HA的Ka=1.7×10-5,BOH的Kb=1.7×10-5,则HA溶液中的c(H+)与BOH中的c(OH-)相等C.向10mLpH=12的NaOH溶液中滴加pH
=2的HA溶液至中性:则混合液体积V(总)≥20mLD.在pH=8的NaB溶液中:c(Na+)-c(B-)=9.9×10-8mol/L【答案】A【解析】【详解】A.溶液呈中性,故存在电荷守恒:()()()+-+--c
Na=cClO+c(H)+c(OH+cCl),即()()()+--cNa=cClO+cCl,氯水中:+-22Cl+HOH+Cl+HClO,+-HClOH+ClO,存在物料守恒:--c(Cl)=c(ClO)+c(HClO),整理可得c(Na+)=2c(ClO-)+c(
HClO),A正确;B.起始酸和碱溶液的浓度未知,B错误;C.若HA为强酸,与碱反应溶液呈中性时需要酸溶液的体积为10mL;若HA为弱酸,则酸的浓度相对与相同pH值的强酸来说很大,故与碱反应溶液呈中性时需要酸溶液的体积小于10
mL,C错误;D.在pH=8的NaB溶液中存在电荷守恒:()()+--+cNa=+c(H)B+c(OHc),()()-+--+-6-87cNa-cB=c(OH)-c(H)=10mol/L-10mol/L=9.910mol/L,D错误;故选A。15.双极膜在电渗析中应用广泛,它是
由阳离子交换膜和阴离子交换膜复合而成。双极膜内层为水层,工作时水层中的H2О解离成H+和OH-,并分别通过离子交换膜向两侧发生迁移。下图为NaBr溶液的电渗析装置示意图。下列说法正确的是A.出口2的产物为HBr溶
液B.出口5的产物为硫酸溶液C.Br-可从盐室最终进入阳极液中D.阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑【答案】D【解析】【详解】A.电解时,溶液中的阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,溶液中的Na+向阴极移
动,与双极膜提供的氢氧根离子结合,出口2的产物为NaOH溶液,A错误;B.电解时,溶液中的阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,溶液中的Br-向阳极移动,与双极膜提供的氢离子结合,故出口4的产物为HBr溶液,钠离子不能通过双极膜,故出口5不是
硫酸,B错误;C.结合选项B,Br-不会从盐室最终进入阳极液中,C错误;D.电解池阴极处,发生的反应是物质得到电子被还原,发生还原反应,水解离成H+和OH−,则在阴极处发生的反应为2H++2e-=H2↑,D正确;答案选D。1
6.某甲烷燃料电池的构造如图所示,a、b为电极,C、D为选择性离子交换膜,只允许一种离子通过。下列说法正确的是A.b是电池负极B.电流由b沿导线流向a,再由a通过电解质溶液流回bC.出口Y中KOH的质量分数小于ω%D.a电极的电极反应式为:CH
4−8e-+8OH-=CO2+6H2O【答案】B【解析】【分析】某甲烷燃料电池的构造如图所示,根据图中分析甲烷是还原剂,因此a为原电池负极,氧气为氧化剂,因此b为原电池正极。【详解】A.根据前面分析b是电池正极,a是电池负极,故A错误;B.电流由正极经导线流向负极即电流由b沿导线
流向a,再由a通过电解质溶液流回b,故B正确;C.KOH溶液中的钾离子穿过D膜向b移动,氧气变为氢氧根离子,因此出口Y中KOH的质量分数大于ω%,故C错误;D.a电极上甲烷变为碳酸根,其电极反应式为:CH4−8e-+10OH-=23CO−+7H2O,故D错误。综上所述,答案为
B。17.“从二氧化碳到淀粉的人工合成”入选2021年度“中国生命科学十大进展”。实验室实现由CO2到淀粉的合成路线如图,下列说法正确的是A.标准状况下,11.2LCO2中含有共用电子对数目为3NAB.反应②的原子利用率为100%C.淀粉的分子式为(C6H10O5)n,与纤维素
互为同分异构体D.“人工合成淀粉”有助于“双碳”达标和缓解粮食危机【答案】D【解析】【分析】二氧化碳在催化剂作用下与氢气反应生成甲醇,甲醇催化氧化得到甲醛,在酒化酶的作用下得到HOCH2COCH2OH,HOCH2COCH2OH可经过一系列
反应得到淀粉。【详解】A.CO2中碳原子与氧原子之间共用2对电子,共4对,标准状况下,11.2LCO2的物质的量为0.5mol,故共用电子对数目为:2NA,A错误;B.甲醇催化氧化得到甲醛和水,原子利用率不是100%,B
错误;C.淀粉的分子式为(C6H10O5)n,与纤维素的分子量不同,两者不是同分异构体,C错误;D.“人工合成淀粉”将二氧化碳转化成淀粉,有助于“双碳”达标和缓解粮食危机,D正确;故选D。18.25℃时,在20mL0.1m
ol·L-1一元弱酸HA溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液中1g[c(A-)/c(HA)]与pH关系如图所示。下列说法正确的是A.A点对应溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)B.25℃时,HA酸的电离常数为1.
0×10-5.3C.B点对应的NaOH溶液体积为10mLD.对C点溶液加热(不考虑挥发),则c(A-)/[c(HA)c(OH-)]一定增大【答案】B【解析】【分析】A.A点对应溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),结合电荷关系判断;B.pH=5.3时,()lg()cAcHA
−=0,即c(A-)=c(HA),结合HA酸的电离常数Ka的表达式进行计算;C.在20mLHA溶液中加入10mLNaOH溶液,得到等浓度的HA和NaA混合溶液,根据题意判断出电离程度与水解程度的大小关系,再分析作答;D.()()()cAcHAcOH−−=()()()()()cAcHcHAcOH
cH−+−+=awKK=h1K,Kh为A-的水解常数,据此分析判断。【详解】A.A点对应溶液显酸性,即c(H+)>c(OH-),溶液中电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),所以离子浓度关系为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),A项错误;
B.pH=5.3时,()lg()cAcHA−=0,即c(A-)=c(HA),HA酸的电离常数Ka=c()()()AcHcHA−+=c(H+)=10-pH=10-5.3,B项正确;C.由于Ka=10-5.3>145.31010−−=
waKK=Kh,所以20mLHA溶液中加入10mLNaOH溶液,得到等浓度的HA和NaA混合溶液,混合溶液以电离为主,使c(A-)>c(HA),即()lg()cAcHA−>0,故B点对应的NaOH溶液的体积小于10mL,C项错误;D.A-的水解常
数Kh随温度升高而增大,所以()()()cAcHAcOH−−=()()()()()cAcHcHAcOHcH−+−+=awKK=h1K,随温度升高而减小,D项错误;答案选B。第II卷(非选择题,满分58分)三、必做题(注意:19、20、21三个题为每位考生必做
题)19.I.如图为电化学原理在防止金属腐蚀方面的应用。(1)图1中为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择____(填字母)A.碳棒B.锌板C.铜板(2)图2中,钢闸门C作____极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的
电极反应式为____,检测该电极反应产物的方法是____。II.已知:Ksp[Fe(OH)2]=8×10−16,Ksp[Fe(OH)3]=1×10−38,Ksp[Zn(OH)2]=4×10−17,Ksp
(AgCl)=2×10−10,Ksp[Ag2CrO4(砖红色)]=2×10−12。回答下列问题:(3)向等物质的量浓度的Zn2+、Fe3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先产生的沉淀是____(填化学式)。常温下,若使0.4mol∙L−1的ZnCl2溶液中的Zn2+开始
沉淀,应加入NaOH溶液调整溶液的pH为____。(4)要除去ZnCl2酸性溶液中混有的少量Fe2+,应先向混合溶液中加入适量____溶液,再加入____(填下列选项序号)调节溶液的pH,最后过滤。A.NH3·H2O
B.Na2CO3C.ZnOD.ZnCO3(5)分析化学中,测定含氯的中性溶液中Cl-的含量,以K2CrO4作指示剂,用AgNO3溶液滴定。滴定终点的现象是____,当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度为1.0×10−6mol
∙L−1)时,此时溶液中c(CrO24−)=____mol·L−1。【答案】(1)B(2)①.阴②.2Cl-−2e-=Cl2↑③.将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近
溶液滴加淀粉−KI溶液,溶液变蓝)(3)①.Fe(OH)3②.6(4)①.双氧水或氯气或氧气②.CD(5)①.生成砖红色沉淀②.5×10−5【解析】【小问1详解】图1中为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,该方法牺
牲阳极的阴极保护法,即材料B是更活泼的金属,因此用锌板;故答案为:B。小问2详解】图2是外加电流的阴极保护法,让保护的金属作电解池的阴极即钢闸门C作阴极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,D上是溶液中的氯离子失去电子变
为氯气即D上的电极反应式为2Cl-−2e-=Cl2↑,检测氯气主要利用氯气的还原性,其方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉−KI溶液,溶液变蓝);故答案为:阴;2Cl-−2e-=Cl2↑
;将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉−KI溶液,溶液变蓝)。【小问3详解】假设Zn2+、Fe3+物质的量浓度都为1mol∙L−1,则沉淀Fe3+需要的氢氧根物质的量浓度为3331338(OH)molL(FeFe(OH)110)spccK−−+
−==,沉淀Zn2+需要的氢氧根物质的量浓度为17212(OH)molL(ZZn(OH)410n)spccK−−+−==,前者所需的氢氧根物质的量浓度小,因此向等物质的量浓度的Zn2+、Fe3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先达到需要氢氧根物质的量浓度最小的即最
先产生的沉淀是Fe(OH)3。常温下,若使0.4mol∙L−1的ZnCl2溶液中的Zn2+开始沉淀,172182(OH)1molL(ZnZn(OH)41.01)004spccK−−+−−===,146w81110(H)110(OH)1molL10Kcc−+−−−−===
,pH=6,因此应加入NaOH溶液调整溶液的pH为6;故答【案为:Fe(OH)3;6。【小问4详解】要除去ZnCl2酸性溶液中混有的少量Fe2+,由于Ksp[Fe(OH)2]=8×10−16,Ksp[Zn(OH)2]=4×10
−17,两者的溶度积常数相差不大,很难很开,因此要先将亚铁离子氧化为铁离子,因此应先向混合溶液中加入适量双氧水或氯气或氧气溶液,由于铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子,为了不引入新的杂质,因此加入要保留的离子对应的难溶物,但这个难溶物要与氢离子反应,因此再加入氧
化锌、锌、碳酸锌、氢氧化锌等来调节溶液的pH,最后过滤;故答案为:双氧水或氯气或氧气;CD。【小问5详解】分析化学中,测定含氯的中性溶液中Cl-的含量,以K2CrO4作指示剂,用AgNO3溶液滴定根据题意氯化银是白色,A
g2CrO4是砖红色沉淀,因此滴定终点的现象是生成砖红色沉淀,当溶液中Cl-恰好完全沉淀(浓度为1.0×10−6mol∙L−1)时,106sp(Ag)(Cl(AgCl)2101.01)0(Ag)Kccc+−+−−===,则41210(Ag)molLc+−−=,12242sp24
4422AgCrO210CrO210()(Ag)()()()CrOcccK+−−−−===,解得1254CrO510()molLc−−−=,此时溶液中c(CrO24−)=5×10−5mol·L−1;故答案为:生成砖红色沉淀;5×10−5。20.2022年4月16日,中国空间站的3名
航天员乘神舟十三号载人飞船平安返回地球。空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步:I.第一步:固态胺吸收与浓缩CO2(1)在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反
应是放热反应),再解吸出CO2的简单方法是____。第二步:CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下:i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ∙mol−1ii
.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H2=−246kJ∙mol−1(2)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=____kJ∙mol−1。(3)有利于提高甲烷平衡产率的反应条件是____(写一种)。(4)科学家研究在催化剂表面
上CO2与H2的反应,前三步历程如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用“•”标注,Ts表示过渡态。下列说法中一定正确的是____(填字母)。A.前三步的总能量变化为ΔH=−2.1eVB.该转化反应的速率取决于Ts1的能垒C.•HOCO转化为•CO和•OH的反应△H<0D.改用高效催化剂能提高反
应物的平衡转化率第三步:CO2甲烷化生成的H2O电解再生氧气(5)电解时阳极产生O2的电极反应式为____。II.神舟十三号载人飞船的电源系统共有3种,分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。(6)飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板将太阳能转化为电能,除供给飞船使用外,多余部分用镉镍蓄电池储存
起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2,充电时,阳极的电极反应式为____;当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池开始为飞船供电,此时负极附近溶液的碱性____(填“增大
”、“减小”或“不变”)。(7)紧急状况下,应急电池会自动启动,工作原理为Zn+Ag2O+H2O放电充电2Ag+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为____。【答案】(1)加热(2)−205(3)增大压强或降低温度(4)BC(5)2H2O−4e-=O2↑+4H+(或4OH-−4e-=O2↑
+2H2O)(6)①Ni(OH)2−e-+OH-=NiOOH+H2O②.减小(7)Zn−2e-+2OH-=Zn(OH)2【解析】【小问1详解】酸式碳酸盐在加热条件下发生分解反应生成二氧化碳,因此再解吸出CO2的简单方法是加热;故答案为:加热。.
【小问2详解】将两个方程式相加得到反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=−205kJ∙mol−1。小问3详解】该反应是放热体积减小的反应,有利于提高甲烷平衡产率,则应该正向移动,其反应条件是增大压强或降低温度;故答案为:增大压强或降低温度。【小问4详解】A.根据图
中信息前三步的总能量变化为ΔH=−2.05eV,故A错误;B.由于反应过程中Ts1的能垒最大,因此该转化反应的速率取决于Ts1的能垒,故B正确;C.根据图中信息•HOCO转化为•CO和•OH的反应是放热反应即△H<0,故C正确;D.改
用高效催化剂能提高反应物的反应速率,但不能改变平衡转化率,故D错误;综上所述,答案为:BC。【小问5详解】电解时阳极产生O2是水中氢氧根失去电子变为氧气,其电极反应式为2H2O−4e-=O2↑+4H+(或4OH-−4e-
=O2↑+2H2O);故答案为:2H2O−4e-=O2↑+4H+(或4OH-−4e-=O2↑+2H2O)。【小问6详解】根据工作原理Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2,Cd化合价升高,失去电子变为Cd(OH)2,作原电池的负极
,NiOOH化合价降低,得到电子变为Ni(OH)2,作原电池的正极,因此充电时,阳极的电极反应式为Ni(OH)2−e-+OH-=NiOOH+H2O;当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池开始为飞船供电,此时负极电极反应
式为Cd+2OH-=Cd(OH)2,则负极附近溶液的碱性减小;故答案为:Ni(OH)2−e-+OH-=NiOOH+H2O;减小。【小问7详解】根据工作原理为Zn+Ag2O+H2O放电充电2Ag+Zn(OH)2分析,Zn失去电子变为Zn(OH)2,作原电池负极,其负极的电极反应式
为Zn−2e-+2OH-=Zn(OH)2;故答案为:Zn−2e-+2OH-=Zn(OH)2。21.磺酰氯(SO2Cl2)可用于制造锂电池正极活性物质。实验室可利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2,装置如图(部分夹持装置已省略)。【已知:①SO2(g)
+Cl2(g)=SO2Cl2(1)△H=-97.3kJ/mol;②SO2Cl2熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,常温较稳定,遇水剧烈水解,100℃以上易分解。回答下列问题:(1)仪器A的名称是____,装置丙中橡胶管的作用是____
。(2)装置丙中发生反应的离子方程式为____,上述仪器的正确连接顺序是e→→→→→g,h←←←f(填仪器接口字母编号,仪器可重复使用)。____(3)仪器F的作用是____。(4)装置丁中三颈烧瓶需置于冷水浴
中,其原因是____。(5)SO2Cl2遇水剧烈水解化学方程式为____。(6)某实验小组利用该装置消耗氯气1120mL(标准状况下,SO2足量),最后得到纯净的磺酰氯5.4g,则磺酰氯的产率为____。【答案】(1)①.蒸馏烧瓶②.平衡气压,使液体顺利滴下(2)①.2MnO4−
+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O②.←c→d→a→b,b←a(3)吸收SO2、Cl2,防止污染空气;同时防止水蒸气进入装置中使黄酰氯水解(4)因为制备SO2Cl2的反应为放热反应,SO2Cl2的沸点低,温度过高易气化且易分解(5)SO2Cl2+2H2O=H2
SO4+2HCl(6)80%【解析】【分析】本实验利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2,丙装置制备氯气,饱和食盐水可除去氯气中的HCl,甲中浓硫酸干燥氯气;戊装置制备SO2,甲装置干燥二氧化硫,干燥后的两种气体通入丁中制备产物,球形冷凝管可冷凝产物
,F中为碱石灰,吸收氯气和二氧化硫,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置中使黄酰氯水解。【小问1详解】仪器A的名称为蒸馏烧瓶;装置丙中橡胶管的作用是平衡气压,使液体顺利滴下;【小问2详解】丙中高锰酸钾和浓盐酸反应得到氯气,离子方程式为:2
MnO4−+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;根据分析,丙制备氯气,乙吸收氯气中HCl,甲干燥氯气,戊制备二氧化硫,氯气和二氧化硫进入丁中制备产物,故装置连接顺序为:e→c→d→a→b→g,h←b←a←f;【小问3详解】根据分析,仪器F的作用是:吸收SO2、Cl2,防止污
染空气;同时防止水蒸气进入装置中使黄酰氯水解;【小问4详解】SO2Cl2沸点为69.1℃,装置丁中三颈烧瓶需置于冷水浴中,其原因是:因为制备SO2Cl2的反应为放热反应,SO2Cl2的沸点低,温度过高易气化且易分解;【小问5详解】SO2Cl2遇水剧烈水解,化学方程
式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;【小问6详解】标况下1120mL氯气的物质的量为:0.05mol,根据方程式,理论上生成SO2Cl2的物质的量也为0.05mol,故产率为:5.4g100%80%0.05mol135g/mol=。四、选做题(
每位考生从所给的两题中任选一题做答。两题都答,选第一题计入总分)22.氮元素与氢元素能形成多种化合物,在工业、农业和国防等方面用途非常广泛,例如:氨气、肼(N2H4)、叠氮酸(HN3)……等,请回答下列问题:(1)N位于周期表中____区,基态N原子的价电子排布式为____。(2)N2H
4分子的电子式为____,其中N采取____杂化。(3)叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可部分电离出H+和N3−。请写出一种与N3−互为等电子体的分子的化学式____;叠氮化物易与过渡金属元素形成配合物,如:[Fe(N3)(NH3)5]SO4,在该配合物中Fe的配位数为____,SO24−
的立体构型为____。(4)已知Zn2+能与氨分子形成配离子[Zn(NH3)4]2+,1mol该离子含有σ键的数目为____。(5)氮与铝形成的某种晶体的晶胞如图所示。①该晶体的化学式为____。②已知该晶体的密度为dg·cm−3,N和Al的半径分别为apm和bpm
,阿伏加德罗常数值为NA。用含a、b、d和NA的式子表示该晶体中原子的空间利用率____(用含a、b、d和NA的式子表示)。【答案】(1)①.p②.2s22p3(2)①.②.sp3(3)①.N2O、CO2等②.6③.正四面体形(4)
16NA(5)①.AlN②.3330A4πd(a+b)10100%123N−【解析】【小问1详解】N原子序数为7,其电子排布式为1s22s22p3,最后一个电子填充在p轨道,因此N位于周期表中p区,基态N原子的价电子排布式
为2s22p3;故答案为:p;2s22p3。【小问2详解】氮最外层5个电子,达到稳定需要3个电子,则需形成3对共用电子,每个氮和两个氢形成2对共用电子,氮和氮形成一对共用电子,因此N2H4分子的电子式为,N价层电子对数为4,因此N
采取sp3杂化;故答案为:;sp3。【小问3详解】根据价电子N=C-=O+分析,与N3−互为等电子体的分子的化学式N2O或CO2;[Fe(N3)(NH3)5]SO4,在该配合物中Fe与1个N3−、5个NH
3配位,因此该配合物中Fe的配位数为6,硫酸根中中心原子价层电子对数为4+0=4,则SO24−的立体构型为正四面体形;故答案为:N2O、CO2等;6;正四面体形。【小问4详解】一个配位键σ键为1个,1个氨气有3个σ键,Zn2+能与氨分子形成配离子
[Zn(NH3)4]2+,因此1mol该离子含有σ键的数目为16NA;故答案为:16NA。【小问5详解】①该晶体中有4个N,Al的个数为1186482+=,因此该晶胞的化学式为AlN;故答案为:AlN。②已知该晶体的密度为dg·c
m−3,则113A3A41gmol4molm164===cmρdgcmdNN−−−V,N和Al的半径分别为apm和bpm,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶体中原子的空间利用率1031033330A3A44π(a10)4π(b10)
44πd(a+b)33100%10100%164123cmdNN−−−+=;故答案为:3330A4πd(a+b)10100%123N−。23.化合物M是从植物的提取物中分离出来的苯并色烯类天然产物,它对利什曼原虫和克氏锥虫有显著的抑制作用。图为化合物M的合成路线:已
知:RCOOR′DIBAL-H⎯⎯⎯⎯→RCH2OH请回答下列问题:(1)B中所含官能团的名称为_______;F的化学名称为_______。(2)D→E的化学方程式为_______。(3)G的结构简式为_______。(4)H→I的
反应条件为_______。(5)J+E→K的反应类型为_______。(6)满足下列条件的G的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。①能够与FeCl3溶液发生显色反应;②不含有甲基;③能够发生银镜反应。其中苯环
上一氯取代物只有2种的同分异构体的结构简式为_______。【答案】(1)①.羟基、醚键②.对甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸(2)+CH3OH浓硫酸Δ+H2O(3)(4)光照(5)取代反应(6)①.23②.【解析】【分析】根据流程图结合C的结构简式可知,A与甲醇在酸性条件下发生取代反应生成B,B
为,结合D的分子式和E的结构可知,D为;结合J的结构简式,F在铁作催化剂时与溴发生苯环上的取代反应生成G,G为,G与甲醇发生转化反应生成H,H为;根据题示信息,结合J的结构简式逆推得到I为,据此分析解答。
【小问1详解】B为,其中所含官能团为醚键和羟基;F()的名称为对甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸,故答案为:羟基、醚键;对甲基苯甲酸或4-甲基苯甲酸;【小问2详解】D与甲醇发生酯化反应生成E,反应的化学方程式为+CH3OH浓
硫酸Δ+H2O,故答案为:+CH3OH浓硫酸Δ+H2O;【小问3详解】根据上述分析,G的结构简式为,故答案为:;【小问4详解】结合H和I的分子式和J的结构简式可知,H→I发生了苯环侧链的取代反应,反应条件为光照,故答案为:光照;【小问5详解】J+E→K是J一个溴原子与
E的酚羟基上的氢原子结合生成了HBr和K,属于取代反应;K2CO3可以消耗反应过程中生成的HBr,促进反应向正方向进行,故答案为:取代反应;消耗反应过程中生成的HBr,促进反应向正方向进行;【小问6详解】G为,①能够与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②
不含有甲基;③能够发生银镜反应,说明含有醛基。满足条件的G的同分异构体可以分为三种情况:①苯环上含有羟基、醛基和-CH2Br,②苯环上含有羟基和-CHBrCHO,③苯环上含有羟基、溴原子和-CH2CHO;其中①和③各有10种同分异构体,②有3种同分异构体,共23种满足条件的同分异构
体,其中苯环上一氯取代物只有2种的同分异构体的结构简式为,故答案为:23;。