2021年广东省选择性考试化学模拟测试卷（六） Word版含答案 28页

2021 年广东省选择性考试模拟测试卷(六) 一、单项选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 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.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2 吸收 CO2 产生 O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2 具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2 硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3 易溶于水,可用作制冷剂 2.《唐本草》和《本草图经》中记载:“绛矾,本来绿色,……正如瑁璃烧之 赤色”“取此物(绛矾)置于铁板上,聚炭,……吹令火炽,其矾即沸,流出, 色赤如融金汁者是真也”。其中不涉及的物质是( ) A.FeSO4·7H2O B.S C.Fe2O3 D.H2SO4 3.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( ) A.Fe2(SO4)3 溶液和 H2S 反应的离子方程式:2Fe3++H2S FeS+2H+ B.双氧水中加入稀硫酸和 KI 溶液:2I-+H2O2+2H+ I2+O2↑+2H2O C.硫酸氢铵溶液和过量的氢氧化钡溶液混合:H++S O4 2 -+Ba2++OH- BaSO4↓+ H2O D.草酸使酸性 KMnO4 溶液褪色:5H2C2O4+2Mn O4 -+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O 4.某兴趣小组以一种工业废渣(主要成分为 MgCO3、MgSiO3 和少量 SiO2、Fe 的氧化物)为原料制备碳酸镁晶体(MgCO3·3H2O)。实验过程如下: 下列说法不正确的是( ) A.为了加快酸溶速率,可将原料进行研磨并适当提高反应温度 B.滤渣的主要成分是 H2SiO3 和 SiO2 C.萃取后,可用 KSCN 溶液检验水相中是否含有 Fe3+ D.萃取后,往水溶液中加入适量的 Na2CO3,经过加热蒸发,可得到碳酸镁晶体 5.下列有关有机化合物说法不正确的是( ) A.苯甲醇( )苯环上的一氯代物有 3 种 B.可以用碳酸钠溶液来区分乙酸、乙醇、乙酸乙酯 C.1,3 -二异丙烯基苯( )能发生氧化反应、加成反应和取代反应 D.企鹅酮( )中的所有碳原子一定共平面 6.研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的固体 A 和气体 B,发生反 应:A(s)+2B(g) D(g)+E(g)。已知Δc=c 后-c 前,下列示意图中,能正确表达 该反应的有关物理量随时间变化的是( ) 7.NaCl 是一种化工原料,可以制备一系列物质,如图所示。下列说法正确的 是( ) A.石灰乳与 Cl2 的反应中,Cl2 既是氧化剂又是还原剂 B.电解饱和食盐水的阳极产物是 H2 C.图示转化反应都是氧化还原反应 D.Cl2 与过量的铁反应生成 FeCl2 8.根据下列实验操作和现象所得出的结论错误的是( ) 选 项 操作 现象 结论 A 向蔗糖中加入 浓硫酸 蔗糖变成疏松多孔的海绵 状碳,并放出有刺激性气味 的气体 浓硫酸具有脱水性和强 氧化性 B 向盛有 H2O2 溶液 的试管中滴入 几滴酸化的硫 酸亚铁溶液 溶液变成棕黄色,一段时间 后溶液中出现气泡,随后有 红褐色沉淀生成 Fe2+催化 H2O2 分解产生 O2 C 铝片先用砂纸 打磨,再加入浓 硝酸中 无明显现象 浓硝酸具有强氧化性, 常温下,铝表面被浓硝 酸氧化为致密的氧化铝 薄膜 D 向浓度均为 0.1 mol·L-1 的 KCl、 KI 的混合液中 逐滴滴加稀 AgNO3 溶液 先出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 9.W、P、Q、M 是原子序数依次增大的短周期元素,a、b、c、d 分别是这 4 种元素的单质,甲、乙、丙、丁分别是由这些元素组成的化合物。已知:Q 是地壳中含量最高的金属元素;向甲的溶液中通入丙气体,产生白色沉淀; 丙气体溶于水,溶液呈碱性。它们之间的转化关系如图所示。下列说法正确 的是( ) A.元素非金属性:M>W>P B.丁是含有共价键的离子化合物 C.P 的氧化物的水化物一定是强酸 D.甲、乙、丙、丁四种化合物均能抑制水的电离 10.硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,如图为电池示意图, 该电池工作时反应为 4VB2+11O2 4B2O3+2V2O5。下列说法不正确的是( ) A.电极 a 为电池正极 B.图中选择性透过膜为阴离子透过膜 C.电池工作过程中,电极 a 附近区域 pH 减小 D.VB2 极发生的电极反应为 2VB2+22OH-—22e- V2O5+2B2O3+11H2O 二、单项选择题:本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 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。 11.某抗癌药物的结构简式如图所示,其中 W、X、Y、Z 是原子序数依次增大 的短周期主族元素,W、Y 同主族,Y、Z 的最外层电子数之和是 X 的最外层电 子数的 2 倍。下列叙述正确的是( ) A.元素的非金属性:W>Z>X B.Y 的最高价氧化物的水化物是强酸 C.W 的最简单氢化物与 Z 的单质混合后可产生白烟 D.Y、Z 形成的化合物中,每个原子均满足 8 电子结构 12.指甲花中的β-紫罗兰酮属于一种萜类化合物,可作为合成维生素 A 的 原料,其结构简式如图所示。下列有关β-紫罗兰酮的说法正确的是( ) A.β-紫罗兰酮的分子式为 C13H18O B.分子中所有碳原子可能处于同一平面 C.与足量的 H2 反应后,分子中只含 1 种官能团 D.不能被酸性 KMnO4 溶液氧化 13.已知三氧化硫的沸点为 45 ℃,熔点为 16.8 ℃,具有很强的氧化性和挥 发性。如图是快速制备三氧化硫的实验装置图,其中装置Ⅰ和Ⅲ中都加入了 金属铜,下列说法不正确的是( ) A.装置Ⅰ和Ⅲ都需要加热 B.本实验制备三氧化硫(SO3)的原理为 NO2+SO2 NO+SO3 C.连接反应器与尾气处理装置不宜使用橡胶管 D.实验结束后,往反应器中滴加水,瓶内红棕色逐渐褪去 14.碳呼吸电池被誉为改变世界的创新技术,设想用碳呼吸电池为钠硫电池 充电的装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A.b 极是多孔碳电极 B.充电时,Na+通过固体氧化铝陶瓷向 M 极移动 C.随着反应的进行,碳呼吸电池中 C2 O4 2 -浓度不断减小 D.充电过程中碳呼吸电池每消耗 1 mol Al,N 极上可生成 1.5x mol S 单质 15.Pd Mg/SiO2 催化剂上 CO2 甲烷化反应机理如图所示。下列说法错误的是 ( ) A.上述甲烷化过程总反应可表示为 CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) B.整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为 MgO C.Pd Mg/SiO2 催化剂加快了甲烷化速率 D.经过一个加氢循环后的 MgO 再次与 CO2 结合形成碳酸盐,继续一个新的加 氢循环过程 1 6 . 已 知 C r ( O H ) 3 是 类 似 A l ( O H ) 3 的 两 性 氢 氧 化 物,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31。如图为 Cr 和 Al 两种 元素在水溶液中存在的形式与 pH 的关系,图中纵轴表示 lg c(M 3 + )或 lg c[M(OH) 4 -](其中 M=Al 或 Cr)。下列说法错误的是( ) A.曲线 N 表示 Al3+的浓度变化 B.在 Al(OH)3 和 Cr(OH)3 混合悬浊液中滴加 NaOH 溶液,Al(OH)3 先溶解 C.在 Al(OH)3 和 Cr(OH)3 共沉淀的体系中 ( Cr 3+ ) ( Al3+ )≈4.8×102 D.若溶液中 Al3+和 Cr3+起始浓度均为 0.1 mol·L-1,通过调节 pH 能实现两种 元素的分离 三、非选择题:包括必做题和选做题两部分,第 17 题～第 19 题为必做题, 每个试题考生必须作答,第 20 题～第 21 题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必做题:共 42 分。 17.(14 分)氮化锶(Sr3N2)在工业上广泛用于生产荧光粉。已知:锶与镁位于 同主族;锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应。 Ⅰ.利用装置 A 和 C 制备 Sr3N2 (1)写出由装置 A 制备 N2 的化学方程式: 。 (2)装置 A 中 a 导管的作用是 。