2023年陕西省咸阳市武功县高考化学二模试卷（含解析）

这是一份2023年陕西省咸阳市武功县高考化学二模试卷（含解析），共23页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
2023年陕西省咸阳市武功县高考化学二模试卷
一、单选题（本大题共7小题，共36.0分）
1. 近年来我国取得了很多令世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法正确的是(    )
A. 神舟十三号载人飞船返回舱逃逸系统复合材料中的酚醛树脂属于天然高分子化合物
B. “北斗系统”组网成功，其芯片的主要成分为二氧化硅
C. “嫦娥五号”运载火箭用液氧、液氢做推进剂，产物对环境无污染
D. T−碳(T−Carbon)是中科院预言的一种三维碳结构晶体，其与C60互为同位素
2. 草本植物石菖蒲在《神农本草经》中被列为上品，广泛应用癫痫、中风等的治疗，其活性物质的结构如图所示。下列对于该活性物质的说法错误的是(    )
A. 分子中含有四种官能团
B. 能和NaHCO3溶液反应生成CO2
C. 能发生加成、取代、氧化反应
D. 1mol该活性物质最多消耗4molNaOH

3. 下列离子方程式书写正确的是(    )
A. 向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3：Mn2++2HCO3−=MnCO3↓+CO2↑+H2O
B. 同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH4++OH−=NH3⋅H2O
C. 将少量SO2气体通入NaClO溶液中：SO2+H2O+2ClO−=2HClO+SO32−
D. 向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，使沉淀的物质的量最大时：A13++SO42−+3OH−+Ba2+=BaSO4↓+Al(OH)3↓
4. 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子(如图所示)。其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素，X、Z同主族。下列说法正确的是 (    )

A. 原子半径：Z>X>Y
B. 气态氢化物的稳定性：Z>X>Y
C. Z的氯化物的分子式一定为ZCl3
D. 此阴离子中Y、Z均满足8电子稳定结构
5. 根据下列实验操作和现象所得结论正确的是 (    )
选项
实验操作和现象
结论
A
向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴入酸化的AgNO3溶液，溶液变红
Ag+的氧化性一定比Fe3+强
B
向某黄色溶液中加入淀粉−KI溶液，溶液呈蓝色
原溶液中一定含有Br2
C
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，沉淀部分溶解
部分Na2SO3被氧化
D
将乙醇溶液和浓硫酸共热产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色
产生的气体为乙烯

A. A B. B C. C D. D
6. 某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O72−废水(pH约为6)和淡化食盐水，其装置示意图如图所示。图中，D和E为阳离子交换膜或阴离子交换膜，Z为待淡化食盐水。已知Cr3+完全沉淀所需的pH为5.6.下列说法不正确的是(    )
A. E为阴离子交换膜
B. X为有机物污水，Y为含Cr2O72−废水
C. 理论上处理1mol的Cr2O72−的同时可脱除6mol的NaCl
D. C室的电极反应式为Cr2O72−+6e−+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O
7. T℃时，CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知pCd2+为Cd2+浓度的负对数，pN为阴离子浓度的负对数。下列说法不正确的是(    )
A. 曲线Ⅰ是Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线
B. 加热可使溶液由X点变到Z点
C. Y点对应的可能为CdCO3的过饱和溶液
D. T℃时，CdCO3(s)+2OH−(aq)⇌Cd(OH)2(s)+CO32−(aq)的平衡常数K=102


二、实验题（本大题共1小题，共14.0分）
8. 钛在医疗领域的使用非常广泛，如制人造关节、头盖、主动心瓣等。TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如图装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去)。

已知：HCl与TiO2不发生反应；装置C中除生成TiCl4外，同时还生成一种有毒气态氧化物和少量CCl4。其他相关信息如下表所示：

熔点/℃
沸点/℃
密度/(g⋅cm−3)
水溶性
TiCl4
−24
136.4
1.7
易水解生成白色沉淀，能溶于有机溶剂
CCl4
−23
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题：
(1)装置A中仪器b的名称 ______ ，装置B中所盛试剂为 ______ (写名称)，装置A中发生反应的离子方程式为 ______ 。
(2)组装好仪器后，部分实验步骤如下：
a.装入药品
b.打开分液漏斗活塞
c.检查装置气密性
d.关闭分液漏斗活塞
e.停止加热，充分冷却
f.加热装置C中陶瓷管
从上述选项选择合适操作(不重复使用)并排序： ______ 。 (填标号)
(3)装置C中石棉绒载体的作用为 ______ ，装置D中使用冷水浴收集到粗产品，可采用 ______ 方法提纯。
(4)TiCl4可制备纳米TiO2：以N2为载体，用TiCl4和水蒸气反应生成Ti(OH)4。再控制温度生成纳米xTiO2⋅yH2O，测定产物xTiO2⋅yH2O组成的方法如下：
步骤一：取样品2.100g用稀硫酸充分溶解得到TiOSO4，再用足量铝将TiO2+还原为Ti3+，过滤并洗涤，将所得滤液和洗涤液合并注入250mL容量瓶，定容得到待测液。
步骤二：取待测液25.00mL于锥形瓶中，加几滴KSCN溶液作指示剂，用0.1000mol/L的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，将Ti3+氧化为TiO2+，三次滴定消耗标准溶液的平均值为24.00mL。
①写出步骤二中Ti3+被氧化为TiO2+的离子方程式： ______ 。
②通过分析、计算，该样品中的组成为 ______ 。
三、简答题（本大题共4小题，共54.0分）
9. 铟被广泛应用于电子工业、航空航天、太阳能电池新材料等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbSO4、FAsO4⋅2H2O、SiO2、S、In2O3、In2S3)中提取锢的工艺如图所示


已知：①焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在；
②As2O3微溶于水；
③In(OH)3性质与Al(OH)3类似；
④FeS4O6为强电解质。
回答下列问题：
(1)FeAsO4⋅2H2O中铁元素化合价为+3，则As元素的化合价为 ______ 。
(2)“硫酸化焙烧”时，其他条件一定，焙烧温度对“水浸”时铟、铁浸出率的影响如图所示。
适宜的焙烧温度是 ______ ℃，温度过高铟、铁浸出率降低的原因是 ______ 。
(3)“水浸”工艺中的浸渣除了As2O3外，还含有 ______ (填化学式)。
(4)“还原铁”工艺的离子反应方程式为 ______ 。
(5)“萃取除铁”工艺中，发现当溶液pH>1.5后，铟萃取率随pH值的升高而下降，原因是 ______ (已知：当有悬浊液产生时，导致两相分层困难)。
(6)“置换铟”时，发现会有少量的气体AsH3生成，生成AsH3的化学方程式为 ______ 。
(7)粗铟可用电解法进行提纯，提纯过程中粗铟作 ______ (填“阴极”或“阳极”)。
10. 绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向，也是实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源，利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为：CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)，该反应可通过如下过程来实现：
反应Ⅰ：CH4(g)+H2O(g)⇌3H2(g)+CO(g)△H1=+206.3kJ⋅mol−1
反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2=−41.2kJ⋅mol−1
(1)总反应的△H= ______ kJ⋅mol−1。
(2)在恒温的刚性容器中，发生上述反应，测得一段时间后，CH4转化率变化如图所示，请解释温度升高转化率变化的原因是 ______ 。

(3)在恒容条件下发生上述反应，不同进气比[n(CH4)：n(H2O)]和不同温度时测得相应的CH4平衡转化率见表。
平衡点
a
b
c
d
n(CH4)/mol
1
1
1
1
n(H2O)/mol
2
2
1
1
CH4平衡转化率%
50
69
50
20
①由表数据分析，温度：a点 ______ b点(填“>”或“Y，故A正确；
B.非金属性N>P，则气态氢化物的稳定性：Y>X>Z，故B错误；
C.P的氯化物的分子式可能为PCl5，不一定为PCl3，故C错误；
D.阴离子中P原子与6个F原子各形成1个共用电子对，其最外层有12个电子，不满足8电子稳定结构，故D错误；
故选：A。
X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素，X、Z同主族，由结构可知X可形成3个共价键，则X为N元素，Z为P元素；Y形成1个共价键，结合原子序数可知Y为F元素，以此来解答。
本题考查原子结构与元素周期律，结合原子序数、物质结构来推断元素为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。

5.【答案】C 
【解析】解：A.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子，由实验操作和现象，不能证明Ag+的氧化性一定比Fe3+强，故A错误；
B.黄色溶液可能含铁离子，可使淀粉−KI溶液变蓝，不能证明原溶液中是否含有Br2，故B错误；
C.亚硫酸钡溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸，白色沉淀部分溶解，可知部分Na2SO3被氧化，故C正确；
D.挥发的乙醇、生成的乙烯及可能混有的二氧化硫均使酸性高锰酸钾溶液褪色，溶液褪色不能证明生成乙烯，故D错误；
故选：C。
A.酸性溶液中硝酸根离子可氧化亚铁离子；
B.黄色溶液可能含铁离子；
C.亚硫酸钡溶于盐酸，硫酸钡不溶于盐酸；
D.挥发的乙醇、生成的乙烯及可能混有的二氧化硫均使酸性高锰酸钾溶液褪色。
本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。

6.【答案】A 
【解析】根据装置中电子的流向可知，该原电池中C室为正极区，Cr2O72−离子在C室发生得电子的还原反应转化为2Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O72−+6e−+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，装置A室是负极区，负极上有机物失电子发生氧化反应，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O72−废水，据此分析解答。
A、该原电池中碳电极为正极，放电时阳离子移向正极，阴离子移向负极，为了淡化食盐水，则Na+移向C室，Cl−移向A室，所以E为阳离子交换膜，故A错误；
B、该原电池中碳电极为正极，含Cr2O72−废水在正极区发生得电子的还原反应，含有机物污水在负极区发生失电子的氧化反应，所以X为有机物污水，Y为含Cr2O72−废水，故B正确；
C、该原电池正极电极反应式为Cr2O72−+6e−+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，则理论上处理1mol的Cr2O72−的同时转移电子6mol，即Na+、Cl−分别定向移动6mol，即可脱除6mol的NaCl，故C正确；
D、该原电池中C室为正极区，Cr2O72−离子在C室发生得电子的还原反应转化为2Cr(OH)3沉淀，电极反应式为Cr2O72−+6e−+8H+=2Cr(OH)3↓+H2O，故D正确；
故选：A。

7.【答案】B 
【解析】解：A.CdCO3的沉淀溶解平衡为CdCO3(s)⇌Cd2+(aq)+CO32−(aq)，即Ksp(CdCO3)=c(Cd2+)⋅c(CO32−)，则pKsp(CdCO3)=pCd2++pCO32−；Cd(OH)2的沉淀溶解平衡为Cd(OH)2(s)⇌Cd2+(aq)+2OH−(aq)，即Ksp[Cd(OH)2]=c(Cd2+)+c2(OH−)，则Ksp[Cd(OH)2]=pCd2++2pOH，结合题图中曲线Ⅰ、Ⅱ的斜率可知，曲线I为Cd((OH)2的沉淀溶解平衡曲线，曲线Ⅱ为CdCO3的沉淀溶解平衡曲线，故A正确；
B.曲线Ⅰ为Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线，若加热，Cd(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动，溶液中的Cd2+和OH−浓度会同时增大，阴、阳离子浓度的负对数均会减小，故B错误；
C.Y点在CdCO3的沉淀溶解平衡曲线的下方，该点pCd2+为4，即c(Cd2+)=10−4mol⋅L−1，pCO32−为6，即c(CO32−)=10−6mol⋅L−1，则10−10>Ksp(CdCO3)，故Y点对应的为CdCO3的过饱和溶液，故C正确；
D.由反应CdCO3(s)+2OH−(aq)⇌Cd(OH)2(s)+CO32−(aq)可知，K=c(CO32−)c2(OH−)=Ksp(CdCO3)Ksp[Cs(OH)2]=10−1210−14=102，故D正确；
故选：B。
CdCO3的沉淀溶解平衡为CdCO3(s)⇌Cd2+(aq)+CO32−(aq)，即Ksp(CdCO3)=c(Cd2+)⋅c(CO32−)，则pKsp(CdCO3)=pCd2++pCO32−；Cd(OH)2的沉淀溶解平衡为Cd(OH)2(s)⇌Cd2+(aq)+2OH−(aq)，即Ksp[Cd(OH)2]=c(Cd2+)+c2(OH−)，则Ksp[Cd(OH)2]=pCd2++2pOH，结合题图中曲线Ⅰ、Ⅱ的斜率可知，曲线I为Cd((OH)2的沉淀溶解平衡曲线，曲线Ⅱ为CdCO3的沉淀溶解平衡曲线，pKsp(CdCO3)=pCd2++pCO32−=8+4=12，即Ksp(CdCO3)=10−12；而Ksp[Cd(OH)2]=pCd2++2pOH=2+2×6=14，即Ksp[Cd(OH)2]=10−14。
本题考查沉淀溶解平衡，侧重考查学生沉淀溶解曲线的掌握情况，试题难度中等。

8.【答案】蒸馏烧瓶  浓硫酸  2MnO4−+16H++10Cl−=5Cl2↑+2Mn2++8H2O  cabfed  增大气体与TiO2、碳粉的接触面积，以加快反应速率  蒸馏  Ti3++H2O+Fe3+=Fe2++TiO2++2H+  12TiO2⋅5H2O 
【解析】解：(1)由题干实验装置图可知，装置A中仪器b的名称为蒸馏烧瓶；装置B的作用是干燥氯气，因此所盛放的试剂是浓硫酸；装置A中KMnO4与浓盐酸发生氧化还原反应，产生KCl、MnCl2、Cl2、H2O，反应的离子方程式为2MnO4−+16H++10Cl−=5Cl2↑+2Mn2++8H2O，
故答案为：蒸馏烧瓶；浓硫酸；2MnO4−+16H++10Cl−=5Cl2↑+2Mn2++8H2O；
(2)组装好仪器后，首先要检查装置的气密性，然后装入药品，并打开分液漏斗活塞，使浓盐酸滴入装置A中发生反应，然后加热装置C中陶瓷管，使Cl2、C与TiO2反应制取TiCl4，待反应结束时停止加热，充分冷却，最后关闭分液漏斗活塞，故操作顺序用字母序号表示为cabfed，
故答案为：cabfed；
(3)石棉绒载体比较膨松，可以增大气体与TiO2、碳粉的接触面积，以加快反应速率；装置D中的烧杯中可加入冷水，目的是降低温度，使TiCl4液化，但反应产生的物质中有少量CCl4也会被液化，因此可利用二者沸点相差较大采用蒸馏提纯，
故答案为：增大气体与TiO2、碳粉的接触面积，以加快反应速率；蒸馏；
(4)①步骤二中Ti3+被氧化为TiO2+即NH4Fe(SO4)2电离出的Fe3+将Ti3+氧化为TiO2+，则该反应的离子方程式为：Ti3++H2O+Fe3+=Fe2++TiO2++2H+，
故答案为：Ti3++H2O+Fe3+=Fe2++TiO2++2H+；
②三次滴定消耗标准溶液的平均值为24.00mL，物质反应转化关系为TiO2～NH4Fe(SO4)2，m(TiO2)=80g/mol×0.1000mol/L×0.024L×250mL25.00mL=1.92g，m(H2O)=(2.100−1.92)g=0.18g，x：y=1.92g80g/mol：0.18g18g/mol=12：5，故物质的化学式为12TiO2⋅5H2O，
故答案为：12TiO2⋅5H2O。
A中浓盐酸和高锰酸钾固体混合得到氯气、氯化锰、水，离子反应方程式为2KMnO4+16HCl=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O，TiCl4易水解，所以加入C装置的氯气应该是干燥的，HCl和TiO2不反应，B装置中浓硫酸用于干燥氯气，装置D为收集装置，因为TiCl4易水解，因此还要防止空气中水蒸气进入D装置，因此装置E的作用是防止空气中水蒸气进入，同时吸收尾气氯气，污染环境；
(4)①步骤二中Ti3+被氧化为TiO2+即NH4Fe(SO4)2电离出的Fe3+将Ti3+氧化为TiO2+；
②三次滴定消耗标准溶液的平均值为24.00mL，物质反应转化关系为TiO2～NH4Fe(SO4)2，m(TiO2)=80g/mol×0.1000mol/L×0.024L×250mL25.00mL=1.92g，m(H2O)=(2.100−1.92)g=0.18g，根据TiO2和H2O的物质的量之比判断其化学式。
本题考查物质制备，侧重考查阅读、分析、判断及计算能力，明确各个装置的作用、可能发生的反应、方程式的计算方法等知识点是解本题关键，难点是方程式的计算，题目难度中等。

9.【答案】+5  450  温度过高，硫酸大量挥发，且部分分解导致铟、铁浸出率降低  SiO2、PbSO4  2Fe3++2S2O32−=2Fe2++S4O62−  当溶液pH>1.5后，溶液中的铟离子发生水解生成难溶物In(OH)3，形成难被P2O4萃取的物质，导致铟萃取率下降  As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O  阳极 
【解析】解：(1)结合化合物的化合价为0，FeAsO4⋅2H2O中铁元素化合价为+3，则As元素的化合价为+5，
故答案为：+5；
(2)根据焙烧温度对“水浸”时铟、铁浸出率的影响图，适宜温度为450(“440～460”的数值)℃时、铁浸出率都很高；温度过高铟、铁浸出率降低的原因是温度过高，硫酸大量挥发，且部分分解导致铟、铁浸出率降低，
故答案为：450；温度过高，硫酸大量挥发，且部分分解导致铟、铁浸出率降低；
(3)根据分析，“水浸”工艺中由于As2O3、SiO2、PbSO4不和酸反应，浸渣除了As2O3外，还含有SiO2、PbSO4，
故答案为：SiO2、PbSO4；
(4)“还原铁”工艺中，Na2S2O3将三价铁转化为二价铁，Fe元素由+3价下降到+2价，根据的得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为：2Fe3++2S2O32−=2Fe2++S4O62−，
故答案为：2Fe3++2S2O32−=2Fe2++S4O62−；
(5)“萃取除铁”工艺中，发现当溶液pH>1.5后，铟萃取率随pH值的升高而下降，原因是当溶液pH>1.5后，溶液中的铟离子发生水解生成难溶物In(OH)3，形成难被P2O4萃取的物质，导致铟萃取率下降，
故答案为：当溶液pH>1.5后，溶液中的铟离子发生水解生成难溶物In(OH)3，形成难被P2O4萃取的物质，导致铟萃取率下降；
(6)As2O3和Zn在硫酸中反应得AsH3和硫酸锌，化学方程式为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
(7)电解精炼时被精炼金属作阳极，故电解精炼铟时，粗铟应做阳极，失电子，
故答案为：阳极。
从铜烟灰氧压酸浸渣(主要含主要含PbSO4、FeAsO4⋅2H2O、SiO2、S、In2O3、In2S3)中提取铟，先将铜烟灰加入硫酸酸化焙烧，焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在，然后水浸，由于As2O3、SiO2、PbSO4不和酸反应，过滤得到含As2O3、SiO2、PbSO4浸渣，滤液加入Na2S2O3将铁离子还原为亚铁离子，然后加入P2O4萃取除铁，随后加入硫酸反萃取，用Zn置换出粗铟。
本题考查了物质分离提纯实验，设计物质性质的应用，题干信息的分析理解，熟悉操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，需要学生有扎实的基础知识的同时，还要有处理信息应用的能力，综合性强，题目难度较大。

10.【答案】+165.1kJ/mol  在低温时，以反应I为主导，升高温度，平衡正向移动，CH4的转化率增大；当高温时，以反应II为主导，升高温度，反应II的平衡逆向移动，c(CO)增大，而增大c(CO)，使得反应I的平衡逆向移动，导致CH4的转化率减小