湖北省九师联盟2021-2022学年高三上学期化学开学考试试卷
一、单选题
1．（2021高三上·湖北开学考）化学与生产生活及环境密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．核废水可直接排入海洋
B．新冠疫苗应冷藏存放，以避免活性降低
C．次氯酸盐消毒剂可与盐酸(洁厕灵)混合使用
D．铵态氮肥与草木灰(含K2CO3等)混用可提高肥效
2．（2021高三上·湖北开学考）由长征5B遥－2火箭搭载成功发射的我国天和号空间站核心舱配置了光电转换效率最高的砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列说法正确的是（ ）
A．砷、镓属于同主族元素
B．碳化硅是制造硅太阳能电池的材料
C．太阳能电池工作原理与原电池相同
D．火箭发射过程中发生氧化还原反应
3．（2021高三上·湖北开学考）下列物质的用途与其性质对应关系正确的是（ ）
A．Al(OH)3能与酸反应，在医药上用作胃酸中和剂
B．Na、K均是活泼金属，可作原子反应堆的导热剂
C． 能与酸反应，可用于脱除纸浆中多余的Cl2
D．金刚石是最稳定的物质之一，可用作切割玻璃
4．（2021高三上·湖北开学考）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．3g由 与 组成的混合物中含中子总数为NA
B．1L0.1mol/LNaAlO2溶液中含 数目为0.1NA
C．4.4g由乙醛与乙酸乙酯组成的混合物中含氧原子总数为0.1NA
D．1molH2与2molI2在密闭容器中充分反应后，生成HI分子数为2NA
5．（2021高三上·湖北开学考）下列用于解释实验现象的离子方程式正确的是选项（ ）
选项 实验现象 离子方程式
A 向FeCO3悬浊液中加入硝酸变澄清
B 将H2O2滴入酸性KMnO4溶液中，溶液逐渐褐色
C 将amol/L的KHSO4与bmol/L的Ba(OH)2溶液混合，测得浊液呈中性
D 向NH4HCO3溶液中加入足量澄清石灰水，产生白色沉淀
A．A B．B C．C D．D
6．（2021高三上·湖北开学考）下列 原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2021高三上·湖北开学考）2021年5月15日我国“祝融号”火星车成功着陆火星。研究表明，火星夏普山矿脉中含有原子序数增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族，且Z的原子序数是W的2倍，X的氢化物可用于蚀刻玻璃，Y与Z最外层电子数之和等于8。下列说法正确的是（ ）
A．W与Z有相同的最高正价
B．原子半径：Z＞Y＞W＞X
C．化合物YZW4中含离子键和共价键
D．电负性大小：W＞X＞Z
8．（2021高三上·湖北开学考）在金催化剂表面上进行某反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热效应 ＞0
B．反应过程中发生非极性键的断裂与生成
C．其他条件不变，使用另一高效催化剂可使CO的平衡转化率增大
D．该历程中最大能垒(活化能)步骤的反应式为
9．（2021高三上·湖北开学考）萝卜种子中的活性成分之一为。下列有关说法错误的（ ）
A．分子中只含有1个手性碳原子(连有4个不同的原子或原子团的碳原子)
B．与Br2的CCl4溶液和酸性高锰酸钾溶液均能反应
C．分子中碳原子的杂化类型有sp3、sp2
D．与足量Na或NaOH反应，消耗两者的物质的量之比为1∶1
10．（2021高三上·湖北开学考）实验室利用反应 制取并得到纯净干燥的CO气体，合适的组合装置是（ ）
A．①④⑦ B．②③⑤ C．②④③⑥ D．①④③⑤
11．（2021高三上·湖北开学考）清洁可再生的“氢能经济”时代即将到来，制氢的途径至关重要。碱性介质中，电解尿素可制氢，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作过程中，溶液pH不断减小
B．电池工作时，相同条件，产生的H2和N2的体积比：
C．阳极电极反应式为
D．富含尿素的废水进行电解处理既可治理废水富营养化又可获得氢能
12．（2021高三上·湖北开学考）已知N4、 、 的空间构型均为四面体， 的结构式为 (→表示共用电子对由N原子单方面提供)。下列说法正确的是（ ）
A．N4的空间结构与NH3相同
B． 中N的杂化类型为sp2
C．N的第一电离能在同周期中是最大的
D． 中含有配位键
13．（2021高三上·湖北开学考）Mg2Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm。下列叙述正确的是（ ）
A．电负性：Mg＞Si
B．Mg核外电子有3种不同的运动状态
C．Mg与Si之间的最近距离为
D．Mg2Si的密度计算式为
14．（2021高三上·湖北开学考）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是黄褐色固体，常用作媒染剂和净水剂。一种利用废铁屑(含少量Al、Al2O3、Fe2O3等杂质)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．“酸溶”时应在通风良好或无明火环境中进行
B．“除铝”时，需调节pH，其范围可根据Al(OH)3、Fe(OH)2的Ksp计算出来
C．“氧化”时，若选用稀硝酸代替H2O2溶液，则会造成环境污染
D．碱式硫酸铁加蒸馏水溶解，可用KSCN溶液检验是否含有Fe2+
15．（2021高三上·湖北开学考）25℃时，0.1mol/L的H2A溶液中微粒浓度的对数值随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①表示H2A的变化曲线
B．a、b点溶液中，水的电离程度不同
C．25℃时，反应 的平衡常数
D．25℃时，0.1mol/L的NaHA溶液中：
二、综合题
16．（2021高三上·湖北开学考）硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，可用作净水剂，治疗缺铁性贫血的药物等。实验室利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有少量油污Fe2O3、FeS)合成硫酸亚铁铵晶体的步骤如下：
Ⅰ．碱煮水洗：将4.5g废铁屑置于锥形瓶中，加入10mL30%的Na2CO3溶液，加热煮沸一段时间，倾去Na2CO3溶液，水洗至中性；
Ⅱ．FeSO4制备：向处理过的铁屑中加入25mL
3mol/LH2SO4，保持70~75℃，水浴加热至反应完全，趁热过滤；
Ⅲ．硫酸亚铁铵晶体制备：向滤液中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，加热浓缩，冷却抽滤，洗涤，干燥得产品。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中对废铁屑进行碱煮的目的是 。
（2）用离子方程式表示废铁屑中Fe2O3转化为Fe2+过程： (两步反应)。
（3）“抽滤”在如图装置中进行，仔细分析该装置的原理，可得出抽滤较普通过滤的优点是 (任写一点)。
（4）某实验小组通过下列装置探究硫酸亚铁铵晶体和绿矾晶体(FeSO4·7H2O)抗氧化能力。
向两支注射器中各放入0.05mol绿矾晶体和硫酸亚铁铵晶体，向右侧拉动注射器活塞，各吸入20mL空气关闭注射器针头处的夹子，放置段时间后，取出两种晶体，用无氧蒸馏水溶解配成等体积的溶液，向溶液中各滴加几滴KSCN溶液。
①简述用简单的方法除去蒸馏水中的氧气获得无氧蒸馏水的操作： 。
②若硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强。则放置一段时间后，活塞向左移动的距离较长的是 (填“装置1”或“装置2”)。
（5）硫酸亚铁铵晶体常用作标定溶液中Mn2+的试剂，标定过程如下：
①精确配制500mL硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液：称取一定质量的硫酸亚铁铵晶体溶于稀硫酸，……，定容于 (填仪器名称)中，使用该仪器前需要进行的操作有 (填字母)。
a．检查是否漏水
b．用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗
c．微波炉中烘干
d．用蒸馏水洗涤
②取10.00mL含有Mn2+的溶液加入适量(NH4)2S2O8溶液恰好将Mn2+完全氧化为 ，用配制的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定生成的 使之转化为Mn2+，滴定到终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00mL[已知所配(NH4)2Fe(SO4)2溶液的浓度为0.02mol/L]，原溶液中Mn2+的浓度为 mg/L。
17．（2021高三上·湖北开学考）石斛碱(Dendrobine)具共有镇痛和退热等药理活性。一种制备石斛碱中间体Ⅰ的合成路线如下：
已知：Ⅰ. +
Ⅱ．RCH=CHR1
Ⅲ． 其中R、R1、R2、R3为烃基。
回答下列问题：
（1）A中含氧官能团名称为 。
（2）由A生成B的反应类型是 。
（3）C、H的结构简式依次为 、 。
（4）F生成G的化学方程式为 。
（5）写出符合下列要求的D的同分异构体的结构简式： (只写一种)。
①核磁共振有四组峰，其峰面积之比为9：6：3：2；
②酸性水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。
（6）参照上述合成路线，写出以环 己烯( )、甲酸丙烯醇酯(CH2=CHCH2OOCH)为起始原料制备 的合成路线： (无机试剂及有机溶剂任用)。
18．（2021高三上·湖北开学考）以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料。回答下列问题：
（1）一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示，阴极上生成乙烯的电极反应式为 。
（2）丙烷脱氢制烯烃反应及其常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图(b)所示：
主反应：
Ⅰ.
