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黑龙江省哈尔滨市第三中学校2023-2024学年高三下学期第四次模拟考试化学试题（原卷版+解析版）
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本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题共45分)
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 K39 Mn55
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是
A. 硅晶片是生产芯片的基础材料
B. 棉花、羊毛、蚕丝、涤纶都属于天然纤维
C. 硫化后的橡胶适合制造轮胎，加入炭黑可提高轮胎的耐磨性
D. 离子液体是熔点不高的仅有离子组成的液体物质
【答案】B
【解析】
【详解】A．Si是良好的半导体材料，硅晶片是生产芯片的基础材料，A正确；
B．涤纶是合成纤维，B错误；
C．为了增强汽车轮胎的耐磨性，常在制轮胎的橡胶中加入的耐磨物质是炭黑，C正确；
D．离子液体的熔点不高，是仅有离子组成的液体物质，D正确；
故选B。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. NaOH的电子式：B. 基态Cr的价层电子排布式：3d44s2
C. HClO的结构式：H-O-ClD. 的空间结构：三角锥形
【答案】C
【解析】
【详解】A．NaOH为离子化合物，其电子式为：，故A错误；
B．基态Cr的价层电子排布式：3d54s1，故B错误；
C．HClO是共价化合物，结构式：H-O-Cl，故C正确；
D．中心C原子价层电子对数为3，不含孤电子对，离子构型为平面三角形，故D错误；
故选C。
3. 下列所示物质的制备方法正确的是
A. 从海带中制取单质碘：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B. 从海水中提金属镁：浓缩海水硫氮Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
C. 实验室制氨气：加热氯化铵固体
D. 铜的电解精炼：粗铜为阳极
【答案】D
【解析】
【详解】A．海带中碘以离子形式存在，需要氧化为单质，则需要氧化后萃取，A错误；
B．从海水中提金属镁，先加入石灰乳，将镁离子转化为氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁沉淀分解为氧化镁，最后电解熔融氯化镁得到金属镁，镁为活泼金属，不能通过电解氯化镁溶液得到金属镁，B错误；
C．实验室制氨气：加热氯化铵固体和氢氧化钙固体，方程式为：，C错误；
D．铜的电解精炼：粗铜为阳极，电极反应，精铜为阴极，D正确；
故选D。
4. 下列实验不能达到实验目的的是
A. 用酸性KMnO4鉴别苯和甲苯
B. 用水鉴别NO2和溴蒸气
C. 用饱和NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
D. 用湿润红色石蕊试纸检验NH3
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲苯能够使酸性KMnO4溶液褪色，苯不和酸性KMnO4溶液反应，可用酸性KMnO4鉴别苯和甲苯，A正确；
B．NO2和水反应生成无色的NO，溴蒸气溶于水得到橙黄色的溴水，可用水鉴别NO2和溴蒸气，B正确；
C．乙酸乙酯在饱和NaOH溶液中会发生水解，不能用饱和NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇，C错误；
D．NH3具有碱性，能够使湿润红色石蕊试纸变蓝，可用湿润红色石蕊试纸检验NH3，D正确；
故选C。
5. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下，1.8g甲基(-12CD3)中含有的中子数为0.9NA
B. 1ml纯净Cl2通入水中，转移电子数为NA
C. 11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 1L 0.01ml/L KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数为0.02NA
【答案】A
【解析】
【详解】A．1.8g甲基(-12CD3)的物质的量为n=，含有中子的物质的量为0.1ml×(6+1×3)=0.9ml，故含中子的数目为0.9NA，A正确；
B．Cl2和水的反应是可逆反应，1ml纯净Cl2通入水中，转移电子数小于NA，B错误；
C．未说明气体所处的温度和压强，无法计算11.2L甲烷和乙烯的物质的量，C错误；
D．1L 0.01ml/L KAl(SO4)2溶液中Al3+会发生水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，含有的阳离子数大于0.02NA，D错误；
故选A。
6. 我国最新合成出一种聚醚酯(PM)新型材料，可实现“单体-聚合物-单体”的闭合循环，推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下：
下列说法错误的是
A. M分子中含有2个手性碳原子
B. M在酸性条件下水解开环得到
C. PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团
D. 合成1ml PM，理论上需要n ml M和n ml苯甲醇
【答案】D
【解析】
【详解】A．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，M分子中含有2个手性碳原子，位置为，A正确；
B．M中含有酯基，在酸性条件下水解开环得到，B正确；
C．PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团，C正确；
D．由PM的结构简式可知，理论上，合成1ml PM需要消耗n ml M和1ml苯甲醇，D错误；
故选D。
7. 钒液流电池具有广泛的应用领域和市场前景，电池放电时的部分工作原理如图所示。
下列相关叙述错误的是
A. 电池放电时，H+是从左侧移向右侧
B. 溶液的pH值会影响电池的放电效率
C. 电池充电时，左侧是阳极，右侧是阴极
D. 电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是：
【答案】A
【解析】
【分析】由装置图可知放电时右侧作负极，电极发生的反应为：，左侧作正极电极发生反应：，据此分析解答。
【详解】A．电池放电时，阳离子向正极移动 ，则H+是从右侧移向左侧，A错误；
B．电池的正极反应，需要氢离子，溶液的pH值会影响电池的放电效率，B正确；
C．充电时，左侧是阳极，电极反应为：，右侧是阴极，电极反应为，C正确；
D．电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是：，D正确；
故选A。
8. 蜂胶可作抗氧化剂，其主要活性成分咖啡酸苯乙酯(CAPE)的合成路线如下：
下列说法错误的是
A. CAPE存在顺反异构
B. 1ml CAPE与足量H2反应，最多消耗8ml H2
C. CAPE可作抗氧化剂，可能与羟基有关
D. 1ml Ⅲ与足量NaOH溶液反应，消耗2ml NaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A．顺反异构指化合物分子具有自由旋转的限制因素，使各个基团在空间排列方式不同出现非对映异构体的现象，限制因素一般是由有机物结构中出现“C=C”、“C=N”等不能自由旋转的官能团引起，CAPE含有C=C双键，且双键左右两边含有一对不同基团，满足结构，存在顺反异构体，所以CAPE有顺反异构体 ，A正确；
B．1ml CAPE，含2ml苯环，1ml碳碳双键，与足量H2反应最多消耗7ml H2，B错误；
C．CAPE可作抗氧剂，是因为其结构中含有易被氧化剂氧化的C=C双键和羟基（-OH），C正确；
D．1mlⅢ中含有1ml酯基和1ml羧基，羧基显酸性，与NaOH发生酸碱中和反应，酯基与NaOH发生水解反应，故消耗2mlNaOH，D正确；
故选B。
9. 中国科学技术大学化学与材料科学学院报道了由胍阳离子和硼酸盐阴离子([B(OCH3)4]3[C(NH2)3]4Cl·4CH3OH)构成的离子型氢键有机骨架在室温下对甲醇的可逆自动吸附/解吸，其中[C(NH2)3]+为平面结构。下列说法正确的是
A. 基态原子半径：OB. 第二电离能：BC. 晶体中B、C和O原子轨道的杂化类型相同
D. 该晶体中存在配位键、离子键、氢键等化学键
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期主族元素，从左往右原子半径递减，则基态原子半径：OB．B+的价电子排布式为2s2，C+的价电子排布式为2s22p1，B+的2s轨道全充满，更加稳定，失去电子需要更多的能量，则第二电离能：B>C，B错误；
C．[C(NH2)3]+为平面结构，则其中的C原子轨道杂化类型均为sp2；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为sp3，C错误；
D．氢键不是化学键，D错误；
故选A。
10. 水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是
A. 放电时，电极a作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B. 充电时，水系电池中，a电极附近溶液的pH增大
C. 充电时，b电极上的电极反应式为
D. 当0.5ml Cu3(PO4)2完全放电时，则b电极质量减轻69g
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu、发生得电子的还原反应，b极上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2、发生失电子的氧化反应，则a极为正极、b极为负极，负极反应式为Na0.44MnO2-xe-═Na0.44-xMnO2+xNa+，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即a极为阳极、b极为阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析解答。
【详解】A．放电时为原电池，a极为正极、b极为负极，Cu3(PO4)2发生还原反应最终变为Cu，故A错误；
B．充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阳极电极反应式为：，阳极附近碱性减弱，故B错误；
C．充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阴极反应式为：，故C错误；
D．放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，则0.5mlCu3(PO4)2完全放电时，转移电子3ml，有3mlNa+发生迁移，则b电极质量减轻3ml×23g/ml=69g，故D正确；
故选D。
11. 以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图所示：
已知：电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原趋势。在25℃下，部分电对的电极电位如表：
下列说法正确的是
A. 电解时Ni在阳极析出
B. 物质B是Ni，金属B是Cd
C. 滤渣Ⅰ只有SiO2，物质A可以是Ni(OH)2，滤渣Ⅱ是Fe(OH)3
D. 已知镍镉矿中镍元素含量为6.8%，中间转化过程中损失45%，则100吨镍镉矿最终得到的镍质量为3.74吨
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知，镍镉矿浆化后，在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH，经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液；向滤液中加入镍，将溶液中铜离子转化为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液；固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉；四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。
【详解】A．电解时Ni2+得电子，在阴极析出，A错误；
B．净化时为将溶液中铜离子转化为铜，加入物质B是Ni；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液金属B是Cd ，B正确；
C．滤渣Ⅰ为二氧化硅、硫酸铅，C错误；
D．已知镍镉矿中镍元素含量为6.8%，中间转化过程中损失45%，则100吨镍镉矿最终得到的镍质量为3.74吨，，在调节PH值的步骤中又加入含镍物质，则镍质量大于3.74吨，D错误；
故选B。
12. PTC(可表示为Q+X-)的作用是使一种反应物由一相转移到另一相中参加反应，促使一个可以溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。下列说法错误的是
A. 总反应为：
B. Q+易溶于水相而难溶于有机相
C. PTC是相转移催化剂，且化学性质应稳定且易回收
D. 不使用昂贵的特殊溶剂，且不要求无水操作，简化了工艺
【答案】B
【解析】
【详解】A．水相反应和有机相反应相减可得总反应为：，A正确；
B．根据反应原理，Q+在两相均易溶，B错误；
C．PTC催化剂可以实现两相（水相、有机相）之间的转移，可用作相转移催化剂，且化学性质应稳定且易回收，C正确；
D．该反应不使用昂贵的特殊溶剂，且不要求无水操作，简化了工艺，D正确；
故选B。
13. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．常温下，等浓度的Na2CO3溶液的pH大于Na2SO3溶液的pH，说明CO的水解程度大于SO，无法证明S和C的非金属性强弱，A错误；
B．CuCl2溶液中存在(蓝色)[Cu(H2O)4]2++4Cl-(绿色)[CuCl4]2-+4H2O △H>0，在冷水中平衡向左移动，溶液呈蓝色，在热水中平衡向右移动，溶液呈黄色，B错误；
C．根据5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O可知，4ml0.1ml/L酸性高锰酸钾溶液，需要4ml×=10ml的0.1ml/L草酸溶液和4ml××=5ml的0.2ml/L草酸溶液，故反应中高锰酸钾溶液均过量，溶液不褪色，C错误；
D．在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状，纤维素水解，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% CuSO4溶液加热，产生砖红色沉淀证明水解产物中有醛基，D正确；
故答案为：D。
14. 物质Y为潜在的拓扑绝缘体材料。Y晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成(晶胞如图b所示)，已知原子P的分数坐标(0，0，0)，M的最简式的相对分子质量为Mr，下列说法错误的是
A. 图a中Ge晶胞的俯视图为
B. Y晶胞中Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中
C. Y晶胞中原子Q的坐标为
D. 晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由Ge晶体的晶胞知，有8个Ge位于顶点、6个Ge为面心、4个Ge位于体内，每个Ge原子与相邻的4个Ge原子形成正四面体结构，故Ge晶胞的俯视图为，A项正确；
B．由Y的晶胞可知，Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中（以体心Ge为研究对象），B项正确；
C．已知原子P的分数坐标(0，0，0)，结合Y的晶胞，Q的分数坐标为(，，)，C项错误；
D．根据均摊法，1个Y的晶胞中含Ge：8×+4×+1=4，含Sb：8个，含Hg：4×+6×=4，Y的化学式为HgGeSb2，1个晶胞的质量为g，晶胞的体积为x2y×10-21cm3，则晶体的密度为g ÷(x2y×10-21cm3)=，D项正确；
答案选C。
15. 向AgBr饱和溶液中滴加Na2S2O3溶液，发生反应和，、与的关系如下图所示(其中M代表Ag+或Br-；N代表或)；
下列说法错误的是
A. 直线L2表示随浓度变化的关系
B. AgBr的溶度积常数
C. 反应的平衡常数K的数量级为102
D. 时，溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】溴化银的饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等，向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时，溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大，则b点所在曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在曲线表示溴离子与硫代硫酸根离子浓度变化的关系，溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时，溴化银主要转化为，溶液中 小于，则直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6ml/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85ml/L、10-8.35ml/L，则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2。
【详解】A．由分析可知，直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，A正确；
B．由分析可知，溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2，B正确；
C．由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6ml/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85ml/L、10-8.35ml/L，为10-4.2，则溶液中的浓度为10-4.15ml/L，反应的平衡常数K===101.2，所以平衡常数K的数量级为101，C错误；
D．由图可知，硫代硫酸根离子浓度为0.001 ml/L时，溶液中溴离子浓度最大，的值大于的值，则溶液中的浓度大于的浓度，所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Br-)>c>c，D正确；
故选C。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. 磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池工作电压适中、放电功率高、在高温和高热环境下的稳定性高，是新能源汽车的动力电池之一、一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)制备磷酸亚铁锂的生产流程如图：
常温下各种硫化物溶度积常数如下：
已知：FePO4可溶于pH小于2的酸性溶液。
回答下列问题：
（1）铁在元素周期中的位置是___________，FePO4·2H2O中Fe元素的化合价是___________。
（2）操作2的名称是___________。
（3）TiO2是一种白色颜料，用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式是___________。
（4）滤液2与磷酸、双氧水生成FePO4·2H2O的离子方程式为___________，向滤液2中加入NaOH溶液调节溶液的pH，将溶液的pH控制在2.0的原因是___________。
（5）聚丙烯的作用是___________。
（6）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成4个正八面体和4个正四面体，电池充电时，LiFePO4作极___________(“阴”或“阳”)，脱出部分Li+，进而转化为Li1-xFePO4，Li1-xFePO4结构示意图如(b)所示，则其中___________。
【答案】（1） ①. 第四周期第VIII族 ②. +3
（2）过滤 （3）
（4） ①. ②. pH大于2.0，Fe3+会生成Fe(OH)3，使制备的FePO4·2H2O不纯；pH小于2.0，FePO4会溶解导致产品产率下降
（5）将三价铁还原成二价铁
（6） ①. 阳 ②. 3∶13
【解析】
【分析】向副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)中加水和 溶液，根据表格数据可知，生成沉淀为CuS、PbS、ZnS, 过滤后向滤液1含有亚铁、钛、锰、钙、镁等离子中加入磷酸酸化生成二氧化钛沉淀，再经过过滤得到滤液2，向滤液2中加入磷酸、双氧水、NaOH溶液生成 沉淀，最后将 沉淀与碳酸锂、聚丙烯混合反应生成磷酸亚铁锂。
【小问1详解】
铁为26号元素，故属于第四周期第VIII族；FePO4·2H2O中根据化合价代数和为零可以得到Fe元素的化合价是+3价。
【小问2详解】
过滤分离难溶性固体和液体的方法。
【小问3详解】
TiCl4制备TiO2·xH2O根据元素守恒可知化学方程式为。
【小问4详解】
酸性条件下，过氧化氢把亚铁离子转变为磷酸铁，根据元素守恒和得电子守恒，故离子方程式；铁离子会进行水解，pH过大时容易生成氢氧化铁沉淀，产品质量较差，pH过小时磷酸铁溶解不完全，导致产品的产率降低。
【小问5详解】
根据流程图可知磷酸铁最后生成磷酸亚铁锂，故聚丙烯作用是还原磷酸铁变成亚铁。
【小问6详解】
根据图示，电池充电时，亚铁转变为磷酸铁，化合价升高，故LiFePO4失电子作阳极；比较图（a）可知，少了一个棱上的锂离子和面心上的锂离子，也就是以哦个晶胞少了0.5+0.25的锂离子，因此每个晶胞中有4个磷酸铁锂单元，每个单元少了个Li+，每个单元磷酸铁锂中Li+的数目为，磷酸根的化合价为-3价，锂离子的化合价为+1价，设一个酸铁锂单元，则一个单元磷酸铁锂可得，且，解的，故为3：13
17. 高锰酸钾((KMnO4)是一种强氧化剂，在医疗卫生领域有广泛的应用。查阅资料：①锰酸钾((K2MnO4)为墨绿色晶体，其水溶液呈深绿色，这是锰酸根()的特征颜色。其在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生歧化反应。
②一些物质溶解度随温度变化单位：g/100gH2O
某实验小组设计如下实验步骤用K2MnO4制备KMnO4
Ⅰ．高锰酸钾的制备
Ⅱ．高锰酸钾的提取
Ⅲ．高锰酸钾的纯度测定
①准确称取KMnO4样品2.00g，用容量瓶配成100mL溶液；②称取高纯度Na2C2O4固体mg，全部置于250mL锥形瓶中，再加入10mL3ml·L-1H2SO4溶液和10mL纯净水后盖上表面皿，于75℃浴加热振荡全部溶解；③用以上KMnO4溶液趁热滴定。重复②~③，滴定3次。请回答：
（1）装置a的名称是___________，其作用是___________。
（2）装置A中发生反应的离子方程式为___________，漂白粉可用___________代替。
A．MnO2 B．P2O5 C．KClO3 D．K2Cr2O7
（3）上述装置存在一处缺陷导致KMnO4产率降低，改进的方法是在AB之间增加一个盛有___________的洗气瓶。
（4）步骤Ⅱ为了获得杂质较少的KMnO4晶体，从下列选项中选出合理的操作并排序：___________
将装置B中的溶液转移至蒸发皿中→___________→___________→___________→___________→干燥→KMnO4晶体
a．用少量冰水洗涤 b．先用冰水洗涤，再用乙醇洗涤
c．小火蒸发至析出大量晶体，停止加热 d．小火蒸发至溶液表面出现晶膜，停止加热
e．减压过滤 f．趁热过滤
g．缓慢降温结晶
（5）下列说法正确的是___________。
A. 步骤Ⅰ装置C中应盛放浓H2SO4
B. 轻轻摇动装置B，若容器内壁未见暗绿色，说明反应完全
C. 步骤Ⅲ中的H2SO4可用CH3COOH或HNO3代替
D. 用高锰酸钾趁热滴定的温度如果过高，可能会导致草酸分解
（6）某次滴定，称取Na2C2O4固体质量0.67g，消耗KMnO4溶液体积20.00mL，计算该次滴定实验测得的高锰酸钾含量是___________%。
【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 平衡气压使液体按一定的速率顺利流下，防止浓盐酸挥发
（2） ①. ②. CD
（3）饱和NaCl溶液
（4）dgea （5）BD
（6）79
【解析】
【分析】已知漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，分液漏斗中为浓盐酸，二者发生归中反应：，装置B用于制取锰酸钾，浓盐酸具有挥发性，导致生成的氯气中含有HCl，且锰酸钾在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生歧化反应，故在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶以除去Cl2中的HCl，可以提高高锰酸钾的产率，装置C中可盛放NaOH溶液，吸收未反应的氯气。
【小问1详解】
装置a为恒压滴液漏斗；恒压滴液漏斗可以平衡气压使液体按一定的速率顺利流下，防止浓盐酸挥发；
【小问2详解】
装置A中Ca(ClO)2与浓盐酸发生归中反应，离子方程式为：；漂白粉主要作用为：将Cl-氧化为Cl2，可用强氧化性物质代替，
A．MnO2在加热条件下可将Cl-氧化为Cl2，图中无加热装置，A不符合题意；
B．P2O5无强氧化性，B不符合题意；
C．KClO3具有强氧化性，常温下能将Cl-氧化为Cl2，C符合题意；
D．K2Cr2O7具有强氧化性，常温下能将Cl-氧化为Cl2，D符合题意；
故选CD；
【小问3详解】
浓盐酸具有挥发性，导致生成的氯气中含有HCl，锰酸钾碱性减弱时易发生歧化反应，故在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶以除去Cl2中的HCl，可以提高高锰酸钾的产率；
小问4详解】
根据题目所给溶解度等信息，结晶步骤中为得到杂质较少的KMnO4粗产品，将装置B中的溶液转移至蒸发皿中→小火加热蒸发至溶液出现晶膜，停止加热→缓慢降温结晶→减压过滤→少量冰水洗涤→干燥→KMnO4晶体；排序为dgea；
【小问5详解】
A．步骤I装置C中应盛放NaOH溶液，吸收未反应的氯气，A错误；
B．锰酸钾的水溶液呈深绿色，轻轻摇动装置B，若容器内壁未见暗绿色，说明反应完全，B正确；
C．硝酸可与草酸钠发生氧化还原反应，步骤Ⅲ中H2SO4不能用HNO3代替，C错误；
D．草酸加热易分解，用高锰酸钾趁热滴定的温度如果过高，可能会导致草酸分解，D正确；
故选BD；
【小问6详解】
根据离子方程式：，可得关系式：，0.67gNa2C2O4物质的量为：0.005ml，理论上物质的量为0.002ml，含量为：。
18. 应用(CO2催化加氢规模化生产甲醇是综合利用(CO2，实现“碳达峰”的有效措施之一、我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应 ，需通过以下两步实现：
I．
II．
（1）反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示：
=___________，反应是快反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
（2）若 ，下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
A. 0℃B. 70℃C. 150℃D. 280°C
（3）已知反应，在540K下，按初始投料、，，得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图：
①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为___________(用字母表示)。
②N点在b曲线上，540K时的压强平衡常数Kp=___________(MPa)-2(用平衡分压计算)。
（4）恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H？O)两个同体积容器中通入1ml CO2和3ml H2，温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为___________。
（5）通过设计燃料电池，可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来，酸性电解质溶液中，甲醇在电极上反应，产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式___________。
【答案】（1） ①. -90kJ/ml ②. Ⅱ （2）A
（3） ①. c（4）分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行
（5）
【解析】
【小问1详解】
步骤Ⅱ的反应热ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=−49kJ/ml−41kJ/ml=−90kJ/ml。反应II活化能较小，是快反应。
【小问2详解】
若根据图示 ΔH=−49kJ/ml，ΔS=−175J⋅ml−1⋅K−1=−0.175kJ⋅ml−1⋅K−1，ΔG=ΔH−TΔS<0反应能自发进行，则−49kJ⋅ml−1−T(−0.175kJ⋅ml−1⋅K−1)<0，T<280K，温度低于7℃时反应能自发进行，选A。
【小问3详解】
①两种物质反应，增大二氧化碳的浓度则氢气的平衡转化率会增大，a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为：c②根据题给数据可得三段式如下：
平衡时气体总物质的量=1.6 ml，则此时平衡常数K=。
【小问4详解】
温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为：分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行。
【小问5详解】
酸性电解质溶液中，甲醇在负极上失去电子产生碳氧化物COx，根据得失电子守恒和电荷守恒配平负极反应方程式为：。
19. 化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性，其合成路线如下：
已知：i、+R-NH2→→
ii、+R-NH2→+-OH
（1）B的名称为___________。
（2）B→C的反应类型为___________。
（3）E→F过程中实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
（4）写出F→G的化学方程式___________。
（5）F的同分异构体中，苯环上直接连有-NH2，既能发生银镜反应，又能发生水解反应的共有___________种；其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2为___________(结构简式)。
（6）J→K的反应过程如下图，中间产物1、2均含有三个六元环。
中间产物1、2的结构简式分别为___________、___________。
【答案】（1）邻硝基甲苯/2-硝基甲苯
（2）取代反应 （3） ①. 硝基 ②. 氨基
（4）
（5） ①. 13 ②.
（6） ①. ②.
【解析】
【分析】A的分子式为C7H8，从D的结构简式可知，B是，C的结构简式为，C水解生成D，根据G的结构简式，结合已知信息ii，可知F的结构简式为，E的结构简式为，F到G失水发生取代反应形成环状结构，G到I发生氧化反应，I与H2O2反应生成J，J转化为K。
【小问1详解】
B的名称为邻硝基甲苯/2-硝基甲苯。
【小问2详解】
B→C的反应类型为取代反应。
【小问3详解】
根据E和F的结构，E→F过程中实现了由硝基到氨基的转化。
【小问4详解】
F→G的化学方程式。
【小问5详解】
F的结构简式为，苯环上直接连有-NH2，能发生银镜反应，又能发生水解反应的官能团为HCOO-，①HCOOCH2-与硝基在苯环上的位置分别有邻、间、对3种；②硝基、甲基、HCOO-在苯环上有10种，故一共有13种；其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰，且峰面积之比为1：2：2：2：2为。
【小问6详解】
J→K的反应中间产物1、2均含有三个六元环，结合反应过程以及各物质的结构，中间产物1、2的结构简式分别为、。电对
Cu2+/Cu
Pb2+/Pb
Cd2+/Cd
Fe2+/Fe
Ni2+/Ni
电极电位/V
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
选项
实验操作
现象
结论
A
常温下，测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH
前者大于后者
非金属性：S>C
B
将盛有相同浓度的CuCl2溶液的两支试管分别置于冷水和热水中
冷水中溶液呈蓝色，热水中溶液为黄色
Cu2+在不同温度下颜色不同
C
两支试管各盛4mL 0.1ml·L-1酸性高锰酸钾溶液，分别加入2mL 0.1ml·L-1草酸溶液和2mL 0.2ml·L-1草酸溶液
加入0.2ml·L-1草酸溶液的试管中溶液紫色消失更快
其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快
D
在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% CuSO4溶液加热
产生砖红色沉淀
纤维素在酸的催化下可水解，水解产物中含醛基
物质
FeS
Mns
CuS
PbS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
13×10-36
3.4×10-28
1.6×10-24
物质
t℃
0
20
40
60
70
80
KCl
28
34.2
40.1
45.8
47.2
51.3
KMnO4
2.8
6.4
12.6
22.2
—
—
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷(选择题共45分)
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 K39 Mn55
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法错误的是
A. 硅晶片是生产芯片的基础材料
B. 棉花、羊毛、蚕丝、涤纶都属于天然纤维
C. 硫化后的橡胶适合制造轮胎，加入炭黑可提高轮胎的耐磨性
D. 离子液体是熔点不高的仅有离子组成的液体物质
【答案】B
【解析】
【详解】A．Si是良好的半导体材料，硅晶片是生产芯片的基础材料，A正确；
B．涤纶是合成纤维，B错误；
C．为了增强汽车轮胎的耐磨性，常在制轮胎的橡胶中加入的耐磨物质是炭黑，C正确；
D．离子液体的熔点不高，是仅有离子组成的液体物质，D正确；
故选B。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A. NaOH的电子式：B. 基态Cr的价层电子排布式：3d44s2
C. HClO的结构式：H-O-ClD. 的空间结构：三角锥形
【答案】C
【解析】
【详解】A．NaOH为离子化合物，其电子式为：，故A错误；
B．基态Cr的价层电子排布式：3d54s1，故B错误；
C．HClO是共价化合物，结构式：H-O-Cl，故C正确；
D．中心C原子价层电子对数为3，不含孤电子对，离子构型为平面三角形，故D错误；
故选C。
3. 下列所示物质的制备方法正确的是
A. 从海带中制取单质碘：取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B. 从海水中提金属镁：浓缩海水硫氮Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
C. 实验室制氨气：加热氯化铵固体
D. 铜的电解精炼：粗铜为阳极
【答案】D
【解析】
【详解】A．海带中碘以离子形式存在，需要氧化为单质，则需要氧化后萃取，A错误；
B．从海水中提金属镁，先加入石灰乳，将镁离子转化为氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁沉淀分解为氧化镁，最后电解熔融氯化镁得到金属镁，镁为活泼金属，不能通过电解氯化镁溶液得到金属镁，B错误；
C．实验室制氨气：加热氯化铵固体和氢氧化钙固体，方程式为：，C错误；
D．铜的电解精炼：粗铜为阳极，电极反应，精铜为阴极，D正确；
故选D。
4. 下列实验不能达到实验目的的是
A. 用酸性KMnO4鉴别苯和甲苯
B. 用水鉴别NO2和溴蒸气
C. 用饱和NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
D. 用湿润红色石蕊试纸检验NH3
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲苯能够使酸性KMnO4溶液褪色，苯不和酸性KMnO4溶液反应，可用酸性KMnO4鉴别苯和甲苯，A正确；
B．NO2和水反应生成无色的NO，溴蒸气溶于水得到橙黄色的溴水，可用水鉴别NO2和溴蒸气，B正确；
C．乙酸乙酯在饱和NaOH溶液中会发生水解，不能用饱和NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇，C错误；
D．NH3具有碱性，能够使湿润红色石蕊试纸变蓝，可用湿润红色石蕊试纸检验NH3，D正确；
故选C。
5. NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 常温常压下，1.8g甲基(-12CD3)中含有的中子数为0.9NA
B. 1ml纯净Cl2通入水中，转移电子数为NA
C. 11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 1L 0.01ml/L KAl(SO4)2溶液中含有的阳离子数为0.02NA
【答案】A
【解析】
【详解】A．1.8g甲基(-12CD3)的物质的量为n=，含有中子的物质的量为0.1ml×(6+1×3)=0.9ml，故含中子的数目为0.9NA，A正确；
B．Cl2和水的反应是可逆反应，1ml纯净Cl2通入水中，转移电子数小于NA，B错误；
C．未说明气体所处的温度和压强，无法计算11.2L甲烷和乙烯的物质的量，C错误；
D．1L 0.01ml/L KAl(SO4)2溶液中Al3+会发生水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，含有的阳离子数大于0.02NA，D错误；
故选A。
6. 我国最新合成出一种聚醚酯(PM)新型材料，可实现“单体-聚合物-单体”的闭合循环，推动塑料经济的可持续发展。合成方法如下：
下列说法错误的是
A. M分子中含有2个手性碳原子
B. M在酸性条件下水解开环得到
C. PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团
D. 合成1ml PM，理论上需要n ml M和n ml苯甲醇
【答案】D
【解析】
【详解】A．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，M分子中含有2个手性碳原子，位置为，A正确；
B．M中含有酯基，在酸性条件下水解开环得到，B正确；
C．PM中含有酯基、醚键和羟基三种官能团，C正确；
D．由PM的结构简式可知，理论上，合成1ml PM需要消耗n ml M和1ml苯甲醇，D错误；
故选D。
7. 钒液流电池具有广泛的应用领域和市场前景，电池放电时的部分工作原理如图所示。
下列相关叙述错误的是
A. 电池放电时，H+是从左侧移向右侧
B. 溶液的pH值会影响电池的放电效率
C. 电池充电时，左侧是阳极，右侧是阴极
D. 电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是：
【答案】A
【解析】
【分析】由装置图可知放电时右侧作负极，电极发生的反应为：，左侧作正极电极发生反应：，据此分析解答。
【详解】A．电池放电时，阳离子向正极移动 ，则H+是从右侧移向左侧，A错误；
B．电池的正极反应，需要氢离子，溶液的pH值会影响电池的放电效率，B正确；
C．充电时，左侧是阳极，电极反应为：，右侧是阴极，电极反应为，C正确；
D．电池充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式是：，D正确；
故选A。
8. 蜂胶可作抗氧化剂，其主要活性成分咖啡酸苯乙酯(CAPE)的合成路线如下：
下列说法错误的是
A. CAPE存在顺反异构
B. 1ml CAPE与足量H2反应，最多消耗8ml H2
C. CAPE可作抗氧化剂，可能与羟基有关
D. 1ml Ⅲ与足量NaOH溶液反应，消耗2ml NaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A．顺反异构指化合物分子具有自由旋转的限制因素，使各个基团在空间排列方式不同出现非对映异构体的现象，限制因素一般是由有机物结构中出现“C=C”、“C=N”等不能自由旋转的官能团引起，CAPE含有C=C双键，且双键左右两边含有一对不同基团，满足结构，存在顺反异构体，所以CAPE有顺反异构体 ，A正确；
B．1ml CAPE，含2ml苯环，1ml碳碳双键，与足量H2反应最多消耗7ml H2，B错误；
C．CAPE可作抗氧剂，是因为其结构中含有易被氧化剂氧化的C=C双键和羟基（-OH），C正确；
D．1mlⅢ中含有1ml酯基和1ml羧基，羧基显酸性，与NaOH发生酸碱中和反应，酯基与NaOH发生水解反应，故消耗2mlNaOH，D正确；
故选B。
9. 中国科学技术大学化学与材料科学学院报道了由胍阳离子和硼酸盐阴离子([B(OCH3)4]3[C(NH2)3]4Cl·4CH3OH)构成的离子型氢键有机骨架在室温下对甲醇的可逆自动吸附/解吸，其中[C(NH2)3]+为平面结构。下列说法正确的是
A. 基态原子半径：O
D. 该晶体中存在配位键、离子键、氢键等化学键
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期主族元素，从左往右原子半径递减，则基态原子半径：O
C．[C(NH2)3]+为平面结构，则其中的C原子轨道杂化类型均为sp2；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为sp3；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为sp3，C错误；
D．氢键不是化学键，D错误；
故选A。
10. 水系双离子电池原理如图所示，下列有关叙述正确的是
A. 放电时，电极a作电源的正极，Cu3(PO4)2发生氧化反应最终变为Cu
B. 充电时，水系电池中，a电极附近溶液的pH增大
C. 充电时，b电极上的电极反应式为
D. 当0.5ml Cu3(PO4)2完全放电时，则b电极质量减轻69g
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu、发生得电子的还原反应，b极上Na0.44MnO2→Na0.44-xMnO2、发生失电子的氧化反应，则a极为正极、b极为负极，负极反应式为Na0.44MnO2-xe-═Na0.44-xMnO2+xNa+，充电时为电解池，原电池的正负极分别与电源的正负极相接，即a极为阳极、b极为阴极，阴阳极反应与负正极反应相反，据此分析解答。
【详解】A．放电时为原电池，a极为正极、b极为负极，Cu3(PO4)2发生还原反应最终变为Cu，故A错误；
B．充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阳极电极反应式为：，阳极附近碱性减弱，故B错误；
C．充电时为电解池，a极为阳极、b极为阴极，阴极反应式为：，故C错误；
D．放电时为原电池，a极上Cu3(PO4)2→Cu2O→Cu，则0.5mlCu3(PO4)2完全放电时，转移电子3ml，有3mlNa+发生迁移，则b电极质量减轻3ml×23g/ml=69g，故D正确；
故选D。
11. 以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图所示：
已知：电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原趋势。在25℃下，部分电对的电极电位如表：
下列说法正确的是
A. 电解时Ni在阳极析出
B. 物质B是Ni，金属B是Cd
C. 滤渣Ⅰ只有SiO2，物质A可以是Ni(OH)2，滤渣Ⅱ是Fe(OH)3
D. 已知镍镉矿中镍元素含量为6.8%，中间转化过程中损失45%，则100吨镍镉矿最终得到的镍质量为3.74吨
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知，镍镉矿浆化后，在空气中加入稀硫酸酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入碳酸镍或氧化镍调节溶液pH，经加热将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液；向滤液中加入镍，将溶液中铜离子转化为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液；固体通入一氧化碳气化分离得到四羰基合镍和镉；四羰基合镍受热分解生成一氧化碳和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。
【详解】A．电解时Ni2+得电子，在阴极析出，A错误；
B．净化时为将溶液中铜离子转化为铜，加入物质B是Ni；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液金属B是Cd ，B正确；
C．滤渣Ⅰ为二氧化硅、硫酸铅，C错误；
D．已知镍镉矿中镍元素含量为6.8%，中间转化过程中损失45%，则100吨镍镉矿最终得到的镍质量为3.74吨，，在调节PH值的步骤中又加入含镍物质，则镍质量大于3.74吨，D错误；
故选B。
12. PTC(可表示为Q+X-)的作用是使一种反应物由一相转移到另一相中参加反应，促使一个可以溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。下列说法错误的是
A. 总反应为：
B. Q+易溶于水相而难溶于有机相
C. PTC是相转移催化剂，且化学性质应稳定且易回收
D. 不使用昂贵的特殊溶剂，且不要求无水操作，简化了工艺
【答案】B
【解析】
【详解】A．水相反应和有机相反应相减可得总反应为：，A正确；
B．根据反应原理，Q+在两相均易溶，B错误；
C．PTC催化剂可以实现两相（水相、有机相）之间的转移，可用作相转移催化剂，且化学性质应稳定且易回收，C正确；
D．该反应不使用昂贵的特殊溶剂，且不要求无水操作，简化了工艺，D正确；
故选B。
13. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．常温下，等浓度的Na2CO3溶液的pH大于Na2SO3溶液的pH，说明CO的水解程度大于SO，无法证明S和C的非金属性强弱，A错误；
B．CuCl2溶液中存在(蓝色)[Cu(H2O)4]2++4Cl-(绿色)[CuCl4]2-+4H2O △H>0，在冷水中平衡向左移动，溶液呈蓝色，在热水中平衡向右移动，溶液呈黄色，B错误；
C．根据5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+2MnSO4+K2SO4+8H2O可知，4ml0.1ml/L酸性高锰酸钾溶液，需要4ml×=10ml的0.1ml/L草酸溶液和4ml××=5ml的0.2ml/L草酸溶液，故反应中高锰酸钾溶液均过量，溶液不褪色，C错误；
D．在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状，纤维素水解，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% CuSO4溶液加热，产生砖红色沉淀证明水解产物中有醛基，D正确；
故答案为：D。
14. 物质Y为潜在的拓扑绝缘体材料。Y晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成(晶胞如图b所示)，已知原子P的分数坐标(0，0，0)，M的最简式的相对分子质量为Mr，下列说法错误的是
A. 图a中Ge晶胞的俯视图为
B. Y晶胞中Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中
C. Y晶胞中原子Q的坐标为
D. 晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由Ge晶体的晶胞知，有8个Ge位于顶点、6个Ge为面心、4个Ge位于体内，每个Ge原子与相邻的4个Ge原子形成正四面体结构，故Ge晶胞的俯视图为，A项正确；
B．由Y的晶胞可知，Ge原子位于Sb原子构成的四面体空隙中（以体心Ge为研究对象），B项正确；
C．已知原子P的分数坐标(0，0，0)，结合Y的晶胞，Q的分数坐标为(，，)，C项错误；
D．根据均摊法，1个Y的晶胞中含Ge：8×+4×+1=4，含Sb：8个，含Hg：4×+6×=4，Y的化学式为HgGeSb2，1个晶胞的质量为g，晶胞的体积为x2y×10-21cm3，则晶体的密度为g ÷(x2y×10-21cm3)=，D项正确；
答案选C。
15. 向AgBr饱和溶液中滴加Na2S2O3溶液，发生反应和，、与的关系如下图所示(其中M代表Ag+或Br-；N代表或)；
下列说法错误的是
A. 直线L2表示随浓度变化的关系
B. AgBr的溶度积常数
C. 反应的平衡常数K的数量级为102
D. 时，溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】溴化银的饱和溶液中溴离子浓度和银离子浓度相等，向饱和溶液中滴加硫代硫酸钠溶液时，溶液中银离子浓度减小、溴离子浓度增大，则b点所在曲线表示银离子浓度与硫代硫酸根离子浓度变化的关系、d点所在曲线表示溴离子与硫代硫酸根离子浓度变化的关系，溴化银与硫代硫酸钠溶液开始反应时，溴化银主要转化为，溶液中 小于，则直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6ml/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85ml/L、10-8.35ml/L，则溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2。
【详解】A．由分析可知，直线L1表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，直线L2表示随硫代硫酸根离子浓度变化的关系，A正确；
B．由分析可知，溴化银的溶度积常数Ksp=c(Ag+)c(Br-)=10-12.2，B正确；
C．由图可知，溶液中硫代硫酸根离子浓度为10-4.6ml/L时，溶液中溴离子和银离子浓度分别为10-3.85ml/L、10-8.35ml/L，为10-4.2，则溶液中的浓度为10-4.15ml/L，反应的平衡常数K===101.2，所以平衡常数K的数量级为101，C错误；
D．由图可知，硫代硫酸根离子浓度为0.001 ml/L时，溶液中溴离子浓度最大，的值大于的值，则溶液中的浓度大于的浓度，所以溶液中离子浓度大小顺序为c(Br-)>c>c，D正确；
故选C。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. 磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池工作电压适中、放电功率高、在高温和高热环境下的稳定性高，是新能源汽车的动力电池之一、一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)制备磷酸亚铁锂的生产流程如图：
常温下各种硫化物溶度积常数如下：
已知：FePO4可溶于pH小于2的酸性溶液。
回答下列问题：
（1）铁在元素周期中的位置是___________，FePO4·2H2O中Fe元素的化合价是___________。
（2）操作2的名称是___________。
（3）TiO2是一种白色颜料，用TiCl4制备TiO2·xH2O的化学方程式是___________。
（4）滤液2与磷酸、双氧水生成FePO4·2H2O的离子方程式为___________，向滤液2中加入NaOH溶液调节溶液的pH，将溶液的pH控制在2.0的原因是___________。
（5）聚丙烯的作用是___________。
（6）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成4个正八面体和4个正四面体，电池充电时，LiFePO4作极___________(“阴”或“阳”)，脱出部分Li+，进而转化为Li1-xFePO4，Li1-xFePO4结构示意图如(b)所示，则其中___________。
【答案】（1） ①. 第四周期第VIII族 ②. +3
（2）过滤 （3）
（4） ①. ②. pH大于2.0，Fe3+会生成Fe(OH)3，使制备的FePO4·2H2O不纯；pH小于2.0，FePO4会溶解导致产品产率下降
（5）将三价铁还原成二价铁
（6） ①. 阳 ②. 3∶13
【解析】
【分析】向副产物硫酸亚铁(含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子)中加水和 溶液，根据表格数据可知，生成沉淀为CuS、PbS、ZnS, 过滤后向滤液1含有亚铁、钛、锰、钙、镁等离子中加入磷酸酸化生成二氧化钛沉淀，再经过过滤得到滤液2，向滤液2中加入磷酸、双氧水、NaOH溶液生成 沉淀，最后将 沉淀与碳酸锂、聚丙烯混合反应生成磷酸亚铁锂。
【小问1详解】
铁为26号元素，故属于第四周期第VIII族；FePO4·2H2O中根据化合价代数和为零可以得到Fe元素的化合价是+3价。
【小问2详解】
过滤分离难溶性固体和液体的方法。
【小问3详解】
TiCl4制备TiO2·xH2O根据元素守恒可知化学方程式为。
【小问4详解】
酸性条件下，过氧化氢把亚铁离子转变为磷酸铁，根据元素守恒和得电子守恒，故离子方程式；铁离子会进行水解，pH过大时容易生成氢氧化铁沉淀，产品质量较差，pH过小时磷酸铁溶解不完全，导致产品的产率降低。
【小问5详解】
根据流程图可知磷酸铁最后生成磷酸亚铁锂，故聚丙烯作用是还原磷酸铁变成亚铁。
【小问6详解】
根据图示，电池充电时，亚铁转变为磷酸铁，化合价升高，故LiFePO4失电子作阳极；比较图（a）可知，少了一个棱上的锂离子和面心上的锂离子，也就是以哦个晶胞少了0.5+0.25的锂离子，因此每个晶胞中有4个磷酸铁锂单元，每个单元少了个Li+，每个单元磷酸铁锂中Li+的数目为，磷酸根的化合价为-3价，锂离子的化合价为+1价，设一个酸铁锂单元，则一个单元磷酸铁锂可得，且，解的，故为3：13
17. 高锰酸钾((KMnO4)是一种强氧化剂，在医疗卫生领域有广泛的应用。查阅资料：①锰酸钾((K2MnO4)为墨绿色晶体，其水溶液呈深绿色，这是锰酸根()的特征颜色。其在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生歧化反应。
②一些物质溶解度随温度变化单位：g/100gH2O
某实验小组设计如下实验步骤用K2MnO4制备KMnO4
Ⅰ．高锰酸钾的制备
Ⅱ．高锰酸钾的提取
Ⅲ．高锰酸钾的纯度测定
①准确称取KMnO4样品2.00g，用容量瓶配成100mL溶液；②称取高纯度Na2C2O4固体mg，全部置于250mL锥形瓶中，再加入10mL3ml·L-1H2SO4溶液和10mL纯净水后盖上表面皿，于75℃浴加热振荡全部溶解；③用以上KMnO4溶液趁热滴定。重复②~③，滴定3次。请回答：
（1）装置a的名称是___________，其作用是___________。
（2）装置A中发生反应的离子方程式为___________，漂白粉可用___________代替。
A．MnO2 B．P2O5 C．KClO3 D．K2Cr2O7
（3）上述装置存在一处缺陷导致KMnO4产率降低，改进的方法是在AB之间增加一个盛有___________的洗气瓶。
（4）步骤Ⅱ为了获得杂质较少的KMnO4晶体，从下列选项中选出合理的操作并排序：___________
将装置B中的溶液转移至蒸发皿中→___________→___________→___________→___________→干燥→KMnO4晶体
a．用少量冰水洗涤 b．先用冰水洗涤，再用乙醇洗涤
c．小火蒸发至析出大量晶体，停止加热 d．小火蒸发至溶液表面出现晶膜，停止加热
e．减压过滤 f．趁热过滤
g．缓慢降温结晶
（5）下列说法正确的是___________。
A. 步骤Ⅰ装置C中应盛放浓H2SO4
B. 轻轻摇动装置B，若容器内壁未见暗绿色，说明反应完全
C. 步骤Ⅲ中的H2SO4可用CH3COOH或HNO3代替
D. 用高锰酸钾趁热滴定的温度如果过高，可能会导致草酸分解
（6）某次滴定，称取Na2C2O4固体质量0.67g，消耗KMnO4溶液体积20.00mL，计算该次滴定实验测得的高锰酸钾含量是___________%。
【答案】（1） ①. 恒压滴液漏斗 ②. 平衡气压使液体按一定的速率顺利流下，防止浓盐酸挥发
（2） ①. ②. CD
（3）饱和NaCl溶液
（4）dgea （5）BD
（6）79
【解析】
【分析】已知漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，分液漏斗中为浓盐酸，二者发生归中反应：，装置B用于制取锰酸钾，浓盐酸具有挥发性，导致生成的氯气中含有HCl，且锰酸钾在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生歧化反应，故在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶以除去Cl2中的HCl，可以提高高锰酸钾的产率，装置C中可盛放NaOH溶液，吸收未反应的氯气。
【小问1详解】
装置a为恒压滴液漏斗；恒压滴液漏斗可以平衡气压使液体按一定的速率顺利流下，防止浓盐酸挥发；
【小问2详解】
装置A中Ca(ClO)2与浓盐酸发生归中反应，离子方程式为：；漂白粉主要作用为：将Cl-氧化为Cl2，可用强氧化性物质代替，
A．MnO2在加热条件下可将Cl-氧化为Cl2，图中无加热装置，A不符合题意；
B．P2O5无强氧化性，B不符合题意；
C．KClO3具有强氧化性，常温下能将Cl-氧化为Cl2，C符合题意；
D．K2Cr2O7具有强氧化性，常温下能将Cl-氧化为Cl2，D符合题意；
故选CD；
【小问3详解】
浓盐酸具有挥发性，导致生成的氯气中含有HCl，锰酸钾碱性减弱时易发生歧化反应，故在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶以除去Cl2中的HCl，可以提高高锰酸钾的产率；
小问4详解】
根据题目所给溶解度等信息，结晶步骤中为得到杂质较少的KMnO4粗产品，将装置B中的溶液转移至蒸发皿中→小火加热蒸发至溶液出现晶膜，停止加热→缓慢降温结晶→减压过滤→少量冰水洗涤→干燥→KMnO4晶体；排序为dgea；
【小问5详解】
A．步骤I装置C中应盛放NaOH溶液，吸收未反应的氯气，A错误；
B．锰酸钾的水溶液呈深绿色，轻轻摇动装置B，若容器内壁未见暗绿色，说明反应完全，B正确；
C．硝酸可与草酸钠发生氧化还原反应，步骤Ⅲ中H2SO4不能用HNO3代替，C错误；
D．草酸加热易分解，用高锰酸钾趁热滴定的温度如果过高，可能会导致草酸分解，D正确；
故选BD；
【小问6详解】
根据离子方程式：，可得关系式：，0.67gNa2C2O4物质的量为：0.005ml，理论上物质的量为0.002ml，含量为：。
18. 应用(CO2催化加氢规模化生产甲醇是综合利用(CO2，实现“碳达峰”的有效措施之一、我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应 ，需通过以下两步实现：
I．
II．
（1）反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示：
=___________，反应是快反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
（2）若 ，下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
A. 0℃B. 70℃C. 150℃D. 280°C
（3）已知反应，在540K下，按初始投料、，，得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图：
①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为___________(用字母表示)。
②N点在b曲线上，540K时的压强平衡常数Kp=___________(MPa)-2(用平衡分压计算)。
（4）恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H？O)两个同体积容器中通入1ml CO2和3ml H2，温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为___________。
（5）通过设计燃料电池，可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来，酸性电解质溶液中，甲醇在电极上反应，产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式___________。
【答案】（1） ①. -90kJ/ml ②. Ⅱ （2）A
（3） ①. c
（5）
【解析】
【小问1详解】
步骤Ⅱ的反应热ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=−49kJ/ml−41kJ/ml=−90kJ/ml。反应II活化能较小，是快反应。
【小问2详解】
若根据图示 ΔH=−49kJ/ml，ΔS=−175J⋅ml−1⋅K−1=−0.175kJ⋅ml−1⋅K−1，ΔG=ΔH−TΔS<0反应能自发进行，则−49kJ⋅ml−1−T(−0.175kJ⋅ml−1⋅K−1)<0，T<280K，温度低于7℃时反应能自发进行，选A。
【小问3详解】
①两种物质反应，增大二氧化碳的浓度则氢气的平衡转化率会增大，a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为：c
平衡时气体总物质的量=1.6 ml，则此时平衡常数K=。
【小问4详解】
温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为：分子筛膜能不断分离出H2O(g)，有利于反应正向进行。
【小问5详解】
酸性电解质溶液中，甲醇在负极上失去电子产生碳氧化物COx，根据得失电子守恒和电荷守恒配平负极反应方程式为：。
19. 化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性，其合成路线如下：
已知：i、+R-NH2→→
ii、+R-NH2→+-OH
（1）B的名称为___________。
（2）B→C的反应类型为___________。
（3）E→F过程中实现了由___________到___________的转化(填官能团名称)。
（4）写出F→G的化学方程式___________。
（5）F的同分异构体中，苯环上直接连有-NH2，既能发生银镜反应，又能发生水解反应的共有___________种；其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰，且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶2为___________(结构简式)。
（6）J→K的反应过程如下图，中间产物1、2均含有三个六元环。
中间产物1、2的结构简式分别为___________、___________。
【答案】（1）邻硝基甲苯/2-硝基甲苯
（2）取代反应 （3） ①. 硝基 ②. 氨基
（4）
（5） ①. 13 ②.
（6） ①. ②.
【解析】
【分析】A的分子式为C7H8，从D的结构简式可知，B是，C的结构简式为，C水解生成D，根据G的结构简式，结合已知信息ii，可知F的结构简式为，E的结构简式为，F到G失水发生取代反应形成环状结构，G到I发生氧化反应，I与H2O2反应生成J，J转化为K。
【小问1详解】
B的名称为邻硝基甲苯/2-硝基甲苯。
【小问2详解】
B→C的反应类型为取代反应。
【小问3详解】
根据E和F的结构，E→F过程中实现了由硝基到氨基的转化。
【小问4详解】
F→G的化学方程式。
【小问5详解】
F的结构简式为，苯环上直接连有-NH2，能发生银镜反应，又能发生水解反应的官能团为HCOO-，①HCOOCH2-与硝基在苯环上的位置分别有邻、间、对3种；②硝基、甲基、HCOO-在苯环上有10种，故一共有13种；其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰，且峰面积之比为1：2：2：2：2为。
【小问6详解】
J→K的反应中间产物1、2均含有三个六元环，结合反应过程以及各物质的结构，中间产物1、2的结构简式分别为、。电对
Cu2+/Cu
Pb2+/Pb
Cd2+/Cd
Fe2+/Fe
Ni2+/Ni
电极电位/V
+0.337
-0.126
-0.402
-0.442
-0.257
选项
实验操作
现象
结论
A
常温下，测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH
前者大于后者
非金属性：S>C
B
将盛有相同浓度的CuCl2溶液的两支试管分别置于冷水和热水中
冷水中溶液呈蓝色，热水中溶液为黄色
Cu2+在不同温度下颜色不同
C
两支试管各盛4mL 0.1ml·L-1酸性高锰酸钾溶液，分别加入2mL 0.1ml·L-1草酸溶液和2mL 0.2ml·L-1草酸溶液
加入0.2ml·L-1草酸溶液的试管中溶液紫色消失更快
其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快
D
在试管中放入少量脱脂棉，加入几滴蒸馏水和几滴浓硫酸，用玻璃棒将混合物搅拌成糊状，加入过量NaOH溶液中和至碱性，再滴入3滴5% CuSO4溶液加热
产生砖红色沉淀
纤维素在酸的催化下可水解，水解产物中含醛基
物质
FeS
Mns
CuS
PbS
ZnS
Ksp
6.3×10-18
2.5×10-13
13×10-36
3.4×10-28
1.6×10-24
物质
t℃
0
20
40
60
70
80
KCl
28
34.2
40.1
45.8
47.2
51.3
KMnO4
2.8
6.4
12.6
22.2
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