2026届河南高三下学期高考化学自编模拟卷(九)
2026-05-06
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摘要:
**基本信息**
以河南地方文化(鲁山丝绸、洛阳青铜鼎)和科技前沿(GaN晶体、热再生电池)为情境,覆盖化学与生活、物质结构、反应原理等核心知识,注重科学思维与探究实践能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|14题/42分|化学用语(第2题)、阿伏加德罗常数(第3题)、电化学(第5题)|结合钧瓷原料考黏土成分,体现文化传承;以离子液体结构考元素周期律,关联科技应用|
|非选择题|4题/58分|工艺流程(钛铁矿制TiO,15题)、有机合成(药物G制备,17题)、工业提取(锗矿精炼,18题)|设计蚀刻液循环利用实验(16题),强化科学探究;通过GaN晶胞计算(14题),深化微观结构认知,契合高考命题趋势|
内容正文:
2026届河南高三下学期高考化学自编模拟卷(九)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量H 1、 C 12 、 O 16 、Ti 48、Cu 64
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。)1.河南有深厚的历史底蕴和丰富的物产资源。下列说法错误的是
A.声名远播的鲁山丝绸,其主要成分是蛋白质
B.洛阳博物馆的兽面纹青铜方鼎纹饰精美,该鼎属于合金制品
C.甜而不腻的长葛枣花蜜,其主要成分是葡萄糖和果糖,两者互为同系物
D.“入窑一色,出窑万彩”的禹州钧瓷是中国古代五大名瓷之一,其主要原料为黏土
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.CO2分子的比例模型∶
B.过氧化氢的电子式∶
C.氟原子的结构示意图∶
D.H2CO3的电离方程式∶H2CO32H++
3.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.环氧乙烷()中所含键数为
B.标准状况下,完全溶于水,转移电子总数小于
C.与足量硝酸银溶液反应,生成的数目为
D.向乙醇水溶液中加入足量钠,生成分子的数目为
4.化合物5-羟色胺酸可能对人体睡眠具有调节作用,其结构如图所示。下列有关该化合物的说法错误的是
A.能使酸性溶液褪色
B.分子中含有1个手性碳原子
C.分子中最多有9个碳原子共平面
D.既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
5.为了减少工业烟气中余热与的排放,科研人员设计了一种热再生电池-二氧化碳电化学还原池系统,消除的同时产生和新的能源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.中提供孤电子对与形成配位键
B.工作时,从右向左移动
C.阴极的电极反应为
D.工作时,极生成(标准状况)氧气,极质量减少
6.下列实验装置或操作正确的是( )
实验装置或操作
实验目的
A.探究粉与的反应及验证
B.探究食品膨松剂中的含量
实验装置或操作
实验目的
C.读取滴定管内液体的体积
D.制备氢氧化亚铁
7.氰化法从金矿提取黄金简易工艺流程如下(已知:通常情况下,电负性较小的原子易提供孤电子对):
下列叙述正确的是
A.“氰浸”中,NaCN作络合剂且N原子为配位原子
B.“氰浸”反应:
C.“还原”中,除生成两种配合物外,还产生一种助燃剂
D.“除锌”中,试剂X宜选择NaOH溶液、稀硫酸或硝酸等
8.离子液体因其不挥发性、无色、无臭、较好的化学稳定性被誉为二十一世纪的绿色化学溶剂,某离子液体(结构如下)在触觉传感器中应用广泛。X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,Y是非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:X>Y>Z
B.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z>X
C.简单氢化物的沸点:Y>Z
D.该离子液体中各元素原子均满足8电子稳定结构
9.由下列事实或现象能得出相应结论的是
选项
事实或现象
结论
A
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320pm)与直径()接近,能使在有机溶剂中的溶解度增大
冠醚18-冠-6可识别
B
久置的溶液中出现红褐色沉淀
C
已知溶液中存在平衡(蓝色)+(黄色),将盛有蓝色溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色
正反应活化能小于逆反应活化能
D
利用半透膜分离葡萄糖和淀粉
利用其在水中溶解性的不同
10.层状的晶体结构与石墨类似,可用于制作润滑材料、电极材料等。其单层二维部分结构如图所示,下列说法错误的是
A.由结构可知
B.每个原子周围距离最近的S原子数目为6
C.该晶体中之间不存在配位键
D.其作为润滑材料表现优异与层间存在范德华力有关
11.工业上可用Na2CO3溶液捕获CO2以减少其排放:。不同温度下,在同一密闭容器中充入同浓度的CO2,加入同浓度同体积的Na2CO3溶液,经相同时间测得CO2浓度如图。下列说法错误的是
A.
B.()也可以作为CO2捕获剂
C.在T<T3时该反应未达到平衡状态
D.从T4迅速升温至T5并恒温,溶液pH减小
12.电化学合成在有机合成领域发挥着重要作用。某实验小组利用电化学方法氧化烯烃制备环氧化物(其中-R基团代表烷烃基),装置如下图所示。下列叙述正确的是
A.当Pt电极上产生11.2L氢气时,理论上转移1mol电子
B.该装置中负极区的化学反应方程式为:Br2+H2O++2Br-+2H+
C.Pt电极上发生氧化反应
D.和分子中(除-R外)都含有手性碳
13.一种利用微生物燃料电池电解废水处理装置不仅获得高效能源,还通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH。相关装置如图所示。有关说法错误的是
A.该装置可用于浓缩海水
B.局部电子流向为:电极b→导线→石墨电极X
C.微生物菌辅助电极Y的电极反应为:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D.合成1 mol (CH3)4NOH时,MFC理论上至少需要消耗标准状况下空气少于22.4 L
14.GaN晶体是一种重要的第三代半导体材料,其立方晶胞结构如图所示:
下列说法错误的是
A.相邻两个N原子的最短距离为pm
B.已知晶体中Ga-N键长为apm,则a与b的关系为
C.若A原子坐标分数为(0,0,0),则B原子坐标分数为
D.为阿伏加德罗常数的值,则GaN晶体的密度可表示g·cm-3
二、非选择题(4大题,58分)
15(14分).2017年,TiO首次在系外行星的大气层中被检测到,证实在星际介质中存在双原子分子TiO。Ti2O3在光热肿瘤治疗和电催化固氮方面有着广泛的应用。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含少量FeO、Al2O3、SiO2等)为原料制备 TiO、Ti2O3的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:易水解生成沉淀。
(1)Ti 位于元素周期表 区,“滤液1”中的溶质有 (填化学式)。
(2)“酸浸”中,硫酸和反应生成的化学方程式为 。
(3)绿矾、的溶解度曲线如图所示。“操作X”是 。“滤液2”可循环用于 工序,实现资源利用。
(4)在“操作X”后得到的母液中滴加Y溶液,产生蓝色沉淀说明母液中还含有产生蓝色沉淀的离子方程式为 。
(5)制备的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)TiO、TiO2晶体的部分结构如图。
①甲代表 (填“TiO”或“设为阿伏加德罗常数的值。甲中底边长分别为apm、bpm,高为apm,则甲代表的晶体的密度为 g·cm⁻³。
②乙中 Ti 的配位数为 。
16(14分).生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为、、等。
(1)蚀刻反应原理为。蚀刻过程中浓度下降,蚀刻能力降低。当通入空气后,即可恢复其蚀刻能力,反应的化学方程式为 。
(2)利用蚀刻废液可制备。取一定量蚀刻废液和稍过量的溶液加入如图所示实验装置的三颈瓶中,在搅拌下加热并通入空气,待产生大量沉淀时停止加热、冷却、过滤、洗涤,得到固体。
①向反应液中通入空气,除了使被氧化,另一个作用是 。
②图中装置的作用是 。
③检验固体是否洗涤干净的实验操作是 。
(3)利用铜精炼炉渣(含有、及)制取该蚀刻液,请补充完整相应的实验方案:取一定量的铜精炼炉渣, 得到蚀刻液。(实验中须选用的试剂:、浓氨水)
(4)利用蚀刻废液还可制备(产品中会混有)。测定产品中纯度的方法为准确称取产品,加适量稀溶解,过滤、洗涤,滤液及洗涤液一并转移至碘量瓶中,控制溶液为之间,加过量溶液,以淀粉溶液为指示剂。测定过程中发生下列反应:;;。用标准溶液滴定达到终点,消耗溶液。
①控制溶液为之间原因是 。
②滴定达到终点产生的现象是 。
③样品中的纯度为 (计算结果,保留小数点后2位有效数字)。
17(15分).有机物G是一种治疗心脏病的特效药物,可用下列流程合成。
(1)A的名称为 ,B→C的反应类型为 。
(2)C中有 个手性碳原子。
(3)合成路线中各物质中均不含有的官能团为 (填序号)。
a.碳碳双键 b.醚键 c.醛基 d.羧基 e.酮羰基
(4)C和F反应生成G的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有 种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为的同分异构体的结构简式为 。
①苯环上只有1个取代基②不能与反应产生
(6)以乙醇为原料制备的合成路线如下:
其中M、N的结构简式分别为: , ;条件X为 。
18.(15分)锗(Ge)是优良半导体,工业使用分步升温的方法从低品位锗矿中提取精锗,锗矿石中含有H2O、煤焦油、As2O3等杂质,相关流程示意图如图所示:
相关物质的熔、沸点如下表所示:
H2O
煤焦油
As2O3
GeO
GeO2
熔点
0℃
20~30℃
312℃
710℃升华
1100℃
沸点
100℃
70~80℃
465℃
-
-
(1)Ge元素基态原子的电子排布式为: ;GeO2既能与强酸反应,也能与强碱反应,由此推测GeO2是 氧化物。
(2)分析氧化焙烧采用600~700℃的原因: 。
(3)“真空还原”阶段用NaH2PO2·H2O还原GeO2,还有Na4P2O7、H3PO4等生成,写出该阶段的化学方程式: 。
(4)在不同温度下,使用不同浓度的NaH2PO2·H2O真空还原时,Ge元素的萃出率如图所示。由此判断,真空还原采用的最佳温度及NaH2PO2·H2O浓度分别为___________(填序号)。
A.1000℃,2.5% B.1000℃,5.0%
C.1100℃,2.5% D.1200℃,2.5%
(5)测定锗的含量:称取0.5500 g锗样品,加入双氧水溶解,再加入盐酸生成Ge2+,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol/L的KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3的体积为24.80 mL。
已知:酸性条件下能将Ge2+氧化为Ge4+。
①滴定终点现象是 。
②该样品的质量分数是 (结果保留2位小数)。
③若滴定测得的锗元素含量偏大,可能的原因是 (填序号)。
A.未用KIO3标准溶液润洗滴定管 B.滴定过程中,少许待测液溅出
C.滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡 D.滴定结束后,仰视滴定管读数
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2026届河南高三下学期高考化学自编模拟卷(九)解析
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量H 1、 C 12 、 O 16 、Ti 48、Cu 64
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.河南有深厚的历史底蕴和丰富的物产资源。下列说法错误的是
A.声名远播的鲁山丝绸,其主要成分是蛋白质
B.洛阳博物馆的兽面纹青铜方鼎纹饰精美,该鼎属于合金制品
C.甜而不腻的长葛枣花蜜,其主要成分是葡萄糖和果糖,两者互为同系物
D.“入窑一色,出窑万彩”的禹州钧瓷是中国古代五大名瓷之一,其主要原料为黏土
【答案】C
【解析】丝绸的主要成分是蚕丝,蚕丝属于天然蛋白质,A正确;青铜是铜和锡的合金,属于合金制品,B正确;葡萄糖和果糖的分子式均为,其结构不同,二者属于同分异构体而非同系物,C错误;陶瓷以黏土为主要原料烧制而成,D正确。故选C。
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.CO2分子的比例模型∶
B.过氧化氢的电子式∶
C.氟原子的结构示意图∶
D.H2CO3的电离方程式∶H2CO32H++
【答案】C
【解析】碳原子半径大于氧原子半径,比例模型不正确,A错误;过氧化氢是共价化合物,电子式为,B错误;氟原子的结构示意图为,C正确;H2CO3是二元弱酸,电离方程式为H2CO3H++,D错误。
3.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.环氧乙烷()中所含键数为
B.标准状况下,完全溶于水,转移电子总数小于
C.与足量硝酸银溶液反应,生成的数目为
D.向乙醇水溶液中加入足量钠,生成分子的数目为
【答案】B
【解析】环氧乙烷()中的C-O键、C-C键、C-H键均为键,环氧乙烷中所含键数目为0.7NA,A错误;标准状况下,的物质的量为1mol,Cl2与水反应属于可逆反应,1molCl2完全溶于水转移电子数小于NA,B正确;中能够电离出0.2molCl-,与足量AgNO3溶液反应生成AgCl的数目为0.2NA,C错误;向乙醇水溶液中加入足量钠,1mol乙醇与钠反应生成0.5mol氢气,由于水也会与钠反应生成H2,因此生成的分子数目大于,D错误。故选B。
4.化合物5-羟色胺酸可能对人体睡眠具有调节作用,其结构如图所示。下列有关该化合物的说法错误的是
A.能使酸性溶液褪色
B.分子中含有1个手性碳原子
C.分子中最多有9个碳原子共平面
D.既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
【答案】C
【解析】分子中的碳碳双键、酚氢基和氨基能使酸性溶液褪色,A正确;分子中只有连接氨基的碳原子连有4个不同的原子或原子团,该碳原子为手性碳原子,B正确;苯环的6个碳原子共面,苯环外的环也是平面结构,分子中最多有11个碳原子共平面,如图所示:,C错误;该分子中的羧基和酚羟基能与NaOH溶液反应,该分子中的氨基能与盐酸反应,D正确。故选C。
5.为了减少工业烟气中余热与的排放,科研人员设计了一种热再生电池-二氧化碳电化学还原池系统,消除的同时产生和新的能源,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.中提供孤电子对与形成配位键
B.工作时,从右向左移动
C.阴极的电极反应为
D.工作时,极生成(标准状况)氧气,极质量减少
【答案】D
【解析】中,中提供孤电子对与Cu+的空轨道形成配位键,A正确;
由图示装置可知,A电极上发生反应,A电极作负极,B电极为正极,电极反应式为,C电极为阳极,D电极为阴极,工作时,由阴极向阳极移动,即从右向左移动,B正确;电极D为阴极,电极反应式为,C正确;C电极为阳极,电极反应式为,若C极生成标准状况,即0.05mol,转移0.2mol电子,根据电子守恒可知,A电极消耗0.2molCu,质量减少12.8g,D错误。故选D。
6.下列实验装置或操作正确的是( )
实验装置或操作
实验目的
A.探究粉与的反应及验证
B.探究食品膨松剂中的含量
实验装置或操作
实验目的
C.读取滴定管内液体的体积
D.制备氢氧化亚铁
【答案】D
【解析】探究粉与的反应及验证,需要有酒精灯应对准铁粉加热,故A错误;探究食品膨松剂中的含量,为确保生成的二氧化碳气体全部进入U形管中被碱石灰吸收,应该通入氮气,故B错误;读取滴定管内液体的体积,眼睛平视凹液面最低点,故C错误;制备氢氧化亚铁,要隔绝空气,防止氢氧化亚铁氧化变质,故D正确;选D。
7.氰化法从金矿提取黄金简易工艺流程如下(已知:通常情况下,电负性较小的原子易提供孤电子对):
下列叙述正确的是
A.“氰浸”中,NaCN作络合剂且N原子为配位原子
B.“氰浸”反应:
C.“还原”中,除生成两种配合物外,还产生一种助燃剂
D.“除锌”中,试剂X宜选择NaOH溶液、稀硫酸或硝酸等
【答案】B
【解析】金矿料加入NaCN溶液氰浸,通入O2,离子反应方程式为,加入Zn还原,发生反应Zn+2[Au(CN)2]-=[Zn(CN)4]2-+2Au、,得固体金和锌,添加试剂NaOH溶液或稀硫酸除锌,过滤得粗金。N的电负性大于C,做配体时,C为配位原子,A错误;已知“氰浸”生成和,反应的离子方程式为,B正确;“还原”中,锌与NaOH溶液反应时,锌做还原剂,发生反应为,常做还原剂或燃料,常见的助燃剂有,C错误;Au与NaOH溶液、稀硫酸、硝酸不反应,锌能与NaOH溶液或稀硫酸反应,如果选择硝酸,会生成NO、等大气污染物,且原子利用率较低,试剂X不宜选择硝酸,D错误。故选B。
8.离子液体因其不挥发性、无色、无臭、较好的化学稳定性被誉为二十一世纪的绿色化学溶剂,某离子液体(结构如下)在触觉传感器中应用广泛。X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,Y是非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:X>Y>Z
B.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z>X
C.简单氢化物的沸点:Y>Z
D.该离子液体中各元素原子均满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】X、Y、Z均为短周期主族元素,Y的非金属性最强,则Y为F;根据该离子液体结构,X得到1个电子后可与F形成4个共价键,且原子序数小于F,则X为B;Z失去1个电子后可形成3个共价键,且原子序数大于F,Z为S,达到8电子稳定结构,符合题干中该离子液体具有较好的化学稳定性,电子层数多,原子半径越大,电子层数相同,原子序数越大,原子半径越小,则原子半径:Z>X>Y,A错误;元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,X为B,Y为F,Z为S,非金属性:Y>Z>X,但F没有最高价氧化物,则最高价氧化物的水化物的酸性:Z>X,B错误;Y、Z的简单氢化物分别为HF、H2S,因为HF分子之间存在氢键,沸点更高,则简单氢化物的沸点:Y>Z,C正确;该离子液体中含有H原子,则不是各元素原子均满足8电子稳定结构,D错误;故选C。
9.由下列事实或现象能得出相应结论的是
选项
事实或现象
结论
A
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320pm)与K+直径(276npm)接近,能使KMnO4在有机溶剂中的溶解度增大
冠醚18-冠-6可识别
B
久置的溶液中出现红褐色沉淀
C
已知溶液中存在平衡(蓝色)+(黄色),将盛有蓝色溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色
正反应活化能小于逆反应活化能
D
利用半透膜分离葡萄糖和淀粉
利用其在水中溶解性的不同
【答案】A
【解析】冠醚18-冠-6空腔直径与钾离子直径大小适配,可识别钾离子,使钾离子存在与其空腔中,从而增大高锰酸钾在有机溶剂中的溶解度,故A正确;久置的氯化亚铁溶液中出现红褐色沉淀是因为亚铁离子具有还原性,会被空气中氧气氧化为铁离子,铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁所致,与氢氧化铁和氢氧化亚铁的溶度积大小无关,所以溶液中出现红褐色沉淀不能比较氢氧化铁和氢氧化亚铁的大小,故B错误;将盛有蓝色氯化铜溶液的烧杯浸入热水中,溶液变为黄绿色说明平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,所以反应的正反应活化能大于逆反应活化能,故C错误;葡萄糖溶于水得到葡萄糖溶液,淀粉溶于水得到的淀粉溶液属于胶体,胶体和溶液的本质区别是分散质颗粒直径不同,所以可以利用半透膜分离葡萄糖和淀粉,则利用半透膜分离葡萄糖和淀粉与在葡萄糖和淀粉水中溶解性的不同无关,故D错误;故选A。
10.层状的晶体结构与石墨类似,可用于制作润滑材料、电极材料等。其单层二维部分结构如图所示,下列说法错误的是
A.由结构可知
B.每个原子周围距离最近的S原子数目为6
C.该晶体中之间不存在配位键
D.其作为润滑材料表现优异与层间存在范德华力有关
【答案】C
【解析】由结构可知每个Mo原子连接4个S原子,每个S原子连接2个Mo原子,Mo、S的最简个数比为1:2,,A正确;由图中结构可知每个原子周围距离最近的S原子数目为6,B正确;S价层电子数为6,形成2个σ键后,S原子存在孤电子对,原子提供空轨道,该晶体中之间存在配位键,C错误;层内原子间相互作用力共价键强度较大,层间存在范德华力,作用力较小,容易相对滑动,故其作为润滑材料表现优异与层间存在范德华力有关,D正确;故选C。
11.工业上可用Na2CO3溶液捕获CO2以减少其排放:。不同温度下,在同一密闭容器中充入同浓度的CO2,加入同浓度同体积的Na2CO3溶液,经相同时间测得CO2浓度如图。下列说法错误的是
A.
B.()也可以作为CO2捕获剂
C.在T<T3时该反应未达到平衡状态
D.从T4迅速升温至T5并恒温,溶液pH减小
【答案】D
【解析】由题干方程式可知,反应正反应是一个气体分子数减小的方向,混乱程度降低,即<0,根据当<0时,反应可以自发进行,故可知,A正确;已知苯酚的酸性比碳酸弱,根据强酸制弱酸原理,CO2能与()反应生成苯酚和NaHCO3,故()也可以作为CO2捕获剂,B正确;由A项分析可知,该反应的,则降低温度平衡正向移动,CO2的浓度减小,由图信息可知,在T<T3时温度越低CO2浓度越大,故此时温度该反应未达到平衡状态,由于温度越低反应速率越慢,导致CO2的浓度越大,C正确;由C项分析可知,当温度T>T3时反应达到化学平衡,则升高温度平衡逆向移动,溶液中Na2CO3浓度增大,NaHCO3浓度减小,由于Na2CO3的水解程度比NaHCO3大,故从T4迅速升温至T5并恒温,溶液pH增大,D错误;故答案为:D。
12.电化学合成在有机合成领域发挥着重要作用。某实验小组利用电化学方法氧化烯烃制备环氧化物(其中-R基团代表烷烃基),装置如下图所示。下列叙述正确的是
A.当Pt电极上产生11.2L氢气时,理论上转移1mol电子
B.该装置中负极区的化学反应方程式为:Br2+H2O++2Br-+2H+
C.Pt电极上发生氧化反应
D.和分子中(除-R外)都含有手性碳
【答案】B
【解析】未指明气体是否处于标准状况,无法利用气体摩尔体积进行计算,故A错误;根据图可知,电子由左侧BiVO4电极流向右侧Pt电极,说明左侧BiVO4电极作负极,负极区的化学反应方程式为:Br2+H2O++2Br-+2H+,故B正确;根据B选项分析可知,Pt电极作正极,发生的电子的还原反应,得电子发生还原反应产生H2,故C错误;
分子中(除-R外)不含有手性碳,故D错误;故选B。
13.一种利用微生物燃料电池电解废水处理装置不仅获得高效能源,还通过电渗析法合成电子工业清洗剂四甲基氢氧化铵(CH3)4NOH。相关装置如图所示。有关说法错误的是
A.该装置可用于浓缩海水
B.局部电子流向为:电极b→导线→石墨电极X
C.微生物菌辅助电极Y的电极反应为:CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+
D.合成1 mol (CH3)4NOH时,MFC理论上至少需要消耗标准状况下空气少于22.4 L
【答案】D
【解析】左侧为微生物燃料电池,右侧为电解池,电渗析法合成,a电极为阴极,电极反应式为,b电极为阳极,电极反应式为,B室加入的溶液,通过c(阳离子交换膜)进入a电极室合成,A电极室的稀溶液变为浓溶液,C室加入溶液,B室溶液中通过d(阴离子交换膜)进入溶液的C室;通过e(阳离子交换膜)进入溶液的C室,得到P处浓溶液,C室中的浓度升高,可实现海水浓缩,A正确;b电极为阳极,失去电子,故可实现局部电子流向:电极b→导线→石墨电极X,B正确;微生物辅助电极Y为负极,电极反应式为,C正确;合成1mol时,电路中转移1mol电子。石墨电极X为正极,电极反应式为,MFC正极消耗的物质的量为,所需空气的体积为
,故需要消耗标准状况下空气大于22.4L,D错误。
14.GaN晶体是一种重要的第三代半导体材料,其立方晶胞结构如图所示:
下列说法错误的是
A.相邻两个N原子的最短距离为pm
B.已知晶体中Ga-N键长为apm,则a与b的关系为
C.若A原子坐标分数为(0,0,0),则B原子坐标分数为
D.为阿伏加德罗常数的值,则GaN晶体的密度可表示g·cm-3
【答案】B
【解析】由图示晶胞可知,N原子位于晶胞内部,最近邻的两个N原子之间的距离是面对角线的一半,面对角线长度为b,相邻两个N原子的最短距离为b,A正确;Ga原子位于晶胞顶点和面心,当A为原点时Ga坐标可以表示为(0,0,0),最近的N原子位置可以表示为(b,b,b),Ga-N键长a是两原子之间的距离b,b=,B错误;A为原点时,B原子为四面体空隙中的Ga原子,根据晶胞对称性,B在x方向上距离原点b,y和z方向上距离原点b,故B坐标分数为(,,)C正确;1个GaN晶胞中Ga和N的数目都为4,晶胞质量为m=g,晶胞的体积为V=b3×10-30cm3,则密度为ρ==g/cm3,D正确。
二、非选择题(4大题,58分)
15(14分).2017年,TiO首次在系外行星的大气层中被检测到,证实在星际介质中存在双原子分子TiO。Ti2O3在光热肿瘤治疗和电催化固氮方面有着广泛的应用。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含少量FeO、Al2O3、SiO2等)为原料制备 TiO、Ti2O3的工艺流程如图所示。回答下列问题:
已知:易水解生成沉淀。
(1)Ti 位于元素周期表 区,“滤液1”中的溶质有 (填化学式)。
(2)“酸浸”中,硫酸和反应生成的化学方程式为 。
(3)绿矾、的溶解度曲线如图所示。“操作X”是 。“滤液2”可循环用于 工序,实现资源利用。
(4)在“操作X”后得到的母液中滴加Y溶液,产生蓝色沉淀说明母液中还含有产生蓝色沉淀的离子方程式为 。
(5)制备的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)TiO、TiO2晶体的部分结构如图。
①甲代表 (填“TiO”或“设为阿伏加德罗常数的值。甲中底边长分别为apm、bpm,高为apm,则甲代表的晶体的密度为 g·cm⁻³。
②乙中 Ti 的配位数为 。
【答案】(1) d NaOH、Na[Al(OH)4]、Na₂SiO3
(2)O
(3)蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤 酸浸
(4)↓
(5)3∶1
(6)TiO2 6
【解析】向钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含少量FeO、Al2O3、SiO2等)中加入浓NaOH溶液“碱浸”,Al2O3、SiO2和NaOH反应分别生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3,滤液1中的溶质为Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、NaOH;加入硫酸“酸浸”,酸溶后的溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、H+和,析出FeSO4·7H2O结晶,调节pH得到沉淀TiO(OH)2,滤液2中主要含有H+和,将TiO(OH)2煅烧得到TiO2;TiO2与Ti加热到1500℃得到TiO,加热到1600℃得到Ti2O3。
(1)基态Ti原子价层电子排布式为3d24s2,位于元素周期表d区。滤液1主要溶质有NaOH、Na[Al(OH4]、Na₂SiO3。
(2)FeTiO3与硫酸反应生成FeSO4、TiOSO4和水,化学反应方程式为。
(3)根据溶解度曲线可知,FeSO4·7H2O溶解度随温度的变化大,而TiOSO4溶解度随温度变化小,故蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤得到FeSO4·7H2O晶体。“母液”经调节pH,TiOSO4发生水解反应析出TiO(OH)2,化学方程式为TiOSO4+2H2O=H2SO4+ TiO(OH)2↓,则滤液2主要成分为硫酸,可循环用于“酸浸”工序。
(4)用溶液检验Fe2+生成蓝色沉淀,离子方程式为↓。
(5)1600℃制备Ti2O3时发生反应3TiO2+Ti2Ti2O3,TiO2是氧化剂,钛是还原剂,氧化剂、还原剂的物质的量之比为3∶1。
(6)①由晶胞图可知,左图中钛、氧原子个数比为(1+8)∶(2+4)=1∶2,甲代表TiO2;甲中底边长分别为apm、bpm,高为apm,甲代表的晶体的密度为g·cm⁻³;
②乙代表TiO,由乙图可知,与钛原子距离最近且相等的O原子有6个,Ti的配位数为6。
16(14分)..生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为、、等。
(1)蚀刻反应原理为。蚀刻过程中浓度下降,蚀刻能力降低。当通入空气后,即可恢复其蚀刻能力,反应的化学方程式为 。
(2)利用蚀刻废液可制备。取一定量蚀刻废液和稍过量的溶液加入如图所示实验装置的三颈瓶中,在搅拌下加热并通入空气,待产生大量沉淀时停止加热、冷却、过滤、洗涤,得到固体。
①向反应液中通入空气,除了使被氧化,另一个作用是 。
②图中装置的作用是 。
③检验固体是否洗涤干净的实验操作是 。
(3)利用铜精炼炉渣(含有、及)制取该蚀刻液,请补充完整相应的实验方案:取一定量的铜精炼炉渣, 得到蚀刻液。(实验中须选用的试剂:、浓氨水)
(4)利用蚀刻废液还可制备(产品中会混有)。测定产品中纯度的方法为准确称取产品,加适量稀溶解,过滤、洗涤,滤液及洗涤液一并转移至碘量瓶中,控制溶液为之间,加过量溶液,以淀粉溶液为指示剂。测定过程中发生下列反应:;;
。用标准溶液滴定达到终点,消耗溶液。
①控制溶液为之间原因是 。
②滴定达到终点产生的现象是 。
③样品中的纯度为 (计算结果,保留小数点后2位有效数字)。
【答案】(1)
(2)及时排出生成的,增大的产率 防止倒吸 取少量最后一次洗涤滤液于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净,若有沉淀则未洗净
(3)加入稍过量,搅拌,至沉淀不再溶解,过滤,向滤液中逐滴加入稍过量浓氨水,至生成的沉淀不再溶解,过滤
(4)时淀粉发生水解反应,时碘与碱发生反应,影响滴定反应滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液,碘量瓶中溶液蓝色变成无色,30秒内不变色达到终点
【解析】(1)当通入空气后,即可恢复其蚀刻能力,说明被氧气氧化为
,化学方程式为
;
(2)①蚀刻废液含有,加入稍过量的溶液会产生NH3,故通入空气,除了使被氧化,另一个作用是及时排出生成的,增大的产率;
②实验中有NH3生成,NH3极易溶于水,易产生倒吸,装置的作用是防止倒吸;
③蚀刻废液含有大量的Cl-不参加反应,则Cl-会附着在沉淀上,检验沉淀是否洗净就是检验洗涤液中是否存在Cl-即可,实验操作是取最后一次洗液少量于试管中,向试管中加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若没有白色沉淀生成则说明沉淀洗涤干净;
(3)生产印刷电路板所用的蚀刻液成分为、、等,则铜精炼炉渣中的及是杂质,需要除去,可溶于盐酸,不溶,过滤即可除去,再加入浓氨水,发生如下转化:、,过滤即可除去沉淀,故实验方案为加入稍过量,搅拌,至沉淀不再溶解,过滤,向滤液中逐滴加入稍过量浓氨水,至生成的沉淀不再溶解,过滤;
(4)①时淀粉发生水解反应,时碘与碱发生反应,影响滴定反应;
②根据、得关系式,滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液,碘量瓶中溶液蓝色变成无色,30秒内不变色时,达到终点;
③反应消耗的溶液的体积为,,,,则,样品中的纯度为。
17(15分)..有机物G是一种治疗心脏病的特效药物,可用下列流程合成。
(1)A的名称为 ,B→C的反应类型为 。
(2)C中有 个手性碳原子。
(3)合成路线中各物质中均不含有的官能团为 (填序号)。
a.碳碳双键 b.醚键 c.醛基 d.羧基 e.酮羰基
(4)C和F反应生成G的化学方程式为 。
(5)满足下列条件的B的同分异构体有 种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为的同分异构体的结构简式为 。
①苯环上只有1个取代基②不能与反应产生
(6)以乙醇为原料制备c的合成路线如下:
其中M、N的结构简式分别为: , ;条件X为 。
【答案】(1)间甲基苯酚(或3-甲基苯酚) 加成反应或还原反应
(2)3
(3)be
(4)+ +H2O
(5)13
(6) ,
【解析】由A和C的结构简式及B的分子式可知,B为,E→F为醛的催化氧化反应,F为。
(1)由A的结构简式可知A的名称为间甲基苯酚(或3-甲基苯酚);B→C中,苯环与氢气加成反应,则反应类型为加成反应或还原反应;
(2)由C的结构简式可知,C中有3个手性碳原子,C为;
(3)A、B、C含有羟基,D含有碳碳双键,E含有醛基,F含有羧基,G含有酯基,则所有物质均不含有醚键和酮羰基,故选be;
(4)C和F反应生成G为酯化反应,化学方程式为:
(5)+ +H2O
B的结构简式为,其同分异构体为单取代苯环且不含羟基,则含有醚键,支链为—OC4H9的有4种,支链为—CH2OC3H7的有2种,支链为—CH(CH3)OC2H5的有1种,支链为—CH2CH2OC2H5的有1种,支链为—C3H6OCH3的有5种,共13种。其中核磁共振氢谱峰面积之比为,则其中含有4种等效氢,且峰面积之比为,首先考虑对称结构,则该同分异构体的结构简式为;
(6)M和氢气发生加成反应生成,且乙醛在稀氢氧化钠作用下生成M,则M为,在浓硫酸作用下发生消去反应生成N,N为,在条件X的作用下生成,结合题中D→E可知,条件X为,。
18(15分)..锗(Ge)是优良半导体,工业使用分步升温的方法从低品位锗矿中提取精锗,锗矿石中含有H2O、煤焦油、As2O3等杂质,相关流程示意图如图所示:
相关物质的熔、沸点如下表所示:
H2O
煤焦油
As2O3
GeO
GeO2
熔点
0℃
20~30℃
312℃
710℃升华
1100℃
沸点
100℃
70~80℃
465℃
-
-
(1)Ge元素基态原子的电子排布式为: ;GeO2既能与强酸反应,也能与强碱反应,由此推测GeO2是 氧化物。
(2)分析氧化焙烧采用600~700℃的原因: 。
(3)“真空还原”阶段用NaH2PO2·H2O还原GeO2,还有Na4P2O7、H3PO4等生成,写出该阶段的化学方程式: 。
(4)在不同温度下,使用不同浓度的NaH2PO2·H2O真空还原时,Ge元素的萃出率如图所示。由此判断,真空还原采用的最佳温度及NaH2PO2·H2O浓度分别为___________(填序号)。
A.1000℃,2.5% B.1000℃,5.0%
C.1100℃,2.5% D.1200℃,2.5%
(5)测定锗的含量:称取0.5500 g锗样品,加入双氧水溶解,再加入盐酸生成Ge2+,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol/L的KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3的体积为24.80 mL。
已知:酸性条件下能将Ge2+氧化为Ge4+。
①滴定终点现象是 。
②该样品的质量分数是 (结果保留2位小数)。
③若滴定测得的锗元素含量偏大,可能的原因是 (填序号)。
A.未用KIO3标准溶液润洗滴定管 B.滴定过程中,少许待测液溅出
C.滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡 D.滴定结束后,仰视滴定管读数
【答案】(1) 两性
(2)除去矿石中的H2O、煤焦油、As2O3等杂质,并将Ge元素氧化为GeO2
(3)
(4)C
(5)①当滴入最后半滴KIO3标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不复原 ②98.75% ③AD
【解析】低品位锗矿经过600~700℃氧化焙烧除去杂质得到GeO2,然后加入NaH2PO2∙H2O在1000~1200℃真空条件下将GeO2还原为GeO,最后经过多步反应得到精Ge;
(1)Ge的原子序数为32,基态Ge原子的电子排布式为;GeO2既能与强酸反应,也能与强碱反应,故GeO2为两性氧化物;
(2)由表中熔沸点数据可知,在600~700℃焙烧可将矿石中的H2O、煤焦油、As2O3等杂质转化为气态而除去,并将Ge元素氧化为GeO2;
(3)“真空还原”阶段,NaH2PO2·H2O与GeO2发生氧化还原反应生成GeO、Na4P2O7、H3PO4等,化学方程式为;.
(4)由图像可知,在1000℃时用NaH2PO2·H2O真空还原GeO2对应的Ge元素的萃出率相对较低;而NaH2PO2·H2O浓度为2.5%时,1100℃与1200℃对应的Ge元素的萃出率相差不大,但1100℃能减少能耗,应选择1100℃、2.5%为最优条件,故选C;
(5)①酸性条件下能将Ge2+氧化为Ge4+,离子方程式为,当Ge2+反应完全后,稍过量的会继续氧化为,遇淀粉变蓝,故滴定终点的现象为当滴入最后半滴KIO3标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不复原;
②反应的转化关系式为,而滴定消耗的KIO3的物质的量为0.1000 mol∙L-1 ×24.80×10-3 L=2.480×10-3mol,则0.5500g锗样品中锗的质量分数为;
③未用KIO3标准溶液润洗滴定管,KIO3标准溶液被稀释,滴定消耗的标准溶液体积偏大,则实验测得的锗元素含量偏大,A符合题意;滴定过程中,少许待测液溅出,滴定消耗的标准溶液体积偏小,则实验测得的锗元素含量偏小,B不符合题意;滴定结束后,在滴定管尖嘴处出现气泡,滴定消耗的标准溶液体积读数偏小,则实验测得的锗元素含量偏小,C不符合题意;滴定结束后,仰视滴定管读数,滴定消耗的标准溶液体积读数偏大,则实验测得的锗元素含量偏大,D符合题意。故选AD。
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