精品解析：北京大学附属中学2026-2027学年高三上学期同步检测4 化学试题

北大附中2027届高三化学同步检测4 金属元素综合 共100分。考试时长90分钟。 考生务必将答案作答在答题卡上，在试卷上作答无效。 Ⅰ卷 单项选择题(共42分) 1. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 的电子式： B. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式： C. 氯化钠溶液中的水合离子： D. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： 【答案】C 【解析】 【详解】A．过氧化钠是离子化合物，由和组成，电子式为，A正确； B．基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，价层电子轨道表示式为，B正确； C．Na+吸引H2O中显负价的O原子，Cl-吸引H2O中显正价的H原子，则氯化钠溶液中的水合离子为，C错误； D．二氧化硫分子中S原子的价层电子对数为：，含有1对孤电子对，则二氧化硫的价层电子对互斥(VSEPR)模型为，D正确； 故选C。 2. 下列反应原理中 ，不符合工业冶炼金属实际情况的是 A. 2Ag2O4Ag+O2↑ B. 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ C. 2MgO2Mg+O2↑ D. 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．银的活泼性差，用加热分解氧化银的方法冶炼银，所以2Ag2O4Ag+O2↑符合工业冶炼金属实际情况，A项不符合题意； B．工业上电解熔融氧化铝冶炼金属铝，所以2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑符合工业冶炼金属实际情况，B项不符合题意； C．工业上冶炼镁可采用电解法，其原料应选用MgCl2而不是MgO，因为MgO的熔点比MgCl2的高，会消耗大量电能，成本较高。C项符合题意； D．该反应中Fe3O4被CO还原，属于热还原法，铁性质较活泼，工业上常采用热还原法制取，D项不符合题意； 答案选C。 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 铝片放入过量氢氧化钠溶液中， B. 向溶液中加入足量溶液： C. 向溶液中滴入少量溶液： D. 将过氧化钠加入水中： 【答案】D 【解析】 【详解】A．铝与过量反应应生成和，正确方程式为：，A错误； B．足量会使转化为而非沉淀，正确方程式为：，B错误； C．中的优先与反应生成，而非与反应，正确方程式为：，C错误； D．过氧化钠与水反应的离子方程式配平正确，电荷和原子守恒，D正确； 故答案选D。 4. 用下列装置进行分离提纯，主要利用的性质与物质溶解性无关的是 A B C D 从海水中获得蒸馏水 获取苯甲酸晶体 去除粗盐中的泥沙 用CCl4提取碘水中的I2 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．蒸馏是应用了物质沸点不同的性质，与物质溶解性无关，A符合题意； B．苯甲酸溶液冷却结晶可以析出苯甲酸固体，应用了物质溶解性，B不符合题意； C．粗盐可溶于水，泥沙不可溶于水，除去粗盐中的泥沙应用了物质溶解性，C不符合题意； D．用四氯化碳提取碘水中的碘单质，是因为碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中的大，应用了物质溶解性，D不符合题意； 故选A。 5. 某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。 下列说法不正确的是 A. 必须在②③间添加吸收HCl的装置 B. ④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C. 通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D. 称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 【答案】A 【解析】 【分析】②中碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，③中足量的氢氧化钡溶液吸收②中放出的二氧化碳生成碳酸钡沉淀，根据生成碳酸钡的质量计算碳酸钠的纯度。 【详解】A．氢氧化钡足量，挥发出的HCl先被吸收，不会影响BaCO3沉淀的生成和测定，无需单独添加吸收HCl的装置，故A错误； B．碱石灰可与二氧化碳反应，可防止空气中的二氧化碳气体影响实验的精确度，故B正确； C．根据③中沉淀的质量计算碳酸钠的纯度，故需要通入空气，保证②中产生的二氧化碳完全转移到③中被充分吸收，减小实验误差，故C正确； D．③中产生的沉淀为碳酸钡，根据碳酸钡的质量可计算生成二氧化碳的质量，再根据生成二氧化碳的质量计算样品中碳酸钠的质量，根据称取样品的质量即可求算碳酸钠固体的纯度，故D正确； 选A。 6. 下列实验的现象与对应解释不正确的是 选项 操作 现象 解释 A 将少量NaHCO3粉末加热 有液滴和气体产生 NaHCO3易分解 B 将铜粉和硫粉混合加热 产生黑色固体 两者反应生成CuS C 分别将一小块Na放入无水乙醇和水中 钠与水反应更剧烈 水分子中的氢原子比乙醇羟基中的氢原子活泼 D 将铝箔在酒精灯火焰上灼烧 铝箔熔化但不滴落 氧化铝的熔点高于铝 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．受热分解生成、和，加热时水蒸气冷凝形成液滴，为气体，现象与解释均正确，A正确； B．硫的氧化性较弱，与铜加热反应只能生成黑色的，而非，解释错误，B错误； C．钠与水反应更剧烈，说明水分子中氢原子的活性强于乙醇羟基中的氢原子，现象与解释均正确，C正确； D．铝箔灼烧时表面生成熔点很高的，包裹住内部熔化的铝使其不滴落，现象与解释均正确，D正确； 故选B。 7. 已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋。下列说法正确的是(　　) A. 该反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是FeSO4 B. 若Fe2＋失去4 mol电子，生成氧气的体积为22.4 L C. 4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子 D. 反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色 【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应中Fe2＋失电子作还原剂，Na2O2中的O元素既得电子又失电子，故Na2O2既作氧化剂又作还原剂，故A错误； B．未指明温度和压强，故无法计算生成的氧气的体积，故B错误； C．该反应中转移6e－，且只有Na2O2中的O元素得电子，故4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子，故C正确； D．反应过程中Fe2＋直接被氧化生成Fe3＋，形成Fe(OH)3沉淀，反应过程中无Fe(OH)2生成，故D错误； 故答案为C。 【点睛】考查氧化还原反应的分析，需理解氧化还原反应的规律：升失氧，降得还；若说剂正相反：(还原剂)升(化合价升高) 失(失去电子) 氧(发生氧化反应)；(氧化剂)降(化合价降低) 得(得到电子) 还(发生还原反应)，若说剂正相反，即氧化剂发生还原反应，而还原剂发生氧化反应；特别注意同种元素化合价变化的数值就是得失电子的数目。 8. 室温下，研究铜与一定量浓硝酸的反应，装置和试剂如图所示。下列说法不正确的是 A. 铜与浓硝酸反应： B. 通过上下抽动铜丝，可控制反应的开始和停止 C. 反应一段时间后，可能产生 D. 将铜片换成铁片，反应更剧烈，产生大量气体 【答案】D 【解析】 【详解】A．Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2和水，A正确； B．通过上下抽动铜丝让铜丝、浓硝酸分离或接触，达到控制反应的启停，B正确； C．随着反应的进行，硝酸浓度减小变成稀硝酸，Cu与稀硝酸反应生成NO，C正确； D．Fe片与浓硝酸在常温下发生钝化，Fe片表面形成致密的氧化膜，并阻止内部金属继续反应，D错误； 故答案选D。 9. 3－O－咖啡酰奎尼酸是金银花抗菌、抗病毒的有效成分之一，其分子结构如图。 下列关于3－O－咖啡酰奎尼酸的说法不正确的是 A. 存在顺反异构现象 B. 至少有7个碳原子在同一个平面内 C. 能发生取代反应和消去反应 D. 1mol3－O－咖啡酰奎尼酸能与7molNaOH恰好完全反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．由结构简式可知，3－O－咖啡酰奎尼酸分子中碳碳双键的2个碳原子均连有不同的原子或原子团，存在顺反异构现象，故A正确； B．由结构简式可知，3－O－咖啡酰奎尼酸分子中的苯环、碳碳双键和酯基都为平面结构，由于单键可以旋转，所以分子中至少有7个碳原子在同一个平面内，故B正确； C．由结构简式可知，3－O－咖啡酰奎尼酸分子含有醇羟基、酯基、羧基和酚羟基，能表现醇、酯、羧酸和酚的性质，所以一定条件下能发生取代反应和消去反应，故C正确； D．由结构简式可知，3－O－咖啡酰奎尼酸分子含有的酯基、羧基和酚羟基能与氢氧化钠溶液反应，所以1mol3－O－咖啡酰奎尼酸能与4mol氢氧化钠恰好完全反应，故D错误； 故选D。 10. 实验小组探究SO2与 的反应。在一定条件下，向盛有 的烧瓶中加入 固体，用传感器测得反应体系中( 含量的变化如图。 下列说法错误的是 A. 有 生成推测发生了反应： B. bc段 含量下降与反应 有关 C. 产物 也可能是 与 直接化合生成的 D. 可用 酸化的 溶液检验b点固体中是否含有 【答案】D 【解析】 【详解】A．起始阶段有大量产生，说明与发生了反应并生成了，则反应的方程式为：，A正确； B．bc段含量下降，说明有物质在消耗，根据容器内物质的成分可知，可能是生成的继续与反应导致的，反应的方程式为：，B正确； C．虽然无法判断Na2O2+ SO2=2Na2SO4是否发生，但产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的，同时发生①2Na2O2+2SO2 =2Na2SO3+O2、Na2O2+ SO2=2Na2SO4等反应，C正确； D．HNO3具有强氧化性，能将氧化为，不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4，D错误； 故选D。 11. 葫芦脲是一类大环化合物，在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲的合成路线如下图。其中，试剂a和试剂b均能发生银镜反应。 下列说法正确的是 A. 试剂a的核磁共振氢谱有两组峰 B. E与试剂a的化学计量数之比是1∶2 C. 试剂b为甲醛 D. E→1molG时，有21molH2O生成 【答案】C 【解析】 【分析】E与试剂a反应生成F，对比E与F的结构简式，试剂a能发生银镜反应，则试剂a为OHCCHO；F与试剂b反应生成G，对比F与G的结构简式，试剂b能发生银镜反应，则试剂b为HCHO。 【详解】A．根据分析，试剂a为OHCCHO，a中只有1种氢原子，核磁共振氢谱只有1组峰，A项错误； B．E与试剂a反应的化学方程式为2+OHCCHO→+2H2O，即E与试剂a的化学计量数之比是2∶1，B项错误； C．根据分析，试剂b为HCHO，名称为甲醛，C项正确； D．E→F的化学方程式为2+OHCCHO→+2H2O，F→G的化学方程式为7+14HCHO→+14H2O，则E→1molG时有28molH2O生成，D项错误； 答案选C。 12. 侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一。侯氏制碱法的流程如下图所示。 下列说法不正确的是 A. 向饱和食盐水中先通入再持续通入，有利于生成 B. “碳酸化”过程放出大量的热，有利于提高碳酸化的速率和的直接析出 C. 母液1吸氨后，发生 D. “冷析”过程析出，有利于“盐析”时补加的固体溶解 【答案】B 【解析】 【分析】饱和食盐水先吸氨气，再加CO2碳酸化，得到NaHCO3沉淀，过滤，将NaHCO3煅烧得到Na2CO3，母液再通入氨气，冷析出氯化铵，溶液再加NaCl固体析出NH4Cl，母液2循环利用。 【详解】A．NH3溶解度大于CO2，且氨气的水溶液呈碱性、能吸收更多的CO2，故向饱和食盐水中先通入再持续通入，有利于生成，A正确； B．NaHCO3的溶解度随温度升高而增大，“碳酸化”过程放出大量的热，不利于的直接析出，B错误； C．母液1中存在离子，吸氨后，发生，C正确； D．“冷析”过程析出，降低了Cl-的浓度，有利于“盐析”时补加的固体溶解，D正确； 答案选B。 13. 硫铁矿矿渣周围的酸性废水中存在硫细菌和铁细菌，可促进的溶解，相关的物质转化如图，其中①~③均完全转化。下列说法不正确的是 A. 硫细菌的存在可减少覆盖在硫铁矿矿渣表面的 B. 铁细菌的存在能提高反应①的速率 C. 废水中铁元素含量几乎不变 D. 一段时间后，废水的降低 【答案】C 【解析】 【详解】A．硫细菌可以将硫铁矿表面的硫氧化为硫酸根离子从而减少硫铁矿表面的硫，A正确； B．铁细菌可以将亚铁离子氧化为铁离子，而铁离子可以加快的溶解，所以铁细菌的存在能提高反应①的速率，B正确； C．根据流程图，参与反应生成了亚铁离子和硫单质，故废水中铁元素的含量增多，C错误； D．硫细菌将硫单质氧化为硫酸根离子的过程中生成了氢离子，亚铁离子被氧气氧化为铁离子的过程中消耗氢离子，生成的氢离子多于消耗的氢离子导致废水的pH降低，D正确； 故答案选C。 14. 某小组同学通过实验研究溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下： 序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验步骤 充分振荡，加2mL蒸馏水 充分振荡，加2mL蒸馏水 充分振荡，加2mL蒸馏水 实验现象 铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象 铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后生成白色沉淀 铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀 下列说法不正确的是 A. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及被还原 B. 对比实验Ⅰ、Ⅱ说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关 C. 实验Ⅱ、Ⅲ中加入蒸馏水后相同 D. 向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀 【答案】C 【解析】 【详解】A．若铜少量，黄色变浅，若铜过量，溶液黄色褪去，说明Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，实验I、Ⅱ、Ⅲ中的现象为溶液黄色变浅或溶液黄色褪去，说明Fe3+被Cu还原，A项正确； B．对比实验I、Ⅱ ，实验I加入少量铜粉，铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象；实验Ⅱ加入过量铜粉，铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后生成白色沉淀；说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关，加入蒸馏水后生成白色沉淀，可能是发生了反应：CuCl2+Cu=2CuC1↓， B项正确； C．对比实验Ⅱ、Ⅲ参加反应的Fe3+的量相同，若只发生Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，则生成的Cu2+应相同，但加入蒸馏水后Ⅱ中生成白色沉淀、Ⅲ中无白色沉淀，说明产生沉淀与溶液中阴离子有关，结合选项B可知，Ⅱ中有CuCl白色沉淀产生，所以 c(Cu2+ )不相同，C项错误； D．由对比实验可知生成白色沉淀与溶液中阴离子和铜粉用量有关，实验Ⅲ溶液为蓝色，含有Cu2+和过量的铜，向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀CuCl，D项正确； 选C。 II卷 非选择题(共58分) 15. 硅及其化合物在很多领域有广泛的应用。 （1）硅原子 ①基态硅原子的价层电子轨道表示式是___________。 ②原子的第一电离能由小到大的顺序为___________ （2）晶体硅 ①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是___________。 ②一定温度下，某体积为，质量为mg的晶体硅，其晶胞为立方体，如图1所示，边长为，Si的摩尔质量为，则阿伏加德罗常数___________。 ③下列能说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡的是___________。 a．硅原子之间的相互作用具有方向性和饱和性 b．硅有导电性，导电能力大于金刚石 （3）硅的含氧化合物 ①二氧化硅中的硅氧四面体基本结构单元如图2所示，其中硅原子的杂化方式为___________。 ②自然界中的云母由片状的硅酸根离子和片间的金属离子构成层状结构。 i．如图3所示，每个硅氧四面体通过共用3个氧原子分别与相邻的硅氧四面体连接，形成无限伸展的片状的硅酸根离子，其中硅原子和氧原子的个数比为___________。 