利用该套装置 时,应先点燃装置 A 的酒精灯一段时间后,再点燃装置 C 的酒精灯,理由是 。 Ⅱ.利用装置 B 和 C 制备 Sr3N2,利用装置 B 从空气中提纯 N2(已知:氧气可被 连苯三酚溶液定量吸收) (3)写出装置 B 中的 NaOH 溶液中发生反应的离子方程式: 。 (4)装置 C 中广口瓶盛放的试剂是 。 Ⅲ.测定 Sr3N2 产品的纯度 (5)取 a g 该产品,向其中加入适量的水,将生成的气体全部通入浓硫酸中, 利用浓硫酸增重质量计算得到产品的纯度,该方法测得产品的纯度偏高,其 原因是 。 经改进后测得浓硫酸增重 b g,则产品的纯度为 (用含相关 字母的代数式表示)。 18.(14 分)七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上有重要 的用途。硼镁泥是硼镁矿生产硼砂的废渣,其主要成分是 MgCO3,还含有 MgO、 CaO、Fe2O3、FeO、MnO2、Al2O3、SiO2 等杂质,工业上用硼镁泥制取七水硫酸 镁的工艺流程如图: 已知:①MnO2 不溶于稀硫酸。 ②CaSO4 和 MgSO4·7H2O 在不同温度下的溶解度(g)数据如下表所示: 温度/℃ 10 30 40 50 60 CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.21 0.19 MgSO4·7H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 — (1)开始用到硫酸的质量分数为 70%,密度为 1.61 g/cm3,则该硫酸溶液的物 质的量浓度为 。 (2)滤渣 A 中除含少量 CaSO4·2H2O 外,还有 。 (3)加入 MgO 后,加热煮沸的目的是 。 (4)若滤渣 B 的主要成分为 Al(OH)3 和 Fe(OH)3,则加入 NaClO 发生氧化还原 反应的离子方程式为 。 (5)流程中操作 1 为蒸发浓缩、趁热过滤,这样既可得到 CaSO4·2H2O,又防 止 。 (6)获取 MgSO4·7H2O 的操作 2 为 、 、过滤洗涤。 (7)已知开始硼镁泥样品的质量为 a g,制取七水硫酸镁的质量为 b g,据此 能计算出硼镁泥中镁元素的含量吗?若能,请写出表达式;若不能,请说明理 由: (填“能”或“不能”),表达式(或理由)为 。 19.(14 分)大气环境中 NOx 的减量化排放受到国内外广泛关注。利用碳还原 NO 的反应为 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。回答下列问题: (1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的ΔH (填“>”“=” 或“<”)0,有利于提高 NO 平衡转化率的条件是 (任写 一条)。 (2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应。 第一步:2NO (NO)2 第二步:C+(NO)2 C(O)+N2O 第三步: 第四步:2C(O) CO2+C (3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加 入 C、CaO/C、La2O3/C,通入 NO 使其浓度达到 0.1 mol·L-1。不同温度下, 测得第 2 小时 NO 去除率如图所示: ①据图分析,490 ℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是 (用 a、 b、c 表示);CaO/C、La2O3/C 去除 NO 效果比 C 更好,其依据是 (写一条)。 ②上述实验中,490 ℃时,若测得 CaO/C 对 NO 的去除率为 60%,则可能采取 的措施是 (填字母)。 A.及时分离出 CO2 B.压缩体积 C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂 ③490 ℃时的反应速率 v(NO)= mol·L-1·h-1,该温度下此反应的平衡 常数为 121,则反应达平衡时 NO 的去除率为 (保留两位有 效数字)。 (二)选做题:共 14 分,请考生从给出的 2 道题中任选一道作答。 20.[选修 3《物质结构与性质》](14 分) (NH4)3[Fe(SCN)6]、[Fe(TCNE)(NCCH3)2][FeCl4]、K4[Fe(CN)6]·3H2O 等铁的 配合物用途非常广泛。回答下列问题: (1)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图为 。 (2)Fe 与 Ca 位于同一周期且最外层电子构型相同,铁的熔点和沸点均比钙 的高,其原因是 。 (3)配合物(NH4)3[Fe(SCN)6]中的 H、S、N 的电负性从大到小的顺序是 。 (4)[Fe(TCNE)(NCCH3)2][FeCl4]中,配体为 NCCH3 和 TCNE( )。 ①NCCH3 中碳原子的杂化方式是 和 。 ②TCNE 中第一电离能较大的是 (填元素符号),分子中所有原子 (填“在”或“不在”)同一平面,分子中σ 键与π键的数目之 比是 。 (5)K4[Fe(CN)6]·3H2O 是食盐的抗结剂,强热分解有 Fe3C 生成,Fe3C 的晶胞 结构如图所示: 已知:1 Å=10-10m,则 Fe3C 的密度为 g·cm-3(列出 计算式)。 21.[选修 5《有机化学基础》](14 分) PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)可被微生物几乎完全降解,成为包装、 医疗和农用薄膜等领域的新兴材料,它可由聚合物 PBA 和 PBT 共聚制得, 一种合成路线如下: 已知:R—CH3 R—CN R—COOH R—CH CH2 R—COOH+CO2 回答下列问题: (1)B 的官能团名称为 ,D 的分子式为 。 (2)①的反应类型为 ;反应②所需的试剂和 条件是 。 (3)H 的结构简式为 。 (4)⑤的化学方程式为 。 (5)M 与 G 互为同系物,M 的相对分子质量比 G 大 14;N 是 M 的同分异构 体,写出同时满足以下条件的 N 的结构简式: (写两种,不考虑立体异构)。 ⅰ.既能与 FeCl3 发生显色反应,又能发生水解反应和银镜反应; ⅱ.与 NaOH 溶液反应时,1 mol N 能消耗 4 mol NaOH; ⅲ.核磁共振氢谱有五组峰,峰面积比为 1∶2∶2∶2∶1。 参考答案 1.A Na2O2 吸收 CO2 生成 O2 和 Na2CO3,Na2O2 可用作呼吸面具中的供氧剂,故 A 正确;ClO2 具有强氧化性而使蛋白质变性,而不是还原性,故 B 错误;光导纤 维的主要成分是二氧化硅,光导纤维是利用光的全反射原理,与二氧化硅的 硬度大小无关,故 C 错误;氨气易液化而吸收热量导致周围环境温度降低, 所以氨气常用作制冷剂,与氨气易溶于水无关,故 D 错误。 2.B 由信息可知,绿矾为硫酸亚铁的结晶水合物,即 FeSO4·7H2O,加热发 生氧化还原反应,Fe 元素的化合价升高,S 元素的化合价降低,Fe 的氧化物 只有氧化铁为红色,则“赤色”物质可能是 Fe2O3,故生成氧化铁、二氧化硫、 三氧化硫和水蒸气,三氧化硫与水结合可生成硫酸,不涉及的物质是 S。 3.D Fe2(SO4)3 溶液与 H2S 反应的离子方程式为 2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+, 故 A 错误;双氧水中加入稀硫酸和 KI 溶液的离子反应方程式为 2I-+H2O2+2H+ I2+2H2O,故 B 错误;硫酸氢铵溶液和过量的氢氧化钡溶液反应 的离子方程式为 S O4 2 -+N H4 + +H++2OH-+Ba2+ BaSO4↓+NH3·H2O+H2O,故 C 错误。 4.D 废渣是固体,由于固体表面积越大,反应速率越快,反应温度越高,速 率越快,所以为了加快酸溶速率,可将原料进行研磨并适当提高反应温度, 故 A 正确;工业废渣主要成分为 MgCO3、MgSiO3 和少量 SiO2、Fe 的氧化物, 加入 40%稀 H2SO4 后,MgCO3、MgSiO3 与稀硫酸反应产生 MgSO4 及 H2SiO3 沉淀,Fe 的氧化物与稀硫酸反应产生可溶性的 FeSO4、Fe2(SO4)3,SiO2 与硫酸不能发生 反应,所以滤渣的主要成分是 H2SiO3 和 SiO2,故 B 正确;向过滤后的滤液中加 入 H2O2 可以将 Fe2+氧化为 Fe3+,加入有机萃取剂,得到 Fe3+的有机萃取液,Mg2+ 存在于水溶液中,萃取后,若水中含有 Fe3+,可根据 Fe3+与 SCN-反应变为红色 溶液,用 KSCN 溶液检验水相中是否含有 Fe3+,故 C 正确;萃取后,往水溶液中 加入适量的 Na2CO3,溶液中含有 MgSO4,两者反应产生 MgCO3 沉淀,MgCO3 受热 易分解,故应在较低温下干燥,得到碳酸镁晶体,故 D 错误。 5.D 苯环结构对称,苯甲醇中含有 3 种 H,则苯环上的一氯代物有 3 种,故 A 正确;乙酸、乙醇易溶于水,且乙酸与碳酸钠反应,可生成二氧化碳气体, 乙酸乙酯不溶于水,溶液分层,可鉴别,故 B 正确;1,3 二异丙烯基苯中含有 碳碳双键,具有烯烃的性质,可发生加成、氧化反应,苯环可发生取代反应, 故 C 正确;企鹅酮中含有多个饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有的 碳原子不可能在同一个平面上,故 D 不正确。 