精品解析：上海市静安区2025-2026学年高二下学期期末考试 化学试题

高二化学 考生注意：标注不定项的选择题，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1分，错选不得分；其他选择题，每题只有1个正确选项。 一、三氯氢硅的用途 工业上常用三氯氢硅()还原法制备高纯硅，高纯硅是信息技术和新能源领域的核心材料，其制备流程如下： 1. 在元素周期表中的位置是________，的电子式为________。 2. 下列元素原子半径大小的比较，正确的是________。 A. B. C. D. 3. 下列事实中，不能说明碳元素的非金属性强于硅元素的是________。(不定项) A. 气态氢化物的稳定性： B. 酸性： C. 导电能力：石墨>晶体硅 D. 碳可置换出硅： 过程ii中，主反应① 副反应② 过程iii中，反应③ 4. 制备高纯硅的上述流程中，________和________可以循环使用，以节约成本。 5. 反应③只有在高温下才能自发进行，其原因是________________________。 6. 过程ii中，一定压强下，分别改变进料比与反应温度，测得产率的变化如下图所示。下列说法正确的是________。 A. 降低压强有利于提高的产率 B. 升高温度有利于提高的产率 C. 进料比过高，有利于副反应发生，产率低 D. 温度为，平衡常数： 工业上在一定条件下可制备：反应④。向容积为的恒容密闭容器中充入(g)，测得反应体系中(g)的物质的量分数随温度变化的关系如下图所示： 7. 下列能判断反应④达到化学平衡状态的是________。 A. B. 与的物质的量之比不变 C. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化 D. 混合气体的密度不再发生变化 8. 下列说法错误的是________。 A. 反应④的 B. a点与c点的反应速率相等 C. b点时的转化率达到最大值 D. c点时正反应速率等于逆反应速率 9. 若反应达到b点((g)的物质的量分数为78%)的时间为min，则内，________。 二、高铁酸钾的性质及制备 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效、多功能的水处理剂，在低温、碱性环境中性质稳定，在高温、中性及酸性条件下易分解。K2FeO4与水反应生成O2、KOH和Fe(OH)3(胶体)。 10. 下列关于Fe(OH)3胶体的说法正确的是________。 A. 是红褐色不透明液体 B. 滤纸可将Fe(OH)3胶粒与水分离 C. 向其中逐滴加入稀盐酸，先出现沉淀后沉淀溶解 D. 能产生丁达尔现象是因为胶体粒子对光的反射 11. 下列关于K2FeO4的说法错误的是________。 A. 一定含离子键 B. 是离子化合物 C. 固体能导电 D. 熔化状态能导电 12. K2FeO4作为水处理剂起到的作用是________________，________________。 工业上用次氯酸盐氧化法制备K2FeO4，主要流程如下图所示(方框内为主要产物)。 13. 步骤②中发生反应：Fe3++ClO-+_________=+Cl-+_________H2O。将反应物补全、配平该离子方程式，并标出电子转移方向与数目________________。 14. 步骤④中能生成K2FeO4，可能的原因是__________________________________________。 15. 步骤⑤提纯过程中溶解粗K2FeO4应选用________。 A. H2O B. 稀H2SO4 C. NaOH溶液 D. KOH溶液 16. 步骤⑤中采用的提纯方法是________。 A. 过滤 B. 萃取 C. 重结晶 D. 蒸馏 下图是实验室利用Fe(OH)3、Cl2和KOH，模拟流程中步骤②~④制备粗K2FeO4的装置示意图(夹持装置已省略)。 17. 甲装置中橡胶管的作用是___________________________________。乙装置中溶液A为______________；通入N2的目的是_____________________。 18. 丁装置是为了防止有毒气体进入空气中，写出相关的离子方程式________________________。 19. 为增大丙装置中的化学反应速率可采取的措施是________。(不定项) A. 增加Fe(OH)3的量 B. 适当增加KOH浓度 C. 冰水浴换为热水浴 D. 搅拌 工业上也可通过用电化学方法制备Na2FeO4，再将其转化为K2FeO4，装置示意图如下。 20. Ni电极连接光伏电池的________极。 21. 下列说法正确的是________。(不定项) A. 膜a是Na+离子交换 B. 膜a是质子交换膜 C. 膜b是Na+离子交换膜 D. 膜b是质子交换膜 22. Fe电极的电极反应式________________________。 可用间接碘量法测定K2FeO4纯度，步骤如下：①称取0.1500gK2FeO4样品溶于过量的KOH和KI混合溶液中；②待样品充分溶解后，加硫酸溶液酸化，避光放置至反应完全；③加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定，重复三次，平均消耗Na2S2O3标准溶液20.95mL。 步骤②中反应：2+6I-+16H+=2Fe3++3I2+8H2O； 步骤③中反应：I2++2I-。 23. 样品中K2FeO4的质量分数为________。(精确到小数点后3位) 24. 若配制Na2S2O3标准溶液的过程中，定容时俯视溶液的凹液面，则所测K2FeO4的质量分数会________。 A．不影响 B．偏高 C．偏低 三、他非诺喹中间体的合成 他非诺喹是一种抗疟疾新药。其中中间体J的合成路线如下(部分条件已省略)： 已知： ① ② 25. J中官能团的名称__________________________。 26. 有关中间体J的说法正确的是________。(不定项) A. 分子式为C11H13NO3 B. 通过质谱图确定所含官能团 C. 不存在手性碳原子 D. 可发生取代反应，加成反应和消去反应 27. A→B的反应条件为______________。 28. G→H的反应类型是__________。 A. 氧化 B. 还原 C. 消去 D. 取代 29. D的结构简式为______________________。 30. 写出E→F的化学方程式_______________________________________________。 31. F→G反应中NaOH的作用是____________________________________________。 32. X是D的同分异构体，已知X既可以与NaHCO3溶液反应放出CO2，又可以与银氨溶液发生反应生成银镜，则符合条件的X共有________种。 A. 6 B. 8 C. 10 D. 12 33. Y也是D的同分异构体，1molY能与足量银氨溶液生成4molAg，Y的核磁共振氢谱中有3组吸收峰，峰面积比为1∶1∶3，Y的结构简式为____________________________。 34. 已知：。综合上述信息，写出以环己烯为主要原料制备的合成路线_____________________。(其他试剂任选) 四、工业水垢的形成与去除 煤矿电机工作时依靠地下水循环降温，设备长期使用后，冷却管内壁形成水垢，其主要成分是CaCO3、Mg(OH)2及CaSO4。25℃时各物质的Ksp见表1；该地下水成分检测结果见表2。 表1 25℃物质的Ksp 物质 CaCO3 MgCO3 Mg(OH)2 CaSO4 Ksp 2.8×10-9 6.8×10-6 5.6×10-12 4.9×10-5 表2煤矿地下水检测报告 检测指标 Ca2+ Mg2+ Cl- 检测结果(mg·L-1) 136 28 31 209 17 I．水垢的形成 35. 地下水总硬度由Ca2+和Mg2+的离子浓度总和决定。该煤矿地下水的总硬度(以CaCO3计)为________mg·L-1。 36. 写出产生水垢CaCO3的离子方程式____________________________________；请从平衡移动的角度解释水垢中主要成分是Mg(OH)2而非MgCO3的原因__________________________________________________________________________________。 Ⅱ．“酸溶法”去除水垢 水垢会损害设备、提升能耗，还影响生产安全，必须及时去除，最初工业上多用盐酸除垢。某同学用CaCO3悬浊液模拟工业水垢，向200 mLCaCO3悬浊液中分多次滴入1 mL 0.1 mol·L-1盐酸，并用钙离子传感器和pH传感器监测到Ca2+的浓度与pH的变化如下图所示。 37. 未加盐酸时，测得碳酸钙悬浊液(对应图中OA段)的pH≈9.6，其原因是____________________________________________(用离子方程式表示)。 38. 多次滴加盐酸时，下列说法正确的是________。(不定项) A. A点发生的反应为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ B. B点溶液中：2c(Ca2+)+c(H+)=2c()+c()+c(Cl-)+c(OH-) C. AB段表明，碳酸钙悬浊液又逐渐达到新的溶解平衡 D. 继续多次加入盐酸，后续曲线变化均会重复AB段的变化趋势 39. 已知25℃时Ka()=1.02×10-2，通过计算比较CaSO4在水中和在盐酸中溶解度的大小______________________。(写出计算过程) Ⅲ．“碱煮”去除水垢 目前，工业生产中经常通过“碱煮”的方法去除水垢，其生产流程如下图所示。 40. “碱煮法”中用Na2CO3溶液浸泡，目的是将CaSO4转化为CaCO3后再去除。下列说法错误的__________。 A. Na2CO3溶液中存在：c(OH-)=c(H+)+c()+c(H2CO3) B. 转化反应的离子方程式为：CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq) C. 在CaCO3和CaSO4共存体系中，=1.75×104 D. Na2CO3溶液浓度越大，转化越快 41. “碱煮”与“酸溶法”相比，优势是___________________、不足是_______________(各任写一点)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二化学 考生注意：标注不定项的选择题，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1分，错选不得分；其他选择题，每题只有1个正确选项。 一、三氯氢硅的用途 工业上常用三氯氢硅()还原法制备高纯硅，高纯硅是信息技术和新能源领域的核心材料，其制备流程如下： 1. 在元素周期表中的位置是________，的电子式为________。 2. 下列元素原子半径大小的比较，正确的是________。 A. B. C. D. 3. 下列事实中，不能说明碳元素的非金属性强于硅元素的是________。(不定项) A. 气态氢化物的稳定性： B. 酸性： C. 导电能力：石墨>晶体硅 D. 碳可置换出硅： 过程ii中，主反应① 副反应② 过程iii中，反应③ 4. 制备高纯硅的上述流程中，________和________可以循环使用，以节约成本。 5. 反应③只有在高温下才能自发进行，其原因是________________________。 6. 过程ii中，一定压强下，分别改变进料比与反应温度，测得产率的变化如下图所示。下列说法正确的是________。 A. 降低压强有利于提高的产率 B. 升高温度有利于提高的产率 C. 进料比过高，有利于副反应发生，产率低 D. 温度为，平衡常数： 工业上在一定条件下可制备：反应④。向容积为的恒容密闭容器中充入(g)，测得反应体系中(g)的物质的量分数随温度变化的关系如下图所示： 7. 下列能判断反应④达到化学平衡状态的是________。 A. B. 与的物质的量之比不变 C. 混合气体的平均摩尔质量不再发生变化 D. 混合气体的密度不再发生变化 8. 下列说法错误的是________。 A. 反应④的 B. a点与c点的反应速率相等 C. b点时的转化率达到最大值 D. c点时正反应速率等于逆反应速率 9. 若反应达到b点((g)的物质的量分数为78%)的时间为min，则内，________。 【答案】1. ①. 第三周期第ⅣA族 ②. 2. D 3. CD 4. ①. ②. 5. 反应③的、，只有高温下，才有 6. C 7. A 8. B 9. 【解析】 【1题详解】 硅原子的核外电子排布为，故硅元素位于第三周期第ⅣA族。硅原子有4个价电子，分别与1个氢原子和3个氯原子形成1对共用电子，每个氯原子还保留3对孤电子，电子式为 ； 【2题详解】 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径大小顺序为； 【3题详解】 A．同主族元素气态氢化物的稳定性可反映元素的非金属性，说明碳元素的非金属性强于硅元素，A正确； B．最高价氧化物对应水化物的酸性可反映元素的非金属性，说明碳元素的非金属性强于硅元素，B正确； C．石墨和晶体硅的导电能力主要由物质结构决定，不能据此比较碳元素与硅元素的非金属性，C错误； D．碳在高温下还原二氧化硅与反应条件和生成一氧化碳气体有关，不能据此比较碳元素与硅元素的非金属性，D错误； 故选CD。 【4题详解】 过程ii消耗并生成，过程iii消耗并生成，因此二者均可循环使用； 【5题详解】 反应③是主反应①的逆反应，所以；反应后气体物质的量增多，故。由可知，只有温度足够高使时，反应才能自发进行； 【6题详解】 A．主反应①正向气体物质的量减小，降低压强使平衡逆向移动，不利于提高产率，A错误； B．图中三条曲线均随温度升高而下降，升高温度不利于提高产率，B错误； C．副反应②消耗的化学计量数比主反应①更大，进料比过高时副反应更易发生，图中进料比为6∶1时产率最低，C正确； D．平衡常数只与温度有关，x、y、z对应的温度均为，故，D错误； 故选C。 【7题详解】 A．达到平衡时正、逆反应速率相等；按化学计量数换算，，A正确； B．两种生成物均由零开始并按1∶1生成，其物质的量之比在反应过程中始终不变，不能据此判断平衡，B错误； C．反应前后气体总物质的量不变，且体系总质量不变，混合气体的平均摩尔质量始终不变，不能据此判断平衡，C错误； D．恒容密闭容器内气体总质量和体积均不变，密度始终不变，不能据此判断平衡，D错误； 故选A。 【8题详解】 A．高温平衡控制区内，升高温度时的物质的量分数增大，说明升温使平衡逆向移动，因此正反应放热，，A正确； B．a点与c点的组成相同，但c点温度更高，反应速率更大，二者反应速率不相等，B错误； C．b点时的物质的量分数最小，故其转化率达到最大值，C正确； D．c点位于高温平衡控制区，体系达到化学平衡，正反应速率等于逆反应速率，D正确； 故选B。 【9题详解】 设反应生成SiH2Cl2的物质的量为，根据方程式可知消耗的物质的量为2x mol。反应前后气体总物质的量不变，均为，故b点有，解得。容器体积为，因此。 二、高铁酸钾的性质及制备 高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效、多功能的水处理剂，在低温、碱性环境中性质稳定，在高温、中性及酸性条件下易分解。K2FeO4与水反应生成O2、KOH和Fe(OH)3(胶体)。 10. 下列关于Fe(OH)3胶体的说法正确的是________。 A. 是红褐色不透明液体 B. 滤纸可将Fe(OH)3胶粒与水分离 C. 向其中逐滴加入稀盐酸，先出现沉淀后沉淀溶解 D. 能产生丁达尔现象是因为胶体粒子对光的反射 11. 下列关于K2FeO4的说法错误的是________。 A. 一定含离子键 B. 是离子化合物 C. 固体能导电 D. 熔化状态能导电 12. K2FeO4作为水处理剂起到的作用是________________，________________。 工业上用次氯酸盐氧化法制备K2FeO4，主要流程如下图所示(方框内为主要产物)。 13. 步骤②中发生反应：Fe3++ClO-+_________=+Cl-+_________H2O。将反应物补全、配平该离子方程式，并标出电子转移方向与数目________________。 14. 步骤④中能生成K2FeO4，可能的原因是__________________________________________。 15. 步骤⑤提纯过程中溶解粗K2FeO4应选用________。 A. H2O B. 稀H2SO4 C. NaOH溶液 D. KOH溶液 16. 步骤⑤中采用的提纯方法是________。 A. 过滤 B. 萃取 C. 重结晶 D. 蒸馏 下图是实验室利用Fe(OH)3、Cl2和KOH，模拟流程中步骤②~④制备粗K2FeO4的装置示意图(夹持装置已省略)。 17. 甲装置中橡胶管的作用是___________________________________。乙装置中溶液A为______________；通入N2的目的是_____________________。 18. 丁装置是为了防止有毒气体进入空气中，写出相关的离子方程式________________________。 19. 为增大丙装置中的化学反应速率可采取的措施是________。(不定项) A. 增加Fe(OH)3的量 B. 适当增加KOH浓度 C. 冰水浴换为热水浴 D. 搅拌 工业上也可通过用电化学方法制备Na2FeO4，再将其转化为K2FeO4，装置示意图如下。 20. Ni电极连接光伏电池的________极。 21. 下列说法正确的是________。(不定项) A. 膜a是Na+离子交换 B. 膜a是质子交换膜 C. 膜b是Na+离子交换膜 D. 膜b是质子交换膜 22. Fe电极的电极反应式________________________。 可用间接碘量法测定K2FeO4纯度，步骤如下：①称取0.1500gK2FeO4样品溶于过量的KOH和KI混合溶液中；②待样品充分溶解后，加硫酸溶液酸化，避光放置至反应完全；③加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定，重复三次，平均消耗Na2S2O3标准溶液20.95mL。 步骤②中反应：2+6I-+16H+=2Fe3++3I2+8H2O； 步骤③中反应：I2++2I-。 23. 样品中K2FeO4的质量分数为________。(精确到小数点后3位) 24. 若配制Na2S2O3标准溶液的过程中，定容时俯视溶液的凹液面，则所测K2FeO4的质量分数会________。 A．不影响 B．偏高 C．偏低 【答案】10. C 11. C 12. ①. 杀菌消毒 ②. 吸附水中悬浮物、净水 13. 14. 在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4 15. D 16. C 17. ①. 平衡分液漏斗与圆底烧瓶内压强，使浓盐酸能够顺利流下 ②. 饱和食盐水 ③. 将装置中残留氯气赶入丁装置充分吸收，防止氯气污染空气 18. 19. BD 20. 负 21. AC 22. 23. 24. C 【解析】 【分析】本题的第4问到第6问，将氯气通入氢氧化钠溶液中，生成次氯酸钠，次氯酸钠再和硝酸铁反应生成高铁酸钠，处理后，再将高铁酸钠固体和饱和氢氧化钾混合得到粗高铁酸钾，处理后得到产品； 本题第8问到第10问，利用浓盐酸和高锰酸钾反应制备氯气，除杂后在装置丙中和氢氧化铁反应，得到产品，最后注意尾气处理，以此解题。 【10题详解】 A.氢氧化铁胶体是红褐色澄清透明溶液，错误； B.氢氧化铁胶粒和水都能透过滤纸，错误； C.氢氧化铁胶体中加入稀盐酸，胶体先聚沉后生成沉淀，后与盐酸溶液反应生成氯化铁溶液，正确； D.胶体对光的散射作用使其发生丁达尔现象，错误； 故选C； 【11题详解】 K2FeO4中含有K+与之间的离子键，属于离子化合物，融化后能导电，固体不导电，故选C； 【12题详解】 高铁酸钾（K2FeO4）在水中能消毒杀菌是因为有强氧化性，净水的原因是高铁酸钾的还原产物铁离子能生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体有吸附性，吸附水中悬浮物、起净水作用。故既有杀菌消毒的作用又有吸附水中悬浮物、起净水作用； 【13题详解】 双线桥需标注化合价变化、电子得失数目，总转移电子数为6，得失电子守恒，可表示为； 【14题详解】 加入氯化钾固体将高铁酸钠转化为高铁酸钾，反应能发生的原因是在相同条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，使得高铁酸钠转化为溶解度较小的高铁酸钾晶体析出； 【15题详解】 K2FeO4 固体在水、稀硫酸、NaOH 溶液中的溶解度均较大，故提纯过程中溶解粗K2FeO4 固体应选用KOH 溶液中，答案选D； 【16题详解】 提纯粗K2FeO4采用的方法是重结晶、洗涤、低温烘干的方法；答案选C； 【17题详解】 橡胶管连通漏斗和烧瓶，消除压强差，液体顺利滴下；利用浓盐酸制备的氯气中含有氯化氢，可以用饱和食盐水除去，则乙装置中溶液A为饱和食盐水；氯气有毒，则通入氮气可以将装置中残留氯气赶入丁装置充分吸收，防止氯气污染空气； 【18题详解】 丁装置中氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠，离子方程式为：； 【19题详解】 A．Fe(OH)3是固体，增加固体用量，不改变反应速率，A错误； B．适当增加KOH浓度，增大反应物浓度，加快反应速率，B正确； C．换热水浴，温度升高，但K2FeO4受热易分解，虽然速率加快，但产物会分解，实验不能采用，C错误； D．搅拌，增大固液接触面积，加快反应速率，D正确； 故选BD； 【20题详解】 由图可知，Ni电极上水中的氢得到电子生成氢气，则该电极为阴极，则Ni电极连接光伏电池的负极； 【21题详解】 Ni电极反应式为：，生成大量OH-，需要Na+迁移过来，形成浓NaOH，膜a为Na+交换膜；阳极Fe电极反应式：，高铁酸根离子再结合钠离子形成高铁酸钠，该电极消耗8个氢氧根离子，最终形成高铁酸钠只需要2个钠离子，结合溶液中电荷守恒，其他的钠离子通过膜b向中间室移动，则膜b为钠离子交换膜，故选AC； 【22题详解】 结合上一问分析可知，Fe电极的电极反应式为：； 【23题详解】 根据题意，步骤②中反应：2+6I-+16H+=2Fe3++3I2+8H2O；步骤③中反应：I2++2I-，故可得关系式～3，则，产品中，则样品中的质量分数为； 【24题详解】 配制Na2S2O3，定容俯视凹液面：溶液体积偏小，标准液浓度c偏大，滴定时，消耗标准液体积V测偏小；由关系式，计算得到的n(K2FeO4)偏小，测得质量分数偏低，故选C。 三、他非诺喹中间体的合成 他非诺喹是一种抗疟疾新药。其中中间体J的合成路线如下(部分条件已省略)： 已知： ① ② 25. J中官能团的名称__________________________。 26. 有关中间体J的说法正确的是________。(不定项) A. 分子式为C11H13NO3 B. 通过质谱图确定所含官能团 C. 不存在手性碳原子 D. 可发生取代反应，加成反应和消去反应 27. A→B的反应条件为______________。 28. G→H的反应类型是__________。 A. 氧化 B. 还原 C. 消去 D. 取代 29. D的结构简式为______________________。 30. 写出E→F的化学方程式_______________________________________________。 31. F→G反应中NaOH的作用是____________________________________________。 32. X是D的同分异构体，已知X既可以与NaHCO3溶液反应放出CO2，又可以与银氨溶液发生反应生成银镜，则符合条件的X共有________种。 A. 6 B. 8 C. 10 D. 12 33. Y也是D的同分异构体，1molY能与足量银氨溶液生成4molAg，Y的核磁共振氢谱中有3组吸收峰，峰面积比为1∶1∶3，Y的结构简式为____________________________。 34. 已知：。综合上述信息，写出以环己烯为主要原料制备的合成路线_____________________。(其他试剂任选) 【答案】25. 酮羰基、酰胺基（肽键）和醚键 26. AC 27. 浓硫酸、加热 28. B 29. 30. 31. 中和反应生成的，促进平衡正向移动；同时将转化为亲核性更强的，加快取代反应速率 32. D 33. 34. 【解析】 【分析】D分子式为，H分子式为，D与H反应生成J，J的结构简式为，由已知②可以推断出D的结构简式为，H的结构简式为，由已知①推出B的结构简式为,则A的结构简式为,由F的分子式以及H的结构推出F的结构简式为，由G的分子式，及F和H的结构，推出G的结构简式为。 【25题详解】 观察J的结构，其中包含三种官能团：酮羰基、酰胺基（肽键）和醚键； 【26题详解】 A．数J的原子数目，可得分子式为，计算正确，A正确； B．质谱图用于确定有机物的相对分子质量，红外光谱才是确定官能团的手段，B错误； C．手性碳原子需连接4个不同基团，J中所有碳原子均不满足此条件，不存在手性碳原子，C正确； D．J可发生取代（酰胺水解、苯环取代）、加成（苯环、羰基加成），但无羟基/卤素原子等可发生消去反应的基团，无法发生消去反应，D错误。 因此正确选项为AC； 【27题详解】 A是（乙酸），与乙醇发生酯化反应生成B（乙酸乙酯），酯化反应的条件为浓硫酸、加热； 【28题详解】 G是含硝基的芳香化合物（），H是，反应中硝基被还原为氨基，同时醛基被还原为饱和结构，属于还原反应，选B； 【29题详解】 由分析知D的结构简式为； 【30题详解】 E是间氯苯甲醛，与在催化剂作用下发生硝化反应，在苯环上引入硝基，生成F（），反应方程式为：； 【31题详解】 F是，与在加热条件下发生亲核取代反应，被取代。的作用是：中和反应生成的，促进平衡正向移动；同时将转化为亲核性更强的，加快取代反应速率； 【32题详解】 X是D（）的同分异构体，含（与反应）和（与银氨溶液反应），相当于丁烷氢原子被和取代，利用定一动一的方法，正丁烷有8种取代方式，异丁烷有4种取代方式，共12种结构，选D； 【33题详解】 Y是D的同分异构体，1 mol Y生成4 mol Ag，说明含2个；核磁共振氢谱有3组峰，峰面积比，说明结构对称。结合分子式，Y的结构简式为； 【点睛】目标产物为环戊酮-2-羧酸乙酯，利用已知①反应原理合成：。 四、工业水垢的形成与去除 煤矿电机工作时依靠地下水循环降温，设备长期使用后，冷却管内壁形成水垢，其主要成分是CaCO3、Mg(OH)2及CaSO4。25℃时各物质的Ksp见表1；该地下水成分检测结果见表2。 表1 25℃物质的Ksp 物质 CaCO3 MgCO3 Mg(OH)2 CaSO4 Ksp 2.8×10-9 6.8×10-6 5.6×10-12 4.9×10-5 表2煤矿地下水检测报告 检测指标 Ca2+ Mg2+ Cl- 检测结果(mg·L-1) 136 28 31 209 17 I．水垢的形成 35. 地下水总硬度由Ca2+和Mg2+的离子浓度总和决定。该煤矿地下水的总硬度(以CaCO3计)为________mg·L-1。 36. 写出产生水垢CaCO3的离子方程式____________________________________；请从平衡移动的角度解释水垢中主要成分是Mg(OH)2而非MgCO3的原因__________________________________________________________________________________。 Ⅱ．“酸溶法”去除水垢 水垢会损害设备、提升能耗，还影响生产安全，必须及时去除，最初工业上多用盐酸除垢。某同学用CaCO3悬浊液模拟工业水垢，向200 mLCaCO3悬浊液中分多次滴入1 mL 0.1 mol·L-1盐酸，并用钙离子传感器和pH传感器监测到Ca2+的浓度与pH的变化如下图所示。 37. 未加盐酸时，测得碳酸钙悬浊液(对应图中OA段)的pH≈9.6，其原因是____________________________________________(用离子方程式表示)。 38. 多次滴加盐酸时，下列说法正确的是________。(不定项) A. A点发生的反应为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ B. B点溶液中：2c(Ca2+)+c(H+)=2c()+c()+c(Cl-)+c(OH-) C. AB段表明，碳酸钙悬浊液又逐渐达到新的溶解平衡 D. 继续多次加入盐酸，后续曲线变化均会重复AB段的变化趋势 39. 已知25℃时Ka()=1.02×10-2，通过计算比较CaSO4在水中和在盐酸中溶解度的大小______________________。(写出计算过程) Ⅲ．“碱煮”去除水垢 目前，工业生产中经常通过“碱煮”的方法去除水垢，其生产流程如下图所示。 40. “碱煮法”中用Na2CO3溶液浸泡，目的是将CaSO4转化为CaCO3后再去除。下列说法错误的__________。 A. Na2CO3溶液中存在：c(OH-)=c(H+)+c()+c(H2CO3) B. 转化反应的离子方程式为：CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq) C. 在CaCO3和CaSO4共存体系中，=1.75×104 D. Na2CO3溶液浓度越大，转化越快 41. “碱煮”与“酸溶法”相比，优势是___________________、不足是_______________(各任写一点)。 【答案】35. 456.7 36. ①. Ca2++2CaCO3↓+CO2↑+H2O ②. 溶液中存在MgCO3的溶解平衡：MgCO3 (s)Mg2+(aq)+ (aq)，会发生水解：+H2O+OH-使溶液中OH-浓度升高。对比溶度积数据：KspMg(OH)2=5.6×10-12远小于KspMgCO3=6.8×10-6，Mg2+与OH-的离子积更容易达到Mg(OH)2的溶度积，促使MgCO3的溶解平衡正向移动，逐渐转化为更难溶的Mg(OH)2沉淀，因此水垢中主要成分是Mg(OH)2而非MgCO3 37. +H2O+OH- 38. BC 39. CaSO4在盐酸中的溶解度大于在纯水中的溶解度；计算如下： 难溶盐CaSO4的溶解平衡为：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)其溶度积常数KspCaSO4=4.9×10-5，设纯水中溶解度为s1，则平衡时c(Ca2+)=s1，c()=s1，代入溶度积公式：KspCaSO4=c(Ca2+)·c()=s12=4.9×10-5解得：s1==7×10-3 mol/L； 计算CaSO4在盐酸中的溶解度（以0.1 mol/L HCl为例，体现酸效应），在酸性溶液中会发生副反应：+H+=，此时溶解出的硫元素总浓度满足c()+c()=s(溶解度)，c(Ca2+)=s，结合25℃时Ka()=1.02×10-2，可得Ka()==1.02×10-2，盐酸浓度为0.1mol/L，则氢离子浓度为0.1mol/L，代入上式得c()=0.102c()，再结合c()+c()=s，可计算c()≈0.093s，将其代入KspCaSO4=c(Ca2+)·c()=0.093s2=4.9×10-5，解得s≈2.3×10-2 mol/L，可以明显看出盐酸中的溶解度远大于纯水中的溶解度 40. A 41. ①. 对设备腐蚀性相对较低 ②. 反应需要温度较高整体能耗较高 【解析】 【35题详解】 总硬度以CaCO3计，需要将水中Ca2+和Mg2+的质量浓度，全部换算成对应量的CaCO3质量浓度后求和。换算依据：物质的量关系上，1 molCa2+或1 molMg2+都对应1 molCaCO3，各物质摩尔质量：M(Ca2+)=40 g/mol、M(Mg2+)=24 g/mol、M(CaCO3)=100 g/mol； 分步计算：Ca2+换算为CaCO3的浓度：×100g/mol=340 mg·L-1， Mg2+换算为CaCO3的浓度：×100g/mol=116.7 mg·L-1，总硬度求和：340+116.7=456.7 mg·L-1； 【36题详解】 ①碳酸氢根在加热条件下分解为碳酸根、水和二氧化碳，碳酸根直接与钙离子结合生成碳酸钙沉淀，合并得到离子方程式：Ca2++2CaCO3↓+CO2↑+H2O； ②溶液中存在MgCO3的溶解平衡：MgCO3(s)Mg2+(aq)+(aq)，会发生水解： +H2O+OH-使溶液中OH-浓度升高。对比溶度积数据：KspMg(OH)2=5.6×10-12远小于KspMgCO3=6.8×10-6，Mg2+与OH-的离子积更容易达到Mg(OH)2的溶度积，促使MgCO3的溶解平衡正向移动，逐渐转化为更难溶的Mg(OH)2沉淀，因此水垢中主要成分是Mg(OH)2而非MgCO3； 【37题详解】 碳酸钙悬浊液中存在沉淀溶解平衡：CaCO3(s)Ca2+(aq)+(aq)，溶液中的碳酸根会发生分步水解，使溶液显弱碱性，水解反应为：+H2O+OH-，主要以第一步水解为主； 【38题详解】 A．A点体系中还存在大量未被盐酸直接反应的碳酸钙，此时的反应本质是碳酸钙溶解出的碳酸根先和H+结合生成，即+H+=，而非直接发生CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，A错误； B．根据溶液的电荷守恒规律：溶液中所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带负电荷总数，正确的电荷守恒式应为2c(Ca2+)+c(H+)=2c()+c()+c(Cl-)+c(OH-)，B点的该式完全符合电荷守恒的要求， B正确； C．AB段体系为碳酸钙悬浊液，滴加少量盐酸后，原有溶解平衡被轻微扰动，之后碳酸钙的溶解过程会逐步调整，最终建立新的溶解平衡，该描述符合溶解平衡的移动规律，C正确； D．当盐酸持续多次加入后，碳酸钙会被完全消耗，体系中不再有碳酸钙固体，后续再加入盐酸，体系不存在碳酸钙溶解平衡的相关变化，曲线不会重复AB段的变化趋势，D错误； 故答案选BC。 【39题详解】 计算CaSO4在纯水中的溶解度：难溶盐CaSO4的溶解平衡为：CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq)其溶度积常数KspCaSO4=4.9×10-5，设纯水中溶解度为s1，则平衡时c(Ca2+)=s1，c()=s1，代入溶度积公式KspCaSO4=c(Ca2+)·c()=s12=4.9×10-5解得：s1==7×10-3 mol/L； 计算CaSO4在盐酸中的溶解度（以0.1 mol/L HCl为例，体现酸效应），在酸性溶液中会发生副反应：+H+=，此时溶解出的硫元素总浓度满足：c()+c()=s(溶解度)，c(Ca2+)=s，结合25℃时Ka()=1.02×10-2，可得Ka()==1.02×10-2，盐酸浓度为0.1mol/L，则氢离子浓度为0.1mol/L，代入上式得c()=0.102c()，再结合c()+c()=s，可计算c()≈0.093s，将其代KspCaSO4=c(Ca2+)·c()=0.093s2=4.9×10-5，解得s≈2.3×10-2 mol/L，对比纯水中的溶解度s1=7×10-3 mol/L和盐酸中的s≈2.3×10-2 mol/L，可以明显看出盐酸中的溶解度远大于纯水中的溶解度，CaSO4在盐酸中的溶解度大于在纯水中的溶解度； 【40题详解】 A．根据Na2CO3溶液中的质子守恒规律，水电离出的H+总量与水电离出的OH-总量相等。正确的质子守恒式应为：c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2CO3)，选项中H2CO3的系数为1，不符合守恒关系，A错误； B．沉淀转化过程中，微溶的CaSO4固体和溶液中的反应，生成更难溶的CaCO3固体和，该反应为可逆的沉淀溶解平衡移动过程，对应的离子方程式CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)书写完全正确，B正确； C．在CaCO3和CaSO4共存体系中，==代入常见溶度积数值KspCaSO4=4.9×10-5、KspCaCO3=2.8×10-9，计算可得比值约为1.75×104，C正确； D．增大反应物Na2CO3的溶液浓度，会提高溶液中的浓度，加快沉淀转化的反应速率，因此转化过程会变快，D正确； 故答案选A。 【41题详解】 酸溶法通常使用强酸作为浸出试剂，对设备腐蚀性强，还容易产生大量酸性废液。 碱煮一般使用Na2CO3等作为反应介质，优势：碱煮的选择性更强，可以优先浸出目标组分，浸出液杂质含量低；同时对设备的腐蚀性远低于强酸体系等。不足：碱煮体系的反应通常需要更高的温度或者更高的试剂浓度才能达到理想的浸出效率，整体能耗相对更高。任选一条即可。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $