精品解析：江苏省南京田家炳高级中学2023-2024学年高三上学期12月阶段性考试化学试卷

2024届高三年级12月阶段性考试 化学试题 可能用到的相对原子质量：H：1 N：14 Na：23 S：32 Zn：65 I：127 一、单项选择题：共13小题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2023年我国科技取得新突破，实现“上天、入海、探月”。下列有关说法错误的是 A. “C919”国产大飞机实现商飞，其中使用的铝锂合金具有硬度大，质量轻等优点 B. “天问一号”火星探测器太阳能电池板含有硅元素，其中单晶硅为原子晶体 C. “爱达魔都号”首艘国产大型邮轮下水，邮轮常用镶嵌铜块的方法来防止轮船外壳被海水腐蚀 D. “人造太阳”研究成功为我们的探月工程提供能源保障，其中与具有相同的质量数 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 铬原子价层电子排布式： B. 电子云图： C. 2-甲基戊烷的键线式： D. 分子的VSEPR模型： 3. 实验小组按如图装置进行实验，制备并探究的性质。下列说法错误的是 A. 试管内制备的化学方程式为 B. ②处观察到淡黄色固体生成，说明具有还原性 C. ①、③处均可观察到颜色褪去，但褪色原理不相同 D. ④处NaOH溶液可吸收多余的 4. 下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是 A. 铁粉能与O2反应，可用作食品保存吸氧剂 B. 纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C. FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 5. 某化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的四种短周期元素，X是元素周期表中原子半径最小的元素，Q的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法错误的是 A. 四种元素中原子半径最大的是Y B. Y、Z和Q三种元素的电负性逐渐减弱 C. X和Q形成的化合物中可存在非极性键 D. 该化合物中Z、Y、Q均满足8电子稳定结构 6. 下列反应的离子方程式正确的是 A. 向硫代硫酸钠溶液中滴入稀硝酸： B. 向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳：2+CO2+H2O=2+ C. 氧化铜与氨水： D. 向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫： 7. 下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. NaCl(aq) Cl2(g)漂白粉(s) B. NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s) C. NaBr(aq) Br2(aq)I2(aq) D. Mg(OH)2(s) MgCl2(aq)Mg(s) 8. 部分含氯物质分类与相应化合价关系如图，c、d、f均为钠盐，下列推断不合理的是 A. b在化学反应中既能被氧化，也能被还原 B. 电解饱和c溶液可得到钠单质 C. 可实现a→d→e的转化 D. f的阴离子空间构型为三角锥形 9. 化合物M是一种新型超分子晶体材料，由X、Y、、以为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是 A. 组成M的元素均位于元素周期表p区 B. Y分子中所有原子可能共平面 C. M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装 D. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为 10. 某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 该反应 B. 多孔材料“固定”，促进平衡正向移动 C. 已知的平衡常数为K，温度升高，K值减少 D. 每获得时，转移电子的数目约为 11. 下列关于实验现象的解释或所得结论正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向某补血口服液中滴加酸性溶液 酸性溶液紫色褪去 该补血口服液中一定含有 B 向饱和溶液中滴加一定量的浓溶液 溶液变浑浊同时产生气泡 发生反应： C 向溶液中滴加几滴溶液，观察现象，再滴加氯水直至过量 开始无现象，加入氯水后溶液变红，过量后红色消失 氯水具有氧化性和漂白性 D 向的水溶液中滴加硝酸银溶液 溶液变浑浊 该配合物中的配位数是6 A. A B. B C. C D. D 12. 以铝土矿(含及少量和等)为原料提纯的过程如图所示。已知：碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2SixO8。 已知电离常数分别为、。下列说法正确的是 A. “碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有：、、 B. 溶液中： C. 过滤2所得滤液中存在： D. “沉铝”时反应的离子方程式： 13. 使用丙烯可将汽车尾气中的还原为除去，主要反应为 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 将一定比例、、NO、的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，、(NO和)的转化率和的选择性[]与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应的焓变 B. 