河北省衡水中学2021届高三考前密卷化学试题 word含解析

这是一份河北省衡水中学2021届高三考前密卷化学试题 word含解析，共8页。试卷主要包含了设NA为阿伏加德罗常数的值等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H−1 C−12 N−14 O−16 Na−23 Mg−24 S−32 Cl−35.5 Fe−56 C−59 Ni−59
一、选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4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．生产、生活中蕴含了丰富的化学知识，下列有关说法正确的是
A．氮氧化物的大量排放，会导致光化学烟雾、酸雨和温室效应等环境问题
B．500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，其“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型纯金属材料
C．抗击新冠疫情过程中，公共场所常用“84消毒液”消毒处理，该物质的有效成分是次氯酸钙
D．水煤气合成甲醇等含氧有机物及液态烃的过程属于煤的液化，实现了煤的综合利用
2．下列说法不正确的是
A．铝合金常用于制造飞机部件，常用金属钠高温还原氯化铝制备金属铝
B．纯碱常用于清洗铁制品表面的油污
C．将氯化铁饱和溶液滴入沸水中，并煮沸至红褐色可制备Fe(OH)3胶体
D．镁制品着火后不宜用干粉灭火器灭火
3．化学与生活密切相关，下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A．煅烧贝壳，将产物投入海水中以获得
B．用小麦、大米、玉米、高粱、糯米五种粮食发酵酿酒
C．将在酒精灯上灼烧后的铜丝迅速插入乙醇中，能闻到刺激性气味
D．将乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液紫色褪去
4．下列关于三种有机化合物的说法错误的是
A．a、b、c中只有c的所有碳原子可以处于同一平面
B．b、c两者互为同分异构体
C．a、b、c均可使酸性高锰酸钾溶液反应褪色
D．1 ml b与1 ml Br2完全反应生成的加成产物有三种
5．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．标准状况下，11.2 L HF含有的分子数为0.5NA
B．3.6 g H2O中含有的质子数为2NA
C．7.8 g Na2S与Na2O2的混合物，含离子总数为0.3NA
D．0.1 ml Fe和0.1 ml Cu分别与0.1 ml Cl2完全反应，转移电子数均为0.2NA
6．利用如图装置进行实验，能达到实验目的的是
7．下列有关离子共存的叙述或离子方程式的书写正确的是
A．常温pH=7的溶液中，K+、、Fe3+可以大量共存
B．通入H2S至饱和的溶液中，Cl−、、Cu2+可以大量共存
C．泡沫灭火器是利用水解原理：
D．Zn溶于过量的浓硝酸中：
8．氯及其化合物的“价−类”二维图体现了化学变化之美。下列说法错误的是
A．a的浓溶液和f反应生成b
B．c的电子式为
C．d的水溶液呈碱性
D．相同质量的e的消毒效率比b高
9．微生物电池是在微生物作用下将化学能转化为电能的装置。利用微生物电池处理含铬废水可以回收铬，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．a电极为电池负极
B．b极反应式为Cr3++3H2OCr(OH)3+3H+
C．每处理1 ml ，a电极上会生成1.5 ml CO2
D．反应完毕后溶液的pH会升高
10．探究SO2与NaNO3溶液反应的实验装置如图所示，下列说法错误的是
A．实验开始时先通入CO2排除装置中的空气
B．装置①中生成SO2的反应属于氧化还原反应
C．向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明装置②中产生了NO
D．装置④可以防止空气进入装置③干扰实验
11．脱氯可以减少水体污染，保护人的饮水健康。用电解法产生具有强氧化性的自由基(·OH)，可以去除水体中的CH2Cl2，原理如图所示。
下列说法正确的是
A．阳极附近的pH增大B．交换膜为阴离子交换膜
C．阴极反应为CH2Cl2+4·OHCO2+2H2O+2HClD．脱氯的实质是碳氯键和碳氢键断裂形成碳氧键
12．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