6.A 根据题目信息可知Δc(B)为负值,Δc(E)为正值,当反应达到平衡后 单位时间内浓度不再变化,即 Δ Δ 为 0,且反应过程中 B 的化学计量数为 2,E 的 化学计量数为 1,所以 Δ Δ (B)的变化速率为 Δ Δ (E)的 2 倍,故 A 正确;根据题目 信息可知Δc(B)为负值,故 B 错误;反应物 A 为固体,浓度为常数,故 C 错误; 反应达到平衡后,浓度商与平衡常数相等,不会再随时间变化,故 D 错误。 7.A 石灰乳与 Cl2 反应生成 CaCl2、Ca(ClO)2,反应中氯元素化合价既升高 又降低,Cl2 既是氧化剂,又是还原剂,故 A 正确;阳极发生氧化反应,电解饱 和食盐水的阳极产物是 Cl2,故 B 错误;生成纯碱的反应不是氧化还原反应, 元素的化合价都不变化,故 C 错误;氯气在点燃条件下可与铁反应,Cl2 与过 量的铁反应生成 FeCl3,故 D 错误。 8.B 蔗糖含有碳、氢、氧三种元素,加入浓硫酸,浓硫酸具有脱水性,将蔗 糖脱水变成碳,过程放热,碳和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,浓硫 酸表现强氧化性,故 A 正确;过氧化氢具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成 铁离子,铁离子可以催化过氧化氢分解,故 B 错误;浓硝酸具有强氧化性,能 使铝表面形成致密的氧化膜,故 C 正确;含等浓度的碘离子和氯离子的溶液 中加入硝酸银,先生成碘化银沉淀,说明碘化银的溶度积小,故 D 正确。 9.B W、P、Q、M 是原子序数依次增大的短周期元素,a、b、c、d 分别是这 4 种元素的单质,甲、乙、丙、丁分别是由这些元素组成的化合物,Q 是地壳 中含量最高的金属元素,应为 Al;向甲的溶液中通入丙气体,产生白色沉淀; 丙气体溶于水,溶液呈碱性,应为 NH3,则甲为 AlCl3,c 为 Al,d 为 Cl2,丁为白 烟,应为 NH4Cl,可知乙为 HCl,a 为 H2,b 为 N2,丙为 NH3,则 W 为 H 元素,P 为 N 元素,Q为Al元素,M为Cl元素。NH3中N为-3价,H为+1价,可知非金属性:N>H, 故 A 错误;丁为 NH4Cl,含有共价键和离子键,为离子化合物,故 B 正确;P 为 N 元素,对应的酸可为硝酸、亚硝酸等,亚硝酸为弱酸,故 C 错误;丁为 NH4Cl, 水解呈酸性,可促进水的电离,故 D 错误。 10.C 电极 a 通入空气,则电极 a 为正极,故 A 正确;电极 a 的反应式为 O2+2H2O+4e- 4OH-,负极反应式为 2VB2+22OH-—22e- V2O5+2B2O3+11H2O,OH- 需要向负极移动,因此选择性透过膜为阴离子透过膜,故 B 正确;根据 B 选项 分析,电极 a 产生 OH-,其附近区域 pH 增大,故 C 不正确;根据电池总反应, 负极反应式为 2VB2+22OH--22e- V2O5+2B2O3+11H2O,故 D 正确。 11.C 由题图结构简式可知 Y 形成 5 个共价键,则 Y 原子最外层有 5 个电 子,由于 W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y 同主族, 则 W 是 N,Y 是 P,Y、Z 的最外层电子数之和是 X 的最外层电子数的 2 倍,P 最外层有 5 个电子,Z 最外层电子数也是奇数,X 最外层电子数为偶数,结合 都是短周期元素,则 Z 是 Cl,最外层有 7 个电子,所以 X 最外层电子数为 (5+7)÷2=6,原子序数比 P 小,则 X 是 O 元素。根据上述分析可知:W 是 N,X 是 O,Y 是 P,Z 是 Cl。元素的非金属性:O>N,即 X>W,故 A 错误;Y 是 P,P 的最 高价氧化物的水化物是 H3PO4,是弱酸,故 B 错误;W 是 N,Z 是 Cl,W 的最简单 氢化物 NH3 与 Z 的单质 Cl2 混合后会发生氧化还原反 应:8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,反应产生的NH4Cl在室温下呈固态,因此可看到产 生白烟现象,故 C 正确;Y 是 P,Z 是 Cl,两者可形成 PCl3、PCl5,其中 PCl3 中 每个原子均满足 8 电子结构,而 PCl5 中 P 原子不满足 8 电子结构,故 D 错误。 12.C 分子式应为 C13H20O,故 A 错误;环上有一个碳原子连着 2 个甲基,所以 分子中所有碳原子不可能处于同一平面,故 B 错误;分子中碳碳双键与氢气 加成,变为饱和键,分子中羰基与足量的 H2 反应后,有羟基生成,故 C 正确; 分子中含有碳碳双键,能被酸性 KMnO4 溶液氧化,故 D 错误。 13.A 装置Ⅰ内铜和浓硝酸反应制 NO2 不需要加热,Ⅲ内铜和浓硫酸反应制 SO2 需要加热,故A不正确;装置Ⅱ内 SO2被 NO2 氧化为SO3,制备三氧化硫(SO3) 的原理为 NO2+SO2 NO+SO3,故 B 正确;NO2、SO3 具有强氧化性,会腐蚀橡胶管, 故 C 正确;水会和红棕色的 NO2 反应生成硝酸和 NO 而褪色,故 D 正确。 14.C M 电极是阴极,则 a 极为外接电源的负极,应是铝电极,多孔碳电极为 正极,故 A 正确;充电时,M 电极是阴极,Na+通过固体氧化铝陶瓷向 M 极移动, 故 B 正确;多孔碳电极的电极反应式为 6CO2+6e- 3C2 O4 2 -,铝极反应为 2Al-6e-+3C2 O4 2 - Al2( C2O4 ) 3 ,随着反应的进行,碳呼吸电池中 C2 O4 2 -浓度不 变,故 C 不正确;充电过程中消耗 1 mol Al 时,转移 3 mol 电子,N 极的电极 反应式是 S 2 --2e- xS,N 极上可生成 1.5x mol S 单质,故 D 正确。 15.B 由题图可知,CO2 和 H2 在 Pd Mg/SiO2 催化条件下生成甲烷和水,反应为 CO2+4H2 CH4+2H2O,A 正确;由反应机理可知,CO2 甲烷化反应的关键在 于加氢,整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为 Pd,B 错误;催化剂可以 加快反应速率,C正确;MgO与CO2 结合形成碳酸盐经过一个加氢循环后,又得 到 MgO,化学性质没有变化,继续参加新的加氢循环过程,D 正确。 16.D 根据图像以及溶度积常数分析可知,pH 相同时溶液中铝离子浓度小 于铬离子浓度,所以曲线 N 表示 Al3+的浓度变化,故 A 正确;根据图像分析可 知,在 Al(OH)3 和 Cr(OH)3 混合悬浊液中滴加 NaOH 溶液,Al(OH)3 先溶解,故 B 正确;在 Al(OH)3 和 Cr(OH)3 共沉淀的体系中 ( Cr 3+ ) ( Al3+ )= sp [ Cr ( OH ) 3 ] sp [ Al ( OH ) 3 ]= 6 . 3×10 - 31 1 . 3×10 - 33 ≈ 4.8×102,故 C 正确;铝离子沉淀完全时,c3(OH-)= 1 . 3×10 - 33 1×10 - 5 =1.3×10-28,此时溶 液中铬离子浓度为 6 . 3×10 - 31 1 . 3×10 - 28 mol· L-1≈4.8×10-3 mol·L-1,因此不能通过调节 pH 实现两种元素的分离,故 D 错 误。 17.解析:Ⅰ.(1)NaNO2 和 NH4Cl 反应制备 N2,根据原子守恒还应有 NaCl、H2O 生成,反应的化学方程式为 NH4Cl+NaNO2 N2↑+NaCl+2H2O。(2)装置 A 中 a 导管将分液漏斗上下相连,其作用是平衡气压,使液体顺利流下;锶与镁位 于同主族,联想 Mg 的性质,空气中的 CO2、O2 等也能与锶反应,为防止装置中 空气对产品纯度的影响,应先点燃装置 A 的酒精灯一段时间,利用生成的 N2 将装置内空气排尽,再点燃装置 C 的酒精灯。 Ⅱ.(3)为防止锶与 CO2、O2 反应,则装置 B 中的 NaOH 溶液用于吸收 CO2,反应 的离子方程式为 CO2+2OH- C O3 2 -+H2O。(4)为防止氮化锶遇水剧烈反应,故 N2 与 Sr 反应前必须干燥,装置 C 中广口瓶用于除去 N2 中的 H2O(g),其中盛 放的试剂为浓硫酸。 Ⅲ.(5)测定 Sr3N2 产品的纯度的原理为 Sr3N2+6H2O 3Sr(OH)2+2NH3↑、 2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4,故浓硫酸增加的质量为 NH3 的质量,由于浓硫酸具有 吸水性,会将 NH3 中的水蒸气一并吸收,导致 NH3 的质量偏高,从而使测得的 产品纯度偏高。经改进后测得浓硫酸增重 b g,根据 N 守 恒,n(Sr3N2)= 1 2 n(NH3)= 1 2 × g 17 g / mol = 34 mol,则 m(Sr3N2)= 34 mol×292 g/mol= 146 17 g,产品的纯度为146 17 g g ×100%= 146 17 ×100%。 答案:Ⅰ.(1)NH4Cl+NaNO2 N2↑+NaCl+2H2O (2)平衡气压,使液体顺利流下 利用生成的 N2 将装置内空气排尽 Ⅱ.