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2025 年高考押题预测卷
高三化学
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用
橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对分子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27 Cl-35.5 Ca-40
Ti-48 Mn-55 Cr-52 Fe-56 Cu-64 Se -79 Ce -140 Au-197 Bi-209
第Ⅰ卷(选择题 共42 分)
一、选择题:本题共14 小题,每小题3 分,共42 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题
目要求。
1.云南省博物馆收藏了青铜器、古钱币、陶瓷器、古书画、碑帖、邮票及各类工艺品,在这里,历
史与现实相遇,思想与艺术交融。下列藏品中的主要材料属于有机化合物的是( )
A.素胎镂雕瓷楼宇人
物龙船
B.战国牛虎铜案
C.南明永历“敕命之
宝”玉玺
D.瑶族马尾帽
【答案】D
【解析】A 项,瓷器的主要成分是硅酸盐等无机物,A 不选;B 项,铜器的主要成分是铜合金,属于
无机物,B 不选;C 项,玉玺主要成分是矿物,如透闪石或硬玉等无机物,C 不选;D 项,瑶族马尾帽所
用马尾纤维是含蛋白质的动物纤维,属于有机化合物,D 选;故选D。
2.化学与生产、生活、科技、环境等关系密切。下列说法正确的是( )
A.汽车尾气催化转化器可有效减少CO2的排放,实现“碳中和”
B.烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl 长时间受热而分解
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸,该过程不涉及化学变化
D.虾、蟹、昆虫等外壳的甲壳质又称几丁质C8H13O5N)n,属于高分子化合物
1
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【答案】D
【解析】A 项,汽车尾气催化转化器可将CO 和氮氧化物经催化反应生成CO2和N2,并未有效减少
CO2的排放,实现“碳中和”,A 错误;B 项,食盐中含有碘酸钾,碘酸钾受热不稳定易分解,因此烹煮
食物时后期加入食盐,与NaCl 无关,B 错误;C 项,用碱液制浆法造纸,将原料放在碱液中蒸煮,原料在
碱性环境下发生反应使原有的粗浆纤维变成细浆,该过程涉及化学变化,C 错误;D 项,甲壳质
(C8H13O5N)n又称几丁质,是虾、蟹、昆虫等外壳的重要成分,属于高分子化合物,D 正确;故选D。
3.下列化学用语或表述错误的是( )
A.4-氯丁酸的结构简式:ClCH2CH2CH2COOH
B.SO3的
模型:
C.基态铍原子最高能级的电子云轮廓图为
D.固体
中的链状结构:
【答案】B
【解析】A 项,4-氯丁酸的结构简式为ClCH2CH2CH2COOH,故A 正确;B 项,中心原子S 的价层电
子对数为
,没有孤电子对,VSEPR 模型是平面三角形,与图不相符,故B 错误;C 项,
铍原子基态最外层电子轨道为2s,s 轨道的电子云轮廓图为球形,
,故C 正确;D 项,固
体HF 分子间存在氢键,链状结构
,故D 正确;故选B。
2
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4.实验操作是进行科学实验的基础。下列实验操作科学合理的是( )
装置
操作及目的
A.比较非金属性:N>C>Si
B.滴定终点前冲洗锥形瓶内壁
装置
操作及目的
C.检验浓硫酸与铜反应后的产物
中的Cu2+
D.测定中和反应热
【答案】B
【解析】A 项,硝酸具有挥发性,挥发的硝酸蒸气也可与Na2SiO3溶液反应生成硅酸,应在锥形瓶和试
管之间加一盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去挥发的HNO3,A 错误;B 项,冲洗锥形瓶内壁,可保证充
分反应,且不会影响滴定结果,图中操作合理,B 正确;C 项,检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有
Cu2+,操作错误,因为产物中还残留部分浓硫酸,应该是产物加入水中稀释,不是向产物中加水,C 错误;
D 项,铜丝搅拌器会快速散热,会导致实验测出的放热量减少,ΔH 偏大,D 错误;故选B。
5.下列对应的化学反应表示错误的是( )
A.铅蓄电池充电时阳极反应:PbSO4-2e−=Pb+SO4
2-
B.证明H2C2O4有还原性:5H2C2O4+2MnO4
-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
C.将K3[Fe(CN)6]]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[ Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓
D.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳气体:
【答案】A
【解析】A 项,铅蓄电池工作时的正极反应:PbO2+2e−+SO4
2-+4H+=PbSO4+2H2O,充电时阳极反应:
PbSO4-2e−+2H2O =PbO2+SO4
2-+4H+,A 错误;B 项,酸性KMnO4中Mn 元素化合价为+7 价,具有强氧化性,
会将H2C2O4中+3 价C 氧化为+4 价CO2,Mn 元素被还原为+2 价的Mn2+,根据电子守恒、电荷守恒、原子
3
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守恒,结合物质的拆分原则,可知该反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4
-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O ,
B 正确;C.铁氰化钾K3[Fe(CN)6]能够与Fe2+反应产生蓝色沉淀,反应的离子方程式为:K++Fe2++[
Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓,C 正确;D.苯酚的酸性小于碳酸,苯酚酸钠能和二氧化碳反应生成苯酚和碳
酸氢钠,反应的离子方程式为
,D 项正确;故选A。
6.高铁酸钠(Na2FeO4)作为一种新型高效的绿色消毒剂,在饮用水处理方面备受瞩目。工业上制备高
铁酸钠有多种方法,其中一种方法的原理为3NaClO+2FeCl3+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,NA是阿伏
加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.Na2FeO4的水溶液显碱性,故可杀菌消毒
B.每生成1molNa2FeO4转移电子数目为3NA
C.1L1mol·L-1FeCl3的水溶液中Fe3+数目为NA
D.1LpH=11 的NaClO 溶液中OH-的数目为0.001NA
【答案】B
【解析】A 项,高铁酸钠溶于水后,会发生如下反应 4Na2FeO4+10H2O=Fe(OH)3↓+3O2↑+8NaOH,反应
生成了氢氧化钠(NaOH),使溶液呈碱性。然而,高铁酸钠的杀菌消毒作用主要来源于其强氧化性,而非碱
性。Na2FeO4具有强氧化性,能杀灭病菌,故可杀菌消毒,A 错误;B 项,根据方程式中
的变化可知,每生成1mol Na2FeO4转移电子数目为3NA,B 正确;C 项,
1L1mol·L-1FeCl3的水溶液中含1molFeCl3,由于一部分Fe3+发生水解反应,所以1L1mol·L-1FeCl3的水溶液中
Fe3+数目为小于NA ,C 错误;D 项,溶液温度未知,Kw 的数值不能确定,无法计算溶液中氢氧根离子的
物质的量,D 错误;故选B。
7.物质的微观结构决定其宏观性质,进而影响用途。下列性质差异与结构因素匹配正确的是( )
选项
性质差异
结构因素
A
酸性:HCOOH>CH3COOH
O-H 的极性:CH3COOH 强于HCOOH
B
H2O 的键角小于SO3的键角
二者中心原子的杂化方式相同,但H2O
有孤电子对
C
碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3
第一电离能Mg 大于Al
D
冠醚12-冠-4 能够与
形成超分
离子半径大小与冠醚的空腔匹配关系
4
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子,而不能与
形成超分子
【答案】D
【解析】A 项,酸性:HCOOH>CH3COOH,表明HCOOH 比CH3COOH 易发生电离,也就是
HCOOH 中O-H 的极性比CH3COOH 中O-H 的极性强,A 错误;B 项,H2O 中O 原子的价层电子对数为
,采用sp3杂化,SO3中S 原子的价层电子对数为
,采用sp2杂化,二者中心原子的
杂化方式不同,B 错误;C 项,元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,与第一电离能
无关,C 错误;D 项,冠醚12−冠−4 能够与Li+形成超分子,是因为Li+半径小与冠醚的空腔匹配,K+半径
大,与该冠醚的空腔不匹配,故不能与之形成超分子,D 正确;故选D。
8.化合物M 的化学式为Y2X6Z5W2,可用于Friedel-Crafts 节基化和环己基化反应催化剂。X、Y、Z、
W 均为短周期主族元素,Z 与W 同主族,X、Y、Z 同周期,基态X 原子的价层电子排布式为ns2np2n+1,基
态Y 原子s 能级上的电子总数是p 能级上电子总数的2 倍,Z 与W 原子的质子数之和是Y 原子序数的4 倍。
下列说法正确的是( )
A.电负性:Z>X>W
B.W 的单质易溶于YW2
C.键角:YX4>WZ3
D.基态Y、Z 原子核外电子的空间运动状态均有5 种
【答案】B
【解析】由基态Y 原子s 能级上的电子总数是p 能级上电子总数的2 倍可知,Y 为C,X、Y、Z 同周
期,由基态X 原子的价层电子排布式为ns2np2n+1可知,X 为F,由Z 与W 同主族,Z 与W 原子的质子数之
和是Y 原子序数的4 倍可知,Z、W 分别为O、S。A 项,同周期主族元素电负性从左向右电负性逐渐增大,
同主族元素电负性从上到下逐渐减小,所以电负性:F>O>S,A 项错误;B 项,W 的单质是硫单质,易
溶于CS2,B 项正确;C 项,YX4是CF4,正四面体形,键角为
,WZ3是SO3,平面三角形,键角为
,C 项错误;D 项,基态碳原子核外电子的空间运动状态有4 种,D 项错误;故选B。
9.聚脲是一种先进的防水材料,广泛应用于工程建筑、管道防腐等领域。一种合成聚脲(W)的路线如
下所示:
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下列说法正确的是( )
A.M 的核磁共振氢谱有2 组峰
B.N 是苯胺(
)的同系物,具有碱性
C.反应2 生成W 的同时生成H2O,为缩聚反应
D.W 链间易形成氢键,且有极小的分子间隙,导致水分子难以渗入
【答案】D
【解析】合成聚脲W 是先通过1 分子的有机物M 和1 分子的有机物N 发生氨基和氮碳双键加成生成
有机物H
,然后有机物H 再自身不断通过氨
基和氮碳双键加成生成合成聚脲W。A 项,有机物M(
)有三种氢原
子,所以M 的核磁共振氢谱有3 组峰,A 错误;B 项,同系物必须含有相同种类和相同个数的官能团,有
机物N 含有两个氨基,但是苯胺只有一个氨基,他们分子式相差不是若干个CH2,所以它们不是同系物,
B 错误;C 项,由上述分析可知反应2 是加成反应形成的聚合,没有水生成,所以不是缩聚反应,C 错误;
D 项,有机物W 含有大量N-H 键,所以分子之间可以形成氢键,该分子是线性分子,然后分子之前再形
成大量氢键,可以减小分子之间的间隙,导致水分子难以渗入,D 正确;故选D。
10.在实验室和工业上均有重要应用,一种制取KMnO4的原理示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中反应的化学方程式:2MnO2+4KOH+O2
K2MnO4+2H2O
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B.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均需过滤
C.制取KMnO4的过程中,MnO2和KOH 均可循环利用
D.K2MnO4在碱性条件下比在酸性条件下更稳定
【答案】C
【解析】制备KMnO4的流程如下:MnO2、KOH 和O2在加热条件下反应生成K2MnO4(步骤I),反应后
加稀KOH 溶液使K2MnO4等可溶性物质溶解,并过滤除去不溶性杂质(步骤II),向滤液中通入过量CO2使
溶液酸化,并使K2MnO4发生歧化反应,生成KMnO4和MnO2,过滤除去MnO2(步骤III),滤液进行结晶、
过滤、洗涤、干燥等操作后可得到KMnO4晶体(步骤IV)。A 项,I 中MnO2、KOH 和O2在加热条件下反应
生成K2MnO4,化学方程式为2MnO2+4KOH+O2
K2MnO4+2H2O,故A 正确;B 项,需要过滤的步骤有
II、III、IV,故B 正确;C 项,第III 步反应方程式为3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH,加入CO2,
减少生成KOH 的浓度,促进反应进行,因此MnO2可循环利用,KOH 被消耗,不能循环利用,故C 错误;
D 项,碱性环境下K2MnO4不易发生歧化反应,而在酸性条件下K2MnO4会歧化为KMnO4和MnO2,因此
K2MnO4在碱性条件下比在酸性条件下更稳定,故D 正确;故选C。
11.一定温度下,
在Al2O3存在下与等物质的量的HCl 反应,主要产物为Y 和
Z。X、Y 和Z 的物质的量分数随时间的变化如图1 所示,反应过程中能量变化示意图如图2 所示。
下列说法不正确的是( )
A.由图1 可知,X→Z 的活化能大于X→Y 的活化能
B.5~10min 时,各物质的物质的量分数变化可以用E1<E3来解释
C.Y→Z 的过程中,存在π 键的断裂与形成、σ 键的旋转
D.此温度下,X 生成
的平衡常数小于
生成
的平衡常数
【答案】B
【解析】A 项,开始反应时,Y 的含量迅速上升,说明生成Y 的速率快,活化能越低,反应速率越快,
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则X→Z 的活化能大于X→Y 的活化能,A 正确;B 项,5~10min 时,Z 的浓度很低,说明主要发生反应
X→Y,而Y→Z 的速率很慢,即Y→Z 的活化能大,则可以用E1<E3来解释,B 错误;C 项,σ 键的键能
大于π 键,Y→Z 的过程中,先通过π 键的断裂,而σ 键保持稳定,再通过单键旋转调整取代基排列,最后
重新形成π 键,C 正确;D 项,达到平衡时,Z 的浓度大于Y,则X 生成Y 的平衡常数小于X 生成Z 的平
衡常数,D 正确;故选B。
12.华中科技大学研究者在Science 报道了一种新型热敏结晶增强液态热化学电池,可以给锂离子电
池充电。胍离子(Gdm*)选择性地诱导[ Fe(CN)6]4-结晶,[Fe(CN)6]4-与[ Fe(CN)6]3-之间的转化平衡被打破,产
生电势差,锂离子电池反应为Li1- xCoO2+LixSi
Si+LiCoO2。下列说法正确的是( )
A.电池冷端电极电势小于热端电极电势
B.电池热端的电极反应式为[Fe(CN)6]3-+e-=[ Fe(CN)6]4-
C.充电过程中Li+通过LiPON 薄膜移向b 极
D.充电时热端电极转移xmol 电子,b 极生成1molLi1- xCoO2
【答案】D
【解析】根据锂离子电池反应为Li1- xCoO2+LixSi
Si+LiCoO2,放电时Li1- xCoO2即b 极做正极,
LixSi 即a 极做负极。充电时,a 极为阴极,b 极为阳极。A 项,由于热敏结晶增强液态热化学电池(TC-LTC)
的工作原理涉及在电解质中加入胍离子(Gdm*)来选择性地诱导[Fe(CN)6]4-结晶,[Fe(CN)6]4-在温度低的一端
(顶部)结晶,并自发沉积到底部温度较高的一端,并在此重新溶解,如此循环。因此,电池冷端电极电势
大于热端电极电势,A 项错误;B 项,在热敏结晶增强液态热化学电池中,热端发生的是氧化反应,即
[Fe(CN)6]4-转化为[Fe(CN)6]3-,电极反应式为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-,B 项错误;C 项,在充电过程中,锂
离子Li+通过电解质隔膜(如LiPON 薄膜)移向电池的阴极(即a 极),C 项错误;D 项,充电时,每生成
1molLi1- xCoO2转移xmol 电子,D 项正确。故选D。
13.Ti3Au 合金晶体有α-Ti3Au(甲)、β-Ti3Au(乙)两种结构。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错
误的是( )
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A.α-Ti3Au 与β-Ti3Au 晶体的密度之比为
B.α-Ti3Au 中,Au 周围最近且等距的Ti 的个数为12
C.图乙中,若M 的坐标为
,则N 的坐标为
D.图乙中,Ti-Au 间最近距离为
【答案】A
【解析】图甲中,由均摊法,Au 原子个数为
,Ti 原子个数为
,晶胞边长为anm,根
据晶体密度的计算公式
;图乙中,由均摊法,Au 原子个数为
,Ti 原子个数为
,晶胞边长为bnm,根据晶体密度的计算公式
。A 项,α-Ti3Au 与β-Ti3Au 晶体的密度之比为
,A 错误;
B 项,α-Ti3Au 中,以顶点的Au 为例,周围最近且等距的Ti 的个数为
,B 正确;C 项,图乙中,
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若M 的坐标为
,N 位于右侧面上,则N 的坐标为
,C 正确;D 项,图乙中,
,由M 坐标可计算,Ti-Au 间最近距离为
,D 正确;故
选A。
14.常温下,向浓度均为0.1mol·L-1的Co(NO3)2、Pb(NO3)2和
的混合液中加入少量NaOH 固体(忽
略溶液体积变化),lgc(M)与pH 的部分关系如图所示。已知:、c(M)代表c(Co 2+)、c(Pb2+)、c(H+)、
c(OH-)或c(R-)/c(HR),Ksp[Co(OH)2]>Ksp[Pb(OH)2]。下列叙述错误的是( )
A.X 代表lgc(Co 2+)与pH 的关系
B.当c(R-)=5c(HR)时,c(Pb 2+)=4.0×10-4mol·L-1
C.a 点时,c(R-)>c(Co 2+)>c(H+)>c(Pb2+)
D.Co(OH)2+2HR
Co2++2R-+2H2O 的平衡常数K=103
【答案】A
【解析】Co(OH)2、Pb(OH)2 结构相似,lgc(M)与pH 的关系应该是两条平行线,Ksp[Co(OH)2]>
Ksp[Pb(OH)2],所以Y 代表lgc(Co 2+)与pH 的关系、X 代表lgc(Pb 2+)与pH 的关系;随pH 增大,c(H+)减小、
10
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c(OH-)增大,所以M 代表lgc(H+)与pH 的关系、N 代表lgc(OH-)与pH 的关系;HR 的电离平衡常数不变,
随pH 增大,c(H+)减小,
增大,所以Z 代表
与pH 的关系。A 项,由图可知曲线M 代表
lgc(H+),曲线N 代表lgc(OH-),曲线X 的Ksp=1.0×10-20,曲线Y 的Ksp=1.0×10-15,因为Ksp[Co(OH)2]>
Ksp[Pb(OH)2],所以X 代表lgc(Pb 2+)与pH 的关系,故A 错误;B 项,根据图像c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1 时,
c(Pb 2+)=1.0×10-6 mol·L-1,Ksp[Pb(OH)2] =1.0×10-20。HR 的电离常数
,当
时,
c(H+)=1.0×10-2mol·L-1 ,则Ka=1×10-5;当c(R-)=5c(HR)时,c(H+)=2.0×10-6mol·L-1 ,c(OH-)=5.0×10-9mol·L-1;
,故B 正确;C 项,根据图像c(OH-)=1.0×10-6mol·L-1 时,c(Co 2
+)=1.0×10-3 mol·L-1,Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15。a 点时,c(OH-)=1.0×10-4.5mol·L-1,c(Co2 +)=
,
c(H
+)=1.0×10-9.5mol·L-1 ,代入
,c(R-)+c(HR)=0.1
mol·L-1 ,可得
,由图像知a c(Co 2+)>c(H+)>c(Pb2+),所以c(R-)>c(Co 2+)>c(H+)>c(Pb2
+
)
,
故
C
正
确
;
D
项
,
Co(OH)2+2HR
Co2++2R-+2H2O
的
平
衡
常
数
,
由
图
像
可
知
Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,Ka=1×10-5,Kw=1×10-14,代入可得K=103,故D 正确;故选A。
第II 卷(非选择题 共58 分)
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(14 分)铋酸钠(NaBiO3)是一种强氧化剂。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS、SiO2、CuO 等杂质)
制备NaBiO3的工艺流程如下:
11
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已知:
①Bi3+易水解,NaBiO3难溶于冷水,与热水反应,Bi(OH)3不溶于水。
②“氧化浸取”时,硫元素转化为硫单质。
③常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH 如表:
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
Bi3+
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
沉淀完全的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)铋元素在周期表中的位置 。“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“氧化浸取”过程中,需要控制温度不超过40℃的原因是 ,FeS 发生反应的化学方
程式为 。
(3)已知Cu2+(aq) +NH3(g)
[Cu(NH3)4]2+(aq),[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位数为 ,
配体的空间结构为 。
(4)“氧化”过程发生反应的离子方程式为 。
(5)取1.0g 制得的NaBiO3产品,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液,发生反应5NaBiO3+2Mn2+
+14H+=5Na++5Bi3++2MnO4
-+7H2O,完全反应后再用0.1000
的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4
-,
当溶液紫红色恰好褪去时,消耗20.00mL H2C2O4标准溶液,则产品中铋元素的质量百分含量为
%。
(6)我国科学家对新型二维半导体芯片材料——Bi2O2Se 的研究取得了突破性进展。Bi2O2Se 的晶胞结构
中Se2-的位置如图所示(略去O2-、Bi3+),已知晶胞为竖直的长方体,高为b pm,晶体密度为ρg· cm-3 。设
NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞底边边长a= (填含b、ρ、NA的计算式,不必化简)。
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【答案】(1)第六周期ⅤA 族(1 分) S 和SiO2(1 分)
(2) H2O2受热易分解(2 分) 2FeS+3H2O2+6HCl=2FeCl3+2S+6H2O (2 分)
(3) 4(1 分) 三角锥形(1 分)
(4) Na++Cl2+Bi(OH)3+3OH-=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O(2 分)
(5)65.8%(2 分)
(6)
(2 分)
【解析】已知,氧化浸取时,铋元素转化为Bi3+,硫元素转化为硫单质向辉铋矿中加入过氧化氢和盐
酸进行氧化浸取,过氧化氢具有氧化性,发生的反应有Bi2S3+3H2O2+6H+ =2Bi3++3S+6H2O ,
2FeS+3H2O2+6H+=2Fe3++2S+6H2O,CuO+2H+=Cu2++H2O,得到含S 和SiO2 的滤渣1,滤液中含有Bi3+、
Fe3+和Cu2+,再调节pH 除去Fe3+,得到滤渣2 为Fe(OH)3,过滤后向滤液中加入氨水,发生反应Cu2+
+4NH3⋅H2O
[Cu(NH3)4]2++4H2O,Bi3+转化为氢氧化铋沉淀,过滤后得固体为氢氧化铋沉淀,滤渣中加
入NaOH、Cl2,发生反应Na++Cl2+Bi(OH)3+3OH-=NaBiO3↓+2Cl-+3H2O,得到产品NaBiO3。
【解析】(1)铋元素为83 号元素,在周期表中位于第六周期ⅤA 族;据分析可知“滤渣1”的主要成分
为S 和SiO2;
(2)由题干工艺流程图可知,“氧化浸取”过程中使用的盐酸易挥发,H2O2受热易分解,故反应中需要
控制温度不超过40℃,FeS2 发生反应生成FeCl3、S,该反应的化学方程式为:2FeS+3H2O2+6HCl=
2FeCl3+2S+6H2O;
(3)已知每个NH3分子与Cu2+间形成一个配位键,故[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位数为4,配体即NH3中心
原子N 周围的价层电子对数=3+
=4,则其空间结构为三角锥形;
(4)由分析可知,“氧化”过程发生反应的离子方程式为:Na++Cl2+Bi(OH)3+3OH-=NaBiO3↓+2Cl-
+3H2O;
(5)
根
据
5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Na++5Bi3++2MnO4
-+7H2O
,
2MnO4
-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+
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+10CO2↑+8H2O
,
可
找
到
关
系
式
:
5NaBiO3~2 MnO4
-~5H2C2O4
,
故
有
n(NaBiO3)=n(H2C2O4)=0.1000mol/L×23.50×10-3L=2.35×10-3mol
,
则
产
品
的
纯
度
为
=65.8%;
(6)由题干晶胞示意图可知,Bi2O2Se 的晶胞结构中Se2-的位置如图所示(略去O2-、Bi3+),一个晶胞中含
有Se2-的个数为:
2,即一个晶胞中含有2 个Bi2O2Se,已知晶胞为竖直的长方体,高为bpm,晶
体密度为ρg· cm-3,设为NA阿伏加德罗常数的值,则一个晶胞的质量为:
,一个晶
胞的体积为:a2b×10-30cm3 ,则有:
,故则晶胞底边边长
。
16.(15 分)硫酸羟胺是一种重要的化工原料,广泛应用于分析试剂和还原作用等领域。已知硫酸羟胺
具有还原性,易溶于水,羟胺(NH2OH)为白色晶体,沸点70℃,易溶于水、甲醇,受热易分解。实验室制
备硫酸羟胺[(NH3OH)2SO4]的流程及装置如图(加热及夹持装置略)。
实验操作步骤如下:
①按连接顺序为a→e→f→b→c→d 连接好装置后,检查装置气密性
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②先用氮气排净整个装置的空气
③打开k3,通入适量氧气
④打开k2,将A 中溶液加入锥形瓶内
⑤反应后继续通氮气排除剩余气体
回答下列问题:
(1)装置A 的仪器名称为 ,步骤③通入适量氧气的目的是 。
(2)步骤I 中发生的化学反应方程式为 ,从结构上分析,NH2OH 接受质子的能力小于NH3,试
分析等浓度的(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(3)分离(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4时可按下列步骤进行操作:
a.向混合溶液中加入氨水,生成NH2OH
b.再加入甲醇,析出晶体B
c.过滤,将滤液进行减压蒸馏
d.加入硫酸得到产品
步骤b 中析出晶体B 的化学式为 ,步骤c 中选择进行减压蒸馏的原因是 。
(4)测定样品纯度(杂质不参加反应):称取0.50g(NH3OH)2SO4样品,配制200 mL 溶液。取20.00 mL
于锥形瓶中,先加稀硫酸酸化,再加入过量NH4Fe(SO4)2溶液充分反应。加入足量磷酸溶液(与Fe3+形成无
色配合物),用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定达终点时消耗V mL。NH2OH 被
氧化成N2O,样品的纯度
为 ,下列情况会导致测定样品纯度偏低的是 (填序号)。
A.未干燥锥形瓶
B.量取待测液时未用待测液润洗滴定管
C.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
D.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1)恒压分液漏斗(1 分) 将部分NO 转化为NO2,形成NO 和NO2混合气体(2 分)
(2)(NH4)2CO3+NO2+NO=2NH4NO2+CO2(2 分) c(SO4
2-)>c(NH4
+)>c(NH3OH+)>c(H+)>c(OH―) (2 分)
(3) (NH4)2SO4(2 分) 羟胺(NH2OH)受热易分解,所以过滤后将滤液进行减压蒸馏,防止其分解(2
分)
(4)410cV%(2 分) BC(2 分)
【解析】铜与稀硝酸反应制NO,为避免NO 被氧气完全氧化成NO2,先用氮气排净整个装置的空气,
之后制取的NO 从e 口进入,打开k3,仅使部分NO 被氧气转化氧化成NO2,得到NO 和NO2的混合气体,
从f 口出,连b 进入三颈烧瓶;用70%左右的硫酸与亚硫酸钠固体制取二氧化硫,从c 口进入三颈烧瓶,
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反应后继续通氮气,将没有反应完的NO、NO2、SO2排出,进行尾气吸收。
(1)由图可知装置A 为恒压分液漏斗;铜与稀硝酸反应制NO,为避免NO 被氧气完全氧化成NO2,先
用氮气排净整个装置的空气,之后制取的NO 从e 口进入,打开k3,通入适量氧气仅使部分NO 被氧气氧
化转化成NO2,得到NO 和NO2的混合气体;
(2)步骤Ⅰ是NO、NO2与碳酸铵溶液反应得到NH4NO2,根据元素守恒可知气体为CO2,其化学方程式
为:(NH4)2CO3+NO2+NO=2NH4NO2+CO2;接受质子能力越强,对应的碱溶液碱性越强,则其盐溶液的水
解程度越弱,所以等浓度的(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(SO4
2-)>
c(NH4
+)>c(NH3OH+)>c(H+)>c(OH―);
(3)分离(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4,向混合溶液中加入氨水,(NH3OH)2SO4与氨水发生反应生成
NH2OH 和(NH4)2SO4的混合溶液,羟胺(NH2OH)易溶于甲醇,(NH4)2SO4在甲醇中溶解度较小,所以加入甲
醇会得到(NH4)2SO4晶体;又因为羟胺(NH2OH)受热易分解,所以过滤后将滤液进行减压蒸馏,防止其分解;
(4)(NH3OH)2SO4中氮元素化合价为−1 价,氧化产物一氧化二氮中氮元素化合价为+1 价,与铁离子反
应时,铁离子被还原为+2 价,根据氧化还原反应电子得失守恒可得出:(NH3OH)2SO4~4Fe3+~4Fe2+,用高
锰酸钾滴定时高锰酸钾与亚铁离子的关系为5Fe2+~KMnO4,所以5(NH3OH)2SO4~4KMnO4,样品的纯度
为
。A 项,未干燥锥形瓶,不影响锥形瓶中待测液的物质的
量,对结果无影响,A 错误;B 项,未用待测液润洗滴定管,相当于直接稀释待测液,所测浓度偏低,B
正确;C 项,观察读数时,滴定前仰视,则标准液初次读数读大,滴定后俯视,则标准液末次读数读小,
相当于标准液的体积读数小,所测结果偏低,C 正确;D 项,滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡
消失,相当于标准液体积偏大,所测结果偏高,D 错误;故选BC。
17.(15 分)过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种常用的氧化剂,氧化I-的离子方程式:S2O8
2--(aq)+3I-(aq)
2SO4
2--(aq)+I3
-(aq) 。回答下列问题:
(1)过二硫酸(H2S2O8)、H2SO4的结构式分别为
、
,
根据上述反应判断,过二硫酸铵中键能最小的共价键是___________(填字母)。
A.H—N B.S=O C.O—O D.S—O
(2)上述反应速率很小,根据碰撞理论解释其主要原因可能是 。
(3)S2O8
2--(aq)+3I-(aq)
2SO4
2--(aq)+I3
-(aq)的速率方程为
(
为速率常数,只与
温度、催化剂有关;α、β 为反应级数)。常温下,测得浓度与速率关系如下表所示。
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实验
c(S2O8
2-)/mol·L-1
c(I-)/mol·L-1
v/mol·L-1·s-1
①
0.038
0.060
1.4×10-5
②
0.076
0.060
2.8×10-5
③
0.076
0.030
1.4×10-5
根据实验数据可知,k = (保留两位有效数字)。
(4)现在公认的反应机理是由3 个基元反应分步完成总反应:
S2O8
2--(aq)+3I-(aq)
2SO4
2--(aq)+I3
-(aq) ΔH
S
①
2O8
2--(aq)+I-(aq)
S2O8I3--(aq) ΔH1
②S2O8I3---(aq)+I-(aq)
2SO4
2--(aq)+I2(aq) ΔH2
I
③2(aq)+I-(aq)
I3
--(aq) ΔH3
已知活化能:①>②,①>③。
速控反应是 (填序号);ΔH= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(5)已知:速率常数与活化能、温度的阿伦尼乌斯表达式为
(
为常数)。实验测得不同催化剂
Cat1、Cat2 作用下,
与
关系如图所示(假设活化能不随温度变化)。
催化效率较高的催化剂是 (填“Cat1”或“Cat2”)。在催化剂Cat1 作用下,活化能Ea 为
kJ·mol−1(保留两位有效数字)。
(6)常温下,在某容器中投入1 mol(NH4)2S2O8和3 mol KI,加入蒸馏水配制成1L 溶液,发生上述反应
达到平衡时S2O8
2-平衡转化率为α。则该温度下,平衡常数K 为
。若达到平衡后,加
入四氯化碳,振荡,S2O8
2-平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
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【答案】(1)C(2 分)
(2)S2O8
2-和I-都带负电荷,相互排斥,二者碰撞频率低(2 分)
(3)6.0×10-3(2 分)
(4)①(1 分) ΔH1+ΔH2+ΔH3(1 分)
(5)Cat1(2 分) 53(2 分)
(6)
(2 分) 增大(1 分)
【解析】(1)过二硫酸铵易断裂氧氧键(过氧键),该键键能最小,故选C;
(2)发生化学反应的前提条件是“碰撞”, S2O8
2-和I-都带负电荷,相互排斥,二者碰撞频率低;
(3)根据实验数据①②可得出α=1,根据实验数据②③可得β=1,将实验数据①代入速率方程可得:
;
(4)根据提示,活化能最大的基元反应最慢,最慢反应是速控反应,故为①:根据盖斯定律,3 个基元
反应加合得到目标反应,故:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3;
(5)根据图像可知,温度变化值相同时,Rlnk 变化绝对值越小,活化能越小,催化剂催化效率越大,故
催化效率较高的催化剂是Cat1。代入a、b 点数据可计算活化能取近似值:
;
(6)根据题意可列出三段式:
平衡常数
;加入四氯化碳,萃取了I2,平衡正向移动,
平衡转化率增大。
18.(14 分)化合物M 是制备某药物的中间体,其合成路线如图所示。回答下列问题:
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已知:
(1)A 的名称为 ;B→C 过程中有副产物C’(
),分离C 与C’的操作为 ,
从物质结构角度分析,原因是 。
(2)E→F 过程中,Sn2+转化为Sn3+,n(氧化剂)与n(还原剂)之比为 。
(3)J+F→K 的反应方程式 。
(4)符合下列条件的C 的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①含不对称碳的芳香族化合物;②能发生银镜反应;
(5)已知
。由G 经三步转化到H,路线如下:
其中第一步NH2OH 只断裂氧氢键,中间产物Q、R 的结构简式分别为 、 。
【答案】(1)3-甲基苯酚(1 分) 蒸馏(1 分) C 能形成分子内氢键,C’能形成分子间氢键,不能
形成分子内氢键,沸点相差较大(2 分)
(2)1 6∶(2 分)
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(3)
(2 分)
(4)16(2 分)
(5)
(2 分)
(2 分)
【解析】结合A 的结构简式,B 的分子式可知,A→B 为A 和乙醇的酯化反应,B 为
,根据已知信息,结合E 的结构简式可知,C 为
,C→D
为硝化反应,结合E 的结构简式可知D 为,
,D→E 为D 中酚羟基上的氢和1—溴丁
烷的取代反应,结合F 的分子式和K 的结构简式可知,F 为:
,结合J 的分子
式和K 的结构简式可知,J 为
。
(1)结合A 的结构简式可知,A 的名称为:3-甲基苯酚;根据C’的结构简式可知,其可以形成分子间氢
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键,根据C 的结构简式可知,其可以形成分子内氢键,则C’沸点较高,故分离C 与C’的操作为:蒸馏;
原因是:C 能形成分子内氢键,C’能形成分子间氢键,不能形成分子内氢键,沸点相差较大;
(2)F 的结构简式为:
,则E→F 变化时,E 中的硝基变为F 中的氨基,其中
N 的化合价降低6,此时E 为氧化剂,Sn2+为还原剂,Sn2+转化为Sn3+失去1 个电子,根据得失电子守恒可
知,E→F 过程中,Sn2+转化为Sn3+,n(氧化剂)与n(还原剂)之比为1 6∶;
(3)由分析可知,J 为
,F 为:
,J+F→K 为J 中酰氯上的
氯和F 中氨基上的氢发生的取代反应,方程式为:
;
(4)由分析可知,C 为
,①含不对称碳的芳香族化合物,则其中含有苯环和手性
碳,②能发生银镜反应,其中含有醛基,则苯环上可能有两个支链,支链可能为:
、—
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CHO,或者
、—CH3,或者
、—OH,每种情况都有邻、间、对三种情况,一
共9 种,另外苯环上可能有1 个支链,支链可能为:
、
、
、
、
、
、
,一共有7 种,再加上之前的
9 种,一共16 种;
(5)
中的碳氮三键和NH2OH 发生加成反应生成Q 为
,随后Q 脱去—CH3OH 生成环状的R 为
,结合题给信
息,R 异构化后生成
。
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