副反应：
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是 (填标号)。
② = 。
③若只发生反应Ⅱ，则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为 (已知 )。
（3）甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有：
Ⅰ.
Ⅱ．
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa，起始时 时，平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示；起始时不同的 与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。
①图(c)中丙烯分压最大值不超过 MPa；温度高于550K时，随温度升高，yi(C2H4)不断增大的原因是 。
②图(d)中随 的增大，yi(H2O)不断减小的原因是 。
③下列说法正确的是 (填字母)。
A．恒温下改变压强，丙烯的平衡产率不变
B．生产丙烯时，升高温度有利于丙烯的生成
C．实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
D．其它条件不变时，适当增大 ，有利于提高丙烯的平衡产率
19．（2021高三上·湖北开学考）叶蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8，还含有Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质]，利用该矿物生产铁红(Fe2O3)和碱式碳酸镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）“转化”步骤中，温度不能过高的原因是 。
（2）“调pH”时，产生滤渣2的反应离子方程式为 。
（3）X通常选用 (填化学式)。
（4）“沉镁”步骤中氨水加入的量不能太多，否则MgCO3·H2O的产率会降低，其原因是 。
（5）取9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，高温分解后，测得生成3.3gCO2、4.0gMgO，化学式中z= 写出由MgCO3·H2O生成产品的化学方程式： 。
（6）碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂，试分析碱式碳酸镁能够阻燃的原因： 。(写出一点即可)。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】铵盐；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A．核废水不能直接排入海洋，必须经过处理，故A不符合题意；
B．新冠疫苗应冷藏存放，以避免蛋白质活性降低，故B符合题意；
C．次氯酸盐消毒剂与盐酸(洁厕灵)混合生成氯气，因此次氯酸盐消毒剂不可与盐酸(洁厕灵)混合使用，故C不符合题意；
D．铵态氮肥溶液呈酸性，草木灰(含K2CO3等)溶液呈碱性，两者混合会降低肥效，故D不符合题意。
故答案为B。
【分析】A．核废水中有一定的毒素，还会造成一定的辐射；
B．高温能使蛋白质活性降低；
C．次氯酸盐与盐酸混合生成氯气；
D．铵态氮肥不能与碱性物质混合使用。
2．【答案】D
【知识点】氧化还原反应；化学反应中能量的转化；硅和二氧化硅；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A．砷与镓分别位于ⅤA、ⅢA族，故A不符合题意；
B．硅太阳能电池原料为单质Si，故B不符合题意；
C．太阳能电池由太阳能直接转化为电能，原电池是化学能转变为电能，故C不符合题意；
D．火箭工作时，推进剂中的氧化剂与还原剂(燃料)发生反应，故D符合题意。
故答案为D。
【分析】A．砷与镓的最外层电子个数不相等；
B．硅太阳能电池原料为单质Si；
C．两者化学反应中能量的转化形式不一样；
3．【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；氧化还原反应；碳族元素简介；碱金属的性质；镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A．胃酸主要成分是盐酸，与 发生反应 ，A项符合题意；
B．Na、K作原子反应堆的导热剂是利用了其熔点低等性质，B项不符合题意；
C． 脱氯是利用其还原性，C项不符合题意；
D．金刚石是最硬的天然物质，可用作切割玻璃，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A． 为难溶性弱碱，和胃酸反应较为缓和，并且溶解后的产物对胃粘膜无刺激，对人体无毒性作用；
B．原子反应堆的导热剂是利用了Na、K的熔点低等性质；
C． 脱氯是利用其还原性；
D．金刚石可用作切割玻璃是利用它的硬度大。
4．【答案】C
【知识点】原子中的数量关系；化学反应的可逆性；盐类水解的原理；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A．相同物质的量 与 的中子数不同，A项不符合题意；
B． 发生水解，离子数目减少，B项不符合题意；
C．乙醛与乙酸乙酯的最简式( )相同， 相对分子质量为44，所以1mol ，故氧原子数为0.1NA，C项符合题意；
D．由于反应 可逆，生成HI的物质的量小于2mol，D项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A．质量数=质子数+中子数；
B．NaAlO2 是强碱弱酸盐， 发生水解，离子数目减少；
C．依据乙醛与乙酸乙酯的最简式( )相同，及物质的量的相关计算即可；
D．是可逆反应。
5．【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A． 被 氧化，故A不符合题意；
B．得失电子不守恒，应该为 ，故B不符合题意；
C．浊液显中性时， 与 的物质的量之比为2：1， ，故C不符合题意；
D．按照少定多变思想，少的定位1mol即将NH4HCO3定为1mol，则 ， 故D符合题意。
故答案为D。
【分析】A． 会被 氧化；
B．得失电子不守恒；
C．如果 与 的物质的量之比为1：1，溶液显碱性 ；
D． 足量澄清石灰水， 则 NH4+和HCO3-都完全反应 。
6．【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，电子排布能量低的是1s、2s能级，能量高的是2s、2p能级，所以A、D能量低于B、C；C中2p能级有2个电子，2s能级有1个电子；B中2s能级有2个电子，2p能级有1个电子；所以能量最高的是C，
故答案为：C。
【分析】依据原子核外电子排布中，电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高分析判断。
7．【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；元素周期律和元素周期表的综合应用；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A．W无最高正价，A项不符合题意；
B．一般来说，电子层数越多，原子半径越大，当电子层数相同时，质子数越多，原子半径越小。所以原子半径： Y＞Z＞W＞X，B项不符合题意；
C． 中 与 之间是离子键， 中S与O之间是共价键，C项符合题意；
D．电负性是原子对键合电子的吸引能力。一般来说，同周期元素，从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素，从上到下，电负性逐渐减小，故电负性： ，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】 短周期主族元素W、X、 Y、Z原子序数增大。W、Z同主族，且Z的原子序数是W的2倍，则W为O，Z为S ； X的氢化物可用于蚀刻玻璃，则X为F ； Y与Z最外层电子数之和等于8，则Z为Mg，分析解答。
8．【答案】D
【知识点】化学键；反应热和焓变；活化能及其对化学反应速率的影响；催化剂
【解析】【解答】A．由图知，反应结束，相对能量大小为 0.72，故该反应为放热反应， ，故A不符合题意；
B．反应过程中无非极性键的断裂，只有非极性键的生成，故B不符合题意；
C．催化剂改变反应速率，不改变 的平衡转化率，故C不符合题意；
D．由图知，该历程中最大能垒(活化能)步骤的化学方程式为 ，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．由图知，反应物的总能量大于生成物的总能量；
B．反应过程中只有极性键的断裂和非极性键的生成；
C．催化剂只改变反应速率，不能是化学平衡发生移动；
D．由图知，该历程中最大能垒(活化能)是步骤④。
9．【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；有机物中的官能团；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A．分子中只有1个手性碳原子(与 相连的碳)，故A不符合题意；
B．分子中含有碳碳双键，因此与 的 溶液发生加成反应，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故B不符合题意；
C．分子中甲基的碳原子价层电子对数为4+0=4，杂化类型为 ，含碳碳双键的碳原子价层电子对数为3+0=3，杂化类型为 ，故C不符合题意；
D．该物质不与NaOH反应，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．有机物中连接羟基的碳原子连接4个不同的原子或原子团，为手性碳原子；
B．碳碳双键，能发生加成反应和氧化反应；
C．根据分子中不同碳原子的价层电子对数分析判断；
D．该物质中没有能与NaOH反应的官能团。
10．【答案】C
【知识点】洗气；气体的收集；常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】草酸晶体和浓硫酸在加热条件下发生反应，气体发生装置只能用②；因石灰水浓度低故除 适宜用④，③可用于检验 是否除尽，⑤⑥⑦均可用于干燥CO气体，其中⑥还可进一步除去 ，C项符合题意。
【分析】 草酸晶体和浓硫酸在加热条件下得到CO、CO2和H2O ，利用浓烧碱溶液除去CO2，再用澄清石灰水检验CO2是否除尽，然后用浓硫酸或碱石灰或无水氯化钙干燥CO，从而得到了纯净干燥的CO气体。
11．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．碱性介质中，电解尿素可制氢，电解总反应为 ，电解过程中，不断消耗 ，溶液pH不断减小，A项不符合题意；
B．根据方程式可知电池工作时，相同条件，产生的H2和N2的体积比： ，B项符合题意；
C．阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为 ，C项不符合题意；
D．根据以上分析可知富含尿素的废水进行电解处理既可治理废水富营养化又可获得氢能，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电解的总反应式为；阳极反应式为；阴极反应式为，据此分析解答。
12．【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．N4为正四面体结构， 为三角锥形，A项不符合题意；
B． 中N的杂化类型为 ，B项不符合题意；
C．N的第一电离能在同周期小于F、Ne，C项不符合题意；
D． 的结构式为 ，由结构可知，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A． 为三角锥形；
B．根据 中N的价层电子对数分析判断；
C．同周期第一电离能从左向右依次增大；
D． 的结构式为 。
13．【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算
【解析】【解答】A．电负性是衡量原子对键合电子的吸引能力的，Si是非金属，Mg是金属，电负性：Mg＜Si，A项不符合题意；
B．Mg原子核外有12个电子，每个电子的运动状态都不相同，则Mg核外电子有12种不同的运动状态，B项不符合题意；
C．Mg与Si之间的最近距离为体对角线的 ，晶胞参数为anm，则体对角线为 a，则Mg与Si之间的最近距离为 ，C项符合题意；
D．该晶胞含有4个Si，8个Mg，即含有4个Mg2Si，则一个晶胞的质量为： g= g，该晶体的密度为 ，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、金属的电负性弱于非金属。
B、镁核外12个电子，12个运动状态。
C、立方体的对角线距离。
D、密度=质量÷体积。
14．【答案】D
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．“酸溶”时铁、铝和稀硫酸反应有氢气产生，故应在通风良好或无明火环境中进行，A项不符合题意；
B．“酸溶”后的溶液中含有 、 ，调节的 的数值范围可通过相应氢氧化物的 计算出来，B项不符合题意；
C．“氧化”时，选用稀硝酸代替 溶液，则生成NO，会造成环境污染，C项不符合题意；
D．检验 用 溶液，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】 废铁屑(含少量Al、 Al2O3、 Fe2O3等)用稀硫酸溶解 ，得到FeSO4和Al2(SO4)3的混合液，可以通过调节溶液的pH将Al3+转化为Al(OH)3沉淀而除去，含FeSO4的溶液用双氧水氧化，然后减压蒸发过滤得到碱式硫酸铁。
15．【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；盐类水解的原理；离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A．溶液中微粒有 、 、 、 及 ，由图知，①表示 ，A项不符合题意；
B．a点 对水电离起抑制作用，b点 水解，对水电离起促进作用，a、b点溶液中，水的电离程度不同，B项不符合题意；
C．该反应 ，C项不符合题意；
D． ， ， 的水解常数 ，故电离程度大于水解程度， ，D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】 根据图像可知①表示H2A ， ②表示HA- ，③表示A2- ， pH= 3时c(HA- )=c(H2A) ，则Ka1=10-3， pH= 10时c(HA-)=c(A2-)，则Ka2=10-10，据此解答。
16．【答案】（1）除去废铁屑表面的油污
（2） 、
（3）过滤速度快(或滤出的固体较干燥等)
（4）将蒸馏水煮沸；装置1
（5）500mL容量瓶；ad；440
【知识点】氧化还原反应；配制一定物质的量浓度的溶液；中和滴定；性质实验方案的设计；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）废铁屑表面有油污，油污可以在碱性溶液中发生水解，碳酸钠溶液显碱性，加热促进碳酸钠的水解，溶液碱性更强，所以步骤Ⅰ中对废铁屑进行碱煮的目的是除去废铁屑表面的油污。
（2）废铁屑的主要成分为Fe，还含有少量Fe2O3，加入稀硫酸，Fe2O3先和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁再和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，离子方程式为： 、 。
（3）“抽滤”是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，所以抽滤较普通过滤的优点是过滤速度快(或滤出的固体较干燥等)。
（4）①除去蒸馏水中的氧气，利用气体的溶解度随温度升高而降低，用加热煮沸的方法获得无氧蒸馏水。
②若硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强，则放置一段时间后，硫酸亚铁吸收的氧气较多，注射器内压强降低得较多，活塞向左移动的距离较长，故填“装置1”。
（5）①精确配制500mL硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液需要用500mL容量瓶定容。容量瓶上口有塞子，定容后摇匀时需要倒转容量瓶，所以使用容量瓶前需要检查容量瓶是否漏水；不能用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗，若用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗，会导致溶质偏多，配制的溶液浓度偏大；容量瓶的瓶身上标有温度，容量瓶不能加热、烘干等；容量瓶使用之前需要用蒸馏水洗涤，
故答案为：ad。
②20.00mL0.02mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液中(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.02L×0.02mol/L=0.0004mol。(NH4)2Fe(SO4)2和 反应，(NH4)2Fe(SO4)2中+2价的铁被 氧化为+3价， 被还原为Mn2+，根据电子守恒：0.0004mol×1=n(Mn2+)×5，解得n(Mn2+)=0.00008mol，则原溶液中Mn2+的浓度为 =440mg/L。
【分析】（1）油污可以在碱性溶液中发生水解，生成溶于水的盐；
（2）Fe2O3先和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁再和硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（3）“抽滤”是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，具有过滤速度快，滤出的固体较干燥等优点。
（4）①依据气体的溶解度随温度升高而降低分析即可；
②硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强，则放置一段时间后，硫酸亚铁会和氧气反应；
（5）①依据溶液配制中容量瓶的选择标准和使用规则回答即可；
②依据氧化还原反应中得失电子守恒计算即可。
17．【答案】（1）羰基
（2）加成反应
（3）；
（4） +CH3NH2 +CH3OH
（5） 、 、 、 等(任写一种)
（6）
【知识点】有机物的合成；有机物的结构和性质；饱和烃与不饱和烃；同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】根据信息Ⅰ可知A和1，3 丁二烯发生加成反应生成B( )，根据信息Ⅱ可知B发生反应生成C( )，C经过一定条件反应生成D，D经过一定反应发生取代反应生成E，E发生取代反应生成F，F发生取代反应得到G( )，根据信息Ⅲ可知G发生反应生成H( )，H发生一定反应生成I。
（1）根据A的结构得到A中含氧官能团名称为羰基；故答案为：羰基。
（2）根据信息Ⅰ可知由A生成B的反应类型是加成反应；故答案为：加成反应。
（3）根据前面分析得到C、H的结构简式依次为 、 ；故答案为： 、 。
（4）根据信息Ⅲ可知F生成G的化学方程式为 +CH3NH2 +CH3OH；故答案为： +CH3NH2 +CH3OH。
（5）D的同分异构体中①核磁共振有四组峰，其峰面积之比为9：6：3：2；②酸性水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，即水解产物含有酚羟基，则D的结构简式为 、 、 、 等(任写一种)；故答案为： 、 、 、 等(任写一种)。
（6）环 己烯( )与溴单质发生加成反应得到 ， 在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成 ，根据信息I可知 和甲酸丙烯醇酯(CH2=CHCH2OOCH)发生加成反应生成 ， 发生水解反应生成 ，其合成路线， ；故答案为： 。
【分析】本题考查有机化学反应的综合运用，根据已有知识和尤其结合题目中给的信息分析解答，由信息Ⅰ可知A和1，3 丁二烯发生加成反应生成B( )，根据信息Ⅱ可知B发生反应生成C( )，C经过一定条件反应生成D，D经过一定反应发生取代反应生成E，E发生取代反应生成F，F发生取代反应得到G( )，根据信息Ⅲ可知G发生反应生成H( )，H发生一定反应生成I，进而分析解答。
18．【答案】（1）
（2）Ⅰ、Ⅱ；n+q；70.7%
（3）0.08；升高温度，反应Ⅲ的平衡逆向移动；原料由C、H、O组成， 不断增大，O的物质的量分数不断减小，水的物质的量分数就减小(或其他合理叙述)；CD
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡的计算；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）阴极CO2得电子生成乙烯，反应式为 。
（2）①若为吸热反应，则温度升高，平衡正向移动，K增大，lnKp增大。故为吸热反应的为Ⅰ、Ⅱ。
②Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
根据盖斯定律可得，反应Ⅳ=Ⅱ+Ⅲ，故 =n+p。
③w点时lnKp=0，则Kp=1，
则Kp= ，解得a=1.414x，则丙烷得转化率为 70.7%。
（3）①由起始 ，设 ， ，由图知甲醇全部转化，用极端假设法，若碳全部转化为丙烯，则 ， ， ，考虑乙烯的量不可能为0，故丙烯分压最大值不超过 。反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，550K后，反应Ⅱ分解完全，可视与其无关，升高温度，反应Ⅲ向逆反应方向移动，故乙烯的物质的量分数增大。
②原料由C、H、O组成，氧最终转化为 ，即 与原料中含 有关， 不断增大，O的物质的量分数不断减小，水的物质的量分数就减小。
③由反应Ⅲ知，增大压强有利于提高 的平衡产率，A项不符合题意；由图(c)知，需适当降低温度，B项不符合题意；对于涉及主反应和副反应的体系，实际生产上可选择合适的催化剂以提高某反应的选择性，C项符合题意；由图(d)知，D项符合题意。
【分析】（1） 电解CO2制乙烯，C的化合价有+4价降为-2价，发生还原反应，在没有给出电解质溶液的酸碱性时，左边配水书写即可；
（2）①若为吸热反应，则温度升高，平衡正向移动，依据lnKp随温度的升高而增大进行判断；
②根据盖斯定律分析分析解答；
③w点时lnKp=0，则Kp=1，再结合化学平衡反应三段式计算和化学平衡常数的定义即可求得；
（3）①采用极端假设法，碳全部转化为丙烯，分析计算最大分压；根据反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应进行分析；
② 中的O来自原料CH3OH中的O；
③根据化学平衡移动原理解答即可。
19．【答案】（1）温度过高， 分解
（2） 、
（3）NaOH
（4）氨水过量会生成Mg(OH)2沉淀
（5）3；
（6）碱式碳酸镁受热分解吸收热量(或分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气。分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧)
【知识点】镁、铝的重要化合物；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计；复杂化学式的确定
【解析】【解答】蛇纹石加硫酸酸浸后过滤，SiO2难溶于稀硫酸成为滤渣，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等阳离子，加入双氧水将Fe2+氧化成更容易产生沉淀的Fe3+，之后通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，过滤后向滤液中加入氨水和NH4HCO3得到MgCO3·3H2O，加热分解得到碱式碳酸镁。
（1）“转化”步骤中，温度不能过高的原因是温度过高， 分解。
（2）“调pH”时，产生滤渣2的反应为通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀，故离子方程式为 、 。
（3）氢氧化铝和强碱氢氧化钠溶液反应，氢氧化铁不反应，故X选用NaOH。
（4）氢氧化镁比碳酸镁更容易沉淀，若氨水加入量过多会导致生成氢氧化镁沉淀，影响MgCO3·3H2O的产率。
（5）9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，高温分解后，生成3.3gCO2的物质的量为 =0.075mol，4.0gMgO的物质的量为 =0.1mol，H2O的物质的量为 =0.1mol，所以n(MgO)：n(CO2)：n(H2O)=4：3：4，故反应式为 。
（6）碱式碳酸镁受热分解吸收热量(或分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气。分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧)，故碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂。
【分析】依据流程分析，叶蛇纹石加硫酸酸浸后过滤，SiO2难溶于稀硫酸成为滤渣，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等阳离子，加入双氧水将Fe2+氧化成更容易产生沉淀的Fe3+，之后通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，过滤后向滤液中加入氨水和NH4HCO3得到MgCO3·3H2O，加热分解得到碱式碳酸镁，分析解答即可。
1 / 1湖北省九师联盟2021-2022学年高三上学期化学开学考试试卷
一、单选题
1．（2021高三上·湖北开学考）化学与生产生活及环境密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．核废水可直接排入海洋
B．新冠疫苗应冷藏存放，以避免活性降低
C．次氯酸盐消毒剂可与盐酸(洁厕灵)混合使用
D．铵态氮肥与草木灰(含K2CO3等)混用可提高肥效
【答案】B
【知识点】铵盐；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A．核废水不能直接排入海洋，必须经过处理，故A不符合题意；
B．新冠疫苗应冷藏存放，以避免蛋白质活性降低，故B符合题意；
C．次氯酸盐消毒剂与盐酸(洁厕灵)混合生成氯气，因此次氯酸盐消毒剂不可与盐酸(洁厕灵)混合使用，故C不符合题意；
D．铵态氮肥溶液呈酸性，草木灰(含K2CO3等)溶液呈碱性，两者混合会降低肥效，故D不符合题意。
故答案为B。
【分析】A．核废水中有一定的毒素，还会造成一定的辐射；
B．高温能使蛋白质活性降低；
C．次氯酸盐与盐酸混合生成氯气；
D．铵态氮肥不能与碱性物质混合使用。
2．（2021高三上·湖北开学考）由长征5B遥－2火箭搭载成功发射的我国天和号空间站核心舱配置了光电转换效率最高的砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列说法正确的是（ ）
A．砷、镓属于同主族元素
B．碳化硅是制造硅太阳能电池的材料
C．太阳能电池工作原理与原电池相同
D．火箭发射过程中发生氧化还原反应
【答案】D
【知识点】氧化还原反应；化学反应中能量的转化；硅和二氧化硅；元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A．砷与镓分别位于ⅤA、ⅢA族，故A不符合题意；
B．硅太阳能电池原料为单质Si，故B不符合题意；
C．太阳能电池由太阳能直接转化为电能，原电池是化学能转变为电能，故C不符合题意；
D．火箭工作时，推进剂中的氧化剂与还原剂(燃料)发生反应，故D符合题意。
故答案为D。
【分析】A．砷与镓的最外层电子个数不相等；
B．硅太阳能电池原料为单质Si；
C．两者化学反应中能量的转化形式不一样；
3．（2021高三上·湖北开学考）下列物质的用途与其性质对应关系正确的是（ ）
A．Al(OH)3能与酸反应，在医药上用作胃酸中和剂
B．Na、K均是活泼金属，可作原子反应堆的导热剂
C． 能与酸反应，可用于脱除纸浆中多余的Cl2
D．金刚石是最稳定的物质之一，可用作切割玻璃
【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；氧化还原反应；碳族元素简介；碱金属的性质；镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A．胃酸主要成分是盐酸，与 发生反应 ，A项符合题意；
B．Na、K作原子反应堆的导热剂是利用了其熔点低等性质，B项不符合题意；
C． 脱氯是利用其还原性，C项不符合题意；
D．金刚石是最硬的天然物质，可用作切割玻璃，D项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A． 为难溶性弱碱，和胃酸反应较为缓和，并且溶解后的产物对胃粘膜无刺激，对人体无毒性作用；
B．原子反应堆的导热剂是利用了Na、K的熔点低等性质；
C． 脱氯是利用其还原性；
D．金刚石可用作切割玻璃是利用它的硬度大。
4．（2021高三上·湖北开学考）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．3g由 与 组成的混合物中含中子总数为NA
B．1L0.1mol/LNaAlO2溶液中含 数目为0.1NA
C．4.4g由乙醛与乙酸乙酯组成的混合物中含氧原子总数为0.1NA
D．1molH2与2molI2在密闭容器中充分反应后，生成HI分子数为2NA
【答案】C
【知识点】原子中的数量关系；化学反应的可逆性；盐类水解的原理；物质的量的相关计算
【解析】【解答】A．相同物质的量 与 的中子数不同，A项不符合题意；
B． 发生水解，离子数目减少，B项不符合题意；
C．乙醛与乙酸乙酯的最简式( )相同， 相对分子质量为44，所以1mol ，故氧原子数为0.1NA，C项符合题意；
D．由于反应 可逆，生成HI的物质的量小于2mol，D项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A．质量数=质子数+中子数；
B．NaAlO2 是强碱弱酸盐， 发生水解，离子数目减少；
C．依据乙醛与乙酸乙酯的最简式( )相同，及物质的量的相关计算即可；
D．是可逆反应。
5．（2021高三上·湖北开学考）下列用于解释实验现象的离子方程式正确的是选项（ ）
选项 实验现象 离子方程式
A 向FeCO3悬浊液中加入硝酸变澄清
B 将H2O2滴入酸性KMnO4溶液中，溶液逐渐褐色
C 将amol/L的KHSO4与bmol/L的Ba(OH)2溶液混合，测得浊液呈中性
D 向NH4HCO3溶液中加入足量澄清石灰水，产生白色沉淀
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A． 被 氧化，故A不符合题意；
B．得失电子不守恒，应该为 ，故B不符合题意；
C．浊液显中性时， 与 的物质的量之比为2：1， ，故C不符合题意；
D．按照少定多变思想，少的定位1mol即将NH4HCO3定为1mol，则 ， 故D符合题意。
故答案为D。
【分析】A． 会被 氧化；
B．得失电子不守恒；
C．如果 与 的物质的量之比为1：1，溶液显碱性 ；
D． 足量澄清石灰水， 则 NH4+和HCO3-都完全反应 。
6．（2021高三上·湖北开学考）下列 原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，电子排布能量低的是1s、2s能级，能量高的是2s、2p能级，所以A、D能量低于B、C；C中2p能级有2个电子，2s能级有1个电子；B中2s能级有2个电子，2p能级有1个电子；所以能量最高的是C，
故答案为：C。
【分析】依据原子核外电子排布中，电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高分析判断。
7．（2021高三上·湖北开学考）2021年5月15日我国“祝融号”火星车成功着陆火星。研究表明，火星夏普山矿脉中含有原子序数增大的短周期主族元素W、X、Y、Z。已知W、Z同主族，且Z的原子序数是W的2倍，X的氢化物可用于蚀刻玻璃，Y与Z最外层电子数之和等于8。下列说法正确的是（ ）
A．W与Z有相同的最高正价
B．原子半径：Z＞Y＞W＞X
C．化合物YZW4中含离子键和共价键
D．电负性大小：W＞X＞Z
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；元素周期律和元素周期表的综合应用；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A．W无最高正价，A项不符合题意；
B．一般来说，电子层数越多，原子半径越大，当电子层数相同时，质子数越多，原子半径越小。所以原子半径： Y＞Z＞W＞X，B项不符合题意；
C． 中 与 之间是离子键， 中S与O之间是共价键，C项符合题意；
D．电负性是原子对键合电子的吸引能力。一般来说，同周期元素，从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素，从上到下，电负性逐渐减小，故电负性： ，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】 短周期主族元素W、X、 Y、Z原子序数增大。W、Z同主族，且Z的原子序数是W的2倍，则W为O，Z为S ； X的氢化物可用于蚀刻玻璃，则X为F ； Y与Z最外层电子数之和等于8，则Z为Mg，分析解答。
8．（2021高三上·湖北开学考）在金催化剂表面上进行某反应历程如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的热效应 ＞0
B．反应过程中发生非极性键的断裂与生成
C．其他条件不变，使用另一高效催化剂可使CO的平衡转化率增大
D．该历程中最大能垒(活化能)步骤的反应式为
【答案】D
【知识点】化学键；反应热和焓变；活化能及其对化学反应速率的影响；催化剂
【解析】【解答】A．由图知，反应结束，相对能量大小为 0.72，故该反应为放热反应， ，故A不符合题意；
B．反应过程中无非极性键的断裂，只有非极性键的生成，故B不符合题意；
C．催化剂改变反应速率，不改变 的平衡转化率，故C不符合题意；
D．由图知，该历程中最大能垒(活化能)步骤的化学方程式为 ，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．由图知，反应物的总能量大于生成物的总能量；
B．反应过程中只有极性键的断裂和非极性键的生成；
C．催化剂只改变反应速率，不能是化学平衡发生移动；
D．由图知，该历程中最大能垒(活化能)是步骤④。
9．（2021高三上·湖北开学考）萝卜种子中的活性成分之一为。下列有关说法错误的（ ）
A．分子中只含有1个手性碳原子(连有4个不同的原子或原子团的碳原子)
B．与Br2的CCl4溶液和酸性高锰酸钾溶液均能反应
C．分子中碳原子的杂化类型有sp3、sp2
D．与足量Na或NaOH反应，消耗两者的物质的量之比为1∶1
【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断；有机物中的官能团；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A．分子中只有1个手性碳原子(与 相连的碳)，故A不符合题意；
B．分子中含有碳碳双键，因此与 的 溶液发生加成反应，与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故B不符合题意；
C．分子中甲基的碳原子价层电子对数为4+0=4，杂化类型为 ，含碳碳双键的碳原子价层电子对数为3+0=3，杂化类型为 ，故C不符合题意；
D．该物质不与NaOH反应，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A．有机物中连接羟基的碳原子连接4个不同的原子或原子团，为手性碳原子；
B．碳碳双键，能发生加成反应和氧化反应；
C．根据分子中不同碳原子的价层电子对数分析判断；
D．该物质中没有能与NaOH反应的官能团。
10．（2021高三上·湖北开学考）实验室利用反应 制取并得到纯净干燥的CO气体，合适的组合装置是（ ）
A．①④⑦ B．②③⑤ C．②④③⑥ D．①④③⑤
【答案】C
【知识点】洗气；气体的收集；常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】草酸晶体和浓硫酸在加热条件下发生反应，气体发生装置只能用②；因石灰水浓度低故除 适宜用④，③可用于检验 是否除尽，⑤⑥⑦均可用于干燥CO气体，其中⑥还可进一步除去 ，C项符合题意。
【分析】 草酸晶体和浓硫酸在加热条件下得到CO、CO2和H2O ，利用浓烧碱溶液除去CO2，再用澄清石灰水检验CO2是否除尽，然后用浓硫酸或碱石灰或无水氯化钙干燥CO，从而得到了纯净干燥的CO气体。
11．（2021高三上·湖北开学考）清洁可再生的“氢能经济”时代即将到来，制氢的途径至关重要。碱性介质中，电解尿素可制氢，其原理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．电池工作过程中，溶液pH不断减小
B．电池工作时，相同条件，产生的H2和N2的体积比：
C．阳极电极反应式为
D．富含尿素的废水进行电解处理既可治理废水富营养化又可获得氢能
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．碱性介质中，电解尿素可制氢，电解总反应为 ，电解过程中，不断消耗 ，溶液pH不断减小，A项不符合题意；
B．根据方程式可知电池工作时，相同条件，产生的H2和N2的体积比： ，B项符合题意；
C．阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为 ，C项不符合题意；
D．根据以上分析可知富含尿素的废水进行电解处理既可治理废水富营养化又可获得氢能，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电解的总反应式为；阳极反应式为；阴极反应式为，据此分析解答。
12．（2021高三上·湖北开学考）已知N4、 、 的空间构型均为四面体， 的结构式为 (→表示共用电子对由N原子单方面提供)。下列说法正确的是（ ）
A．N4的空间结构与NH3相同
B． 中N的杂化类型为sp2
C．N的第一电离能在同周期中是最大的
D． 中含有配位键
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A．N4为正四面体结构， 为三角锥形，A项不符合题意；
B． 中N的杂化类型为 ，B项不符合题意；
C．N的第一电离能在同周期小于F、Ne，C项不符合题意；
D． 的结构式为 ，由结构可知，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】A． 为三角锥形；
B．根据 中N的价层电子对数分析判断；
C．同周期第一电离能从左向右依次增大；
D． 的结构式为 。
13．（2021高三上·湖北开学考）Mg2Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数为anm。下列叙述正确的是（ ）
A．电负性：Mg＞Si
B．Mg核外电子有3种不同的运动状态
C．Mg与Si之间的最近距离为
D．Mg2Si的密度计算式为
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用；晶胞的计算
【解析】【解答】A．电负性是衡量原子对键合电子的吸引能力的，Si是非金属，Mg是金属，电负性：Mg＜Si，A项不符合题意；
B．Mg原子核外有12个电子，每个电子的运动状态都不相同，则Mg核外电子有12种不同的运动状态，B项不符合题意；
C．Mg与Si之间的最近距离为体对角线的 ，晶胞参数为anm，则体对角线为 a，则Mg与Si之间的最近距离为 ，C项符合题意；
D．该晶胞含有4个Si，8个Mg，即含有4个Mg2Si，则一个晶胞的质量为： g= g，该晶体的密度为 ，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、金属的电负性弱于非金属。
B、镁核外12个电子，12个运动状态。
C、立方体的对角线距离。
D、密度=质量÷体积。
14．（2021高三上·湖北开学考）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是黄褐色固体，常用作媒染剂和净水剂。一种利用废铁屑(含少量Al、Al2O3、Fe2O3等杂质)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．“酸溶”时应在通风良好或无明火环境中进行
B．“除铝”时，需调节pH，其范围可根据Al(OH)3、Fe(OH)2的Ksp计算出来
C．“氧化”时，若选用稀硝酸代替H2O2溶液，则会造成环境污染
D．碱式硫酸铁加蒸馏水溶解，可用KSCN溶液检验是否含有Fe2+
【答案】D
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计
【解析】【解答】A．“酸溶”时铁、铝和稀硫酸反应有氢气产生，故应在通风良好或无明火环境中进行，A项不符合题意；
B．“酸溶”后的溶液中含有 、 ，调节的 的数值范围可通过相应氢氧化物的 计算出来，B项不符合题意；
C．“氧化”时，选用稀硝酸代替 溶液，则生成NO，会造成环境污染，C项不符合题意；
D．检验 用 溶液，D项符合题意；
故答案为：D。
【分析】 废铁屑(含少量Al、 Al2O3、 Fe2O3等)用稀硫酸溶解 ，得到FeSO4和Al2(SO4)3的混合液，可以通过调节溶液的pH将Al3+转化为Al(OH)3沉淀而除去，含FeSO4的溶液用双氧水氧化，然后减压蒸发过滤得到碱式硫酸铁。
15．（2021高三上·湖北开学考）25℃时，0.1mol/L的H2A溶液中微粒浓度的对数值随pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①表示H2A的变化曲线
B．a、b点溶液中，水的电离程度不同
C．25℃时，反应 的平衡常数
D．25℃时，0.1mol/L的NaHA溶液中：
【答案】D
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡；盐类水解的原理；离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A．溶液中微粒有 、 、 、 及 ，由图知，①表示 ，A项不符合题意；
B．a点 对水电离起抑制作用，b点 水解，对水电离起促进作用，a、b点溶液中，水的电离程度不同，B项不符合题意；
C．该反应 ，C项不符合题意；
D． ， ， 的水解常数 ，故电离程度大于水解程度， ，D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】 根据图像可知①表示H2A ， ②表示HA- ，③表示A2- ， pH= 3时c(HA- )=c(H2A) ，则Ka1=10-3， pH= 10时c(HA-)=c(A2-)，则Ka2=10-10，据此解答。
二、综合题
16．（2021高三上·湖北开学考）硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，可用作净水剂，治疗缺铁性贫血的药物等。实验室利用废铁屑(主要成分为Fe，还含有少量油污Fe2O3、FeS)合成硫酸亚铁铵晶体的步骤如下：
Ⅰ．碱煮水洗：将4.5g废铁屑置于锥形瓶中，加入10mL30%的Na2CO3溶液，加热煮沸一段时间，倾去Na2CO3溶液，水洗至中性；
Ⅱ．FeSO4制备：向处理过的铁屑中加入25mL
3mol/LH2SO4，保持70~75℃，水浴加热至反应完全，趁热过滤；
Ⅲ．硫酸亚铁铵晶体制备：向滤液中加入一定体积的饱和(NH4)2SO4溶液，加热浓缩，冷却抽滤，洗涤，干燥得产品。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中对废铁屑进行碱煮的目的是 。
（2）用离子方程式表示废铁屑中Fe2O3转化为Fe2+过程： (两步反应)。
（3）“抽滤”在如图装置中进行，仔细分析该装置的原理，可得出抽滤较普通过滤的优点是 (任写一点)。
（4）某实验小组通过下列装置探究硫酸亚铁铵晶体和绿矾晶体(FeSO4·7H2O)抗氧化能力。
向两支注射器中各放入0.05mol绿矾晶体和硫酸亚铁铵晶体，向右侧拉动注射器活塞，各吸入20mL空气关闭注射器针头处的夹子，放置段时间后，取出两种晶体，用无氧蒸馏水溶解配成等体积的溶液，向溶液中各滴加几滴KSCN溶液。
①简述用简单的方法除去蒸馏水中的氧气获得无氧蒸馏水的操作： 。
②若硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强。则放置一段时间后，活塞向左移动的距离较长的是 (填“装置1”或“装置2”)。
（5）硫酸亚铁铵晶体常用作标定溶液中Mn2+的试剂，标定过程如下：
①精确配制500mL硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液：称取一定质量的硫酸亚铁铵晶体溶于稀硫酸，……，定容于 (填仪器名称)中，使用该仪器前需要进行的操作有 (填字母)。
a．检查是否漏水
b．用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗
c．微波炉中烘干
d．用蒸馏水洗涤
②取10.00mL含有Mn2+的溶液加入适量(NH4)2S2O8溶液恰好将Mn2+完全氧化为 ，用配制的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定生成的 使之转化为Mn2+，滴定到终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00mL[已知所配(NH4)2Fe(SO4)2溶液的浓度为0.02mol/L]，原溶液中Mn2+的浓度为 mg/L。
【答案】（1）除去废铁屑表面的油污
（2） 、
（3）过滤速度快(或滤出的固体较干燥等)
（4）将蒸馏水煮沸；装置1
（5）500mL容量瓶；ad；440
【知识点】氧化还原反应；配制一定物质的量浓度的溶液；中和滴定；性质实验方案的设计；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）废铁屑表面有油污，油污可以在碱性溶液中发生水解，碳酸钠溶液显碱性，加热促进碳酸钠的水解，溶液碱性更强，所以步骤Ⅰ中对废铁屑进行碱煮的目的是除去废铁屑表面的油污。
（2）废铁屑的主要成分为Fe，还含有少量Fe2O3，加入稀硫酸，Fe2O3先和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁再和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，离子方程式为： 、 。
（3）“抽滤”是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，所以抽滤较普通过滤的优点是过滤速度快(或滤出的固体较干燥等)。
（4）①除去蒸馏水中的氧气，利用气体的溶解度随温度升高而降低，用加热煮沸的方法获得无氧蒸馏水。
②若硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强，则放置一段时间后，硫酸亚铁吸收的氧气较多，注射器内压强降低得较多，活塞向左移动的距离较长，故填“装置1”。
（5）①精确配制500mL硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液需要用500mL容量瓶定容。容量瓶上口有塞子，定容后摇匀时需要倒转容量瓶，所以使用容量瓶前需要检查容量瓶是否漏水；不能用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗，若用(NH4)2Fe(SO4)2溶液润洗，会导致溶质偏多，配制的溶液浓度偏大；容量瓶的瓶身上标有温度，容量瓶不能加热、烘干等；容量瓶使用之前需要用蒸馏水洗涤，
故答案为：ad。
②20.00mL0.02mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液中(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为0.02L×0.02mol/L=0.0004mol。(NH4)2Fe(SO4)2和 反应，(NH4)2Fe(SO4)2中+2价的铁被 氧化为+3价， 被还原为Mn2+，根据电子守恒：0.0004mol×1=n(Mn2+)×5，解得n(Mn2+)=0.00008mol，则原溶液中Mn2+的浓度为 =440mg/L。
【分析】（1）油污可以在碱性溶液中发生水解，生成溶于水的盐；
（2）Fe2O3先和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁再和硫酸铁反应生成硫酸亚铁；
（3）“抽滤”是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，具有过滤速度快，滤出的固体较干燥等优点。
（4）①依据气体的溶解度随温度升高而降低分析即可；
②硫酸亚铁铵晶体抗氧化能力强，则放置一段时间后，硫酸亚铁会和氧气反应；
（5）①依据溶液配制中容量瓶的选择标准和使用规则回答即可；
②依据氧化还原反应中得失电子守恒计算即可。
17．（2021高三上·湖北开学考）石斛碱(Dendrobine)具共有镇痛和退热等药理活性。一种制备石斛碱中间体Ⅰ的合成路线如下：
已知：Ⅰ. +
Ⅱ．RCH=CHR1
Ⅲ． 其中R、R1、R2、R3为烃基。
回答下列问题：
（1）A中含氧官能团名称为 。
（2）由A生成B的反应类型是 。
（3）C、H的结构简式依次为 、 。
（4）F生成G的化学方程式为 。
（5）写出符合下列要求的D的同分异构体的结构简式： (只写一种)。
①核磁共振有四组峰，其峰面积之比为9：6：3：2；
②酸性水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应。
（6）参照上述合成路线，写出以环 己烯( )、甲酸丙烯醇酯(CH2=CHCH2OOCH)为起始原料制备 的合成路线： (无机试剂及有机溶剂任用)。
【答案】（1）羰基
（2）加成反应
（3）；
（4） +CH3NH2 +CH3OH
（5） 、 、 、 等(任写一种)
（6）
【知识点】有机物的合成；有机物的结构和性质；饱和烃与不饱和烃；同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】根据信息Ⅰ可知A和1，3 丁二烯发生加成反应生成B( )，根据信息Ⅱ可知B发生反应生成C( )，C经过一定条件反应生成D，D经过一定反应发生取代反应生成E，E发生取代反应生成F，F发生取代反应得到G( )，根据信息Ⅲ可知G发生反应生成H( )，H发生一定反应生成I。
（1）根据A的结构得到A中含氧官能团名称为羰基；故答案为：羰基。
（2）根据信息Ⅰ可知由A生成B的反应类型是加成反应；故答案为：加成反应。
（3）根据前面分析得到C、H的结构简式依次为 、 ；故答案为： 、 。
（4）根据信息Ⅲ可知F生成G的化学方程式为 +CH3NH2 +CH3OH；故答案为： +CH3NH2 +CH3OH。
（5）D的同分异构体中①核磁共振有四组峰，其峰面积之比为9：6：3：2；②酸性水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应，即水解产物含有酚羟基，则D的结构简式为 、 、 、 等(任写一种)；故答案为： 、 、 、 等(任写一种)。
（6）环 己烯( )与溴单质发生加成反应得到 ， 在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成 ，根据信息I可知 和甲酸丙烯醇酯(CH2=CHCH2OOCH)发生加成反应生成 ， 发生水解反应生成 ，其合成路线， ；故答案为： 。
【分析】本题考查有机化学反应的综合运用，根据已有知识和尤其结合题目中给的信息分析解答，由信息Ⅰ可知A和1，3 丁二烯发生加成反应生成B( )，根据信息Ⅱ可知B发生反应生成C( )，C经过一定条件反应生成D，D经过一定反应发生取代反应生成E，E发生取代反应生成F，F发生取代反应得到G( )，根据信息Ⅲ可知G发生反应生成H( )，H发生一定反应生成I，进而分析解答。
18．（2021高三上·湖北开学考）以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料。回答下列问题：
（1）一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示，阴极上生成乙烯的电极反应式为 。
（2）丙烷脱氢制烯烃反应及其常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图(b)所示：
主反应：
Ⅰ.
副反应：
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是 (填标号)。
② = 。
③若只发生反应Ⅱ，则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为 (已知 )。
（3）甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有：
Ⅰ.
Ⅱ．
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa，起始时 时，平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示；起始时不同的 与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。
①图(c)中丙烯分压最大值不超过 MPa；温度高于550K时，随温度升高，yi(C2H4)不断增大的原因是 。
②图(d)中随 的增大，yi(H2O)不断减小的原因是 。
③下列说法正确的是 (填字母)。
A．恒温下改变压强，丙烯的平衡产率不变
B．生产丙烯时，升高温度有利于丙烯的生成
C．实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
D．其它条件不变时，适当增大 ，有利于提高丙烯的平衡产率
【答案】（1）
（2）Ⅰ、Ⅱ；n+q；70.7%
（3）0.08；升高温度，反应Ⅲ的平衡逆向移动；原料由C、H、O组成， 不断增大，O的物质的量分数不断减小，水的物质的量分数就减小(或其他合理叙述)；CD
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡的计算；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）阴极CO2得电子生成乙烯，反应式为 。
（2）①若为吸热反应，则温度升高，平衡正向移动，K增大，lnKp增大。故为吸热反应的为Ⅰ、Ⅱ。
②Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
根据盖斯定律可得，反应Ⅳ=Ⅱ+Ⅲ，故 =n+p。
③w点时lnKp=0，则Kp=1，
则Kp= ，解得a=1.414x，则丙烷得转化率为 70.7%。
（3）①由起始 ，设 ， ，由图知甲醇全部转化，用极端假设法，若碳全部转化为丙烯，则 ， ， ，考虑乙烯的量不可能为0，故丙烯分压最大值不超过 。反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应，550K后，反应Ⅱ分解完全，可视与其无关，升高温度，反应Ⅲ向逆反应方向移动，故乙烯的物质的量分数增大。
②原料由C、H、O组成，氧最终转化为 ，即 与原料中含 有关， 不断增大，O的物质的量分数不断减小，水的物质的量分数就减小。
③由反应Ⅲ知，增大压强有利于提高 的平衡产率，A项不符合题意；由图(c)知，需适当降低温度，B项不符合题意；对于涉及主反应和副反应的体系，实际生产上可选择合适的催化剂以提高某反应的选择性，C项符合题意；由图(d)知，D项符合题意。
【分析】（1） 电解CO2制乙烯，C的化合价有+4价降为-2价，发生还原反应，在没有给出电解质溶液的酸碱性时，左边配水书写即可；
（2）①若为吸热反应，则温度升高，平衡正向移动，依据lnKp随温度的升高而增大进行判断；
②根据盖斯定律分析分析解答；
③w点时lnKp=0，则Kp=1，再结合化学平衡反应三段式计算和化学平衡常数的定义即可求得；
（3）①采用极端假设法，碳全部转化为丙烯，分析计算最大分压；根据反应Ⅰ、Ⅲ均为放热反应进行分析；
② 中的O来自原料CH3OH中的O；
③根据化学平衡移动原理解答即可。
19．（2021高三上·湖北开学考）叶蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8，还含有Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质]，利用该矿物生产铁红(Fe2O3)和碱式碳酸镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）“转化”步骤中，温度不能过高的原因是 。
（2）“调pH”时，产生滤渣2的反应离子方程式为 。
（3）X通常选用 (填化学式)。
（4）“沉镁”步骤中氨水加入的量不能太多，否则MgCO3·H2O的产率会降低，其原因是 。
（5）取9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，高温分解后，测得生成3.3gCO2、4.0gMgO，化学式中z= 写出由MgCO3·H2O生成产品的化学方程式： 。
（6）碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂，试分析碱式碳酸镁能够阻燃的原因： 。(写出一点即可)。
【答案】（1）温度过高， 分解
（2） 、
（3）NaOH
（4）氨水过量会生成Mg(OH)2沉淀
（5）3；
（6）碱式碳酸镁受热分解吸收热量(或分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气。分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧)
【知识点】镁、铝的重要化合物；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计；复杂化学式的确定
【解析】【解答】蛇纹石加硫酸酸浸后过滤，SiO2难溶于稀硫酸成为滤渣，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等阳离子，加入双氧水将Fe2+氧化成更容易产生沉淀的Fe3+，之后通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，过滤后向滤液中加入氨水和NH4HCO3得到MgCO3·3H2O，加热分解得到碱式碳酸镁。
（1）“转化”步骤中，温度不能过高的原因是温度过高， 分解。
（2）“调pH”时，产生滤渣2的反应为通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀，故离子方程式为 、 。
（3）氢氧化铝和强碱氢氧化钠溶液反应，氢氧化铁不反应，故X选用NaOH。
（4）氢氧化镁比碳酸镁更容易沉淀，若氨水加入量过多会导致生成氢氧化镁沉淀，影响MgCO3·3H2O的产率。
（5）9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，高温分解后，生成3.3gCO2的物质的量为 =0.075mol，4.0gMgO的物质的量为 =0.1mol，H2O的物质的量为 =0.1mol，所以n(MgO)：n(CO2)：n(H2O)=4：3：4，故反应式为 。
（6）碱式碳酸镁受热分解吸收热量(或分解产生能够阻燃的二氧化碳和水蒸气。分解生成的MgO覆盖在可燃物表面阻止可燃物燃烧)，故碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂。
【分析】依据流程分析，叶蛇纹石加硫酸酸浸后过滤，SiO2难溶于稀硫酸成为滤渣，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+等阳离子，加入双氧水将Fe2+氧化成更容易产生沉淀的Fe3+，之后通入氨气调节pH使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，过滤后向滤液中加入氨水和NH4HCO3得到MgCO3·3H2O，加热分解得到碱式碳酸镁，分析解答即可。
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