ii．云母易被从片间撕开，原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：，键长：键键，键能：C-C键键，键能越大，熔点越高、硬度越大 ②. ③. b （3） ①. 杂化 ②. 2：5 ③. 片内的共价键的强度大于片间的离子键等相互作用的强度 【解析】 【小问1详解】 ①基态硅原子的价层电子排布为3s23p2，价层电子轨道表示式是； ②同周期元素从左到右第一电离能增大，但由于P的3p轨道处于半充满稳定状态，因此第一电离能大于相邻元素，则由小到大的顺序为Si<S<P。 【小问2详解】 ①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是晶体硅和金刚石都属于共价晶体，原子半径：，键长：键键，键能：C-C键键，键能越大，熔点越高、硬度越大； ②根据晶胞结构，含有硅原子个数为，根据密度公式可得：； ③硅晶体中硅原子之间具有方向性和饱和性，金属晶体中金属键没有方向性和饱和性，故a不选；金刚石是共价晶体，若硅有导电性，且导电能力大于金刚石，则可说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡，故答案为b。 【小问3详解】 ①二氧化硅中的硅为四面体构型，则杂化方式为sp3； ②i．根据均摊法，一个硅氧四面体中，有3个氧原子被2个相邻Si原子共用、1个氧原子只与1个硅原子结合，则； ii．云母由片状的硅酸根离子和片间的金属离子构成层状结构，片内为由共价键构成的硅酸根阴离子，片间为金属阳离子，硅酸根离子和金属离子通过离子键构成云母多层结构，离子键强度较低，而共价键强度较高，因此云母易被从片间撕开形成单层结构，故答案为：片内的共价键的强度大于片间的离子键等相互作用的强度。 16. 向含有NaOH的NaClO溶液中逐滴滴入FeSO4溶液，滴加过程中溶液的pH随FeSO4溶液的体积的变化曲线及实验现象见表。 变化曲线 实验现象 i.A→B产生红褐色沉淀 ii.B→C红褐色沉淀的量增多 iii.C→D红褐色沉淀的量增多 iv.D点附近产生有刺激性气味的气体 v.D→E红褐色沉淀的量略有增多 资料：i.饱和NaClO溶液的pH约为11 ii.Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39 （1）Cl2和NaOH溶液制取NaClO的离子方程式是____。 （2）A点溶液的pH约为13，主要原因是____。 （3）结合离子方程式解释A→B溶液的pH显著下降的主要原因：____。 （4）NaClO溶液中含氯各微粒的物质的量分数与pH的关系如图。 ①M点溶液含氯的微粒有____。 ②C点附近生成红褐色沉淀的主要反应的离子方程式是____。 （5）检验iv中气体的方法是____。 （6）A→D的过程中，溶液的pH一直下降，原因是____。 （7）整个滴加过程中发生的反应与____、微粒的浓度等有关。 【答案】（1） （2）溶液中含有NaOH，NaOH电离出OH−使溶液的pH约为13 （3）A→B发生反应，消耗OH−，使溶液的pH显著下降 （4） ①. ClO−、HClO、Cl− ②. （5）用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体，试纸变蓝 （6）Fe2+向Fe(OH)3转化时消耗了NaOH和H2O电离的OH−，c(OH−)减小、c(H+)增大，pH一直下降 （7）反应物的相对用量或氧化剂的种类 【解析】 【分析】向含有NaOH的NaClO溶液中逐滴滴入FeSO4溶液，结合变化曲线图和实验现象，发现A→B过程，溶液的碱性较强，此时发生，从B→C的过程ClO-的含量减少，HClO含量增多，到C点主要发生，D→E过程溶液中NaOH和NaClO已完全反应，此时红褐色沉淀略有增多，主要是Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+，Fe3+发生水解生成Fe(OH)3沉淀，据此分析来解题。 【小问1详解】 Cl2和NaOH溶液反应生成NaClO、NaCl和H2O，反应的离子方程式为：，故答案为； 【小问2详解】 根据资料：饱和NaClO溶液的pH约为11，则A点溶液pH约为13主要是NaOH完全电离产生的c(OH-)0.1mol/L，所以A点溶液的pH约为13，主要原因是溶液中含有NaOH，NaOH电离出OH−使溶液的pH约为13，故答案为溶液中含有NaOH，NaOH电离出OH−使溶液的pH约为13； 【小问3详解】 根据实验现象：A→B产生红褐色沉淀，说明有Fe(OH)3生成，所以A→B溶液的pH显著下降是ClO-将Fe2+氧化为+3价，消耗溶液中的OH−，使c(OH-)减小，发生反应的离子方程式为，故答案为A→B发生反应，消耗OH−，使溶液的pH显著下降； 【小问4详解】 M点pH略小于8，产生红褐色沉淀，所以溶液含氯的微粒有ClO−、HClO、Cl−；C点pH约为6.5，溶液中HClO含量较多，所以C点附近生成红褐色沉淀的主要反应的离子方程式是，故答案为ClO−、HClO、Cl−；； 【小问5详解】 根据现象iv：D点附近产生有刺激性气味的气体，该气体为氯气，利用反应和碘单质遇淀粉溶液变蓝进行检验，故答案为用湿润的淀粉碘化钾试纸检验气体，试纸变蓝； 【小问6详解】 A→D的过程中，产生的红褐色沉淀在不断增多，即Fe2+不断地转化为Fe(OH)3沉淀，此过程需不断地消耗溶液中的OH−，所以溶液的pH一直下降，故答案是Fe2+向Fe(OH)3转化时消耗了NaOH和H2O电离的OH−，c(OH−)减小、c(H+)增大，pH一直下降； 【小问7详解】 根据以上分析，发现不同阶段有不同的氧化剂将Fe2+氧化为Fe(OH)3，因此整个滴加过程中发生的反应与反应物的相对用量或氧化剂的种类、微粒的浓度等有关，故答案为反应物的相对用量或氧化剂的种类； 17. 由C-H键构建C-C键是有机化学的热点研究领域。我国科学家利用N-苯基甘氨酸中的C-H键在作用下构建C-C键，实现了喹啉并内酯的高选择性制备。合成路线如下图。 已知： i．R—Br+RCHO ii． （1）试剂a为___________。 （2）B具有碱性，B转化为C的反应中，使B过量可以提高的平衡转化率，其原因是___________(写出一条即可)。 （3）C转化为D的化学方程式为___________。 （4）G转化为H的化学方程式为___________；G生成H的过程中会得到少量的聚合物，写出其中一种的结构简式：___________。 （5）已知：i．+ ii． ①D和I在作用下得到J的4步反应如下图(无机试剂及条件已略去)，中间产物1中有两个六元环和一个五元环，中间产物3中有三个六元环。结合已知反应信息，写出中间产物1和中间产物3的结构简式___________；___________。 ②D和I转化成J的反应过程中还生成水，理论上该过程中消耗的与生成的J的物质的量之比为___________。 【答案】（1）浓硫酸、浓硝酸 （2）  具有碱性，增加  的量，可降低生成物HCl的浓度，使平衡正向移动 （3） + H2O   + CH3CH2OH （4） ①. BrCH2CHBrCH2CH2OH  + HBr ②. 或 （5） ①. ②. ③. 1:1 【解析】 【分析】由流程信息知，制备喹啉并内酯需先得到  和  ，A为硝基苯，经还原后得到苯胺B，苯胺与ClCH2COOC2H5发生取代反应得到C，C为  ，其在酸性条件下发生水解生成  ；丙烯和溴单质在高温条件下发生取代反应得到E，E为CH2=CH-CH2Br ，E与甲醛反应生成F，结合信息i知，F为CH2=CH-CH2CH2OH，则G为CH2BrCHBrCH2CH2OH，结合信息ii知，H为  ，它在NaOH醇溶液和加热条件下发生消去反应生成，据此分析； 【小问1详解】 从苯到A发生苯的硝化反应，所用试剂为浓硫酸、浓硝酸； 【小问2详解】 C为  ，B→C的化学方程式为：   + ClCH2COOC2H5 →   + HCl ，因  具有碱性，增加  的量，可降低生成物HCl的浓度，使平衡正向移动，从而提高ClCH2COOC2H5的平衡转化率； 【小问3详解】 C为  ，C→D发生酯的水解反应，化学方程式： + H2O   + CH3CH2OH； 【小问4详解】 G为BrCH2CHBrCH2CH2OH，参考题干中的已知信息i知，G →H的化学方程式：BrCH2CHBrCH2CH2OH  + HBr；G生成H的过程中会得到少量的聚合物，参考题干中的已知信息i写出其中一种的结构简式： 或； 【小问5详解】 结合(5)中信息i知，  和  在氧气的作用下可先生成中间产物1： ，化学方程式为：2   +2  + O22+2H2O，结合(5)中信息ii知，  在一定条件下可转化为中间产物2： ，然后发生自身酯化反应得到中间产物3：  ，最后  在氧气的作用下反应生成喹啉并内酯，方程式为：2   + O2  2    + 2H2O，整个过程中只有第一步和最后一步消耗O2，故理论上消耗的O2与生成的喹啉并内酯的物质的量之比为1:1。 18. 菱锰矿的主要成分是MnCO3，其中含有FeCO3、CaCO3、MgCO3等杂质。工业上采用硫酸铵焙烧菱锰矿法制备高纯MnCO3，流程如下图： 已知： I.金属碳酸盐和硫酸铵混合粉末在加热条件下反应，生成硫酸盐、NH3和CO2。 II.溶液中金属离子沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+ Ca2+ 开始沉淀pH 1.5 6.3 8.2 8.9 11.9 完全沉淀pH 2.8 8.3 10.2 10.9 13.9 (1)步骤1中MnCO3与(NH4)2SO4反应的化学方程式是_______。 (2)步骤2和3中加入MnO2固体、调节pH的目的分别是_______。 (3)上述流程中可以再利用的物质有_______。 a.(NH4)2SO4 b.NH3 c.CO2 (4)MnCO3可用于制备苯甲醛，流程如下： 已知：甲苯难溶于水，密度小于水，沸点为110.4oC；苯甲醛微溶于水，易溶于甲苯，沸点为179℃。 ①MnCO3在空气中加热的化学方程式是_______。 ②操作1是_______；操作2是_______。 ③该方法制备1.06kg苯甲醛，则理论上消耗Mn2O3_______kg[M(Mn2O3)=158g/mol；M(苯甲醛)=106g/mol]。 【答案】 ①. MnCO3+(NH4)2SO4MnSO4+CO2↑+2NH3↑+H2O ②. 加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去 ③. abc ④. 4MnCO3+O22Mn2O3+4CO2 ⑤. 分液 ⑥. 蒸馏 ⑦. 3.16 【解析】 【分析】菱锰矿粉与过量的硫酸铵粉末共热，得到MnSO4、FeSO4、CaSO4、MgSO4等物质的混合固体和CO2、NH3；将固体a加入硫酸溶液溶解，并加入MnO2作氧化剂，Fe2+被氧化为Fe3+，CaSO4微溶，所以过滤得到含有Mn2+、Fe3+、Mg2+等阳离子的溶液b，调节pH除去Fe3+得到Fe(OH)3，溶液c中还有Mn2+、Mg2+等，加入NH4F除去Mg2+得到MgF2沉淀，过滤后再向溶液d中通入NH3和CO2得到MnCO3，溶解时用的酸为硫酸，所以最终过滤得到的溶液e中主要含硫酸铵。 【详解】(1)根据题意可知MnCO3与(NH4)2SO4反应可得到MnSO4、CO2、NH3，根据元素守恒可得化学方程式为MnCO3+(NH4)2SO4MnSO4+CO2↑+2NH3↑+H2O； (2)加入MnO2作氧化剂，将Fe2+氧化为更容易除去的Fe3+，再调节pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去； (3)溶液e中主要含硫酸铵，处理得到硫酸铵粉末可以再利用，步骤1中产生的NH3和CO2可以在步骤5中再利用，故选abc； (4)①根据流程可知MnCO3在空气中加热可以得到Mn2O3，应是被空气中的氧气氧化，根据电子守恒可知MnCO3和O2的系数比应为4：1，再结合元素守恒可得化学方程式为4MnCO3+O22Mn2O3+4CO2； ②酸性环境中Mn2O3将甲苯氧化为苯甲醛，苯甲醛易溶于甲苯，微溶于水，甲苯难溶于水，所以操作1应是分液，分离得到苯甲醛和甲苯；根据题目所给信息可知苯甲醛和甲苯的沸点差异较大，可以蒸馏分离，即操作2为蒸馏； ③根据电子守恒和元素守恒甲苯和Mn2O3反应的化学方程式应为C6H5CH3+2Mn2O3+8H+→C6H5CHO+5H2O+4Mn2+；1.06kg苯甲醛的物质的量为=10mol，所以理论上消耗20mol Mn2O3，质量为20mol×158g/mol=3160g=3.16kg。 19. 某小组探究CuSO4溶液、FeSO4溶液与碱的反应，探究物质氧化性和还原性的变化规律。将一定浓度CuSO4溶液，饱和FeSO4混合溶液加入适量氨水，产生红褐色沉淀，经检验，红褐色沉淀含Fe(OH)3。 （1）分析Fe(OH)3产生的原因：O2氧化所致。 验证：向FeSO4溶液中滴入氨水，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后有红褐色沉淀生成。 ①生成白色沉淀的离子方程式是___________。 ②产生红褐色沉淀：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。电极反应式：还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。氧化反应：___________。 （2）提出问题：产生Fe(OH)3的原因可能是Cu2+氧化所致。 验证如下(溶液A：饱和FeSO4溶液+CuSO4溶液；已排除空气的影响)： 序号 实验 试剂 现象 I 氨水 生成沉淀，一段时间后，产生红褐色沉淀和灰黑色固体物质 II 水 溶液无明显变化 ①I中可能产生Cu，运用氧化还原反应规律分析产生Cu的合理性：___________。 ②检验：滤出I中不溶物，用稀H2SO4溶解，未检出Cu。分析原因： i.I中未生成Cu。 iiI中生成了Cu。由于___________(用离子方程式表示)，因此未检出Cu。 （3）设计实验(III)确认CuSO4的作用(已排除空气的影响)，装置示意图如下所示。 ①补全电化学装置示意图___________。经检验，实验中产生了Fe(OH)3、Cu。 ②II、III中均含Cu2+。III中产生了Cu，II中未产生Cu，试解释原因___________。 （4）CH3CHO分别与AgNO3溶液、银氨溶液混合并加热，CH3CHO与AgNO3溶液混合物明显现象，但与银氨溶液混合能产生银镜。试解释原因：___________。 【答案】（1） ①. Fe2+ + 2NH3·H2O=Fe(OH)2↓ +2 ②. Fe(OH)2-e-+ OH-= Fe(OH)3 （2） ①. 溶液中发生了氧化还原反应，升价产物有Fe(OH)3，降价产物有Cu是合理的 ②. Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O、Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ （3） ①. ②. II中Fe2+ 的还原性较弱，不能将Cu2+ 还原为Cu；III中NH3·H2O⇌ + OH－， 产生氢氧化亚铁，Fe(OH)2-e-+ OH-= Fe(OH)3，碱性增强及产生Ksp更小的Fe(OH)3使亚铁盐的还原性增强，能将Cu2+ 还原为Cu （4）CH3CHO-2e-+ 3OH- = CH3COO- + 2H2O，加入氨水提高了CH3CHO的还原性，能与银氨溶液产生银镜 【解析】 【小问1详解】 ①硫酸亚铁与氨水反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀，其离子方程式为：Fe2++2NH3·H2O=Fe(OH)2↓ +2。。 ②用总反应减去还原反应，得到氧化反应为：Fe(OH)2-e-+OH-=Fe(OH)3。 【小问2详解】 ①由现象可知，反应生成了氢氧化铁沉淀，从氧化还原的角度看，氢氧化铁可为升价产物，铜可为降价产物，因此有铜生成从氧化还原的角度看是合理的。 ②不溶物中有氢氧化铁，氢氧化铁与硫酸反应生成三价铁离子，三价铁离子又可以与铜反应生成二价铁离子和铜离子，因此未检出铜，其离子方程式为：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。 【小问3详解】 ①若要确认CuSO4的作用，应把硫酸铜溶液和饱和硫酸亚铁溶液分别放在两个烧杯中，因此其装置示意图应为：。 ②II中Fe2+的还原性较弱，不能将Cu2+还原为Cu；III中NH3·H2O⇌+OH－，氢氧根离子与亚铁离子反应产生氢氧化亚铁，Fe(OH)2-e-+OH-=Fe(OH)3，碱性增强及产生Ksp更小的Fe(OH)3使亚铁盐的还原性增强，能将Cu2+还原为Cu。 【小问4详解】 银氨溶液呈碱性，CH3CHO-2e-+3OH-=CH3COO-+2H2O，往硝酸银溶液中加入氨水提高了CH3CHO的还原性，能与银氨溶液产生银镜。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北大附中2027届高三化学同步检测4 金属元素综合 共100分。考试时长90分钟。 考生务必将答案作答在答题卡上，在试卷上作答无效。 Ⅰ卷 单项选择题(共42分) 1. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 的电子式： B. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式： C. 氯化钠溶液中的水合离子： D. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： 2. 下列反应原理中 ，不符合工业冶炼金属实际情况的是 A. 2Ag2O4Ag+O2↑ B. 2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑ C. 2MgO2Mg+O2↑ D. 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 铝片放入过量氢氧化钠溶液中， B. 向溶液中加入足量溶液： C. 向溶液中滴入少量溶液： D. 将过氧化钠加入水中： 4. 用下列装置进行分离提纯，主要利用的性质与物质溶解性无关的是 A B C D 从海水中获得蒸馏水 获取苯甲酸晶体 去除粗盐中的泥沙 用CCl4提取碘水中的I2 A. A B. B C. C D. D 5. 某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。 下列说法不正确的是 A. 必须在②③间添加吸收HCl的装置 B. ④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C. 通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D. 称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 6. 下列实验的现象与对应解释不正确的是 选项 操作 现象 解释 A 将少量NaHCO3粉末加热 有液滴和气体产生 NaHCO3易分解 B 将铜粉和硫粉混合加热 产生黑色固体 两者反应生成CuS C 分别将一小块Na放入无水乙醇和水中 钠与水反应更剧烈 水分子中的氢原子比乙醇羟基中的氢原子活泼 D 将铝箔在酒精灯火焰上灼烧 铝箔熔化但不滴落 氧化铝的熔点高于铝 A. A B. B C. C D. D 7. 已知硫酸亚铁溶液中加入Na2O2时发生反应：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋。下列说法正确的是(　　) A. 该反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是FeSO4 B. 若Fe2＋失去4 mol电子，生成氧气的体积为22.4 L C. 4 mol Na2O2参加反应，共得到6 mol电子 D. 反应过程中可以看到白色沉淀先转化为灰绿色后转化为红褐色 8. 室温下，研究铜与一定量浓硝酸的反应，装置和试剂如图所示。下列说法不正确的是 A. 铜与浓硝酸反应： B. 通过上下抽动铜丝，可控制反应的开始和停止 C. 反应一段时间后，可能产生 D. 将铜片换成铁片，反应更剧烈，产生大量气体 9. 3－O－咖啡酰奎尼酸是金银花抗菌、抗病毒的有效成分之一，其分子结构如图。 下列关于3－O－咖啡酰奎尼酸的说法不正确的是 A. 存在顺反异构现象 B. 至少有7个碳原子在同一个平面内 C. 能发生取代反应和消去反应 D. 1mol3－O－咖啡酰奎尼酸能与7molNaOH恰好完全反应 10. 实验小组探究SO2与 的反应。在一定条件下，向盛有 的烧瓶中加入 固体，用传感器测得反应体系中( 含量的变化如图。 下列说法错误的是 A. 有 生成推测发生了反应： B. bc段 含量下降与反应 有关 C. 产物 也可能是 与 直接化合生成的 D. 可用 酸化的 溶液检验b点固体中是否含有 11. 葫芦脲是一类大环化合物，在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲的合成路线如下图。其中，试剂a和试剂b均能发生银镜反应。 下列说法正确的是 A. 试剂a的核磁共振氢谱有两组峰 B. E与试剂a的化学计量数之比是1∶2 C. 试剂b为甲醛 D. E→1molG时，有21molH2O生成 12. 侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一。侯氏制碱法的流程如下图所示。 下列说法不正确的是 A. 向饱和食盐水中先通入再持续通入，有利于生成 B. “碳酸化”过程放出大量的热，有利于提高碳酸化的速率和的直接析出 C. 母液1吸氨后，发生 D. “冷析”过程析出，有利于“盐析”时补加的固体溶解 13. 硫铁矿矿渣周围的酸性废水中存在硫细菌和铁细菌，可促进的溶解，相关的物质转化如图，其中①~③均完全转化。下列说法不正确的是 A. 硫细菌的存在可减少覆盖在硫铁矿矿渣表面的 B. 铁细菌的存在能提高反应①的速率 C. 废水中铁元素含量几乎不变 D. 一段时间后，废水的降低 14. 某小组同学通过实验研究溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下： 序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验步骤 充分振荡，加2mL蒸馏水 充分振荡，加2mL蒸馏水 充分振荡，加2mL蒸馏水 实验现象 铜粉消失，溶液黄色变浅，加入蒸馏水后无明显现象 铜粉有剩余，溶液黄色褪去，加入蒸馏水后生成白色沉淀 铜粉有剩余，溶液黄色褪去，变成蓝色，加入蒸馏水后无白色沉淀 下列说法不正确的是 A. 实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及被还原 B. 对比实验Ⅰ、Ⅱ说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关 C. 实验Ⅱ、Ⅲ中加入蒸馏水后相同 D. 向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀 II卷 非选择题(共58分) 15. 硅及其化合物在很多领域有广泛的应用。 （1）硅原子 ①基态硅原子的价层电子轨道表示式是___________。 ②原子的第一电离能由小到大的顺序为___________ （2）晶体硅 ①晶体硅的熔点和硬度均低于金刚石，其原因是___________。 ②一定温度下，某体积为，质量为mg的晶体硅，其晶胞为立方体，如图1所示，边长为，Si的摩尔质量为，则阿伏加德罗常数___________。 ③下列能说明硅的晶体类型略向金属晶体过渡的是___________。 a．硅原子之间的相互作用具有方向性和饱和性 b．硅有导电性，导电能力大于金刚石 （3）硅的含氧化合物 ①二氧化硅中的硅氧四面体基本结构单元如图2所示，其中硅原子的杂化方式为___________。 ②自然界中的云母由片状的硅酸根离子和片间的金属离子构成层状结构。 i．如图3所示，每个硅氧四面体通过共用3个氧原子分别与相邻的硅氧四面体连接，形成无限伸展的片状的硅酸根离子，其中硅原子和氧原子的个数比为___________。 ii．云母易被从片间撕开，原因是___________。 16. 向含有NaOH的NaClO溶液中逐滴滴入FeSO4溶液，滴加过程中溶液的pH随FeSO4溶液的体积的变化曲线及实验现象见表。 变化曲线 实验现象 i.A→B产生红褐色沉淀 ii.B→C红褐色沉淀的量增多 iii.C→D红褐色沉淀的量增多 iv.D点附近产生有刺激性气味的气体 v.D→E红褐色沉淀的量略有增多 资料：i.饱和NaClO溶液的pH约为11 ii.Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39 （1）Cl2和NaOH溶液制取NaClO的离子方程式是____。 （2）A点溶液的pH约为13，主要原因是____。 （3）结合离子方程式解释A→B溶液的pH显著下降的主要原因：____。 （4）NaClO溶液中含氯各微粒的物质的量分数与pH的关系如图。 ①M点溶液含氯的微粒有____。 ②C点附近生成红褐色沉淀的主要反应的离子方程式是____。 （5）检验iv中气体的方法是____。 （6）A→D的过程中，溶液的pH一直下降，原因是____。 （7）整个滴加过程中发生的反应与____、微粒的浓度等有关。 17. 由C-H键构建C-C键是有机化学的热点研究领域。我国科学家利用N-苯基甘氨酸中的C-H键在作用下构建C-C键，实现了喹啉并内酯的高选择性制备。合成路线如下图。 已知： i．R—Br+RCHO ii． （1）试剂a为___________。 （2）B具有碱性，B转化为C的反应中，使B过量可以提高的平衡转化率，其原因是___________(写出一条即可)。 （3）C转化为D的化学方程式为___________。 （4）G转化为H的化学方程式为___________；G生成H的过程中会得到少量的聚合物，写出其中一种的结构简式：___________。 （5）已知：i．+ ii． ①D和I在作用下得到J的4步反应如下图(无机试剂及条件已略去)，中间产物1中有两个六元环和一个五元环，中间产物3中有三个六元环。结合已知反应信息，写出中间产物1和中间产物3的结构简式___________；___________。 ②D和I转化成J的反应过程中还生成水，理论上该过程中消耗的与生成的J的物质的量之比为___________。 18. 菱锰矿的主要成分是MnCO3，其中含有FeCO3、CaCO3、MgCO3等杂质。工业上采用硫酸铵焙烧菱锰矿法制备高纯MnCO3，流程如下图： 已知： I.金属碳酸盐和硫酸铵混合粉末在加热条件下反应，生成硫酸盐、NH3和CO2。 II.溶液中金属离子沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+ Ca2+ 开始沉淀pH 1.5 6.3 8.2 8.9 11.9 完全沉淀pH 2.8 8.3 10.2 10.9 13.9 (1)步骤1中MnCO3与(NH4)2SO4反应的化学方程式是_______。 (2)步骤2和3中加入MnO2固体、调节pH的目的分别是_______。 (3)上述流程中可以再利用的物质有_______。 a.(NH4)2SO4 b.NH3 c.CO2 (4)MnCO3可用于制备苯甲醛，流程如下： 已知：甲苯难溶于水，密度小于水，沸点为110.4oC；苯甲醛微溶于水，易溶于甲苯，沸点为179℃。 ①MnCO3在空气中加热的化学方程式是_______。 ②操作1是_______；操作2是_______。 ③该方法制备1.06kg苯甲醛，则理论上消耗Mn2O3_______kg[M(Mn2O3)=158g/mol；M(苯甲醛)=106g/mol]。 19. 某小组探究CuSO4溶液、FeSO4溶液与碱的反应，探究物质氧化性和还原性的变化规律。将一定浓度CuSO4溶液，饱和FeSO4混合溶液加入适量氨水，产生红褐色沉淀，经检验，红褐色沉淀含Fe(OH)3。 （1）分析Fe(OH)3产生的原因：O2氧化所致。 验证：向FeSO4溶液中滴入氨水，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后有红褐色沉淀生成。 ①生成白色沉淀的离子方程式是___________。 ②产生红褐色沉淀：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。电极反应式：还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-。氧化反应：___________。 （2）提出问题：产生Fe(OH)3的原因可能是Cu2+氧化所致。 验证如下(溶液A：饱和FeSO4溶液+CuSO4溶液；已排除空气的影响)： 序号 实验 试剂 现象 I 氨水 生成沉淀，一段时间后，产生红褐色沉淀和灰黑色固体物质 II 水 溶液无明显变化 ①I中可能产生Cu，运用氧化还原反应规律分析产生Cu的合理性：___________。 ②检验：滤出I中不溶物，用稀H2SO4溶解，未检出Cu。分析原因： i.I中未生成Cu。 iiI中生成了Cu。由于___________(用离子方程式表示)，因此未检出Cu。 （3）设计实验(III)确认CuSO4的作用(已排除空气的影响)，装置示意图如下所示。 ①补全电化学装置示意图___________。经检验，实验中产生了Fe(OH)3、Cu。 ②II、III中均含Cu2+。III中产生了Cu，II中未产生Cu，试解释原因___________。 （4）CH3CHO分别与AgNO3溶液、银氨溶液混合并加热，CH3CHO与AgNO3溶液混合物明显现象，但与银氨溶液混合能产生银镜。试解释原因：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $