2021年广东省选择性考试化学模拟测试卷（二） Word版含答案

2021年广东省选择性考试化学模拟测试卷（二） Word版含答案

2021 年广东省选择性考试模拟测试卷(二) 一、单项选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。在每小题给 出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.下列描述和解释均正确且有对应关系的是( ) 选 项 描述 解释 A “84”消毒液可以消灭新型冠状病毒 NaClO 溶液显碱性 B 用灼烧法鉴别纤维素和聚乙烯塑料 纤维素有烧焦羽毛 的气味 C 《易经》载有“泽中有火”“上火下泽” 燃烧的气体可能为 水煤气 D 《四川盐法志》记载:当煮盐近于饱和时, 往卤水中点加豆汁,至渣滓皆浮聚于面 加豆汁除渣利用了 胶粒的吸附作用 2.下列有机物的命名正确的是( ) A.CH2 CH—CH CH2 1,3 二丁烯 B.CH3CH2CH(CH3)OH 2 甲基 1 丙醇 C. 2 甲基 3 丁炔 D. 3,3,4 三甲基己烷 3.下列离子方程式书写正确的是( ) A.Al(OH)3 沉淀溶于 NaOH 溶液:Al3++4OH- Al O2 -+2H2O B.在酸性溶液中 KBrO3 与 KBr 反应:5Br-+Br O3 -+3H2O 3Br2+6OH- C.向 Ba(OH)2 溶液中滴加稀硫酸:Ba2++OH-+H++S O4 2 - H2O+BaSO4↓ D.溴化亚铁溶液中通入足量的氯气:3Cl2+2Fe2++4Br- 6Cl-+2Fe3++ 2Br2 4.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.1 L 0.5 mol·L-1 NH4Cl 溶液中含有 N H4 + 的数目为 0.5NA B.25 ℃时,pH=12 的 NaOH 溶液含有的 OH-数目为 0.01NA C.32 g 18O2 中含有的氧原子数是 2NA D.质量均为 78 g 的 Na2O2 和 Na2S 固体,其离子总数均为 3NA 5.某无色溶液 X 中,可能含有 Na+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Si O3 2 -、Al O2 -、C O3 2 -、 Cl-。现取该溶液适量,向其中加入一定物质的量浓度的稀盐酸,产生 沉淀的物质的量(n)与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列说法 中不正确的是( ) A.溶液 X 中一定不含 Cu2+、Mg2+、Al3+,可能含有 Cl- B.OA 段参加反应的阴离子的物质的量之比为 2∶1 或 1∶2 C.BC 段一定生成了气态物质 D.CD 段发生反应的离子方程式为 Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O 6.实验室常用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯:CH3CH2OH H2C CH2↑+ H2O。某同学用以下装置进行乙烯制取实验。下列叙述不正确的是 ( ) A.m 的作用是确保乙醇与浓硫酸能顺利流下 B.电控温值可设置在 165～175 ℃ C.从 a 出来的气体可用向下排空气法收集 D.烧瓶内可放几粒碎瓷片以防暴沸 7.W、X、Y、Z 为原子序数依次递增的短周期主族元素,其中 X 的某同 位素可用于测量文物年代,M 为由 X 元素组成的一种单质。甲和丁两 种物质都由 W 和 Y 元素组成,乙由 Y 和 Z 元素组成,常温下为气体,具 有漂白性,戊为二元强酸。它们之间的转化关系如下,下列叙述正确的 是( ) A.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z B.原子半径顺序:Z>Y>X>W C.丁的水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒 D.常温常压下,M 能和丙发生化合反应 8.Pd/Al2O3 催化 H2 还原 CO2 的机理如图所示。下列说法不正确的是 ( ) A.H—H 的断裂需要吸收能量 B.①→②,CO2 发生加成反应 C.④中,CO 被氧化为 CH4 D.生成 CH4 的总反应的化学方程式是 CO2+4H2 CH4+2H2O 9.根据下列实验操作和现象能得出相应结论的是( ) 选 项 实验操作 现象 结论 A 将 SO2 缓慢通入滴有酚酞的 NaOH 溶液中 溶液红色褪去 SO2 具有漂 白性 B 分别向盛有 KI3 溶液的 a、b 试管 中滴加淀粉溶液和 AgNO3 溶液 a 中溶液变蓝,b 中产生黄色沉淀 I3 -能电离 出 I2 和 I- C 向淀粉溶液中加入稀硫酸并加 热,再加入银氨溶液,水浴加热 未见有银镜产生 淀粉没有 水解 D 向无水乙醇中加入浓硫酸,加 热,产生的气体通入酸性 KMnO4 溶液 溶液紫色褪去 气体中含 有乙烯 10.FFC 电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质,西北稀有金属 材料研究院利用此法成功电解制备钽粉(Ta),其原理如图所示。下列 说法正确的是( ) A.该装置将化学能转化为电能 B.a 极为电源的正极 C.Ta2O5 极发生的电极反应为 Ta2O5+10e- 2Ta+5O2- D.石墨电极上生成 22.4 L O2,则电路中转移的电子数为 4×6.02×1023 二、单项选择题:本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分。在每小题给出 的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 11.扁桃酸衍生物是重要的医药中间体,以物质 a 为原料合成扁桃酸 衍生物 b 的过程如下: 下列说法正确的是( ) A.物质 X 是 Br2,物质 a 转化为 b 属于取代反应 B.1 mol 物质 a 能与 3 mol H2 反应,且能在浓硫酸中发生消去反应 C.物质 b 具有多种能与 NaHCO3 反应的同分异构体 D.物质 b 的核磁共振氢谱有四组峰 12.科技研究成果表明磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的 循环稳定性,具有较长的循环寿命,该电池放电时的反应为 LixC6+Li1-xFePO4 6C+LiFePO4。某磷酸铁锂电池的切面如图所示。下 列说法不正确的是( ) A.放电时,电池负极反应为 LixC6-xe- xLi++6C B.充电时,阳极上发生的反应为 LiFePO4-xe- Li1-xFePO4+xLi+ C.放电时,Li+脱离石墨,经电解质嵌入负极 D.充电时,电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料 13.某研究小组利用如图装置探究 SO2 和 Fe(NO3)3 溶液的反应原理。下 列说法错误的是( ) A.装置 B 中若产生白色沉淀,说明 Fe3+能将 SO2 氧化成 S O4 2 - B.实验室中配制 70%的硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒 C.三颈烧瓶中通入 N2 的操作应在滴加浓硫酸之前,目的是排尽装置内 的空气 D.装置 C 可能发生倒吸,同时还不能完全吸收反应产生的尾气 14.实验室可利用硫酸厂废渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、 SiO2 等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),聚铁的化学式可表示为 [Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,主要工艺流程如下: 下列说法错误的是( ) A.炉渣中 FeS 与稀硫酸和氧气反应的离子方程式为 4FeS+3O2+12H+ 4Fe3++4S+6H2O B.气体 M 的成分是 SO2,通入 H2O2 溶液得到硫酸,可循环使用 C.向溶液 X 中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到溶液 Y,再经蒸干即 得绿矾 D.溶液 Z 的 pH 影响聚铁中铁的质量分数,若其 pH 偏小,将导致聚铁中 铁的质量分数偏小 15.炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活 化氧,活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示,活化氧可以快速 氧化二氧化硫。下列说法错误的是( ) A.氧分子的活化包括 O—O 键的断裂与 C—O 键的生成 B.每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能量 C.水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 16.工业上常用铁碳混合物处理含 Cu2+废水获得金属铜。当保持铁屑 和活性炭总质量不变时,测得废水中 Cu2+浓度在不同铁碳质量比(x)条 件下随时间变化的曲线如图所示。 下列推论不合理的是( ) A.活性炭对 Cu2+具有一定的吸附作用 B.铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极 C.增大铁碳混合物中铁碳比(x),一定会提高废水中 Cu2+的去除速率 D.利用铁碳混合物回收含 Cu2+废水中铜的反应原理:Fe+Cu2+ Fe2++Cu 三、非选择题:包括必做题和选做题两部分,第 17 题～第 19 题为必做 题,每个试题考生必须作答,第 20 题～第 21 题为选考题,考生根据要 求作答。 (一)必做题:共 42 分。 17.(14 分)二氧化硫(SO2)是一种在空间地理、环境科学、地质勘探等 领域得到广泛研究的一种气体。 Ⅰ.某研究小组设计了一套制备及检验 SO 2 部分性质的装置,如图 所示: (1)仪器 A 的名称 。 (2)装置乙的作用是为了观察生成 SO2 的速率,则装置乙中加入的试剂 是 。 (3)①实验前有同学提出质疑:该装置没有排空气,而空气中的 O2 氧化 性强于 SO2,因此装置丁中即使有浑浊现象也不能说明是 SO2 导致的。 请你写出 O2 与 Na2S 溶液反应的化学方程式: 。 ②为进一步检验装置丁产生浑浊现象的原因,进行新的实验探究。实 验操作及现象见表: 序 号 实验操作 实验现象 1 向 10 mL 1 mol·L-1 Na2S 溶 液中通 O2 15 min 后,溶液才出现浑浊 2 向 10 mL 1 mol·L-1 Na2S 溶 液中通 SO2 溶液立即出现黄色浑浊 由实验现象可知:该实验条件下 Na2S 溶液出现浑浊现象是 SO2 导致的。 你认为上表实验 1 反应较慢的原因可能是 。 Ⅱ.铁矿石中硫元素的测定可以使用燃烧碘量法,其原理是以氮气为 载 体 , 以 稀 盐 酸 、 淀 粉 和 碘 化 钾 的 混 合 溶 液 为 吸 收 液 , 用 0.001 0 mol·L-1 KIO3 标准溶液进行滴定。检测装置如图所示: [查阅资料]①实验进行 5 min 样品中的 S 元素都可转化为 SO2 ②2I O3 -+5SO2+4H2O 8H++5S O4 2 -+I2 ③I2+SO2+2H2O 2I-+S O4 2 -+4H+ ④I O3 -+5I-+6H+ 3I2+3H2O (4)工业设定的滴定终点现象是 。 (5)实验一:不放样品进行实验,5 min 后测得消耗标准液体积为 V1 实验二:加入 1 g 样品再进行实验,5 min 后测得消耗标准液体积为 V2 ①比较数据发现 V1 远远小于 V2,可忽略不计。则设置实验一的目的 是 。 ②测得 V2 的体积如表: 序号 1 2 3 KIO3 标准溶液体积/mL 10.02 9.98 10.00 该份铁矿石样品中硫元素的质量百分含量为 。 18.(14 分)随着人们对硒的性质深入认识及产品硒的纯度提高,硒的 应用范围越来越广。某科学小组以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒 物料(主要含 S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2 等)提取硒,设计流程如下: 回答下列问题: (1)“脱硫”时,测得脱硫率随温度的变化如图。随着温度的升高,脱 硫率呈上升趋势,其原因是 。最佳温 度是 。 (2)“氧化酸浸”中,Se 转化成 H2SeO3,该反应的离子方程式为 。 (3)采用硫脲[(NH2)2CS]联合亚硫酸钠进行“控电位还原”,将电位高 的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的 分离。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。 名称 Cu2+/Cu Zn2+/Zn Fe2+/Fe Fe3+/Fe2+ ClO2/Cl- H2SeO3/Se 电位/V 0.345 -0.760 -0.440 0.770 1.511 0.740 ①控制电位在 0.740～1.511 V 范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可 选择性还原 ClO2。该过程的还原反应(半反应)式为 。 ②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在 V。 (4)粗硒的精制过程:Na2SO3 浸出[Se 转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→ Na2S 净化→H2SO4 酸化等步骤。 ①净化后的溶液中 c(Na2S)达到 0.026 mol·L-1,此时溶液中的 c(Cu2+) 的最大值为 ,精硒中基本不含铜。 [Ksp(CuS)=1.3×10-36] ②硒代硫酸钠酸化生成硒的化学方程式为 。 (5)对精硒成分进行荧光分析发现,精硒中铁含量为 32 μg·g-1,则精 硒中铁的质量分数为 ,与粗硒中铁含量为 0.89%相比,铁 含量明显降低。 19.(14 分)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列 问题: (1)已知:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890 kJ·mol-1 C2H2(g)+ 5 2 O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1 300 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH3=-572 kJ·mol-1 则 2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g) ΔH= kJ·mol-1。 (2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行 CH4 的裂解。 ①若用 、 和 分别表示 CH4、C2H2、H2 和固体催化剂, 在固体催化剂表面 CH4 的裂解过程如图所示。从吸附到解吸的过程中, 能量状态最低的是 (填字母)。 ②在恒容密闭容器中充入 a mol 甲烷,测得单位时间内在固体催化剂 表面 CH4 的转化率[α(CH4)]与温度(t)的关系如图所示,t0 ℃后 CH4 的 转化率突减的原因可能是 。 (3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p,单位为 Pa)与温度(t,单 位为℃)的关系如图所示: ①t1 ℃时,向 V L 恒容密闭容器中充入 0.12 mol CH4,只发生反应 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得 p(C2H4)=p(CH4),CH4 的平 衡转化率为 (保留 3 位有效数字)。 ②若改变温度至 t2 ℃,CH4 以 0.01 mol·L-1·s-1 的平均速率增多,则 t1 (填“>”“=”或“<”)t2。 ③在图中,t3 ℃时,化学反应 2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常 数 Kp= 。 (4)工业上,以石墨为电极,电解亚铁氰化钾 K4[Fe(CN)6] 溶液可以制 备铁氰化钾{K3[Fe(CN)6],可用于检验 Fe2+},阳极的电极反应式为 。 (5)设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理: 操作 现象 (ⅰ)取铁极附近的溶液于试管中,滴加铁氰化钾溶液 无明显现象 (ⅱ)在 U 形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液 产生蓝色沉淀 得出结论:①锌 (填“能”或“不能”)保护铁; ②产生蓝色沉淀可以得出铁被铁氰化钾氧化生成 。 (二)选做题:共 14 分,请考生从给出的 2 道题中任选一道作答。 20.[选修 3《物质结构与性质》](14 分) 高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一种新型的起爆药。 (1)写出基态 Ni 原子的价电子排布图: 。 (2)Ni 能与 CO 形成配合物 Ni(CO)4,配体 CO 中提供孤电子对的是 C 原 子而不是 O 原子,其理由可能是 ; 1 mol 该配合物分子中σ键数目为 (设 NA 为阿伏加德罗常 数的值)。 (3)①Cl O4 -的 VSEPR 模型是 。 ②写出与 Cl O4 -互为等电子体的一种分子: (填化学式)。 (4)高氯 酸三 碳酰 肼合 镍化 学式 中的 CHZ 为碳 酰肼 ,其结 构为 ,它是一种新型的环保锅炉水除氧剂。碳酰肼中氮原子 和碳原子的杂化轨道类型分别为 、 。 (5)高氯酸三碳酰肼合镍可由 NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。 ①高氯酸的酸性强于次氯酸的原因是 。 ②如图为 NiO 晶胞,则晶体中 Ni2+的配位数为 ;若晶胞中 Ni2+距 离最近的 O2-之间的距离为 a pm,则 NiO 晶胞的密度= g·cm-3(用含 a、NA 的代数式表示)。 21.[选修 5《有机化学基础》](14 分) 某新型药物 H( )是一种可用于治疗肿瘤的药物,其合 成路线如图所示: A B C DC9H10O3 E F H 已知: ⅰ.E 的分子式为 C9H8O2,能使溴的四氯化碳溶液褪色; ⅱ.RCOOH ; ⅲ. +R1NH2 +HBr。(以上 R、R1 均为烃基) 请回答下列问题: (1)A 的结构简式为 ;E 的官能团的 名称为 。 (2)①的反应类型是 ;④的反应条件是 。 (3)写出 C→D 的化学方程式: 。 (4)写出 F+G→H 的化学方程式: 。 (5)E 有多种同分异构体,同时满足下列条件的 E 的同分异构体有 (考虑顺反异构)种。 ⅰ.能发生银镜反应; ⅱ.能发生水解反应; ⅲ.分子中含的环只有苯环。 (6) 参照 H 的上述合成路线,设计一条由乙醛和 NH2CH(CH3)2 为起始 原料制备医药中间体 CH3CONHCH(CH3)2 的合成路线: 。 参考答案 1.D “84”消毒液可以消灭新型冠状病毒是因为 NaClO 溶液有强氧 化性,故 A 错误;蛋白质有烧焦羽毛的气味,纤维素没有,故 B 错误;湖 泊、沼泽中含有的气体主要为甲烷,所以“泽中有火”指湖泊、沼泽 水面上甲烷燃烧的现象,故 C 错误;豆汁是胶体,有吸附性,可以除杂, 故 D 正确。 2.D 该物质是二烯烃,两个双键的位置在 1,2 号 C 原子和 3,4 号碳原 子之间,因此名称为 1,3 丁二烯,故 A 错误;CH3CH2CH(CH3)OH 的主链有 4 个碳,2 号碳连有羟基,因此名称为 2 丁醇,故 B 错误; 属 于炔烃,最长碳链含有 4 个碳原子,从离三键最近一端开始编号,甲基 在 3 号碳上,因此名称为 3 甲基 1 丁炔,故 C 错误; 属 于烷烃,主链有 6 个碳,2 个甲基位于 3 号碳原子上,1 个甲基位于 4 号碳原子上,因此其名称为 3,3,4 三甲基己烷,故 D 正确。 3.D Al(OH)3 是沉淀,不能拆分为离子,故 A 错误;在酸性溶液中不会 生成大量 OH-,应为 5Br-+Br O3 -+6H+ 3Br2+3H2O,故 B 错误;OH-、H+以及 H2O 的化学计量数应该均为 2,故 C 错误;由于通入足量的氯气,溴化亚 铁溶液中 Fe2+和 Br-按物质的量之比为 1∶2 的比例被完全氧化,故 D 正确。 4.D N H4 + 水解,1 L 0.5 mol·L-1 NH4Cl 溶液中含有 N H4 + 的数目少于 0.5NA,故 A 错误;缺少溶液的体积,25 ℃时,pH=12 的 NaOH 溶液含有的 OH-数目无法计算,故 B 错误;18O2 的摩尔质量是 36 g·mol-1,32 g 18O2 中含有的氧原子数是 2× 32 36 NA= 16 9 NA,故 C 错误;Na2O2 和 Na2S 阳离子与阴 离子的个数比均为 2∶1,质量均为 78 g 的 Na2O2 和 Na2S 固体,物质的 量均为 1 mol,其离子总数均为 3NA,故 D 正确。 5.B 溶液 X 是无色溶液,Cu2+在溶液中显蓝色,则原溶液中一定没有 Cu2+,根据图像可知,AC 段没有沉淀生成和消耗,说明 AC 段发生反 应:C O3 2 -+2H+ CO2↑+H2O,该反应分为两个阶段进行,在AB段碳酸根离 子恰好转化为碳酸氢根,BC 段的反应为 HC O3 -+H+ CO2↑+H2O。根据离 子共存原则,原溶液中一定不存在 Mg2+、Al3+,CD 段沉淀减少,发生反 应:Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O,说明原溶液中一定含有Al O2 -,但沉淀不完 全消失,说明含有 Si O3 2 -,根据溶液呈电中性原则可知原溶液一定含有 Na+,可能含有 Cl-。根据上述分析,溶液 X 中一定不含 Cu2+、Mg2+、Al3+, 可能含有 Cl-,故 A 正确;CD 段发生反应:Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O,假设 盐酸浓度为 1 mol·L-1,与 Al(OH)3 反应的盐酸体积是 1 L,n(Al O2 -)= 1 3mol,OA 段发生的反应为 2H++Si O3 2 - H2SiO3↓,Al O2 -+H++H2O Al(OH)3 ↓,推出 n(Si O3 2 -)= 4 - 1 3 2 mol= 11 6 mol,因此 n(Si O3 2 -)∶n(Al O2 -)=11∶2, 故 B 不正确;根据上述推断,BC 段反应为 HC O3 -+H+ CO2↑+H2O,生成了 气体,故 C 正确;根据上述推断,CD 段发生反应的离子方程式为 Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O,故 D 正确。 6.C m 导气管连接漏斗上下,目的为平衡压强,使液体顺利流下,故 A 正确;乙醇与浓硫酸混合加热 170 ℃会发生消去反应产生 CH2 CH2 和 H2O,所以电控温值需在 170 ℃左右,可设置在 165～175 ℃,故 B 正确;从 a 导管口出来的气体中含乙醇发生消去反应产生的乙烯以及 挥发的乙醇、副产物二氧化硫等,要制取乙烯,收集时可以用排水法, 乙烯密度和空气接近,不能用排空气法收集,故 C 不正确;烧瓶内可放 几粒碎瓷片以防止产生暴沸现象,故 D 正确。 7.C 据题意可推断:W 为 H、X 为 C、Y 为 O、Z 为 S,甲和丁两种物质 分别为 H2O、H2O2,乙为 SO2,丙为 CO2,戊为二元强酸 H2SO4。非金属性:O>C, 所以气态氢化物的稳定性:H2O>CH4,故 A 错误;同一周期,从左到右,原 子半径减小,故原子半径顺序:C>O,故 B 错误;H2O2 水溶液因为强氧化 性可杀菌消毒,且还原产物是 H2O 适用于医用伤口消毒,故 C 正确;常 温常压下,碳的单质与 CO2 不反应,高温下才反应,故 D 错误。 8.C 断裂化学键吸收能量,则 H—H 的断裂需要吸收能量,故 A 正确; 如题图所示,C O 键转化为单键,为加成反应,故 B 正确;④中,CO 转化 为甲烷,C 元素的化合价降低,得到电子被还原,故 C 不正确;由题图可 知二氧化碳和氢气反应生成甲烷和水,其化学方程式为 CO2+4H2 CH4+2H2O,故 D 正确。 9.B 二氧化硫为酸性氧化物,与 NaOH 溶液反应,溶液褪色,故 A 错误; 由现象可知,溶液中含碘单质及碘离子,则说明 I3 -能电离出 I2 和 I-,故 B 正确;淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,但银镜反应应在碱性条件 下进行,故 C 错误;乙醇和浓硫酸共热,可能生成二氧化硫,二氧化硫 与挥发出的乙醇都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,由现象不能说明有 乙烯生成,故 D 错误。 10.C 该装置是电解池,是将电能转化为化学能,故 A 错误;电解池工 作时 O2-向阳极移动,则石墨电极为阳极,电源的 b 极为正极,a 极为电 源的负极,故 B 错误;Ta2O5 极为阴极,发生还原反应,其电极反应为 Ta2O5+10e- 2Ta+5O2-,故 C 正确;石墨电极上生成 22.4 L O2,没有指明 是标准状况,则其物质的量不一定是 1 mol,转移的电子数也不一定是 4×6.02×1023,故 D 错误。 11.C 根据质量守恒定律可知物质 X 是 HBr,HBr 与 a 发生取代反应生 成 b 和 H2O,故 A 错误;a 中含有一个苯环和一个酯基,只有苯环能够与 H2 发生加成反应,1 mol 物质 a 能与 3 mol H2 反应,a 中含有酚羟基和 醇羟基,由于醇羟基连接的 C 原子邻位 C 原子上没有 H 原子,不能发生 消去反应,故 B 错误;能与碳酸氢钠反应,则含有羧基,羧基可在苯环 上,也可在烃基上,因此物质 b 具有多种能与 NaHCO3 反应的同分异构 体,故 C 正确;物质 b 中有五种不同位置的 H 原子,所以其核磁共振氢 谱有五组峰,故 D 错误。 12.C 根据放电时的总反应可知,放电时,Li 元素被氧化,Fe 元素被 还原,铜箔为负极,铝箔为正极;则充电时铜箔为阴极,铝箔为阳极。据 此分析如下:放电时为原电池装置,负极失电子发生氧化反应,根据总 反应可知负极反应为 LixC6-xe- 6C+xLi+,故A 正确;根据总反应可知, 放电时正极反应式为 Li1-xFeO4+xLi++xe LiFePO4,充电时阳极反 应与正极反应相反,为LiFePO4-xe Li1-xFePO4+xLi+,故B 正确;原电 池放电时,电解质中阳离子移向正极,即 Li+脱离石墨,经电解质嵌入 正极,故 C 不正确;充电时,电子从外电源负极→阴极→阳极→电源正 极,即充电时,电子从电源负极流出经铜箔流入阴极材料,故 D 正确。 13.A 装置 A 中 70%的硫酸与亚硫酸钠反应放出二氧化硫气体,二氧 化硫的水溶液显酸性,在酸性条件下,N O3 -能够氧化二氧化硫生成S O4 2 -, 从而在 B 中产生硫酸钡白色沉淀,不能说明 Fe3+能将 SO2 氧化成 S O4 2 -, 故 A 错误;实验室中配制 70%的硫酸,需要用量筒量取适当体积的浓硫 酸,然后慢慢倒入一定量水中,边倒边搅拌,需要的玻璃仪器有量筒、 烧杯、玻璃棒,故 B 正确;二氧化硫能够被氧化,为了排除空气中氧气 的干扰,在滴加浓硫酸之前,三颈烧瓶中需要通入 N2 以排尽装置内的 空气,故 C 正确;二氧化硫在碱溶液中反应,装置 C 可能发生倒吸,反应 可能生成 NO,产生的尾气不能被完全吸收,故 D 正确。 14.C 炉渣中加入稀硫酸的同时通入氧气,得到的固体 W 含 S 和 SiO2, 灼烧得到的气体 M 为二氧化硫,溶液 X 为含有 Fe3+的溶液,调节溶液 pH 得到溶液 Z,加热得到聚铁胶体,溶液 X 中加入铁反应生成的溶液 Y 为 硫酸亚铁溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸亚铁晶体。炉 渣中 FeS 与稀硫酸和氧气反应生成硫单质、硫酸铁和水,反应的离子 方程式为 4FeS+3O2+12H+ 4Fe3++4S+6H2O,故 A 正确;根据上述分析可 知,气体 M 的成分是 SO2,通入 H2O2 溶液得到硫酸,可循环使用,故 B 正 确;溶液 X 中加入过量铁粉,铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁,通过 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾,故 C 错误;若溶液 Z 的 pH 偏小, 则聚铁中生成的氢氧根离子的含量减少,硫酸根离子的含量偏大,将 导致聚铁中铁的质量分数偏小,故 D 正确。 15.C 由题图可知,氧分子的活化是 O—O 键的断裂与 C—O 键的生 成过程,故 A 正确;由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量, 因此每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能量,故 B 正确;由题图可知, 水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.18 eV,故 C 错误;活化氧可以 快速氧化二氧化硫,而炭黑颗粒可以活化氧分子,因此炭黑颗粒可以 看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂,故 D 正确。 16.C 活性炭具有许多细小微孔,且表面积巨大,具有很强的吸附能 力,由题图可知,Cu2+在纯活性炭中浓度减小,表明活性炭对 Cu2+具有一 定的吸附作用,故 A 合理;铁屑和活性炭在溶液中形成微电池,其中铁 具有较强的还原性,易失去电子形成 Fe2+,发生氧化反应,因此铁作负 极,故 B 合理;由题图可知,随着铁碳混合物中铁含量的增加,Cu2+的去 除速率逐渐增加;但当铁碳混合物变为纯铁屑时,Cu2+的去除速率降低。 当铁碳混合物中铁的含量过大时,正极材料比例降低,铁碳在废液中 形成的微电池数量减少,Cu2+的去除速率会降低,因此增大铁碳混合物 中铁碳比(x),不一定会提高废水中 Cu2+的去除速率,故 C 不合理;在铁 碳微电池中,碳所在电极发生还原反应,Cu2+得到电子生成铜单质;因 此该微电池的总反应方程式为 Fe+Cu2+ Fe2++Cu,故 D 合理。 17.解析:Ⅰ.在装置 A 中制取 SO2 气体,通过乙观察 SO2 气体产生的速 率,经品红溶液检验 SO2 的漂白性,在装置丁中 SO2 与 Na2S 会发生氧化 还原反应产生 S 单质,SO2 及反应产生的 H2S 都是有毒气体,经 NaOH 溶 液尾气处理后排出,避免污染大气。 Ⅱ.根据 I O3 -能够氧化 SO2 为 S O4 2 -,氧化 I-为 I2,SO2 反应完全后,再滴入 KIO3 溶液,I2 不再反应,溶液中的 I2 遇淀粉溶液变为蓝色;要测定物质 含量,应该排除杂质的干扰,设计对比实验,为减少实验的偶然性,要 进行多次平行实验,取多次实验的平均值,根据反应过程中电子守恒 计算铁矿石样品中硫元素的质量分数。 (1)根据图示仪器结构可知,仪器 A 的名称为蒸馏烧瓶。 (2)装置乙的作用是为了观察生成 SO2 的速率,为了减少 SO2 气体在溶 液中的溶解,根据 H2SO3 是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡的性质, 在装置乙中加入的试剂为饱和 NaHSO3 溶液。 (3)①Na2S 具有还原性,O2 具有氧化性,在溶液中会发生氧化还原反应 产生 S 单质和 NaOH,反应的化学方程式为 O2+2H2O+2Na2S 4NaOH+2S ↓; ②根据 O2、SO2 气体分别通入 Na2S 溶液中产生 S 单质的时间可知,物质 的氧化性:SO2>O2,该实验条件下 Na2S 溶液出现浑浊现象是 SO2 导致的。 表中实验 1 反应较慢的原因可能是氧气在水中的溶解度比二氧化硫 小,导致反应速率较慢。 Ⅱ.(4)根据方程式可知物质的氧化性:I O3 ->I2>SO2,向含有 SO2、KI 和 淀粉的溶液中滴加 KIO3 溶液,首先发生反应②,当 SO2 反应完全后发生 反应④,反应产生的 I2 单质遇淀粉溶液会变为蓝色,且半分钟内溶液 蓝色不褪去,就证明滴定达到终点。 (5)①通过比较实验一、实验二的数据,发现 V1 远远小于 V2,可忽略不 计。设置实验一的目的是作空白对比实验,排除干扰因素的存在; ②三次实验数据相差不大,均有效,则平均消耗 KIO3 标准溶液体积 V(KIO3)= 10 . 02+9 . 98+10 . 00 3 mL=10.00 mL,n(KIO3)=c·V=0.001 0 mol·L-1×0.010 0 L=1.0×10-5 mol,根据电子守恒及结合②③方程式 可知 n(SO2)=3n(KIO3)=3.0×10-5 mol,根据 S 元素守恒可知其中含有 S 元素的质量为 m(S)=n·M=3.0×10-5 mol×32 g·mol-1=9.6×10-4 g, 所以该份铁矿石样品中硫元素的质量百分含量为 9 . 6×10 - 4 g 1 g ×100%=0.096%。 答案:(1)蒸馏烧瓶 (2)饱和亚硫酸氢钠溶液 (3)①O2+2H2O+2Na2S 4NaOH+2S↓ ②氧气在水中的溶解度比二氧化硫小 (4)滴入最后一滴标准液,吸收液出现蓝色,且半分钟内蓝色不褪去 (5)①空白对比实验 ②0.096% 18.解析:含硒物料(主要含 S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2 等)加入热 煤油萃取硫,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,过滤,滤渣中含有氢 氧化铁、二氧化硅,氧化浸出液含有 H2SeO3,控制电位还原,发生氧化 还原反应可生成 Se。 (1)“脱硫”时,随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是温度升 高,单质硫在煤油中的溶解度增加,最佳温度是 95 ℃。 (2)“氧化酸浸”中,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,Se 转化成 H2SeO3,Cl O3 -转化成 ClO2,该反应的离子方程式为 4Cl O3 -+4H++Se 4ClO2↑+H2O+H2SeO3。 (3)①控制电位在 0.740～1.511 V 范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲, 可选择性还原 ClO2,ClO2 得电子还原成 Cl-,该过程的还原反应(半反应) 式为 ClO2+4H++5e- Cl-+2H2O; ②为使硒和杂质金属分离,确保 Cu2+、Zn2+、Fe2+不被还原,用亚硫酸钠 还原时的最低电位应控制在 0.345 V。 (4)①净化后的溶液中 c(Na2S)达到 0.026 mol·L-1,此时溶液中的 c(Cu2+)的最大值为 c(Cu2+)= sp ( CuS ) ( S 2 -) = 1 . 3×10 - 36 0 . 026 mol·L-1=5.0×10-35 mol·L-1; ②硒代硫酸钠酸化生成硫酸钠、硒、二氧化硫和水,化学方程式为 Na2SeSO3+H2SO4 Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O。 (5)精硒中铁含量为 32 μg·g-1,则精硒中铁的质量分数 = 32×10 - 6 g 1 g ×100%=3.2×10-3%。 答案:(1)温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加 95 ℃ (2)4Cl O3 -+4H++Se 4ClO2↑+H2O+H2SeO3 (3)①ClO2+4H++5e- Cl-+2H2O ②0.345 (4)①5.0×10-35 mol·L-1 ②Na2SeSO3+H2SO4 Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O (5)3.2×10-3% 19.解析:(1)已知:①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890 kJ·mol-1 ②C2H2(g)+ 5 2 O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1 300 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH3=-572 kJ·mol-1 根据盖斯定律,将①×2-②-③× 3 2 可得到 2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+378 kJ·mol-1。 (2)①从吸附到解吸的过程中,甲烷的裂解为吸热反应,甲烷分子活化 需要吸收能量,所以能量状态最低的是 A;②t0 ℃后 CH4 的转化率突减 的原因可能是温度过高,导致催化剂活性降低。 (3)①设平衡时甲烷转化 x mol,根据三段式法有: 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g) 初始(mol) 0.12 0 0 转化(mol) x 2 x 平衡(mol) 0.12-x 2 x 结合题意存在:0.12-x= 2 ,解得 x=0.08 故 CH4 的平衡转化率为 0 . 08 0 . 12 ×100%≈66.7%;②反应 2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g)为分解反应,而分解反应绝大多数为吸热反 应,因此该反应为吸热反应;改变温度后,CH4 的浓度升高,即平衡左移, 温度应降低,即 t1>t2;③将该反应的平衡常数表达式中气体的平衡浓 度换为平衡分压,t3 ℃时,化学反应 2CH4(g) C2H2(g)+3H2(g)的气体 分压为 p(CH4)=103、p(H2)=104、p(C2H2)=10-1.3,压强平衡常数 Kp= 10 - 1 . 3 × ( 104 ) 3( 103 ) 2 =104.7。 (4)电解时阳极[Fe(CN)6]4-失去电子生成[Fe(CN)6]3-,电极反应方程式 为[Fe(CN)6]4--e- [Fe(CN)6]3-。 (5)①取铁电极附近的溶液于试管中,滴加铁氰化钾溶液,无明显现象, 说明 Fe 电极未发生反应;②在 U 形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液生成 蓝色沉淀,可说明铁被铁氰化钾氧化生成了 Fe2+。 答案:(1)+378 (2)①A ②温度过高,催化剂活性降低 (3)①66.7% ②> ③1.0×104.7 (4)[Fe(CN)6]4--e- [Fe(CN)6]3- (5)①能 ②Fe2+ 20.解析:(1)Ni 元素原子核外有 28 个电子,原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2,价电子排布图为 。 (2)电负性:O>C,O 原子不易给出孤电子对,故配体 CO 中提供孤电子对 的是 C 原子。Ni 原子形成的 4 个配位键属于σ键,CO 与 N2 互为等电子 体,CO 分子结构式为 C≡O,CO 分子中含有 1 个σ键、2 个π键,故 Ni(CO)4 中含有 8 个σ键、8 个π键,1 mol 该配合物分子中σ键数目 为 8NA。 (3)①1 mol Cl O4 -中有 4 mol σ键,其杂化方式为 sp3,VSEPR 模型是正 四面体; ②原子总数相同、价层电子对总数相等的粒子互为等电子体,1 mol Cl O4 -有 5 mol 原子,价电子为 32,其等电子体有 CCl4、SiF4 等。 (4)碳酰肼中氮原子有一对孤电子对,每个 N 原子形成 3 个 σ键,故杂 化方式为 sp3,碳原子形成 3 个σ键,一个π键,杂化方式为 sp2。 (5)①HClO4 中非羟基氧数目比 HClO 的多,HClO4 中 Cl 的正电性更高, 导致 Cl—O—H 中 O 的电子向 Cl 的偏移程度比 HClO 的大,HClO4 更易 电离出 H+,酸性更强; ②以顶点 Ni2+为参照,其周围等距且最近的氧离子处于棱心,可知 Ni2+ 的配位数为3×8× 1 4 =6。若晶胞中Ni2+距离最近的O2-之间的距离为a pm, 则晶胞参数为 2a pm=2a×10-10 cm,晶胞体积 V=(2a×10-10)3 cm3。晶胞 中 Ni2+数目为 8× 1 8 +6× 1 2 =4,O2-数目为 12× 1 4 +1=4,则晶胞的质量 m=( 59+16 ) ×4 A ,故晶胞的密度= = 75×1030 2 3 A g·cm-3。 答案:(1) (2)电负性:O>C,O 原子不易提供孤电子对 8NA (3)①正四面体 ②CCl4(或 SiF4) (4)sp3 sp2 (5)①非羟基氧的个数越多,Cl 的正电性越高,导致 Cl—O—H 中 O 的 电子越向 Cl 偏移,越容易电离出 H+ ②6 75×1030 2 3 A 21.解析:(1)根据 A 到 B 的转化关系,由 B 逆推出 A 为 ,E 为 ,E 中官能团为碳碳双键、羧基。 (2)由流程可知,A 到 B 的反应发生在碳碳双键上,故①为加成反应,D 为 ,E 为 ,D 到 E 发生的是消去反应,反应条件是 浓硫酸、加热。 (3)C→D 的化学方程式: +O2 +H2O。 (4)F+G→H 的化学方程式: + +HBr。 (5)E 的分子式为 C9H8O2,E 的同分异构体满足ⅰ.能发生银镜反应;ⅱ. 能发生水解反应;说明含有甲酸形成的酯基,ⅲ.分子中含的环只有苯 环,说明苯环侧链含有碳碳双键。只有一个取代基为 HCOO—CH CH— 或 ;有 2 个取代基为 —CH CH2 和—OOCH,有邻、间、对 3 种,考虑顺反异构故符合条件的有 6 种。 (6)参照 H 的题述合成路线,由乙醛和 NH2CH(CH3)2 为起始原料制备医 药中间体 CH3CONHCH(CH3)2 的合成路线为 CH3CHO CH3COOH CH3CONHCH(CH3)2。 答案:(1) 碳碳双键、羧基 (2)加成反应 浓硫酸、加热 (3) +O2 +H2O (4) + +HBr (5)6 (6)CH3CHO CH3COOH CH3CONHCH(CH3)2