精品解析：北京市第十三中学2022-2023学年高三上学期期中化学试卷

北京市第十三中学2022-2023学年高三上学期期中 化学试卷 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 本卷共14道小题，每小题3分，共42分。请在每小题列出的4个选项中，选出符合题目要求的1个选项。 1. 下列物质的应用中，与氧化还原反应无关的是 A. 用含Fe2O3的铁矿石冶炼Fe B. 用Na2O2作潜水艇的供氧剂 C. 用NaOH作沉淀剂去除粗盐水中的Mg2+ D. 以NH3为原料制备HNO3 【答案】C 【解析】 【详解】A．用含氧化铁的铁矿石冶炼铁时，氧化铁中铁元素的化合价降低被还原，与氧化还原反应有关，故A不符合题意； B．用过氧化钠作潜水艇的供氧剂时，过氧化钠中氧元素的化合价即升高被氧化，又降低被还原，与氧化还原反应有关，故B不符合题意； C．用氢氧化钠溶液作沉淀剂去除粗盐水中的镁离子时，没有元素发生化合价变化，与氧化还原反应无关，故C符合题意； D．以氨气为原料制备硝酸时，氨气中氮元素的化合价升高被氧化，与氧化还原反应有关，故D不符合题意； 故选C。 2. 氘(H)和氚(H)是氢的两种同位素，其中仅H具有放射性。下列说法正确的是 A. H2O的相对分子质量为18 B. H的中子数为1 C. H2O具有放射性 D. 可用质谱区分H2和H2 【答案】D 【解析】 【详解】A．的相对分子质量，A错误； B．3H的中子数=3-1=2，B错误； C．有放射性，H2O不具有放射性，C错误； D．H2和H2的相对分子质量分别为2和4，可以用质谱区分，D正确； 故选D。 3. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. NaOH的电子式： B. 基态Cr的价层电子排布式： C. 基态硅原子的价层电子轨道表示式： D. 的空间结构模型 【答案】D 【解析】 【详解】A．NaOH为离子化合物，其电子式为：，故A错误； B．基态Cr的价层电子排布式：，故B错误； C．Si最外层电子数为4，正确的价电子排布为：，故C错误； D．中心C原子价层电子对数为3，不含孤电子对，离子构型为平面三角形，故D正确； 故选：D。 4. 下列方程式不能合理解释事实的是 A. 电解饱和食盐水：2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑ B. 电解精炼铜的阴极反应：Cu2++2e-=Cu C. 钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- D. 铅蓄电池的负极反应：Pb+-2e-=PbSO4 【答案】A 【解析】 【详解】A．电解饱和食盐水时，是弱电解质不能拆写为，正确离子方程式为，A错误； B．电解精炼铜时，阴极上得电子发生还原反应生成，反应式书写正确，B正确； C．钢铁发生吸氧腐蚀，正极上得电子与水反应生成，反应式书写正确，C正确； D．铅蓄电池负极上失电子，与结合生成，反应式书写正确，D正确； 故选A。 5. 下列物质的性质不能用化学键解释的是 A. 热稳定性：CH4>SiH4 B. 干冰常温易升华 C. 离子晶体硬度大 D. 熔点：金刚石>单晶硅 【答案】B 【解析】 【详解】A．热稳定性取决于分子内共价键的键能，的原子半径小于，键键长更短、键能更大，故比稳定，可以用化学键解释，A不符合题意； B．干冰属于分子晶体，升华过程只需要克服分子间作用力，不破坏化学键，其易升华的性质不能用化学键解释，B符合题意； C．离子晶体中存在强离子键，难以被外力破坏，故硬度大，可以用化学键解释，C不符合题意； D．金刚石和单晶硅均为共价晶体，熔化时破坏共价键，键键能大于键，故金刚石熔点更高，可以用化学键解释，D不符合题意； 故选B。 6. 氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中的还原反应，其催化机理如图。 途径一：A→B→C→F 途径二：A→B→C→D→E 下列说法不正确的是 A. 途径一中存在极性共价键的断裂与形成 B. 途径一的电极反应是 C. 途径二，1mol 得到4mol D. 氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图中信息可知，途径一中有C-O键、O-H键的形成，也有C-O键的断裂，选项A正确； B．途径一的过程中有O2的参与和二次增加H+、e-，最后从催化剂中放出H2O2,其电极反应是，选项B正确； C．途径二中，有O2参与，途中二次增加H+、e-和一次增加2H+、2e-，故1mol 得到4mol ，选项C正确； D．氮掺杂的碳材料降低了反应的活化能，但不能改变焓变，选项D不正确； 答案选D。 7. 我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 分子中N原子有、两种杂化方式 B. 分子中含有手性碳原子 C. 该物质既有酸性又有碱性 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．该有机物中从左往右第一个N原子有一个孤对电子和两个σ键，为杂化；第二个N原子有一个孤对电子和三个σ键，为杂化，A正确； B．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，该有机物中没有手性碳原子，B错误； C．该物质中存在羧基，具有酸性；该物质中还含有 ，具有碱性，C正确； D．该物质中存在苯环可以发生加成反应，含有甲基可以发生取代反应，D正确； 故选B。 8. 一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图： 下列关于该高分子的说法不正确的是 A. 