高中化学试题

在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的 $\text{C}{\text{l}}^{-}$ 会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入 $\text{Cu}$ 和 $\text{CuS}{\text{O}}_4$ ，生成 $\text{CuCl}$ 沉淀从而除去 $\text{C}{\text{l}}^{-}$ 。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是（    ）

A． $K_{\text{sp}}(\mathit{CuCl})$ 的数量级为 $10^{-7}$

B．除 $\text{C}{\text{l}}^{-}$ 反应为 $\text{Cu+C}{\text{u}}^{\text{2+}}\text{+2C}{\text{l}}^{-}\text{=2CuCl}$

C．加入 $\text{Cu}$ 越多， $\text{C}{\text{u}}^{+}$ 浓度越高，除 $\text{C}{\text{l}}^{-}$ 效果越好

D． $\text{2C}{\text{u}}^{+}\text{=C}{\text{u}}^{\text{2+}}\text{+Cu}$ 平衡常数很大，反应趋于完全

短 周期元素 W 、 X 、 Y 和 Z 在 周期表中的相对位置如 表 所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为 21 。 下 列 关系正确 的 是（    ）

A．	氢化物沸点： $\text{W<Z}$	B．	氧化物对应水化物的酸性： $\text{Y>W}$
C．	化合物熔点： $Y_2{X}_3<\text{Y}{\text{Z}}_3$ ·	D．	简单离子的半径： $\text{Y<X}$

全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的 $S_8$ 材料，电池反应为： $16\text{Li}+x{S}_8=8\text{L}{\text{i}}_2{S}_x(2\le x\le 8)$ 。下列说法错误的是（    ）

A．	电池工作时，正极可发生反应： $\text{2L}{\text{i}}_2{S}_6\text{+2L}{\text{i}}^{+}\text{+2}{\text{e}}^{-}\text{=3L}{\text{i}}_2{S}_4$
B．	电池工作时，外电路中流过 $0.02\text{mol}$ 电子，负极材料减重 $0.14g$
C．	石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
D．	电池充电时间越长，电池中 $\text{L}{\text{i}}_2{S}_2$ 的量越多

$N_A$ 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（    ）

A．	$0.1\text{mol}$ 的 ${}_{}{}^{11}B$ 中，含有 $0.6N_A$ 个中子
B．	$\text{pH}=1$ 的 $H_3\text{P}{\text{O}}_4$ 溶液中，含有 $0.1N_A$ 个 $H^{+}$
C．	$2.24L$ （标准状况）苯在 $O_2$ 中完全燃烧，得到 $0.6N_A$ 个 $\text{C}{\text{O}}_2$ 分子
D．	密闭容器中 $1\text{mol PC}{\text{l}}_3$ 与 $1\text{mol C}{\text{l}}_2$ 反应制备 $\text{PC}{\text{l}}_5(g)$ ，增加 $2N_A$ 个 $\text{P-Cl}$ 键

下列实验操作规范且能达到目的的是（    ）

	目的	操作
A．	取 $20.00\text{mL}$ 盐酸	在 $50\text{mL}$ 酸式滴定管中装入盐酸，调整初始读数为 $30.00\text{mL}$ 后，将剩余盐酸放入锥形瓶
B．	清洗碘升华实验所用试管	先用酒精清洗，再用水清洗
C．	测定醋酸钠溶液     $\text{pH}$	用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的 $\text{pH}$ 试纸上
D．	配制浓度为 $0.010\text{mol.}{\text{L}}^{-1}$ 的 $\text{KMn}{\text{O}}_4$ 溶液	称取 $\text{KMn}{\text{O}}_4$ 固体 $0.158g$ ，放 $100\text{mL}$ 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度

下列说法正确的是（    ）

A．	植物油氢化过程中发生了加成反应
B．	淀粉和纤维素互为同分异构体
C．	环己烷与苯可用酸性 $\text{KMn}{\text{O}}_4$ 溶液鉴别
D．	水可以用来分离溴苯和苯的混合物

化学与生活密切相关。下列说法错误的是（    ）

A．	$\text{PM}2.5$ 是指粒径不大于 $2.5\text{μ}\text{m}$ 的可吸入悬浮颗粒物
B．	绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
C．	燃煤中加入 $\text{CaO}$ 可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D．	天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料

【选修五：有机化学基础】氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：

回答下列问题：

（1）A的化学名称为________。    

（2） 中的官能团名称是________。    

（3）反应③的类型为________，W的分子式为________。    

（4）不同条件对反应④产率的影响见下表：

实验	碱	溶剂	催化剂	产率/%
①	KOH	DMF	$Pd(OAc{)}_2$	22.3
②	$K_{2}C{O}_3$	DMF	$Pd(OAc{)}_2$	10.5
③	$E{t}_{3}N$	DMF	$Pd(OAc{)}_2$	12.4
④	六氢吡啶	DMF	$Pd(OAc{)}_2$	31.2
⑤	六氢吡啶	DMA	$Pd(OAc{)}_2$	38.6
⑥	六氢吡啶	NMP	$Pd(OAc{)}_2$	24.5

上述实验探究了________和________对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究________等对反应产率的影响。

（5）X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式________。

①含有苯环；②有三种不同化学环境的氢，个数比为6∶2∶1；③ $1mol$ 的X与足量金属Na反应可生成 $2g{H}_2$ 。

（6）利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备 ，写出合成路线________。（无机试剂任选）    

【选修三：物质结构与性质】磷酸亚铁锂（ $LiFeP{O}_4$ ）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用 $FeC{l}_3$ 、 $N{H}_4{H}_{2}P{O}_4$ 、 $LiCl$ 和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：   

（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________（填"相同"或"相反"）。    

（2） $FeC{l}_3$ 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 $FeC{l}_3$ 的结构式为________，其中Fe的配位数为________。    

（3）苯胺 ）的晶体类型是________。苯胺与甲苯（ ）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是________。    

（4） $N{H}_4{H}_{2}P{O}_4$ 中，电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。    

（5） $N{H}_4{H}_{2}P{O}_4$ 和 $LiFeP{O}_4$ 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为________（用 n代表P原子数）。

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：   

（1）Deacon发明的直接氧化法为： $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ $c\left(O_2\right)$ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 $c_0$ ， 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O ₂)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ $c\left(O_2\right)$ 过低、过高的不利影响分别是________。

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

$CuC{l}_2\left(s\right)=CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2} C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_1=83kJ·mol{ }^{-1}$

$CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2}{O}_2\left(g\right)=CuO\left(s\right)+\frac{1}{2}C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_2=-20kJ·mol{ }^{-1}$

$CuO\left(s\right)+2HCl\left(g\right)=CuC{l}_2\left(s\right)+H_{2}O\left(g\right)$     Δ $H_3=-121kJ·mol{ }^{-1}$

则 $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 的   Δ H=________ $kJ·mol{ }^{-1}$ 。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）   

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）

乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：

	水杨酸	醋酸酐	乙酰水杨酸
熔点/℃	157~159	-72~-74	135~138
相对密度/（g·cm ^﹣ ^3）	1.44	1.10	1.35
相对分子质量	138	102	180

实验过程：在 $100mL$ 锥形瓶中加入水杨酸 $6.9g$ 及醋酸酐 $10mL$ ，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加 $0.5mL$ 浓硫酸后加热，维持瓶内温度在 $70℃$ 左右，充分反应。稍冷后进行如下操作.

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。

回答下列问题：

（1）该合成反应中应采用__________加热。（填标号）            

A．	热水浴
B．	酒精灯
C．	煤气灯
D．	电炉

（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有________（填标号），不需使用的________（填名称）。

（3）①中需使用冷水，目的是________。    

（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是________，以便过滤除去难溶杂质。    

（5）④采用的纯化方法为________。    

（6）本实验的产率是________%。    

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子[ $c_0(Mn+)=0.1mol·L^{-1}$ ]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	$M{n}^{2+}$	$F{e}^{2+}$	$F{e}^{3+}$	$A{l}^{3+}$	$M{g}^{2+}$	$Z{n}^{2+}$	$N{i}^{2+}$
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

（1）"滤渣1"含有S和________；写出"溶浸"中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________。    

（2）"氧化"中添加适量的 $Mn{O}_2$ 的作用是将________。    

（3）"调pH"除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________~6之间。    

（4）"除杂1"的目的是除去 $Z{n}^{2+}$ 和 $N{i}^{2+}$ ， "滤渣3"的主要成分是________。

（5）"除杂2"的目的是生成 $Mg{F}_2$ 沉淀除去 $M{g}^{2+}$ 。若溶液酸度过高， $M{g}^{2+}$ 沉淀不完全，原因是________。   

（6）写出"沉锰"的离子方程式________。    

（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 $LiN{i}_{x}C{o}_{y}M{n}_z{O}_2$ ， 其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当 $x=y=\frac{1}{3}$ 时， z=________。    

为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D−Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn-NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为  $Zn\left(s\right)+2NiOOH\left(s\right)+H_{2}O\left(l\right)\stackrel{\mathit{放电}}{\underset{\mathit{充电}}{\rightleftharpoons }}ZnO\left(s\right)+2Ni\left(OH{)}_2\right(s)$ 。下列说法错误的是（ ）

A．	三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．	充电时阳极反应为 $Ni\left(OH{)}_2\right(s)+OH{ }^{-}(aq)-e{ }^{-}=NiOOH(s)+H_{2}O(l)$
C．	放电时负极反应为 $Zn\left(s\right)+2OH{ }^{-}\left(aq\right)-2e{ }^{-}=ZnO\left(s\right)+H_{2}O\left(l\right)$
D．	放电过程中 $O{H}^{-}$ 通过隔膜从负极区移向正极区

下列实验不能达到目的的是（ ）

选项	目的	实验
A	制取较高浓度的次氯酸溶液	将 $C{l}_2$ 通入碳酸钠溶液中
B	加快氧气的生成速率	在过氧化氢溶液中加入少量 $Mn{O}_2$
C	除去乙酸乙酯中的少量乙酸	加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D	制备少量二氧化硫气体	向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

设 $N_A$ 为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的 $H_{3}P{O}_4$ 溶液，下列说法正确的是（ ）           

A. 每升溶液中的 $H^{+}$ 数目为 $0.02N_A$

B. $c\left(H^{+}\right)= c( H_{2}P{O_4}^{-})+2c( HP{O_4}^{2-})+3c( P{O_4}^{3-})+ c\left(O{H}^{-}\right)$

C. 加水稀释使电离度增大，溶液pH减小

D. 加入 $Na{H}_{2}P{O}_4$ 固体，溶液酸性增强