精品解析：江苏省徐州市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考化学试题

徐州一中2024-2025学年度第二学期高二年级3月检测 化学 考试时间：75分钟 满分：100分 说明： 1.在答题纸的相应区域填写学校、班级、姓名、考号等。 2.请将所有答案均按照题号填涂或填写在答题卡/纸相应的答题处，否则不得分。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Fe-56 Co-59 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。 1. 化学与生产、生活等密切相关。下列说法正确的是 A. 采用冷链运输新冠疫苗，以防止蛋白质变性 B. 向河水中加入明矾，可除去悬浮杂质并杀灭有害细菌 C. 大丝束碳纤维被称为“新材料之王”，属于有机高分子材料 D 我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和 2. 通过SiHCl3 + H2Si + 3HCl可获取晶体硅。下列说法正确的是 A. Si原子的结构示意图： B. SiHCl3的电子式： C. 中子数为20的氯原子为37Cl D. HCl属于离子化合物 3. 臭氧在[Fe(H2O)6]2＋催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为和。关于N、O、S、Fe元素及其化合物的说法正确的是 A. 原子半径：S > O > N B. 热稳定性：H2O > NH3 C. 酸性强弱：H2SO3 > HNO3 D. 非金属性：S > O 4. 下列由废铜屑制取的实验原理与装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污 B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑 C. 用装置丙过滤得到溶液 D. 用装置丁蒸发结晶获得 阅读下面材料，完成下列问题。 钒(V)有金属维生素之称。将NH4VO3溶液加热水解得到气体和H3VO4沉淀；H3VO4热分解可制V2O5；V2O5是强氧化剂与盐酸反应生成VO2+和黄绿色气体，也可用作SO2氧化的催化剂，SO2(g)与O2(g)反应生成l mol SO3(g)释放98.3 kJ热量。V2O5催化NH3脱除烟气中的NO的反应为4NH3(g) + 6NO(g)⇌5N2(g) + 6H2O(g)。碱性硼化钒(VB2)空气电池是一种高能电池，放电总反应为：4VB2 + 11O2 + 20OH- + 6H2O=4VO+8B(OH)。 5. 关于反应4NH3(g) + 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g) ，下列说法正确的是 A. V2O5能提高该反应的活化能 B. 该反应的平衡常数 C. 反应达到平衡时，增大容器体积，v正 减小，v逆 增大 D. 反应物键能总和小于生成物的键能总和 6. 下列化学反应表示不正确的是 A. NH4VO3加热充分水解的化学方程式：NH4VO3 + H2OH3VO4↓ + NH3↑ B. V2O5与盐酸反应的离子方程式：V2O5 + 2Cl− + 6H+=2VO2+ + Cl2↑ + 3H2O C. 碱性硼化钒-空气电池的负极反应式：VB2 –11e− + 12H2O= VO+ 2B(OH)+ 16H+ D. SO2催化氧化的热化学方程式：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) H= –196.6 kJ·mol-1 7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 氧化铁颜色为红棕色，可用作红色油漆添加剂 B. AgBr呈淡黄色，可用作感光材料 C. NH4Cl易溶于水，可以用来除去铁锈 D. NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂 8. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. 制漂白粉：浓盐酸漂白粉 B. 硝酸的制备： C. 饱和食盐水制纯碱： D. 海水中提取镁：浓缩海水 9. CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。若还原产物主要为CH4时，催化剂选择的是 A. Sn B. In C. Au D. Cu 10. 碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，发生氧化反应 B. 电池工作时，通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成，转移电子数为 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 实验目的 A 用pH试纸测得CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H＋能力比CH3COOH强 B 取5 mL 0.1 mol·L−1 KI溶液，滴加几滴0.1 mol/L FeCl3溶液充分反应后，再加2 mL CCl4振荡，有机层呈紫色，静置后取上层清液滴加少量KSCN溶液，溶液显红色 Fe3+与I−发生的反应为可逆反应 C 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭在加热条件下能与浓硝酸反应 D 向2 mL 0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液中加入一小块钠，观察到溶液中有气泡产生 发生了电离 A. A B. B C. C D. D 12. 碳酸氢盐在工农业生产、化学实验、医药领域有着广泛应用。已知：常温下Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，下列说法正确的是 A. 常温下，0.1 mol·L−1 NH4HCO3溶液中：c() < c() B. NaHCO3水解反应的离子方程式：HCO＋H2OCO＋H3O＋ C. 常温下，0.1 mol·L−1 NH4HCO3溶液中水电离产生的c(H+)<1×10–7 mol·L−1 D. 常温下，pH=10的氨水—NH4HCO3溶液中：c(CO)<c(HCO) 13. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ① ② 、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A. L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B. 反应②的焓变 C. L9处的的体积分数大于L5处 D. 混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 二、解答题 14. 纳米铁在废水处理领域有重要应用。以某钛白粉厂副产品(主要含FeSO4，还含有TiOSO4、CoSO4、NiSO4等杂质)为原料制备纳米铁的流程如下： 已知：①TiO2+(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+2H+(aq)。 ②当溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5 mol⋅L-1时，可认为该离子沉淀完全。 （1）“溶解”时，用50℃热水的目的是___________。 （2）“除钛”时加入铁粉的作用___________。 （3）TiO2+(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+2H+(aq)，该反应的平衡常数表达式K=___________。 （4）生成纳米铁的离子方程式___________。 （5）投入1 mol NaBH4还原FeSO4时，实际产生H2体积大于44.8 L(标准状况)的原因是___________。 （6）用纳米铁去除废水中的Cu2+。常温下，选择Cu2+初始浓度为2×10-4 mol⋅L-1的废水，控制纳米铁的用量相同，测得Cu2+去除率随初始pH的变化如图所示。初始pH为6~7时，Cu2+去除率明显增大的原因是___________。 15. 化合物F是一种有机合成的中间体，可以通过以下途径来合成： （1）A中含氧官能团的名称为___________。 （2）C→D反应类型为___________。 （3）化合物X的化学式为C7H5OCl，其结构简式是___________。 （4）A的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________(写出一种即可)。 ①分子中含有苯环，酸性条件下水解产物之一能与FeCl3发生显色反应，另外产物之一能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，生成砖红色沉淀； ②分子中不同化学环境的氢原子数目比为6：3：2：1。 （5）已知：，设计以和为原料制备的合成路线___________(无机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 16. 实验室利用钴渣[主要成分为Co(OH)3]制备磁性材料Co3O4。 （1）浸取。 将一定量的钴渣粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中，70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤得到滤液A。 ①滴液漏斗中的溶液是___________。 ②Co(OH)3转化为Co2+的离子方程式为___________。 （2）Co(Ⅱ)浓度的测定。 取10.00 mL滤液A，加入(氯化铵-柠檬酸铵-氨水)混合溶液，将溶液稀释到100 mL，取20.00 mL稀释后的溶液，加入过量的0.2000 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液30.00 mL，充分反应后，用0.1000 mol·L-1CoSO4标准溶液滴定剩余的K3[Fe(CN)6]，到达滴定终点时，消耗CoSO4标准溶液20.00 mL。计算滤液A中Co2＋的物质的量浓度(写出计算过程) ___________。(测定过程中的反应如下：Co2＋＋[Fe(CN)6]3-=Co3＋＋[Fe(CN)6]2-)。 （3）沉钴。 Co(Ⅱ)盐溶液可以Co(OH)2、CoCO3和CoC2O4等多种形式沉淀。已知：H2C2O4的电离常数分别为Ka1=5.4×10-2、Ka2=5.6×10-5。 ①向除杂后CoSO4溶液中加入H2C2O4溶液或(NH4)2C2O4溶液作沉淀剂，可得到CoC2O4，写出CoSO4溶液和H2C2O4溶液反应生成CoC2O4的离子方程式___________。 ②不能用同浓度的Na2C2O4溶液代替(NH4)2C2O4溶液的原因是___________。 （4）制备Co3O4。 已知1 mol CoCO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图所示。请补充完整由CoSO4溶液制备高纯度Co3O4的实验方案：___________，冷却至室温，即可制得Co3O4。(须用的试剂：NH4HCO3溶液、HCl溶液、BaCl2溶液、蒸馏水) 17. CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）二氧化碳和氢气在一定条件下可转化为甲烷，转化过程中发生的反应如下： 反应Ⅰ(主反应)：CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol-1 反应Ⅱ(副反应)：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)，该反应的ΔH3=___________。有利于反应Ⅰ自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 （2）电催化还原法是CO2的有机资源化的研究热点。利用有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种含碳化合物树脂的骨架上)电催化还原CO2的装置如图-1所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图-2所示。 其中QX = nF，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。 ①b电极生成CH3CH2OH的电极反应式为___________。 ②电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是___________。 ③电解电压为u2 V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，图-2中m=___________。 （3）金属锰分解水原位还原CO2产生甲酸是CO2有机资源转化新途径。锰与水反应生成MnO与活性氢原子，MnO结合活性氢原子形成中间体Q；HCO吸附到中间体Q后被活化产生甲酸的部分机理如下图-3所示： ①若使用重水(D2O)代替水，写出①的化学方程式：___________。 ②实验中将锰粉、碳酸氢钠和去离子水添加到反应器中，反应一段时间后产生甲酸的速率迅速上升的原因可能是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 徐州一中2024-2025学年度第二学期高二年级3月检测 化学 考试时间：75分钟 满分：100分 说明： 1.在答题纸的相应区域填写学校、班级、姓名、考号等。 2.请将所有答案均按照题号填涂或填写在答题卡/纸相应的答题处，否则不得分。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Fe-56 Co-59 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。 1. 化学与生产、生活等密切相关。下列说法正确的是 A. 采用冷链运输新冠疫苗，以防止蛋白质变性 B. 向河水中加入明矾，可除去悬浮杂质并杀灭有害细菌 C. 大丝束碳纤维被称为“新材料之王”，属于有机高分子材料 D. 我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和 【答案】A 【解析】 【详解】A．疫苗中的蛋白质在较高温度下容易变性，所以宜采用冷链运输新冠疫苗，A正确； B．向河水中加入明矾，水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降，从而达到净水的目的，但不能杀灭水中的有害细菌，B不正确； C．碳纤维的主要成分是碳单质，属于新型无机非金属材料，C不正确； D．用脱硫煤代替原煤作燃料有利于减少二氧化硫向大气的排放，从而减少酸雨形成，但不能减少二氧化碳的排放，不能实现碳中和，D不正确； 故选A。 2. 通过SiHCl3 + H2Si + 3HCl可获取晶体硅。下列说法正确的是 A. Si原子的结构示意图： B. SiHCl3的电子式： C. 中子数为20的氯原子为37Cl D. HCl属于离子化合物 【答案】C 【解析】 【详解】A．硅元素质子数为14，原子结构示意图为：，故A错误； B．SiHCl3中存在1个Si-H键、3个Si-Cl键，其电子式为，故B错误； C．质子数为17，中子数为20的氯原子为37Cl，故C正确； D．HCl只含有共价键，属于共价化合物，故D错误； 答案选C。 3. 臭氧在[Fe(H2O)6]2＋催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为和。关于N、O、S、Fe元素及其化合物的说法正确的是 A. 原子半径：S > O > N B. 热稳定性：H2O > NH3 C. 酸性强弱：H2SO3 > HNO3 D. 非金属性：S > O 【答案】B 【解析】 【详解】A．同主族从上到下原子半径增大，同周期从左到右原子半径减小，原子半径：，故A错误； B．