(3)CO2+2OH- C O3 2 -+H2O (4)浓硫酸 Ⅲ.(5)未将气体中的水蒸气除去,也被浓硫酸吸收引起增重(或其他合理答 案) 146 17 ×100% 18.解析:硼镁泥用足量硫酸酸浸溶解,得到含有 Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+ 以及 S O4 2 -的酸性溶液,由于 MnO2、SiO2 不与硫酸反应,硫酸钙属于微溶物, 则过滤后滤渣 A 主要为 MnO2、SiO2,还含有少量 CaSO4·2H2O,向滤液中加入 NaClO 将 Fe2+氧化为 Fe3+,加入 MgO 调节溶液 pH 并煮沸,使 Fe3+、Al3+转化为 氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,则滤渣 B 主要为氢氧化铁、氢氧化铝,根据溶解 度表,CaSO4 的溶解度基本不受温度影响,MgSO4·7H2O 受温度影响较大,温度 越高溶解度越大,对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤,得到 CaSO4·2H2O,则滤 渣 C 主要为 CaSO4·2H2O,再次对滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,得到 七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)。 (1)开始用到硫酸的质量分数为 70%,密度为 1.61 g/cm3,则该硫酸溶液的物 质的量浓度= 1 000 = 1 000×70 % ×1 . 61 98 mol/L=11.5 mol/L。(2)滤渣 A 中除含少 量 CaSO4·2H2O 外,还有 MnO2、SiO2。(3)加入 MgO 的目的是沉淀 Fe3+、Al3+, 但 Fe3+、Al3+易发生水解生成胶体,因此加热煮沸的目的是防止生成 Al(OH)3 和 Fe(OH)3 胶体,使之转化为沉淀而被分离。(4)若滤渣 B 的主要成分为 Al(OH)3 和 Fe(OH)3,向滤液中加入 NaClO 将 Fe2+氧化为 Fe3+,则加入 NaClO 发生氧化还原反应的离子方程式为 ClO-+2Fe2++2H+ Cl-+2Fe3++H2O。(5)根据 溶解度表,CaSO4 的溶解度基本不受温度影响,MgSO4·7H2O 受温度影响较大, 温度越高溶解度越大,流程中操作 1 为蒸发浓缩、趁热过滤,这样既可得到 CaSO4·2H2O,又防止析出 MgSO4·7H2O 晶体。(6)结合溶解度表数据和(5)分 析,获取 MgSO4·7H2O 的操作 2 为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。(7)在 制取七水硫酸镁流程中,向体系内加入了氧化镁调节 pH 沉淀 Fe3+、Al3+,引 入了镁元素,且未告知氧化镁加入的量,制取的七水硫酸镁的镁元素不仅来 自硼镁泥,还来自引入的氧化镁,因此不能根据上述两个条件来计算硼镁泥 中镁元素的含量。 答案:(1)11.5 mol/L (2)SiO2、MnO2 (3)防止生成 Al(OH)3 和 Fe(OH)3 胶体,使之转化为沉淀而被分离 (4)ClO-+2Fe2++2H+ Cl-+2Fe3++H2O (5)析出 MgSO4·7H2O 晶体 (6)蒸发浓缩 冷却结晶 (7)不能 加入 MgO 的量未知 19.解析: (1)该反应在常温下可以自发进行,即ΔH-TΔS<0,综合考虑可知 ΔH<0;有利于提高 NO 平衡转化率的条件即让平衡正向移动,方法为降温。 (2)总反应为 C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),①2NO (NO)2、② C+(NO)2 C(O)+N2O、④2C(O) CO2+C,根据盖斯定律,①+②+③+④得到总反 应,③式等于总反应减去(①+②+④),为 C+N2O C(O)+N2。(3)①由题图可 知,490 ℃以下,CaO/C、La2O3/C 和 C 去除 NO 效果最好的是 a,反应速率最快 的、反应的活化能最小的也是 a;CaO/C、La2O3/C 去除 NO 效果比 C 更好,原 因是相同条件下,NO 去除率更高(或在较低温度下 NO 去除的效果好,或纯碳 的活化能高、反应速率慢);②根据图像可知,490 ℃时,NO 的去除率是 45%, 现在的去除率为 60%,及时分离出 CO2,会使平衡正向移动,但速率是减慢的, 不一定增加 NO 的去除率,A 错误;压缩体积,增大了浓度,速率加快,可以增 加 NO 的去除率,B 正确;恒容下,向体系中通入氮气,增加生成物的浓度,平 衡逆向移动,不能增加 NO 的去除率,C 错误;不同的催化剂,催化效果不一样, 故可以寻找更好的催化剂,提高 NO 的去除率,D 正确。