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机密★启用前
试卷类型:A
2025 年广东省普通高中学业水平选择性考试
化学
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡
上。用2B铅笔将试卷类型(A)填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴
处”。
的
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项 答案信息点涂黑:如需改
动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上:如
需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无
效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56
一、选择题:本大题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在
每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 中华传统技艺,凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A.纸哪吒 B.石印章 C.木活字 D.不锈钢针
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
第1页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【详解】A.纸的主要成分是纤维素(有机化合物),不属于合金,A不符合题意;
B.石印章的材料通常是天然矿物(如大理石、寿山石等),主要成分为硅酸盐或碳酸盐,不属于合金,B不
符合题意;
C.木活字的材料是木材,主要成分为纤维素和木质素(有机化合物),不属于合金,C不符合题意;
D.不锈钢是铁(Fe)与铬(Cr)、镍(Ni)等金属形成的合金,D符合题意;
故选D
。
2. 在法拉第发现苯200周年之际,我国科学家首次制备了以金属M为中心的多烯环配合物。该配合物具
有芳香性,其多烯环结构(如图)形似梅花。该多烯环上
A. C-H键是共价键 B. 有8个碳碳双键
C. 共有16个氢原子 D. 不能发生取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.C和H原子间通过共用电子对形成的是共价键,A正确;
B.该配合物具有芳香性,存在的是共轭大π键,不存在碳碳双键,B错误;
C.根据价键理论分析,该物质有10个H原子,C错误;
D.大π键环上可以发生取代反应,D错误;
答案选A。
3. 现代科技,增强国力,增进民生福祉。下列说法正确的是
A. 我国科学家首次测得了月球背面月幔水含量1molH O质量为10g
2
B. 利用MoS 成功为金属材料“重塑金身”,MoS 中Mo的化合价为+6
2 2
C. 穿上电动机械腿,助力行走不是梦,行走时电池将电能转化为化学能
D. 沙海养鱼蹚出治沙新路,让沙海沙山变成金山银山,鱼肉富含蛋白质
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mol H O的摩尔质量为18g/mol,因此质量为18g,而非10g,A错误;
2
B.MoS 中S的化合价为-2,总负电荷为-4,Mo的化合价为+4,而非+6,B错误;
2
第2页/共24页
学科网(北京)股份有限公司C.电动机械腿工作时,电池放电将化学能转化为电能,再转化为机械能,而非电能转化为化学能,C错
误;
D.鱼肉的主要营养成分是蛋白质,描述正确,D正确;
故选D。
4. 劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是
选项 劳动项目 化学知识
A 向燃煤中加入生石灰以脱硫减排 CaSO 4 +CO 3 2- ƒ CaCO 3 +SO2 4 -
B 用BaCl 和盐酸检验粗盐中是否含SO2- Ba2+ +SO2- =BaSO ¯
2 4 4 4
C 使用MgCl 溶液点卤制豆腐 MgCl 使蛋白质盐析
2 2
D 用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴 使用时铁粉被氧化,反应放热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.生石灰(CaO)与燃煤中的SO 和氧气反应生成CaSO ,达到脱硫减排的目的,不存在沉淀
2 4
溶解平衡的转化,A错误;
B.检验SO2-需先加盐酸排除干扰离子,再加BaCl 生成BaSO 沉淀,步骤和反应式均正确,B正确;
4 2 4
C.MgCl 点卤使蛋白质胶体沉降,产生固体,属于蛋白质的盐析,C正确;
2
D.暖贴中铁粉氧化生成Fe O 或Fe(OH) 并放热,描述正确,D正确;
2 3 3
故选A。
5. 声波封印,材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是
A. 制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯,其单体是CH CH Cl
3 2
B. 磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成,Fe O 具有磁性
3 4
C. 光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换,涉及物理变化
D. 固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料,单晶硅是一种共价晶体
【答案】A
【解析】
第3页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【详解】A.聚氯乙烯的单体应为氯乙烯(CH =CHCl),而选项中的CH CH Cl是氯乙烷,单体错误,A
2 3 2
错误;
B.四氧化三铁(Fe O )具有磁性,常用于磁带制作,B正确;
3 4
C.光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成),C正确;
D.单晶硅为共价晶体(原子晶体),固态硬盘芯片使用单晶硅,D正确;
故选A。
6. 对铁钉进行预处理,并用铜氨溶液给铁钉镀铜。下列操作不能达到实验目的的是
A.除油污 B.除铁锈
C.制铜氨溶液 D.铁钉镀铜
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳酸钠溶液为碱性,油污在碱性溶液中发生水解反应,同时加热可以增强碳酸钠溶液的碱性,
可以达到除油污的目的,A不符合题意;
B.铁锈的主要成分为氧化铁,稀盐酸可以用来除去铁锈,可以达到实验目的,B不符合题意;
C.硫酸铜溶液中滴加过量氨水,可以生成铜氨溶液,可以达到实验目的,C不符合题意;
D.铁钉镀铜,需要电解装置,使Cu片与电源正极相连,铁钉与电源负极相连,图中无电源,故不能达到
第4页/共24页
学科网(北京)股份有限公司实验目的,D符合题意;
故选D。
7. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X¾O¾2®氧化物1¾O¾2®氧化物2¾H¾2 O¾®酸(或碱)¾N¾aO¾H或 ¾HC¾l ®盐
A. X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B. X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C. X可为钠,氧化物2可与水反应生成H
2
D. X可为碳,盐的热稳定性:NaHCO > Na CO
3 2 3
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝单质与O 生成Al O 后无法再被O 氧化,无法形成氧化物2,且Al O 与水反应需强酸/碱
2 2 3 2 2 3
才能溶解,A错误;
B.硫燃烧生成SO (氧化物1,使品红褪色),SO 氧化为SO (氧化物2),SO 与水生成H SO ,再与
2 2 3 3 2 4
NaOH生成盐,转化关系成立,B正确;
C.钠与氧气常温反应生成Na O(氧化物1),进一步氧化为Na O (氧化物2);Na O 与水反应生成NaOH
2 2 2 2 2
和O ,不会生成H ,C错误;
2 2
D.碳与氧气反应先生成CO,最终生成CO ,与水反应生成碳酸,与碱反应可生成盐,但Na CO 热稳定
2 2 3
性强于NaHCO ,D结论错误,D错误;
3
故选B。
8. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者间具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性
B 向蔗糖中加适量浓硫酸,蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性
C Fe2+与K éFeCN ù可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验Fe3+
3ë
6
û
D MnO 与浓盐酸共热,生成黄绿色气体 Cl +SO +2H O=H SO +2HCl
2 2 2 2 2 4
A. A B. B C. C D. D
第5页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【答案】B
【解析】
【详解】A.浓硝酸保存在棕色试剂瓶中是因为其见光易分解,而非因其强氧化性,陈述Ⅰ正确但因果关系
错误,A不符合题意;
B.浓硫酸使蔗糖变黑体现其脱水性,陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且存在因果关系,B符合题意;
C.Fe2+与K [Fe(CN) ]生成蓝色沉淀用于检验Fe2+,而KSCN用于检验Fe3+,两者无直接因果关系,C不
3 6
符合题意;
D.MnO 与浓盐酸生成Cl 是独立反应,与Cl 和SO 的反应无因果关系,D不符合题意;
2 2 2 2
故选B。
9. 元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A. a和g同主族 B. 金属性:g>h>i
C. 原子半径:e>d >c D. 最简单氢化物沸点:b>c
【答案】B
【解析】
【分析】同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大,0族元素的第一电离能
在同周期中最大,可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。
【详解】A.a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;
B.Na、Mg、Al属于同周期,从左到右金属性依次减弱,B正确;
C.e、d、c分别是N、O、F,属于同周期元素,同周期从左到右原子半径依次减小,原子半径c>d>e,C
错误;
D.b为C,c为N,NH 分子间存在氢键,沸点高,沸点NH >CH ,D错误;
3 3 4
答案选B。
10. 设N 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A
第6页/共24页
学科网(北京)股份有限公司A. 1mol18O 的中子数,比1mol16O 的多2N
2 2 A
B. 1molFe与水蒸气完全反应,生成H 的数目为2N
2 A
C. 在1L0.1mol/L的NH Cl溶液中,NH+的数目为0.1N
4 4 A
D. 标准状况下的22.4LCl 与足量H 反应,形成的共价键数目为2N
2 2 A
【答案】D
【解析】
【详解】A.18O的中子数为10,16O的中子数为8,每个O 分子含2个O原子,1mol18O 比1mol16O
8 8 2 8 2 8 2
多4N 个中子,A错误;
A
4 4
B.Fe与水蒸气反应生成Fe O 和H ,1mol Fe生成 mol H ,数目为 N ,B错误;
3 4 2 2 A
3 3
C.NH+在水中会水解,溶液中NH+的数目小于0.1N ,C错误;
4 4 A
D.1mol Cl 与H 反应生成2mol HCl,形成2mol H-Cl键,共价键数目为2N ,D正确;
2 2 A
故选D。
11. 利用如图装置进行实验:打开K、K ,一定时间后,a中溶液变蓝;关闭K ,打开K ,点燃酒精灯
1 2 1 3
加热数分钟后,滴入无水乙醇。下列说法错误的是
A. a中现象体现了I-的还原性
B. b中H O 既作氧化剂也作还原剂
2 2
C. 乙醇滴加过程中,c中的铜丝由黑变红,说明乙醇被氧化
D. d中有银镜反应发生,说明c中产物有乙酸
【答案】D
【解析】
第7页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【分析】打开K、K ,一定时间后,b中H O 在MnO 的催化下生成O ,O 进入a中,氧化I-,生成
1 2 2 2 2 2 2
I ,使得淀粉-KI溶液变蓝;关闭K ,打开K ,无水乙醇在铜丝的催化下与氧气发生氧化反应生成乙醛,
2 1 3
乙醛可与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应。
【详解】A.O 进入a中,氧化I-,生成I ,体现了I-的还原性,A正确;
2 2
B.b中H O 在MnO 的催化下生成O 和H O ,H O 既作氧化剂也作还原剂,B正确;
2 2 2 2 2 2 2 2
C.无水乙醇在铜丝的催化下与氧气发生氧化反应生成乙醛,在此过程中,铜丝先和氧气反应生成黑色的
氧化铜,乙醇再和氧化铜反应,氧化铜被还原为红色的铜单质,乙醇被氧化为乙醛,故c中的铜丝由黑变
红,可以说明乙醇被氧化,C正确;
D.乙醛可与银氨溶液在加热条件下发生银镜反应,d中未加热,不能发生银镜反应,D错误;
故选D。
12. CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成CuCl - 和CuCl 2- 而溶解。将适量CuCl完全溶
2 3
于盐酸,得到含CuCl - 和CuCl 2- 的溶液,下列叙述正确的是
2 3
A. 加水稀释,CuCl 2- 浓度一定下降
3
B. 向溶液中加入少量NaCl固体,CuCl - 浓度一定上升
2
C.
HCuCl 的电离方程式为:HCuCl = H+ +Cu+ +2Cl-
2 2
D. 体系中,c Cu+ +c H+ =c Cl- +c CuCl - +c CuCl 2- +c OH-
2 3
【答案】A
【解析】
【详解】A.加水稀释,溶液体积变大,CuCl 2- 浓度一定下降,A正确;
3
B.加入NaCl会增加Cl⁻浓度,可能促使CuCl - 转化为CuCl 2- ,CuCl - 浓度不一定上升,B错
2 3 2
误;
C.H[CuCl ]应电离为H+和CuCl - ,而非分解为Cu+和Cl-,电离方程式错误,C错误;
2 2
D.电荷守恒未考虑CuCl 2- 的电荷数,电荷守恒应为
3
c Cu+ +c H+ =c Cl- +c CuCl - +2c CuCl 2- +c OH- ,D错误;
2 3
故选A。
13. 由结构不能推测出对应性质的是
第8页/共24页
学科网(北京)股份有限公司选
结构 性质
项
A SO 的VSEPR模型为平面三角形 SO 具有氧化性
3 3
B 钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同 钾和钠的焰色不同
C 乙烯和乙炔分子均含有π键 两者均可发生加聚反应
石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运 石墨具有类似金属的导电
D
动 性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.SO 的VSEPR模型为平面三角形,反映其分子几何结构,但氧化性由硫的高价态(+6)决定,
3
与结构无直接关联,A符合题意;
B.钾和钠原子结构差异导致电子跃迁能量不同,焰色不同,结构与性质对应合理,B不符合题意;
C.乙烯和乙炔均含π键,π键断裂是加聚反应的基础,结构与性质对应合理,C不符合题意;
D.石墨层中离域p电子使其导电,结构与性质对应合理,D不符合题意;
答案选A。
14. 一种高容量水系电池示意图如图。已知:放电时,电极Ⅱ上MnO 减少;电极材料每转移1mol电子,
2
对应的理论容量为26.8A×h。下列说法错误的是
A. 充电时Ⅱ为阳极
B. 放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低
C. 放电时负极反应为:MnS-2e- =S+Mn2+
第9页/共24页
学科网(北京)股份有限公司D. 充电时16gS能提供的理论容量为26.8A×h
【答案】B
【解析】
【分析】放电时,电极Ⅱ上MnO 减少,说明MnO 转化为Mn2+,化合价降低,发生还原反应,为原电池
2 2
的正极,由于电解质溶液为MnSO ,故电解质应为酸性溶液,正极反应为:
4
MnO +2e- +4H+ =Mn2+ +2H O;则电极Ⅰ为原电池负极,MnS失去电子生成S和Mn2+,负极反应
2 2
为:MnS -2e- =S+Mn2+。
【详解】A.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,故充电时电极Ⅱ为阳极,A正确;
B.由分析可知,放电时电极Ⅱ为正极,正极反应为:MnO +2e- +4H+ =Mn2+ +2H O,反应消耗
2 2
H+,溶液的pH升高,B错误;
C.由分析可知,放电时电极Ⅰ为原电池负极,负极反应为:MnS -2e- =S+Mn2+,C正确;
D.根据放电时负极反应,可知充电时阴极反应为S+Mn2+ +2e- =MnS ,每消耗16gS,即0.5molS,转
移1mol电子,据题意可知,能提供的理论容量为26.8A⋅h,D正确;
故选B。
15. 按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错
误的是
A. a中有化合反应发生,并有颜色变化
B. b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C. c中溶液红色刚好褪去时,HCO-恰好完全反应
3
D. 若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
【答案】C
【解析】
第10页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【详解】A.铜和稀硝酸反应,会生成一氧化氮,一氧化氮为无色气体,液面上方有氧气存在,一氧化氮
与氧气反应,生成红棕色的二氧化氮,属于化合反应,生成CuNO
为蓝色,有颜色变化,A正确;
3 2
B.b中气体变红棕色时,说明有二氧化氮存在,存在2NO ˆˆ†N O 的反应,所以所含氮氧化物至少
2‡ˆˆ 2 4
有两种,B正确;
C.酚酞的变色范围是8.2~10,c中溶液红色刚好褪去时,此时溶液可能呈弱碱性,所以不能判断HCO-是
3
否恰好完全反应,C错误;
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,会生成二氧化硫,二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中,可生成亚硫酸
氢钠,溶液显酸性,c中溶液颜色会褪去,D正确;
故选C。
16. 某理论研究认为:燃料电池(图b)的电极Ⅰ和Ⅱ上所发生反应的催化机理示意图分别如图a和图c,其中
O 获得第一个电子的过程最慢。由此可知,理论上
2
A. 负极反应的催化剂是ⅰ
B. 图a中,ⅰ到ⅱ过程的活化能一定最低
C. 电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变
D. 相同时间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数相同
【答案】C
【解析】
【分析】该燃料电池为氢氧燃料电池,由图可知该原电池的电解质溶液为酸性,氢气发生氧化反应,做负
极,电极方程式为:H -2e- =2H+;氧气发生还原反应,做正极,电极方程式为:
2
O +4e- +4H+ =2H O。
2 2
【详解】A.由分析可知,氧气发生还原反应,做正极,正极反应的催化剂是ⅰ,A错误;
第11页/共24页
学科网(北京)股份有限公司B.图a中,ⅰ到ⅱ过程为O 获得第一个电子的过程,根据题中信息,O 获得第一个电子的过程最慢,则ⅰ
2 2
到ⅱ过程的活化能一定最高,B错误;
C.氢气发生氧化反应,做负极,电极方程式为:H -2e- =2H+,同时,反应负极每失去1个电子,就
2
会有一个H+通过质子交换膜进入正极室,故电池工作过程中,负极室的溶液质量保持不变,C正确;
D.由图a、c可知,氧气催化循环一次需要转移4个电子,氢气催化循环一次需要转移2个电子,相同时
间内,电极Ⅰ和电极Ⅱ上的催化循环完成次数不相同,D错误;
故选C。
二、非选择题:本大题共 4小题,共 56分。考生根据要求作答。
17. 酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸性KMnO 溶液,振荡,观察到体
4
系颜色_______。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为:加热
溶解、_______(填下列操作编号)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c 和苯甲酸的K ,实验如下:取50.00mL苯甲酸饱和
0 a
溶液,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据
图可得:
①c =_______mol/L。
0
第12页/共24页
学科网(北京)股份有限公司②苯甲酸的K =_______(列出算式,水的电离可忽略)。
a
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用K 衡量。下列羧酸K 的变化顺序为:
a a
CH COOH Ⅱ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同
学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断K 大小顺序,因为_______。
a
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的K ,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
a
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的K 。
a
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为
_______。
②小组讨论后,选用0.100mol/LNaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的K 。简述该方案
a
_______(包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
【答案】(1)由紫色变为无色
10-2.89´10-2.89
(2)da (3) ①. 0.028 ②. K =
a 0.028
(4) ①. 增大 ②. 极性 ③. 常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同
光照
(5) ①. 2HClO 2H++2Cl-+O ②. 实验方法:取适量0.100mol/LNaClO溶液放入烧杯
2
中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100mol/LNaClO溶液在25℃下的pH可求
K
得ClO-的水解平衡常数K ,再利用公式K = W 求出HClO的K 。
h a K a
h
第13页/共24页
学科网(北京)股份有限公司【解析】
【小问1详解】
酸性KMnO 溶液具有强氧化性,可以将甲苯氧化生成苯甲酸,故向盛有2mL甲苯的试管中,加入几滴酸
4
性KMnO 溶液,振荡,观察到体系颜色由紫色变为无色。
4
【小问2详解】
重结晶法提纯苯甲酸的方法为,加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,故操作编号为da
【小问3详解】
①由图像可知,当加入14mLNaOH溶液时,苯甲酸被完全中和,则可得苯甲酸饱和溶液的浓度
0.1000mol/L´14´10-3L
c = =0.028mol/L;
0 50´10-3L
②由图像可知,苯甲酸饱和溶液的pH为2.89,说明苯甲酸饱和溶液中的
10-2.89´10-2.89
c(H+)=c(苯甲酸根)=10-2.89mol/L,则苯甲酸的K =
a 0.028
【小问4详解】
①羧酸酸性的强弱取决于羧基中O-H键的极性大小,极性越大,酸性越强,卤素原子的电负性越大,吸电
子能力越强,使得羧基中O-H键的极性越大,酸性越强;
③由于常温下三种酸的饱和溶液的浓度不同,所以该推断依据不足。
【小问5详解】
光照
①次氯酸在光照条件下易分解为HCl和O ,其分解反应的离子方程式为2HClO 2H++2Cl-+O ;
2 2
②实验方法:取适量0.100mol/LNaClO溶液放入烧杯中,用pH计测得体系在25℃下的pH,记录数据;
数据处理思路:由于NaClO溶液中存在ClO-的水解,故根据0.100mol/LNaClO溶液在25℃下的pH可求
K
得ClO-的水解平衡常数K ,再利用公式K = W 求出HClO的K 。
h a K a
h
18. 我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新
型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
第14页/共24页
学科网(北京)股份有限公司氢氧化物 Fe(OH) Al(OH) Cu(OH) Ni(OH)
3 3 2 2
K 298K 2.8´10-39 1.3´10-33 2.2´10-20 5.5´10-16
sp
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有_______(写一条)。
(2)“高压加热”时,生成Fe O 的离子方程式为:_______。
2 3
高压
___+O +___H O ___Fe O ¯+______H+
2 2 2 3
D
(3)“沉铝”时,pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知:“滤液1”中
c
Cu2+
=0.022mol/L,c
Ni2+
=0.042mol/L。
(4)“选择萃取”中,镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。
A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时Ni2+被还原
C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性
(5)Ni Cu N 晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知:同种位置原子相同,相邻原子间的最近距
x y z
离之比d :d = 2:1,则x:y:z= _______;晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为
Ni-Cu Ni-N
_______。
(6)①“700℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量H ,但借助工业合成氨的逆反应,可使Fe不断生
2
成。该步骤发生反应的化学方程式为_______和_______。
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学科网(北京)股份有限公司②“电解”时,Fe O 颗粒分散于溶液中,以Fe片、石墨棒为电极,在答题卡虚线框中,画出电解池示意
2 3
图并做相应标注_______。
③与传统高炉炼铁工艺相比,上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是_______(写一
条)。
【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等
高压
(2)4Fe2++O +4H O 2Fe O ↓+8H+
2 2 2 3
加热
(3)5 (4)AD
(5) ①. 3:1:1 ②. 12
700oC
催化剂
( 6 ) ①. 2NH ˆˆˆˆˆˆ†N +3H ②. Fe O +3H 2Fe+3H O ③.
3‡ˆ加热ˆ、ˆ加ˆ压ˆˆ 2 2 2 3 2 2
④. 没有污染物产生
【解析】
【分析】矿粉酸浸通入SO 酸浸,浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等,调节pH=3.0,通入空气加热
2
得到Fe O ,Fe O 可以通过还原得到Fe单质,也可以用电解得到Fe单质,滤液1在常温下沉铝,滤液2
2 3 2 3
选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物,最终得到产品Ni Cu N 。
x y z
【小问1详解】
“酸浸”中,提高浸取速率的措施有:搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等;
【小问2详解】
由于通入SO “酸浸”,故浸取液中不含有Fe3+,“高压加热”时,Fe2+在酸性条件下被氧化为Fe O ,离
2 2 3
高压
子方程式为:4Fe2++O +4H O 2Fe O ↓+8H+;
2 2 2 3
加热
【小问3详解】
“沉铝”时,保证Cu2+和Ni2+不沉淀,Cu(OH) 的溶度积更小,c
Cu2+
=0.022mol/L,根据
2
K =c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20,得出c(OH-)=10-9mol/L,pH=5;
sp
【小问4详解】
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学科网(北京)股份有限公司“选择萃取”中,镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有:
A、镍与N、O形成配位键,可以使镍进入有机相,A正确;
B、配体 中提供孤对电子的O原子带一个单位负电,可以视作是得到一个电子的阴离
子,其余配体不带电,整个配合物不显电性,形成配合物后,中心离子还是Ni2+,Ni2+化合价不变,B错
误;
C、配合物与水形成氢键,不能解释镍进入有机相,C错误;
D、烷基具有疏水性,可以使其进入有机相,D正确;
答案选AD;
【小问5详解】
根据同种位置原子相同,相邻原子间的最近距离之比d :d = 2:1,设晶胞边长为a,由几何关
Ni-Cu Ni-N
2 1
系可知,面心的原子与顶点的原子距离为 a,面心的原子与体心的原子距离为 a,则可以确定,晶
2 2
1 1
胞中面心原子为Ni,有6× =3个,顶点原子为Cu,有8× =1个,体心的原子为N,有1个,则x:
2 8
y:z=3:1:1;
1
根据分析,Cu原子处于顶角,距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子,数目为3´8´ =12;
2
【小问6详解】
催化剂
①氨气分解为N 和H ,H 还原Fe O 得到Fe单质和水,化学方程式为:2NH ˆˆˆˆˆˆ†N +3H 、
2 2 2 2 3 3‡ˆ加热ˆ、ˆ加ˆ压ˆˆ 2 2
700oC
Fe O +3H 2Fe+3H O;
2 3 2 2
②电解Fe O 颗粒得到Fe单质,在阴极发生还原反应,则Fe片为阴极,石墨做阳极,电解液为NaOH溶
2 3
液和Fe O 颗粒,装置图如下: ;
2 3
③与传统高炉炼铁工艺相比,上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO
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学科网(北京)股份有限公司气体产生。
19. 钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为_______。
(2)298K下,反应TiO s+2Cs+2Cl g=TiCl g+2COg 的ΔH<0、ΔS>0,则298K
2 2 4
下该反应_______(填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以TiCl 为原料可制备TiCl 。将5.0molTiCl 与10.0molTi放入容积为V L的恒容密闭容器中,反
4 3 4 0
应体系存在下列过程。
编
过程 DH
号
(a) Tis+TiCl 4 g ƒ 2TiCl 2 s ΔH 1
(b) TiCl 2 s+TiCl 4 g ƒ 2TiCl 3 g +200.1kJ/mol
(c) Tis+3TiCl 4 g ƒ 4TiCl 3 g +132.4kJ/mol
(d) TiCl 3 g ƒ TiCl 3 s ΔH 2
①ΔH =_______kJ/mol。
1
②不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为_______。
③温度T
0
K下,né
ë
TiCl
4
gù
û
=_______mol,反应(c)的平衡常数K=_______(列出算式,无须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼 N H 的分解反应:
2 4
(e)N H = N +2H
2 4 2 2
(f)3N H = N +4NH
2 4 2 3
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学科网(北京)股份有限公司为研究某钛基催化剂对上述反应的影响,以肼的水溶液为原料(含N H 的物质的量为n ),进行实验,得
2 4 0
到n /n 、n /n 随时间t变化的曲线如图。其中,n 为H 与N 的物质的量之和;n 为剩余N H 的
1 0 2 0 1 2 2 2 2 4
物质的量。设n 为0~t时间段内反应(e)消耗N H 的物质的量,该时间段内,本体系中催化剂的选择性用
e 2 4
n
e ´100%表示。
n -n
0 2
①0~ t min内,N H 的转化率为_______(用含y 的代数式表示)。
0 2 4 2
②0~ t min内,催化剂的选择性为_______(用含y 与y 的代数式表示,写出推导过程)。
0 1 2
【答案】(1)3d24s2
4
æ 6 ö
ç ÷
V
è ø
(2)能 (3) ①. -267.8 ②. TiCl s ③. 0.5 ④. 0
2 3
æ0.5ö
ç ÷
V
è ø
0
3y +y -1
(4) ①. 1-y ´100% ②. 1 2 ´100%
2 8-8y
2
【解析】
【小问1详解】
Ti为22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2,故答案为:3d24s2:
【小问2详解】
反应TiO s+2Cs+2Cl g=TiCl g+2COg 的ΔH<0、ΔS>0,则根据ΔG=ΔH-TΔS可
2 2 4
知,该反应在298K下能自发进行,故答案为:能;
【小问3详解】
① 已知:
反应b:TiCl
2
s+TiCl
4
g
ƒ
2TiCl
3
g
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学科网(北京)股份有限公司反应c:Tis+3TiCl
4
g
ƒ
4TiCl
3
g
将反应c-2×反应b可得Tis+TiCl 4 g ƒ 2TiCl 2 s ,则
ΔH =132.4-2´200.1kJ/mol=-267.8kJ/mol,故答案为:-267.8;
1
② 由表格可知,反应a为放热反应,反应b、c为吸热反应,反应d也是放热的,曲线Ⅰ,Ⅱ可表示
TiCl g 或TiCl s 的物质的量随温度的变化情况,随着温度升高,反应b、c正向移动,反应a、d为
3 2
逆向移动,所以TiCl g 的含量逐渐上升,TiCl s 的含量逐渐下降,所以曲线Ⅰ对应的物质为
3 2
TiCl s ,故答案为:TiCl s ;
2 2
③ 温度T K下,néTisù =8.5mol,néTiCl gù=6.0mol,néTiCl sù=néTiCl sù=0mol,
0 ë û ë 3 û ë 3 û ë 2 û
0.5
根据Ti元素守恒,可推出né
ë
TiCl
4
gù
û
=(10+5-6-8.5)mol=0.5mol,则cé
ë
TiCl
4
gù
û
=
V
mol/L,
0
4
æ 6 ö
ç ÷
6.0 c4 éTiCl gù V
cé ë TiCl 3 gù û = V 0 mol/L,反应(c)的平衡常数K = c3é ë ë TiCl 4 3 gù û û = æ è 0. 0 5 ø ö 3 ,故答案为:0.5;
ç ÷
V
è ø
0
4
æ 6 ö
ç ÷
V
è ø
0 ;
3
æ0.5ö
ç ÷
V
è ø
0
【小问4详解】
n n
① 因为肼 N H 为反应物,肼的含量逐渐下降,起始时 2 =1,t min时, 2 = y ,则0~ t min
2 4 n 0 n 2 0
0 0
1-y
内,N H 的转化率为 2 ´100%= 1-y ´100%,故答案为: 1-y ´100%;
2 4 1 2 2
n n
② 由图可知,0~ t min内, 1 = y , 2 = y ,则n = y ´n ,反应掉的肼 N H 为n (1-y ),
0 n 1 n 2 2 2 0 2 4 0 2
0 0
生成的氮气和氢气的物质的量为y ´n mol,根据反应前后原子个数守恒,可得
1 0
6n (1-y )-2n y 6n (1-y )-2n y 3
n(NH )= 0 2 0 1 mol,反应f消耗的肼为n(N H )= 0 2 0 1´ mol,反应e消耗的
3 4 2 4 4 4
6n (1-y )-2n y 3 n
肼n 为n (1-y )- 0 2 0 1´ mol, 则本体系中催化剂的选择性 e ´100% =
e 0 2 4 4 n -n
0 2
第20页/共24页
学科网(北京)股份有限公司6n (1-y )-2n y 3 9(1-y )-3y
n (1-y )- 0 2 0 1´ (1-y )- 2 1 3y +y -1
0 2 4 4 = 2 8 = 1 2 ´100%,故答案
´100% ´100% 8-8y
n -y ´n 1-y 2
0 2 0 2
3y +y -1
为: 1 2 ´100%;
8-8y
2
20. 我国科学家最近在光-酶催化合成中获得重大突破,光-酶协同可实现基于三组分反应的有机合成,其
中的一个反应如下(反应条件略:Ph-代表苯基C H -)。
6 5
(1)化合物1a中含氧官能团的名称为_______。
(2)①化合物2a的分子式为_______。
②2a可与H O发生加成反应生成化合物Ⅰ.在Ⅰ的同分异构体中,同时含有苯环和醇羟基结构的共_______
2
种(含化合物Ⅰ)。
(3)下列说法正确的有_______。
A. 在1a、2a和3a生成4a的过程中,有π键断裂与σ键形成
B. 在4a分子中,存在手性碳原子,并有20个碳原子采取sp2杂化
C. 在5a分子中,有大π键,可存在分子内氢键,但不存在手性碳原子
D. 化合物5a是苯酚的同系物,且可发生原子利用率为100%的还原反应
(4)一定条件下,Br 与丙酮 CH COCH 发生反应,溴取代丙酮中的α-H,生成化合物3a.若用核
2 3 3
磁共振氢谱监测该取代反应,则可推测:与丙酮相比,产物3a的氢谱图中_______。
(5)已知:羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α-H取代反应。根据上述信息,分三步合成化合物
Ⅱ。
①第一步,引入溴:其反应的化学方程式为_______。
②第二步,进行_______(填具体反应类型):其反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。
③第三步,合成Ⅱ:②中得到的含溴有机物与1a、2a反应。
第21页/共24页
学科网(北京)股份有限公司(6)参考上述三组分反应,直接合成化合物Ⅲ,需要以1a、_______(填结构简式)和3a为反应物。
【答案】(1)醛基 (2) ①. C H ②. 5 (3)AB
8 8
(4)丙酮的单一甲基峰消失,出现两个新信号峰:峰面积之比为3:2,且峰的位置较丙酮有所偏移
( 5 ) ①. CH COOH +Br ®CH BrCOOH +HBr ②. 酯 化 反 应 ③.
3 2 2
浓硫酸
CH BrCOOH +CH OH CH BrCOOCH +H O
2 3 ƒ 2 3 2
Δ
(6)
【解析】
【分析】根据题干信息,1a和2a先发生碳碳双键的加成反应,生成 ,再和3a发生取代
反应得到主产物,两分子1a发生醛基的加成反应得到副产物5a,据此解答。
【小问1详解】
由其结构简式可知,化合物1a中含氧官能团的名称为醛基;
【小问2详解】
①化合物2a是苯乙烯,的分子式为C H ;
8 8
②化合物Ⅰ的分子式为C H O,分子中含有苯环,则其余结构均为饱和结构,含有醇羟基的结构的同分异
8 10
构体有 、 、 、 、
,共计5种;
【小问3详解】
A.在1a、2a和3a生成4a的过程中,1a、2a先发生碳碳双键的加成反应,生成 ,该
过程存在π键断裂,随后与3a发生取代反应脱去1分子HBr生成4a,该过程存在σ键形成,A正确;
B.连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,4a分子中,存在手性碳原子,如图:
第22页/共24页
学科网(北京)股份有限公司,苯环是平面结构,三个苯环以及酮羰基的碳原子均为sp2杂化,共计20个,
B正确;
C.在5a分子中,苯环内有大π键,酮羰基和羟基相邻较近,可存在分子内氢键,且与羟基相连的碳原子
是手性碳原子,C错误;
D.化合物5a与氢气发生还原反应是原子利用率为100%的反应,但化合物5a含有酮羰基,不是苯酚的同
系物,D错误;
故选AB;
【小问4详解】
丙酮的氢谱:两个甲基等效:核磁共振氢谱出现单峰;
α−溴代丙酮的氢谱:受溴吸电子效应影响,甲基与亚甲基上的氢不等效,核磁共振氢谱图会出现两组峰,
面积之比为3:2;
故氢谱变化:丙酮的单一甲基峰消失,出现两个新信号峰:峰面积之比为3:2,且峰的位置较丙酮有所偏
移;
【小问5详解】
比较化合物Ⅱ与主产物的结构简式可知,主要在右侧含氧官能团不同,化合物Ⅱ含有酯基,故推测合成Ⅱ发
生的反应有酯化反应;
①已知羧酸在一定条件下,可发生类似于丙酮的α-H取代反应,则第一步反应为羧酸中α-H的取代反
应引入溴,化学方程式为CH COOH +Br ®CH BrCOOH +HBr;
3 2 2
②第二步CH BrCOOH 与甲醇发生酯化(取代)反应,化学方程式为
2
浓硫酸
CH BrCOOH +CH OH CH BrCOOCH +H O,题目要求填具体反应类型,故此处填酯化反
2 3 ƒ 2 3 2
Δ
应;
③第三步1a、2a发生碳碳双键的加成反应,生成 ,再与CH BrCOOCH 发生取代反
2 3
应得到 ;
【小问6详解】
第23页/共24页
学科网(北京)股份有限公司结合化合物Ⅲ的结构简式 ,将其断键,左侧表示1a基团,右侧是3a基
团,则需要合成Ⅲ的还差 ,即合成流程是1a与 先发生1,4加成反应,生成
,再与3a发生取代反应得到目标产物。
【点睛】核磁共振氢谱图影响峰化学位移的因素:吸电子基团降低了氢核周围的电子云密度,使得其质子
峰向低场移动(左移),推电子基团增加了氢核周围的电子云密度,使得质子峰向高场位移(右移);α−溴代
丙酮的氢谱中甲基受溴吸电子效应影响,化学位移稍向低场移动(左移),亚甲基受溴原子直接影响,化学
位移显著向低场移动(左移)。
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