精品解析：上海市金山区2025届高三下学期二模考试 化学试卷

2025年上海市金山区二模化学试卷 考生注意： 1．考试时间60分钟，试卷满分100分。 2．答题前，务必在答题卡上填写座位号、学校和姓名。 3．本考试设试卷和答题纸两部分，所有答题必须做在答题纸上，做在试卷上一律不得分。 4．注意试题号与答题纸编号一一对应，不能错位。 5．标注不定项选择题，每题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分，有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分；其他选择题，每题只有1个正确选项。 相对原子质量：H-1 O-16 一、单晶硅的制备工艺 1. 第一代电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅制备工艺中涉及的主要物质转化如下： （1）硅原子核外电子占据的能量最高的电子层符号为_______；比较元素的电负性：O_______Si(选填“>”或“＜”)；若硅原子电子排布表示为[Ne]3s23px2，则违背了_______。 A．能量最低原理　　　B．洪特规则　　　C．泡利不相容原理 （2）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，单晶硅一种_______。 A．导体　　　B．半导体　　　C．绝缘体 硅单质有晶体硅和无定形硅两种。区别晶体硅和无定形硅的科学方法是_______。 （3）下列事实能作为“非金属性C比Si强”的证据的是_______。 A．ⅰ中，C做还原剂　　　B．酸性：H2CO3>H2SiO3　　　C．热稳定性：H2CO3>H2SiO3 （4）ⅰ中，用过量的焦炭在电炉中隔绝空气还原SiO2制取粗硅时，生成的是CO而不是CO2。请用化学方程式表示原因_______。 （5）ⅲ中，利用物质沸点差异，可直接实现高纯硅与SiHCl3的分离，请从物质结构角度解释其原因_______。 （6）整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有的杂质是_______。 【答案】（1） ①. M ②. > ③. B （2） ①. B ②. X射线晶体衍射 （3）B （4）CO2＋C2CO （5）Si是共价晶体，SiHCl3是分子晶体，Si的沸点远大于SiHCl3 （6）SiO2 【解析】 【分析】由题给流程可知，石英砂与焦炭在2000℃高温条件下反应制得粗硅，300℃条件下粗硅与氯化氢反应制得三氯硅烷，三氯硅烷与氢气在1100℃高温条件下反应制得高纯硅。 【小问1详解】 硅元素的原子序数为14，基态原子的价电子排布式为3s23p2，则核外电子占据的能量最高的电子层符号为M；元素的非金属性越强，电负性越大，氧元素的非金属性强于硅元素，则氧元素的电负性大于硅元素；由洪特规则可知，核外电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能以平行自旋的方式单独占据不同的轨道，则硅原子电子排布表示为[Ne]3s23px2违背了洪特规则，故选B，故答案为：M；>；B； 【小问2详解】 单晶硅是性能优良的半导体材料，是制造太阳能电池板的主要材料，故选B；区别晶体硅和无定形硅的科学方法是X射线晶体衍射，故答案为：B；X射线晶体衍射； 【小问3详解】 A．元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，则ⅰ中碳做还原剂不能说明碳元素的非金属性强于硅元素，故错误； B．元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则碳酸的酸性强于硅酸能说明碳元素的非金属性强于硅元素，故正确； C．元素的非金属性强弱与最高价氧化物对应水化物的酸性强弱有关，与最高价氧化物对应水化物的热稳定性无关，则碳酸的热稳定性弱于硅酸不能说明碳元素的非金属性强于硅元素，故错误； 故选B； 【小问4详解】 ⅰ中，用过量的焦炭在电炉中隔绝空气还原二氧化硅制取粗硅时，生成的是一氧化碳而不是二氧化碳是因为反应生成的二氧化碳和过量的焦炭在高温条件下能反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为CO2＋C2CO，故答案为：CO2＋C2CO； 【小问5详解】 硅是熔沸点很高的共价晶体，而三氯硅烷是熔沸点低的分子晶体，硅的沸点远大于三氯硅烷，所以ⅲ中，利用物质沸点差异，可直接实现高纯硅与三氯硅烷的分离，故答案为：Si是共价晶体，SiHCl3是分子晶体，Si的沸点远大于SiHCl3； 小问6详解】 硅在高温条件下能与氧气反应生成二氧化硅，所以单晶硅制备的整个过程中必须严格控制无水无氧，否则可能使产品中混有二氧化硅杂质导致产品不纯，故答案为：SiO2。 2. 中国科学家参与的国际阿伏加德罗组织以高纯单晶28Si为样品高精度地测定了NA。高纯单晶28Si的制备流程如下： 几种元素的天然同位素： 元素 Si H F 天然同位素 28Si、29Si、30Si 1H、2H、3H 19F （1）步骤①中离心浓缩利用了气体分子相对分子质量的差异(同位素相对原子质量的差异)。室温下SiF4、SiH4均为气体，但SiH4却不适宜用离心浓缩，请说明原因_______。 （2）单晶28Si的晶胞结构如下图所示，晶胞参数a nm。还需要测定的物理量有：宏观硅球的质量m g和体积V cm3、硅的相对原子质量A以及缺陷修正值δ(晶胞内实际原子数=理论原子数＋δ)。用含上述物理量的代数式表示NA=_______。 （3）在硅酸盐中，四面体(如下图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为_______，其化学式为_______。 【答案】（1）Si和H均有多种同位素，因此不同相对分子质量SiH4的种类过多(15种)；而F仅有一种核素，因此SiF4相对分子质量的差异完全由Si的同位素决定 （2） （3） ① 1:3 ②. 或 【解析】 【分析】由流程可知，高纯SiF4通过离心浓缩得到28SiF4，再通过CaH2还原得到28SiH4，进行气相沉积得到多晶28Si，最后通过晶体生长得到单晶28Si； 【小问1详解】 离心浓缩利用了气体分子相对分子质量的差异(同位素相对原子质量的差异)，Si元素和H元素都有多种同位素，如果用SiH4，不同相对分子质量SiH4的种类过多，且有多种相同的相对分子质量的SiH4，不适宜用离心浓缩，而F仅有一种核素，因此SiF4相对分子质量的差异完全由Si的同位素决定，各种SiF4相对分子质量不同，通过离心浓缩可以得到28SiF4； 【小问2详解】 晶胞中Si原子个数为4++=8，晶胞的密度与宏观硅球的密度相同，即有g/cm3，解得NA=； 【小问3详解】 先切割重复单元为：，观察图中圈定的氧原子是共用的，再计算原子数目，原子数为1，氧原子数，与O原子个数比为1：3，最后确定化学式：根据成键情况，为价，O为价，所以此链状硅酸盐阴离子带两个单位负电：化学式为或； 二、硫及其化合物的应用 3. 硫在自然界中既有游离态又有化合态。在硫酸工业的接触室中发生的反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。下列说法正确的是 A. SO2是含有极性键的非极性分子 B. SO2能使紫色石蕊试液先变红后褪色 C. 接触室中催化剂为铁触媒 D. 硫酸分子间能形成氢键 【答案】D 【解析】 【详解】A．二氧化硫分子中孤对电子对数为1，价层电子对数为2+1=3，分子的空间构型是结构不对称的V形，属于极性分子，故A错误； B．二氧化硫具有漂白性，但不能使紫色石蕊溶液褪色，故B错误； C．接触室中的催化剂为五氧化二钒，铁触媒是合成氨的催化剂，故C错误； D．硫酸分子中含有羟基，能形成分子间氢键，故D正确； 故选D。 4. 实验室制取SO2并回收硫酸铜，下列装置及操作能达到相应实验目的的是 A．生成SO2 B．干燥SO2 C．收集SO2 D．蒸发浓缩CuSO4(aq) A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．铜与浓硫酸常温下不反应，共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，则题给装置不能达到生成二氧化硫的实验目的，故A错误； B．碱石灰能吸收酸性氧化物二氧化硫，则题给装置不能达到干燥二氧化硫的实验目的，故B错误； C．二氧化硫的密度大于空气，应用向上排空气法收集二氧化硫，不能用向下排空气法收集二氧化硫，则题给装置不能达到收集二氧化硫的实验目的，故C错误； D．用蒸发皿加热可以将硫酸铜溶液蒸发浓缩，则题给装置能达到蒸发浓缩硫酸铜溶液的实验目的，故D正确； 故选D。 5. 下列关于硫及其化合物的转化，说法正确的是 A. 硫酸型酸雨产生途径之一：SO2→H2SO3→H2SO4 B. 用少量O2处理H2S：H2S→SO2 C. 用过量氨水处理工业尾气中的SO2：SO2→NH4HSO3 D. 用H2O2、BaCl2证明SO2的还原性：SO2→BaSO4 【答案】AD 【解析】 【详解】A．硫酸型酸雨产生途径之一是溶于水的二氧化硫部分与水反应生成亚硫酸使雨水呈酸性，反应生成的弱酸亚硫酸与空气中氧气反应生成强酸硫酸，使雨水酸性增强、pH减小，故A正确； B．硫化氢在少量氧气中燃烧生成硫和水，故B错误； C．二氧化硫与过量氨水反应生成亚硫酸铵和水，故C错误； D．亚硫酸的酸性弱于盐酸，二氧化硫不能与氯化钡溶液反应，则二氧化硫能与氯化钡和过氧化氢的混合溶液反应生成白色沉淀，说明二氧化硫具有还原性，故D正确； 故选AD。 6. 工业上可以用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，加热时S8分解为S2，然后发生反应：2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g) ΔH＜0。共价键键能如下表所示： 共价键 S=S C-H C=S S-H 键能/kJ·mol-1 a b c d 则(a＋2b)_______(c＋2d)(选填“>”“＜”或“=”)；该反应涉及化合物分子中键角由大到小的顺序是_______。 【答案】 ①. ＜ ②. CS2>CH4>H2S 【解析】 【详解】由反应△H=反应物总键能—生成物总键能可得：(2a+4b)—(2c+4d) ＜0，解得(a＋2b) ＜(c＋2d)；甲烷分子中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为正四面体形，二硫化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，硫化氢分子中硫的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，则键角由大到小的顺序为CS2>CH4>H2S，故答案为：＜；CS2>CH4>H2S。 7. 焦炭催化还原SO2既可除去SO2，同时还可以回收硫(S2)：2C(s)＋2SO2(g) S2(g)＋2CO2(g) 。一定压强下，向1 L密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2，测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. a点时，反应正向进行 B. 图中a、b、c、d四点，只有c点处于平衡状态 C. T3℃时增大压强(压缩容器)，能增大活化分子百分数 D. 该反应的ΔH>0 【答案】AB 【解析】 【分析】SO2的生成速率代表逆反应速率，S2(g)的生成速率代表正反应速率，据此解答。 【详解】A．a点时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率相等，说明S2(g)的生成速率大于消耗速率，反应正向进行，故A正确； B．平衡状态时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率为2:1，故B正确； C．T3℃时增大压强(压缩容器)，增大了单位体积内的活化分子数，但活化分子百分数不变，故C错误； D．升高温度平衡向吸热方向移动，c点对应温度升高到d点对应温度，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1，说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，△H＜0，故D错误； 答案选AB。 8. 铁酸锌可用于高温煤气脱硫：ZnFe2O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋ZnS(s)＋4H2O(g)，在600℃时，该反应的K=8，H2S的平衡转化率为60%，则初始投料比x[]的值为_______。 【答案】1 【解析】 【详解】设起始氢气的浓度为1mol/L，则由投料比可知，起始硫化氢的浓度为xmol/L，由题意可建立如下三段式： 由反应的平衡常数可得：=8，解得x=1，故答案为：1。 9. 利用Fe2(SO4)3溶液可除去天然气中的H2S，原理如左图，请写出Fe2+与O2反应的离子方程式________；实验室测得Fe2(SO4)3溶液的脱硫率与溶液pH、Fe3+质量浓度的关系如右图，请分析当Fe3+质量浓度大于10 g·L-1时，脱硫率逐渐降低的原因________。 【答案】 ①. 4Fe2+＋O2+4H+=4Fe3+＋2H2O ②. 随Fe3+质量浓度增大，促进H2S被氧化；溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小，前者影响小于后者，H2S去除率降低 【解析】 【分析】由左图可知，利用硫酸铁溶液除去天然气中硫化氢气体发生的反应为：2Fe3+＋H2S=2Fe2+＋S↓+2H+、4Fe2+＋O2+4H+=4Fe3+＋2H2O。 【详解】分析可知，亚铁离子与氧气的反应为酸性条件下亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为4Fe2+＋O2+4H+=4Fe3+＋2H2O；溶液中铁离子浓度越大，硫化氢反应越充分，硫化氢去除率越高，但反应生成的氢离子会使溶液中氢离子浓度增大，导致硫化氢的溶解度减小，使得硫化氢去除率降低，所以当铁离子质量浓度大于10 g·L-1时，脱硫率逐渐降低说明铁离子浓度增大对反应的影响小于氢离子浓度增大对反应的影响，故答案为：4Fe2+＋O2+4H+=4Fe3+＋2H2O；随Fe3+质量浓度增大，促进H2S被氧化；溶液中H+浓度增大，H2S在溶液中溶解度减小，前者影响小于后者，H2S去除率降低。 10. 利用电化学原理(图甲)去除天然气中的H2S，同时将甲装置作为电源利用双极膜实现烟气脱SO2(图乙)。图甲中主要反应：2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O，负极的电极反应式为_______。标准状况下，甲中天然气的进气流量为448 m3·h-1(H2S的体积分数为1%)，则乙装置中H2O2的产量为_______kg·h-1。 【答案】 ①. Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+ ②. 6.8 【解析】 【详解】根据总反应2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O可知，在该原电池中，Fe为负极，负极上Fe失去电子变为FeS，负极的电极反应式为Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+，假设反应时间为1h，甲中反应的H2S的体积为，H2S的物质的量为200mol，由甲图中负极反应式Fe-2e-＋H2S=FeS＋2H+可知转移电子为400mol，乙图中右边电极反应式为，根据电子守恒可知，生成H2O2的物质的量为200mol，乙装置中生成H2O2的质量为，则乙装置中H2O2的产量为6.8 kg·h-1。 三、银氨溶液 11. 银氨溶液具有弱氧化性，通常用来鉴别醛和酮。实验室现取25 mL 0.12 mol·L-1的AgNO3溶液，边振荡边逐滴加入1.2 mol·L-1的稀氨水，产生少量白色沉淀，继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止，制得银氨溶液。在银氨溶液中继续滴加稀氨水，测得溶液中Ag+、Ag(NH3)的物质的量分数δ(X)随溶液中-lgc(NH3)变化的关系如图所示。 已知：①忽略Ag+的水解，且溶液中的NH3、NH3·H2O的总浓度以c(NH3)表示 ② ③是配合物的累积生成常数。Ag+＋2NH3⇌Ag(NH3)，则 （1）乙酸的沸点明显高于乙醛，其可能的原因是_______。 （2）下列说法正确的是_______(不定项)。 A. 1 mol Ag(NH3)中含有6 mol σ键 B. 曲线A表示δ(Ag+)的变化趋势 C. 向银氨溶液中通入NH3，溶液中减小 D. 银氨溶液中，c(Ag+)＋c[Ag(NH3)]＋c()>c() （3）计算Kf[Ag(NH3)]=_______。 AgNO3溶液的pH与加入氨水体积的变化关系如下图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解，溶液中c(NH3)=0.0022 mol·L-1。 （4）此时溶液中Ag(NH3)、OH-、的物质的量浓度大小关系为_______。 （5）忽略溶液的体积变化，此时溶液中c()=_______mol·L-1。 （6）计算此时溶液中Ag+的近似浓度_______。(请写出计算过程) 【答案】（1）乙酸分子间形成氢键 （2）CD （3）107.2 （4）c()>c[Ag(NH3)]>c(OH-) （5）0.1 （6）此时溶液中c(Ag+)＋c[Ag(NH3)] =0.10mol/L，设c(Ag+)为x，则c[Ag(NH3)]=0.10-x，，，解得c(Ag+)=xmol/L。 【解析】 【小问1详解】 乙酸的分子结构中含有羟基，分子间能形成氢键，故沸点明显高于乙醛； 【小问2详解】 根据图像分析，曲线A为Ag(NH3)、曲线B为Ag+的物质的量分数δ(X)随溶液中-lgc(NH3)变化； A．1个Ag(NH3)含有2个配位键和6个N-H键，则1mol Ag(NH3)中含有8molσ键，A错误； B．由分析可知，曲线A表示δ[Ag(NH3)]的变化趋势，B错误； C．向银氨溶液中通入NH3，根据图像可知，随溶液中c(NH3)增大，物质的量分数增大，Ag+的物质的量分数减小，则减小，C正确； D．在银氨溶液中，存在电荷守恒c(Ag+)＋c[Ag(NH3)]＋c()+c(H+)= c()+c(OH-)，银氨溶液显碱性，则c(Ag+)＋c[Ag(NH3)]＋c()>c()，D正确； 故答案为CD； 【小问3详解】 根据图像可知，-lgc(NH3)=3.6 时，c(NH3)=10-3.6，Ag(NH3)与Ag+的物质的量分数相等，则c [Ag(NH3)]=c(Ag+)，=； 【小问4详解】 C点对应溶液的pH=10.3，则c(H+)=10-10.3mol/L，c(OH-)=10-3.7mol/L；C点加入的氨水体积为5mL，忽略溶液体积变化，总体积为30mL，根据元素质量守恒， c()==0.10mol/L；根据元素质量守恒，此时溶液中c(Ag+)＋c[Ag(NH3)] =0.10mol/L，设c(Ag+)为x，则c[Ag(NH3)]=0.10-x，，，解得c(Ag+)=xmol/L，c[Ag(NH3)]=0.10mol/L-mol/L；故c()>c[Ag(NH3)]>c(OH-)； 【小问5详解】 由第4问解析可知，此时溶液中c()=0.10mol/L； 【小问6详解】 由第4问解析可知，此时溶液中c(Ag+)＋c[Ag(NH3)] =0.10mol/L，设c(Ag+)为x，则c[Ag(NH3)]=0.10-x，，，解得c(Ag+)=xmol/L。 四、β-二羰基化合物 12. β-二羰基化合物CH2(CO2C2H5)2(A)是有机合成的重要原料。以下是以其为主要原料的有机合成路线。 已知： (R为烃基) （1）A的系统命名是_______。B为CH2=CHCOOC2H5，反应①为加成反应，写出反应①的化学方程式_______。 （2）C2H5ONa的碱性强于NaOH，请说明原因_______。 （3）D中的手性碳原子有_______个。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 （4）E中含有的官能团名称为_______，其含苯环且只有2种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式为_______。 （5）F是环状结构，其结构简式是_______。 （6）反应⑥的反应类型是_______。N的核磁共振氢谱共有_______组峰。 （7）请补充完成上述流程中，M→N的合成路线_______。(无机试剂任选) 【答案】（1） ①. 丙二酸二乙酯 ②. CH2=CHCOOC2H5＋CH2(COOC2H5)2→C2H5OOCCH2CH2-CH(COOC2H5)2 （2）C2H5-是给电子基，使C2H5ONa的O原子上电子云密度增大，碱性增强 （3）A （4） ①. 酮羰基、羧基 ②. （5） （6） ①. 还原反应 ②. 5 （7） 【解析】 【分析】结合A的分子式，可知A为丙二酸二乙酯，结合(1)，可知发生加成反应生成C为C2H5OOCCH2CH2-CH(COOC2H5)2，接着发生取代反应②得到D，紧接着在乙醇钠的作用下生成，接着继续反应生成F，A也可以发生反应⑤，再结合M的结构式，推测F为，M在一系列的操作下，最终生成N，据此解答。 【小问1详解】 A的系统命名是丙二酸二乙酯，B为CH2=CHCOOC2H5，反应①为加成反应，写出反应①的化学方程式CH2=CHCOOC2H5＋CH2(COOC2H5)2→C2H5OOCCH2CH2-CH(COOC2H5)2； 【小问2详解】 C2H5ONa的碱性强于NaOH，因为C2H5-是给电子基，使C2H5ONa的O原子上电子云密度增大，结合质子能力变强，碱性增强； 【小问3详解】 手性碳原子即碳原子含有4个单键且所连基团均不相同，所以D中没有手性碳原子； 【小问4详解】 E中含有的官能团名称为酮羰基、羧基，其含苯环且只有2种不同化学环境氢原子即分子结构需要尽可能的对称，首先考虑苯环，再结合分子式，得同分异构体的结构简式为； 【小问5详解】 F是环状结构，由分析可知，其结构简式是； 【小问6详解】 结合M的结构式和F的结构式，知反应⑥的反应类型是还原反应，N的核磁共振氢谱共有5组峰，如图所示：； 【小问7详解】 M→N的合成路线即增加一个环，先将M中羟基转化为氯原子，再与CH2(COOC2H5)2发生取代反应形成一个四圆环，再发生酯基的水解，再结合已知，可得合成路线为。 五、硫酸锌晶体的制备 13. 工业上以锌矿(主要成分为ZnCO3，还有Fe、Mg、Ca等的化合物和SiO2)为原料制备硫酸锌晶体的工艺流程如下。其中沉铁时，通过调控溶液的pH使铁元素形成易过滤的FeOOH铁渣。 已知：溶液中Fe3+浓度较小时，才能顺利析出FeOOH。 （1）滤渣l的成份的化学式为_______。写出一条溶浸过程中，提高浸出率的措施：_______。 （2）还原时，加入ZnS精矿的目的是转化溶液中Fe3+，反应的离子方程式为_______；通过控制加入H2O2的量及适宜调节溶液pH进行沉铁，则物质X的化学式为_______。若不进行还原而直接沉铁，将导致_______。 （3）硫酸锌晶体的溶解度与温度的关系如下图所示。补全从滤液得到产品级ZnSO4·7H2O的操作：_______、过滤、洗涤、干燥。 （4）工艺中产生的废液中含Zn2+，排放前需处理。向废液中加入由CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应Zn2+＋H2S=ZnS↓＋2H+，处理后的废液中部分微粒浓度见下表。 微粒 H2S CH3COOH CH3COO- 浓度/mol·L-1 0.1 0.1 0.2 已知常温下：Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ka1(H2S)=1.1×10-7，Ka2(H2S)=1.3×10-13，Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。则处理后的废液中c(Zn2+)=_______mol·L-1。 【答案】（1） ①. SiO2、CaSO4 ②. 粉碎矿石(合理即可) （2） ①. ZnS＋2Fe3+=2Fe2+＋Zn2+＋S↓ ②. ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3 ③. Fe3+浓度较大，FeOOH不能顺利析出 （3）将滤液加热浓缩、冷却至39℃以下结晶 （4）1.42×10-11 【解析】 【分析】加入硫酸溶浸，硫酸分别与、Fe、Mg、Ca等的化合物生成Zn2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、CaSO4，二氧化硅不与硫酸反应，滤渣1为、CaSO4，加入HF与Mg2+、Ca2+离子生成滤渣2为MgF2、CaF2，加入ZnS精矿的目的是还原为Fe2+，硫元素化合价升高生成硫单质，滤渣3为S，加入过氧化氢氧化Fe2+为Fe3+，加入X为ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3等能与氢离子反应的物质，且不引入杂质阳离子，调节溶液的pH使沉淀为滤渣4是Fe(OH)3，滤液成分为ZnSO4，经过一系列操作得到硫酸锌晶体； 【小问1详解】 溶浸过程中，提高浸出率的措施有加热（或搅拌、适当增大硫酸的浓度、粉碎矿石），加入硫酸溶浸，Ca等的化合物反应生成微溶物CaSO4，二氧化硅不与硫酸反应，滤渣1为、CaSO4； 从反应速率的影响因素考虑，升高温度、增大反应物浓度等都可以提高反应速率； 【小问2详解】 还原时，加入ZnS精矿的目的是转化溶液中为Fe2+，硫元素化合价升高生成硫单质，反应的离子方程式为ZnS+2=2Fe2++Zn2++S；由分析可知，X为ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3；根据题给信息可知，溶液中Fe3+浓度较小时，才能顺利析出FeOOH，若不进行还原而直接沉铁，将导致浓度较大，FeOOH不能顺利析出； 【小问3详解】 由图可知，温度低于39℃时才会析出晶体，则从硫酸锌滤液得到产品级的操作：将滤液蒸发浓缩，冷却至39℃以下结晶、过滤、洗涤，干燥； 【小问4详解】 反应Zn2++H2S=ZnS↓+2H+的平衡常数，根据，则。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年上海市金山区二模化学试卷 考生注意： 1．考试时间60分钟，试卷满分100分。 2．答题前，务必在答题卡上填写座位号、学校和姓名。 3．本考试设试卷和答题纸两部分，所有答题必须做在答题纸上，做在试卷上一律不得分。 4．注意试题号与答题纸编号一一对应，不能错位。 5．标注不定项选择题，每题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分，有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分；其他选择题，每题只有1个正确选项。 相对原子质量：H-1 O-16 一、单晶硅的制备工艺 1. 第一代电池的光电转换材料是单晶硅。某单晶硅制备工艺中涉及的主要物质转化如下： （1）硅原子核外电子占据的能量最高的电子层符号为_______；比较元素的电负性：O_______Si(选填“>”或“＜”)；若硅原子电子排布表示为[Ne]3s23px2，则违背了_______。 A．能量最低原理　　　B．洪特规则　　　C．泡利不相容原理 （2）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅，单晶硅是一种_______。 A．导体　　　B．半导体　　　C．绝缘体 硅单质有晶体硅和无定形硅两种。区别晶体硅和无定形硅的科学方法是_______。 （3）下列事实能作为“非金属性C比Si强”的证据的是_______。 A．ⅰ中，C做还原剂　　　B．酸性：H2CO3>H2SiO3　　　C．热稳定性：H2CO3>H2SiO3 （4）ⅰ中，用过量的焦炭在电炉中隔绝空气还原SiO2制取粗硅时，生成的是CO而不是CO2。请用化学方程式表示原因_______。 （5）ⅲ中，利用物质沸点差异，可直接实现高纯硅与SiHCl3分离，请从物质结构角度解释其原因_______。 （6）整个过程中必须严格控制无水无氧。在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有的杂质是_______。 2. 中国科学家参与的国际阿伏加德罗组织以高纯单晶28Si为样品高精度地测定了NA。高纯单晶28Si的制备流程如下： 几种元素的天然同位素： 元素 Si H F 天然同位素 28Si、29Si、30Si 1H、2H、3H 19F （1）步骤①中离心浓缩利用了气体分子相对分子质量的差异(同位素相对原子质量的差异)。室温下SiF4、SiH4均为气体，但SiH4却不适宜用离心浓缩，请说明原因_______。 （2）单晶28Si的晶胞结构如下图所示，晶胞参数a nm。还需要测定的物理量有：宏观硅球的质量m g和体积V cm3、硅的相对原子质量A以及缺陷修正值δ(晶胞内实际原子数=理论原子数＋δ)。用含上述物理量的代数式表示NA=_______。 （3）在硅酸盐中，四面体(如下图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构形式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si与O的原子数之比为_______，其化学式为_______。 二、硫及其化合物的应用 3. 硫在自然界中既有游离态又有化合态。在硫酸工业的接触室中发生的反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。下列说法正确的是 A. SO2是含有极性键的非极性分子 B. SO2能使紫色石蕊试液先变红后褪色 C. 接触室中的催化剂为铁触媒 D 硫酸分子间能形成氢键 4. 实验室制取SO2并回收硫酸铜，下列装置及操作能达到相应实验目的的是 A．生成SO2 B．干燥SO2 C．收集SO2 D．蒸发浓缩CuSO4(aq) A. A B. B C. C D. D 5. 下列关于硫及其化合物的转化，说法正确的是 A. 硫酸型酸雨产生途径之一：SO2→H2SO3→H2SO4 B. 用少量O2处理H2S：H2S→SO2 C. 用过量氨水处理工业尾气中的SO2：SO2→NH4HSO3 D. 用H2O2、BaCl2证明SO2的还原性：SO2→BaSO4 6. 工业上可以用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，加热时S8分解为S2，然后发生反应：2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g) ΔH＜0。共价键键能如下表所示： 共价键 S=S C-H C=S S-H 键能/kJ·mol-1 a b c d 则(a＋2b)_______(c＋2d)(选填“>”“＜”或“=”)；该反应涉及化合物分子中键角由大到小的顺序是_______。 7. 焦炭催化还原SO2既可除去SO2，同时还可以回收硫(S2)：2C(s)＋2SO2(g) S2(g)＋2CO2(g) 。一定压强下，向1 L密闭容器中加入足量的焦炭、催化剂和1 mol SO2，测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A. a点时，反应正向进行 B. 图中a、b、c、d四点，只有c点处于平衡状态 C. T3℃时增大压强(压缩容器)，能增大活化分子百分数 D. 该反应的ΔH>0 8. 铁酸锌可用于高温煤气脱硫：ZnFe2O4(s)＋3H2S(g)＋H2(g)2FeS(s)＋ZnS(s)＋4H2O(g)，在600℃时，该反应的K=8，H2S的平衡转化率为60%，则初始投料比x[]的值为_______。 9. 利用Fe2(SO4)3溶液可除去天然气中的H2S，原理如左图，请写出Fe2+与O2反应的离子方程式________；实验室测得Fe2(SO4)3溶液的脱硫率与溶液pH、Fe3+质量浓度的关系如右图，请分析当Fe3+质量浓度大于10 g·L-1时，脱硫率逐渐降低的原因________。 10. 利用电化学原理(图甲)去除天然气中的H2S，同时将甲装置作为电源利用双极膜实现烟气脱SO2(图乙)。图甲中主要反应：2Fe＋2H2S＋O2=2FeS＋2H2O，负极的电极反应式为_______。标准状况下，甲中天然气的进气流量为448 m3·h-1(H2S的体积分数为1%)，则乙装置中H2O2的产量为_______kg·h-1。 三、银氨溶液 11. 银氨溶液具有弱氧化性，通常用来鉴别醛和酮。实验室现取25 mL 0.12 mol·L-1的AgNO3溶液，边振荡边逐滴加入1.2 mol·L-1的稀氨水，产生少量白色沉淀，继续滴加稀氨水至沉淀恰好完全溶解为止，制得银氨溶液。在银氨溶液中继续滴加稀氨水，测得溶液中Ag+、Ag(NH3)的物质的量分数δ(X)随溶液中-lgc(NH3)变化的关系如图所示。 已知：①忽略Ag+的水解，且溶液中的NH3、NH3·H2O的总浓度以c(NH3)表示 ② ③是配合物的累积生成常数。Ag+＋2NH3⇌Ag(NH3)，则 （1）乙酸的沸点明显高于乙醛，其可能的原因是_______。 （2）下列说法正确的是_______(不定项)。 A. 1 mol Ag(NH3)中含有6 mol σ键 B. 曲线A表示δ(Ag+)的变化趋势 C. 向银氨溶液中通入NH3，溶液中减小 D. 在银氨溶液中，c(Ag+)＋c[Ag(NH3)]＋c()>c() （3）计算Kf[Ag(NH3)]=_______。 AgNO3溶液pH与加入氨水体积的变化关系如下图所示。C点加入的氨水恰好使最初生成的沉淀完全溶解，溶液中c(NH3)=0.0022 mol·L-1。 （4）此时溶液中Ag(NH3)、OH-、的物质的量浓度大小关系为_______。 （5）忽略溶液的体积变化，此时溶液中c()=_______mol·L-1。 （6）计算此时溶液中Ag+的近似浓度_______。(请写出计算过程) 四、β-二羰基化合物 12. β-二羰基化合物CH2(CO2C2H5)2(A)是有机合成的重要原料。以下是以其为主要原料的有机合成路线。 已知： (R为烃基) （1）A系统命名是_______。B为CH2=CHCOOC2H5，反应①为加成反应，写出反应①的化学方程式_______。 （2）C2H5ONa的碱性强于NaOH，请说明原因_______。 （3）D中的手性碳原子有_______个。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 （4）E中含有的官能团名称为_______，其含苯环且只有2种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式为_______。 （5）F是环状结构，其结构简式是_______。 （6）反应⑥的反应类型是_______。N的核磁共振氢谱共有_______组峰。 （7）请补充完成上述流程中，M→N的合成路线_______。(无机试剂任选) 五、硫酸锌晶体的制备 13. 工业上以锌矿(主要成分为ZnCO3，还有Fe、Mg、Ca等的化合物和SiO2)为原料制备硫酸锌晶体的工艺流程如下。其中沉铁时，通过调控溶液的pH使铁元素形成易过滤的FeOOH铁渣。 已知：溶液中Fe3+浓度较小时，才能顺利析出FeOOH。 （1）滤渣l的成份的化学式为_______。写出一条溶浸过程中，提高浸出率的措施：_______。 （2）还原时，加入ZnS精矿的目的是转化溶液中Fe3+，反应的离子方程式为_______；通过控制加入H2O2的量及适宜调节溶液pH进行沉铁，则物质X的化学式为_______。若不进行还原而直接沉铁，将导致_______。 （3）硫酸锌晶体的溶解度与温度的关系如下图所示。补全从滤液得到产品级ZnSO4·7H2O的操作：_______、过滤、洗涤、干燥。 （4）工艺中产生的废液中含Zn2+，排放前需处理。向废液中加入由CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应Zn2+＋H2S=ZnS↓＋2H+，处理后的废液中部分微粒浓度见下表。 微粒 H2S CH3COOH CH3COO- 浓度/mol·L-1 0.1 01 0.2 已知常温下：Ksp(ZnS)=2.5×10-22，Ka1(H2S)=1.1×10-7，Ka2(H2S)=1.3×10-13，Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。则处理后的废液中c(Zn2+)=_______mol·L-1。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$