完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有相同的化学环境 B. 完全水解产物的单个分子中，含有官能团-COOH或-NH2 C. 该高分子结构中有氢键 D. 单体结构简式为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．该高分子含有酰胺键，完全水解产物为对苯二甲酸和对苯二胺，二者均为对位对称结构，苯环上的氢原子都只有1种化学环境，A正确； B．完全水解产物的官能团为和，B正确； C．由结构片段可知，分子中的与其他链段的羰基之间存在氢键，氢键会影响高分子的强度、熔点等性能，C正确； D．芳纶结构中含有肽键，采用切割法分析其单体为和，通过二者缩聚反应生成产品，其结构为，D错误； 故选D。 9. 聚乳酸(PLA)是最具潜力的可降解高分子材料之一，对其进行基团修饰可进行材料的改性，从而拓展PLA的应用范围。PLA和某改性的PLA的合成路线如图。 注：Bn是苯甲基() 下列说法不正确的是 A. 反应①是缩聚反应 B. 反应②中，参与聚合的F和E的物质的量之比是m：n C. 改性的PLA中，m：n越大，其在水中的溶解性越好 D. 在合成中Bn的作用是保护羟基，防止羟基参与聚合反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，反应①为乳酸分子间发生酯化反应生成聚乳酸 ，是缩聚反应，A项正确； B．由化合物G的结构可知，参与聚合的F和E物质的量之比是2m：n，B项错误； C．改性的PLA中，m：n越大，含羟基越多，其在水中的溶解性越好，C项正确； D．反应①中羟基也参与聚合反应，故反应②发生聚合反应时为要先引入Bn, 以防止羟基参与聚合反应中 ，D项正确； 答案选B。 10. 用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，②中现象不能证实①中发生了反应的是 ①中实验 ②中现象 A 加热无水乙醇和浓硫酸的混合物 酸性溶液褪色 B 加热溴丁烷与的乙醇溶液的混合物 溴水褪色 C 加热乙酸、乙醇和浓硫酸的混合物 饱和溶液的上层有无色油状液体产生 D 将铁粉、碳粉和溶液的混合物放置一段时间 导管中倒吸一段水柱 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．乙醇具有挥发性，乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色，故②中现象不能证实①中发生了反应，A项符合题意； B．乙醇具有挥发性，但乙醇不能使溴水褪色，溴水褪色证实1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液的混合物加热发生生成了CH2=CHCH2CH3，B项不符合题意； C．饱和Na2CO3溶液能吸收挥发出的乙醇、中和挥发出的乙酸，饱和Na2CO3溶液的上层有无色油状液体产生证实加热乙酸、乙醇和浓硫酸的混合物反应生成了难溶于饱和Na2CO3溶液的乙酸乙酯，C项不符合题意； D．将铁粉、碳粉和NaCl溶液的混合物放置一段时间，导管中倒吸一段水柱证实铁粉发生了吸氧腐蚀，D项不符合题意； 答案选A。 11. CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是 A. a电极连接电源的负极 B. 从a极区向b极区移动 C. b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D. a极区中c()逐渐增大 【答案】C 【解析】 【分析】从图中可以看出，在a电极，CO2、H2O得电子生成CO、H2，所以a为阴极，b为阳极。 【详解】A．由分析可知，a电极为阴极，则连接电源的负极，A正确； B．为阴离子，应从阴极向阳极移动，所以从a极区向b极区移动，B正确； C．b极为阳极， -2e-+2CH3COO-=+2CH3COOH，则溶液中c(CH3COO-)逐渐减小，C不正确； D．a极为阴极，CO2+2e-+2=CO+2+H2O，2+2e-=H2↑+2，所以c()逐渐增大，D正确； 故选C。 12. NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是 A. 1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C. 恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 D. 恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 【答案】B 【解析】 【详解】A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体,1 mol平衡混合气体中所含N原子大于1 mol 小于2mol ，A项错误； B．反应2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应，反应热=反应物总键能-生成物总键能，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确； C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误； D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误； 答案选B。 13. 利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A. ①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B. ①中检测到，推测可能发生反应：、 C. 随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D. ②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【解析】 【详解】A．随着反应的进行，一段时间后溶液中的减小，同时阴极发生电极反应：，生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了与铁的接触，故气体减少，A正确； B．因为溶液中有和，铁制镀件与其接触，铁可能与和发生氧化还原反应生成，B正确； C．当阴极有Cu析出时，阴极电极反应：，阳极电极反应：，又因为②中电解液中无Fe元素，根据得失电子守恒，溶液不变，C错误； D．②中与反应生成，使得比①溶液中小，Cu缓慢析出，镀层更致密，D正确； 答案选C。 14. 以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② 的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如下： 已知： 下列分析不正确的是 A. B. 400℃左右，体系发生的反应主要是② C. 由图可知，， D. 初始、，平衡后、，若只发生①、②，则的平衡转化率为24% 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应①的正反应为气体体积减小的方向，反应②反应前后气体体积不变，故增大压强，反应①正向移动，CO2的转化率增大，反应②不移动，因此 P1>P2，A正确； B．400℃时，由图可以看出， CH3OH 的选择性趋近为0，意味着转化为CH3OH的CO2为0，因此此时体系发生的反应主要是②，B正确； C．由图看出，随着温度升高，的选择性()逐渐降低，反应①向逆方向进行，因此正反应<0；同时，随着温度升高，前期的平衡转化率()逐渐降低，此阶段体系发生的反应主要是反应①，后期的平衡转化率()逐渐升高，此阶段体系发生的反应主要是反应②，因此>0，C正确； D ．平衡后，根据CO2的平衡转化率为30%，得出两个反应共消耗0.3mol CO2，又因为可知0.3mol CO2中有80%发生反应①转化为CH3OH，而0.3mol CO2中有20%发生反应②转化为CO，根据三段式可得： ， 两个反应中氢气的转化总量为0.78mol，所以氢气的转化率=，D错误； 故答案为：D。 第II卷（填空题，共58分）本部分共5小题，共58分 15. 以、和为主要成分的镀液可在某些材料上镀铜，原理如下： （1）基态原子的价层电子排布式为_______。 （2）根据反应原理分析 ①镀铜反应中，利用了的_______性。 ②选择进行化学镀铜的原因之一是它易溶于水。下列分析正确的是_______ a．、均属于极性分子 b．与之间能形成氢键 c．在醛基的碳氧双键中，电子偏向碳原子 （3）镀液中的、、三种微粒，空间结构为三角形的是_______。 （4）为防止与形成沉淀，可加入使形成配合物。能电离出和。 (EDTA4-) 中除部分O外，还能与配位的原子是_______。 （5）铜—镍镀层能增强材料的耐蚀性。按照核外电子排布，把元素周期表划分为5个区。位于_______区。 （6）聚酰亚胺具有高强度、耐紫外线、优良的热氧化稳定性等性质。某聚酰亚胺具有如下结构特征： 上述方法不适合在该聚酰亚胺基材上直接镀铜。原因是： ①_______。 ②聚合物有可能与配位。 【答案】（1）3d104s1 （2） ①. 还原 ②. ab （3）HCHO （4）N （5）d （6）该聚酰亚胺基材上存在酰胺键，在碱性条件下易发生水解而遭到破 【解析】 【小问1详解】 已知Cu是29号元素，则基态原子的价层电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1； 【小问2详解】 ①镀铜反应中，Cu2+被还原为Cu，HCHO被氧化为HCOO-，则HCHO为还原剂体现还原性，故答案为：还原； ②a．根据相似相溶原理可知，、均属于极性分子，a正确； b．能够形成分子间氢键的物质之间的溶解性增大，则与之间能形成氢键，b正确； c．由于O的电负性比C的大，在醛基的碳氧双键中，电子偏向氧原子，c错误； 故答案为：ab； 【小问3详解】 镀液中的、、三种微粒中中心原子S原子周围的价层电子对数为：4+=4，中心原子C原子周围的价层电子对数为：3+=3，中心原子O原子周围的价层电子对数为：2+=4，根据价层电子对互斥理论可知，它们的空间结构分别为正四面体形、平面三角形和V形，故答案为：HCHO； 【小问4详解】 由的结构简式可知， 部分O原子和N原子上有孤电子对，能与Cu2+形成配位键，则中除部分O外，还能与配位的原子是N，故答案为：N； 【小问5详解】 已知Ni是28号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，则位于d区，故答案为：d； 【小问6详解】 ①由于该聚酰亚胺基材上存在酰胺键，在碱性条件下易发生水解而遭到破坏，②聚合物中的O和 N中存在孤电子对，可能与配位，则上述方法不适合在该聚酰亚胺基材上直接镀铜，故答案为：该聚酰亚胺基材上存在酰胺键，在碱性条件下易发生水解而遭到破坏。 16. 以海绵铜（CuO、Cu）为原料制备氯化亚铜（CuCl）的一种工艺流程如下。 （1）“溶解”过程：生成CuSO4的反应方程式：CuO + H2SO4 === CuSO4 + H2O、________。 （2）“吸收”过程： ① 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) H = -112.6 kJ·mol-1 提高NO平衡转化率的方法是________（写出两种）。 ② 吸收NO2的有关反应如下： 反应Ⅰ：2NO2(g) + H2O(l) === HNO3(aq) + HNO2(aq) H = -116.1 kJ·mol-1 反应Ⅱ：3HNO2(aq) === HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(l) H = -75.9 kJ·mol-1 用水吸收NO2生成HNO3和NO的热化学方程式是________。 （3）“电解”过程： HNO2为弱酸。通过电解使HNO3得以再生，阳极的电极反应式是________。 （4）“沉淀”过程： ① 产生CuCl的离子方程式是_________。 ② 加入适量Na2CO3，能使沉淀反应更完全，原因是_________。 （5）测定CuCl含量： 称取氯化亚铜样品m g，用过量的FeCl3溶液溶解，充分反应后加入适量稀硫酸，用x mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液y mL。滴定时发生的离子反应：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ === 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O样品中CuCl（M＝99.5 g·mol-1）的质量分数为________。 【答案】 ①. ②. 降低温度、增大压强、提高等 ③. 3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g)△H=-212.1kJ·mol-1 ④. ⑤. ⑥. 消耗，使减小，有利于生成CuCl的反应正向进行 ⑦. 【解析】 【分析】海绵铜（CuO、Cu）中CuO与稀硫酸反应转化为硫酸铜，因硝酸在酸性条件下具有氧化性，会将Cu氧化为铜离子，最终生成硫酸铜，二氧化硫具有还原性，再讲铜离子还原为氯化亚铜；NO合理利用经过氧化与电解过程得到硝酸，据此分析作答。 【详解】（1）“溶解”过程除了氧化铜溶于稀硫酸过程，Cu在酸性条件下与硝酸会发生氧化还原反应，其化学方程式为：，故答案为 ； （2）① 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) H = -112.6 kJ·mol-1，该反应正向是气体体积分数减小的放热反应，则提高NO平衡转化率的方法可以为：降低温度、增大压强、提高等（任写两种即可）； ②根据盖斯定律可知，（反应Ⅰ×3+反应Ⅱ）得到用水吸收NO2生成HNO3和NO的热化学方程式为：3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g) △H=-[-116.1 kJ·mol-1×3+(-75.9 kJ·mol-1)]=-212.1kJ·mol-1，故答案为3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(aq)+NO(g)△H=-212.1kJ·mol-1； （3）电解过程中，阳极HNO2发生失电子的氧化反应生成硝酸，其电极反应式为； （4）①铜离子与二氧化硫发生氧化还原反应生成氯化亚铜，其离子方程式为：； ②生成氯化亚铜沉淀的方程式为：，反应中有硫酸生成，加入适量Na2CO3，其中消耗，使减小，有利于生成CuCl的反应正向进行； （5）氯化亚铜与氯化铁发生反应：Fe3++CuCl＝Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液，发生反应：6Fe2++Cr2O72-+14H+＝6Fe3++2Cr3++7H2O，反应的关系式为 6CuCl～6Fe2+～Cr2O72- 6 1 n xy×10-3mol n=6xy×10-3mol m（CuCl）=99.5g/mol×6xy×10-3mol=0.597xy g 则样品中CuCl的质量分数为。 【点睛】本题以物质制备为线索，考查了反应条件的控制、物质的作用、分离混合物的方法、反应的离子方程式的书写及物质含量的测定。在书写离子方程式时，若反应属于氧化还原反应，则应该符合电子守恒、电荷守恒、原子守恒，同时注意在酸性环境不可能存在大量OH-，同时在碱性溶液中不可能大量存在H+；当测定物质成分，发生的反应有多个步骤时，首先根据反应方程式得到已知物质与待求物质之间的关系式，然后利用关系式中相应物质的物质的量关系计算其物质的量，再根据n=m/M计算其质量，最后物质物质含量的计算式得到其质量分数。关系式法计算可以大大简化计算过程、步骤，同时增加了计算正确性。 17. 普卡必利可用于治疗某些肠道疾病，其合成路线如下（部分条件和产物略去）： 已知：i．R-NH2 ii． iii． （1）A中的官能团名称是氨基和_____。 （2）试剂a的结构简式是_____。 （3）的反应类型是_____。 （4）的化学方程式是_____。 （5）I的核磁共振氢谱只有一组峰，I的结构简式是_____。 （6）下列说法正确的是_____（填序号）。 a．的反应过程需要控制不过量 b．G与溶液作用显紫色 c．普卡必利中含有酰胺基和氨基，能与盐酸反应 （7）K→L加入的作用是_____。 （8）以G和M为原料合成普卡必利时，在反应体系中检测到有机物Q，写出中间产物P、Q的结构简式：_____、_____。 【答案】（1）碳氯键 （2） （3）取代反应 （4）+Cl2+HCl （5） （6） （7）吸收生成的，促进反应正移，利于的生成 （8） ①. ②. 【解析】 【分析】根据的结构简式，结合已知信息，采取逆推法，可判断和乙酸酐发生取代反应生成为，和单质溴发生取代反应生成，则的结构简式为，根据已知信息可知发生取代反应生成为，和氯气发生苯环上的取代反应生成，根据的分子式结合生成的反应条件以及最终产品的结构简式，可知的结构简式为，根据已知信息可知的结构简式为，则的结构简式为，根据的分子式可知的结构简式为，根据已知信息可判断的结构是，的核磁共振氢谱只有一组峰，所以的结构简式为：，据此解答。 【小问1详解】 根据A的结构简式可判断A中的官能团名称是氨基和碳氯键。 【小问2详解】 和试剂发生取代反应生成，结构式为，则的结构简式是。 【小问3详解】 根据以上分析可知的反应类型是取代反应。 【小问4详解】 根据以上分析可知的化学方程式是+Cl2+HCl。 【小问5详解】 的核磁共振氢谱只有一组峰，是环丙烷，结构简式是。 【小问6详解】 a．中含有2个溴原子，的结构是，的结构简式为，所以的反应过程需要控制甲醇不过量，a正确； b．G的结构简式为：，无酚羟基，与溶液作用不显紫色，b错误； c．根据普卡必利的结构简式可知分子中含有酰胺基和氨基，能与盐酸反应，c正确； 答案选。 【小问7详解】 中有溴化氢生成，则加入碳酸钾的作用是吸收生成的，促进反应正移，利于的生成。 【小问8详解】 生成时减少了个氢原子，其结构为：，这说明醇羟基被氧化为醛基，则的结构简式为，由于中的氨基和中的醛基发生加成反应生成，则的结构简式为 ，最后中羟基被氧化转化为普卡必利。 18. 工业上利用生产磷肥的副产品高磷镍铁制备硫酸镍晶体NiSO4·6H2O。 （1）制备含Ni2+溶液 高磷镍铁镍铁合金含Ni2+溶液 已知：i.高磷镍铁和镍铁合金中元素的百分含量： 元素/% Ni/% Fe/% P/% Co/% Cu/% 高磷镍铁 4.58 70.40 16.12 0.22 0.34 镍铁合金 52.49 38.30 5.58 1.73 1.52 ii.金属活动性：Fe＞Co＞Ni＞H ①依据数据，“转炉吹炼”的主要目的是：富集镍元素，除去部分___________。 ②“电解造液”时，用镍铁合金作阳极，H2SO4溶液作电解质溶液。电解过程中阴极产生的气体是___________。电解一段时间后，有少量Ni在阴极析出，为防止Ni析出降低NiSO4·6H2O的产率，可向电解质溶液中加入___________(填试剂)。 （2）制备NiSO4·6H2O 已知：常温下，金属离子完全转化为氢氧化物沉淀的pH： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ Co2+ Ni2+ 完全沉淀的pH 2.8 8.3 6.7 9.4 8.9 ①在酸性条件下，NaClO和Fe2+反应生成Fe3+和Cl—的离子方程式是___________。 ②已知Ni(OH)2的Ksp为5.48×10-16，滤液1中c(Ni2+)=1.37mol/L。结合数据说明不能通过调节溶液的pH除去Cu2+的原因：___________。(已知：lg5=0.7) ③从滤液3中获取NiSO4·6H2O的操作是___________、洗涤、干燥。 【答案】（1） ①. 铁元素和磷元素 ②. H2 ③. CuSO4溶液 （2） ①. ClO—+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl—+H2O ②. 由c(Ni2+)=1.37mol/L可知，溶液中c(OH—)= =2×10-8mol/L，溶液pH=6.3，小于铜离子完全沉淀的pH=6.7 ③. 加热浓缩、冷却结晶、过滤 【解析】 【分析】由题给流程可知，高磷镍铁通过转炉吹炼得到镍铁合金，镍铁合金通过电解造液得到含镍离子的溶液；向含镍离子的溶液中加入次氯酸钠溶液将亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到除去铁离子的滤液1；向滤液1中加入氢硫酸溶液，将铜离子转化为硫化铜沉淀，过滤得到除去铜离子的滤液2；向滤液3中加入碱式氧化镍，将钴离子转化为沉淀，过滤得到含有镍离子的滤液3；滤液3经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍晶体。 【小问1详解】 ①由题给数据可知“转炉吹炼”的主要目的是富集镍元素，除去部分铁元素和磷元素，故答案为：铁元素和磷元素； ②“电解造液”时，溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气；铜离子的氧化性强于镍离子，则电解时应在电解质溶液加入硫酸铜溶液防止镍离子在阴极被还原生成镍，故答案为：H2；CuSO4溶液； 【小问2详解】 ①由题意可知，在酸性条件下，次氯酸根离子和亚铁离子反应生成铁离子、氯离子和水，反应的离子方程式为ClO—+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl—+H2O，故答案为：ClO—+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl—+H2O； ②由氢氧化镍的溶度积可知，滤液1中c(Ni2+)=1.37mol/L时，溶液中c(OH—)= =2×10-8mol/L，溶液的pH=14—7—lg5=6.3＜6.7，则溶液中的铜离子不能完全除去，故答案为：由c(Ni2+)=1.37mol/L可知，溶液中c(OH—)= =2×10-8mol/L，溶液pH=6.3，小于铜离子完全沉淀的pH=6.7； ③由分析可知，从滤液3中获取六水硫酸镍晶体的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：加热浓缩、冷却结晶、过滤。 19. 某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。已知：。 （1）浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。 ①反应的离子方程式是_______。 ②电极反应式： i.还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O ii.氧化反应：_______。 ③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。 i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。 ii.随c(Cl-)降低，_______。 ④补充实验证实了③中的分析。 实验操作 试剂 产物 I 较浓H2SO4 有氯气 II a 有氯气 III a+b 无氯气 a是_______，b是_______。 （2）利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。 （3）根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是_______。 （4）Ag分别与1mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_______。 （5）总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。 【答案】（1） ①. MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O ②. 2Cl--2e- =Cl2↑ ③. Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强 ④. KCl固体(或浓/饱和溶液) ⑤. MnSO4固体(或浓/饱和溶液) （2） ①. KCl>KBr>KI ②. Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强 （3）AgNO3 或Ag2SO4 （4）比较AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多，使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生 （5）氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小；还原反应中，反应物浓度越大或生成物浓度越小，氧化剂氧化性越强 【解析】 【小问1详解】 ①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为：MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O；②氧化反应是元素化合价升高，故氧化反应为：2Cl--2e- =Cl2↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱，或者产生了氧化性更强的氧化剂，故答案为：Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析，试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液)；结合实验III的显现是没有氯气，且实验III也加入了试剂a，那一定是试剂b影响了实验III的现象，再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液)； 【小问2详解】 非金属性越弱其阴离子的还原性越强，反应时所需的氢离子浓度越小，故顺序是KCl>KBr>KI；其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族，从上到下电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强； 【小问3详解】 根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱，那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2，故答案为：AgNO3 或Ag2SO4； 【小问4详解】 若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H2↑发生，根据本题的提示可以降低Ag+浓度，对比AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是：比较AgX的溶解度，AgI 溶解度最小，Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多，使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生； 【小问5详解】 通过本题可以发现，物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关，浓度越大氧化性或者还原性越强，故答案为：氧化剂(还原剂)的浓度越大，其氧化性(还原性)越强，还原产物(氧化产物)的浓度越大，氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小；还原反应中，反应物浓度越大或生成物浓度越小，氧化剂氧化性越强。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第十三中学2022-2023学年高三上学期期中 化学试卷 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 本卷共14道小题，每小题3分，共42分。请在每小题列出的4个选项中，选出符合题目要求的1个选项。 1. 下列物质的应用中，与氧化还原反应无关的是 A. 用含Fe2O3的铁矿石冶炼Fe B. 用Na2O2作潜水艇的供氧剂 C. 用NaOH作沉淀剂去除粗盐水中的Mg2+ D. 以NH3为原料制备HNO3 2. 氘(H)和氚(H)是氢的两种同位素，其中仅H具有放射性。下列说法正确的是 A. H2O的相对分子质量为18 B. H的中子数为1 C. H2O具有放射性 D. 可用质谱区分H2和H2 3. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. NaOH的电子式： B. 基态Cr的价层电子排布式： C. 基态硅原子的价层电子轨道表示式： D. 的空间结构模型 4. 下列方程式不能合理解释事实的是 A. 电解饱和食盐水：2Cl-+2H+H2↑+Cl2↑ B. 电解精炼铜的阴极反应：Cu2++2e-=Cu C. 钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH- D. 铅蓄电池的负极反应：Pb+-2e-=PbSO4 5. 下列物质的性质不能用化学键解释的是 A. 热稳定性：CH4>SiH4 B. 干冰常温易升华 C. 离子晶体硬度大 D. 熔点：金刚石>单晶硅 6. 氮掺杂的碳材料可以有效催化燃料电池中的还原反应，其催化机理如图。 途径一：A→B→C→F 途径二：A→B→C→D→E 下列说法不正确的是 A. 途径一中存在极性共价键的断裂与形成 B. 途径一的电极反应是 C. 途径二，1mol 得到4mol D. 氮掺杂的碳材料降低了反应的焓变 7. 我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 分子中N原子有、两种杂化方式 B. 分子中含有手性碳原子 C. 该物质既有酸性又有碱性 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 8. 一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图： 下列关于该高分子的说法不正确的是 A. 完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有相同的化学环境 B. 完全水解产物的单个分子中，含有官能团-COOH或-NH2 C. 该高分子结构中有氢键 D. 单体结构简式为： 9. 聚乳酸(PLA)是最具潜力的可降解高分子材料之一，对其进行基团修饰可进行材料的改性，从而拓展PLA的应用范围。PLA和某改性的PLA的合成路线如图。 注：Bn是苯甲基() 下列说法不正确的是 A. 反应①是缩聚反应 B. 反应②中，参与聚合的F和E的物质的量之比是m：n C. 改性的PLA中，m：n越大，其在水中的溶解性越好 D. 在合成中Bn的作用是保护羟基，防止羟基参与聚合反应 10. 用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，②中现象不能证实①中发生了反应的是 ①中实验 ②中现象 A 加热无水乙醇和浓硫酸的混合物 酸性溶液褪色 B 加热溴丁烷与的乙醇溶液的混合物 溴水褪色 C 加热乙酸、乙醇和浓硫酸的混合物 饱和溶液的上层有无色油状液体产生 D 将铁粉、碳粉和溶液的混合物放置一段时间 导管中倒吸一段水柱 A. A B. B C. C D. D 11. CO2资源化利用是实现碳中和的一种有效途径。下图是CO2在电催化下产生合成气(CO和H2)的一种方法。下列说法不正确的是 A. a电极连接电源的负极 B. 从a极区向b极区移动 C. b极区中c(CH3COO-)逐渐增大 D. a极区中c()逐渐增大 12. NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是 A. 1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量 C. 恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的 D. 恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 13. 利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A. ①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B. ①中检测到，推测可能发生反应：、 C. 随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D. ②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 14. 以、为原料合成涉及的主要反应如下： ① ② 的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如下： 已知： 下列分析不正确的是 A. B. 400℃左右，体系发生的反应主要是② C. 由图可知，， D. 初始、，平衡后、，若只发生①、②，则的平衡转化率为24% 第II卷（填空题，共58分）本部分共5小题，共58分 15. 以、和为主要成分的镀液可在某些材料上镀铜，原理如下： （1）基态原子的价层电子排布式为_______。 （2）根据反应原理分析 ①镀铜反应中，利用了的_______性。 ②选择进行化学镀铜的原因之一是它易溶于水。下列分析正确的是_______ a．、均属于极性分子 b．与之间能形成氢键 c．在醛基的碳氧双键中，电子偏向碳原子 （3）镀液中的、、三种微粒，空间结构为三角形的是_______。 （4）为防止与形成沉淀，可加入使形成配合物。能电离出和。 (EDTA4-) 中除部分O外，还能与配位的原子是_______。 （5）铜—镍镀层能增强材料的耐蚀性。按照核外电子排布，把元素周期表划分为5个区。位于_______区。 （6）聚酰亚胺具有高强度、耐紫外线、优良的热氧化稳定性等性质。某聚酰亚胺具有如下结构特征： 上述方法不适合在该聚酰亚胺基材上直接镀铜。原因是： ①_______。 ②聚合物有可能与配位。 16. 以海绵铜（CuO、Cu）为原料制备氯化亚铜（CuCl）的一种工艺流程如下。 （1）“溶解”过程：生成CuSO4的反应方程式：CuO + H2SO4 === CuSO4 + H2O、________。 （2）“吸收”过程： ① 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) H = -112.6 kJ·mol-1 提高NO平衡转化率的方法是________（写出两种）。 ② 吸收NO2的有关反应如下： 反应Ⅰ：2NO2(g) + H2O(l) === HNO3(aq) + HNO2(aq) H = -116.1 kJ·mol-1 反应Ⅱ：3HNO2(aq) === HNO3(aq) + 2NO(g) + H2O(l) H = -75.9 kJ·mol-1 用水吸收NO2生成HNO3和NO的热化学方程式是________。 （3）“电解”过程： HNO2为弱酸。通过电解使HNO3得以再生，阳极的电极反应式是________。 （4）“沉淀”过程： ① 产生CuCl的离子方程式是_________。 ② 加入适量Na2CO3，能使沉淀反应更完全，原因是_________。 （5）测定CuCl含量： 称取氯化亚铜样品m g，用过量的FeCl3溶液溶解，充分反应后加入适量稀硫酸，用x mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点，消耗K2Cr2O7溶液y mL。滴定时发生的离子反应：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ === 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O样品中CuCl（M＝99.5 g·mol-1）的质量分数为________。 17. 普卡必利可用于治疗某些肠道疾病，其合成路线如下（部分条件和产物略去）： 已知：i．R-NH2 ii． iii． （1）A中的官能团名称是氨基和_____。 （2）试剂a的结构简式是_____。 （3）的反应类型是_____。 （4）的化学方程式是_____。 （5）I的核磁共振氢谱只有一组峰，I的结构简式是_____。 （6）下列说法正确的是_____（填序号）。 a．的反应过程需要控制不过量 b．G与溶液作用显紫色 c．普卡必利中含有酰胺基和氨基，能与盐酸反应 （7）K→L加入的作用是_____。 （8）以G和M为原料合成普卡必利时，在反应体系中检测到有机物Q，写出中间产物P、Q的结构简式：_____、_____。 18. 工业上利用生产磷肥的副产品高磷镍铁制备硫酸镍晶体NiSO4·6H2O。 （1）制备含Ni2+溶液 高磷镍铁镍铁合金含Ni2+溶液 已知：i.高磷镍铁和镍铁合金中元素的百分含量： 元素/% Ni/% Fe/% P/% Co/% Cu/% 高磷镍铁 4.58 70.40 16.12 0.22 0.34 镍铁合金 52.49 38.30 5.58 1.73 1.52 ii.金属活动性：Fe＞Co＞Ni＞H ①依据数据，“转炉吹炼”的主要目的是：富集镍元素，除去部分___________。 ②“电解造液”时，用镍铁合金作阳极，H2SO4溶液作电解质溶液。电解过程中阴极产生的气体是___________。电解一段时间后，有少量Ni在阴极析出，为防止Ni析出降低NiSO4·6H2O的产率，可向电解质溶液中加入___________(填试剂)。 （2）制备NiSO4·6H2O 已知：常温下，金属离子完全转化为氢氧化物沉淀的pH： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ Co2+ Ni2+ 完全沉淀的pH 2.8 8.3 6.7 9.4 8.9 ①在酸性条件下，NaClO和Fe2+反应生成Fe3+和Cl—的离子方程式是___________。 ②已知Ni(OH)2的Ksp为5.48×10-16，滤液1中c(Ni2+)=1.37mol/L。结合数据说明不能通过调节溶液的pH除去Cu2+的原因：___________。(已知：lg5=0.7) ③从滤液3中获取NiSO4·6H2O的操作是___________、洗涤、干燥。 19. 某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。已知：。 （1）浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。 ①反应的离子方程式是_______。 ②电极反应式： i.还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O ii.氧化反应：_______。 ③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。 i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。 ii.随c(Cl-)降低，_______。 ④补充实验证实了③中的分析。 实验操作 试剂 产物 I 较浓H2SO4 有氯气 II a 有氯气 III a+b 无氯气 a是_______，b是_______。 （2）利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。 （3）根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是_______。 （4）Ag分别与1mol·L-1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_______。 （5）总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $