江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市2021届高三下学期第一次模拟考试化学试题含答案

2020～2021学年高三年级模拟考试卷

化　　学

(满分：100分　考试时间：75分钟)

2021.02

　　可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　Na—23

S—32　Cl—35.5　Co—59

一、 单项选择题：共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项最符合题意。

1. 氮是各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮的循环为生物体提供氮元素。将游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程属于氮的固定的是(　　)

A. 工业利用氮气和氢气合成氨气  B. 氨气和硫酸反应制取铵态氮肥

C. 氨基酸合成人体所需的蛋白质  D. 硝酸盐在细菌作用下生成氮气

2. 甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO＋O2H2O＋CO2。下列有关叙述正确的是(　　)

A.  HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1

B. 16O原子中的中子数为16

C. H2O是由极性键构成的非极性分子

D. CO2的空间构型为直线形

3. 硫是一种重要的非金属元素。下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A. 硫单质呈黄色，可用作橡胶硫化剂

B. 浓硫酸具有吸水性，可用作氧气干燥剂

C. 二氧化硫有氧化性，可用作纸张漂白剂

D. 硫酸铜溶液呈酸性，可用作泳池杀菌剂

4. 工业上利用NH3和CO2制取尿素[CO(NH2)2]，有关反应的热化学方程式如下：

反应Ⅰ： 2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)；ΔH＝a kJ·mol－1

反应Ⅱ： H2NCOONH4(l)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)；ΔH＝b kJ·mol－1

下列有关说法正确的是(　　)

A. 反应2NH3(l)＋CO2(g)H2O(l)＋CO(NH2)2(l)的ΔH＝(a－b)kJ·mol－1

B. 反应Ⅰ在一定温度下能自发进行，则a>0

C. 采用高压，既能加快反应Ⅰ的速率、又能提高原料的平衡转化率

D. 生产过程中及时将水分离出去，可以加快反应Ⅱ的正反应速率

5. X、Y、Z、W为短周期中原子序数依次增大的四种主族元素。X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，W与X同族。下列说法正确的是(　　)

A. 原子半径：r(Y)＞r(Z)>r(W)  B. 简单氢化物的沸点：Z>W>X

C. 元素第一电离能：I1(Z)＞I1(Y)＞I1(X)  D. 最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X>Y

　　阅读下列资料，完成6～8题：海洋是一个十分巨大的资源宝库，海水中含量最多的是H、O两种元素，还含有Na、Cl、Mg、Br、Ca、S等元素。海水资源的利用主要包括海水淡化、海水晒盐，从海水中制取镁、钾、溴等化工产品。从海水中提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，得到的溶液蒸发结晶，获得六水合氯化镁晶体( MgCl2·6H2O)，进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁。海水淡化是解决淡水资源短缺的有效途径之一，其方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。

6. “吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术，该技术主要流程如下：

下列有关说法正确的是(　　)

A. 氧化1所用的氯气可通过电解饱和NaCl溶液制得

B. 吹出后剩余溶液中可能大量存在的离子有Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－

C. 吸收过程发生反应的离子方程式是SO2＋Br2＋H2O===2H＋＋2Br－＋SO

D. 从氧化2所得溶液中分离出单质溴的方法是用酒精萃取

7. 下列有关海水提镁的说法正确的是(　　)

A. 得到Mg(OH)2沉淀的化学反应方程式为2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl

B. 加入盐酸，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡正向移动

C. 在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁

D. 电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出

8. 电渗析法淡化海水的原理如右图所示。下列说法正确的是(　　)

A. 该装置将化学能转化成电能

B. 阴极发生的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑

C. Ⅱ室中流出淡水，Ⅰ、Ⅲ室流出液中NaCl浓度变大

D. 若将a、b膜的位置互换，则不能获得淡水

9. 取一支大试管，通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气，将试管倒置于盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，进行如图所示的实验。光照一段时间后，试管

内液面上升，气体颜色逐渐变浅，试管壁出现油状液滴，试管中出现了少量白雾。下列关于该实验的说法不正确的是(　　)

A. 氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度

B. 试管壁出现了油状液滴，是因为该反应生成了氯化氢

C. 试管中的白雾是反应生成的氯化氢气体遇水形成的酸雾

D. 由实验过程中产生的现象可推知，甲烷与氯气在光照条件下能发生取代反应

10. 异黄酮类化合物是药用植物的有效成分之一。一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下：

下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是(　　)

A. 1 mol X与足量溴水反应，最多消耗1 mol Br2

B. 1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应

C. Z分子中含有手性碳原子

D. 能用饱和NaHCO3溶液鉴别Y和Z

11. 侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一，他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应如下：

反应Ⅰ： NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

反应Ⅱ： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O

下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)

12. 二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生的热化学方程式如下：(　　)

反应Ⅰ： CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)；ΔH＝41.2 kJ·mol－1

反应Ⅱ： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)；ΔH＝－49.5 kJ·mol－1

反应Ⅲ： 2CH3OH (g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol－1

在2 MPa，起始投料＝3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A. 图中X表示CO

B. 反应Ⅲ中反应物所含化学键的键能之和大于生成物所含化学键的键能之和

C. 温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2

D. 其他条件不变，将压强增大到3 MPa，可提高平衡时CH3OCH3的体积分数

13. 草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸。实验室配制了0.010 0 mol·L－1Na2C2O4标准溶液，现对25℃时该溶液的性质进行探究，下列所得结论正确的是

A. 测得0.010 0 mol·L－1Na2C2O4溶液pH为8.6，此时溶液中存在：c(Na＋)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H＋)

B. 向该溶液中滴加稀盐酸至溶液pH＝7，此时溶液中存在：c(Na＋)＝c(HC2O)＋2c(C2O)

C. 已知25℃时Ksp(CaC2O4)＝2.5×10－9。向该溶液中加入等体积0.020 0 mol·L－1CaCl2溶液，所得上层清液中c(C2O)<5×10－5mol·L－1

D. 向该溶液中加入足量稀硫酸酸化后，再滴加KMnO4溶液，发生反应的离子方程式为C2O＋4MnO＋14H＋===2CO2↑＋4Mn2＋＋7H2O

二、 非选择题：共4小题，共61分。

14. (19分)钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)3，还含SiO2及少量Al2O3、Fe2O3、CuO及MnO2等]为原料可制取钴的氧化物。

(1) 一种钴氧化物晶胞如图1所示，该氧化物中钴离子基态核外电子排布式为　　　　。

(2) 利用钴矿制取钴的氧化物的主要步骤如下：

① 浸取：用盐酸和Na2SO3溶液浸取钴矿，浸取液中含有Al3＋、Fe2＋、Co2＋、Cu2＋、Mn2＋、Cl－、SO等离子。写出Co2O3发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

② 除杂：向浸取液中先加入足量NaClO3氧化Fe2＋，再加入NaOH调节pH除去Al3＋、Fe3＋、Cu2＋。有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10－5mol·L－1)：

若浸取液中c(Co2＋)＝0.1 mol·L－1，则须调节溶液pH的范围是　　　　　　　　　(加入NaClO3和NaOH时，溶液的体积变化忽略)。

③ 萃取、反萃取：向除杂后的溶液中，加入某有机酸萃取剂(HA)2，发生反应：Co2＋＋n(HA)2CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋。实验测得：当溶液pH处于4.5～6.5范围内，Co2＋萃取率随溶液pH的增大而增大(如图2所示)，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。向萃取所得有机相中加入H2SO4，反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是________________________________________________________________________。

④ 沉钴、热分解：向反萃取后得到的水相中加入(NH4)2C2O4溶液，过滤、洗涤、干燥，得到CoC2O4·2H2O晶体。称取7.32 g该晶体，在空气中加热一段时间后，得到CoO和Co3O4的混合物。称量该混合物，质量为3.16 g，通过计算确定该混合物中CoO和Co3O4的质量之比(写出计算过程)。

15. (14分)化合物E是一种解热镇痛药，可用于治疗急性上呼吸道炎症，其合成路线之一如下：

(1) B分子中原子轨道采用sp3杂化方式的碳原子数目是　　　　　　　　。

(2) B→C的反应类型是　　　　　　。

(3) 试剂X的分子式为C7H7O2SCl。写出试剂X的结构简式：　　　　　　　　。

(4) D的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：　　　　。

① 分子中有4种不同化学环境的氢原子；

② 在碱性溶液中水解，水解产物酸化后得到有机物甲和乙，甲能与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol乙最多能消耗2 mol Na。

(5) 请写出以、CH3OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

16. (12分)葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是吸收效果好的营养强化剂，常温下易溶于水。一种制备葡萄糖酸亚铁的实验流程如下：

(1) 工业上硫酸亚铁可用硫铁矿(主要成分FeS2)与硫酸铁溶液反应制得，同时得到硫酸。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(2) 为制得FeCO3，反应Ⅰ中混合两种试剂的操作为________________________________________________________________________。

(3) 反应Ⅱ中需加入稍过量的葡萄糖酸，目的是________________________________________________________________________。

(4) 葡萄糖易被溴水氧化成葡萄糖酸。葡萄糖酸晶体易溶于水、微溶于乙醇。请补充完整以葡萄糖为原料制取纯净葡萄糖酸晶体的实验方案：取一定量葡萄糖，加入蒸馏水至完全溶解，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，得纯净葡萄糖酸晶体。(实验中须使用的试剂：溴水、75%乙醇、AgNO3溶液)

17. (16分)过量含磷物质的排放会致使水体富营养化，因此发展水体除磷技术非常重要。常用的除磷技术有化学沉淀法、吸附法等。

(1) 磷酸铵镁结晶法回收废水中的磷是近几年的研究热点。其原理如下：

NH＋Mg2＋＋PO＋6H2O===NH4MgPO4·6H2O↓

pH＝9时，磷去除率与初始溶液中n(N)/n(P)、n(Mg)/n(P)的关系如图1所示：

为达到最佳除磷效果，并节约试剂，n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝　　　　。n(Mg)∶n(N)∶n(P)一定，磷去除率随溶液初始pH变化如图2所示。pH>10磷去除率下降，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2) 铁炭混合物在水溶液中形成微电池，铁转化为Fe2＋，Fe2＋进一步被氧化为Fe3＋，Fe3＋与PO结合成FePO4沉淀。铁炭总质量一定，反应时间相同，测得磷去除率随铁炭质量比的变化如图3所示。

① 当m(Fe)∶m(C)>1∶1.5时，随着m(Fe)增加，磷去除率降低，原因是________________________________________________________________________。

② 当m(Fe)∶m(C)<1∶1.5时，随着m(C)增加，磷去除率也降低。但降低幅度低于m(Fe)增加时降低幅度，原因是________________________________________________________________________。

(3) 次磷酸根(H2PO)具有较强的还原性。利用Fe2＋、H2O2联合除去废水中次磷酸根，转化过程如图4所示。

① 转化(Ⅰ)除生成Fe3＋和羟基自由基(·OH)外，还生成一种离子，其化学式为　　　　。

② 写出转化(Ⅱ)的离子方程式：________________________________________________________________________。

2020～2021学年高三年级模拟考试卷

(南通、镇江、泰州、徐州、宿迁、淮安)

化学参考答案及评分标准

1. A　2. D　3. B　4. C　5. B　6. A　7. B　8. C　9. B　10. D　11. C　12. D　13. C

14. (19分)(1) [Ar]3d7(或1s22s22p63s23p63d7)(2分)

(2) ① Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O(2分)　② 6.7～7.4(2分)

③ pH越大，溶液中c(H＋)越小，有利于Co2＋＋n(HA)2CoA2·(n－1)(HA)2＋2H＋反应正向进行，Co2＋萃取率越高(3分)　分离Co2＋和Mn2＋(2分)

④ n(CoC2O4·2H2O)＝＝0.04 mol(2分)

n(CoO)＋3n(Co3O4)＝0.04 mol(2分)

n(CoO)×75 g·mol－1＋n(Co3O4)×241 g·mol－1＝3.16 g

则n(CoO)＝0.01 mol　n(Co3O4)＝0.01 mol(2分)

＝＝(2分)

15. (14分)(1) 4(2分)

(2) 取代反应(2分)

(5)

(5分)

16. (12分)(1) FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4(2分)

(2) 将Na2CO3溶液缓缓加入FeSO4溶液中，边加边搅拌(2分)

(3) 确保FeCO3完全溶解，并抑制Fe2＋水解(2分)

(4) 边搅拌边加入溴水至溶液呈微黄色，蒸发至有较多晶体析出，过滤，用少量75%乙醇溶液洗涤，直到向最后一次洗涤滤液中加入AgNO3溶液不出现沉淀，干燥(6分)

17. (16分)(1) 2∶5∶1(4分)　pH增大，c(OH－)增大，OH－与NH和Mg2＋反应，导致c(Mg2＋)和c(NH)减小，不利于生成磷酸镁铵(3分)

(2) ① 随着m(Fe)增加，形成的微电池数目减少，溶液中的c(Fe2＋)减小(3分)

② 炭对含磷粒子有吸附作用(2分)

(3) ① OH－(2分)　② H2PO＋4·OH===H2PO ＋2H2O(2分)

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