高效去除汽车尾气中的，需选择高温下转化率高和选择性高的催化剂 C. 350℃~400℃之间，的转化率迅速下降的主要原因是催化剂的活性下降 D. 400℃~550℃之间，主要以反应Ⅲ为主 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 工业上可由菱锌矿(主要成分为，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备ZnO。工艺如图所示： 已知：①“酸浸”后的溶液，所含金属离子主要有、、、、。 ②弱酸性溶液中氧化时，产物中含Mn元素物质只有。 （1）“氧化除杂”时，与的离子方程式为___________。 （2）“沉锌”生成碱式碳酸锌[]沉淀，写出生成该沉淀的化学方程式：___________。 （3）“高温灼烧”后获得ZnO。已知ZnO的一种晶体晶胞是立方晶胞(如图)，请在下图中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图___________。 （4）测定氧化锌样品纯度(杂质不参与反应)：称取1.000g样品，酸溶后，配制成250mL溶液。用移液管移取25.00mL溶液于锥形瓶，调节pH至7~8，加入几滴铬黑T(用表示)做指示剂，用的EDTA()标准液滴定其中的(反应方程式为，)，平行滴定三次，平均消耗EDTA标准液15.12mL。(已知呈蓝色、呈无色、呈酒红色)。 ①滴定终点时的现象为___________。 ②计算ZnO样品的纯度___________。(保留四位有效数字，写出计算过程) （5）ZnO有棒状ZnO(r-ZnO)、片状ZnO(p-ZnO)两种。均可用作选择性加氢转化为的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将与混合，同时发生以下两个反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 控制一定的和初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的中生成甲醇的百分比) 已知：p-ZnO表面合成的生成活化能，r-ZnO表面合成的生成活化能 ①在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，与CO的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是___________； ②在280~320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化加氢性能，说明在加氢合成甲醇时优先选用p-ZnO催化剂的原因：___________。 15. 化合物G是合成抗HIV药物福沙那韦的关键中间体，其一种合成路线如下： 已知：①为的简写 ② （1）化合物A___________(填“存在”“不存在”)手性异构体。 （2）C→D的反应类型是___________。 （3）E→F过程中KOH的作用是___________。 （4）化合物X分子式为，X的结构简式是___________。 （5）写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含有苯环结构： ②核磁共振氢谱有3个峰。 （6）写出以为原料制备合成路线流程图(无机试剂和流程中的有机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。___________ 16. 连二亚硫酸钠广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如题图所示。 （1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是_______。 （2）在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为_______。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如题图所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是_______。 （4）称量含晶体粗品溶于水配制成溶液，准确量取配制溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，充分反应后，再滴加几滴淀粉溶液，用标准碘溶液滴定至反应终点，重复实验三次后，平均消耗标准碘溶液。 有关反应如下： 计算该粗品中晶体质量分数为_______。(写出计算过程) （5）Zn还原法 已知： 二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图所示。 请补充完整制备的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，_______，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到(实验中须使用的试剂：、溶液) 17. 的有效化利用，可以实现碳达峰和碳中和的目标。 （1）催化合成聚碳酸酯。常温常压下，某些催化剂可以催化、环氧化物类有机物等物质共聚合成多种基聚碳酸酯。 ①和催化反应可以生成聚碳酸酯，同时还会生成一种分子式为的五元环状结构副产物，其结构式可表示为___________。 ②CuO可以用作合成聚碳酸酯的催化剂，热分解可制备CuO。与热分解制备的CuO相比，热分解制备的CuO具有更好的催化性能，其原因是___________。 （2）催化加氢制备甲醇。在密闭容器中，8MPa、时，在催化剂作用下测得平衡时容器中、、物质的量分数随温度变化情况如图所示。 与主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 随着温度的升高，的物质的量分数几乎不变的原因是___________。 （3）电催化还原制备HCHO电催化还原装置如图所示。 ①阴极生成HCHO的电极反应式为___________。电解过程中还可能得到一种新的气体物质为___________。 ②电解过程中阳极室和阴极室使用质子交换膜隔开，其作用除了可以维持两室的电荷平衡外，还有___________。 （4）电催化还原制备、等烃。纳米材料内部的孔通道数量与纳米材料的粒子粒径成正比。在相同条件下，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE\%)随催化剂粒径大小的关系如图所示。 ，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。随着催化剂粒径不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高的原因是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三年级12月阶段性考试 化学试题 可能用到的相对原子质量：H：1 N：14 Na：23 S：32 Zn：65 I：127 一、单项选择题：共13小题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 2023年我国科技取得新突破，实现“上天、入海、探月”。下列有关说法错误的是 A. “C919”国产大飞机实现商飞，其中使用的铝锂合金具有硬度大，质量轻等优点 B. “天问一号”火星探测器太阳能电池板含有硅元素，其中单晶硅为原子晶体 C. “爱达魔都号”首艘国产大型邮轮下水，邮轮常用镶嵌铜块的方法来防止轮船外壳被海水腐蚀 D. “人造太阳”的研究成功为我们的探月工程提供能源保障，其中与具有相同的质量数 【答案】C 【解析】 【详解】A．合金硬度增大，铝和锂密度都比较小，故铝锂合金具有硬度大，质量轻等优点，A正确； B．太阳能电池板含有硅元素，其中单晶硅为原子晶体，B正确； C．邮轮常用镶嵌铜块，依旧邮轮主体做原电池负极被腐蚀，C错误； D．与具有相同的质量数，均为3，D正确； 故选C。 2. 下列化学用语表示正确的是 A. 铬原子的价层电子排布式： B. 电子云图： C. 2-甲基戊烷的键线式： D. 分子的VSEPR模型： 【答案】B 【解析】 【详解】A．铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其价层电子排布式为3d54s1，A不正确； B．电子云为哑铃形，且电子云集中在Z轴上，则电子云图为，B正确； C．2-甲基戊烷的键线式为，为3-甲基戊烷的键线式，C不正确； D．分子中，N原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，其VSEPR模型为，缺少一个孤电子对，D不正确； 故选B。 3. 实验小组按如图装置进行实验，制备并探究的性质。下列说法错误的是 A. 试管内制备的化学方程式为 B. ②处观察到淡黄色固体生成，说明具有还原性 C. ①、③处均可观察到颜色褪去，但褪色原理不相同 D. ④处NaOH溶液可吸收多余的 【答案】B 【解析】 【详解】A．硫酸与亚硫酸钠反应，生成硫酸钠、二氧化硫和水，化学方程式：，A正确； B．②处观察到淡黄色固体生成，说明二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质，二氧化硫中S元素化合价降低，体现二氧化硫氧化性，B错误； C．①处品红溶液褪色，说明是因为二氧化硫的漂白性；③处蓝色褪去是应为二氧化硫具有还原性，C正确； D．多余的可用NaOH溶液吸收，D正确； 答案选B。 4. 下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是 A. 铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂 B. 纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料 C. FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu D. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确； B．纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误； C．FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确； D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确； 故选B。 5. 某化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的四种短周期元素，X是元素周期表中原子半径最小的元素，Q的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法错误的是 A. 四种元素中原子半径最大的是Y B. Y、Z和Q三种元素的电负性逐渐减弱 C. X和Q形成的化合物中可存在非极性键 D. 该化合物中Z、Y、Q均满足8电子稳定结构 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的四种短周期元素，X是元素周期表中原子半径最小的元素，则X为H；Q的最外层电子数是其内层电子数的3倍，则Q为O；Y形成4个共价键，Z形成3个或4个共价键，且Y、Z的原子序数均比Q（O）小，则Y、Z分别为C、N；综上所述，X、Y、Z、Q分别为H、C、N、O，据此解答。 【详解】A．同周期元素从左到右原子半径依次减小，故Y（C）的原子半径最大，故A正确； B．同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，故B错误； C．X、Q分别为H、O，形成的化合物H2O2中存在非极性键，故C正确； D．为铵根离子，氮原子达8电子稳定结构，中，氮原子形成3个共价键、Y形成4个共价键，均达8电子稳定结构，两个O原子，其中一个形成2个共价键达8电子稳定结构，另一个形成一个共价键、得一个电子达8电子稳定结构，所以该化合物中Z、Y、Q均满足8电子稳定结构，故D正确； 故选B。 6. 下列反应的离子方程式正确的是 A. 向硫代硫酸钠溶液中滴入稀硝酸： B. 向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳：2+CO2+H2O=2+ C. 氧化铜与氨水： D. 向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫： 【答案】C 【解析】 【详解】A．硝酸强氧化性，将硫代硫酸根氧化成，离子方程式为：，A项错误； B．苯酚会与反应生成，向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳离子方程式为：，B项错误； C．氧化铜与氨水反应会生成四氨合铜离子，则氧化铜与氨水反应的离子方程式为：，C项正确； D．过量的次氯酸钠再与反应生成HClO，向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫离子方程式：，D项错误； 答案选C。 7. 下列选项所示物质间转化均能实现的是 A. NaCl(aq) Cl2(g)漂白粉(s) B. NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s) C. NaBr(aq) Br2(aq)I2(aq) D. Mg(OH)2(s) MgCl2(aq)Mg(s) 【答案】C 【解析】 【详解】A．应该将Cl2通入到石灰乳中来制备漂白粉，A错误； B．侯氏制碱法是将CO2通入NH3氨化后的饱和食盐水中，即仅仅向NaCl溶液中通入CO2得不到NaHCO3，B错误； C．已知氧化性Cl2＞Br2＞I2，故NaBr(aq) Br2(aq)I2(aq)均能一步转化，C正确； D．电解MgCl2溶液得不到Mg，而是得到Mg(OH)2，工业上是电解熔融的MgCl2来冶炼金属镁，D错误； 8. 部分含氯物质分类与相应化合价关系如图，c、d、f均为钠盐，下列推断不合理的是 A. b在化学反应中既能被氧化，也能被还原 B. 电解饱和c溶液可得到钠单质 C. 可实现a→d→e的转化 D. f的阴离子空间构型为三角锥形 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，a为氯气、b为氯化氢、c为氯离子、d为次氯酸根离子、e为次氯酸、f为氯酸根离子。 【详解】A．据图分析b是HCl，故在化学反应中，氢化合价可降低，氯元素化合价可升高，故b在化学反应中既能被氧化，也能被还原，A正确； B．c为NaCl，电解熔融NaCl可得到钠单质，B错误； C．a为Cl2，d为NaClO，e为HClO，可以将氯气通入氢氧化钠溶液中得到次氯酸钠，再通入二氧化碳可得到次氯酸，故可实现a→d→e的转化，C正确； D．F为，氯为sp3杂化，故其空间构型为三角锥形，D正确； 故选B。 9. 化合物M是一种新型超分子晶体材料，由X、Y、、以为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是 A. 组成M的元素均位于元素周期表p区 B. Y分子中所有原子可能共平面 C. M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装 D. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为 【答案】C 【解析】 【详解】A．周期表里的第13～18列，即IIIA～VIIA和零族属于p区，组成M的元素有H、C、N、O、Cl、Br，根据元素周期表结构可知H位于s区，A错误； B．Y中存在多个饱和碳原子，所有原子不可能共面，B错误； C．M中阳离子通过形成氢键体现了超分子的自组装，C正确； D．M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为，D错误； 故选C。 10. 某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”，能高选择性吸附。废气中的被吸附后，经处理能全部转化为。原理示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 该反应 B. 多孔材料“固定”，促进平衡正向移动 C. 已知的平衡常数为K，温度升高，K值减少 D. 每获得时，转移电子的数目约为 【答案】D 【解析】 【详解】A．二氧化氮的二聚反应是放热反应，A正确； B．多孔材料“固定”，相当于减小生成物浓度，促进平衡正向移动，B正确； C．已知的平衡常数为K，温度升高，此反应平衡逆向移动，K值减少，C正确； D．由题意可分析，；故每获得时，转移电子的数目约为，D错误； 故选D。 11. 