2021届黑龙江省哈尔滨三中高考化学三模试卷(附答案详解)

2021届黑龙江省哈尔滨三中高考化学三模试卷

一、单选题（本大题共7小题，共42.0分）

1.图为周期表的一小部分，4、B、C、0、E的位置关系如图所示。其中B元素最高价是最低负价

绝对值的3倍，它的最高氧化物中含氧60%.下列说法正确的是（）

rub

C

A.4元素与B元素组成的化合物分子为1/形

B.B元素最高价氧化物对应的水化物是强酸

C.A、B、C三种元素氢化物的熔点依次升高

D.气态氢化物的稳定顺序：D>B>E

2.下列有关同分异构体数目（不考虑立体异构）的叙述正确的是（）

A.与/心互为同分异构体的芳香煌有3种

B.八/它与硝酸反应，可生成4种一硝基取代物

C.L”与两分子浪发生加成反应的产物，理论上最多有3种

D.分子式为C7&6的烧，分子中有4个甲基的同分异构体有4种

3.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是（）

选项实验操作实验现象结论

A向NazSiOs溶液中通入适量CO2气体出现白色沉淀“2。。3的酸性比/Si/强

B向无色溶液中加硝酸酸化的BaC%溶液出现白色沉淀原溶液中一定含S。广

C将气体X通入品红溶液中红色褪去X一定是5。2

D向某溶液中先加氯水再加KSCN溶液溶液呈血红色原溶液中一定含Fe2+

A.AB.BC.CD.D

2-812

4.在18冤时,H2s。3的Ki=1.5x10-.K2=1.0x1。5,“2s的,=9.1XlO,^=1.1XIO-,

则下列说法中正确的是（）

A.亚硫酸的酸性弱于氢硫酸

B.亚硫酸溶液的酸性一定强于氢硫酸溶液

C.氢硫酸的酸性弱于亚硫酸

D.多元弱酸的酸性主要由第二步电离决定

5.香花石由前20号元素中的6种组成，其化学式为乂3匕3皿/?4）372,X、八Z为金属元素，Z的最

外层电子数与次外层的相等，X、Z位于同主族，八Z、R、7位于同周期，R最外层电子数为次

外层的3倍，7无正价，X与R原子序数之和是W的2倍.下列说法错误的是（）

A.原子半径：Y>Z>R>T

B.气态氢化物的稳定性：W<R<T

C.最高价氧化物对应的水化物碱性：X>Z

D.XR2,WK两化合物含有的化学键的类型相同

6.利用阳离子交换膜电解槽电解饱和食盐水时，以下工艺不正确的是（）

A.用石墨作阳极B.用铁丝网作阴极

C.饱和食盐水注入电解槽的阴极室D.电解前必须精制粗食盐水

7.下列有关溶液的叙述中，正确的是（）

A.中和10mLO.lmol-「1醋酸与中和100mLO.Olmol■广】的醋酸所需同种碱溶液的量不同

B.常温下，等体积的pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液混合，混合后溶液的pH=7

C.常温下，体积相等、pH相同的盐酸和硫酸溶液，两溶液溶质的物质的量浓度相等

D.常温下，pH=3的甲酸溶液的c（H+）与pH=11的氨水溶液的c（OH-）相等

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

8.草酸铁晶体【F02（。2。4卜H2O,M=（376+18x）gmol］通过相关处理后能做净水剂，110?可

完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某小组做了如下实验

步骤1：称量5.2g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液

步骤2：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，先加足量稀/S/酸化，再用一定浓度的KMn/溶液滴定

至草酸恰好被全部氧化成CO2,同时被还原成”4+.向反应后的溶液中加入锌粉，加热至

溶液浅黄色刚好消失，过滤、洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸

性。

步骤3：用0.0200mo>LTKMn04溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnCU溶液比U,滴定中

Mn04被还原成+

重复步骤2、步骤3的操作2次，且步骤3中消耗KMnQ溶液分别为彩mL、V3mL.

记录数据如下表

实验编号KMnOq溶液浓度(znol-L-1)KMZIO4溶液滴入的体积（加/）

10.0200匕=20.02

20.0200V2=23.32

30.0200V3=19.98

2++2+3+

提示I：Mnt）4+5Fe+8H=Mn+5Fe+4W20；

n：Fe3+的稀溶液呈浅黄色，MM+几乎无色。

回答下列问题：

（1）草酸铁与FeC%等在生活中均能做净水剂，请写出FeC,3水解的离子方程式

（2）步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、胶头滴管、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外,

还需（填序号）；

A.酸式滴定管B.碱式滴定管C.锥形瓶D.漏斗E.2507nL容量瓶

（3）步骤2中的滴定操作是否需要指示剂（填“是”或“否”），其滴定终点的判断方法是

加入锌粉的目的是（用离子方程式表示）

（4）步骤3中，下列滴定操作使测得的铁含量偏低的有

A.滴定管用水洗净后直接注入0.0200mo1・L次MnCU溶液

B.滴定管尖嘴滴定前有气泡，滴定后气泡消失

C.读取KMnCU溶液体积时，滴定前平视，滴定后俯视

（5）实验测得该晶体中结晶水的个数x为

三、简答题（本大题共4小题，共51.0分）

9.甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下：。/（9）+/。（9）W。0（9）+3H2（9）△"=+206kJ-

moZ-1»

请回答下列问题：

（1）上述反应能自发进行的理由是,条件是o（填“低温”、“高温”或“任何条

件”）

（2）向体积为2Z,的密闭容器中，按双为。）：M（C“4）=1投料:

a.保持温度为A时，测得c“4（g）的浓度随时间变化曲线如图1所示。

b.其他条件相同时，在不同催化剂（I、n、皿）作用下，反应相同时间后，c“4的转化率随反应温度

的变化如图2所示。

①结合图1,写出反应达平衡的过程中的能量变化：吸收kJ.（用含有x、y的代数式表示）

②在图1中画出：起始条件相同，保持温度为72（72>71）时，c（C“4）随时间的变化曲线。

③根据图2判断：

"a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是o

El.C4的转化率：c>b,原因是。

（3）设起始整翳=Z,在恒压（P。）下，平衡时s（CH。与Z和7（温度）的关系如图3所示：（其中9（。生）

为C“4的体积分数）

①比较图3中a、b与3的大小关系。（请按从大到小的顺序书写）

②对于气相反应，用某组分B的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作

如p（B）=p-x（B）,p为平衡总压强，x（B）为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点0寸，Kp=

10.以硫铁矿烧渣(含北2。3、Fe3o4,42。3、SiC>2等)为原料，制取安全高效的水处理剂高铁酸钾

(QFeOD和软磁用所2。3的工艺流程如图:

:■丁aB,

已知：①FeO1-在强碱性溶液中稳定，但在Fe(OH)3,催化作用下会发生分解。

②生成氢氧化物的P"如表所示

氢氧化物攸。")3Fe(OH)2Fe(OH)3

开始沉淀时3.46.31.5

完全沉淀时4.78.32.8

I.在制备高效的水处理剂高铁酸钾过程中：

(1)滤渣A是(填化学式)。

(2)加NaC，。“氧化”时发生反应的离子方程式为。

(3)在控制其他条件不变的情况下，探究保持Fe2(S“)3和WaOH总质量不变，改变其质量比对

七八。4产率的影响，实验结果如图1所示当质量比大于0.55时，占生。4的产率下降，原因可能

是o

(4)加入饱和K。”能生成七”。4的原因是。

n.在制备软磁用/=>2。3的过程中

(5)过程I的目的是O

在过程I中，对滤液A稀释不同倍数后，加入等质量的过量铁粉，得出Fe3+浓度、还原率和反

应时间的关系如图2所示：综合上述实验结果：选择稀释后c(Fe3+)为1.67no/"T左右的理由是

c(Fru).LS7in4n.

%.20：350：50%50：80勺5

/»[FeXSOihJ

«KNaOH)

图i00204060M)100

1/aun

图2

-1122

(6)已知“2。。3的Ki=4.4x10-7,■=4.7x10-11,Ksp(FeC03)=3.1x10;noZ-L-,过

程II中加入NH4HCO3溶液，当c(HC0l)=0.00bno>LT时，溶液中Fe2+刚好沉淀完全，此时

溶液pH约为(计算结果取整数)。

(7)过程HI反应的化学方程式。

11.重金属的化合物易对环境造成污染及引起人体伤害，元素种本身无毒，

其存在于自然界各种金属矿中，它主要以各种碑化物的形式经呼吸道、

消化道、皮肤进入体内引起人体中毒。回答下列问题：

(1)基态碑原子核外电子排布中有个未成对电子；第一电离能数据

/(4s)大于/(Se),可能的原因是o

(2)碑烷(As%)的空间构型为;碑烷中心原子杂化方式为Ms%的熔沸点高于P/，

其主要原因是。NasAsQj可作杀虫剂，其组成元素的电负性大小顺序是»

(3)碑与纲(加)形成的化合物(X)具有优良的光电性能，广泛应用于光纤通信用激光器，其立方晶胞结

构如图所示，晶胞边长a=666.67pm,则其密度为g/cm3o(边长a可用2000/3近似计

算，设N4=6.0X1023moZ-1)

(4)已知碑黄铁矿(FeAsS)煨烧可生成砒霜G4S2O3)和红棕色固体，则该反应的化学方程式为

12.对乙烯基苯甲酸是重要的医药中间体，广泛应用于合成感光材料.对乙烯基苯甲酸可通过如下

反应合成.

,一定条件口

反应①：

HOOC+CH2=CH2--------AHOOC+HI

TTT

(1)下列关于化合物/和化合物〃的说法，正确的是.

A.化合物/能与新制的Ca(O“)2反应

B.均可发生酯化反应和银镜反应

C.化合物〃能使KMnO4溶液褪色

D.lm由化合物〃最多能与56山/反应

(2)化合物〃的分子式为,化合物〃在催化剂条件下生产高分子化合物的反应方程式______.

(3)化合物〃可由芳香族化合物BI通过消去反应获得，HI和Cu共热的产物能发生银镜反应，写出化合

物HI的结构简式;

(4)化合物。是化合物〃的同分异构体，且化合物。遇FeC13溶液显紫色，苯环上的一氯代物只有2种，

写出化合物"的结构简式_(写一种).

(5)利用类似反应①的方法，仅以澳苯和乳酸广西,:8011)为有机物原料合成化工原料

肉桂酸(。^3码8^),涉及的反应方程式为.

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：44为。元素、B为S元素，二者可以形成SO2、S03,SO2为形结构，但5。3为平面正三

角形，故A错误；

B.B为氯元素，其最高价氧化物对应的水化物为“67。4,HC/O4属于强酸，故B正确；

C.4B、C三种元素的氢化物分别为“2。、MS、”2Se,水分子之间存在氢键，沸点最高，故C错误；

D.非金属性：D(P)<B(S)<E(C，)，故氢化物稳定性：D<B<E,故D错误。

故选：B。

B元素最高价是最低负价绝对值的3倍，贝情元素最高正价为+6价，其最高价氧化物化学式表示为8。3,

又最高氧化物中含氧60%,令B元素相对原子质量为b,则黑jx100%=60%,解得6=32,故

B为S元素，由元素在周期表中相对位置可知，4为。元素、C为Se、。为P元素、E为CI。

本题考查结构性质位置关系应用，关键是计算推断B为硫元素，熟练掌握元素周期律表与元素周期律，

注意氢键对物质性质的影响。

2.答案：D

解析：解：4/的分子式为C8%，与其互为同分异构体的芳香垃为苯乙烯，有1种，故A错

误；

B.OC?为对称结构，如0^与硝酸反应，可生成5种一硝基取代物，故B错误；

c.因分子存在三种不同的碳碳双键，如图所示1n②，1分子物质与2分子B「2加成时，可以在①②

为

的位置上发生加成，也可以在①③位置上发生加成或在②③位置上发生加成，还可以1分子8万在

①②发生1,4-加成反应，另1分子8r2在③上加成，故所得产物共有四种，故c错误：

D.分子式为C7H16的烧，分子中有4个甲基的同分异构体可看作正戊烷中间3个碳原子上的氢原子被2

个甲基取代，2个甲基在同一碳原子有2种，在不同碳原子有2种，合计有4种，故D正确；

故选：D。

A.根据分子式为C8H8,确定芳香烧；

B.根据“原子的种类确定一硝基取代物；

c.根据碳碳双键的位置不同确定其加成产物；

D.结合正戊烷的结构以及C7H16的煌来进行确定。

本题考查同分异构体知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把握有机物同分异构体的

判断角度和方法，题目难度中等。

3.答案：A

解析：解：4发生强酸制取弱酸的反应，白色沉淀为硅酸，可知碳酸的酸性大于硅酸的酸性，故A

正确；

B.白色沉淀可能为力gC/,原溶液中可能含氯离子，故B错误；

C.X可能为氯气、二氧化硫等，均使品红褪色，故C错误；

D.先加氯水可氧化亚铁离子，不能排除铁离子的干扰，检验亚铁离子应先加KSCN,后加氯水，故D

错误；

故选：4。

A.发生强酸制取弱酸的反应；

B.白色沉淀可能为

C.X可能为氯气、二氧化硫等；

D.先加氯水可氧化亚铁离子，不能排除铁离子的干扰。

本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、反应与现象、离子检验、实验技能

为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。

4.答案:C

解析：

本题考查了弱电解质的电离，明确弱酸电离平衡常数与酸性强弱的关系即可解答，知道酸的电离平

衡常数还与酸根离子水解程度有关，易错选项是B,注意：酸的电离平衡常数大不能说明该酸溶液酸

性一定强，为易错点.

A.相同温度时，H2s。3的第一电离平衡常数大于“25，酸的电离平衡常数越大，其酸的酸性越强，所

以亚硫酸的酸性大于氢硫酸，故A错误；

B.酸溶液的酸性强弱与溶液中氢离子浓度成正比，如果亚硫酸溶液中氢离子浓度小于氢硫酸，则亚

硫酸溶液的酸性小于氢硫酸，故B错误；

C.根据A知，亚硫酸的酸性大于氢硫酸，故C正确；

D.多元弱酸是分步电离的，第一步远远大于第二步，所以酸的酸性强弱取决于第一步电离，故D错

误。

故选Co

5.答案：D

解析：解：7无正价，则7为氟元素；八Z、R、7位于同周期，则在第二周期，由R最外层电子数为

次外层的3倍，则R为氧元素；Z的最外层电子数与次外层相等，贝IJZ为被元素；八Z为金属元素，丫在

第二周期，则y为锂元素；X、Z位于同主族，则X为镁元素或钙元素；若X为镁元素，则由X与R原子

序数之和是W的2倍，则詈=10,推出弘为就元素不符合题意，若X为钙元素，则由X与R原子序

数之和是W的2倍，等=14,推出W为硅元素，即X为钙元素、勿为硅元素，

即X为钙元素、y为锂元素、Z为镀元素、R为氧元素、W为硅元素、7为氟元素符合题意；

A、y为锂元素、Z为镀元素、R为氧元素、T为氟元素，位于同周期，元素的原子半径从左向右半径

在减小，故A正确；

B、W为硅元素、R为氧元素、7为氟元素，非金属性F>0>Si,则气态氢化物的稳定性W<R<T,

故B正确；

C、X为钙元素、Z为镀元素，钙的金属性强，则最高价氧化物对应的水化物碱性X>Z,故C正确;

D、XU2、两化合物。。。2、SiO2,fa。?含有的化学键分别由离子键和共价键，Si。?只含有共价

键，故D错误，

故选：D。

7无正价，贝疗为氟元素；八Z、R、7位于同周期，则在第二周期，由R最外层电子数为次外层的3倍，

则R为氧元素；Z的最外层电子数与次外层相等，贝IJZ为被元素；八Z为金属元素，丫在第二周期，

则y为锂元素；X、Z位于同主族，则X为镁元素或钙元素；若X为镁元素，则由X与R原子序数之和是

〃的2倍，则巧2=10,推出“为速元素不符合题意，若X为钙元素，则由X与R原子序数之和是W的

2倍，殁=14,推出W为硅元素，即X为钙元素、勿为硅元素，符合题意；

A、利用电子层越多，原子半径越大，同周期元素的原子半径从左向右半径在减小；

B、非金属性越强，则气态氢化物越检定；

C、金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物碱性越强；

D、根据常见元素的化合价及化合价原则来分析.

本题考查学生利用元素的位置及原子的结构来推断元素，然后利用元素周期律及化合价知识来解答

即可，题目难度中等.

6.答案：C

解析：解：4电解饱和食盐水时阳极上氯离子放电生成氯气，所以要用惰性电极，如石墨，故A正

确；

B.阴极上发生还原反应，金属单质可以导电但不能被还原，所以可用铁丝网作阴极，故B正确；

C.饱和食盐水中的氯离子要在阳极放电，该工艺采用阳离子交换膜，氯离子无法通过阳离子交换膜，

所以只有将饱和食盐水注入阳极室氯离子才能在阳极反应，故C错误；

D.粗盐中含有杂质离子，为防止杂质离子放电产生杂质，需要对食盐进行精制除去杂质后进行电解，

故D正确；

故选：Co

电解食盐水时，石墨做阳极发生氧化反应，氯离子失电子生成氯气，铁丝网做阴极，溶液中氢离子

得到电子生成氢气，为防止阴极生成的氢氧根移动到阳极与氯气反应，所以采用阳离子交换膜。

本题考查了电解原理的应用，熟悉电解饱和食盐水时的电极反应是解题关键，题目难度中等.

7.答案：D

解析：解：4中和醋酸需要同种碱的物质的量与酸的物质的量成正比，与其浓度大小无关，两种醋

酸的物质的量相等，所以消耗碱的物质的量相等，故A错误；

B.常温下，等体积的pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液混合，如果酸碱都是强电解质，则混合溶

液呈中性，如果酸是弱酸，混合溶液呈酸性，如果碱是弱碱，则混合溶液呈碱性，所以混合后溶液

的pH可能大于7、小于7或等于7,故B错误；

C.盐酸是一元强酸、硫酸是二元强酸，常温下，体积相等、pH相同的盐酸和硫酸溶液，两溶液溶质

的物质的量浓度不等，且n(HCZ)=2n(H2soD，故C错误；

D.常温下，甲酸中c(H+)=10-PH=10-3^0,〃、氨水中以。“-)=岛=热=出4=

10~3mol/L,故D正确；

故选D.

A.中和醋酸需要同种碱的物质的量与酸的物质的量成正比，与其浓度大小无关；

B.常温下，等体积的pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液混合，混合后溶液的pH可能大于7、小于7

或等于7；

C.盐酸是一元强酸、硫酸是二元强酸；

D.常温下，甲酸中C(H+)=1(TPH、氨水中式。"-)=焉=赢.

本题考查了酸碱混合溶液定性判断，根据酸碱的相对强弱再结合物质的性质分析解答，注意4中消耗

碱的物质的量与酸的浓度无关，为易错点.

8.答案：?63++3"2。二F6（0"）3（胶体）+3"+ACE否加入最后一滴KMnC>4溶液时，溶液变

为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+C8

解析：解：（1）草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用，反应的

离子方程式为：Fe3++3H2。=Fe（OH）3（胶体）+3H+,

故答案为：属3++3%。=尸6（0“）3（胶体）+34+；

（2）步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液，结合配制溶

液的步骤为：称量、溶解、转移、定容、摇匀等步骤选择需要的仪器主要有：托盘天平、烧杯、玻

璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管等，步骤3：用0.0200mo//LKMn04溶液滴定步骤2所得溶液至终点，

高锯酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，需要盛放在酸式滴定管则，滴定过程中需要锥形瓶、

铁架台等，该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外，

需用下列仪器中的4、C、E、

故答案为:ACE-,

（3）高铳酸钾溶液为紫红色，步骤3滴定时不需要选择指示剂，反应终点判断为：加入最后一滴KMn/

溶液时，溶液变为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去，加入锌粉的目的是还原铁离子，将Fe3+还

原为Fe?+,反应的离子方程式：2Fe3++Zn=2n2++2/+,

故答案为：否；加入最后一滴KMTI。,溶液时，溶液变为浅紫红色，且30s内浅紫红色不褪去；2/^3++

Zn=2Fe2++Zn2+；

A.酸式滴定管要用标准液润洗，滴定管用蒸僧水洗涤后，立即装入标准液，标准液浓度减小，消耗

标准液体积增大，测定结果偏高，故A不符合；

B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，读取标准溶液体积增大，测定结果偏高，故B不

符合；

C.读取标准液体积时，滴定前平视读数，滴定后俯视读数，读取标准溶液体积减小，测定结果偏低，

故C符合；

故答案为：C；

（6）用0.0200nio〃LKMn04溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO,溶液匕m3滴定中MnQT被

