2023届河南省郑州市高三下学期一模考试化学试题含解析

这是一份2023届河南省郑州市高三下学期一模考试化学试题含解析，共29页。试卷主要包含了单选题，多选题，有机推断题，元素或物质推断题，实验题，工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
河南省郑州市2023届高三下学期一模考试化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A．使用医用酒精对物体表面消毒时，医用酒精的浓度是95%
B．《清明上河图》原作是在绢上作画，绢的主要成分是纤维素
C．四氯乙烯是目前使用最普遍的干洗溶剂，在衣物上残留对人体无害
D．北京冬奥会采用银离子抗菌技术制作的速滑服，可有效防护细菌侵入
【答案】D
【详解】A．医用消毒酒精中乙醇的体积分数为75%，故A错误；
B．《清明上河图》是在生丝织成的绢上作画，绢的主要成分是蛋白质，故B错误；
C．四氯乙烯是具有一定毒性的有机溶剂，残留在衣服上的四氯乙烯也会对人造成伤害，故C错误；
D．北京冬奥会采用银离子抗菌技术制作的速滑服，可有效防护细菌侵入，故D正确；
故选D。
2．化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质，以符号形式表征物质，在不同层面创造物质。下列化学用语表达不正确的是
A．乙烯的结构简式：
B．一氯甲烷的分子球棍模型：
C．硒(Se)原子的结构示意图：
D．的电子式：
【答案】D
【详解】A．乙烯的分子式为C2H4，分子中含有碳碳双键，故其结构简式为：CH2=CH2，A正确；
B．一氯甲烷分子呈四面体结构，且原子半径Cl＞C＞H，故其分子球棍模型为：，B正确；
C．Se是34号元素，与O元素同一主族，位于第4周期第ⅥA族，故硒(Se)原子的结构示意图为：，C正确；
D．CaCl2是离子化合物，故其电子式为：，D错误；
故答案为：D。
3．摩尔日(Mole Day)是一个流传于化学家之间的节日，通常在10月23日的上午6：02到下午6：02之间庆祝，被记为6：02  10/23，恰似阿伏加德罗常数。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．0.1mol肼含有的孤电子对数为
B．固体中含有个阳离子
C．电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总体积为44.8L，则转移电子数为
D．与足量充分反应，生成个分子
【答案】A
【详解】A．肼的电子式为，每个氮原子上各有一个孤电子对，故0.1mol肼含有的孤电子对数为，正确；
B．的物质的量为=0.2mol，1molNaHSO4中含有1molNa+和1molHSO，故含有个阳离子，错误；
C．无标准状况，无法计算气体的物质的量，错误；
D．乙酸和乙醇的反应为可逆反应，故生成的分子的个数小于，错误；
故选A。
4．价类二维图是基于核心元素的化合价和物质类别研究物质性质的一种模型。下图是硫元素的价类二维图。下列说法正确的是

A．硫化亚铁与稀硝酸反应可用来制取a
B．从价态角度分析，a、b、c、g、都具有还原性
C．c通入溴水中，溴水褪色，证明c有漂白性
D．b在足量的纯氧中燃烧，可一步转化为d
【答案】B
【分析】根据硫元素的价类二维图可知，a为H2S, b为S, c为SO2，d为SO3， e为H2SO3，f为H2SO4，g为硫化盐或硫化氢盐，据此分析。
【详解】A。硝酸可以氧化硫化亚铁中的硫元素而生成硫或硫酸盐，不会生成硫化氢，故A错误；
B．a、b、c、g中S元素都不是最高价，故可以被氧化，具有还原性，故B正确；
C．SO2会被溴水氧化而褪色，不能证明二氧化硫的漂白性，故C错误；
D．硫单质在氧气中燃烧只能生成二氧化硫，不能一步转化为三氧化硫，故D错误；
故选B。
5．下图原电池装置中，用盐桥连接两烧杯中的电解质溶液。盐桥中阳、阴离子的电迁移率应尽可能地相近。(电迁移率用表示，单位：)。下列有关说法不正确的是
阳离子

阴离子


已知：左、右烧杯中溶液体积相同

4.07

4.61

5.19

7.40

6.59

7.91

7.62

8.27

A．盐桥中的电解质可以为
B．盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中
C．电流计读数不变时，向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，指针会继续偏转
D．电池反应一段时间后，测得左侧溶液中增加了，则右侧溶液中为
【答案】A
【分析】由图可知电极反应为：铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，即左侧为负极，右侧为正极，以此解题。
【详解】A．在盐桥中，为维持两个烧杯中溶液的电荷平衡，两个盐桥中阴阳离子的迁移率应尽可能接近，由表格可知，钾离子和氯离子以及硝酸根离子的迁移率最接近，硫酸亚铁和硫酸铁由于水解会显酸性，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可将电解质溶液中的亚铁离子氧化，所以应选择氯化钾作为电解质，A错误；
B．电流表显示电子由铁电极流向石墨电极，则铁电极为负极，石墨电极为正极，盐桥中阳离子向正极移动，则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中，B正确；
C．电流计读数不变时，说明右侧三价铁反应完，此时向右侧烧杯中加入硫酸铁固体，则三价铁可以继续参与反应，指针会继续偏转，C正确；
D．铁电极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+，石墨电极发生的反应为：2Fe3++2e-=2Fe2+，当铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.01 mol·L−1时，由电极反应可知，转移的电子的物质的量浓度为0.02 mol·L−1，根据石墨电极的电极反应可计算得出石墨电极增加的c(Fe2+)为0.02 mol·L−1，原溶液中c(Fe2+)为0.05 mol·L−1，所以反应后c(Fe2+)=0.02 mol·L−1+0.05 mol·L−1=0.07 mol·L−1，D正确；
故选A。
6．2022年9月，我国学者张德清课题组与赵睿课题组开展了以四苯乙烯为关键骨架的靶向生物探针方面的研究，实现了对高恶性脑肿瘤细胞增殖的有效抑制。最近，两个课题组共同设计合成了具有顺反异构转化的四苯乙烯化合物(T—P)(如图)。下列有关四苯乙烯化合物(T—P)说法正确的是

A．分子中的官能团只含有碳碳双键、酯基和羟基
B．1mol T—P分子最多能和2mol NaOH反应
C．能发生加成反应、取代反应和水解反应
D．与碳碳双键相连的四个苯环上的碳原子，一定在同一平面上
【答案】C
【详解】A．由图可知，分子中的官能团含有碳碳双键、酯基、氰基和羟基，A错误；
B．根据T—P的结构简式可知，1mol T—P分子水解产生1mol磷酸和1mol酚羟基，故1mol T—P分子最多能和4mol NaOH反应，B错误；
C．根据T—P的结构简式可知，碳碳双键能发生加成反应；磷酸酯能发生取代反应、水解反应，C正确；
D．碳碳单键可以旋转，则与碳碳双键相连的四个苯环上的碳原子不一定在同一平面上，D错误；
故选C。
7．下列实验中，所采取的实验方法与对应原理都正确的是
选项
实验目的
实验方法
实验原理
A
分离乙酸乙酯和乙醇
用分液漏斗分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
B
除去中少量的
用饱和溶液洗气
能与反应生成
C
检验溶液中的
滴加稀盐酸，产生无色无味且能使澄清石灰水变浑浊气体

D
得到纯净的
将混有HCl的通过饱和食盐水
HCl极易溶于水

A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A．乙酸乙酯和乙醇互溶，不能采取分液的方法分离，A错误；
B．能与反应生成，故用饱和溶液可除去中少量的，B正确；
C．加入足量盐酸，将生成的无色无味气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，不能说明溶液中一定含有，也有可能含有，C错误；
D．将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水，可以除去HCl，但是Cl2中还会混有水，得不到纯净的Cl2，D错误；
故选B。
8．某化学兴趣小组探究催化分解制取氧气，小组成员闻到制得的氧气有轻微的刺激性气味。下列有关分析推理不正确的是
A．反应后所得固体除外，还可能含有KCl、
B．催化分解，降低了反应的活化能，加快分解速率
C．标准状况下制得22.4L氧气，反应中转移电子4mol
D．将制得的气体通入溶液，可能会产生不溶于硝酸的白色沉淀
【答案】C
【详解】A．根据氧化还原反应规律，KClO3受热分解过程中还能发生副反应4KClO33KClO4+KCl，故反应后所得固体除MnO2外，还可能含有KCl、KClO4，A正确；
B．MnO2催化KClO3分解时，MnO2作催化剂，催化剂能够降低了反应的活化能，加快分解速率，B正确；
C．由于制得的氧气有轻微的刺激性气味，即混有少量的Cl2，故不能光计算制备O2过程中的电子转移，不知道Cl2的量，无法计算电子转移数目，C错误；
D．由于制得的氧气有轻微的刺激性气味，即混有少量的Cl2，Cl2+H2O=HCl+HClO，则将制得的气体通入AgNO3溶液，可能会产生不溶于硝酸的白色沉淀AgCl，D正确；
故答案为：C。
9．W、X、Y、Z四种元素组成的化合物是新能源汽车电池的正极材料，W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W和Z是两种金属元素，Z单质是用途最广泛的金属，X、Y形成的有50个电子。下列说法正确的是
A．W的简单离子半径大于的半径
B．在同周期元素的氢化物中，X的氢化物沸点最高
C．Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强于碳酸
D．Z元素在化合物中只有、价
【答案】C
【分析】Z单质是用途最广泛的金属，则Z是Fe，W、X、Y、Z四种元素组成的化合物是新能源汽车电池的正极材料，该材料应该是LiFePO4，W和Z是两种金属元素，则W为Li，X、Y形成的有50个电子，则X是O，Y是P，以此解题。
【详解】A．由分析可知，W为Li，Li+和的核外电子数相同，此时原子序数越小半径越大，则半径大，A错误；
B．由分析可知，X是O，其同周期元素有C，当分子量较大时，其沸点比水高，B错误；
C．由分析可知，Y为P，其最高价氧化物对应的水化物为磷酸，是中强酸，比碳酸酸性强，C正确；
D．由分析可知，Z为Fe，在化合物中、价，还有+6价，D错误；
故选C。
10．硫代碳酸钠在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂，在工业上用于处理废水中的重金属离子。其制备原理为：。下列说法不正确的是
A．该制备反应属于熵增反应
B．与性质相似，不能被氧化
C．制备的反应属于非氧化还原反应
D．与盐酸反应，生成NaCl、和
【答案】B
【详解】A．根据方程式可判断反应前气体体积增加，所以该制备反应属于熵增反应，A正确；
B．与性质相似，但由于硫元素是－2价，处于最低价态，因此能被氧化，B错误；
C．制备的反应中元素化合价均是不变的，所以属于非氧化还原反应，C正确；
D．根据碳酸钠和盐酸的反应可知与盐酸反应，生成NaCl、和，D正确；
答案选B。
11．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：


苯
溴
溴苯
密度
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶

下列有关溴苯制备的说法正确的是A．图中仪器a是玻璃棒
B．反应过程中三颈烧瓶内有白雾，是由生成HBr气体形成的酸雾
C．烧杯中NaOH溶液的作用吸收生成的溴苯，同时除去HBr气体
D．分离操作后得到的粗溴苯，要进一步提纯，必须进行过滤操作
【答案】B
【详解】A．图中仪器a是温度计，故A错误；
B．苯与溴反应生成HBr气体，HBr气体极易溶于水在空气中与水蒸气结合形成小液滴，产生白雾，故B正确；
C．生成的溴苯中溶有少量溴和HBr，用NaOH溶液除去溴和HBr，故C错误；
D．未反应的苯，溶解于溴苯，若要除去苯，需用蒸馏的方式，故D错误；
故选B。

二、多选题
12．以铁硼矿(主要成分为和，还有少量、FeO、CaO、和等)为原料制备硼酸的工艺流程如图所示：

下列说法错误的是
A．浸渣中的物质是、和
B．“净化除杂”需先加溶液再调节溶液的pH
C．操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D．“粗硼酸”中的主要杂质是氢氧化铝
【答案】AD
【分析】以铁硼矿（主要成分为和，还有少量和等)为原料制备硼酸(H3BO3)，根据流程可知，加硫酸溶解，只有SiO2不溶，CaO转化为微溶于水的CaSO4，“净化除杂”需先加入氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+均转化为沉淀，则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出H3BO3。
【详解】A．由分析可知，“浸渣”为，，A错误；
B．“净化除杂”先加溶液将转化为，再调节溶液的pH，生成氢氧化铝和氢氧化铁，B正确；
C．由分析可知，操作a为蒸发浓缩、冷却结晶，C正确；
D．最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出，则粗硼酸中的主要杂质是七水硫酸镁，D错误；
故选AD。

三、单选题
13．已知反应  ，在716K时向密闭容器中充入一定量的HI气体，平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数为78%。测得和的关系如图所示。

下列结论不正确的是
A．该反应的压力平衡常数约为0.02
B．增大体系压强，平衡不发生移动，平衡常数不变
C．温度降低，、均减小，平衡向逆反应方向移动
D．温度升高，反应重新达到平衡时，图中表示平衡的点可能是A和D
【答案】D
【详解】A．平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数为78%，则=11%，故HI的平衡分压为：0.78p总，H2、I2的平衡分压为：0.11p总，该反应的压力平衡常数=约为0.02，A正确；
B．由反应方程式可知，反应前后气体的体积不变，故增大体系压强，平衡不发生移动，平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，B正确；
C．由题干可知，该反应正反应是一个吸热反应，故温度降低，、均减小，平衡向逆反应方向移动，C正确；
D．该反应是吸热反应，升高到某一温度时，反应速率加快，平衡向正向向移动，x（HI）减小，x（H2）增大，当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，v正～x（HI）和v逆～x（H2）相对应的点可能分别为A、E，D错误；
故答案为：D。
14．钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”，其工作原理为：。下列说法正确的是

A．放电时，嵌入铝箔电极上，Mn元素被氧化
B．放电时，外电路中每转移，理论上碳基材料质量增加4.6g
C．充电时，b极为阴极，其电极反应为
D．该电池在充放电过程中，依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入，未发生氧化还原反应
【答案】C
【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：NamCn-me-=Cn+mNa+，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn则含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：NaMnO2-me-= Na1-mMnO2+ mNa+，据此分析解题。
【详解】A．通过分析可知，放电时嵌入铝箔电极上，此时锰元素化合价降低，被还原，A错误；
B．放时，钠元素由碳基材料转移到铝箔电极上，此时碳基材料质量减轻，B错误；
C．由分析可知，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，C正确；
D．由分析可知，放电过程中，钠元素和锰元素的化合价都在变，发生了氧化还原反应，D错误；
故选C。
15．25℃时，向溶液中滴加相同浓度盐酸，体系中粒子浓度的对数值、反应物的物质的量之比与pH的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．b点溶液显酸性，是因为存在水解平衡
B．m、n分别表示、变化曲线
C．25℃时，BOH的电离平衡常数为
D．a点对应的溶液中存在：
【答案】B
【分析】HCl是强酸，在调节pH的过程中，若BOH是强碱，则当=1时，pH应为7，但是当=1时，pH小于7，溶液显酸性，对应图中点b，是因为存在水解平衡，故BOH是一元弱碱。
【详解】A．根据分析可知，b点溶液显酸性，是因为存在水解平衡，A正确；
B．由图可知随着盐酸的加入，氢氧根离子浓度减小，其对数值减小pH减小，故m表示，随着盐酸的加入，到一定程度的时候，溶液中产生，随着盐酸的量的增加，浓度也在增大，也在增大，故n表示，B错误；
C．当pH=9.25时，c(OH-)=10-(14-9.25)=10-4.75mol/L，lgc(BOH)=lgc(B+)，则=10−4.75，C正确；
D．a所示溶液，pH=7，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，又溶液中电荷守恒：c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(Cl-)，故c(B+)= c(Cl-)，则，D正确；
故选B。

四、有机推断题
16．有机玻璃的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，俗称明胶玻璃、亚克力，具有较好的透明性、化学稳定性，易染色，易加工，外观优美等优点。由链烃A制备有机玻璃的一种合成路线如下：

回答如下问题：
(1)写出A的结构简式_______。
(2)E中官能团的名称为_______。
(3)反应1和反应2的反应类型分别为_______、_______。
(4)写出F转化为G的化学反应方程式_______。
【答案】(1)CH3CH=CH2
(2)羧基和羟基
(3)     取代反应     消去反应
(4)+CH3OH+H2O

【分析】由题干合成流程图可知，根据链烃A的分子式可知，A的结构简式为：CH3CH=CH2、由A转化为B的反应条件可知，B的结构简式为：CH3CHClCH3，根据C的分子式和C可以催化氧化可知，C的结构简式为：CH3CH(OH)CH3，由C转化为D的条件可知，D的结构简式为：，由E的分子式和D到E的转化条件可知，E的结构简式为：，由F的分子式和E到F的转化条件可知，F的结构简式为：，由F到G的转化条件可知，G的结构简式为：，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，A的结构简式为：CH3CH=CH2，故答案为：CH3CH=CH2；
（2）由分析可知，E的结构简式为：，则E中官能团的名称为羧基和羟基，故答案为：羧基和羟基；
（3）由分析可知，反应1为：CH3CHClCH3+NaOH CH3CH(OH)CH3+NaCl，该反应属于取代反应，反应2为：+H2O，该反应的反应类型为消去反应，故答案为：取代反应；消去反应；
（4）由分析可知，F的结构简式为：，G的结构简式为：，则F转化为G的化学反应方程式为：+CH3OH+H2O，故答案为：+CH3OH+H2O。

五、元素或物质推断题
17．已知A、B、C、D、E、F六种物质存在如下图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去)

(1)若A、C均为氧化物
①D溶液中滴加KSCN溶液显红色，写出B→D的离子方程式_______。
②若F是正盐，其水溶液呈碱性，D是一种温室气体，写出E的一条用途_______。
(2)若C为人体须臾不可离开的气体，则F的化学式可能为_______(至少写两种)。
(3)若C是一种白色沉淀，E是引起酸雨的主要气体，则A与反应的化学方程式可能为_______。
【答案】(1)     Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O     用作发酵粉(治疗胃酸过多)
(2)CO2或SO2
(3)Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3


【分析】(1)根据A、B、C、D、E、F六种物质存在的转化关系图以及A、C均为氧化物，可推知，A为NO2，C为NO，B为HNO3。
(2)C为人体须臾不可离开的气体，C为氧气。
(3) 若C是一种白色沉淀，E是引起酸雨的主要气体，则A为Mg3N2，C为Mg(OH)2，B为NH3，F为O2，D为NO，E为NO2。
【详解】（1）①D溶液中滴加KSCN溶液显红色，则D溶液中含有Fe3+，则F为Fe，E为含有Fe2+的溶液，故B→D的离子方程式为Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O；
②若F是正盐，其水溶液呈碱性，D是一种温室气体，则F为Na2CO3，D为CO2，E为NaHCO3，NaHCO3的用途为用作发酵粉、治疗胃酸过多等；
（2）c为氧气，A为过氧化钠，B为氢氧化钠，则F为CO2或SO2，D为碳酸钠或亚硫酸钠，E为碳酸氢钠或亚硫酸氢钠；
（3）若C是一种白色沉淀，E是引起酸雨的主要气体，则A为Mg3N2，C为Mg(OH)2，B为NH3，F为O2，D为NO，E为NO2，则A与反应的化学方程式Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3。

六、实验题
18．是一种安全稳定、高效低毒的广谱型消毒剂，它易溶于水、难溶于有机溶剂，高浓度的气体易爆炸。与纯净的反应可制得和NaCl。实验室用制备和收集一定量的的装置如下图(夹持装置略)，其中装置F为的收集装置。

(1)装置A中使用X滴加浓盐酸的优点是_______。
(2)装置D中玻璃仪器的名称为_______。
(3)请写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式_______。
(4)装置E中所盛试剂是，其作用为_______。
(5)葡萄糖、氯酸钾和适量的溶液反应可以得到，反应中生成的起稀释的作用，大大提高了生产、储存和运输的安全性，其化学方程式为_______。
【答案】(1)在封闭体系中可顺利滴加液体，减少盐酸的挥发
(2)(球形)干燥管
(3)2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2+8H2O
(4)用于除去ClO2中的未反应的Cl2
(5)C6H12O6+24KClO3+12H2SO4=12K2SO4+6CO2↑+24ClO2↑+18H2O

【分析】装置A中高锰酸钾和二氧化锰常温下制备氯气，装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢，装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气，装置D中干燥纯净的氯气和NaClO2反应，装置E中液体用于除去ClO2中的未反应的Cl2，ClO2易溶于水、密度比空气大，装置F可用向上排空气法收集ClO2。最后选用碱液处理尾气，防止污染空气。
【详解】（1）用分液漏斗滴加浓盐酸时，需要打开分液漏斗上方的玻璃塞，恒压漏斗侧边的玻璃管有平衡压的作用(即在封闭体系中可顺利滴加液体)，采用恒压漏斗滴加浓盐酸时不需要打开恒压漏斗上方的玻璃塞，减少HCl的挥发，故答案为：在封闭体系中可顺利滴加液体，减少盐酸的挥发；
（2）装置D中玻璃仪器为(球形)干燥管；
（3）A中烧瓶内高锰酸钾与浓盐酸在常温下发生反应生成氧化锰、氯化钾、氯气和水，根据氧化还原反应的规律可知离子方程式为2MnO+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2+8H2O；
（4）E中所盛试剂是用于除去ClO2中的未反应的Cl2；
（5）葡萄糖、氯酸钾和适量的溶液反应可以得到，反应的化学方程式为C6H12O6+24KClO3+12H2SO4=12K2SO4+6CO2↑+24ClO2↑+18H2O。

七、工业流程题
19．一种利用废脱硝催化剂(含、、等成分)提取钛、钒的工艺流程如下图所示。

已知：①钛酸钠难溶于水；
②溶液的酸性较强时，价钒主要以的形式存在；
③溶液中某离子浓度，认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)上述流程中，发生的氧化还原反应有_______个。
(2)“高温碱浸”中生成钛酸钠的离子方程式是_______。
(3)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钨酸钙，已知，，当溶液中沉淀完全时，溶液中最大值为_______。
(4)“沉钒”过程中，一般要加入过量，其原因是_______。
(5)沉钒过程中，沉钒率随溶液pH的变化如图所示。沉钒率随溶液pH的增加先升高后降低的原因可能是_______。

(6)取固体加热时，固体减少的质量随温度的变化曲线如图所示。加热到200℃时，产生气体的分子式为_______。

【答案】(1)3
(2)TiO2+2OH-=TiO+H2O
(3)0.2
(4)增大浓度，使逆向移动，利于尽可能析出完全
(5)pH过低，VO化为VO的程度较大；pH过高，化为NH3·H2O的程度较大；两因素均使沉钒率降低
(6)NH3

【分析】废催化剂在碱性条件下和氢氧化钠反应，生成钛酸钠，酸浸后生成钛酸，经过焙烧生成二氧化钛，再和氯气反应生成四氯化钛，随后在惰性气体中被镁还原为单质钛，以此解题。
【详解】（1）上述反应中二氧化钛和氯气反应生成四氯化钛的反应，四氯化钛和镁的反应，五氧化二钒生成单质钒的反应，一共3个氧化还原反应；
（2）“高温碱浸”时二氧化钛和氢氧化钠反应生成钛酸钠，离子方程式为：TiO2+2OH-=TiO+H2O；
（3）当溶液中WO恰好沉淀完全，其离子浓度等于10-5mol/L，根据Ksp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO)=1×10-10，则溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol/L，再根据Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c2(OH-)=4×10-7，可知c(OH-)=0.2mol/L；
（4）“沉钒”的目的是将完全转化为沉淀析出，加入过量的目的是利用同离子效应，促进尽可能析出完全，故答案为：增大浓度，使逆向移动，利于尽可能析出完全；
（5）由已知②知在水溶液中存在：VO+2H+⇌VO+H2O， pH过低，该平衡正向移动，VO化为VO的程度较大；pH过高，转化为NH3·H2O的程度较大；两因素均使沉钒率降低，故答案为：pH过低，VO化为VO的程度较大；pH过高，化为NH3·H2O的程度较大；两因素均使沉钒率降低；
（6）煅烧时，固体质量随温度变化的曲线如图所示。加热到100~200℃时，质量减少3.4g，偏钒酸铵NH4VO3物质的量==0.2mol，发生反应NH4VO3NH3↑+HVO3，生成气体为氨气0.2mol.

八、原理综合题
20．2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号乘组在“太空会师”。太空生命保障系统利用电解水供氧，生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，水可循环使用。
(1)已知  
  
  
写出与反应生成和的热化学方程式_______。
(2)一定条件下，反应达到平衡状态。
①下列操作中，能提高比平衡转化率的是_______。
a.加入催化剂                    b.降低反应温度
c.移除                d.恒温恒压下通入惰性气体
②某科研小组在一定温度下模拟该反应，向容积为5L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得的转化率为50%，则该反应的平衡常数为_______。
(3)在相同条件下，与还会发生以下副反应：，该副反应的发生不利于氧循环，原因是_______。
(4)已知反应，。为了提高甲醇的选择性，某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器，原理如图所示。

保持压强为3MPa，温度为260℃，向密闭容器中按投料比投入一定量和，不同反应模式下的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组
反应模式

温度/℃
的平衡转化率/%
的选择性/%
Ⅰ
普通催化反应器
3
260
21.9
67.3
Ⅱ
分子筛膜催化反应器
3
260
36.1
100

①双功能的分子筛膜催化反应器模式下，恒温恒容时发生反应，不能说明反应达到化学平衡状态的是_______。
a.的浓度不变                b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.混合气密度不变                    d.断裂3mol H—H键的同时断裂2mol O—H键
②由表中数据可知，双功能的分子筛膜催化反应器模式下，的转化率明显提高，可能的原因是：_______。
【答案】(1)
(2)     bc     625
(3)甲醇中含有氧元素，不利用氧的充分利用
(4)     cd     双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生第一个反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，平衡右移，二氧化碳产率增大。

【详解】（1）①  
②  
③  
则与反应生成和的方程式为：④，根据盖斯定律可知，得，该反应的，其热化学方程式为： ；
（2）①a.加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，不能改变转化率，a错误；                   
b.该反应为放热反应，降低反应温度平衡正向移动，可以提高平衡转化率，b正确；
c.移除，则水蒸气的浓度减小，平衡正向移动，转化率增大，c正确；             
d.恒温恒压下通入惰性气体，容器体积增大，平衡逆向移动，转化率减小，d错误；
故选bc；
②根据提给信息可得三段式如下，，则平衡常数；
（3）甲醇中含有氧元素，不利用氧的充分利用，不利用氧循环；
（4）①a.的浓度不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，a正确；               
b.该反应前后气体的计量系数不同，且反应都是气体，则混合气体的平均相对分子质量是一个变量，当其不变的时候可以正面反应达到平衡，b正确；
c.容器的体积不变，且反应物和产物都是气体，总质量不变，则混合气密度不是变量，其不变的时候，不能证明反应达到平衡，c错误；                    
d.水中和甲醇中都含有O—H，则断裂3mol H—H键的同时断裂2mol O—H键不能证明正逆反应速率相等，不能证明反应达到平衡，d错误；
故选cd；
②由表中数据可知双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生第一个反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，平衡右移，二氧化碳产率增大，故答案为：双功能的分子筛膜催化反应器模式下，只发生第一个反应，双功能的分子筛膜能及时分离出水蒸气，平衡右移，二氧化碳产率增大。
21．金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
(1)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。

①该电池中b膜为_______离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为_______；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少_______g。
(2)的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式_______。
(3)已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。

①_______。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以_______(写微粒符号)形式存在。
【答案】(1)     阴          91
(2)6+=2Fe3+(n+3)H2O
(3)         


【详解】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）由所给平衡可知pH越大，四羟基合锌离子浓度越大，故曲线①代表Zn2+，②代表：
①由可知，当pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L ，c(Zn2+)=0.1mol/L，则；
②向时对应-lgc=1，此时pH>14，c(OH-)>1mol/L，加入等体积的HCl后，c(OH-)>0.3mol/L>0.1mol/L，c(H+)13，结合图像可知此时Zn元素主要以形式存在。