③根据图像,490 ℃ 时,NO 的去除率是 45%,NO 的初始浓度为 0.1 mol·L-1,则转化浓度为 0.045 mol·L-1,v(NO)= Δ Δ = 0 . 045mol · L - 1 2 h =0.022 5 mol·L-1·h-1;设平衡时生成的氮气 的浓度为 x,列三段式: C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) 开始(mol·L-1) 0.1 0 0 变化(mol·L-1) 2x x x 平衡(mol·L-1) 0.1-2x x x 则平衡常数 K= 2( 0 . 1 - 2 ) 2 =121,解得 x= 11 230 ,反应达平衡时 NO 的去除率为 2× 11 230 0 . 1 ×100%≈96%。 答案:(1)< 降温 (2)C+N2O C(O)+N2 (3)①a 相同条件下,NO 去除率更高 ②BD ③0.022 5 96% 20.解析:(1)Fe 元素的原子序数为 26,基态 Fe 原子价层电子的电子排布图 为 。(2)Fe 的价电子排布式为 3d64s2,Ca 的价电子排布式为 4s2,Fe 与 Ca 位于同一周期,Ca 的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱, 则 Ca 的熔、沸点等都比 Fe 低。(3)元素的非金属性越强,电负性越大,非金 属性:N>S>H,则电负性:N>S>H。(4)①NCCH3 分子中含有 —CH3 和 —C≡N, —CH3 中饱和碳原子的杂化方式是 sp3 杂化,—C≡N 中不饱和碳原子的杂化 方式是 sp 杂化。②TCNE 分子是由 4 个氰基和 1 个碳碳双键构成的,C、N 属 于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原 子序数的增大而增大,则第一电离能大小顺序是 N>C;氰基中碳原子和氮原 子在同一直线上,碳碳双键上的碳原子和连接的原子在同一平面,则 TCNE 分子中所有原子在同一平面;TCNE 分子中含有 9 个σ 键和 9 个π键,σ 键 与π键的数目之比为 1∶1。(5)由晶胞结构可知,每个碳原子周围有 6 个铁 原子,构成正八面体,其化学式为 Fe3C,体内碳原子形成 1 个正八面体、面心 碳原子形成 1 2 个正八面体、顶点和棱上碳原子形成 1 6 个正八面体,则 1 个晶胞 结构中含有 4 个 Fe3C,设 Fe3C 的密度为 d g·cm-3,由质量公式可得 4×180 6 . 02×1023g=4.515×10-8×5.077×10-8×6.726×10-8d g,解得 d= 7 200 6 . 02×4 . 515×5 . 077×6 . 726 。 答案:(1) (2)Fe 的原子半径比 Ca 小,价电子数更多,金属键更强 (3)N>S>H (4)①sp3 sp ②N 在 1∶1 (5) 7 200 6 . 02×4 . 515×5 . 077×6 . 726 21.解析:从 A 到 C 由环烷烃变成了环烯烃,并且 A 生成 B 是光照下与 Cl2 的 取代,所以从 B 到 C 即为卤代烃的消去,结合题干提示的反应,环己烯经过酸 性高锰酸钾溶液处理后就可以得到己二酸,H 就是 1,4 丁二醇,所以 PBA 就 是聚己二酸丁二酯。从 E 生成 F,再由 F 生成对苯二甲酸,条件恰好与题干 提示的反应相同,所以推测 E 为对二甲苯,F 即为对苯二腈。 (1)B 为卤代烃,官能团的名称为氯原子;D 为己二酸,所以分子式为 C6H10O4。 (2)反应①为烃变成卤代烃的反应,反应类型为取代反应;反应②为卤代烃 的消去反应,所加试剂为 NaOH、乙醇,并且需要加热。(3)由上述分析知,H 为 1,4 丁二醇,所以结构简式为 HOCH2CH2CH2CH2OH。(4)反应⑤为由对二甲苯 生成对苯二腈的反应,化学方程式为 +2NH3+3O2 +6H2O。(5)由题意可 知 M 的分子式为 C9H8O4;扣除苯环还有 2 个不饱和度,满足要求的 N 的结构中 一定有酚羟基,此外也要具有醛基和酯基的结构;考虑到 1 mol N 能消耗 4 mol 的 NaOH,所以只能是 2 个羟基、1 个甲酸酯基,由于还需要有一个不饱 和度,所以还含有一个乙烯基;再考虑到核磁共振氢谱的信息,最终满足要 求的 N 的结构简式为 、 。 答案:(1)氯原子 C6H10O4 (2)取代反应 NaOH、C2H5OH(或乙醇),加热 (3)HOCH2CH2CH2CH2OH (4) +2NH3+3O2 +6H2O (5) 、