黑龙江省鸡西实验中学2023-2024学年高三上学期期末考试
化学试题
考试时间：75分钟 总分：100分
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 化学作为一门基础学科在生产、生活中起到了重要的作用。下列有关说法中正确的是
A. 载人飞船上的太阳能电池板能实现将化学能直接转化为电能
B. 铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极法
C. 煤的干馏、气化与石油的分馏、裂化均属于化学变化
D. 我国发射的“北斗组网卫星”所使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 用电子式表示形成：
B. 基态锗原子的简化电子排布式：
C. 三氯甲烷的球棍模型：
D. 聚氯乙烯的结构简式：
3. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法中，正确的是
A. 标准状况下，22.4L己烷的氢原子数约为
B. 密闭容器中23g与的混合气体中氮原子数为
C. 过氧化钠与水反应时，生成0.1mol转移的电子数为
D. 1L的溶液中和离子数之和为
4. α-萜品醇的键线式如图，下列说法不正确的是
A. 1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B. 分子中含有的官能团只有羟基
C. 该物质能和金属钾反应产生氢气
D. 该物质能发生消去反应生成两种有机物
5. X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，X、Y同主族，Z位于周期表第13列，M是地壳中含量最多的元素，Q基态原子p轨道上有4个电子。下列说法不正确的是
A. 原子半径大小： B. 分子、均为非极性分子
C. 气态分子构型为平面正三角形 D. 金属Y在空气中燃烧生成
6. 下列实验中，不能达到实验目的的是
由海水制取蒸馏水 萃取碘水中的碘 分离粗盐中的不溶物 由制取无水固体
A B C D
A. A B. B C. C D. D
7. 下列类比或推理合理的是
已知 方法 结论
A 沸点： 类比 沸点：
B 酸性： 类比 酸性：
C 金属性： 推理 氧化性：
D ： 推理 溶解度：
A. A B. B C. C D. D
8. 锂(Li)-空气电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 金属锂做负极，发生氧化反应
B. Li+通过有机电解质向水溶液处移动
C. 电池总反应：4Li+O2+2H2O═4LiOH
D. 正极每消耗22.4L O2，转移4mol电子
9. 已知反应式：，已知反应已达平衡，此时，其他条件不变，容器缩小到原来的，一段时间后重新达到平衡，测得，下列说法一定正确的是
A. 反应向逆方向移动
B. Y转化率增大
C. 达到新平衡后，X、Y浓度都增大，Q、Z的浓度都减小
D. Z的体积分数减小
10. 下列关于苯乙炔()的说法正确的是
A. 不能使酸性溶液褪色 B. 分子中最多有5个原子共直线
C. 能发生加成反应和取代反应 D. 可溶于水
11. 碳酸盐加氢制甲酸盐反应，可以将捕获的转化为有价值的化学品。下列说法错误的是
A. 标况下22.4L二氧化碳完全转化为甲酸盐转移电子数为
B. 室温下，等浓度的和HCOONa溶液，前者的pH大说明
C. 该工艺中NaOH可以循环利用
D. 碳酸钠溶液中含碳元素微粒浓度顺序为
12. 由键能数据大小，不能解释下列事实的是
化学键
键能/ 411 318 799 358 452 346 222
A. 稳定性： B. 键长：
C. 熔点： D. 硬度：金刚石>晶体硅
13. 硝酸盐电解还原生成氨是实现硝酸盐废水资源化利用的有效途径。一种采用双室电解法电解硝酸盐酸性废水生成的装置如图所示，P、Q均连接惰性电极，下列说法不正确的是
A. P连接外接电源的负极
B. 电解一段时间后，左室溶液的将增大
C. 生成的与气体A可作为硝酸工业的原料
D. 理论上每转化时，有通过质子交换膜
14. 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：
15. 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：
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. MnCl2·4H2O是玫瑰色易溶于水晶体，主要用于医药合成及饲料辅助剂、分析试剂、染料和颜料制造，工业上用菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有Fe2O2、FeCO3、Al2O3等杂质)为原料生产MnCl2的工艺流程如下：
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀的pH 2.1 6.5 3.7 8.8
沉淀完全的pH 3.3 9.7 4.7 10.8
(1)为了提高锰元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有______(写两条即可)。
(2)加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为_________。
(3)“调pH”时，控制溶液pH的范围为________。
(4)“沉锰”过程中，若滤液A中c(Mn2+)=1.0 mol·L-1，欲使100 mL该滤液中的Mn2+浓度为1.0×10-10 mol·L-1，则需用托盘天平称取Na2CO3固体的质量至少为________g(已知Ksp(MnCO3)=2.2×10-11，忽略溶液体积的变化，保留1位小数)，检验Mn2+已完全沉淀的方法是___________。
(5)流程中由溶液得到MnCl2·4H2O的实验操作步骤依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
17. “有序介孔碳”和“纳米限域催化”的研究双双获得国家自然科学奖一等奖。利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。反应如下：
i
ii
iii
（1）_______。
（2）绝热条件下，将以体积比充入恒容密闭容器中，若只发生反应ⅱ，下列可作为反应ⅱ达到平衡的判据是_______。
a.与比值不变 b.容器内气体密度不变
c.容器内气体压强不变 d.不变
（3）将以体积比充入恒容密闭容器中，在某介孔限域催化剂存在下发生反应ⅰ和ii。平衡转化率及的选择性(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量与参与反应的反应物的物质的量之比)随温度变化曲线如图所示：
①加氢制甲醇，_______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，_______温有利于提高平衡时的产率。结合上图阐述实际选用反应温度的原因：_______。
②时反应i的_______。(是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)
（4）近日，我国学者研究发现，在单原子催化时，反应i的历程以及中间体与物质的量之比随时间变化图如下：
第一步
第二步
第三步
下列说法正确的是_______。
a.任何温度下，反应i均可自发进行
b.升高温度时，三步反应速率均加快
c.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
d.反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步聚
（5）运用单原子催化加氢制甲醇时，可在实现甲醇选择性，开拓了单原子催化剂应用的空白。请写出基态铜原子价层电子轨道表达式：_______。
18. 某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物，进行如图实验：
请回答：
（1）试剂X是________。
（2）请写出装置A中的化学方程式________。
（3）装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，生成NaHCO3、气体Cl2O和NaCl，试写出该反应化学方程式________。
（4）写出氯气进入装置E发生反应的化学方程式________。
（5）若将上述装置中的C、D、E部分换成如图所述装置，其中I与III是干燥的有色布条，E中盛装NaOH溶液，请回答下列问题：
①装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置C中II的作用是________。
②D中应装入物质是________。
a.浓硫酸 b.生石灰 c.NaCl固体 d.NaOH固体
19. 2-氨基-3-溴苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：
已知：
回答下列问题：
（1）分子中不同化学环境的氢原子共有______种，共面原子数目最多为_________。
（2）B的名称为_______。写出符合下列条件B的同分异构体的结构简式________(一种即可)。
a．苯环上只有两个取代基且互为邻位 b．既能发生银镜反应又能发生水解反应
（3）该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是___________。
（4）写出⑥的化学反应方程式：___________。
（5）F中含氧官能团的名称为___________。黑龙江省鸡西实验中学2023-2024学年高三上学期期末考试
化学试题
考试时间：75分钟 总分：100分
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 化学作为一门基础学科在生产、生活中起到了重要的作用。下列有关说法中正确的是
A. 载人飞船上的太阳能电池板能实现将化学能直接转化为电能
B. 铁制品表面镀上铜保护层，是利用牺牲阳极法
C. 煤的干馏、气化与石油的分馏、裂化均属于化学变化
D. 我国发射的“北斗组网卫星”所使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳能电池板能将太阳能转化为电能，A错误
B．牺牲阳极法是将被保护金属作正极，活泼性更强的金属作负极，B错误；
C．石油的分馏是物理变化，C错误；
D．碳纤维是一种新型无机非金属材料，D正确；
答案选D。
2. 下列化学用语表示不正确的是
A. 用电子式表示形成：
B. 基态锗原子的简化电子排布式：
C. 三氯甲烷的球棍模型：
D. 聚氯乙烯的结构简式：
【答案】B
【解析】
【详解】A．已知K2S是离子化合物，故用电子式表示K2S形成为：，A正确；
B．已知Ge是34号元素，故基态锗原子的简化电子排布式：，B错误；
C．已知三氯甲烷为四面体形结构，且原子半径：Cl＞C＞H，故三氯甲烷的球棍模型为：，C正确；
D．已知氯乙烯的结构简式为：CH2=CHCl，故聚氯乙烯的结构简式：，D正确；
故答案为：B。
3. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法中，正确的是
A. 标准状况下，22.4L己烷的氢原子数约为
B. 密闭容器中23g与的混合气体中氮原子数为
C. 过氧化钠与水反应时，生成0.1mol转移的电子数为
D. 1L的溶液中和离子数之和为
【答案】C
【解析】
【详解】A．标况下己烷不是气体，22.4L己烷物质的量大于1mol，含有氢原子数大于14mol，A错误；
B．23gNO2和N2O4的最简式均为NO2，因此含有氮原子数为=0.5mol，B错误；
C．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成0.1molO2时，转移电子数0.2mol，C正确；
D．NaHCO3溶液中含有C元素的物质除了碳酸氢根离子和碳酸根离子外还有碳酸，根据碳守恒，碳酸氢根离子和碳酸根离子的数目之和小于0.1mol，D错误；
故答案选C。
4. α-萜品醇的键线式如图，下列说法不正确的是
A. 1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B. 分子中含有的官能团只有羟基
C. 该物质能和金属钾反应产生氢气
D. 该物质能发生消去反应生成两种有机物
【答案】B
【解析】
【详解】A．α-萜品醇分子中含有1个碳碳双键，则1 mol该物质最多能与1 mol H2发生加成反应，A正确；
B．该有机物分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团，B错误；
C．该有机物分子中含有羟基，能与金属钾反应产生H2，C正确；
D．根据结构可知，羟基所连碳的两个邻位碳上都有氢原子，则能生成两种消去产物，D正确；
故选B。
5. X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大，X、Y同主族，Z位于周期表第13列，M是地壳中含量最多的元素，Q基态原子p轨道上有4个电子。下列说法不正确的是
A. 原子半径大小： B. 分子、均为非极性分子
C. 气态分子构型平面正三角形 D. 金属Y在空气中燃烧生成
【答案】B
【解析】
【分析】M是地壳中含量最多的元素，氧元素，Z位于周期表第13列元素，Z为ⅢA元素，则Z为B或Al，Q基态原子p轨道上有4个电子，则Q为8号或16号元素，Z、M、Q原子序数依次增大，Z为B、M为O、Q为S，X、Y同主族，且序数小于5，X、Y分别为H、Li，综上，X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素分别为H、Li、B、O、S，以此分析；
【详解】A．电子层数越多，原子半径越大，当电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则半径r(S)＞r(O)＞r(H)，A正确；
B．H2为非极性分子，O3是由非极性键构成的极性分子，B错误；
C．SO3分子中，价层电子对数=，孤电子对数为0，则SO3分子为平面三角形，C正确；
D．Li在空气中燃烧生成Li2O，D正确；
故答案为：B。
6. 下列实验中，不能达到实验目的的是
由海水制取蒸馏水 萃取碘水中的碘 分离粗盐中的不溶物 由制取无水固体
A B C D
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．实验室用海水制取蒸馏水用蒸馏的方法制备，蒸馏时用到蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器，注意温度计水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口附近，冷凝管应从下口进水，上口出水，A正确；
B．碘在水中的溶解度很小，在四氯化碳中的溶解度很大，可以用四氯化碳萃取碘水中的碘，四氯化碳的密度大于水，存在于下层，B正确；
C．粗盐中含有较多的可溶性杂质和不溶性杂质，将粗盐溶与水形成溶液，用过滤的方法将不溶于水的杂质除去，C正确；
D．直接加热会促进水解，生成的HCl易挥发，得到氢氧化铁，继续加热会使氢氧化铁分解产生氧化铁，得不到固体，D错误；
故选D。
7. 下列类比或推理合理的是
已知 方法 结论
A 沸点： 类比 沸点：
B 酸性： 类比 酸性：
C 金属性： 推理 氧化性：
D ： 推理 溶解度：
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．、、的相对分子质量逐渐增大，沸点逐渐升高，可推知分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，由于相对分子质量：，所以沸点：，故A正确；
B．非金属元素最高价含氧酸的酸性与非金属性有关，元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以酸性：，酸性：，故B错误；
C．由金属性：，可推出氧化性；由离子方程式可得，氧化性：，故C错误；
D．和的阴、阳离子个数比不相同，不能通过大小来比较二者在水中的溶解度，故D错误；
选A。
8. 锂(Li)-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 金属锂做负极，发生氧化反应
B Li+通过有机电解质向水溶液处移动
C. 电池总反应：4Li+O2+2H2O═4LiOH
D 正极每消耗22.4L O2，转移4mol电子
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知，Li作负极，电极反应式为Li-e-=Li+，空气通入极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
【详解】A．锂为活泼金属，放电时被氧化，做负极被氧化，A正确；
B．该电池放电时，阳离子向正极移动，则Li+通过有机电解质向水溶液处移动，B正确；
C．由两极反应可知，电池总反应为4Li+O2+2H2O═4LiOH，C正确；
D．未注明是否为标准状况，无法计算，D错误；
综上所述答案为D。
9. 已知反应式：，已知反应已达平衡，此时，其他条件不变，容器缩小到原来的，一段时间后重新达到平衡，测得，下列说法一定正确的是
A. 反应向逆方向移动
B. Y的转化率增大
C. 达到新平衡后，X、Y浓度都增大，Q、Z的浓度都减小
D. Z的体积分数减小
【答案】B
【解析】
【分析】已知反应， 达平衡时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，容器缩小到原来的，若平衡不移动，c(X)=0.6mol/L，而平衡时c(X)=0.5mol/L，则增大压强，平衡正向移动，反应为气体分子数减小的反应；
【详解】A．由上述分析可知，平衡正向移动，A错误；
B．平衡正向移动，Y的转化率增大，B正确；
C．容器缩小到原来的，则达到新平衡后，X、Y、Q、Z的浓度都增大，C错误；
D．平衡正向移动，Z的体积分数增大，D错误；
故选B。
10. 下列关于苯乙炔()的说法正确的是
A. 不能使酸性溶液褪色 B. 分子中最多有5个原子共直线
C. 能发生加成反应和取代反应 D. 可溶于水
【答案】C
【解析】
【分析】根据苯环的性质判断可以发生氧化、加成、取代反应；根据碳碳叁键的特点判断可发生加成反应，能被酸性高锰酸钾钾氧化，对于共线可根据有机碳原子的杂化及官能团的空间结构进行判断；
【详解】A．苯乙炔分子中含有碳碳三键，能使酸性溶液褪色，A错误；
B．如图所示，，苯乙炔分子中最多有6个原子共直线，B错误；
C．苯乙炔分子中含有苯环和碳碳三键，能发生加成反应，苯环上的氢原子能被取代，可发生取代反应，C正确；
D．苯乙炔属于烃，难溶于水，D错误；
故选答案C；
【点睛】本题考查苯乙炔的结构与性质，根据官能团的特点进行判断。
11. 碳酸盐加氢制甲酸盐反应，可以将捕获的转化为有价值的化学品。下列说法错误的是
A. 标况下22.4L二氧化碳完全转化为甲酸盐转移电子数为
B. 室温下，等浓度的和HCOONa溶液，前者的pH大说明
C. 该工艺中NaOH可以循环利用
D. 碳酸钠溶液中含碳元素微粒浓度顺序为
【答案】B
【解析】
【详解】A．标况下22.4L二氧化碳的物质的量为1mol，根据反应方程式可知，二氧化碳完全转化为甲酸盐中C由+4价变为+2价，1mol二氧化碳完全转化为甲酸盐转移电子数为2NA，选项A正确；
B．室温下，等浓度的Na2CO3和HCOONa溶液前者的pH大，说明碳酸根离子水解程度大于甲酸根离子，越弱越水解，但只能说明，选项B错误；
C．该工艺中NaOH吸收转化为Na2CO3，再发生反应，NaOH可以循环利用，选项C正确；
D．碳酸钠为强电解质，完全电离出离子，的第一步水解大于第二步水解，且水解是微弱的，故溶液中含碳元素微粒浓度顺序为，选项D正确；
答案选B。
12. 由键能数据大小，不能解释下列事实的是
化学键
键能/ 411 318 799 358 452 346 222
A. 稳定性： B. 键长：
C. 熔点： D. 硬度：金刚石>晶体硅
【答案】C
【解析】
【详解】A．键能越大越稳定，键能大于，所以稳定性：，故不选A；
B．键能越大，键长越短，键能大于，所以键长：，故不选B；
C．CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点，不能用键能解释熔点，故选C；
D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，的键能大于，所以硬度：金刚石>晶体硅，故不选D；
选C。
13. 硝酸盐电解还原生成氨是实现硝酸盐废水资源化利用的有效途径。一种采用双室电解法电解硝酸盐酸性废水生成的装置如图所示，P、Q均连接惰性电极，下列说法不正确的是
A. P连接外接电源的负极
B. 电解一段时间后，左室溶液的将增大
C. 生成的与气体A可作为硝酸工业的原料
D. 理论上每转化时，有通过质子交换膜
【答案】D
【解析】
【分析】根据电解装置图可知，左侧物质由生成与，N元素化合价由+5降低到-3，发生还原反应，为阴极，与电源负极相连，电极方程式为:2+16e-+19H+=++6H2O，右侧为阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，据此分析。
【详解】A．由分析可知，左侧为阴极，则P连接外接电源的负极，A正确；
B．由分析可知，当有2mol被还原，左侧消耗氢离子19mol，同时有16mol氢离子移向左侧，因此左侧酸性减弱，pH增大，B正确；
C．由分析可知，A为氧气，工业可用氨的催化氧化等流程制备硝酸，C正确；
D．氢离子透过质子交换膜流向阴极，根据反应式，有如下关系：2~16e-，同时阳极产生16mol氢离子透过质子交换膜，则理论上每转化时，有通过质子交换膜，D错误；
故选D。
14. 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．Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，除了Cl2和H2O不能拆写其余均可拆写为离子，A项正确；
B．食醋为弱酸不能拆写为离子，反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O，B项错误；
C．FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2，反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，C项正确；
D．Na2S将Hg2+转化为沉淀除去，反应为Hg2++S2 =HgS↓，D项正确；
故选B。
15. 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。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16. MnCl2·4H2O是玫瑰色易溶于水的晶体，主要用于医药合成及饲料辅助剂、分析试剂、染料和颜料制造，工业上用菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有Fe2O2、FeCO3、Al2O3等杂质)为原料生产MnCl2的工艺流程如下：
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀的pH 2.1 6.5 3.7 8.8
沉淀完全的pH 3.3 9.7 4.7 10.8
(1)为了提高锰元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有______(写两条即可)。
(2)加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为_________。
(3)“调pH”时，控制溶液pH的范围为________。
(4)“沉锰”过程中，若滤液A中c(Mn2+)=1.0 mol·L-1，欲使100 mL该滤液中的Mn2+浓度为1.0×10-10 mol·L-1，则需用托盘天平称取Na2CO3固体的质量至少为________g(已知Ksp(MnCO3)=2.2×10-11，忽略溶液体积的变化，保留1位小数)，检验Mn2+已完全沉淀的方法是___________。
(5)流程中由溶液得到MnCl2·4H2O的实验操作步骤依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】 ①. 将菱锰矿磨成粉末或搅拌，或适当升高温度，或提高酸的浓度 ②. H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O ③. 4.7≤pH＜8.8 ④. 12.9 ⑤. 取上层清液于试管，加入Na2CO3固体，如无沉淀生成，说明Mn2+已沉淀完全 ⑥. 蒸发浓缩 ⑦. 冷却结晶
【解析】
【分析】菱锰矿加入盐酸，碳酸锰及杂质溶解，加入过氧化氢氧化溶液中的亚铁离子为铁离子；加入碳酸钠调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；过滤后，继续加入碳酸钠，生成氢氧化锰沉淀，过滤，向滤渣中加入盐酸溶解，经一系列操作得到四水合氯化锰。
【详解】(1)为了提高锰元素的浸出率，可粉碎固体增大接触面积、适当升温、增大盐酸的浓度提高浸出率；
(2)加入H2O2时可氧化亚铁离子为铁离子，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；
(3)“调pH”时，使溶液中的铁离子、铝离子生成沉淀，而不影响锰离子，则pH的范围为4.7≤pH＜8.8；
(4) Mn2++CO= MnCO3↓，c(Mn2+)=1.0 mol·L-1，体积为100 mL，则消耗碳酸钠0.1mol；溶液中的锰离子、碳酸根离子的乘积为Ksp(MnCO3)，c(Mn2+)=1.0×10-10 mol·L-1，则c(CO)=0.22mol/L，溶液中n(CO)=0.22mol/L×0.1L，总共需要n(Na2CO3)=0.022mol+0.1mol=0.122mol，其质量=0.122mol×106g/mol=12.9g；检验Mn2+已完全沉淀的方法是取上层清液于试管，加入Na2CO3固体，如无沉淀生成，说明Mn2+已沉淀完全；
(5)得到MnCl2·4H2O中含有结晶水，则不能蒸干，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到MnCl2·4H2O。
17. “有序介孔碳”和“纳米限域催化”的研究双双获得国家自然科学奖一等奖。利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一。反应如下：
i
ii
iii
（1）_______。
（2）绝热条件下，将以体积比充入恒容密闭容器中，若只发生反应ⅱ，下列可作为反应ⅱ达到平衡的判据是_______。
a.与比值不变 b.容器内气体密度不变
c.容器内气体压强不变 d.不变
（3）将以体积比充入恒容密闭容器中，在某介孔限域催化剂存在下发生反应ⅰ和ii。的平衡转化率及的选择性(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量与参与反应的反应物的物质的量之比)随温度变化曲线如图所示：
①加氢制甲醇，_______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，_______温有利于提高平衡时的产率。结合上图阐述实际选用反应温度的原因：_______。
②时反应i的_______。(是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)
（4）近日，我国学者研究发现，在单原子催化时，反应i的历程以及中间体与物质的量之比随时间变化图如下：
第一步
第二步
第三步
下列说法正确的是_______。
a.任何温度下，反应i均可自发进行
b.升高温度时，三步反应速率均加快
c.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
d.反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步聚
（5）运用单原子催化加氢制甲醇时，可在实现甲醇选择性，开拓了单原子催化剂应用的空白。请写出基态铜原子价层电子轨道表达式：_______。
【答案】（1）
（2）cd （3） ①. 高 ②. 低 ③. 温度低，反应速率太慢，且转化率低，温度高，甲醇选择性低 ④.
（4）bd （5）
【解析】
【小问1详解】
已知反应ii ；iii ；根据盖斯定律可知，由ii+ iii可得反应i，故。
【小问2详解】
a．与的比值始终为1：1，始终不变，不能判断反应达到平衡状态，故a错误；
b．容器容积不变，混合气体的总质量不变，则气体的密度始终不变，故容器内气体密度不变，不能判断反应达到平衡状态，故b错误；
c．反应前后气体物质的量不变，但是容器绝热，温度降低，压强减小，故容器内气体压强不变，能判断反应达到平衡状态，故c正确；
d．容器绝热，温度降低，降温平衡逆向移动，平衡常数减小，故不变，能判断反应达到平衡状态，故d正确；
故选cd。
【小问3详解】
①加氢制甲醇，升温反应速率加快，故高温有利于提高反应速率，反应i为放热反应，降温平衡正向移动，故低温有利于提高平衡时的产率。实际选用反应温度的原因：温度低，反应速率太慢，且转化率低，温度高，甲醇选择性低。
②由图可知时的转化率为12.5%，甲醇的选择性为80%，假设氢气为3mol，为1mol，则反应i消耗的物质的量为1mol12.5%80%=0.1mol，反应ii消耗的物质的量为1mol12.5%-0.1mol=0.025mol，则可列出三段式，，则平衡时刻，，，，，气体总物质的量为(0.875+2.675+0.1+0.125+0.1)=3.8mol，故反应i的。
【小问4详解】
a．反应i的，，，反应可以自发进行，故反应在低温下可以自发进行，故a错误；
b．升高温度时，三步反应速率均加快，故b正确；
c．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，但是催化剂不影响平衡移动，不能提高平衡转化率，故c错误；
d．与物质的量之比随时间的延长逐渐增大，则第一步生成的速率比第二步消耗的速率快，第二步生成的速率比第三步消耗的速率慢，故第二步反应速率最慢，故反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步聚，故d正确；故选bd。
【小问5详解】
Cu为29号元素，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，价层电子轨道表达式为
。
18. 某学习小组探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物，进行如图实验：
请回答：
（1）试剂X是________。
（2）请写出装置A中的化学方程式________。
（3）装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，生成NaHCO3、气体Cl2O和NaCl，试写出该反应化学方程式________。
（4）写出氯气进入装置E发生反应的化学方程式________。
（5）若将上述装置中的C、D、E部分换成如图所述装置，其中I与III是干燥的有色布条，E中盛装NaOH溶液，请回答下列问题：
①装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置C中II的作用是________。
②D中应装入的物质是________。
a.浓硫酸 b.生石灰 c.NaCl固体 d.NaOH固体
【答案】（1）饱和食盐水
（2）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
（3）2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+Cl2O+2NaCl
（4）Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
（5） ①. 干燥氯气 ②. bd
【解析】
【分析】由实验装置图可知，装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置C中潮湿的氯气与干燥碳酸钠反应生成一氧化二氯，装置D为收集一氧化二氯的装置，装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和生成的一氧化二氯，防止污染空气。
【小问1详解】
由分析可知，装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，则试剂Y是饱和食盐水；
【小问2详解】
由分析可知，装置A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；
【小问3详解】
由题意可知，装置C中发生的反应为潮湿的氯气与干燥碳酸钠反应生成碳酸氢钠、氯化钠和一氧化二氯气体，反应方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+Cl2O+2NaCl；
【小问4详解】
装置E中盛有的氢氧化钠溶液，氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水，发生反应的化学方程式Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O；
【小问5详解】
①由装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性可知，装置C的II中盛有的五氧化二磷或硅胶用干燥氯气，故答案为：干燥氯气；
②由图可知，D中装入的生石灰或氢氧化钠用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，同时防止空气中的水蒸气影响实验结果，故答案为：bd。
19. 2-氨基-3-溴苯甲酸(F)是重要的医药中间体，其制备流程图如下：
已知：
回答下列问题：
（1）分子中不同化学环境的氢原子共有______种，共面原子数目最多为_________。
（2）B的名称为_______。写出符合下列条件B的同分异构体的结构简式________(一种即可)。
a．苯环上只有两个取代基且互为邻位 b．既能发生银镜反应又能发生水解反应
（3）该流程未采用甲苯直接硝化方法制备B，而是经由①②③三步反应制取B，其目的是___________。
（4）写出⑥的化学反应方程式：___________。
（5）F中含氧官能团的名称为___________。
【答案】19. ①. 4 ②. 13
20. ①. 2-硝基甲苯或邻硝基甲苯 ②. 或
21. 避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，合理即可)
22.
23. 羧基
【解析】
【分析】对比A前、后物质的结构简式，结合反应条件，可知A为；对比C前、后物质结构，结合反应条件，反应信息，可推知C为；对比D、F结构，及⑨的条件，可知反应⑧为苯环的溴代反应，故E为。
【小问1详解】
甲苯分子是一个左右对称的分子，所以分子中有4种不同化学环境的氢原子；其中与苯环直接相连的原子一定共平面，然后甲基与苯环相连的单键可以旋转，所以甲基上的一个氢原子可以和苯环共平面，最多共平面的原子可以有13个；
【小问2详解】
B的名称为邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯)，B的同分异构体中能发生银镜反应，说明有醛基或者甲酸某酯的结构，能发生水解反应说明有酯基或者肽键的结构，由此可以得到符合条件的B的同分异构体有和
【小问3详解】
因甲基是邻对位取代基，所以若甲苯直接硝化，可能会产生对硝基甲苯、三硝基甲苯等多种副产物。故答案为：避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物，合理即可)；
【小问4详解】
反应⑥为邻氨基苯甲酸与乙酰氯发生的取代反应，反应的化学方程式为+HCl；
【小问5详解】
根据F的结构可知，F中含氧官能团的名称是羧基。
