文档内容
2023 年普通高中学业水平等级性考试
(北京卷)
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32
第一部分
本部分共 14 小题,每题 3 分,共 42 分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的
一项。
1. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 三种物质中均有碳碳原子间的 键 B. 三种物质中的碳原子都是 杂化
C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子间优先形成 键,三种物质中均存在 键,A 项正确;
B. 金刚石中所有碳原子均采用 杂化,石墨中所有碳原子均采用 杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采
用 杂化,碳碳三键上的碳原子采用 杂化,B 项错误;
C.金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合晶体,C 项错误;
D.金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D 项错误;
故选 A。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式为 B. 的 VSEPR 模型为C. 电子云图为 D. 基态 原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钠是离子化合物,其电子式是 ,A 项错误;
B. 氨分子的 VSEPR 模型是四面体结构,B 项错误:
C.p 能级电子云是哑铃(纺锤)形,C 项正确;
D.基态铬原子的价层电子轨道表示式是 ,D 项错误;
故选 C。
3. 下列过程与水解反应无关的是
A. 热的纯碱溶液去除油脂
B. 重油在高温、高压和催化剂作用下转化为小分子烃
C. 蛋白质在酶的作用下转化为氨基酸
D. 向沸水中滴入饱和 溶液制备 胶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.热的纯碱溶液因碳酸根离子水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解生成易溶于水的高级脂肪酸
盐和甘油,故可用热的纯碱溶液去除油脂,A 不符合题意;
B.重油在高温、高压和催化剂作用下发生裂化或裂解反应生成小分子烃,与水解反应无关,B 符合题意;
C.蛋白质在酶的作用下可以发生水解反应生成氨基酸,C 不符合题意;
D. Fe3+能发生水解反应生成 Fe(OH) ,加热能增大 Fe3+ 的水解程度,D 不符合题意;
3
故选 B。
4. 下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. 溶液中加入少量 固体,促进 分解B. 密闭烧瓶内的 和 的混合气体,受热后颜色加深
C. 铁钉放入浓 中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D. 锌片与稀 反应过程中,加入少量 固体,促进 的产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.MnO 会催化 HO 分解,与平衡移动无关,A 项错误;
2 2 2
B.NO 转化为 NO 反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO 浓度增大,混合气体颜色加深,B 项正
2 2 4 2
确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无
关,C 项错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D 项错误;
故选 B。
5. 回收利用工业废气中的 和 ,实验原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 废气中 排放到大气中会形成酸雨
B. 装置 a 中溶液显碱性 原因是 的水解程度大于 的电离程度
C. 装置 a 中溶液的作用是吸收废气中的 和
D. 装置 中的总反应为
【答案】C
【解析】【详解】A. 是酸性氧化物,废气中 排放到空气中会形成硫酸型酸雨,故 A 正确;
B.装置 a 中溶液的溶质为 ,溶液显碱性,说明 的水解程度大于电离程度,故 B 正确;
C.装置 a 中 溶液 作用是吸收 气体, 与 溶液不反应,不能吸收 ,故 C
错误;
D.由电解池阴极和阳极反应式可知,装置 b 中总反应为 ,故 D
正确;
选 C。
6. 下列离子方程式与所给事实不相符的是
A. 制备 84 消毒液(主要成分是 ):
B. 食醋去除水垢中的 :
C. 利用覆铜板制作印刷电路板:
D. 去除废水中的 :
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cl 和 NaOH 溶液反应产生 NaCl、NaClO、HO,除了 Cl 和 HO 不能拆写其余均可拆写为
2 2 2 2
离子,A 项正确;
B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为 2CHCOOH+CaCO =Ca2++2CH COO-+CO +H O,B 项错误;
3 3 3 2 2
C.FeCl 将 Cu 氧化为 CuCl 而自身被还原为 FeCl ,反应为 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,C 项正确;
3 2 2
D.NaS 将 Hg2+转化为沉淀除去,反应为 Hg2++S2−=HgS↓,D 项正确;
2
故选 B。
7. 蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是
A. 过程①白色固体变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性B. 过程②固体体积膨胀,与产生的大量气体有关
C. 过程中产生能使品红溶液褪色的气体,体现了浓硫酸的酸性
D. 过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A.浓硫酸具有脱水性,能将有机物中的H 原子和O 原子按 2∶1 的比例脱除,蔗糖中加入浓硫酸,
白色固体变黑,体现浓硫酸的脱水性,A 项正确;
B.浓硫酸脱水过程中释放大量热,此时发生反应 ,产生大量
气体,使固体体积膨胀,B 项正确;
C.结合选项 B 可知,浓硫酸脱水过程中生成的 能使品红溶液褪色,体现浓硫酸的强氧化性,C 项错误;
D.该过程中,蔗糖发生化学反应,发生了化学键的断裂,D 项正确;
故选 C。
8. 完成下述实验,装置或试剂不正确的是
A. 实验室制 B. 实验室收集 C. 验证 易溶于水且溶液呈碱性 D. 除去
中混有的少量
【答案】D
【解析】
【详解】A.MnO 固体加热条件下将 HCl 氧化为 Cl,固液加热的反应该装置可用于制备 Cl,A 项正确;
2 2 2
B.C H 不溶于水,可选择排水收集,B 项正确;
2 4
C.挤压胶头滴管,水进入烧瓶将 NH 溶解,烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧
3
瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明 NH 与水形成碱性物质,C 项正确;
3
D.NaCO 与 HCl、CO 发生反应,不能达到除杂的目的,应该选用饱和 NaHCO 溶液,D 项错误;
2 3 2 3故选 D。
9. 一种聚合物 的结构简式如下,下列说法不正确的是
A. 的重复单元中有两种官能团
B. 可通过单体 缩聚合成
C. 在碱性条件下可发生降解
D. 中存在手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A. 的重复单元中只含有酯基一种官能团,A 项错误;
B.由 的结构可知其为聚酯,由单体 缩聚合成,B 项正确;
C. 为聚酯,碱性条件下可发生降解,C 项正确;
D. 的重复单元中只连有 1 个甲基的碳原子为手性碳原子,D 项正确;
故选 A。
10. 下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A. 键的键能小于 键的键能
B. 三氟乙酸的 大于三氯乙酸的
C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D. 气态氟化氢中存在 ,而气态氯化氢中是 分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.F 原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强, 键不稳定,因此 键的键能
小于 键的键能,与电负性无关,A 符合题意;B.氟的电负性大于氯的电负性。 键的极性大于 键的极性,使 —的极性大于 —的极
性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B 不符合题意;
C.氟的电负性大于氯的电负性, 键的极性大于 键的极性,导致 分子极性强于 ,C 不
符合题意;
D.氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟
化氢中存在 ,D 不符合题意;
故选 A。
11. 化合物 与 反应可合成药物中间体 ,转化关系如下。
已知 L 能发生银镜反应,下列说法正确的是
A. K 的核磁共振氢谱有两组峰 B. L 是乙醛
C. M 完全水解可得到 K 和 L D. 反应物 K 与 L 的化学计量比是 1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物的结构与性质 K 分子结构对称,分子中有 3 种不同环境的氢原子,核磁共振氢谱有 3
组峰,A 错误;
B.根据原子守恒可知 1 个 K 与 1 个 L 反应生成 1 个 M 和 2 个 ,L 应为乙二醛,B 错误;
C.M 发生完全水解时,酰胺基水解,得不到 K,C 错误;
D.由上分析反应物 K 和 L 的计量数之比为 1∶1,D 项正确;
故选 D。
12. 离 子 化 合 物 和 与 水 的 反 应 分 别 为 ① ; ②
。下列说法正确的是
A. 中均有非极性共价键B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C. 中阴、阳离子个数比为 , 中阴、阳离子个数比为
D. 当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的 和 的物质的量相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaO 中有离子键和非极性键,CaH 中只有离子键面不含非极性键,A 错误;
2 2 2
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B 错误;
C.Na
2
O
2
由 Na+和 组成.阴、阳离子个数之比为 1∶2,CaH
2
由 Ca2+和 H-组成,阴、阳离子个数之比
为 2∶1,C 正确;
D.①中每生成 1 个氧气分子转移 2 个电子,②中每生成 1 个氢气分子转移 1 个电子,转移电子数相同时,
生成氧气和氢气 物质的量之比为 1∶2,D 错误;
故选 C
13. 一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中 代表 或 中的一种。
下列说法正确的是
A.a、c 分别是
B. 既可以是 ,也可以是
C. 已知 为副产物,则通入水蒸气可减少 的产生
D. 等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
【答案】C
【解析】
【分析】 分解的产物是 和 , 分解得到的 与 反应生成 ,
又可以分解得到 和 ,则 a 为 ,b 为 ,c 为 ,d 为 。【详解】A.由分析可知,a 为 ,
c 为 ,A 项错误;
B.d 为 ,B 错误;
C.可以水解生成 ,通入水蒸气可以减少 的生成,C 正确;
D.反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应,由盖斯定律可知,等压条件下,反应①、反应②的反
应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D 错误;
故选 C。
14. 利用平衡移动原理,分析一定温度下 在不同 的 体系中的可能产物。
已知:i.图 1 中曲线表示 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 的关系。
ii.2 中曲线Ⅰ的离子浓度关系符合 ;曲线Ⅱ的离子浓度关系符合
[注:起始 ,不同 下 由图 1 得
到]。
下列说法不正确的是A. 由图 1,
B. 由图 2,初始状态 ,无沉淀生成
C. 由图 2,初始状态 ,平衡后溶液中存在
D. 由图 1 和图 2,初始状态 、 ,发生反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.水溶液中的离子平衡 从图 1 可以看出 时,碳酸氢根离子与碳酸根离子浓度相同,
A 项正确;
B.从图 2 可以看出 、 时,该点位于曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的下方,不会产生碳酸镁
沉淀或氢氧化镁沉淀,B 项正确;
C.从图 2 可以看出 、 时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,根据物
料守恒,溶液中 ,C 项错误;D. 时,溶液中主
要含碳微粒是 , , 时,该点位于曲线Ⅱ的上方,会生成碳酸镁沉淀,因
此反应的离子方程式为 ,D 项正确;
故选 C。
第二部分
本部分共 5 小题,共 58 分。
15. 硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根 可看作是 中的一个 原子被
原子取代的产物。
(1)基态 原子价层电子排布式是 。
(2)比较 原子和 原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。
(3) 的空间结构是 。
(4)同位素示踪实验可证实 中两个 原子的化学环境不同,实验过程为
。过程ⅱ中, 断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是和 ,过程ⅱ含硫产物是 。
(5) 的晶胞形状为长方体,边长分别为 、 ,结构如图所示。
晶胞中的 个数为 。已知 的摩尔质量是 ,阿伏加德罗
常数为 ,该晶体的密度为 。
(6)浸金时, 作为配体可提供孤电子对与 形成 。分别判断 中的中心 原
子和端基 原子能否做配位原子并说明理由: 。
【答案】(1)
(2) ,氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子
(3)四面体形 (4) 和
(5) ①. 4 ②.
(6) 中的中心原子 S 的价层电子对数为 4,无孤电子对,不能做配位原子;端基 S 原子含有孤电
子对,能做配位原子
【解析】
【小问 1 详解】
S 是第三周期ⅥA 族元素,基态 S 原子价层电子排布式为 。答案为 ;
【小问 2 详解】
S 和 O 为同主族元素,O 原子核外有 2 个电子层,S 原子核外有 3 个电子层,O 原子半径小,原子核对最
外层电子的吸引力大,不易失去 1 个电子,即 O 的第一电离能大于 S 的第一电离能。答案为 I(O)>I (S),
1 1
氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子;【小问 3 详解】
的中心原子 S 的价层电子对数为 4,无孤电子对,空间构型为四面体形, 可看作是 中 1
个 O 原子被 S 原子取代,则 的空间构型为四面体形。答案为四面体形;
【小问 4 详解】
过程Ⅱ中 断裂的只有硫硫键,根据反应机理可知,整个过程中 最终转化为 ,S 最终转化
为 。若过程ⅰ所用的试剂为 和 ,过程Ⅱ的含硫产物是 和 。答案为
和 ;
【小问 5 详解】
由晶胞结构可知,1 个晶胞中含有 个 ,含有 4 个 ;该晶
体的密度 。答案为 4; ;
【小问 6 详解】
具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。 中的中心原子S 的价层电子对数为 4,无
孤电子对,不能做配位原子;端基 S 原子含有孤电子对,能做配位原子。
16. 尿素 合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银 与 在一定条件下反应制得 ,实现了由无机物到
有机物的合成。该反应的化学方程式是 。
(2)二十世纪初,工业上以 和 为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
i. 和 生成 ;
ii. 分解生成尿素。结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是 (填序号)。
a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ b.
ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
c.
(3)近年研究发现,电催化 和含氮物质( 等)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 溶液通 至饱和,在电极上反应生成 ,电解原理如
图所示。
①电极 是电解池的 极。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是 。
(4)尿素样品含氮量的测定方法如下。
已知:溶液中 不能直接用 溶液准确滴定。
①消化液中的含氮粒子是 。
②步骤ⅳ中标准 溶液的浓度和消耗的体积分别为 和 ,计算样品含氮量还需要的实验数据有
。
【答案】(1)
(2)ab (3) ①. 阳 ②.
(4) ①. ②. 样品的质量、步骤Ⅲ所加入 溶液的体积和浓度【解析】
【小问 1 详解】
根据原子守恒分析,二者反应生成尿素和氯化银,化学方程式是 。
答案为 ;
【小问 2 详解】
a.反应ⅰ的活化能是 ,反应ⅱ活化能是 , ,a 项正确;
b.从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热,反应ⅱ吸热,b 项正确;
c.总反应的: ,c 项错误;
故选 ab。
【小问 3 详解】
①电极 b 上发生 失电子生成 的氧化反应,是电解池的阳极。②a 极硝酸根离子得电子转化为尿素,
再结合酸性环境可分析出电极反应式为 。答案为阳极;
;
【小问 4 详解】
①尿素消化分解生成 和 ,由于反应中存在浓 ,则消化液中含氮粒子为 。②除了已知
数据外,还需要的是样品的质量、步骤ⅲ所加入 溶液的体积和浓度。答案为 ;样品的质量、步
骤Ⅲ所加入 HSO 溶液的体积和浓度。
2 4
17. 化合物 是合成抗病毒药物普拉那韦的原料,其合成路线如下。已知:
(1)A 中含有羧基,A→B 的化学方程式是 。
(2)D 中含有的官能团是 。
(3)关于 D→E 的反应:
① 的羰基相邻碳原子上的 C-H 键极性强,易断裂,原因是 。
②该条件下还可能生成一种副产物,与 E 互为同分异构体。该副产物的结构简式是 。
(4)下列说法正确的是 (填序号)。
a.F 存在顺反异构体
b.J 和 K 互为同系物
c.在加热和 催化条件下, 不能被 氧化
(5)L 分子中含有两个六元环。 的结构简式是 。
(6)已知: ,依据 的原理, 和 反应得到了 。 的结
构简式是 。
【答案】(1)
(2)醛基 (3) ①. 羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电子偏向羰基上的碳原子,使得相
邻碳原子上的 键极性增强 ②.
(4)ac (5)(6)
【解析】
【分析】A 中含有羧基,结合 A 的分子式可知 A 为 ;A 与乙醇发生酯化反应,B 的结构
简式为 ;D 与 2-戊酮发生加成反应生成 E,结合 E 的结构简式和 D 的分子式可知
D 的
结构简式为 ,E 发生消去反应脱去 1 个水分子生成 F,F 的结构简式为 ,D→F 的整个
过程为羟醛缩合反应,结合 G 的分子式以及 G 能与 B 发生已知信息的反应可知 G 中含有酮羰基,说明
F中的碳碳双键与 发生加成反应生成 G,G 的结构简式为 ;B 与 G 发生已知信息的反应生成
J, J 为 ; K 在 溶液中发生水解反应生成 , 酸化得到
;结合题中信息可知 L 分子中含有两个六元环,由 L 的分子式可知 中羧基与羟基
酸化时发生酯化反应,L 的结构简式为 ;由题意可知 L 和 M 可以发生类似 D→E 的加成反应得到
, 发生酮式与烯醇式互变得到 , 发生
消去反应得到 P,则 M 的结构简式为 。
【小问 1 详解】
A→B 的化学方程式为 。答案为
;
【小问 2 详解】D 的结构简式为 ,含有的官能团为醛基。答案为醛基;
【小问 3 详解】
①羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电子偏向碳基上的碳原子,使得相邻碳原子上的 键极
性增强,易断裂。②2-戊酮酮羰基相邻的两个碳原子上均有 键,均可以断裂与苯甲醛的醛基发生加
成
反应,如图所示 ,1 号碳原子上的 键断裂与苯甲醛的醛基加成得到 E,3 号碳原子上的 键
也可以断裂与苯甲醛的醛基加成得到副产物 。答案为羰基为强吸电子基团,使得相邻碳原子上的电
子偏向羰基上的碳原子,使得相邻碳原子上的 C−H 键极性增强; ;
【小问 4 详解】
a.F 的结构简式为 ,存在顺反异构体,a 项正确;
b.K 中含有酮脲基,J 中不含有酮脲基,二者不互为同系物,b 项错误;
c.J 的结构简式为 ,与羟基直接相连的碳原子上无 H 原子,在加热和 作催化
剂条件下,J 不能被 氧化,c 项正确;
故选 ac;
【小问 5 详解】
由上分析 L 为 。答案为 ;
【小问 6 详解】
由上分析 M 为 。答案为 。
18. 以银锰精矿(主要含 、 、 )和氧化锰矿(主要含 )为原料联合提取银和锰的一种流
程示意图如下。已知:酸性条件下, 的氧化性强于 。
(1) “浸锰”过程是在 溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除 ,有利于后续银的浸出:矿石
中的银以 的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中,发生反应 ,则可推断: (填“>”或“<”)
。
②在 溶液中,银锰精矿中的 和氧化锰矿中的 发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子
有 。
(2) “浸银”时,使用过量 和 的混合液作为浸出剂,将 中的银以 形式
浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整: 。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中 的作用: 。
(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下, 的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释 分钟后 的沉淀率逐渐减小的原因:
。(4) 结合“浸锰”过程,从
两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优势: 。
【答案】(1) ①. > ②. 、
(2) ①. ②. 是为了与 电离出的
结合生成 ,使平衡正向移动,提高 的浸出率; 是为了抑制 水解,防止生成
沉淀
(3) ①. 、 ②. 被氧气氧化为
, 把 氧化为
(4) 可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中,得到 ,同时将银元素和锰元素分离开;
生成的 还可以用于浸银,节约氧化剂
【解析】
【分析】银锰精矿(主要含
、 、 )和氧化锰矿(主要含 )混合加 溶液,使矿石中
的锰元素浸出,同时去除 ,矿石中的银以 的形式残留于浸锰渣中,浸锰液中主要的金属阳离子
有 、 ; 浸锰渣中 与过量 和 的混合液反应, 将 中的银以
形式浸出,用铁粉把 还原为金属银。
【小问 1 详解】
①“浸锰”过程中,矿石中的银以 的形式残留于浸锰渣中, 发生反应
,硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸,则可推断: >
;
②根据信息,在 ,则浸锰液中主要的金
溶液中二氧化锰可将 氧化为 ,自身被还原为
属阳离子有 、 。
【小问 2 详解】
① 中 S 元素化合价升高,Fe 元素化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒,该离子方程式为
;
② 是为了与 电离出的 结合生成 ,使平衡正向移动,提高 的浸出率; 是为了抑制 水解,防止生成 沉淀。
【小问 3 详解】
①铁粉可将 还原为单质银,过量的铁粉还可以与铁离子发生反应,因此离子方程式为
、 ;
②溶液中生成的 会被空气中的氧气缓慢氧化为 , 把部分 氧化为 ,因此 后银的
沉淀率逐渐降低。
【小问 4 详解】
联合提取银和锰的优势在于“浸锰”过程可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中,将银元素和锰元素分 离
开,利用 的氧化性将 中的 氧化为 ,同时生成的 还可以用于浸银,节约氧化剂,同
时得到 。
19. 资料显示, 可以将 氧化为 。某小组同学设计实验探究 被 氧化的产物及铜元素的价态。
已知: 易溶于 溶液,发生反应 (红棕色); 和 氧化性几乎相同。
I.将等体积的 溶液加入到 铜粉和 的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
实验现象
极少量 溶解,溶液为淡红色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红
实验Ⅰ
色
实验Ⅱ
部分 溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色
实验Ⅲ 完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色
(1)初始阶段, 被氧化的反应速率:实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。
(2)实验Ⅲ所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有 (蓝色)或 (无色),进行
以下实验探究:
步骤 a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液,加入 ,多次萃取、分液。步骤 b.取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。
ⅰ.步骤 a 的目的是 。
ⅱ.查阅资料, , (无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步
骤 的溶液中发生的变化: 。
(3)结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是 ,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是
。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓 溶液,
(填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。
(4)上述实验结果, 仅将 氧化为 价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了 能将 氧
化为 。装置如图所示, 分别是 。
(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中 被 氧化的产物中价态不同的原因: 。
【 答 案 】( 1) < ( 2) ① . 除 去 , 防 止 干 扰 后 续 实 验 ② .
、
(3) ①. 或 ②. 白色沉淀逐渐溶解 ③. 溶液变为无
色铜与碘的反应为可逆反应(或 浓度小未能氧化全部的 )
(4) 铜、含 的 的 溶液
(5)在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中 可以进一步与 结合生成 沉淀或 , 浓度减小使
得 氧化性增强,发生反应 和 。
【解析】
【分析】因 I 溶解度较小,Cu 与 I 接触不充分,将转化为 可以提高 Cu 与 的接触面积,提高反应
2 2
速率。加入 , 平衡逆向移动,I 浓度减小, 浓度增加, 浓度增加,加入氨
2
水后转化为 ,被氧化为 ,故而产生无色溶液变为蓝色溶液的现象。【小问 1 详解】
提高 KI 浓度,便于提高 的浓度,与 Cu 接触更加充分,Cu 与 的反应速率加快,故实验Ⅰ<实验Ⅱ。
【小问 2 详解】
加入 , 平衡逆向移动,I 浓度减小, 浓度增加,其目的为:除去 ,防止干扰后续
2
实验。加入氨水 浓后转化为 无色的 被氧化为蓝色的 ,
方程式为 、
。
【小问 3 详解】
结合实验Ⅲ , 推测实验Ⅰ 和Ⅱ 中的白色沉淀可能是 , 实验Ⅰ 中铜被氧化的化学方程
式是或 ; 反应为可逆反应,加入浓 溶液,I
2
浓度
减小,CuI 转化为 Cu 和 I,故产生白色沉淀溶解,出现红色固体的过程。
2
【小问 4 详解】
要验证 能将 氧化为 ,需设计原电池负极材料为 Cu,b 为含 的 的 溶液。
【小问 5 详解】
含 的 的 溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中, 将 氧化为 ;而在实验Ⅰ、
实验Ⅱ和实验Ⅲ中 以 形式存在,这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中 可以进一步与 结合
生成 沉淀或 , 浓度减小使得 氧化性增强,发生反应 和