下列关于实验现象的解释或所得结论正确的是 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 向某补血口服液中滴加酸性溶液 酸性溶液紫色褪去 该补血口服液中一定含有 B 向饱和溶液中滴加一定量的浓溶液 溶液变浑浊同时产生气泡 发生反应： C 向溶液中滴加几滴溶液，观察现象，再滴加氯水直至过量 开始无现象，加入氯水后溶液变红，过量后红色消失 氯水具有氧化性和漂白性 D 向的水溶液中滴加硝酸银溶液 溶液变浑浊 该配合物中的配位数是6 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．亚铁离子、氯离子等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，则溶液褪色，不能证明该补血口服液中一定含有Fe2+，故A错误； B．向饱和溶液中滴加一定量的浓溶液，溶液变浑浊同时产生气泡，说明反应中有碳酸钙和二氧化碳生成，反应的方程式为，故B正确； C．开始无现象，加入氯水后溶液变红，说明氯水把亚铁离子氧化，氯水过量后红色消失，也可能是氯水把SCN－氧化，所以不能证明氯水有漂白性，故C错误； D．向水溶液中滴加硝酸银溶液，溶液变浑浊，说明有氯化银沉淀生成，因此氯离子不全部是配体，所以的配位数一定小于6，故D错误； 故选B。 12. 以铝土矿(含及少量和等)为原料提纯的过程如图所示。已知：碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2SixO8。 已知电离常数分别为、。下列说法正确的是 A. “碱溶”后进行过滤，滤液中含有的阳离子主要有：、、 B. 溶液中： C. 过滤2所得滤液中存在： D. “沉铝”时反应的离子方程式： 【答案】D 【解析】 【分析】由题给流程可知，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液碱浸，氧化铝与氢氧化钠溶液反应转化为，氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，二氧化硅碱浸时转化成难溶的Na2Al2SixO8，过滤得到含有氧化铁、Na2Al2SixO8的滤渣和含有的滤液；向滤液中加入碳酸氢钠溶液，溶液中与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，过滤得到含有碳酸钠、碳酸氢钠的滤液和氢氧化铝；氢氧化铝灼烧分解生成氧化铝。 【详解】A．由分析可知，碱溶后过滤得到的滤液中含有，则滤液中含有的阳离子主要为钠离子，不含有铁离子，故A错误； B．由电离常数可知，碳酸氢根离子的水解常数为Kh==≈2.27×10-8，故B错误； C．由分析可知，过滤2所得滤液含碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸钠溶液中存在质子守恒关系，但滤液中还有碳酸氢钠，则过滤2所得滤液中存在，故C错误； D．由分析可知，沉铝发生的反应为溶液中与碳酸氢钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，反应的离子方程式为，故D正确； 故选D。 13. 使用丙烯可将汽车尾气中的还原为除去，主要反应为 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 将一定比例、、NO、的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，、(NO和)的转化率和的选择性[]与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应的焓变 B. 高效去除汽车尾气中的，需选择高温下转化率高和选择性高的催化剂 C. 350℃~400℃之间，的转化率迅速下降的主要原因是催化剂的活性下降 D. 400℃~550℃之间，主要以反应Ⅲ为主 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据盖斯定律，可得目标反应，反应热也做相应运算，A正确； B．去除汽车尾气中的，应选择相对低温下转化率高和选择性高的催化剂，B错误； C．350℃~400℃之间，的转化率迅速下降，说明反应速率明显减小，催化剂催化能力减弱，活性降低，C正确； D．400℃~550℃之间，的转化率高未有明显下降，的转化率有明显降低及的选择性有明显降低，说明的转化以反应III为主，D正确； 答案选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 工业上可由菱锌矿(主要成分为，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备ZnO。工艺如图所示： 已知：①“酸浸”后的溶液，所含金属离子主要有、、、、。 ②弱酸性溶液中氧化时，产物中含Mn元素物质只有 （1）“氧化除杂”时，与的离子方程式为___________。 （2）“沉锌”生成碱式碳酸锌[]沉淀，写出生成该沉淀的化学方程式：___________。 （3）“高温灼烧”后获得ZnO。已知ZnO一种晶体晶胞是立方晶胞(如图)，请在下图中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图___________。 （4）测定氧化锌样品纯度(杂质不参与反应)：称取1.000g样品，酸溶后，配制成250mL溶液。用移液管移取25.00mL溶液于锥形瓶，调节pH至7~8，加入几滴铬黑T(用表示)做指示剂，用的EDTA()标准液滴定其中的(反应方程式为，)，平行滴定三次，平均消耗EDTA标准液15.12mL。(已知呈蓝色、呈无色、呈酒红色)。 ①滴定终点时的现象为___________。 ②计算ZnO样品的纯度___________。(保留四位有效数字，写出计算过程) （5）ZnO有棒状ZnO(r-ZnO)、片状ZnO(p-ZnO)两种。均可用作选择性加氢转化为的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将与混合，同时发生以下两个反应： 反应Ⅰ 反应Ⅱ 控制一定的和初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的中生成甲醇的百分比) 已知：p-ZnO表面合成的生成活化能，r-ZnO表面合成的生成活化能 ①在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，与CO产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是___________； ②在280~320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化加氢性能，说明在加氢合成甲醇时优先选用p-ZnO催化剂的原因：___________。 【答案】（1）2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ （2） （3） （4） ①. 加入最后半滴标准液，溶液由酒红色变为蓝色，且30s不变色 ②. （5） ①. 反应Ⅰ正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，导致温度升高甲醇的选择性降低 ②. 选用p-ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多 【解析】 【分析】由菱锌矿(主要成分为，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素)制备ZnO，加入稀硫酸“溶浸”后得到含、、、、的滤液，滤渣为不溶于酸的杂质，滤液调节pH后使铁离子转化为Fe(OH)3，加入KMnO4“氧化除杂”使锰离子转化为MnO2，除去Fe3+、Mn2+；接着“还原除杂”除去Ni2+、Cd2+；最后向含ZnSO4的溶液中加入Na2CO3溶液生成碱式碳酸锌[]沉淀，碱式碳酸锌经“高温灼烧”得到ZnO，据此分析解题。 【小问1详解】 在“氧化除杂”时，与发生氧化还原反应产生MnO2，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。 【小问2详解】 根据分析，向含ZnSO4的溶液中加入Na2CO3溶液生成碱式碳酸锌[]沉淀，反应的化学的方程式为。 【小问3详解】 观察题给晶胞结构可知，晶胞在z轴的投影情况是锌原子位于正方形的四个顶点上、四条棱的中心和面心上，4个氧原子分别位于面对角线离顶点处，可用图示表示为。 【小问4详解】 ①滴入标准溶液前，Zn2+与X-形成ZnX+使溶液呈酒红色，达到滴定终点时，Zn2+被完全消耗生成无色的ZnY2-，溶液中含有X-而呈蓝色，由此可得出滴定终点时的现象为：加入最后半滴标准液，溶液由酒红色变为蓝色，且30s不变色； ②根据滴定原理可得关系式ZnO~Zn2+~H2Y2-，则产品中，故ZnO的含量为。 【小问5详解】 ①生成甲醇的反应是反应Ⅰ，反应Ⅰ正反应放热，在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，升高温度，平衡逆向移动，导致温度升高甲醇的选择性降低； ②催化剂只影响速率而不能改变平衡，图中数据不是达到平衡后测得的数据，而是反应相同时间测得的数据，p-ZnO表面合成的生成活化能比r-ZnO表面合成的生成活化能小，活化能越小，反应速率越快，因此选用p-ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多。 15. 化合物G是合成抗HIV药物福沙那韦的关键中间体，其一种合成路线如下： 已知：①为的简写 ② （1）化合物A___________(填“存在”“不存在”)手性异构体。 （2）C→D的反应类型是___________。 （3）E→F过程中KOH的作用是___________。 （4）化合物X分子式为，X的结构简式是___________。 （5）写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式___________。 ①分子中含有苯环结构： ②核磁共振氢谱有3个峰。 （6）写出以为原料制备合成路线流程图(无机试剂和流程中的有机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。___________ 【答案】（1）存在 （2）取代反应 （3）消耗产物HCl，促使反应正向移动 （4） （5） （6） 【解析】 【小问1详解】 如图所示位置为手性碳原子，，因此其存在手性异构体； 【小问2详解】 由流程图可知，C→D的反应类型是取代反应，另一种产物为CH3CH2I； 【小问3详解】 E→F过程中的另一种产物为HCl，因此KOH的作用是消耗产物HCl，促使反应正向移动； 【小问4详解】 由G与F的分子式可知，X为； 【小问5详解】 B的分子式为C11H15O2N，因此分子中含有苯环结构且核磁共振氢谱图有3个峰的物质为； 【小问6详解】 根据题中所示流程图及已知条件，可设计如下合成路线：。 16. 连二亚硫酸钠广泛应用于造纸等行业。易被氧化，129℃时分解，在碱性条件下较稳定，易溶于水，不溶于乙醇。实验室用碱性溶液和酸性溶液制取，实验室制备装置如题图所示。 （1）实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是_______。 （2）在10℃～35℃下，向盛有一定浓度的溶液容器中滴加溶液，生成和，制备的化学方程式为_______。 （3）产率与加入溶液与溶液质量比的关系如题图所示，碱性溶液与酸性溶液加料质量比增大时，产率下降的原因是_______。 （4）称量含晶体粗品溶于水配制成溶液，准确量取配制溶液于锥形瓶中，加入足量甲醛溶液，充分反应后，再滴加几滴淀粉溶液，用标准碘溶液滴定至反应终点，重复实验三次后，平均消耗标准碘溶液。 有关反应如下： 计算该粗品中晶体质量分数为_______。(写出计算过程) （5）Zn还原法 已知： 二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系如题图所示。 请补充完整制备的实验方案：向水中加入Zn粉，搅拌，_______，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到(实验中须使用的试剂：、溶液) 【答案】（1）排出装置中的空气(或氧气)，防止(或)被氧化 （2） （3）过量将还原到更低价态，导致的产率下降 （4）84% （5）28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)(1分，没有体现Zn粉完全消失不得分)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤 【解析】 【小问1详解】 实验前需打开K通入一段时间氮气，其目的是：排出装置中的空气(或氧气)，防止(或)被氧化； 【小问2详解】 根据题意生成生成和，可得方程式为； 【小问3详解】 产率下降的原因是：过量将还原到更低价态，导致的产率下降； 【小问4详解】 根据题意，根据，，，质量分数为。 【小问5详解】 根据二价锌在水溶液中存在形式的物质的量浓度的对数与pH的关系可得完整制备的实验方案为：向水中加入Zn粉，搅拌，28～35℃加热条件下，向其中缓慢通入至Zn粉完全溶解(或浊液变澄清)，再向溶液中边搅拌边滴加溶液至pH在8.2～10.5之间，过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，蒸馏水洗涤，再用乙醇洗涤，低温烘干，得到。 17. 的有效化利用，可以实现碳达峰和碳中和的目标。 （1）催化合成聚碳酸酯。常温常压下，某些催化剂可以催化、环氧化物类有机物等物质共聚合成多种基聚碳酸酯。 ①和催化反应可以生成聚碳酸酯，同时还会生成一种分子式为的五元环状结构副产物，其结构式可表示为___________。 ②CuO可以用作合成聚碳酸酯的催化剂，热分解可制备CuO。与热分解制备的CuO相比，热分解制备的CuO具有更好的催化性能，其原因是___________。 （2）催化加氢制备甲醇。在密闭容器中，8MPa、时，在催化剂作用下测得平衡时容器中、、的物质的量分数随温度变化情况如图所示。 与主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 随着温度的升高，的物质的量分数几乎不变的原因是___________。 （3）电催化还原制备HCHO。电催化还原装置如图所示。 ①阴极生成HCHO的电极反应式为___________。电解过程中还可能得到一种新的气体物质为___________。 ②电解过程中阳极室和阴极室使用质子交换膜隔开，其作用除了可以维持两室的电荷平衡外，还有___________。 （4）电催化还原制备、等烃。纳米材料内部的孔通道数量与纳米材料的粒子粒径成正比。在相同条件下，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE\%)随催化剂粒径大小的关系如图所示。 ，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。随着催化剂粒径不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. 热分解放出更多的气体，制得的CuO更加疏松多孔 （2）随着温度的不断升高，反应Ⅰ、反应Ⅲ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，体系的总物质的量不断增大，温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ，使得的物质的量增大，两者增大幅度相近，所以的物质的量分数几乎不变 （3） ①. ②. ③. 防止阳极产生的氧气进入阴极室内氧化的还原产物，防止阴极还原产物进入阳极室内 （4）随着催化剂粒径增大，内部的孔通道也逐渐增多，有利于电解过程中的电子传递，能使被还原的物质进一步还原 【解析】 【小问1详解】 分子式为的五元环状结构副产物结构式为。热分解放出更多的气体，制得的CuO更加疏松多孔。 【小问2详解】 随着温度的不断升高，反应Ⅰ、反应Ⅲ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，体系的总物质的量不断增大，温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ，使得的物质的量增大，两者增大幅度相近，所以的物质的量分数几乎不变。 【小问3详解】 ①酸性条件下，生成HCHO的电极反应式为。阴极还可能为氢离子得电子生成氢气。 ②质子交换膜隔作用除了可以维持两室的电荷平衡外，还可以防止阳极产生的氧气进入阴极室内氧化的还原产物，防止阴极还原产物进入阳极室内。 【小问4详解】 随着催化剂粒径增大，内部的孔通道也逐渐增多，有利于电解过程中的电子传递，能使被还原的物质进一步还原，故随着催化剂粒径不断增大，碳氢化合物的法拉第效率逐渐升高。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $