2021年新高考化学适应性考试模拟卷（山东专用）（三）（解析版）

2021 年山东新高考适用性考试模拟卷（三） 化学 （考试时间：90 分钟试卷满分：100 分） 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 一、选择题：本题共 10 个小题，每小题 2 分，共 20 分。每小题只有一项是符合题目要求。 1．化学与科技、社会、生产、生活密切相关，下列有关说法不正确的是（ ） A．用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素 B．第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构体 C．维生素 C 又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的 Fe3+转变为易吸收的 Fe2+，这说明维生 素 C 具有还原性 D．2018 年 10 月 23 日，港珠澳大桥开通，大桥共用钢铁 42 万吨，水泥 189 万吨， 其中钢铁属于合金，水泥属 于传统无机非金属材料。 【答案】B 【解析】A. 青蒿素不溶于水易溶于有机溶剂，故可用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素，A 正确； B. “碳纳米泡沫”是一种碳单质，与石墨烯互为同素异形体，B 不正确； C. Fe3+转变为 Fe2+，则铁离子发生还原反应，维生素 C 在该转化过程中充当还原剂、维生素 C 具有还原性，C 正确； D. 钢铁是含铁、碳等成分的合金，水泥是硅酸盐材料、属于传统无机非金属材料，D 正确； 2．NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（　　） A．0.1mol H2 和 0.1mol I2 在密闭容器中充分反应后的分子总数为 0.2NA B．常温常压下，6.2g P4 中所含 P﹣P 键数目为 0.2NA C．标准状况下，2.24L D2 中所含中子数目为 0.4NA D．常温下，0.1mol/L Na2CO3 溶液中阴离子总数大于 0.1NA 【答案】A 【解析】A．氢气和碘蒸气反应为气体物质的量不变的反应，0.1 molH2 和 0.1mol I2 于密闭容器中充分反应后， 其分子总数为 0.2NA，选项 A 正确； B. 常温常压下，6.2g P4 的物质的量是 0.05mol，由于白磷是正四面体结构，含有 6 个 P－P 键，因此其中所含 P—P 键数目为 0.3NA，选项 B 错误； C. 标准状况下，2.24L D2 中所含中子数目为 0.2NA，选项 C 错误； D．没有给定溶液的体积，无法计算离子的数目，选项 D 错误； 3．已知氧化性: Br2> Fe3+，向含溶质 a mol FeBr2 的溶液中通入 b mol Cl2，充分反应。下列说法不正确的是（ ） 2.24 222.4 / A L NL mol × × =A．离子的还原性强弱：Fe2+>Br- >Cl- B．当 a=2b 时，发生的离子反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- C．当 a=b 时，反应后的离子浓度： c（Fe2+）：c（Br-）：c（Cl-）=1：2：2 D．当 3a=2b 时，发生的离子反应：2Fe2++4Br-+3Cl2 =2Fe3++2Br2+ 6Cl- 【答案】C 【解析】A．氧化性越强，相应离子的还原性越弱，故离子的还原性强弱：Fe2+>Br- >Cl-，故 A 正确； B．amol Fe2+消耗 0.5amolCl2，当 a≥2b 时，只有 Fe2+被氯气氧化，反应离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-， 故 B 正确； C．当a=b时，由2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-可知，amolFe2+消耗0.5amolCl2，生成amolFe3+、amolCl−，由2Br−+Cl2=2Cl−+Br2 可知，0.5amolCl2，消耗 amolBr−，又生成 amolCl−，溶液中剩余 Br−为 amol，反应后的离子浓度：c(Fe3+) ∶ c(Br−)∶c(Cl−)= a∶a∶2a=1∶1∶2，故 C 错误； D．amolFe2+消耗 0.5amolCl2，2amolBr−消耗 amolCl2，当 3a≤2b 时，Fe2+、Br−完全被氧化，发生的离子反应： 2Fe2++4Br-+3Cl2 =2Fe3++2Br2+ 6Cl-，故 D 正确； 4．从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　) A．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色 B．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌 C．含 I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应 D．碘水加入 CCl4 得到 I2 的 CCl4 溶液，该操作为“萃取” 【答案】B 【解析】A、碘单质遇到淀粉变蓝是碘单质的特性，A 正确； B、固体灼烧应在坩埚中进行，溶液蒸发在蒸发皿中进行，B 错误； C、碘离子被过氧化氢在酸性溶液中氧化为碘单质，发生氧化反应，C 正确； D、碘单质在水中的溶解度不大，易溶于四氯化碳等有机溶剂，可以用四氯化碳萃取碘水中的碘单质，D 正确。 5．下列关于有机化合物的说法正确的是（　　） A． 的名称为 2﹣甲基﹣1﹣丙醇 B．氯乙烯和聚乙烯均能发生加成反应 C．C3H2Cl6 有 4 种同分异构体 D．C2H4 和 C4H8 一定是同系物 【答案】C 【解析】A. 是饱和一元醇，其名称为 2－丁醇，A 错误； B. 乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，所以聚乙烯不能发生加成反应，B 错误；C. C3H2Cl6 与 C3H6Cl2 的同分异构体种类相同，有 4 种同分异构体，C 正确； D. C2H4 和 C4H8 的结构不一定相似，不一定是同系物，D 错误，答案选 C。 6．下列实验操作能达到实验目的的是（ ） 选项 实验目的 实验操作 A 检验补铁剂硫酸亚铁片是否被氧化 将 K3[Fe（CN）6]溶液滴入硫酸亚 铁片的水溶液 B 验证 SO2 的漂白性 将 SO2 通入溴水 C 检验洁厕剂的主要成分是盐酸 向待测液中滴加硝酸银溶液 D 制备少量的 NH3 将浓氨水滴加到碱石灰上 【答案】D 【解析】A. K3[Fe(CN)6]溶液用于检验亚铁离子而不是铁离子，检验铁离子应选用 KSCN 溶液，A 错误； B. 漂白性是使有机色素褪色，验证 SO2 的漂白性，应选用品红溶液，二氧化硫使溴水褪色是因为发生氧化还原 反应、SO2 体现的不是漂白性而是还原性，B 错误； C. 检验氯离子时，向待测液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，C 错误； D. 浓氨水与碱石灰的混合制氨气，其原理为：氨水中中加入固体碱石灰时，c(OH-)增大，一水合氨的平衡逆向 移动，浓度增大，NH3·H2O 发生分解反应产生氨气、同时固体溶解放热也促进了 NH3·H2O 的分解、温度升高又 降低了氨气在水中的溶解度，D 正确； 7．下列关于化学键的说法正确的是（ ） A．气体分子中一定含有 σ 键，可能含有 π 键 B．分子中所含 σ 键的强度可能比 π 键弱 C．非极性分子中一定含有非极性共价键 D．CO2 溶于水和碘的升华过程均破坏共价键 【答案】B 【解析】A．稀有气体中不存在化学键，A 错误； B．如 N2 分子中存在的 N≡N 键能比 3 个 N-N 键能大，也比一个 N-N 和一个 N=N 键能加起来要大，说明 N≡N 中的 π 键比 σ 键强，所以分子中所含 σ 键的强度可能比 π 键弱，B 正确； C．甲烷是非极性分子，但只含有极性共价键，所以非极性分子中不一定含有非极性共价键，C 错误； D．CO2 溶于水会生成碳酸，破坏了共价键，碘的升华过程是物质状态的改变，没有破坏化学键，D 错误； 8．已知有 A、B、C、D、E 五种短周期元素，其原子序数依次增大，A 与 B 形成的共价化合物的水溶液呈碱性，C 元素原子的最外层电子数是最内层电子数的 ，D 是同周期中单核离子半径最小的元素，E 元素的最高正价 与最低负价的代数和为 6.下列叙述中错误的是（ ） A．B 元素的简单气态氢化物与 E 的氢化物化合，生成物的水溶液呈酸性 B．B、C、E 最高价氧化物对应的水化物溶液均能与 D 元素的氧化物反应 C．元素 B、E 分别与元素 A 构成的含有 18 个电子的分子中均含有非极性共价键 D．最高价氧化物对应水化物的碱性:C>D 【答案】C 【解析】A、B、C、D、E 五种短周期元素，其原子序数依次增大，A 与 B 形成的共价化合物的水溶液呈碱性， 则 A 为 H 元素，B 为 N 元素；C 元素原子的最外层电子数是最内层电子数的 1/2 倍，则 C 为 Na 元素；E 元素的 最高正价与最低负价的代数和为 6，E 为 Cl 元素，D 是同周期中单核离子半径最小的元素，则 D 为 Al 元素。 A.氨气与氯化氢化合，生成氯化铵，氯化铵属于强酸弱碱盐，水溶液呈酸性，故 A 正确； B. N、Na、Cl 最高价氧化物对应的水化物溶液为强酸或强碱，均能与氧化铝反应，故 B 正确； C. 元素 N、Cl 分别与元素 H 构成的含有 18 个电子的分子分别为肼和氯化氢，氯化氢中不存在非极性共价键， 故 C 错误； D. 元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性:氢氧化钠>氢氧化铝，故 D 正确； 9．利用微生物中的芽孢杆菌来处理宇航员排出的粪便，同时能得到电能。氨气与氧气分别通入燃料电池两极， 最终生成常见的无毒物质，示意图如图所示。下列说法错误的是（ ） A．H+ 从 a 电极移向 b 电极 B．负极区发生的反应是 2NH3 – 6e- = N2 +6H+ C．当标准状况下 2.24LO2 被还原，则 a 向 b 电极转移 0.4mol 电子 D．工作一段时间后电解质溶液的 pH 值不变 【答案】D 【解析】A．原电池中阳离子向正极移动，因此 H+ 从 a 电极移向 b 电极，故 A 正确； B．负极上氨气失去电子发生氧化反应生成氮气，负极的反应式为 2NH3 – 6e- = N2 +6H+，故 B 正确； C．标准状况下 2.24LO2 的物质的量为 0.1mol，还原生成-2 价的 O，则 a 向 b 电极转移 0.4mol 电子，故 C 正确； D．该电池的总反应是氨气与氧气生成氮气和水，溶液中氢离子浓度减小，pH 值增大，故 D 错误； 10．某温度下，氢氟酸与丙酸的 Ka 值分别为 6.8×10-4 和 1.34×10-5。将物质的量浓度和体积均相同的两种酸溶液 分别加水稀释，其 pH 随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是（ ） 1 2A．曲线Ⅰ代表丙酸溶液 B．溶液中水的电离程度：a＞b C．从 b 点到 c 点，溶液中 保持不变(HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子) D．取体积相同的 b、d 两点溶液分别与 NaOH 恰好中和，d 点消耗的 NaOH 多 【答案】C 【解析】由题中信息可知，HF 的 Ka=6.8×10-4，丙酸的 Ka=1.34×10-5，电离平衡常数越大，酸的酸性越强，电离 平衡常数：HF＞丙酸，则酸性 HF＞丙酸，物质的量浓度和体积均相同的两种酸溶液，HF 中 H+浓度要大一些， PH 值要低一些； A．根据上述分析，由题中图示，曲线 I 开始 pH 小，代表 HF 溶液，曲线 II 代表丙酸溶液，故 A 错误； B．酸抑制水电离，溶液的 pH 越大，溶液中 c(H+)越小，其抑制水电离程度越小，c(H+)：a＞b，则水电离程度：a ＜b，故 B 错误； C．从 b 点到 c 点，温度不变水解平衡常数不变，Kh= 不变，故 C 正确； D．b 点为丙酸曲线上的点，CH3CH2COOH CH3CH2COO-+H+，Ka= = 则 c(CH3CH2COOH)= ，d 点为 HF 曲线上的点，HF H++F-，Ka= ，则 c(HF)= ，因为 b、d 两点 pH 相等，c(H+)相等，则可推出 c(CH3CH2COOH)＞c(HF)，相同体积时，丙酸的物质的量比氢氟酸大，完全中和时消耗同浓度的 NaOH 体积大， 即 b 点消耗的 NaOH 多，故 D 错误； 二、选择题：本题共 5 个小题，每小题 4 分，共 20 分。每小题有一个或者俩个选项是符合题目要求。全部选对 得四分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 11．下列实验装置能达到相应实验目的的是（ ） ( ) ( ) ( ) c c c A HA OH − − ⋅ ( ) ( ) ( ) c c c A HA OH − − ⋅ ( ) ( ) ( ) 3 2 3 2 c c H c CH CH COO CH CH COOH − +⋅ ( ) ( ) 2 3 2 c H c CH CH COOH + ( ) ( )2 2 5 c H c H 1.34 10Ka + + −= × ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2c H c F c H c cHF HF + − +⋅ = ( ) ( )2 2 4 c H c H 6.8 10Ka + + −= ×A．装置①用于验证反应是否有 CO2 生成 B．装置②用于用标准 NaOH 溶液测定盐酸浓度 C．装置③用于制备少量含 NaClO 的消毒液 D．装置④用于比较铜、铁活泼性强弱 【答案】D 【解析】A．木炭与浓硫酸加热反应可生成二氧化硫，二氧化硫也可与澄清石灰水反应使澄清石灰水变浑浊，故 A 错误； B．有活塞的滴定管为酸式滴定管，NaOH 标准液应装在碱式滴定管中，故 B 错误； C．上端与电源正极相连为阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上生成氢气和 NaOH，上端生成的氯气无法 接触到 NaOH，无法制备消毒液，故 C 错误； D．图示装置为原电池装置，根据电流表可判断形成的原电池的正负极，若 Fe 为负极，Cu 为正极，可说明铁比 铜活泼，故 D 正确； 12．现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解 NaB(OH)4 溶液可制备 H3BO3，其工作原理如图。下列叙述错误的是(　　) A．M 室发生的电极反应式:2H2O-4e-=O2↑+4H+ B．N 室：ac(NH4＋) >c(H＋) > c(OH－) 【答案】A D 【解析】A．二元弱酸酸式盐 NaHA 溶液中存在物料守恒，应为 c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)，故 A 正确； B．25℃，pH=12 的氨水和 pH=2 的盐酸溶液等体积混合，氨水为弱碱，则混合液中氨水过量，溶液显示碱性， 则 c(OH-)＞c(H+)，根据电荷守恒可得：c(NH4+)＞c(Cl-)，正确的离子浓度关系为：c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(OH-)＞ c(H+)，故 B 错误； C．将 pH=5 的醋酸溶液稀释后，恢复至原温度，溶液中氢离子浓度减小，则溶液的 pH 增大，由于温度不变， 则水的离子积 Kw 不变，故 C 错误； D．向 NH4HSO4 溶液中加入等物质的量的 NaOH 形成的溶液，反应后溶液的溶质为硫酸钠和硫酸铵，由于 NH4+ 水解，溶液呈酸性，则有 c(Na+)=c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)，故 D 正确； 14．下列含铜物质说法正确的是（ ） A．甲图是 CuO 的晶胞示意图 ，乙图是 Cu2O 的晶胞示意图 B．已知 Cu2O 和 Cu2S 晶体结构相似，则 Cu2O 比 Cu2S 的熔点低 C．晶体铜原子的堆积方式如图丙所示，为面心立方最密堆积，配位数为 12 D．铜在氧气中加热生成 CuO , CuO 热稳定性比 Cu2O 强 【答案】 C【解析】A.由甲图晶胞可知，晶胞中氧原子的个数为 8× +1=2，铜原子的个数为 4，化学式为 Cu2O；由乙图的 晶胞结构可知，晶胞中氧原子的个数为 8× +6× =4，铜原子的个数为 4，化学式为 CuO，故 A 错误； B. Cu2O 和 Cu2S 都是离子晶体，氧离子的离子半径小于硫离子的半径，则 Cu2O 中的离子键强于 Cu2S，Cu2O 比 Cu2S 的熔点高，故 B 错误； C.由图可知晶体铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，Cu 原子的配位数为 12，故 C 正确； D.CuO 中 Cu2+离子的价电子排布式为 3d9，Cu2O 中 Cu2+离子的价电子排布式为 3d10，3d10 为全充满的稳定状态， 比 3d9 稳定，则 CuO 热稳定性比 Cu2O 弱，故 D 错误； 15．在 2L 密闭容器中进行反应 C (s)+ H2O(g) CO(g)+ H2(g) △H > 0，测得 c(H2O)随反应时间（t）的变化 如图。下列判断正确的是（ ） A．其他条件不变，适当增加 C(s)质量会使平衡正向移动 B．10 min 时，改变的外界条件不可能是减小 H2 的浓度 C．恒温下，缩小容器体积，平衡后 CO 浓度增大 D．10 ~ 12 min 时段反应的平衡常数逐渐增大 【答案】B C 【解析】A．C 为固体，增加质量不会影响反应速率，平衡不发生移动，A 错误； B．由图可知，10min 时 H2O 的浓度继续减小，反应向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，所以是升高 温度，B 正确； C．恒温下，缩小体积增大压强，反应随向逆反应方向移动，但由于体积减小 CO 浓度依旧较原来增大，C 正确； D．10~12min 为平衡移动的过程，这段过程中无平衡常数，只有浓度商，D 错误； 三、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。 16．高氯酸铵 为白色晶体，分解时产生大量气体，是复合火箭推进剂的重要成分。 高氯酸铵中氯元素的化合价为_____________。 高氯酸铵在高温条件下分解会产生 H 和三种单质气体，请写出该分解反应的化学方程式 ____________________________。 1 8 1 8 1 2 ( )4 4NH ClO ( )1 ( )2 ( )2O g某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。该小组连接好装置后，依次检查装置的气密性、 装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移入盛满水的试管 E、通入气体产物。 已知：焦 性没食子酸溶液用于吸收氧气 装置 A、B、C、D 中盛放的药品可以依次为__________ 选填序号：Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ 。 Ⅰ 碱石灰、湿润的淀粉 KI 试纸、氢氧化钠溶液、Cu Ⅱ 无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、Cu Ⅲ 无水硫酸铜、湿润的淀粉 KI 试纸、饱和食盐水、Cu 装置 E 收集到的气体可能是_____________ 填化学式 。 经查阅资料，该小组利用反应 NaClO4(aq)+NH4Cl(aq) NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室制取 ，该 反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。 从混合溶液中获得较多粗 NH ClO 晶体的实验操作依次为________、_________和过滤、洗涤、干燥。 研究小组分析认为，若用氨气和浓盐酸代替 NH Cl，则上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是 _______________________________。 研究小组通过甲醛法测定所得产品 NH ClO 的质量分数。 已知：NH ClO 的相对分子质量为 ； NH ClO 与甲醛反应的离子方程式为 ， N H N 实验步骤： 步骤Ⅰ 称取 样品。 步骤Ⅱ 将样品溶解后，完全转移到 250mL 容量瓶中，定容，充分摇匀。 ( )3 ( ) ① ( ) . . . ② ( ) ( )4 90℃ = 4 4NH ClO ① 4 4 ② 4 ( )5 4 4 [ 4 4 117.5 4 4 ( )4 2 4 264NH 6HCHO CH N H 3H 6H O+ + ++ = + + ( )2 6CH 4 + ( )2 6CH 4 H ++ 6K 7 10 ]−= × . 7.05g .步骤Ⅲ 移取 样品溶液于 250mL 锥形瓶中，加入 的中性甲醛溶液 过量 ，摇匀、静置 5min 后，加入 滴酚酞试液，用 NaOH 标准溶液滴定至终点。记录数据。重复 滴定 操作 2 次。 标准液应盛放在上图装置_________ 填“Ⅰ”或“Ⅱ” 中，判断达到滴定终点的现象是__________。 滴定结果如下表所示： 标准溶液的体积 滴定次数 滴定前刻度 滴定后刻度 1 2 3 则所用标准溶液的体积为___________mL，若 NaOH 标准溶液的浓度为 ，则该产品中 的质量分数为_____________。 【答案】（1） （2） （3） Ⅱ （4） 蒸发浓缩 冷却结晶 氨气与浓盐酸反应放出热量 （5） Ⅱ 当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且 30s 内不褪去 【解析】 铵根显 价，氧元素显 价，设氯元素的化合价是 x，根据在化合物中正负化合价代数和为零， 可得： ，则 价，故答案为： ； 高氯酸铵在高温条件下分解会产生 H2O（g）和三种单质气体，结合元素守恒，三种单质气体为 N2、Cl2 和 O2，反应的化学方程式为： ，故答案为： ； . 25.00mL 20mL20％ ( ) 1 2～ ( ) ① ( ) ② /mL /mL 0.20 24.30 1.00 24.90 0.20 21.20 10.1000mol·L− 4 4NH ClO 7+ ( )Δ 4 4 2 2 2 22NH ClO N Cl 2O 4H O g= ↑ + ↑ + ↑ + 2N ① ② ① ② 24.00 40％ ( )1 1+ 2− ( ) ( )1 x 2 4 0+ + + − × = x 7= + 7+ ( )2 ( )Δ 4 4 2 2 2 22NH ClO N Cl 2O 4H O g= ↑ + ↑ + ↑ + ( )Δ 4 4 2 2 2 22NH ClO N Cl 2O 4H O g= ↑ + ↑ + ↑ +先利用无水硫酸铜检验水蒸气，然后用湿润的红色布条检验氯气，氢氧化钠溶液吸收氯气，浓硫酸进行 干燥，D 中为铜，用于检验氧气的存在，焦性没食子酸溶液用于吸收氧气，故答案为：Ⅱ； 装置 E 收集到的气体可能是 ，故答案为： ； 由图可知， 的溶解度受温度影响很大，NaCl 的溶解度受温度影响不大， 、 的 溶解度受温度影响也很大，但相同温度下，它们溶解度远大于 ，故从混合溶液中获得较多 晶体的实验操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶； 因氨气与浓盐酸反应放出热量，反应需要温度较低，所以氯化铵用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界 供热就能进行，故答案为：氨气与浓盐酸反应放出热量； 标准液应盛放在碱式滴定管中，即盛放在 II 中；因为使用酚酞作指示剂，当加入最后一滴标准液， 锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且 30s 内不褪去，达到滴定终点，故答案为：Ⅱ；当加入最后一滴标准液，锥 形瓶内溶液由无色变成粉红色，且 30s 内不褪去； 三次实验所耗 NaOH 溶液的体积依次为 24.30mL-0.20mL=24.10mL、24.90mL-1.00mL=23.90mL、 21.20mL-0.20mL=21.00mL，第 3 组实验数据误差较大，应舍去，则所用标准溶液的体积为 (24.10mL+23.90mL)÷2=24.00mL，根据所给反应得出关系式 ，该产品中 的质量分 数为 ，故答案为： ； 。 17．磷酸铁(FePO4)常用作电极材料、陶瓷及制药等。以硫铁矿(主要成分是 FeS2，含少量 Al2O3、SiO2 和 Fe3O4) 为原料制备磷酸铁的流程如下： 已知几种金属离子沉淀的 pH 如表所示： 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀的 pH 2.3 7.5 4.0 完全沉淀的 pH 4.1 9.7 5.2 请回答下列问题： (1)“酸浸”需要适当加热，但温度不宜过高，其原因是_____________。灼烧滤渣 3 得到固体的主要成分是 __________________(写出化学式)。 ( )3 ① ② 2N 2N ( )4 ① 4 4NH ClO 4NH Cl 4NaClO 4 4NH ClO 4 4NH ClO ② ( )5 NaOH① ② 4 4NaOH NH ClO～ 4 4NH ClO 3 250mL0.1000mol / L 24.00 10 L 117.5g / mol25.00mL 100 407.05g −× × × × × =％ ％ 24.00 40％(2)用 FeS 还原 Fe3＋的目的是_______________________。加入 FeO 的作用是____________(用离子方程式表示)。 (3)试剂 R 宜选择___________(填字母)。 A．高锰酸钾 B．稀硝酸 C．双氧水 D．次氯酸钠 (4)检验“氧化”之后溶液是否含 Fe2＋的操作是______________________。 (5)纯净磷酸铁呈白色，而实际制备的磷酸铁产品略带棕黄色，可能是产品混有_________(填化学式)杂质。 (6)常温下，Ksp(FePO4)＝1.3×10－22，“沉铁”中为了使 c(Fe3＋)≤1×10－5 mol·L－1，c(PO43－)最小为__________mol·L －1。 【答案】（1）避免 Fe3＋水解生成 Fe(OH)3，损失铁元素 Al2O3 （2） 避免在除去 Al3＋时 Fe3＋一并沉淀 Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O（或 2Al3＋＋3FeO＋3H2O=2Al(OH)3＋3Fe2＋） （3） C （4）取少量待测液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)，若产生蓝色沉淀(或酸性高锰酸钾 溶液褪色)，则该溶液中含有 Fe2＋ （5） Fe(OH)3 （6） 1.3×10－17 【解析】 (1) 硫铁矿中含有物质是 FeS2、Al2O3、SiO2、Fe3O4，焙烧时 FeS2 转化成 Fe2O3，Fe2O3 为碱性氧化物， Al2O3 为两性氧化物，SiO2 为酸性氧化物，能与稀硫酸反应的是 Fe2O3、Al2O3、Fe3O4，SiO2 不与硫酸反应，滤 渣 1 为 SiO2，滤液中阳离子是 Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等，Fe3＋能发生水解，水解是吸热反应，升高温度，促进 Fe3＋ 水解生成 Fe(OH)3，造成铁元素的损失；依据表格中的数据以及流程，让 Al 元素以 Al(OH)3 形式沉淀除去时，Fe3 ＋必先沉淀，因此加入 FeS 将 Fe3＋还原成 Fe2＋，然后加入 FeO 调节 pH，让 Al 元素以 Al(OH)3 形式沉淀出来， 即滤渣 3 为 Al(OH)3，灼烧氢氧化铝得到 Al2O3； 答案：避免 Fe3＋水解生成 Fe(OH)3，损失铁元素；Al2O3； (2) 依据表格中的数据以及流程，让 Al 元素以 Al(OH)3 形式沉淀除去时，Fe3＋必先沉淀，因此用 FeS 还原 Fe3＋ 的目的是避免在除去 Al3＋时 Fe3＋一并沉淀；加入 FeO 的目的是调节 pH，让 Al3＋以 Al(OH)3 形式沉淀而除去，Al3 ＋发生水解：Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O，促使平衡向正反应方向进行，得到氢 氧化铝沉淀； 答案：避免在除去 Al3＋时 Fe3＋一并沉淀；Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O（或 2Al3＋＋ 3FeO＋3H2O=2Al(OH)3＋3Fe2＋）； (3)A. KMnO4 溶液作氧化剂，容易引入 Mn2＋、K＋，故 A 不适宜； B. 稀硝酸作氧化剂，得到 NO，NO 有毒，污染环境，且容易引入 NO3－新杂质，故 B 不适宜； C. 双氧水作氧化剂，还原产物是 H2O，不引入杂质，对环境无影响，故 C 适宜； D. 次氯酸钠作氧化剂，引入新杂质 Cl－、Na＋，故 D 不适宜；答案：C； (4)检验 Fe2＋：取少量待测液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)，若产生蓝色沉淀(或酸性 高锰酸钾溶液褪色)，则该溶液中含有 Fe2＋； 答案：取少量待测液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)，若产生蓝色沉淀(或酸性高锰酸 钾溶液褪色)，则该溶液中含有 Fe2＋； (5)如果碱性较强，铁离子会转化成氢氧化铁并混入产品； 答案：Fe(OH)3； (6)根据溶度积进行计算，c(PO43－)= =1.3×10－17mol·L－1； 答案：1.3×10－17mol·L－1。 18．在一定条件下，将 5.0mol SO2 和 4.0mol O2 充入容积为 2L 的密闭容器中，发生反应 2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） < 0，测得部分数据如下表。 t/min 0 1 2 3 4 5 n（SO2）/mol 5.0 3.0 2.0 1.4 1.0 1.0 n（SO3）/mol 0.0 2.0 3.0 3.6 4.0 4.0 （1）工业生产中此反应 O2 需过量，目的是：______。SO2 的平衡转化率为_____。 （2）实验条件下该反应的平衡常数 K1＝____（填数值）。若在同样条件下，把方程式改写为 SO3（g） SO2 （g）＋ O2（g），则该反应的平衡常数 K2＝____（用含 K1 的式子表示）。 （3）其他条件不变，若平衡后移走一半平衡混合气，再次达平衡时 SO3 的物质的量浓度是________ a 1.0mol/L b 2.0mol/L c 小于 1.0mol/L d 大于 1.0mol/L，小于 2.0mol/L （4）在同样条件下，若将 5molSO3 充入 2L 密闭容器中，还需同时充入__molO2，才能达到上述表格所示的相同 的平衡状态。 【答案】（1）增加廉价原料 O2 的浓度，提高 SO2 的转化率 80% （2）16 （或 ） （3） c （4）1.5 【解析】 (1)增大一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率增大，故工业生产中此反应 O2 需过量，目的是增 加廉价原料 O2 的浓度，提高 SO2 的转化率，根据表中可知，平衡时 SO2 的物质的量为 1mol，故 SO2 的平衡转化 22 4 3+ 5 sp(FePO ) 1.3 10 c(Fe ) 1 10 K − − ×= ×  H∆ 1 2 1 1 K 1-2 1K率为 ，故答案为：增加廉价原料 O2 的浓度，提高 SO2 的 转化率；80%； (2)根据三段式计算： 故实验条件下该反应的平衡常数 K1＝ ，根据平衡常数表达式可知，若在同样条件下，把方程式改写为 SO3(g) SO2(g)＋ O2(g)，则该反应的平衡常数 K2＝ （或 ），故答案为：16； （或 ）； (3)其他条件不变即温度和容器体积不变，若平衡后移走一半平衡混合气，假设平衡不移动，则再次达平衡时 SO3 的物质的量浓度是 1.0mol/L，但实际上减小气体的物质的量，容器压强减小，该反应的正反应为气体体积减小的 方向，故减小压强，平衡逆向移动，故 SO3 的浓度要小于 1.0mol/L，故答案为：c； (4)根据等效平衡达到的途径，即将物质转化为一边，根据反应方程式可知，将 5molSO3 全部转化为 5molSO2 和 2.5molO2，故还需同时充入 4-2.5=1.5molO2，故答案为：1.5。 19．在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低 Al2O3 熔点的作用。冰晶石的生产原理为 2Al(OH)3＋ 12HF＋3Na2CO3=2Al＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空： （1）冰晶石的化学式为____________， 含有离子键、____________等化学键。 （2）生成物中含有 10 个电子的分子是________(写分子式)，该分子的空间构型_______，中心原子的杂化方式 为___________________。 （3）反应物中电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图： _______________。 （4）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，●位于大立方体的顶点和面心，○位于大立方体的 12 条棱的中点和 8 个小立方体的体心，那么大立方体的体心处所代表的微粒是__________(填微粒符号)。 （5）Al 单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如 图丁所示： 若已知 Al 的原子半径为 d，NA 代表阿伏加德罗常数，Al 的相对原子质量为 M，则一个晶胞中 Al 原子的数目为 ___________个； Al 晶体的密度为________(用字母表示)。 【答案】（1）Na3AlF6 共价键、配位键 5mol-1mol×100%= ×100%=80%5mol α 2 转化量（SO）=起始量 2 2 32SO g O g 2SO g mol/L 2.5 2 0 mol/L 2.0 1.0 2.0 mol/L 0.5 1.0 2.0 （ ）＋ （ ） （ ） 起始浓度( ) 转化浓度( ) 平衡浓度( ) 2 2 3 2 2 2 2 (SO ) 2= =16(SO ) (O ) 0.5 ×1 c c c  1 2 1 1 K 1-2 1K 1 1 K 1-2 1K（2） H2O V 形 sp3 （3） F （4）Na＋ （5） 4 【解析】 (1)冰晶石的成分是 Na3AlF6，该物质中 Na+和 AlF6-之间存在离子键，Al 原子和 F 原子之间存在配位键 和共价键，故答案为 Na3AlF6；共价键和配位键； (2)H2O 中含有 10 个电子，水分子中含有 2 个共价单键和 2 个孤电子对，所以其空间构型为 V 形，O 原子采用杂 化，故答案为 H2O；V 形；sp3； (3)元素的非金属性越强，其电负性越强，所以电负性最强的是 F 元素；F 原子核外最外层上 s、p 能级，s、p 能 级上电子分别是 2、5，其最外层轨道表示式为 ，故答案为 F； ； (4)●的个数=8× +6× =4，○个数=12× +8+1=12，要使两种离子的个数之比为 1：3，则大立方体的体心处所 代表的微粒是 Na+，故答案为 Na+； (5)该晶胞中 Al 原子个数=8× +6× =4，该晶胞棱长= =2 d，所以晶胞的体积=(2 d)3，ρ= = = ，故答案为 4； 。 20．高血脂是一种常见的心血管疾病，治疗高血脂的新药Ⅰ的合成路线如下： 已知：①RCHO+CH3CHO RCH=CHCHO ② RCHO ③ 回答下列问题： (1)A 的化学名称为_________； 1 8 1 2 1 4 1 8 1 2 2(4 ) 2 d 2 2 m V 3 4 2 2 A M N d × （ ） 34 2 A M d N 34 2 A M d N(2)B 的结构简式为________；G 中所含官能团的名称是________； (3)①的反应类型是________；写出反应②的化学方程式_________； (4)化合物 W 的相对分子质量比化合物 C 大 14，且满足下列条件的 W 的结构有____种，其中核磁共振氢谱显示 有 5 种不同化学环境的氢，峰面积之比为 2∶2∶2∶1∶1 的 W 的结构简式为_____。 ①遇 FeCl3 溶液显紫色 ②属于芳香族化合物 ③能发生银镜反应 (5)设计用甲苯、 、乙醛为原料制备 的合成路线，其他无机试剂任选______。 【答案】（1）苯甲醇 （2） 羟基、醛基 （3）取代反应 +3 +3H2O （4） 13 （5） 【解析】 (1)A 为 ，名称为苯甲醇，故答案为：苯甲醇； (2) B 为 ，G 为 ，含有的官能团为羟基和醛基，故答案为： ；羟基 和醛基； (3)反应①为甲苯中甲基上的取代反应，反应②为 C 与 H 发生酯化反应生成 I，反应的化学方程式为 +3 +3H2O，故答案为：取代反应； +3 +3H2O；(4)C 为 ，化合物 W 的相对分子质量比化合物 C 大 14，说明比 C 多一个-CH2 原子团，且满足下列 条件：①遇 FeCl3 溶液显紫色，说明含有酚羟基；②属于芳香族化合物，说明含有苯环；③能发生银镜反应，说 明含有醛基，根据不饱和度知，除了苯环外不含双键或环；如果存在-OH、-CH2CHO，有邻、间、对 3 种结构； 如果取代基为-OH、-CH3、-CHO，有 10 种结构；所以符合条件的 W 的结构有 13 种，其中核磁共振氢谱显示有 5 种不同化学环境的氢，峰面积比为 2∶2∶2∶1∶1 的结构简式为 ，故答案为：13； ； (5) 根据信息③，要合成 ，可以由 和 合成，根据信息①，合成 可以由 与乙醛合成，因此只需要由甲苯合成出 即可，因此 合成路线为 ，故答案为： 。