精品解析：江苏省苏北五校2026-2027学年高三上学期10月期中考试 化学试题

考试时间：2026年10月31日16：30-17：45 2026-2027学年度高三年级第一学期第一次学情调研 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Co-59 一、单项选择题：本大题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学与生产生活密切相关，下列工业生产中不涉及氧化还原反应的是 A. 侯氏制碱 B. 工业制盐酸 C. 高炉炼铁 D. 湿法炼铜 2. 反应2ClO+C2O+4H+=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O可用于制备ClO2。下列说法正确的是 A. CO2分子中σ键和π键个数比为1：2 B. H2O的VSEPR模型为 C. Cl-的电子式 D. C原子的外围电子排布为1s22s22p2 3. 用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸溶液，下列相关实验操作规范的是 A. 图甲用于测定醋酸浓度 B. 图乙用于润洗滴定管，再将液体从上口倒出 C. 图丙为滴定终点前半滴操作 D. 图丁中滴定管液面读数为7.1mL 4. 1-环己基乙胺(X)溶于酸形成铵盐阳离子(Y)，Y与18-冠-6作用形成超分子阳离子(Z)，下列说法不正确的是 A. X→Y，键角∠H-N-H增大 B. Z中存在共价键、氢键、离子键 C. 第一电离能：C<O<N D. 18-冠-6中C、O原子采取的轨道杂化方式相同 阅读下列材料，完成下面小题。 肼(N2H4)是一种高能燃料，常温下为无色液体，可由次氯酸钠和尿素[CO(NH2)2]反应制取；N2H4与N2O4混合可发生自燃，生成无毒气体；与组成相似的C2H6相比，肼的热稳定性较差，极易分解；肼的燃烧热577kJ·mol-1，具有较强的还原性，在碱性条件下能将Cu(OH)2还原为红色的Cu2O沉淀；N2H4还能作为单齿配体与Ni2+等过渡金属离子形成稳定的配合物{如[Ni(N2H4)6]2+}；肼易溶于水，属于二元弱碱；其阳离子如N2H5+是合成高能含能材料的重要前驱体。 5. 下列说法正确的是 A. N2H4是由极性键构成的非极性分子 B. 1mol[Ni(N2H4)6]2+中含有σ键的数目为36NA C. CO(NH2)2中C原子和N原子的化合价均为-2价 D. 为提高N2H4的产率应将尿素缓慢滴加到次氯酸钠溶液中 6. 下列过程中对应的化学方程式或离子方程式不正确的是 A. N2H4与过量稀H2SO4反应：N2H4+2H+=N2H B. N2H4与N2O4发生自燃：N2H4+2N2O4=6NO+2H2O C. N2H4的燃烧热：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-577kJ·mol-1 D. N2H4还原Cu(OH)2：4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2↑+6H2O 7. 下列有关物质结构或性质的比较中不正确的是 A. 熔点：N2H5Cl>N2H5Br B. N2H4具有还原性，可用于除高压锅炉中的溶解氧 C. N2H4中N—N键键能小于C2H6中的C—C键键能 D. N2H4易溶于水是由于N2H4分子间存在氢键 8. 二次电池AgCl-Sb的放电过程如图所示。下列说法正确的是 A. 充电时，M极与外接电源的负极相连 B. 放电时，N极的电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl C. 放电时，电子从电极N移向电极M D. 充电时，消耗4molAg的同时将消耗1molSb4O5Cl2 9. 已知Z是制备液晶高分子的单体之一，其中一种合成路线如下： 下列叙述正确的是 A. X分子中所有原子均在同一个平面上 B. Y能与NaHCO3溶液发生反应 C. Na2CO3能中和反应生成的HBr，有利于反应正向进行 D. 1molZ最多能和5molH2发生加成反应 10. 羟基自由基(·OH)具有强氧化性，可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂，将O3高效转化为·OH，机理如图。下列说法不正确的是 A. 步骤①中O3与H2O之间形成配位键 B. 步骤②存在极性键的断裂和形成 C. 总反应为H2O+3O3=4O2+2·OH D. ·OH中的O全部来自于O3 11. 某小组探究Na、Mg、Al分别与CuCl2溶液的反应， 已知：CuCl(白色)+2Cl-[CuCl3]2-(棕色)。下列说法不正确的是 装置 实验 金属 现象 Ⅰ Na 钠剧烈反应，迅速熔成小球，产生无色气体，伴随燃烧。溶液颜色变浅，产生大量蓝色沉淀和少量黑色固体 Ⅱ Mg Mg条表面迅速产生无色气体，同时有少量红色固体析出，溶液中有蓝白色固体[含有Cu(OH)2、CuCl]生成，溶液的pH逐渐升高，Mg条表面有大量疏松的红色固体析出 Ⅲ Al 铝片表面很快产生无色气体，同时析出红色固体，溶液温度升高。随着反应进行，产生无色气体的速率增大，溶液中出现白色固体，随后消失，得到棕色溶液，最终变为无色，铝片表面析出大量疏松的红色固体。 A. 实验Ⅰ产生的黑色固体是CuO B. 实验Ⅱ可以推测Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2] C. 实验Ⅲ产生无色气体的速率增大可能原因是形成了铜铝原电池 D. 实验Ⅲ棕色溶液最终变为无色，反应的离子方程式是Al+3[CuCl3]2-=Al3++3Cu+9Cl- 12. 从某铜阳极泥处理后的分银渣中(主要成分为BaSO4、PbSO4、AgCl、Ag2S)提取Ag的流程如图所示： 已知：Ksp(AgCl)=1.7×10-10，Ksp(Ag2S)=6.3×10-50，Ag++2⇌[Ag(SO3)2]3-K=1.0×109。 下列说法不正确的是 A. “预处理”时，氧化剂与还原剂的物质的量比值为2：1 B. 0.1mol·L-1Na2SO3溶液中c(OH-)>c(H+)+c(HSO)+c(H2SO3) C. “浸取”时，反应AgCl+2SO⇌[Ag(SO3)2]3-+Cl-的平衡常数为K=0.17 D. “还原”时，离子方程式为4Ag++HCHO+6OH-⇌4Ag+4H2O+CO 13. 工业上常用甲烷—水蒸气催化重整制备氢气，反应如下： Ⅰ．CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH 1=+206kJ·mol-1 Ⅱ．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH 2=-41kJ·mol-1 在pMPa，T℃条件下，仅考虑上述反应，甲烷—水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分物质的量分数x与投料水碳比[]的计算结果如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线a代表的是CH4 B. 加入CaO或催化剂均有利于提高H2的平衡产率 C. 水碳比为4时，反应Ⅱ的平衡常数为0.078 D. 水碳比为4时，CH4的平衡转化率为66.7% 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 我国是金属材料生产大国，一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni的工艺如图-1所示。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2 Ni(OH)2 Ksp(298K) 3.0×10-39 1.0×10-33 2.0×10-20 6.0×10-16 （1）“酸浸”中，通入的SO2可将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，写出该反应的离子方程式_________。 （2）“高压加热”时需调控温度获得高纯Fe2O3.不同温度下晶体X射线衍射谱图如图-2所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。 ①图中最佳温度为_________℃。 ②生成Fe2O3的化学方程式为_________。 （3）“沉铝”时，若滤液1中c(Cu2+)=0.020mol·L-1，c(Ni2+)=0.042mol·L-1，Al3+的浓度小于1.0×10-6mol·L-1，pH最高可调至_________(溶液体积变化可忽略)。 （4）“选择萃取”时发生反应：2HR(有机层)+Cu2+(水层)CuR2(有机层)+2H+(水层)。反萃取中加入的试剂为_________(填化学式)。请从平衡移动角度解释，其作用是_________。 （5）已知CaTiO3的晶胞如图-3，NixCuyNz晶体的晶胞如图-4，其中N与图-3中_________(填元素符号)空间位置相同，x：y：z=_________。 15. F是一种镇痛药物合成中间体，合成流程如下所示： 已知：。 （1）A分子中的含氧官能团名称_________，F分子中手性碳原子的数目为_________。 （2）写出A→B的反应类型_________。 （3）B→C的反应过程中经历两步，B→X→C，已知X→C有生成，请写出X的结构简式_________。 （4）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式_________。 ①碱性条件下水解后酸化生成X和Y两种有机产物； ②Y能使溴水褪色； ③X既能使溶液发生显色反应，又能与银氨溶液反应； ④X分子中不同化学环境的氢原子个数之比是1∶4∶6∶1。 （5）写出由、和为原料合成的合成路线流程图（题中有机溶剂、无机试剂任选，合成示例见本题题干）_________。 16. 钴及其化合物在电池材料、催化剂等领域具有广泛应用。 Ⅰ．废旧锂电池正极中主要含，及少量Al、Fe的氧化物，可制备。 已知：水合肼（）为无色油状液体，具有强还原性，氧化产物为。 （1）浸取。将粉碎后的废旧锂电池正极材料置于如图-1所示三颈烧瓶中，控温反应的温度为90℃，向烧瓶中滴加 溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加还原剂溶液。 ①是中一个非羟基氧原子被硫原子替代而形成，则的空间构型是_________。 ②浸取所得溶液中含、、、、和等。写出浸取时反应的化学方程式_________。反应过程中滴加的速率不能过快的原因是_________。 ③实验中判断溶液过量的实验操作是_________。 （2）向除杂后的溶液加入氨水后可制得。 含有Co(Ⅲ)并测得Co(Ⅱ)的氧化程度为8%。为确保500 mL 产品中不含Co(Ⅲ)，制备时需加入的质量至少为_________g（写出计算过程）。 Ⅱ．利用含钴废料（主要成分为，还含有少量的石墨、等杂质）制备。 已知：①不溶于水，微溶于水； ②、在有机磷萃取剂（HR）中的萃取率与pH的关系如图-2所示； ③酸性条件下的氧化性：。 （3）请补充制备的实验方案：取一定量含钴废料，粉碎后_________，充分反应后，静置后过滤，洗涤、干燥得。【实验中必须使用的试剂： 溶液、 NaOH溶液、有机磷（HR）、 溶液、30% 溶液。】 17. 我国将力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标，因此的捕集以及转化将成为重要的研究课题。 Ⅰ．的捕集 （1）某校科研人员利用NaOH溶液实现“碳捕获”技术的装置如图-1。 ①在整个“捕捉”过程中，将NaOH溶液喷成雾状是为了_________。 ②“碳捕获”技术是减少二氧化碳排放的一种途径，基本思路是将工业排放的二氧化碳分离出来。若用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，反应后碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为1：1，则反应的离子方程式为_________。 （2）一种由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)，可高效捕集空气中的，其原理如图-2所示，其中复合膜的Ⅰ侧将空气中的捕集并转化为，Ⅱ侧通入少量即可释放。 ①碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，分析复合膜中碳纳米管的作用为_________。 ②当复合膜Ⅰ侧处理(已折算为标准状况下的体积，下同)空气，其中96%的被复合膜捕集并释放，Ⅱ侧至少应通入_________L。 Ⅱ．的转化及利用 （3）蛋黄型空心球催化剂技术实现了封存和能量储存双重效果，其原理如图-3所示。制得的通过两步法可制取，原理如图-4所示。 ①则空心球催化剂技术中获得的 = _________。 ②写出两步法中步骤ⅱ的化学方程式为_________。 （4）利用与反应可制取。主要反应为。恒压下，将和按物质的量之比为1：3充入密闭容器制备甲醇。甲醇平衡产率在无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)时随温度的变化如图-5所示。有分子筛膜时，随温度升高甲醇平衡产率先升高后降低的原因是_________。 （5）电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图-6所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。电解过程中生成尿素的电极反应为_________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 考试时间：2026年10月31日16：30-17：45 2026-2027学年度高三年级第一学期第一次学情调研 化学试题 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Co-59 一、单项选择题：本大题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学与生产生活密切相关，下列工业生产中不涉及氧化还原反应的是 A. 侯氏制碱 B. 工业制盐酸 C. 高炉炼铁 D. 湿法炼铜 【答案】A 【解析】 【详解】A．侯氏制碱先利用反应制得碳酸氢钠，再将碳酸氢钠加热分解制得碳酸钠，反应为。上述反应中各元素的化合价均不变，不涉及氧化还原反应，A正确； B．工业制盐酸先将氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，再用水吸收氯化氢。生成氯化氢的反应为，其中氢元素的化合价由0价升高到+1价，氯元素的化合价由0价降低到−1价，涉及氧化还原反应，B错误； C．高炉炼铁利用一氧化碳在高温下还原铁的氧化物，例如。其中铁元素的化合价由+3价降低到0价，碳元素的化合价由+2价升高到+4价，涉及氧化还原反应，C错误； D．湿法炼铜可利用铁与硫酸铜溶液反应置换出铜，反应为。其中铁元素的化合价由0价升高到+2价，铜元素的化合价由+2价降低到0价，涉及氧化还原反应，D错误； 故选A。 2. 反应2ClO+C2O+4H+=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O可用于制备ClO2。下列说法正确的是 A. CO2分子中σ键和π键个数比为1：2 B. H2O的VSEPR模型为 C. Cl-的电子式 D. C原子的外围电子排布为1s22s22p2 【答案】C 【解析】 【详解】A．的结构式为，每个双键包含1个键和1个键，二者个数比为，A错误； B．中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，题图为的空间构型（V形），不是VSEPR模型，B错误； C．最外层有8个电子，题图电子式书写符合离子电子式的规则，C正确； D．是主族元素，外围电子（价电子）为最外层电子，排布式为，属于内层电子排布，D错误； 故选C。 3. 用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸溶液，下列相关实验操作规范的是 A. 图甲用于测定醋酸浓度 B. 图乙用于润洗滴定管，再将液体从上口倒出 C. 图丙为滴定终点前半滴操作 D. 图丁中滴定管液面读数为7.1mL 【答案】C 【解析】 【详解】A．滴定醋酸时，滴定终点生成醋酸钠，溶液呈碱性，应选用酚酞作指示剂，甲基橙变色范围为酸性，会导致测定结果误差较大，A错误； B．润洗滴定管时，润洗液应从滴定管下口放出，才能保证润洗到尖嘴部位，不可从上口倒出，B错误； C．滴定终点前滴加半滴溶液的操作要求为：使溶液悬在滴定管尖嘴处，用锥形瓶内壁将其沾落，再用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，图示操作符合规范，C正确； D．滴定管的读数精度为，图中液面的正确读数应为，D错误； 故选C。 4. 1-环己基乙胺(X)溶于酸形成铵盐阳离子(Y)，Y与18-冠-6作用形成超分子阳离子(Z)，下列说法不正确的是 A. X→Y，键角∠H-N-H增大 B. Z中存在共价键、氢键、离子键 C. 第一电离能：C<O<N D. 18-冠-6中C、O原子采取的轨道杂化方式相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．X中N原子有1对孤电子对，与结合形成Y后，N原子无孤电子对，孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对间的斥力，因此增大，A正确； B．Z是超分子阳离子，内部存在共价键以及氢键，离子键是阴阳离子之间的相互作用，Z内部不存在离子键，B错误； C．同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，N原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻的O，因此第一电离能，C正确； D．18-冠-6中C原子均形成4个键，价层电子对数为4，采取杂化；O原子均形成2个键，含2对孤电子对，价层电子对数为4，也采取杂化，二者杂化方式相同，D正确； 故选B。 阅读下列材料，完成下面小题。 肼(N2H4)是一种高能燃料，常温下为无色液体，可由次氯酸钠和尿素[CO(NH2)2]反应制取；N2H4与N2O4混合可发生自燃，生成无毒气体；与组成相似的C2H6相比，肼的热稳定性较差，极易分解；肼的燃烧热577kJ·mol-1，具有较强的还原性，在碱性条件下能将Cu(OH)2还原为红色的Cu2O沉淀；N2H4还能作为单齿配体与Ni2+等过渡金属离子形成稳定的配合物{如[Ni(N2H4)6]2+}；肼易溶于水，属于二元弱碱；其阳离子如N2H5+是合成高能含能材料的重要前驱体。 5. 下列说法正确的是 A. N2H4是由极性键构成的非极性分子 B. 1mol[Ni(N2H4)6]2+中含有σ键的数目为36NA C. CO(NH2)2中C原子和N原子的化合价均为-2价 D. 为提高N2H4的产率应将尿素缓慢滴加到次氯酸钠溶液中 6. 下列过程中对应的化学方程式或离子方程式不正确的是 A. N2H4与过量稀H2SO4反应：N2H4+2H+=N2H B. N2H4与N2O4发生自燃：N2H4+2N2O4=6NO+2H2O C. N2H4的燃烧热：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-577kJ·mol-1 D. N2H4还原Cu(OH)2：4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2↑+6H2O 7. 下列有关物质结构或性质的比较中不正确的是 A. 熔点：N2H5Cl>N2H5Br B. N2H4具有还原性，可用于除高压锅炉中的溶解氧 C. N2H4中N—N键键能小于C2H6中的C—C键键能 D. N2H4易溶于水是由于N2H4分子间存在氢键 【答案】5. B 6. B 7. D 【解析】 【5题详解】 A．中含极性键和非极性键，分子结构不对称，属于极性分子，A错误； B．每个含5个键（1个键、4个键），6个配体共个键，加上6个配位键，1mol该配离子共含个键，B正确； C．电负性：，中为+4价，为-3价，C错误； D．次氯酸钠具有强氧化性，若将尿素滴入次氯酸钠中，过量次氯酸钠会氧化生成的，应将次氯酸钠缓慢滴入尿素中提高产率，D错误； 故选B； 【6题详解】 A．为二元弱碱，与过量稀硫酸反应完全质子化生成，离子方程式正确，A正确； B．与自燃生成无毒气体，产物应为和，正确方程式：2N2H4+N2O4=3N2+4H2O，B错误； C．燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的焓变，该方程式符合燃烧热定义，C正确； D．还原时，从+2价降为+1价，从-2价升为0价，根据得失电子守恒、原子守恒，方程式为4Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2↑+6H2O，D正确； 故选B； 【7题详解】 A．二者均为离子晶体，离子所带电荷相同，半径小于，晶格能更大，熔点更高，A正确； B．具有还原性，可与反应生成无毒的和，可用于除锅炉溶解氧，B正确； C．中原子有孤对电子，两个原子的孤对电子排斥作用大，故键键能小于中的键，与肼热稳定性差的性质一致，C正确； D．易溶于水是因为与水分子之间能形成氢键，不是因为分子间存在氢键，D错误； 故选D。 8. 二次电池AgCl-Sb的放电过程如图所示。下列说法正确的是 A. 充电时，M极与外接电源的负极相连 B. 放电时，N极的电极反应式为Ag-e-+Cl-=AgCl C. 放电时，电子从电极N移向电极M D. 充电时，消耗4molAg的同时将消耗1molSb4O5Cl2 【答案】A 【解析】 【分析】放电时M极上Sb转化为，Sb元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故M为放电时的负极，则N极为正极。 【详解】A．放电时M极上Sb转化为，Sb元素化合价升高，发生失电子的氧化反应，故M为放电时的负极；二次电池充电时遵循：负接负、正接正，原负极M应与外接电源负极相连作阴极，A正确； B．放电时N极为正极，发生得电子的还原反应，电极反应为，B错误； C．放电时电子从负极（M极）经外电路流向正极（N极），C错误； D．充电时，阳极反应式：Ag-e-+Cl-=AgCl，消耗4molAg，则转移4mol，1molSb4O5Cl2参与反应时转移电子数为12mol（充电时Sb4O5Cl2中Sb化合价从+3降到0价，共得12mol），根据得失电子守恒，消耗4mol时消耗mol，D错误； 故选A。 9. 已知Z是制备液晶高分子的单体之一，其中一种合成路线如下： 下列叙述正确的是 A. X分子中所有原子均在同一个平面上 B. Y能与NaHCO3溶液发生反应 C. Na2CO3能中和反应生成的HBr，有利于反应正向进行 D. 1molZ最多能和5molH2发生加成反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．X为，分子中含杂化的饱和碳原子，为四面体结构，所有原子不可能共平面，A错误； B．Y的官能团为酚羟基和酯基，酚羟基酸性弱于碳酸，不能与溶液反应，B错误； C．该取代反应生成，可与反应，降低生成物浓度，使平衡正向移动，有利于提高Z的产率，C正确； D．Z中苯环（1mol消耗3mol）、碳碳双键（1mol消耗1mol）可与加成，酯基的羰基不能与加成，故1molZ最多消耗4mol，D错误； 故选C。 10. 羟基自由基(·OH)具有强氧化性，可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂，将O3高效转化为·OH，机理如图。下列说法不正确的是 A. 步骤①中O3与H2O之间形成配位键 B. 步骤②存在极性键的断裂和形成 C. 总反应为H2O+3O3=4O2+2·OH D. ·OH中的O全部来自于O3 【答案】A 【解析】 【详解】A．步骤①中与之间的虚线表示氢键，A错误； B．步骤②存在中极性键的断裂，同时有中极性键的形成，存在极性键的断裂和形成，B正确； C．将机理中各步骤的反应物相加、消去中间产物和催化剂，可得总反应为，符合元素守恒，C正确； D．根据机理图，·OH中的H全部来自于，中的全部来自，D正确。 故选A。 11. 某小组探究Na、Mg、Al分别与CuCl2溶液的反应， 已知：CuCl(白色)+2Cl-[CuCl3]2-(棕色)。下列说法不正确的是 装置 实验 金属 现象 Ⅰ Na 钠剧烈反应，迅速熔成小球，产生无色气体，伴随燃烧。溶液颜色变浅，产生大量蓝色沉淀和少量黑色固体 Ⅱ Mg Mg条表面迅速产生无色气体，同时有少量红色固体析出，溶液中有蓝白色固体[含有Cu(OH)2、CuCl]生成，溶液的pH逐渐升高，Mg条表面有大量疏松的红色固体析出 Ⅲ Al 铝片表面很快产生无色气体，同时析出红色固体，溶液温度升高。随着反应进行，产生无色气体的速率增大，溶液中出现白色固体，随后消失，得到棕色溶液，最终变为无色，铝片表面析出大量疏松的红色固体。 A. 实验Ⅰ产生的黑色固体是CuO B. 实验Ⅱ可以推测Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2] C. 实验Ⅲ产生无色气体的速率增大可能原因是形成了铜铝原电池 D. 实验Ⅲ棕色溶液最终变为无色，反应的离子方程式是Al+3[CuCl3]2-=Al3++3Cu+9Cl- 【答案】B 【解析】 【详解】A．实验Ⅰ中Na与水反应放热，生成的受热分解生成黑色，A正确； B．实验Ⅱ中优先生成沉淀，说明更难溶，因此，B错误； C．Al置换出Cu后，在酸性溶液中形成Al-Cu原电池，可加快生成氢气的速率，C正确； D．棕色的中+1价Cu被Al还原为Cu单质，给出的离子方程式符合电子守恒、电荷守恒和原子守恒，D正确； 故选B。 12. 从某铜阳极泥处理后的分银渣中(主要成分为BaSO4、PbSO4、AgCl、Ag2S)提取Ag的流程如图所示： 已知：Ksp(AgCl)=1.7×10-10，Ksp(Ag2S)=6.3×10-50，Ag++2⇌[Ag(SO3)2]3-K=1.0×109。 下列说法不正确的是 A. “预处理”时，氧化剂与还原剂的物质的量比值为2：1 B. 0.1mol·L-1Na2SO3溶液中c(OH-)>c(H+)+c(HSO)+c(H2SO3) C. “浸取”时，反应AgCl+2SO⇌[Ag(SO3)2]3-+Cl-的平衡常数为K=0.17 D. “还原”时，离子方程式为4Ag++HCHO+6OH-⇌4Ag+4H2O+CO 【答案】D 【解析】 【分析】分银渣中(主要成分为、、AgCl、)，先经预处理，氯化铁具有氧化性，能与硫化银发生氧化还原反应生成氯化亚铁、单质硫、AgCl；再加浸取，AgCl与亚硫酸根形成可溶性亚硫酸银配离子实现银的分离；最后甲醛还原配离子得到单质Ag，据此分析； 【详解】A．预处理时作氧化剂，元素从+3价降为+2价，每个得；作还原剂，元素从-2价升为0价，每个失，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂物质的量比值为2:1，A正确； B．溶液中质子守恒为，因此，B正确； C．Ag++2⇌[Ag(SO3)2]3-K(配位)=1.0×109。浸取反应的反应平衡常数 ，C正确； D．浸取后以配离子形式存在，不是游离，离子方程式，D错误； 故选D。 13. 工业上常用甲烷—水蒸气催化重整制备氢气，反应如下： Ⅰ．CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH 1=+206kJ·mol-1 Ⅱ．CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH 2=-41kJ·mol-1 在pMPa，T℃条件下，仅考虑上述反应，甲烷—水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分物质的量分数x与投料水碳比[]的计算结果如图所示。下列说法正确的是 A. 曲线a代表的是CH4 B. 加入CaO或催化剂均有利于提高H2的平衡产率 C. 水碳比为4时，反应Ⅱ的平衡常数为0.078 D. 水碳比为4时，CH4的平衡转化率为66.7% 【答案】D 【解析】 【分析】随着投料水碳比 的增加，体系中的物质的量分数逐渐增大，而的物质的量分数逐渐减小。结合图像可知，曲线呈上升趋势且数值较大，代表；曲线呈下降趋势，代表；曲线代表； 【详解】A． 由分析知，曲线代表，A错误； B．加入催化剂可以提高化学反应速率，不影响平衡，不提高平衡产率，B错误； C．由图像可知，水碳比为4时，的物质的量分数为，的物质的量分数为，和的物质的量分数均为 ，所以反应Ⅱ的平衡常数 ，C错误； D．设初始 ，，反应i转化了 ，反应ii转化了 ，平衡时各物质的量为：，，，，，总物质的量为 ；由图可知，水碳比为4时，（曲线）的物质的量分数为 ，即 ，解得 ，故的转化率为 ，D正确； 故选D。 二、非选择题：本题共4小题，共61分。 14. 我国是金属材料生产大国，一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni的工艺如图-1所示。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2 Ni(OH)2 Ksp(298K) 3.0×10-39 1.0×10-33 2.0×10-20 6.0×10-16 （1）“酸浸”中，通入的SO2可将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，写出该反应的离子方程式_________。 （2）“高压加热”时需调控温度获得高纯Fe2O3.不同温度下晶体X射线衍射谱图如图-2所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。 ①图中最佳温度为_________℃。 ②生成Fe2O3的化学方程式为_________。 （3）“沉铝”时，若滤液1中c(Cu2+)=0.020mol·L-1，c(Ni2+)=0.042mol·L-1，Al3+的浓度小于1.0×10-6mol·L-1，pH最高可调至_________(溶液体积变化可忽略)。 （4）“选择萃取”时发生反应：2HR(有机层)+Cu2+(水层)CuR2(有机层)+2H+(水层)。反萃取中加入的试剂为_________(填化学式)。请从平衡移动角度解释，其作用是_________。 （5）已知CaTiO3的晶胞如图-3，NixCuyNz晶体的晶胞如图-4，其中N与图-3中_________(填元素符号)空间位置相同，x：y：z=_________。 【答案】（1） （2） ①. 190 ②. （3）5.0 （4） ①. ②. 加入硫酸，增大水层中的浓度，平衡向反萃取方向移动，转化为进入水层，实现反萃取 （5） ①. Ti ②. 【解析】 【分析】含Fe、Al、Cu、Ni等多种金属的矿粉经酸浸后得到含、、、的溶液，在低pH下通空气高温加热得到，过滤得固体和含、、的溶液，调节pH使转化为沉淀，再萃取、后处理得到含Cu、Ni配合物，经一系列后处理得到，据此作答。 【小问1详解】 与发生氧化还原反应，得到与，离子方程式为； 【小问2详解】 ①高压加热后期望结果为尽可能纯净的，故杂峰越少越好，故图中最佳温度为190℃； ②在空气作用下高温加热得到，与氧气发生了氧化还原反应，化学方程式为； 【小问3详解】 调pH时需保证、不沉淀，氢氧化铜和氢氧化镍的阴阳离子数目比相同，且，因此只需要满足不生成氢氧化铜沉淀即可。当开始生成氢氧化铜沉淀时，根据可得，开始沉淀时，，pH=5，故pH最高可调至5； 【小问4详解】 ①反萃取意图是该反应平衡逆向移动，因此需加入酸，结合图中最后得到含的水溶液，可知需加入； ②加入硫酸后，水层中浓度增大，平衡向反萃取方向移动，转化为进入水层，实现反萃取； 【小问5详解】 对比左右图可知，N位于Ni围成的正八面体的中心，Ti位于O围成的正八面体的中心，故N与图3中的Ti位置相同；根据均摊法，Cu占据8个顶角，Ni占据6个面心，故每个晶胞含1个Cu原子、3个Ni原子、1个N原子，则x：y：z=3:1:1。 15. F是一种镇痛药物合成中间体，合成流程如下所示： 已知：。 （1）A分子中的含氧官能团名称_________，F分子中手性碳原子的数目为_________。 （2）写出A→B的反应类型_________。 （3）B→C的反应过程中经历两步，B→X→C，已知X→C有生成，请写出X的结构简式_________。 （4）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式_________。 ①碱性条件下水解后酸化生成X和Y两种有机产物； ②Y能使溴水褪色； ③X既能使溶液发生显色反应，又能与银氨溶液反应； ④X分子中不同化学环境的氢原子个数之比是1∶4∶6∶1。 （5）写出由、和为原料合成的合成路线流程图（题中有机溶剂、无机试剂任选，合成示例见本题题干）_________。 【答案】（1） ①. 酰胺基、羧基 ②. 1 （2）取代反应 （3） （4） （5） 【解析】 【分析】A的结构为，其中的羧基与甘氨酸的氨基反应，脱去一分子水，形成酰胺键，得到B：。比较B与C的结构，B中连接甘氨酸部分的酰胺氮原子与甲醛反应，引入一个碳原子，并与原有的羧基共同形成含氮、氧的五元环，得到C：。C在作用下转化为D，原五元环打开，羧基恢复；由甲醛引入的碳原子与苯环上邻近侧链的碳原子形成新的碳碳键，从而形成与苯环相连的七元环，得到D：。D经处理，脱去氨基上的保护部分，得到含游离氨基的E：。E在、条件下，羧基转化为甲酯基，得到F：。 【小问1详解】 A的结构为，其含氧基团中，有两个羰基与同一个氮原子相连，属于酰胺基，侧链末端还含有羧基，因此含氧官能团名称为酰胺基、羧基。F的结构为，七元环上连接氨基的饱和碳原子还连接一个氢原子，其沿环两侧分别连接羰基碳原子和亚甲基碳原子，四个取代基互不相同，属于手性碳原子；其余饱和碳原子均连接至少两个相同的氢原子，苯环碳原子和羰基碳原子均不属于手性碳原子，故F分子中手性碳原子的数目为1； 【小问2详解】 A含羧基，甘氨酸含氨基。反应时，A中羧基的羟基与甘氨酸氨基上的一个氢原子结合生成水，同时形成碳氮键，生成酰胺。该反应可表示为，相当于羧基中的羟基被取代，因此A→B属于取代反应； 【小问3详解】 C的结构为，其五元环中含有酯基。根据题给已知反应，B中酰胺氮原子上的氢与甲醛反应，使该氮原子上引入，而原有的仍保留。随后，新引入的羟基与羧基发生分子内酯化，脱去一分子水，形成C中的五元环。因此，脱水前的中间体X的结构简式为； 【小问4详解】 根据E的结构，其分子式为。水解产物X能使溶液发生显色反应，又能与银氨溶液反应，可在X中安排酚羟基和醛基。按氢原子个数比1∶4∶6∶1，将两组各含1个氢原子的环境分别安排为酚羟基和醛基，将4个等效氢原子安排在两个等效氨基上，将6个等效氢原子安排在两个等效甲基上。取酚羟基与醛基在苯环上处于对位，两个氨基均与酚羟基相邻，两个甲基均与醛基相邻，得到一种符合条件的X：。该结构关于酚羟基与醛基所在方向对称，两个氨基等效、两个甲基等效，且苯环上没有氢原子，四种氢原子个数之比恰为1∶4∶6∶1。X的分子式为，若将其酚羟基与羧酸Y形成酯，则水解时引入一分子水；由原子守恒，Y每个分子含3个碳原子、4个氢原子和2个氧原子，分子式为。取Y为，其碳碳双键可与溴发生加成反应，使溴水褪色。将X的酚羟基与Y的羧基组成酯，所得物质的分子式与E相同，碱性水解、酸化后可生成上述X和Y，因此符合条件的结构简式为； 【小问5详解】 原料的侧链含两个碳原子，目标产物中保留了苯环，并形成含酰胺基的六元环。参照题干A→B→C→D的过程，可先将原料中的醇羟基依次氧化为醛基和羧基，再使所得羧酸与甘氨酸反应形成酰胺。该酰胺与甲醛反应并脱水，形成含氮、氧的五元环；随后在作用下，使由甲醛引入的碳原子与苯环上邻近侧链的碳原子相连，同时恢复甘氨酸部分的羧基。由于此时羰基与苯环之间只有一个亚甲基，最终形成题目所示的六元环。合成路线为。 16. 钴及其化合物在电池材料、催化剂等领域具有广泛应用。 Ⅰ．废旧锂电池正极中主要含，及少量Al、Fe的氧化物，可制备。 已知：水合肼（）为无色油状液体，具有强还原性，氧化产物为。 （1）浸取。将粉碎后的废旧锂电池正极材料置于如图-1所示三颈烧瓶中，控温反应的温度为90℃，向烧瓶中滴加 溶液，在充分搅拌的条件下向烧瓶中滴加还原剂溶液。 ①是中一个非羟基氧原子被硫原子替代而形成，则的空间构型是_________。 ②浸取所得溶液中含、、、、和等。写出浸取时反应的化学方程式_________。反应过程中滴加的速率不能过快的原因是_________。 ③实验中判断溶液过量的实验操作是_________。 （2）向除杂后的溶液加入氨水后可制得。 含有Co(Ⅲ)并测得Co(Ⅱ)的氧化程度为8%。为确保500 mL 产品中不含Co(Ⅲ)，制备时需加入的质量至少为_________g（写出计算过程）。 Ⅱ．利用含钴废料（主要成分为，还含有少量的石墨、等杂质）制备。 已知：①不溶于水，微溶于水； ②、在有机磷萃取剂（HR）中的萃取率与pH的关系如图-2所示； ③酸性条件下的氧化性：。 （3）请补充制备的实验方案：取一定量含钴废料，粉碎后_________，充分反应后，静置后过滤，洗涤、干燥得。【实验中必须使用的试剂： 溶液、 NaOH溶液、有机磷（HR）、 溶液、30% 溶液。】 【答案】（1） ①. 四面体形 ②. ③. 防止在酸性条件下发生歧化反应生成S和 ④. 取少量待测液于试管中，加入稀硫酸酸化，若生成淡黄色沉淀，则证明溶液过量。 （2）500 mL 溶液中含有，被氧化后的，，。 （3）向其中边搅拌边滴加和30% 溶液，至不再产生气体，过滤，向滤液中加入有机磷（HR），并滴加溶液调节pH为5.4，充分振荡后静置分液，向有机层中滴加溶液，调节pH约为2，充分振荡后静置分液，边搅拌边向水层中滴加溶液，至向上层清液中滴加溶液不再产生沉淀 【解析】 【分析】Ⅰ中，粉碎、加热和搅拌有利于正极材料与浸取液充分接触并加快反应。酸性条件下，将中的钴由+3价还原为+2价，锂、钴及部分杂质金属进入溶液。除去杂质后，加入氨水使转化为沉淀；对制备过程中被氧化的Co(Ⅱ)，利用水合肼的还原性使Co(Ⅲ)重新转化为Co(Ⅱ)，所需水合肼的量由得失电子守恒确定。Ⅱ中，硫酸提供酸性环境，将废料中的+3价钴还原为+2价，自身被氧化为，钴、锂进入溶液，过滤可除去石墨。由于微溶于水，应先利用钴离子、锂离子在有机磷萃取剂中萃取率的差异进行分离：调节pH，使钴离子主要转移至有机层，再用酸将钴离子转回水层，最后加入碳酸钠溶液，使钴离子生成沉淀，经分离、洗涤和干燥获得产品。 【小问1详解】 ①的中心硫原子周围有4个成键方向，无孤电子对。将其中一个氧原子替换为硫原子后，的中心硫原子仍与4个原子相连，即与3个氧原子和1个硫原子相连，中心硫原子形成4个σ键且无孤电子对，故其空间构型为四面体形。 ②中Li为+1价、O为-2价，所以Co为+3价；浸取后生成，每摩尔中的钴得到1 mol电子。中两个硫原子的化合价之和为+4，被氧化生成后，这两个硫原子的化合价之和为+12，因此每摩尔失去8 mol电子。由得失电子守恒，与的反应物质的量之比为8∶1，再根据原子守恒配平，并保留90℃的反应条件，得到化学方程式： 。 在酸性条件下还会发生反应：。硫酸滴加过快会使局部酸性过强，促进该反应，消耗还原剂，降低其利用率，因此应控制硫酸的滴加速率，防止发生歧化反应生成S和。图-1中的NaOH溶液用于吸收可能产生的，防止其逸出污染空气。 ③若过量，待测液中仍含，加入稀硫酸后发生，生成淡黄色硫沉淀。因此，取少量待测液于试管中，加入稀硫酸酸化，若生成淡黄色沉淀，则证明溶液过量； 【小问2详解】 500 mL 溶液中，钴元素的物质的量为。Co(Ⅱ)的氧化程度为8%，故生成的Co(Ⅲ)的物质的量为。 水合肼中N元素的化合价为-2价，氧化产物中N为0价，每摩尔水合肼含2 mol氮原子，完全氧化时共失去4 mol电子；Co(Ⅲ)还原为Co(Ⅱ)时，每摩尔钴得到1 mol电子。因此，1 mol水合肼能够还原4 mol Co(Ⅲ)。由得失电子守恒，所需水合肼的最小物质的量为。水合肼的摩尔质量为，所以至少需要的质量为； 【小问3详解】 酸性条件下的氧化性为，所以可以将废料中的+3价钴还原为+2价，自身被氧化为。废料中的和分别发生反应：、。因此，先向粉碎后的废料中边搅拌边滴加 和30% 溶液，至不再产生气体，再过滤除去石墨，保留含和的滤液。 由图-2可知，pH为5.4时，的萃取率接近100%，而的萃取率仍很低。因此，向滤液中加入有机磷（HR），并滴加 NaOH溶液调节pH为5.4，充分振荡后静置分液，保留含钴的有机层，使大部分留在水层。 图-2还表明，pH约为2时，在有机磷萃取剂中的萃取率很低，降低pH可使钴离子从有机层转移至水层。因此，向所得有机层中滴加 溶液，调节pH约为2，充分振荡后静置分液，保留含的水层。 所得水层呈酸性，加入溶液时，碳酸根离子先消耗酸，发生；继续加入后，钴离子发生沉淀反应：。因此，边搅拌边向水层中滴加 溶液，至向上层清液中滴加该溶液不再产生沉淀，表明钴离子已充分沉淀。随后按题干给定操作充分反应、静置、过滤，洗涤除去沉淀表面附着的可溶性杂质，干燥得到。 17. 我国将力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标，因此的捕集以及转化将成为重要的研究课题。 Ⅰ．的捕集 （1）某校科研人员利用NaOH溶液实现“碳捕获”技术的装置如图-1。 ①在整个“捕捉”过程中，将NaOH溶液喷成雾状是为了_________。 ②“碳捕获”技术是减少二氧化碳排放的一种途径，基本思路是将工业排放的二氧化碳分离出来。若用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，反应后碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为1：1，则反应的离子方程式为_________。 （2）一种由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)，可高效捕集空气中的，其原理如图-2所示，其中复合膜的Ⅰ侧将空气中的捕集并转化为，Ⅱ侧通入少量即可释放。 ①碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，分析复合膜中碳纳米管的作用为_________。 ②当复合膜Ⅰ侧处理(已折算为标准状况下的体积，下同)空气，其中96%的被复合膜捕集并释放，Ⅱ侧至少应通入_________L。 Ⅱ．的转化及利用 （3）蛋黄型空心球催化剂技术实现了封存和能量储存双重效果，其原理如图-3所示。制得的通过两步法可制取，原理如图-4所示。 ①则空心球催化剂技术中获得的 = _________。 ②写出两步法中步骤ⅱ的化学方程式为_________。 （4）利用与反应可制取。主要反应为。恒压下，将和按物质的量之比为1：3充入密闭容器制备甲醇。甲醇平衡产率在无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)时随温度的变化如图-5所示。有分子筛膜时，随温度升高甲醇平衡产率先升高后降低的原因是_________。 （5）电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通入至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图-6所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。电解过程中生成尿素的电极反应为_________。 【答案】（1） ①. 增大反应物间的接触面积，加快反应速率，提高二氧化碳的吸收效率 ②. （2） ①. 传导电子 ②. 14.4 （3） ①. 1∶2 ②. （4）分子筛膜能不断分离出，平衡正向移动，平衡产率增大；反应放热，升高温度平衡逆向移动，使平衡产率减小。P点之前，反应以分子筛膜的影响为主，P点以后，以温度对反应的影响为主 （5） 【解析】 【小问1详解】 ①将NaOH溶液喷成雾状，可使液体分散成小液滴，增大NaOH溶液与含气体的接触面积，加快反应速率，提高二氧化碳的吸收效率。 ②NaOH溶液吸收生成碳酸根离子和碳酸氢根离子的反应分别为、。反应后碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为1∶1，将上述两个反应各取一份相加，得到总反应的离子方程式为； 【小问2详解】 ①石墨具有导电性，碳纳米管由石墨片层卷成，能够在复合膜两侧之间传导电子，因此其作用是传导电子。 ②Ⅰ侧捕集形成的通过复合膜中的阴离子交换树脂迁移至Ⅱ侧。Ⅱ侧通入的失去电子，反应为；生成的与反应，释放，反应为。将两个过程合并，得到，因此每消耗1 mol 可释放2 mol 。图-2给出空气中的体积分数为3%，实际捕集并释放的体积为。相同温度和压强下，气体体积之比等于物质的量之比，所以至少需要通入的氢气体积为，答题空中填14.4； 【小问3详解】 ①图-3中，被还原为，被氧化为。碳元素的化合价由+4价降低到−4价，每生成1 mol 需得到8 mol电子；氧元素的化合价由−2价升高到0价，每生成1 mol 失去4 mol电子。按得失电子守恒合并两个过程，总反应为，因此获得的。 ②图-4中，步骤ⅱ消耗高能NiO、FeO和水蒸气，生成和。以的化学计量数为1，根据镍、铁原子守恒，NiO和FeO的化学计量数分别为1和2；这两种氧化物共提供3个氧原子，另1个氧原子由1个水分子提供，水分子中的2个氢原子形成1个氢分子。因此步骤ⅱ的化学方程式为； 【小问4详解】 题给反应的，说明正反应放热，升高温度会使平衡逆向移动，降低甲醇平衡产率。分子筛膜能够选择性分离出，减少反应混合气中的水蒸气，使的平衡正向移动，提高甲醇平衡产率。图-5中，有分子筛膜的曲线在P点之前随温度升高而上升，说明该温度范围内，升温过程中分子筛膜分离水对平衡的促进作用占主导；P点以后，曲线随温度升高而下降，说明升温使放热反应平衡逆向移动的影响占主导。因此，有分子筛膜时，甲醇平衡产率随温度升高先升高后降低； 【小问5详解】 图-6中，右侧Y电极上水失去电子生成氧气，Y为阳极，其电极反应为；生成的由右侧阳极区穿过质子交换膜迁移至左侧阴极区。左侧X为阴极，与在此反应生成尿素。氮元素的化合价由中的+5价降低到尿素中的−3价，每个氮原子得到8个电子，而碳元素的化合价保持+4价。因此，每生成1 mol尿素，需消耗2 mol 和1 mol ，共得到16 mol电子。再根据氧、氢原子守恒，同时消耗18 mol 并生成7 mol ，得到生成尿素的电极反应为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $