2015年普通高等学校招生全国统一考试（新课标I卷）化学及答案解析.docx

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1、2015年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (新 课 标 I 卷 )化 学一 、 选 择 题 (共 7 小 题 ， 每 小 题 6 分 ， 满 分 42 分 )1.(6 分 )我 国 清 代 本 草 纲 目 拾 遗 中 记 叙 无 机 药 物 335种 ， 其 中 “ 强 水 ” 条 目 下 写 道 ： “ 性最 烈 ， 能 蚀 五 金 其 水 甚 强 ， 五 金 八 石 皆 能 穿 第 ， 惟 玻 璃 可 盛 。 ” 这 里 的 “ 强 水 ” 是 指 ( )A.氨 水B.硝 酸C.醋D.卤 水解 析 ： A、 氨 水 属 于 弱 碱 ， 和 金 属 不 反 应 ，

2、不 符 合 条 件 ， 故 A 错 误 ；B、 硝 酸 具 有 强 氧 化 性 、 强 酸 性 ， 能 腐 蚀 大 多 数 金 属 ， 也 能 和 岩 石 中 的 CaCO 3发 生 反 应 ， 但不 能 和 玻 璃 中 成 分 硅 酸 盐 反 应 ， 所 以 符 合 条 件 ， 故 B正 确 ；C、 醋 酸 是 弱 电 解 质 ， 能 腐 蚀 较 活 泼 金 属 ， 但 不 能 腐 蚀 较 不 活 泼 金 属 ， 如 Cu等 金 属 ， 不 符 合条 件 ， 故 C错 误 ；D、 卤 水 其 主 要 成 份 为 氯 化 镁 、 氯 化 钠 和 一 些 金 屑 离 子 ， 和 大 多 数 金

3、属 不 反 应 ， 不 符 合 条 件 ，故 D 错 误 。答 案 ： B。2.(6 分 )N A为 阿 伏 伽 德 罗 常 数 的 值 。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.18gD2O 和 18gH2O 中 含 有 的 质 子 数 均 为 10NAB.2L0.5mol/L亚 硫 酸 溶 液 中 含 有 的 H+个 数 为 2NAC.过 氧 化 钠 与 水 反 应 时 ， 生 成 0.1mol 氧 气 转 移 的 电 子 数 为 0.2NAD.密 闭 容 器 中 2molNO与 1molO2充 分 反 应 ， 产 物 的 分 子 数 为 2NA解 析 ： A、 一 个 D2O和 H2

4、O分 子 中 质 子 数 都 是 10， 18g的 D2O物 质 的 量 = =0.9mol、 18gH2O的 物 质 的 量 = =1mol， 根 据 N=nN A知 ， 其 分 子 数 之 比 等 于 物 质 的 量 之 比 =0.9mol：1mol=0.9： 1， 二 者 的 分 子 数 分 别 是 0.9NA、 NA， 结 合 分 子 构 成 知 ， 二 者 的 质 子 数 分 别 是 9NA、10NA， 故 A错 误 ；B、 n(H2SO3)=0.5mol/L 2L=1mol， 亚 硫 酸 是 弱 电 解 质 ， 在 水 溶 液 中 部 分 电 离 ， 且 第 二 步 电 离程 度

5、远 远 小 于 第 一 步 电 离 程 度 ， 所 以 溶 液 中 含 有 的 H+个 数 远 远 小 于 2NA， 故 B 错 误 ；C、 过 氧 化 钠 和 水 反 应 方 程 式 为 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 ， Na2O2中 O元 素 的 化 合 价 为 1 价 ，每 生 成 1mol氧 气 转 移 电 子 物 质 的 量 =1mol 2 0 ( 1)=2mol， 则 生 成 0.1mol氧 气 转 移的 电 子 0.2mol， 电 子 数 为 0.2N A， 故 C正 确 ；D、 NO和 O2反 应 方 程 式 为 2NO+O2=2NO2， 根 据 方 程 式 知 ，

6、 2molNO与 1molO2恰 好 完 全 反 应 生 成2molNO2， 但 NO2和 N2O4之 间 存 在 转 化 ， 方 程 式 2NO2N2O4， 所 以 产 物 分 子 数 小 于 2NA， 故 D 错误 。答 案 ： C。3.(6 分 )乌 洛 托 品 在 合 成 、 医 药 、 染 料 等 工 业 中 有 广 泛 用 途 ， 其 结 构 式 如 图 所 示 。 将 甲 醛 水溶 液 与 氨 水 混 合 蒸 发 可 制 得 乌 洛 托 品 。 若 原 料 完 全 反 应 生 成 乌 洛 托 品 ， 则 甲 醛 与 氨 的 物 质 的量 之 比 为 ( ) A.1： 1 B.2：

7、 3C.3： 2D.2： 1解 析 ： 将 甲 醛 水 溶 液 与 氨 水 混 合 蒸 发 可 制 得 乌 洛 托 品 ， 若 原 料 完 全 反 应 生 成 乌 洛 托 品 ， 每 个乌 洛 托 品 分 子 中 含 有 6 个 C 原 子 、 4个 N原 子 ， 每 个 甲 醛 分 子 中 含 有 1 个 C 原 子 、 每 个 氨 气分 子 中 含 有 1 个 N 原 子 ， 根 据 C 原 子 、 N原 子 守 恒 知 ， 要 形 成 一 个 乌 洛 托 品 分 子 需 要 6 个 甲醛 分 子 、 4个 氨 气 分 子 ， 则 需 要 甲 醛 和 氨 气 分 子 个 数 之 比 =6：

8、 4=3： 2， 根 据 N=nNA知 ， 分 子数 之 比 等 于 物 质 的 量 之 比 ， 所 以 甲 醛 与 氨 的 物 质 的 量 之 比 3： 2。答 案 ： C。4.(6 分 )下 列 实 验 中 ， 对 应 的 现 象 以 及 结 论 都 正 确 且 两 者 具 有 因 果 关 系 的 是 ( )选 项 实 验 现 象 结 论A 将 稀 硝 酸 加 入 过 量 铁 粉 中 ， 充 分 反 应 后 滴 加 KSCN溶 液 有 气 体 生 成 ， 溶 液呈 血 红 色 稀 硝 酸 将 Fe 氧 化为 Fe 3+B 将 铜 粉 加 1.0molL 1Fe2(SO4)3溶 液 中 溶

9、液 变 蓝 、 有 黑 色固 体 出 现 金 属 铁 比 铜 活 泼C 用 坩 埚 钳 夹 住 一 小 块 用 砂 纸 仔 细 打 磨 过 的 铝 箔 在酒 精 灯 上 加 热 熔 化 后 的 液 态 铝 滴落 下 来 金 属 铝 的 熔 点 较低D 将 0.1molL 1MgSO4溶 液 滴 入 NaOH溶 液 至 不 再 有沉 淀 产 生 ， 再 滴 加 0.1molL 1CuSO4溶 液 先 有 白 色 沉 淀 生 成后 变 为 浅 蓝 色 沉 淀 Cu(OH)2的 溶 度 积比 Mg(OH)2的 小A.AB.BC.CD.D解 析 ： A、 过 量 铁 粉 ， 反 应 生 成 亚 铁 离

10、 子 ， 加 入 KSCN溶 液 、 溶 液 不 显 红 色 ， 故 A错 误 ；B、 Cu和 Fe 3+发 生 氧 化 还 原 反 应 ， 反 应 方 程 式 为 Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+， 所 以 没 有 黑 色 沉 淀 生 成 ，溶 液 由 黄 色 变 为 蓝 色 ， 故 B 错 误 ；C、 将 铝 箔 用 坩 埚 钳 夹 住 放 在 酒 精 灯 火 焰 上 加 热 ， 铝 和 氧 气 反 应 生 成 了 氧 化 铝 ， 形 成 氧 化 膜 ，三 氧 化 二 铝 的 熔 点 高 于 铝 的 熔 点 ， 包 住 了 熔 化 的 铝 ， 所 以 加 热 铝 箔 的 时 候 铝 熔

11、 化 了 但 是 不 会滴 落 ， 故 C错 误 ；D、 将 0.1molL 1MgSO4溶 液 滴 入 NaOH溶 液 至 不 再 有 沉 淀 产 生 ， 说 明 NaOH完 全 反 应 ， 再 滴 加0.1molL 1CuSO4溶 液 ， 先 有 白 色 沉 淀 生 成 后 变 为 浅 蓝 色 沉 淀 ， 说 明 发 生 了 沉 淀 的 转 化 ， 溶度 积 大 的 物 质 向 溶 度 积 小 的 物 质 转 化 ， 所 以 Cu(OH) 2的 溶 度 积 比 Mg(OH)2的 小 ， 故 D 正 确 。答 案 ： D。5.(6 分 )微 生 物 电 池 是 指 在 微 生 物 的 作 用

12、 下 将 化 学 能 转 化 为 电 能 的 装 置 ， 其 工 作 原 理 如 图 所示 。 下 列 有 关 微 生 物 电 池 的 说 法 错 误 的 是 ( )A.正 极 反 应 中 有 CO 2生 成B.微 生 物 促 进 了 反 应 中 电 子 的 转 移C.质 子 通 过 交 换 膜 从 负 极 区 移 向 正 极 区D.电 池 总 反 应 为 C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O 解 析 ： A、 根 据 图 知 ， 正 极 上 C6H12O6失 电 子 ， 正 极 上 O2得 电 子 和 H+反 应 生 成 水 ， 负 极 的 电 极反 应 式 为 C6H12O6+6H2

13、O 24e =6CO2+24H+， 正 极 的 电 极 反 应 式 为 O2+4e +4H+ 2H2O， 因 此 CO2在负 极 产 生 ， 故 A错 误 ；B、 葡 萄 糖 在 微 生 物 的 作 用 下 将 化 学 能 转 化 为 电 能 ， 形 成 原 电 池 ， 有 电 流 产 生 ， 所 以 微 生 物促 进 了 反 应 中 电 子 的 转 移 ， 故 B 正 确 ；C、 通 过 原 电 池 的 电 极 反 应 可 知 ， 负 极 区 产 生 了 H+， 根 据 原 电 池 中 阳 离 子 向 正 极 移 动 ， 可 知质 子 (H+)通 过 交 换 膜 从 负 极 区 移 向 正

14、极 区 ， 故 C正 确 ；D、 该 反 应 属 于 燃 料 电 池 ， 燃 料 电 池 的 电 池 反 应 式 和 燃 烧 反 应 式 相 同 ， 则 电 池 反 应 式 为C 6H12O6+6O2=6CO2+6H2O， 故 D 正 确 。答 案 ： A。6.(6 分 )W、 X、 Y、 Z 均 为 的 短 周 期 主 族 元 素 ， 原 子 序 数 依 次 增 加 ， 且 原 子 核 外 L 电 子 层 的 电子 数 分 别 为 0、 5、 8、 8， 它 们 的 最 外 层 电 子 数 之 和 为 18。 下 列 说 法 正 确 的 是 ( )A.单 质 的 沸 点 ： W XB.阴 离

15、 子 的 还 原 性 ： W ZC.氧 化 物 的 水 化 物 的 酸 性 ： Y ZD.X与 Y 不 能 存 在 于 同 一 离 子 化 合 物 中解 析 ： W、 X、 Y、 Z 均 为 的 短 周 期 主 族 元 素 ， 原 子 序 数 依 次 增 加 ， 且 原 子 核 外 L 电 子 层 的 电子 数 分 别 为 0、 5、 8、 8， 则 则 W 是 H 元 素 ， X 是 N 元 素 ， Y、 Z为 第 三 周 期 元 素 ；它 们 的 最 外 层 电 子 数 之 和 为 18， W最 外 层 电 子 数 是 1， X 最 外 层 电 子 数 是 5， Y、 Z 最 外 层 电子

16、 数 之 和 是 12， 且 二 者 都 是 主 族 元 素 ， Y 原 子 序 数 小 于 Z， 则 Y 是 P 元 素 、 Z 是 Cl 元 素 ，A、 H、 N元 素 单 质 都 是 分 子 晶 体 ， 分 子 晶 体 熔 沸 点 与 相 对 分 子 质 量 成 正 比 ， 氮 气 相 对 分 子 质 量 大 于 氢 气 ， 所 以 单 质 的 沸 点 ： W X， 故 A错 误 ；B、 元 素 的 非 金 属 性 越 强 ， 其 简 单 阴 离 子 的 还 原 性 越 弱 ， 非 金 属 性 W Z， 所 以 阴 离 子 的 还 原性 ： W Z， 故 B正 确 ；C、 元 素 的 非

17、 金 属 性 越 强 ， 其 最 高 价 氧 化 物 的 水 化 物 酸 性 越 强 ， 非 金 属 性 P Cl， 最 高 价 氧化 物 的 水 化 物 酸 性 H3PO4 HClO4， 但 氧 化 物 的 水 化 物 的 酸 性 不 一 定 存 在 此 规 律 ， 如 磷 酸 酸 性大 于 次 氯 酸 ， 故 C 错 误 ；D、 X、 Y 分 别 是 N、 P元 素 ， 可 能 存 在 磷 酸 铵 、 磷 酸 一 氢 铵 、 磷 酸 二 氢 铵 中 ， 磷 酸 铵 、 磷 酸一 氢 铵 、 磷 酸 二 氢 铵 都 是 铵 盐 ， 属 于 离 子 化 合 物 ， 故 D 错 误 。答 案 ：

18、 B。7.(6 分 )浓 度 均 为 0.10mol/L、 体 积 均 为 V 0的 MOH和 ROH 溶 液 ， 分 别 加 水 稀 释 至 体 积 V， pH随 lg 的 变 化 如 图 所 示 ， 下 列 叙 述 错 误 的 是 ( )A.MOH的 碱 性 强 于 ROH的 碱 性B.ROH的 电 离 程 度 ： b 点 大 于 a 点 C.若 两 溶 液 无 限 稀 释 ， 则 它 们 的 c(OH )相 等D.当 lg =2时 ， 若 两 溶 液 同 时 升 高 温 度 ， 则 c(M+)/c(R+)增 大 解 析 ： A、 相 同 浓 度 的 一 元 碱 ， 碱 的 pH 越 大

19、其 碱 性 越 强 ， 根 据 图 知 ， 未 加 水 时 ， 相 同 浓 度 条件 下 ， MOH的 pH大 于 ROH的 pH， 说 明 MOH 的 电 离 程 度 大 于 ROH， 则 MOH的 碱 性 强 于 ROH的碱 性 ， 故 A正 确 ；B、 由 图 示 可 以 看 出 ROH 为 弱 碱 ， 弱 电 解 质 在 水 溶 液 中 随 着 浓 度 的 减 小 其 电 离 程 度 增 大 ， b点 溶 液 体 积 大 于 a 点 ， 所 以 b点 浓 度 小 于 a点 ， 则 ROH电 离 程 度 ： b a， 故 B 正 确 ；C、 若 两 种 溶 液 无 限 稀 释 ， 最 终

20、 其 溶 液 中 c(OH )接 近 于 纯 水 中 c(OH )， 所 以 它 们 的 c(OH )相 等 ， 故 C正 确 ；D、 根 据 A 知 ， 碱 性 MOH ROH， 当 lg =2 时 ， 由 于 ROH是 弱 电 解 质 ， 升 高 温 度 能 促 进 ROH的 电 离 ， 所 以 c(M +)/c(R+)减 小 ， 故 D 错 误 。答 案 ： D。二 、 解 答 题 (共 3 小 题 ， 满 分 43 分 )8.(14分 )草 酸 (乙 二 酸 )存 在 于 自 然 界 的 植 物 中 ， 其 K1=5.4 10 2， K2=5.4 10 5。 草 酸 的 钠盐 和 钾

21、盐 易 溶 于 水 ， 而 其 钙 盐 难 溶 于 水 。 草 酸 晶 体 (H2C2O42H2O)无 色 ， 熔 点 为 101 ， 易 溶于 水 ， 受 热 脱 水 、 升 华 ， 170 以 上 分 解 。 回 答 下 列 问 题 ： (1)甲 组 同 学 按 照 如 图 所 示 的 装 置 ， 通 过 实 验 检 验 草 酸 晶 体 的 分 解 产 物 ， 装 置 C 中 可 观 察 到的 现 象 是 ， 由 此 可 知 草 酸 晶 体 分 解 的 产 物 中 有 。 装 置 B 的 主 要 作用 是 。解 析 ： 草 酸 晶 体 (H2C2O42H2O)无 色 ， 熔 点 为 101

22、 ， 易 溶 于 水 ， 受 热 脱 水 、 升 华 ， 170 以 上分 解 ， 如 果 草 酸 受 热 分 解 ， 分 解 时 会 产 生 二 氧 化 碳 ， 二 氧 化 碳 和 氢 氧 化 钙 反 应 生 成 难 溶 性 的碳 酸 钙 沉 淀 而 使 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊 ， 所 以 C 中 观 察 到 的 现 象 是 ： 有 气 泡 冒 出 且 澄 清 石 灰 水 变浑 浊 ， 说 明 有 二 氧 化 碳 生 成 ；草 酸 的 钠 盐 和 钾 盐 易 溶 于 水 ， 而 其 钙 盐 难 溶 于 水 ， 草 酸 易 挥 发 ， 导 致 生 成 的 气 体 中 含 有 草 酸 ，

23、草 酸 和 氢 氧 化 钙 反 应 生 成 难 溶 性 的 草 酸 钙 而 干 扰 二 氧 化 碳 的 检 验 ， B装 置 温 度 较 低 ， 有 冷 凝作 用 ， 防 止 干 扰 二 氧 化 碳 的 检 验 。答 案 ： 有 气 泡 冒 出 ， 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊 CO 2 冷 凝 (水 蒸 气 和 草 酸 )， 防 止 草 酸 进 入 装 置 C反 应 生 成 沉 淀 而 干 扰 CO2的 检 验(2)乙 组 同 学 认 为 草 酸 晶 体 分 解 的 产 物 中 含 有 CO， 为 进 行 验 证 ， 选 用 甲 组 实 验 中 的 装 置 A、 B和 如 图 所 示 的

24、部 分 装 置 (可 以 重 复 选 用 )进 行 实 验 。 乙 组 同 学 的 实 验 装 置 中 ， 依 次 连 接 的 合 理 顺 序 为 A、 B、 。 装置 H 反 应 管 中 盛 有 的 物 质 是 。 能 证 明 草 酸 晶 体 分 解 产 物 中 有 CO的 现 象 是 。 解 析 ： 要 检 验 生 成 CO， 在 甲 组 实 验 后 ， 用 浓 氢 氧 化 钠 除 去 二 氧 化 碳 ， 用 澄 清 石 灰 水 检 验二 氧 化 碳 ， 用 碱 石 灰 干 燥 CO， 利 用 CO和 CuO发 生 还 原 反 应 生 成 CO2， 再 利 用 澄 清 石 灰 水 检验 生

25、 成 的 二 氧 化 碳 ， 用 排 水 法 收 集 CO 避 免 环 境 污 染 ， 所 以 其 连 接 顺 序 是 F、 D、 G、 H、 D、 I；H装 置 中 盛 放 的 物 质 应 该 具 有 氧 化 性 ， 且 和 CO 反 应 有 明 显 现 象 发 生 ， CuO能 被 CO还 原 且 反应 过 程 中 黑 色 固 体 变 为 红 色 ， 现 象 明 显 ， 所 以 H中 盛 放 的 物 质 是 CuO。 CO 具 有 还 原 性 ， 其 氧 化 产 物 是 二 氧 化 碳 ， 二 氧 化 碳 能 使 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊 ， 且 CO将 黑 色的 CuO还 原 为

26、红 色 的 Cu， 只 要 H 中 黑 色 固 体 转 化 为 红 色 且 其 后 的 D装 置 溶 液 变 浑 浊 就 说 明含 有 CO。答 案 ： F、 D、 G、 H、 D、 I CuO； H 中 黑 色 粉 末 变 为 红 色 ， 其 后 的 D 中 澄 清 石 灰 水 变 浑 浊(3) 设 计 实 验 证 明 ： 草 酸 的 酸 性 比 碳 酸 的 强 。 草 酸 为 二 元 酸 。解 析 ： 要 证 明 草 酸 酸 性 大 于 碳 酸 ， 可 以 利 用 强 酸 制 取 弱 酸 ， 向 盛 有 少 量 NaHCO 3的 试 管 里滴 加 草 酸 溶 液 ， 有 气 泡 产 生 就

27、 说 明 草 酸 酸 性 大 于 碳 酸 ， 故 答 案 为 ： 向 盛 有 少 量 NaHCO3的 试管 里 滴 加 草 酸 溶 液 ， 有 气 泡 产 生 就 说 明 草 酸 酸 性 大 于 碳 酸 ； 草 酸 和 NaOH发 生 中 和 反 应 时 ， 如 果 草 酸 是 二 元 酸 ， 则 参 加 反 应 的 草 酸 物 质 的 量 应 该 是 NaOH的 一 半 ， 所 以 用 NaOH 标 准 溶 液 滴 定 草 酸 溶 液 ， 消 耗 NaOH的 物 质 的 量 是 草 酸 的 2 倍 就 说 明 草酸 是 二 元 酸 。答 案 ： 向 盛 有 少 量 NaHCO3的 试 管 里

28、 滴 加 草 酸 溶 液 ， 有 气 泡 产 生 就 说 明 草 酸 酸 性 大 于 碳 酸 ； 用 NaOH 标 准 溶 液 滴 定 草 酸 溶 液 ， 消 耗 NaOH的 物 质 的 量 是 草 酸 的 2 倍 。9.(14分 )硼 及 其 化 合 物 在 工 业 上 有 许 多 用 途 。 以 铁 硼 矿 (主 要 成 分 为 Mg 2B2O5H2O 和 Fe3O4， 还有 少 量 Fe2O3、 FeO、 CaO、 Al2O3和 SiO2等 )为 原 料 制 备 硼 酸 (H3BO3)的 工 艺 流 程 如 图 所 示 ：回 答 下 列 问 题 ：(1)写 出 Mg2B2O5H2O 与

29、硫 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 。 为 提 高 浸 出 速 率 ， 除 适 当 增 加 硫酸 浓 度 浓 度 外 ， 还 可 采 取 的 措 施 有 (写 出 两 条 )。答 案 ： Mg 2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4 提 高 反 应 温 度 或 减 小 铁 硼 矿 粉 粒 径(2)利 用 的 磁 性 ， 可 将 其 从 “ 浸 渣 ” 中 分 离 。 “ 浸 渣 ” 中 还 剩 余 的 物 质 是(化 学 式 )。答 案 ： Fe3O4 SiO2、 CaSO4(3)“ 净 化 除 杂 ” 需 先 加 H2O2溶 液 ， 作 用 是 。 然 后 在 调 节

30、 溶 液 的 pH约 为 5，目 的 是 。答 案 ： 将 亚 铁 离 子 氧 化 为 铁 离 子 使 铁 离 子 、 铝 离 子 形 成 氢 氧 化 物 沉 淀 而 除 去(4)“ 粗 硼 酸 ” 中 的 主 要 杂 质 是 (填 名 称 )。答 案 ： 七 水 硫 酸 镁(5)以 硼 酸 为 原 料 可 制 得 硼 氢 化 钠 (NaBH 4)， 它 是 有 机 合 成 中 的 重 要 还 原 剂 ， 其 电 子 式为 。答 案 ：(6)单 质 硼 可 用 于 生 成 具 有 优 良 抗 冲 击 性 能 硼 钢 。 以 硼 酸 和 金 属 镁 为 原 料 可 制 备 单 质 硼 ， 用化

31、学 方 程 式 表 示 制 备 过 程 。答 案 ： 2H 3BO3 B2O3+3H2O、 B2O3+3Mg 2B+3MgO 解 析 ： 以 铁 硼 矿 (主 要 成 分 为 Mg2B2O5H2O 和 Fe3O4， 还 有 少 量 Fe2O3、 FeO、 CaO、 Al2O3和 SiO2等 )为 原 料 制 备 硼 酸 (H3BO3)， 由 流 程 可 知 ， 加 硫 酸 溶 解 只 有 SiO2不 溶 ， CaO转 化 为 不 溶 于 水的 CaSO4， “ 净 化 除 杂 ” 需 先 加 H2O2溶 液 ， 将 亚 铁 离 子 转 化 为 铁 离 子 ， 调 节 溶 液 的 pH约 为 5

32、，使 铁 离 子 、 铝 离 子 均 转 化 为 沉 淀 ， 则 滤 渣 为 氢 氧 化 铝 、 氢 氧 化 铁 ， 然 后 蒸 发 浓 缩 、 冷 却 结 晶 、过 滤 分 离 出 H3BO3。10.(15分 )碘 及 其 化 合 物 在 合 成 杀 菌 剂 、 药 物 等 方 面 具 有 广 泛 用 途 。 回 答 下 列 问 题 ：(1)大 量 的 碘 富 集 在 海 藻 中 ， 用 水 浸 取 后 浓 缩 ， 再 向 浓 缩 液 中 加 MnO 2和 H2SO4， 即 可 得 到 I2，该 反 应 的 还 原 产 物 为 。解 析 ： 海 藻 中 的 氮 元 素 以 碘 化 物 形 式

33、 存 在 ， 反 应 中 I元 素 发 生 氧 化 反 应 ， Mn元 素 被 还 原 ，还 原 产 物 应 为 硫 酸 锰 。答 案 为 ： MnSO4(2)上 述 浓 缩 液 中 含 有 I 、 Cl 等 离 子 ， 取 一 定 量 的 浓 缩 液 ， 向 其 中 滴 加 AgNO3溶 液 ， 当 AgCl开 始 沉 淀 时 ， 溶 液 中 为 ： ， 已 知 Ksp(AgCl)=1.8 10 10，K sp(AgI)=8.5 10 17。解 析 ： 当 AgCl 开 始 沉 淀 时 ， 说 明 溶 液 中 的 c(I )和 c(Cl )均 已 达 到 饱 和 状 态 ， 因 此 可 以

34、根据 溶 度 积 表 达 式 进 行 计 算 ， 溶 液 中 = = =4.7 10 7。答 案 ： 4.7 10 7(3)已 知 反 应 2HI(g) H2(g)+I2(g)的 H=+11kJmol 1， 1molH2(g)、 1molI2(g)分 子 中 化 学 键断 裂 时 分 别 需 要 吸 收 436KJ、 151KJ 的 能 量 ， 则 1molHI(g)分 子 中 化 学 键 断 裂 时 需 吸 收 的 能量 为 kJ。解 析 ： 设 1molHI(g)分 子 中 化 学 键 断 裂 时 需 吸 收 的 能 量 为 x kJ， 则 ： 2x kJ 436kJ151kJ=11kJ，

35、 解 得 x=299。答 案 ： 299(4)Bodensteins研 究 了 下 列 反 应 ： 2HI(g)H 2(g)+I2(g)在 716K时 ， 气 体 混 合 物 中 碘 化 氢 的 物 质 的 量 分 数 x(HI)与 反 应 时 间 t 的 关 系 如 表 ：t/min 0 20 40 60 80 120X(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784X(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根 据 上 述 实 验 结 果 ， 该 反 应 的 平 衡 常 数 K的 计 算 式 为 ： 。 上 述 反 应 中 ， 正 反 应 速

36、 率 为 v 正 =k 正 x2(HI)， 逆 反 应 速 率 为 v 逆 =k 逆 x(H2)x(I2)， 其 中 k 正 、 k逆 为 速 率 常 数 ， 则 k 逆 为 (以 K 和 k 正 表 示 )。 若 k 正 =0.0027min 1， 在 t=40min时 ， v 正= min 1。 由 上 述 实 验 数 据 计 算 得 到 v 正 x(HI)和 v 逆 x(H2)的 关 系 可 用 如 图 表 示 。 当 升 高 到 某 一 温度 时 ， 反 应 重 新 达 到 平 衡 ， 相 应 的 点 分 别 为 (填 字 母 )。 解 析 ： 表 中 第 一 列 ， 由 HI 分 解

37、 建 立 平 衡 ， 表 中 第 二 列 向 逆 反 应 进 行 建 立 平 衡 ， 由 第 一 列数 据 可 知 ， 平 衡 时 HI物 质 的 量 分 数 为 0.784， 则 氢 气 、 碘 蒸 汽 总 物 质 的 量 分 数 为 10.784=0.216， 而 氢 气 、 与 碘 蒸 汽 物 质 的 量 分 数 相 等 均 为 0.108， 反 应 前 后 气 体 体 积 不 变 ，用 物 质 的 量 分 数 代 替 浓 度 计 算 平 衡 常 数 ， 则 平 衡 常 数 K= = ，故 答 案 为 ： ； 到 达 平 衡 时 ， 正 、 逆 反 应 速 率 相 等 ， 则 k 正 x

38、2(HI)=k 逆 x(H2)x(I2)， 则 k 逆 =k 正 = ，在 t=40min时 ， 正 反 应 建 立 平 衡 的 x(HI)=0.85， 则 v 正 =k 正 x2(HI)=0.0027min1 0.852=1.95 10 3min 1，故 答 案 为 ： ； 1.95 10 3； 对 于 2HI(g)H 2(g)+I2(g)反 应 建 立 平 衡 时 ：升 高 温 度 ， 正 、 逆 反 应 速 率 均 加 快 ， 因 此 排 除 C 点 ， 正 反 应 为 吸 热 反 应 ， 升 高 温 度 ， 平 衡 向吸 热 反 应 方 向 移 动 ， 因 此 平 衡 正 向 移 动

39、， 再 次 平 衡 时 HI 的 物 质 的 量 分 数 减 小 ， 因 此 排 除 B点 ， 答 案 ： A 点 ；对 于 H2(g)+I2(g)2HI(g)反 应 建 立 平 衡 时 ：升 高 温 度 ， 正 、 逆 反 应 速 率 均 加 快 ， 升 高 温 度 ， 平 衡 向 吸 热 反 应 方 向 移 动 ， 因 此 平 衡 逆 向 移动 ， 再 次 平 衡 时 H2的 物 质 的 量 分 数 增 大 ， 答 案 ： E 点 ；因 此 反 应 重 新 达 到 平 衡 ， v 正 x(HI)对 应 的 点 为 A， v 逆 x(H2)对 应 的 点 为 E，故 答 案 为 ： A； E

40、。答 案 ： 1.95 10 3 A； E化 学 -选 修 2： 化 学 与 技 术 11.(15分 )氯 化 亚 铜 (CuCl)广 泛 应 用 于 化 工 、 印 染 、 电 镀 等 行 业 。 CuCl难 溶 于 醇 和 水 ， 可 溶于 氯 离 子 浓 度 较 大 的 体 系 ， 在 潮 湿 空 气 中 易 水 解 氧 化 。 以 海 绵 铜 (主 要 成 分 是 Cu和 少 量 CuO)为 原 料 ， 采 用 硝 酸 铵 氧 化 分 解 技 术 生 产 CuCl的 工 艺 过 程 如 下 ： 回 答 下 列 问 题 ：(1)步 骤 中 得 到 的 氧 化 产 物 是 ， 溶 解 温

41、度 应 控 制 在 60 70 ， 原 因是 。解 析 ： 酸 性 条 件 下 硝 酸 根 离 子 具 有 氧 化 性 ， 可 氧 化 海 绵 铜 (主 要 成 分 是 Cu 和 少 量 CuO)生 成硫 酸 铜 ， 过 滤 后 在 滤 液 中 加 入 亚 硫 酸 铵 发 生 氧 化 还 原 反 应 生 成 CuCl， 发 生 2Cu2+SO32 +2Cl+H2O=2CuCl+SO42 +2H+， 得 到 的 CuCl经 硫 酸 酸 洗 ， 水 洗 后 再 用 乙 醇 洗 涤 ， 烘 干 得 到 氯 化 亚 铜 。 由 于 酸 性 条 件 下 硝 酸 根 离 子 具 有 氧 化 性 ， 可 氧

42、 化 Cu 生 成 CuSO4或 Cu2+， 溶 解 温 度 应 控 制 在60 70 ， 原 因 是 温 度 低 溶 解 速 度 慢 ， 温 度 过 高 铵 盐 分 解 ，答 案 ： CuSO4或 Cu2+ 温 度 低 溶 解 速 度 慢 ， 温 度 过 高 铵 盐 分 解(2)写 出 步 骤 中 主 要 反 应 的 离 子 方 程 式 。答 案 ： 2Cu2+SO32 +2Cl +H2O=2CuCl+SO42 +2H+(3)步 骤 包 括 用 pH=2的 酸 洗 、 水 洗 两 步 操 作 ， 酸 洗 采 用 的 酸 是 (写 名 称 )。答 案 ： 硫 酸(4)上 述 工 艺 中 ， 步

43、 骤 不 能 省 略 ， 理 由 是 。解 析 ： 步 骤 为 醇 洗 ， 因 乙 醇 沸 点 低 ， 易 挥 发 ， 则 用 乙 醇 洗 涤 ， 可 快 速 除 去 固 体 表 面 的 水 分 ，防 止 水 解 、 氧 化 。答 案 ： 醇 洗 有 利 于 加 快 去 除 CuCl 表 面 水 分 防 止 其 水 解 氧 化(5)步 骤 、 、 、 都 要 进 行 固 液 分 离 。 工 业 上 常 用 的 固 液 分 离 设 备 有 BD (填 字 母 )A.分 馏 塔B.离 心 机 C.反 应 釜D.框 式 压 滤 机解 析 ： 步 骤 、 、 、 都 要 进 行 固 液 分 离 ， 根

44、 据 混 合 的 水 溶 性 进 行 分 离 ， 没 有 发 生 化 学变 化 ， 可 用 离 心 机 以 及 框 式 压 滤 机 ， 以 得 到 滤 饼 。答 案 ： BD(6)准 确 称 取 所 制 备 的 氯 化 亚 铜 样 品 mg， 将 其 置 于 过 量 的 FeCl3溶 液 中 ， 待 样 品 完 全 溶 解 后 ，加 入 适 量 稀 硫 酸 ， 用 amol/L 1的 K2Cr2O7溶 液 滴 定 到 终 点 ， 消 耗 K2Cr2O7溶 液 bmL， 反 应 中 Cr2O72 被 还 原 为 Cr3+， 样 品 中 CuCl的 质 量 分 数 为 。解 析 ： 氯 化 亚 铜

45、 与 氯 化 铁 发 生 Fe 3+CuCl Fe2+Cu2+Cl ， 加 入 K2Cr2O7溶 液 ， 发 生 6Fe2+Cr2O72 +14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O，反 应 的 关 系 式 为 6CuCl 6Fe2+ Cr2O72 ，6 1n ab 10 3moln=6ab 10 3mol，m(CuCl)=99.5g/mol 6ab 10 3mol=0.597g，则 样 品 中 CuCl 的 质 量 分 数 为 。答 案 ：化 学 -选 修 3： 物 质 结 构 与 性 质 12.碳 及 其 化 合 物 广 泛 存 在 于 自 然 界 中 ， 回 答 下 列 问 题 ：(1)处

46、于 一 定 空 间 运 动 状 态 的 电 子 在 原 子 核 外 出 现 的 概 率 密 度 分 布 可 用 形 象 化 描 述 。 在 基 态 14C 原 子 中 ， 核 外 存 在 对 自 旋 相 反 的 电 子 。解 析 ： 处 于 一 定 空 间 运 动 状 态 的 电 子 在 原 子 核 外 出 现 的 概 率 密 度 分 布 可 用 电 子 云 形 象 化 描 述 ，离 核 近 的 区 域 电 子 云 密 度 较 大 ， 离 核 远 的 区 域 电 子 云 密 度 较 小 ， C原 子 核 外 电 子 排 布 为1s22s22p2， 轨 道 式 为 如 图 所 示 ： ， 则 在

47、 基 态 14C 原 子 中 ， 核 外 存 在 2 对 自 旋相 反 的 电 子 ，答 案 ： 电 子 云 2(2)碳 在 形 成 化 合 物 时 ， 其 键 型 以 共 价 键 为 主 ， 原 因 是 。解 析 ： 共 价 键 为 原 子 之 间 以 共 用 电 子 对 成 键 ， 碳 原 子 核 外 有 4 个 电 子 ， 且 元 素 的 非 金 属 性 较弱 ， 但 半 径 较 小 ， 反 应 中 难 以 失 去 或 得 到 电 子 。答 案 为 C 有 4 个 价 电 子 且 半 径 较 小 ， 难 以 通 过 得 或 失 电 子 达 到 稳 定 结 构(3)CS 2分 子 中 ，

48、共 价 键 的 类 型 有 ， C 原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 是 ， 写 出 两个 与 CS2具 有 相 同 空 间 构 型 和 键 合 形 式 的 分 子 或 离 子 。解 析 ： CS2分 子 的 结 构 式 为 S=C=S， 含 有 键 和 键 ， CS2分 子 中 C原 子 形 成 2个 键 ， 孤 对 电 子 数 为 =0， 则 为 sp杂 化 ，与 CS2具 有 相 同 空 间 构 型 和 键 合 形 式 的 分 子 或 离 子 为 等 电 子 体 ， 应 含 有 3 个 原 子 ， 价 电 子 数为 16， 常 见 有 CO2、 SCN 或 COS等 。答 案 ： 键

49、和 键 sp CO2、 SCN 或 COS等(4)CO能 与 金 属 Fe 形 成 Fe(CO)5， 该 化 合 物 熔 点 为 253K， 沸 点 为 376K， 其 固 体 属 于 晶体 。解 析 ： Fe(CO)5熔 点 为 253K， 沸 点 为 376K， 具 有 分 子 晶 体 的 性 质 ， 则 固 体 应 为 分 子 晶 体 ， 。答 案 ： 分 子(5)碳 有 多 种 同 素 异 形 体 ， 其 中 石 墨 烯 与 金 刚 石 的 晶 体 结 构 如 图 所 示 ： 在 石 墨 烯 晶 体 中 ， 每 个 C原 子 连 接 个 六 元 环 ， 每 个 六 元 环 占 有 个 C 原 子 。 在 金 刚 石 晶 体 中 ， C原 子 所 连 接 的 最 小 环 也 为 六 元 环 ， 每 个 C 原 子 连 接 个 六 元 环 ，六 元 环 中 最 多 有 个 C 原 子 在 同 一 平 面 。 解 析 ： 石 墨 晶 体 中 最 小 的 环 为 六 元 环 ， 每 个 碳 原 子 连 接 3 个 C C 化 学 健 ， 则 每 个 C 原 子连 接 3个 六 元 环 ， 每 个 六 元 环 占 有 的 C原 子 数 为 6 =2； 在 金 刚 石 的 晶 体 结 构 中