O的非金属性强于N，故的热稳定性强于，故B正确； C．是强酸，而是弱酸，故酸性：＞，故C错误； D．同主族从上到下非金属性减弱，非金属性：O＞S，故D错误； 故选B。 4. 下列由废铜屑制取的实验原理与装置不能达到实验目的的是 A. 用装置甲除去废铜屑表面的油污 B. 用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑 C. 用装置丙过滤得到溶液 D. 用装置丁蒸发结晶获得 【答案】D 【解析】 【详解】A．油污在碱性条件下水解，用热的纯碱溶液洗涤铜屑表面的油污，故不选A； B．铜、双氧水、硫酸反应生成硫酸铜和水，乙在加热的条件下溶解废铜屑得到硫酸铜溶液，故不选B； C．装置丙过滤除去固体残渣，得到溶液，故不选C； D．溶液在蒸发皿中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得，故D错误； 答案选D。 阅读下面材料，完成下列问题。 钒(V)有金属维生素之称。将NH4VO3溶液加热水解得到气体和H3VO4沉淀；H3VO4热分解可制V2O5；V2O5是强氧化剂与盐酸反应生成VO2+和黄绿色气体，也可用作SO2氧化的催化剂，SO2(g)与O2(g)反应生成l mol SO3(g)释放98.3 kJ热量。V2O5催化NH3脱除烟气中的NO的反应为4NH3(g) + 6NO(g)⇌5N2(g) + 6H2O(g)。碱性硼化钒(VB2)空气电池是一种高能电池，放电总反应为：4VB2 + 11O2 + 20OH- + 6H2O=4VO+8B(OH)。 5. 关于反应4NH3(g) + 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g) ，下列说法正确的是 A. V2O5能提高该反应的活化能 B. 该反应的平衡常数 C. 反应达到平衡时，增大容器的体积，v正 减小，v逆 增大 D. 反应物的键能总和小于生成物的键能总和 6. 下列化学反应表示不正确的是 A. NH4VO3加热充分水解的化学方程式：NH4VO3 + H2OH3VO4↓ + NH3↑ B. V2O5与盐酸反应离子方程式：V2O5 + 2Cl− + 6H+=2VO2+ + Cl2↑ + 3H2O C. 碱性硼化钒-空气电池的负极反应式：VB2 –11e− + 12H2O= VO+ 2B(OH)+ 16H+ D. SO2催化氧化的热化学方程式：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) H= –196.6 kJ·mol-1 【答案】5. D 6. C 【解析】 【5题详解】 A．V2O5是该反应的催化剂，能降低该反应的活化能，A错误； B．由4NH3(g) + 6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g)可知，该反应的平衡常数，B错误； C．反应达到平衡时，增大容器的体积，反应物和生成物的浓度均减小，v正 减小，v逆 也减小，C错误； D．该反应的，为放热反应，反应物的键能总和小于生成物的键能总和，D正确； 故选D。 【6题详解】 A．NH4VO3溶液加热水解得到气体和H3VO4沉淀，根据元素守恒可知，该气体为NH3，化学方程式：NH4VO3 + H2OH3VO4↓ + NH3↑，A正确； B．V2O5是强氧化剂与盐酸反应生成VO2+和黄绿色气体Cl2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式：V2O5 + 2Cl− + 6H+=2VO2+ + Cl2↑ + 3H2O，B正确； C. 碱性条件下，不能存在氢离子，负极的反应为：VB2-11e-+16OH-=+2+4H2O，C错误； D．SO2 (g)与O2(g)反应生成l mol SO3(g)释放98.3 kJ的热量，则生成2mol SO2(g)释放196.6kJ的热量，则热化学方程式为：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) H= –196.6 kJ·mol-1，D正确； 故选：C。 7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 氧化铁颜色为红棕色，可用作红色油漆添加剂 B. AgBr呈淡黄色，可用作感光材料 C. NH4Cl易溶于水，可以用来除去铁锈 D. NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂 【答案】A 【解析】 【详解】A．氧化铁的红棕色是其物理性质，而红棕色直接决定了它可用作红色油漆的颜料添加剂，性质与用途对应正确，A符合题意； B．AgBr用作感光材料是因为其化学性质，在光照下分解生成银，而非颜色，对应关系错误，B不符合题意； C．NH4Cl除铁锈依靠其水解产生的酸性，与是否易溶于水无关，对应关系错误，C不符合题意； D．NaHCO3中和胃酸是利用其碱性，与酸反应的性质，而非受热分解的性质，对应关系错误，D不符合题意； 故选A。 8. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. 制漂白粉：浓盐酸漂白粉 B. 硝酸的制备： C. 饱和食盐水制纯碱： D. 海水中提取镁：浓缩海水 【答案】B 【解析】 【详解】A．制漂白粉时，先利用MnO2与浓盐酸加热条件下反应制取Cl2，再将Cl2与石灰乳反应制取漂白粉，而将Cl2通入石灰水中难以制得漂白粉，A不能实现； B．制硝酸时，先将NH3催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2用水吸收生成HNO3等，B能够实现； C．饱和食盐水制纯碱时，将CO2通入饱和食盐水中，不能生成NaHCO3，C不能实现； D．海水中提取镁时，浓缩海水中加入石灰乳，可生成Mg(OH)2沉淀，用盐酸溶解可生成MgCl2溶液，电解MgCl2的水溶液，不能生成Mg，D不能实现； 故选B。 9. CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。若还原产物主要为CH4时，催化剂选择的是 A. Sn B. In C. Au D. Cu 【答案】D 【解析】 【详解】CO2电还原产物主要为CH4时，选择金属的活性点应对C的连接能力较强，但Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离，这样可降低CO的产率，更有利于CH4的生成，故选D。 10. 碱性锌锰电池的总反应为，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A. 电池工作时，发生氧化反应 B. 电池工作时，通过隔膜向正极移动 C. 环境温度过低，不利于电池放电 D. 反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【解析】 【分析】Zn为负极，电极反应式为：，MnO2为正极，电极反应式为：。 【详解】A．电池工作时，正极，得到电子，发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向负极移动，故B错误； C．环境温度过低，化学反应速率下降，不利于电池放电，故C正确； D．由电极反应式可知，反应中每生成，转移电子数为，故D错误； 故选C。 11. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 实验目的 A 用pH试纸测得CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8 HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH强 B 取5 mL 0.1 mol·L−1 KI溶液，滴加几滴0.1 mol/L FeCl3溶液充分反应后，再加2 mL CCl4振荡，有机层呈紫色，静置后取上层清液滴加少量KSCN溶液，溶液显红色 Fe3+与I−发生的反应为可逆反应 C 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭在加热条件下能与浓硝酸反应 D 向2 mL 0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液中加入一小块钠，观察到溶液中有气泡产生 发生了电离 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．用pH试纸测得CH3COONa溶液的pH约为9，NaNO2溶液的pH约为8，也就是CH3COONa溶液的碱性比NaNO2溶液强，但由于二者的浓度关系未知，所以不能得出HNO2电离出H＋的能力比CH3COOH强的结论，A不能达到探究目的； B．取5 mL 0.1 mol·L−1 KI溶液，滴加几滴0.1 mol/L FeCl3溶液充分反应后，反应后KI过量，上层清液滴加少量KSCN溶液，溶液显红色，表明溶液中还含有Fe3+，从而说明Fe3+与I−发生的反应为可逆反应，B能达到探究目的； C．将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生，可能为木炭与浓硝酸反应产生，也可能为浓硝酸分解产生，C不能达到探究目的； D．钠与水反应可生成气泡，向2 mL 0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液中加入一小块钠，观察到溶液中有气泡产生，不能肯定发生了电离，D不能达到探究目的； 故选B。 12. 碳酸氢盐在工农业生产、化学实验、医药领域有着广泛应用。已知：常温下Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，下列说法正确是 A. 常温下，0.1 mol·L−1 NH4HCO3溶液中：c() < c() B. NaHCO3水解反应的离子方程式：HCO＋H2OCO＋H3O＋ C. 常温下，0.1 mol·L−1 NH4HCO3溶液中水电离产生的c(H+)<1×10–7 mol·L−1 D. 常温下，pH=10的氨水—NH4HCO3溶液中：c(CO)<c(HCO) 【答案】D 【解析】 【详解】A．常温下，0.1 mol·L−1 NH4HCO3溶液中的水解常数Kh==，的水解常数Kh2===，的水解常数更大，故溶液中：c() > c()，故A错误； B．NaHCO3水解反应的离子方程式为：HCO＋H2OH2CO3＋OH-，故B错误； C．的水解常数Kh2=，的电离常数Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，说明以水解为主，也要水解，故会促进水的电离，水电离产生的c(H+)>1×10–7 mol·L−1，故C错误； D．pH=10的氨水-NH4HCO3溶液中，，代入  和 ，得：，即 ，故D正确； 答案选D。 13. 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ① ② 、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A. L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B. 反应②的焓变 C. L9处的的体积分数大于L5处 D. 混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误； B．由图像可知，L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B错误； C．从L5到L9，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO，而 CO 体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O) 增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故 n总减小而n(H₂O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L9处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确； D．L1处CO 的体积分数大于 CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率，D错误； 故选C。 二、解答题 14. 纳米铁在废水处理领域有重要应用。以某钛白粉厂副产品(主要含FeSO4，还含有TiOSO4、CoSO4、NiSO4等杂质)为原料制备纳米铁的流程如下： 已知：①TiO2+(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+2H+(aq)。 ②当溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5 mol⋅L-1时，可认为该离子沉淀完全。 （1）“溶解”时，用50℃热水的目的是___________。 （2）“除钛”时加入铁粉的作用___________。 （3）TiO2+(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+2H+(aq)，该反应的平衡常数表达式K=___________。 （4）生成纳米铁的离子方程式___________。 （5）投入1 mol NaBH4还原FeSO4时，实际产生H2体积大于44.8 L(标准状况)的原因是___________。 （6）用纳米铁去除废水中的Cu2+。常温下，选择Cu2+初始浓度为2×10-4 mol⋅L-1的废水，控制纳米铁的用量相同，测得Cu2+去除率随初始pH的变化如图所示。初始pH为6~7时，Cu2+去除率明显增大的原因是___________。 【答案】（1）促进TiO2+水解生成H2TiO3 （2）加入铁粉消耗H+，促进水解(TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+)正向进行，将TiO2+转化为难溶的H2TiO3除去 （3） （4）2Fe2++ BH+4OH-= 2H2+B(OH)+2Fe （5）部分NaBH4与H2O反应生成H2 （6）pH较小时，更多的H+与Fe反应，抑制了Cu2+与Fe的反应；pH＞6时，Cu2+开始沉淀，生成Cu(OH)2 【解析】 【分析】以某钛白粉厂副产品(主要含FeSO4，还含有TiOSO4、CoSO4、NiSO4等杂质)为原料制备纳米铁，钛白粉厂副产品用50℃热水溶解，然后加入铁粉除钛，使钛生成H2TiO3过滤除去，然后加入Na2S使钴、镍离子转化为NiS、CoS过滤除去，滤液加入NaBH4还原，生成氢气、H3BO3，过滤得到纳米铁。 【小问1详解】 “溶解”时，用50℃热水的目的是促进TiO2+水解生成H2TiO3； 【小问2详解】 TiO2+水解生成难溶的H2TiO3和H+(TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+)，加入铁粉消耗H+，促进水解正向进行，将TiO2+转化为难溶的H2TiO3除去； 【小问3详解】 TiO2+(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+2H+(aq)的平衡常数表达式K=； 【小问4详解】 由流程可知，FeSO4与碱性NaBH4溶液反应生成H2、B(OH)以及纳米铁，离子方程式为2Fe2++ BH+4OH-= 2H2+B(OH)+2Fe； 【小问5详解】 投入1molNaBH4还原FeSO4时，实际产生H2体积大于44.8L(已折算为标准状况)的原因是部分NaBH4与H2O反应生成H2； 【小问6详解】 初始pH=6~7时Cu2+去除率明显增大的原因是pH较小时，更多的H+与Fe反应，抑制了Cu2+与Fe的反应；pH＞6时，Cu2+开始沉淀，生成Cu(OH)2。 15. 化合物F是一种有机合成的中间体，可以通过以下途径来合成： （1）A中含氧官能团的名称为___________。 （2）C→D的反应类型为___________。 （3）化合物X的化学式为C7H5OCl，其结构简式是___________。 （4）A的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：___________(写出一种即可)。 ①分子中含有苯环，酸性条件下水解产物之一能与FeCl3发生显色反应，另外产物之一能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，生成砖红色沉淀； ②分子中不同化学环境的氢原子数目比为6：3：2：1。 （5）已知：，设计以和为原料制备的合成路线___________(无机试剂任用，合成路线示例见本题题干)。 【答案】（1）(酚)羟基、醛基 （2）取代反应 （3） （4）或 （5） 【解析】 【分析】由有机物的转化关系可知，与先发生加成反应，再发生消去反应生成，与NaBH4发生还原反应生成，在碳酸钾作用下与CH3I发生取代反应生成，与发生取代反应生成，则X为；先与CH3CH2MgBr发生取代反应，再酸化得到。 【小问1详解】 A结构简式为，官能团为(酚)羟基、醛基，故答案为：(酚)羟基、醛基； 【小问2详解】 C→D的反应为在碳酸钾作用下与CH3I发生取代反应生成和碘化氢，故答案为：取代反应； 【小问3详解】 由分析可知，X的结构简式为，故答案为：； 【小问4详解】 A的同分异构体分子中含有苯环，酸性条件下水解产物之一能与FeCl3发生显色反应，另外产物之一能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，生成砖红色沉淀说明分子中含有—OOCH，则分子中不同化学环境的氢原子数目比为6：3：2：1的结构简式为、，故答案为：或； 【小问5详解】 由题给有机物的转化关系和信息可知，以和为原料制备的合成步骤为在浓硫酸作用下，与浓硝酸共热反应生成，与铁和盐酸发生还原反应生成 ，与先发生加成反应，再发生消去反应生成， 与NaBH4发生还原反应生成，合成路线为，故答案为：。 16. 实验室利用钴渣[主要成分为Co(OH)3]制备磁性材料Co3O4。 （1）浸取。 将一定量的钴渣粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液，加入到三颈瓶中，70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤得到滤液A。 ①滴液漏斗中的溶液是___________。 ②Co(OH)3转化为Co2+的离子方程式为___________。 （2）Co(Ⅱ)浓度的测定。 取10.00 mL滤液A，加入(氯化铵-柠檬酸铵-氨水)混合溶液，将溶液稀释到100 mL，取20.00 mL稀释后的溶液，加入过量的0.2000 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液30.00 mL，充分反应后，用0.1000 mol·L-1CoSO4标准溶液滴定剩余的K3[Fe(CN)6]，到达滴定终点时，消耗CoSO4标准溶液20.00 mL。计算滤液A中Co2＋的物质的量浓度(写出计算过程) ___________。(测定过程中的反应如下：Co2＋＋[Fe(CN)6]3-=Co3＋＋[Fe(CN)6]2-)。 （3）沉钴。 Co(Ⅱ)盐溶液可以Co(OH)2、CoCO3和CoC2O4等多种形式沉淀。已知：H2C2O4的电离常数分别为Ka1=5.4×10-2、Ka2=5.6×10-5。 ①向除杂后CoSO4溶液中加入H2C2O4溶液或(NH4)2C2O4溶液作沉淀剂，可得到CoC2O4，写出CoSO4溶液和H2C2O4溶液反应生成CoC2O4的离子方程式___________。 ②不能用同浓度的Na2C2O4溶液代替(NH4)2C2O4溶液的原因是___________。 （4）制备Co3O4。 已知1 mol CoCO3在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图所示。请补充完整由CoSO4溶液制备高纯度Co3O4的实验方案：___________，冷却至室温，即可制得Co3O4。(须用的试剂：NH4HCO3溶液、HCl溶液、BaCl2溶液、蒸馏水) 【答案】（1） ①. 溶液 ②. （2）2 mol·L-1 （3） ①. ②. 草酸钠是强碱弱酸盐，草酸铵是弱酸弱碱盐，草酸钠溶液的碱性强于草酸铵溶液，若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低 （4）向溶液中加入溶液沉钴，所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次，取最后一次洗涤液与试管中，先加入足量盐酸，再加入溶液，直到不产生白色沉淀为止，将沉淀干燥后在空气中加热至，反应至固体质量不再变化，即可制得 【解析】 【分析】钴渣粉[含]与亚硫酸钠配成悬浊液，加到三颈烧瓶中，下通过滴液漏斗缓慢滴加H2SO4溶液，将氢氧化钴转化为CoSO4，除去溶液中的杂质后，过滤得到CoSO4溶液；向溶液中加氢氧化钠溶液将钴元素转化为氢氧化亚钴，加草酸铵溶液或草酸溶液将钴元素转化为草酸亚钴沉淀，过滤得到氢氧化亚钴或草酸亚钴沉淀，然后再制备。 【小问1详解】 ①若钴渣粉与硫酸混合不会得到悬浊液，而题给溶液配成悬浊液可知，最后再加入硫酸，故滴液漏斗中的溶液是硫酸溶液； ②氢氧化钴转化为亚钴离子的反应条件为酸性，氢氧化钴与亚硫酸根离子共热反应生成亚钴离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为； 【小问2详解】 n(CoSO4)=20.00 mL×1×10-3 L·mL-1×0.100 0 mol·L-1=2×10-3 mol 由关系式Co2＋～[Fe(CN)6]3-可知，与CoSO4反应的K3[Fe(CN)6]的物质的量n{K3[Fe(CN)6]}=n(CoSO4)=2×10-3 mol K3[Fe(CN)6]的总物质的量=30.00 mL×1×10-3 L·mL-1×0.200 0 mol·L-1=6×10-3 mol 则与稀释后溶液中Co2＋反应的K3[Fe(CN)6]的物质的量=6×10-3 mol-2×10-3 mol=4×10-3 mol 原滤液中Co2＋的物质的量=4×10-3 mol×=0.02 mol 原滤液中Co2＋的物质的量浓度c(Co2＋)==2 mol·L-1； 【小问3详解】 ①除杂后溶液中加入溶液或溶液作沉淀剂，可得到，溶液与反应离子方程式为：； ②草酸钠是强碱弱酸盐，草酸铵是弱酸弱碱盐，草酸钠溶液的碱性强于草酸铵溶液，若用草酸钠溶液替换草酸铵溶液，会有氢氧化亚钴沉淀生成，导致草酸亚钴的产率降低，所以不能用草酸钠溶液替换草酸铵溶液； 【小问4详解】 由溶液制备，首先沉钴得到得，故需加入溶液，所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次，再检验沉淀是否洗涤干净，故操作是：取最后一次洗涤液与试管中，先加入足量盐酸，再加入溶液，直到不产生白色沉淀为止，最后根据图示：将沉淀干燥后在空气中加热至，反应至固体质量不再变化，即可制得。 17. CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）二氧化碳和氢气在一定条件下可转化为甲烷，转化过程中发生的反应如下： 反应Ⅰ(主反应)：CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ·mol-1 反应Ⅱ(副反应)：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1 甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)，该反应的ΔH3=___________。有利于反应Ⅰ自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 （2）电催化还原法是CO2的有机资源化的研究热点。利用有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种含碳化合物树脂的骨架上)电催化还原CO2的装置如图-1所示。控制其他条件相同，将一定量的CO2通入该电催化装置中，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图-2所示。 其中QX = nF，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。 ①b电极生成CH3CH2OH的电极反应式为___________。 ②电解前需向电解质溶液中持续通入过量CO2的原因是___________。 ③电解电压为u2 V时，电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为5：6，图-2中m=___________。 （3）金属锰分解水原位还原CO2产生甲酸是CO2有机资源转化新途径。锰与水反应生成MnO与活性氢原子，MnO结合活性氢原子形成中间体Q；HCO吸附到中间体Q后被活化产生甲酸的部分机理如下图-3所示： ①若使用重水(D2O)代替水，写出①的化学方程式：___________。 ②实验中将锰粉、碳酸氢钠和去离子水添加到反应器中，反应一段时间后产生甲酸的速率迅速上升的原因可能是___________。 【答案】（1） ①. +247.1kJ·mol-1 ②. 低温 （2） ①. ②. 使阴极表面尽可能被附着，减少析氢反应的发生(减少氢离子在阴极放电) ③. 36 （3） ①. →MnO+HDO ②. 生成的MnO对反应有催化作用 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律可知，2×Ⅱ-Ⅰ可得CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)，则ΔH3=2×(+41.2 kJ·mol-1)-(-164.7 kJ·mol-1)=+247.1kJ·mol-1；，反应I中ΔH<0、ΔS<0，自发进行时ΔG=ΔH-TΔS<0，有利于反应I自发进行的条件是低温； 【小问2详解】 ①b电极是阴极，CO2参与反应生成的电极反应式为； ②电解前需向电解质溶液中持续通入过量，使阴极表面尽可能被附着，减少析氢反应的发生； ③由图可知，当电解电压为u2 V时，无CH3OH生成，此时生成CH3CH2OH的法拉第效率为0，说明也无CH3CH2OH生成，此时电解产物为和，电极反应式分别为：、，电解生成的和的物质的量之比为，则生成的和转移电子的物质的量之比为(52)：(64)=5：12，根据、可知，生成和的法拉第效率之比为5：12，则m=36； 【小问3详解】 ①结合反应历程可知，反应①的反应物为，则①的化学方程式为：→MnO+HDO； ②由题可知，锰与水反应生成MnO与活性氢原子，MnO结合活性氢原子形成中间体Q，反应一段时间后产生甲酸的速率迅速上升的原因可能是：生成的MnO对反应有催化作用。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$