13．有W、X、Y、Z四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，由这四种元素组成的化合物如图所示，下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X＞W
B．Z和Y只能形成含有离子键的化合物
C．W、X、Y三种元素能形成一种使高锰酸钾溶液褪色的二元酸
D．Y和W形成的化合物沸点高于X和W形成的化合物的沸点
14．近年来，甲醇与CO2直接合成DMC(CH3OCOOCH3)备受关注，一种在有氧空位的催化剂上合成DMC的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．该催化过程既有化学键的断裂，又有化学键的形成
B．上述过程包括吸附和脱附，其中4属于脱附
C．催化剂的使用可以降低活化能，改变该反应的反应热
D．合成DMC的总反应方程式为2CH3OH+CO2CH3OCOOCH3+H2O
15．实验室利用海带提取碘单质的流程如下：
下列说法正确的是
A．操作①需要三脚架、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等仪器
B．操作③使用抽滤装置比用过滤装置效果好
C．操作⑤可选用无水乙醇作萃取剂，用分液漏斗分液
D．操作⑥为提高冷凝效果，可选用球形冷凝管
16．类比pH，定义pH=−lgC，已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)为二元弱酸，25℃时用HCl气体或者KOH固体调节1 L 0.1 ml/LH2A溶液的pH，混合溶液中的pH与pC(H2A、HA−、A2−)的关系如图所示(不考虑溶液体积和温度的变化)，下列说法正确的是
A．曲线I、II、III分别代表的粒子为HA−、A2−、H2A
B．a、b、c三点水的电离程度大小为：b>a>c
C．滴定过程中先增大再减小
D．c点溶液满足c(K)＜0.1 ml·L−1+c(HA−)
二、非选择题：共56分。第17~19题为必考题，考生都必须作答。第20~21题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共42分。
17．（14分）富马酸亚铁(结构简式，相对分子质量170)是治疗贫血药物的一种。实验制备富马酸亚铁并测其产品中富马酸亚铁的质量分数。
Ⅰ．富马酸的制备。制取装置如图所示(夹持仪器已略去)，按如图装置打开分液漏斗活塞，滴加糠醛()，在90~100 ℃条件下持续加热2~3 h。
（1）仪器A的名称是___________，仪器A的作用是___________。
Ⅱ．富马酸亚铁的制备
步骤1：将4.64 g富马酸置于100 mL烧杯中，加水20 mL，在热沸搅拌下加入Na2CO3溶液10 mL，使其pH为6.5~6.7；
步骤2：将上述溶液转移至如图所示的装置中，缓慢加入40 mL 2 ml·L−1 FeSO4溶液，维持温度100 ℃，充分搅拌1.5 h；
步骤3：冷却、过滤，洗涤沉淀，然后水浴干燥，得到粗产品3.06 g。
（2）在回流过程中一直通入氮气的目的是_________________________________________。
（3）步骤1控制溶液pH为6.5~6.7；若反应后溶液的pH太小，则引起的后果是_____________________，若反应后溶液的pH太大，则引起的后果是_________________________________________。
Ⅲ．产品纯度测定
步骤①：准确称取粗产品0.1600 g，加煮沸过的3 ml·L−1 H2SO4溶液15 mL，待样品完全溶解后，加煮沸过的冷水50 mL和4滴邻二氮菲−亚铁指示剂，立即用0.0500 ml·L−1(NH4)2Ce(SO4)3(硫酸高铈铵)标准溶液进行滴定。用去标准液的体积为16.82 mL (反应式为)。
步骤②：不加产品，重复步骤①操作，滴定终点用去标准液0.02 mL。
（4）___________(填“能”或“否”)直接用酸性高锰酸钾溶液滴定来测定产品的纯度。
（5）产品中富马酸亚铁的质量分数为___________。
18．（14分）硫锰净化废渣中Mn、C和Ni主要以硫化物形式存在，还含有少量SiO2，采用如图工艺流程回收废渣中锰、钴、镍。
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
②P204、P507为有机萃取剂。
回答下列问题：
（1）硫锰净化废渣预先粉碎的目的是__________________________________________。
（2）“除杂1”溶液的pH范围应调节为_______~6之间，“滤渣1”的主要成分是_______。
（3）“除杂2”中加入MnF2的目的是使Ca2+转化为CaF2沉淀除去，若溶液的pH偏低，将会导致Ca2+沉淀不完全，其原因是________________________[Ksp(CaF2)=5.3×10−9，Ka(HF)=6.3×10−4]。
（4）NiSO4在NaOH溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的化学方程式_______________________________。
（5）“操作IV”的具体实验操作有________________________、过滤、洗涤、干燥得到CSO4·nH2O样品，采用热重分析法测定该样品中所含结晶水数，将样品加热到95 ℃时失掉1个结晶水，失重6.4%。则该CSO4·nH2O样品的化学式为________________________。
19．（14分）控制CO2的排放是防止温室效应等不良气候现象产生的有效途径。
（1）高炉炼铁会排放大量的CO2和烟尘，必须进行严格的控制。
已知：①3CO(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH =a kJ⋅ml−1
②3C(石墨，s)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3CO(g) ΔH =+489.0 kJ⋅ml−1
③C(石墨，s)+CO2(g)2CO(g) ΔH =+172.5 kJ⋅ml−1
则a=__________。若在恒温恒容密闭容器中发生反应①，当达到平衡后，充入CO2，则达到新平衡后CO的体积分数_________ (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，其转化率____________。
（2）炼铁时需要用石灰石除去铁矿石中的脉石，该过程中涉及反应：CaCO3CaO(s)+CO2(g) ΔH＞0。若在恒温恒容的密闭容器中进行上述反应达到平衡状态，在t1时刻向平衡体系中充入1 ml CO2，t2时刻反应重新达到平衡，画出t1时刻后的正逆反应速率随时间变化的图像。
（3）CH4与CO2反应得到合成气的原理为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。某小组向体积是1 L的一密闭容器中充入物质的量均是1 ml的CH4与CO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强：p1____p2(填“>”或“b>a，B项错误；C．，，=，滴定过程中温度不变，平衡常数不变，C项错误；D．根据电荷守恒有c(K＋)＋c(H＋)=c(HA−)＋2c(A2−)＋c(OH−)，c点满足c(HA−)=c(A2−)，物料守恒满足c(HA−)＋c(A2−)＋c(H2A)=0.1 ml·L−1，溶液呈酸性，则有c(K＋)＜c(HA−)＋2c(A2−)=0.1 ml·L−1−c(H2A)+c(A2−)= 0.1 ml·L−1+c(HA−)−c(H2A)＜0.1 ml·L−1+c(HA−)，D项正确。
17．（14分）
（1）球形冷凝管（2分） 冷凝回流，提高糠醛的利用率，减少富马酸的挥发（2分）
（2）防止Fe2+被氧化（2分）
（3）生成的富马酸亚铁少（2分） 把Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀（2分）
（4）否（2分）
（5）89.46％（2分）
【解析】（1）由图可知仪器A的名称是球形冷凝管，球形冷凝管的作用是冷凝回流，提高糠醛的利用率，减少富马酸的挥发。
（2）Fe2+有很强的还原性，极易被氧化，故在回流过程中一直通入氮气的目的防止Fe2+被氧化。
（3）反应后溶液的pH太小，抑制富马酸的电离，反应不够充分，则引起的后果是生成的富马酸亚铁少；若反应后溶液的pH太大，亚铁离子易变成沉淀，则引起的后果是把Fe2+转化成Fe(OH)2沉淀。
（4）富马酸亚铁中有碳碳双键，会被酸性高锰酸钾氧化，所以不能直接用酸性高锰酸钾溶液滴定来测定产品的纯度。
（5）不加产品，重复步骤①操作，滴定终点用去标准液0.02 mL，实际用去标准液的体积为（16.82+0.02）mL =16.84 mL。n(富马酸亚铁)=16.84×10-3×0.0500 ml，产品中富马酸亚铁的质量分数为。
18．（14分）
（1）增大接触面积，充分反应，提高反应速率（2分）
（2）2.8（2分） Fe(OH)3（2分）
（3）pH偏低，F−与H+结合形成弱电解质HF，CaF2(s)Ca2+(aq)+2F−(aq)，平衡向右移动，导致Ca2+沉淀不完全（2分）
（4）2NiSO4+NaClO+4NaOH2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O（2分）
（5）加热浓缩、冷却结晶（2分） CSO4·7H2O（2分）
【解析】硫锰净化废渣中Mn、C和Ni主要以硫化物形式存在，还含有少量SiO2，操作Ⅰ为过滤，二氧化硅不溶于稀硫酸；除杂1的目的是使Fe3+完全沉淀，而Mn2+、C2+、Ni2+不沉淀，则溶液的pH范围应调节2.8~6之间，滤渣1的主要成分是Fe(OH)3；除杂2中加入MnF2的目的是使Ca2+转化为CaF2沉淀除去，滤渣2为CaF2；操作Ⅲ为反萃取，从溶液中析出硫酸钴晶体需要通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，据此分析解题。
（1）硫锰净化废渣预先粉碎的目的是增大接触面积，充分反应，提高反应速率。
（2）“除杂1”的目的是使Fe3+完全沉淀，而Mn2+、C2+、Ni2+不沉淀，则溶液的pH范围应调节2.8~6之间，“滤渣1”的主要成分是Fe(OH)3。
（3）“除杂2”中加入MnF2的目的是使Ca2+转化为CaF2沉淀除去，若溶液的pH偏低，F−与H+结合形成弱电解质HF，使CaF2(s)Ca2+(aq)+2F−(aq)的平衡向右移动，导致Ca2+沉淀不完全。
（4）根据题中信息可知该氧化还原反应的反应物和产物，结合得失电子守恒即可配平：2NiSO4+NaClO+4NaOH2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O。
（5）从溶液中析出硫酸钴晶体需要通过加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)、干燥等操作。CSO4·nH2O失掉1个结晶水，失重6.4%，可知，由此可知n=7，故该样品的化学式为CSO4·7H2O。
19．（14分）
（1）−28.5（2分） 不变（2分） 减小（2分）
（2）（2分）
（3）①＞（2分） ②0.03（2分） ③（2分）
【解析】（1）根据盖斯定律，可知①式为②−3×③的结果，整理可得：a=489.0 kJ⋅ml−1−3×172.5 kJ⋅ml−1=−28.5 kJ⋅ml−1。对于反应①，在恒温恒容密闭容器中，平衡后充入CO2，化学平衡逆向移动，CO的转化率减小；由于化学平衡常数K=，K只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，该反应前后气体体积相等，化学平衡常数不变，故平衡后体系中各组分的体积分数保持不变。
（2）对于反应CaCO3CaO(s)+CO2(g)，在恒温恒容下反应达到平衡状态，在t1时刻向平衡体系中充入1 ml CO2，化学平衡逆向移动，但反应物为固体，正反应速率不变，因此逆反应速率突然增大后又随着CO2浓度的降低而减小直至不变。用图像表示为。
（3）①对于反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，在温度不变时，减小压强，化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动，使CO2的转化率增大，根据图像可知CO2的转化率：p2＞p1，说明压强p1＞p2；②在温度为1100 ℃、压强为p1条件下，20 min时反应达到平衡状态时，CO2的转化率为60%，即平衡时Δn(CO2)=1 ml×60%=0.6 ml，由于容器的容积是1 L，则v(CO2)==0.03 ml·L−1·min−1，由于同一反应用不同物质表示反应速率时，速率比等于方程式中相应物质的化学计量数的比，所以v(CH4)= v(CO2)=0.03 ml·L−1·min−1；反应中开始加入的CO2、CH4的物质的量都是1 ml，则反应达到平衡时，n(CO2)= n(CH4)=0.4 ml，n(CO)= n(H2)=2×0.6 ml=1.2 ml，n(总)=0.4 ml+0.4 ml+1.2 ml+1.2 ml=3.2 ml，则用压强分数表示是化学平衡常数表示为。
20．［选修3：物质结构与性质］（14分）
（1）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2（2分）
（2）sp2（1分） 16NA（2分）
（3）高（1分） 两个化合物都可以形成氢键，但前者因取代基在对位，易形成分子间氢键，沸点较高；后者因取代基在邻位，易形成分子内氢键，故沸点较低（2分）
（4）①MgCNi3（2分） ②8（2分） （2分）
【解析】（1）Ni为第四周期第Ⅷ族的28号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。
（2）对羟基苯甲酸()苯环中C原子和羧基中C原子的杂化轨道类型均为sp2；单键是1个σ键，双键含1个σ键，苯环中6个碳原子间形成6个σ键，则1 ml对羟基苯甲酸中σ键数目为16NA。
（3）对羟基苯甲酸()沸点比邻羟基苯甲酸()高，原因是两个化合物都可以形成氢键，但前者因取代基在对位，易形成分子间氢键，沸点较高；后者因取代基在邻位，易形成分子内氢键，故沸点较低。
（4）①在如图晶胞中，八面体空隙位于体心位置和所有棱心位置，它们的比例是1∶3，体心位置的八面体由镍原子构成，可填入碳原子，而棱心位置的八面体由2个镁原子和4个镍原子一起构成，不填碳原子，所以C处于体心位置，则Mg处于顶点位置，Ni处于面心位置，该超导材料晶体的结构如图所示：，含Mg的个数为=1，含Ni的个数为=3，含C的个数为1，该新型超导材料的化学式为MgCNi3。
②由图可知，与Mg距离最近的C的个数为8，该晶胞密度ρ== g·cm−3= g·cm−3。
21．[选修5：有机化学基础]（14分）
（1）对甲基苯磺酸（1分） 氯原子（1分）
（2）甲苯与氯气反应生成对氯甲苯与邻氯甲苯，两者难分离（2分）
（3）取代反应（1分）
（4）+H2O+H2SO4（2分）
（5）①14（2分） ②（2分）
（6）
（3分）
【解析】根据题中流程图，A发生取代反应生成B，B发生取代反应生成C，根据题中信息，结合D的化学式和E的结构简式可知，C与氯气发生取代反应生成D为，D水解得E，E发生取代生成F，F与苯发生取代生成G，G发生取代反应生成H，据此解答。
（1）根据C的结构简式可知名称是对甲基苯磺酸；根据E的结构简式可知，E中官能团的名称是氯原子。
（2）根据题信息可知，在由B制取E的过程中，如果由B一步反应生成E，则可能生成对氯甲苯与邻氯甲苯，两者难分离。
（3）F→G是氯原子被苯基取代，其反应类型是取代反应。
（4）D→E是取代反应，反应的化学方程式为+H2O+H2SO4。
（5）M与G互为同分异构体，根据条件①含有三个苯环，②苯环之间不直接相连，则三个苯环连在同一个碳上，则符合条件的结构简式为一个氯连在中间碳，另一个氯连在苯环上，这样的结构有2种（不包括G本身），也可以是两氯连在同一个苯环上，相当于一个苯环上连有三个取代基，根据定二移一的方法可知，这样的结构有6种，也可以是两氯连在两个不同的苯环上，这样的结构有6种，所以共有14种，其中核磁共振氢谱有5组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1∶1，即有5种位置的氢，个数比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为。
（6）用苯与一氯甲烷发生取代生成甲苯，甲苯与硫酸反应生成，再与一氯甲烷发生取代生成，水解去掉磺酸基得邻二甲苯，合成路线为
。
A
B
C
D
除去SO2中的少量HCl
证明乙炔可使溴水褪色
制取并收集少量Cl2
灼烧Na2CO3·10H2O
选项
实验操作和现象
结论
A
CO2气体通入Na2SiO3溶液中，产生胶状沉淀
非金属性：C＜Si
B
取5 mL 0.1 ml·L−1 KI溶液于试管中，加入1 mL 0.1ml·L−1 FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴KSCN溶液，溶液变红色
KI与FeCl3的反应存在一定的限度
C
向浓度均为0.05 ml·L−1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量同浓度AgNO3溶液，有黄色沉淀生成
Ksp(AgI)＞Ksp(AgCl)
D
将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热，产生的气体通入KMnO4溶液中，KMnO4溶液褪色
溴乙烷发生了消去反应
金属离子
Fe2+
Fe3+
Mn2+
C2+
Ni2+
开始沉淀pH
6.3
1.5
8.1
7.1
6.9
完全沉淀pH
8.3
2.8
10.1
9.15
8.9
1
2
3
4
5
6
7
8
D
A
A
B
A
A
C
B
9
10
11
12
13
14
15
16
B
B
D
B
C
C
B
D