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- 2021-07-05 发布
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考前仿真模拟(六)
时间：50分钟 满分：100分
可能用到的相对原子质量 C：12 O：16 Ni：59
第Ⅰ卷(选择题，共42分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分。每小题仅有一个选项符合题意)
7．NaCl既是一种调味品，又是一种重要的化工原料，用NaCl可制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是( )
A．上述转化关系中所涉及物质都属于电解质
B．实际生产中操作X是向NaCl溶液中先通入NH3，再通入CO2
C．工业上制备K利用了金属性：NaH2S>AsH3，B错误；常温下，Mg与H2O的反应非常缓慢，C错误；丁的最高价氧化物是SiO2，是制造光导纤维的主要材料，D正确。
12．已知HI在催化剂作用下分解速率会加快，其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的活化能
B．加入催化剂，可提高HI的平衡转化率
C．降低温度，HI的分解速率加快
D．反应物的总能量大于生成物的总能量
答案 A
解析 催化剂能减小反应的活化能，A正确；催化剂不改变化学平衡状态，故向反应体系中加入催化剂，HI的平衡转化率不变，B错误；降低温度，反应速率减慢，故HI的分解速率减慢，C错误；由题图可知，该反应是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，D错误。
- 13 -
13．我国对“可呼吸”的钠－二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米管中)。下列说法不正确的是( )
A．放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极
B．充电时，阳极反应为2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋
C．放电时，Na＋从负极区向正极区移动
D．该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液
答案 D
解析 由放电发生的反应可知放电时钠失去电子发生氧化反应，生成Na2CO3，所以钠金属片作负极、碳纳米管作正极，A正确；充电时，阳极发生的是C失去电子生成CO2的氧化反应：2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋，B正确；放电时，阳离子(Na＋)流向正极，C正确；若使用NaClO4的水溶液，则钠能与溶液中的水反应，D错误。
第Ⅱ卷(非选择题，共58分)
二、必考题(本题包括3个小题，共43分)
26．(14分)二氧化氯是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体，沸点为11 ℃，可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。
请回答下列问题：
(1)ClO2的制备(已知：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4)
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①装置A中反应的化学方程式为____________________________。
②欲收集一定量的ClO2，选择图中的装置，其连接顺序为a→_________。(按气流方向，用小写字母表示)
③装置D的作用为______________________________。
(2)ClO2与Na2S的反应
将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性，并将适量的稀释后的ClO2通入如图所示装置中充分反应，装置Ⅰ中得到无色澄清溶液。一段时间后，通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物。
操作步骤
实验现象
结论
取少量Ⅰ中溶液于试管甲中，滴加品红溶液和盐酸
品红溶液
不褪色
①无_____
生成
另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振荡
②______
______
有SO
生成
若在试管乙中继续滴加Ba(OH)2溶液至过量，静置，取上层清液于试管丙中，③_______________
有白色沉
淀生成
有Cl－
生成
④ClO2与Na2S反应的离子方程式为__________________。相对于用Cl2处理含硫废水，ClO2的优点是________________(至少写两条)。
答案 (1)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②g→h→b→c→e→f→d(或h→g→b→c→e→f→d)
③冷凝收集二氧化氯
(2)①SO2(写H2SO3、SO或HSO也可)
②生成白色沉淀(或白色浑浊)(没有“白色”不给分)
③加入足量硝酸酸化后，再滴加硝酸银溶液(或滴入足量硝酸酸化的硝酸银溶液)
④8ClO2＋5S2－＋4H2O===8Cl－＋5SO＋8H＋
ClO2除硫效果彻底、等物质的量的ClO2的除硫能力是氯气的2.5倍(或ClO2在反应中被还原为Cl－，剩余的ClO2在水中的溶解度很大，不会产生二次污染)
解析 (1)①装置A中Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2
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O。②装置A中产生二氧化硫，二氧化硫进入装置B中发生已知反应，为防止倒吸，在反应装置前应装有安全瓶(装置E)，二氧化氯沸点较低，故在装置D中利用冰水浴收集，最后用氢氧化钠溶液吸收未反应完的二氧化硫，防止污染空气。③装置D用冰水浴冷凝收集二氧化氯。
(2)将适量的稀释后的ClO2通入题图所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液；①滴加品红溶液和盐酸，品红溶液不褪色，说明溶液中无SO2(HSO、SO或H2SO3)生成；②结论为有SO生成，则现象为有白色沉淀生成；③结论为有Cl－生成，现象为有白色沉淀生成，因为氯化银为不溶于硝酸的白色沉淀，故检验氯离子的操作为继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量，静置，取上层清液于试管丙中，加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液；④由上述分析可知，ClO2与Na2S反应有Cl－、SO生成。
27．(14分)高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。其生产工艺如图1所示：
回答下列问题：
(1)反应①应在温度较低的情况下进行，因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3，写出温度较高时反应的离子方程式：_______。
(2)在溶液Ⅰ中加入NaOH固体的目的是________(填字母)。
A．与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO
B．NaOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供碱性的环境
D．使NaClO3转化为NaClO
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图2为不同的温度下，不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响；图3为一定温度下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO质量浓度对K2FeO4的生成率的影响。
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工业生产中最佳温度为________，Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为________。
(4)反应③的离子方程式为______________；
往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液得到湿产品的原因是______________。
(5)高铁酸钾作为水处理剂是能与水反应的，其离子反应是：4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－
则其作为水处理剂的原理是：①______________；②__________。
答案 (1)6OH－＋3Cl2===ClO＋5Cl－＋3H2O
(2)AC
(3)26 ℃ 6∶5(或1.2∶1)
(4)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的小
(5)①高铁酸钾中的铁为＋6价，具有强氧化性，能杀菌消毒
②还原产物Fe3＋水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用
解析 (1)温度较高时，NaOH与Cl2发生歧化反应，生成NaClO3、NaCl，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式：3Cl2＋6OH－===5Cl－＋ClO＋3H2O。
(2)NaOH和Cl2反应生成NaClO，可除去溶液Ⅰ中未反应的Cl2，且只有在碱性条件下，Fe3＋才能和ClO－发生氧化还原反应生成FeO。
(3)根据图2和图3知，工业生产中最佳温度为26 ℃，Fe(NO3)3、NaClO的最佳质量浓度分别为330 g·L－1、275 g·L－1，故Fe(NO3)3、NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为330∶275＝6∶5。
(4)反应③为Fe3＋在碱性条件下被ClO－氧化为FeO，ClO－被Fe3＋还原为Cl－
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，配平离子方程式为：2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。溶液Ⅱ中含有Na2FeO4，往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液，得到K2FeO4，发生反应：Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH，故得到湿产品的原因是高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小。
(5)高铁酸钾能作为水处理剂，是因为K2FeO4中铁元素为＋6价，具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，其对应还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，可除去水中的悬浮物质，从而起到净化水的作用。
28．(15分)磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
(1)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程如下：
2P(s)＋3Cl2(g)2PCl3(g)ΔH＝－612 kJ·mol－1
2P(s)＋5Cl2(g)2PCl5(g)ΔH＝－798 kJ·mol－1
则气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为___________________。
(2)可逆反应PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)、2E(g)F(g)＋G(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有可滑动、无摩擦的密封隔板。反应开始和达到平衡时有关物理量变化如图所示：
①达到平衡Ⅰ时，右侧反应室中体系压强与反应开始时体系压强之比为________。
②平衡Ⅰ到平衡Ⅱ的条件a是________(填“升温”或“降温”)。
(3)亚磷酸(H3PO3)与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3。电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置如图所示。
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阴极的电极反应式为________________________________；产品室中反应的离子方程式为__________________________________。
(4)一定温度下，Ksp[Mg3(PO4)2]＝6.0×10－29，Ksp[Ca3(PO4)2]＝6.0×10－26。向浓度均为0.20 mol·L－1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4，先生成____________沉淀(填化学式)；当测得溶液中的一种金属阳离子沉淀完全(浓度小于10－5 mol·L－1)时，溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c＝__________mol·L－1。
答案 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93 kJ·mol－1
(2)①20∶23 ②降温
(3)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ HPO＋2H＋===H3PO3
(4)Mg3(PO4)2 10－4
解析 (1)将题给热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由(①－②)×得：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)
ΔH＝＝＋93 kJ·mol－1。
(2)②从平衡Ⅰ到平衡Ⅱ，隔板向左移动，说明左边气体的物质的量减少，则PCl3(g)＋Cl2(g)PCl5(g)向右移动，根据(1)知，该反应的正反应是放热反应，故条件a是降温。
(3)分析题图知，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。阳极室中的H＋进入产品室，与原料室中进入产品室的HPO结合形成H3PO3：2H＋＋HPO===H3PO3。
(4)由溶度积知，Mg3(PO4)2的溶解度较小，故先生成Mg3(PO4)2。当c(Mg2＋)＝10－5 mol·L－1时，c2(PO)＝＝6.0×10－14 mol2·L－2，此时溶液中c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝10－4 mol·L－1。
三、选考题(两个题中任选一题作答，共15分)
35．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)
镍(28Ni)及其化合物在工业生产领域有广泛的应用。
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(1)Ni在元素周期表中的位置是________________；前四周期元素中，基态原子核外电子排布中单电子数最多的元素的价层电子排布式为________。
(2)Ni(CO)4中镍的化合价为________，写出与CO互为等电子体的非极性分子的化学式________，其分子中σ键和π键的个数比为________。
(3)Co能形成配离子Co(H2O)、Co(NH3)等。
①第一电离能：N________(填“>”或“<”)O。
②H2O的VSEPR模型为________。
(4) 如图所示为NaCl的晶胞结构，NiO(氧化镍)的晶胞结构与NaCl相同，Ni2＋与最邻近O2－的核间距离为a×10－8 cm，阿伏加德罗常数的值为NA，NiO晶体的密度是____________。(已知NiO的摩尔质量为74.7 g·mol－1)
(5)天然的晶体和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷。例如，在某种氧化镍晶体中就存在如图所示的缺陷，一个Ni2＋空缺，另有两个Ni2＋被两个Ni3＋所取代，其晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的个数比却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3＋与Ni2＋的个数之比为________。
答案 (1)第四周期第Ⅷ族 3d54s1
(2)0 N2 1∶2
(3)①> ②四面体形
(4) g·cm－3或( g·cm－3)
(5)6∶91
解析 (1)前四周期元素中，基态原子核外电子排布中单电子数最多的元素为Cr，其价层电子排布式为3d54s1。
(2)CO为分子，所以Ni(CO)4
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中镍的化合价为0；CO中含有2个原子、14个电子，所以与CO互为等电子体的非极性分子为N2。
(3)①同周期主族元素随原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但氮原子的2p能级为半充满状态，其第一电离能大于O。
(4)NiO的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相同，可将NiO晶胞分割成八个等同的小立方体，以一个小立方体为例，小立方体的边长等于Ni2＋与最邻近O2－的核间距离，为a×10－8 cm，在这个小立方体中含0.5个Ni2＋，0.5个O2－，则(a×10－8)3 cm3×ρ＝ mol×74.7 g·mol－1，ρ＝ g·cm－3。
(5)设1 mol Ni0.97O中含Ni3＋的物质的量为x mol，则含Ni2＋的物质的量为(0.97－x) mol，根据晶体呈电中性，则有3x＋2×(0.97－x)＝2×1，解得x＝0.06，Ni2＋的物质的量为(0.97－x) mol＝0.91 mol。Ni3＋、Ni2＋个数之比N(Ni3＋)∶N(Ni2＋)＝n(Ni3＋)∶n(Ni2＋)＝0.06∶0.91＝6∶91。
36．(2019·广东清远高三期末)[化学——选修5：有机化学基础](15分)
某种药物在临床上有许多的应用，具有去热、镇痛等疗效，以下是该药物的合成路线。
已知：CH2===CH—CH===CH2＋CH2===CH2
(1)化合物C的分子式为________，B中含氧官能团的名称为________。
(2)F→G的反应类型为________。
(3)写出D→F的化学方程式______________________________。
(4)F的同分异构体有多种，符合以下条件的同分异构体有________种，写出其中一种同分异构体的结构简式____________________________。
①属于芳香族化合物，苯环上只有两个支链，苯环上的一氯代物只有两种。
②能与FeCl3溶液发生显色反应。
③能与碳酸氢钠反应产生气体。
(5)写出由2溴丁烷、丙烯酸和乙醇为原料合成
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的合成路线(其他试剂任选)。
答案 (1)C5H4O2 羟基、醛基
(2)加成反应
(3)
(4)2
(5)
解析 (3)与发生加成反应生成
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。
(4)F的分子式为C9H10O3，其同分异构体中，符合①属于芳香族化合物，苯环上只有两个支链，苯环上的一氯代物只有两种，说明苯环上有两个处于对位的取代基；②能与FeCl3溶液发生显色反应，说明其中一个取代基为酚羟基；③能与碳酸氢钠反应产生气体，说明分子中含有羧基，则可能结构有、。
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