还原成Mn2+。

重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200zno//LKMn04溶液为彩、V3mL,计算平均值，

实验2数值误差较大舍去，消耗体积U=2。。2；19.98a=20.00mL

铁元素守恒，高铳酸钾溶液滴定亚铁离子发生的反应为:

2++2+3+

5Fe+MnO*+8H=Mn+5Fe+4H2O

51

n0.0200mol/Lx0.0200L

n=0.002moZ,

250疝溶液中含铁元素物质的量=0.002mo/x鬻=0.02mol,Fe2(C2O4)3•血。物质的量=

O.Olmol,

5.20g草酸铁晶体摩尔质量=0黑袱=520g/mol,

八2«2。4)3“，2。=520,

x=8,

故答案为：8。

(1)草酸铁溶液中铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附悬浮杂质的作用；

(2)步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成25(hnL一定物质的量浓度的溶液，结合配制溶

液的步骤为：称量、溶解、转移、定容、摇匀等步骤选择需要的仪器，步骤3：用OSOOmol/LKMn/

溶液滴定步骤2所得溶液至终点，需要锥形瓶、滴定管等；

(3)高镒酸钾溶液为紫红色，滴入最后一滴溶液变为紫红色不变；加入锌粉的目的是还原铁离子；

(4)依据滴定误差分析的方法判断，误差可以归结为标准液的体积消耗变化分析误差，c(待测)=

C(标准)"(标准)

~•待测)~;

A.酸式滴定管要用标准液润洗；

B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失，读取标准溶液体积增大；

C.读取标准液体积时，滴定前平视读数，滴定后俯视读数，读取标准溶液体积减小；

(5)根据离子方程式计算，Mn。7氧化二价铁离子生成方3+,Mn。屋被还原为Mn2+,结合原子守恒和

电子守恒配平书写离子方程式，结合定量关系计算，n(Fe)=5n(MnOQ,可以计算n(Fe),然后可

以计算晶体中产02(。2。4)3物质的量，根计算摩尔质量得到x的值。

本题考查了物质性质的实验探究，实验方案的设计与分析计算，主要是滴定实验的过程分析和误差

分析，掌握基础是关键，题目难度中等。

9.答案：AS〉。高温412(%-y)催化剂不能改变物质的平衡转化率；750久时，反应相同时间，

a点对应的C“4的转化率低于使用I时C%的转化率温度升高，反应速率增大b>3>a0.054照

解析：解：(l)C”4(g)+“2。(9)UCO(g)+3H2(g)&H=+206kJ-mor1,该反应的4H>0,△S>

0,△G=△H-T△S,要使反应自发进行，高温时AGCO,故反应高温下自发进行，

故答案为：AS〉。：高温；

(2)①结合图1,转化为甲烷为(x-y)mo〃Lx2L=2(x-y)mol,且物质的量与热量成正比，由

C/(g)+”2。(。)CCO(g)+3H2S)AH=+2060可知,bnol甲烷完全反应吸收206©的

热量，平衡时转化的甲烷为2(x-y)mo/,共吸收412(x-y)k/的热量，

故答案为：412(x-y)；

②起始条件相同，保持温度为72(/2>匚)时，温度越高，达到平衡的时间越短，。“4(。)+“2。(。)=

CO(g)+3H2(。)△"=+2060•mor1,温度越高，平衡正向移动，甲烷的转化率会增大，故c(C%)

随时间的变化曲线

故答案为:

③团.催化剂不能改变物质的平衡转化率；75CTC时，反应相同时间，a点对应的C“4的转化率低于使

用I时C4的转化率，a点所处的状态不是化学平衡状态，

故答案为：催化剂不能改变物质的平衡转化率；750久时，反应相同时间，a点对应的C，4的转化率

低于使用I时的转化率；

团.相同催化剂时，升高温度平衡正向移动，转化率增大，温度c>b,C“4的转化率：c>b,

故答案为：温度升高，反应速率增大；

(3)①起始嘤管=Z=3,Z越小，说明甲烷相对越多，达到平衡时甲烷的含量越多，则b>3>a,

'n(CH4)

故答案为：b>3>a；

②X点时，Z=3,设甲烷的的起始物质的量为a,水蒸气为3a,甲烷的消耗量为x,结合三段式可以

得到：

。“4(9)+“2。(9)=。。(9)+3“2(9)(单位：山出)

起始量：a3ao0

转化量：XXX3%

平衡量：a-x3a-xx3%

a-x

X点时，甲烷的体积分数为10%,n(C%)x100%

10%,解得a=2x,平衡时混合气体的总物质的量=4a+2x=10x,平衡时甲烷的物质的量分数等

于品=0,，水蒸气的物质的量分数等于熊=0.5,一氧化碳的物质的量分数等于品=0」,

氢气的物质的分数为盛=03降=舞翳察=0.054P3

TTU-।尸oXU.J.X尸0XU.〉

故答案为：0.054片。

(l)C%(g)+，2。(。)=CO(g)+3H2(g)△修=+206kJ-mol-1,该反应的4W>0,AS>0,AG=

△H-TAS；

(2)①结合图1,转化为甲烷为(x—y)mo，/Lx2L=2(x—y)mo/,且物质的量与热量成正比，由

CH4(g)+H2O(g)CCO(g)+3H2(g)△H=+2Q6kJ-moL可知,lmol甲烷完全反应吸收206k/的

热量，平衡时转化的甲烷为2(x-y)m。/；

②起始条件相同，保持温度为72(72>A)时，温度越高，达到平衡的时间越短，。，4(。)+“2。(。):

CO(5)+3H2(5)△W=+206fc7-mol^,温度越高，平衡正向移动，甲烷的转化率会增大；

③团.催化剂不能改变物质的平衡转化率；

固相同催化剂时，升高温度平衡正向移动，转化率增大；

(3)①起始粽=Z=3,Z越小，说明甲烷相对越多，达到平衡时甲烷的含量越多；

②X点时，Z=3,设甲烷的的起始物质的量为Q,水蒸气为3a,甲烷的消耗量为心结合三段式可以

得至!I：

c44(g)+“20(g)=co(g)+3H2(g)(单位：血质)

起始量：a3a00

转化量：xxx3%

平衡量：a—x3a—xx3%

______________7l(C44)______________a-x

X点时，甲烷的体积分数为10%,卜(C”4)%=x100%=

n(CH4)+^(W2O)+n(CO)+n(H2)a-x+3a-x+x+3x

10%,解得a=2x,平衡时混合气体的总物质的量=4a+2x=lOx,平衡时甲烷的物质的量分数等

于我言=°,，水蒸气的物质的量分数等于急=05,一氧化碳的物质的量分数等于最=0.1,

氢气的物质的分数为广等=0.3»

4a+2x

本题考查了化学平衡的计算、化学平衡的影响因素，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、计算

能力和图象信息提取能力，充分考查了学生对化学平衡等原理的掌握情况，题目难度中等。

3+

10.答案：SiO22Fe+3CIO~+100H~=2FeOl~+3Cl~+5H2O当硫酸铁跟氢氧化钠的质量比

增大到一定程度时，过多的叫3+与NaOH反应生成Fe(0“)3，Fe(0H)3可以加速七叫。4的分解，从

而使七尸6。4的产率下降占a。4的溶解度小于Nc^FeOd的溶解度，增大K+浓度，促进QFeCU晶体析

出将Fe3+还原为Fe2+,使⑷3+转化为小(。“为沉淀，过滤除去々(。”为沉淀及未反应的Fec(Fe3+)

为1.6mo,•厂】左右时，反应速率更快、Fe3+的还原率更高114FeC03+O2-2Fe2O3+4CO2

解析：解：硫铁矿烧渣(含尸02。3、Fe3O4.42。3、Si。2等)用硫酸酸浸，Si。2不与硫酸反应，加入的

过氧化氢可以将Fe2+氧化为Fe3+,过滤分离，滤渣4的主要成分为Si。2，滤液4中含有硫酸铁、硫酸

铝、未反应的硫酸。滤液4加入NaC/。溶液和NaOH溶液，将Fe3+氧化为FeO：-、使4N+转化为⑷。》

合成中加入K。//溶液，利用了该温度下修尸e04溶解度对比的小而实现使Na2尸e()4转化为

仁戏。4而从溶液中析出。

滤液4中加入Fe粉，主要是将Fe3+还原为Fe2+,也与硫酸反应,再调节pH=6,使⑷3+转化为山(。“为

沉淀而除去，过滤分离，滤渣B主要含有4(0口)3、未反应的Fe,滤液B为硫酸亚铁溶液。向滤液B中

加入NHJCq析出尸eCO3，在空气中加热燃烧可得FezO3。

(1)滤渣4是不与硫酸反应的宜。2，

故答案为：SiO2；

(2)碱性条件下，C/O-将Fe3+氧化为FeO歹，自身被还原为C广，反应离子方程式为：2Fe3++3CIO~+

10OH-=2FeOl-+3Cl-+5H2O,

3+

故答案为：2Fe+3CIO-+10OH-=2FeO^~+3Cl-+5H2O；

(3)题给信息中FeO厂在强碱性溶液中稳定，但在Fe(O〃)3催化作用下会发生分解，由图象可知，当

质量比大于0.55时，过多的Fe3+与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3可以加速占%。4的分解，从

而使占跳。4的产率下降，

故答案为：当硫酸铁跟氢氧化钠的质量比增大到一定程度时，过多的Fe3+与NaOH反应生成Fe(0H)3,

Fe(OH)3可以加速QFeOq的分解，从而使《FeOq的产率下降；

(4)七八。4的溶解度小于可。2A。4的溶解度，增大K+浓度，促进/程。4晶体析出，

故答案为：七尸0。4的溶解度小于NczzFe。4的溶解度，增大K+浓度，促进七在内晶体析出；

(5)过程I将叫3+还原为尸e2+,使43+转化为山(0田3沉淀，过滤除去山(OH”沉淀及未反应的Fe：

由图可知，c(Fe3+)为左右时，反应速率更快、Fe3+的还原率更高，故选择稀释后c(Fe3+)

为1.6mo2"T左右,

故答案为：将Fe3+还原为Fe2+,使43+转化为々(。“为沉淀，过滤除去4(0H)3沉淀及未反应的Fe；

c(Fe3+)为1.67no＞『i左右时，反应速率更快、Fe3+的还原率更高；

(6)c(HCO£)=O.OOlmol•时溶液中Fe2+刚好沉淀完全,此时溶液中c(Fe2+)=1x10-5mol.L,

由(尸eCO3)=c(Fe2+)-c(COg)=3.1xIQ-^mol2-乙菖，可知溶液中c(C0g)=3.1x10-6mol.

L,由&(七。。3)=吗黯22=4.7x10-%可知c(H+)=SxlO-iimol/L,故pH=-lg凝x

C^nC)o.l0.1

10-11)«11,

故答案为：11;

(7)过程HI中Fee/在空气中加热得到?02。3,Fe元素被氧化，反应有氧气参与，同时还有CO2生成，

反应方程式为：4FeCO3+O2—2Fe2O3+4CO2.

故答案为：4FeCO3+O2—2Fe2O3+4CO2«

硫铁矿烧渣(含/^2。3、尸03。4、42。3、8。2等)用硫酸酸浸，SiQ不与硫酸反应，加入的过氧化氢可

以将尸e2+氧化为Fe3+,过滤分离，滤渣4的主要成分为母。2,滤液A中含有硫酸铁、硫酸铝、未反应

的硫酸；滤液4加入NaC，O溶液和NaOH溶液，将Fe3+氧化为FeO^、使鼻中转化为40厂合成中加

入KOH溶液，利用了该温度下KzFeCU溶解度对比Na2FeO4的小而实现使Na2/eO4转化为长2A。4而从

溶液中析出；

滤液A中加入Fe粉，主要是将Fe3+还原为*2+,也与硫酸反应，再调节pH=6,使43+转化为4(。“卜

沉淀而除去，过滤分离，滤渣B主要含有4(04)3、未反应的尸e,滤液8为硫酸亚铁溶液。向滤液B中

加入NH4HCO3析出叫。。3，在空气中加热煨烧可得「02。3。

(1)滤渣4是不与硫酸反应的二氧化硅；

(2)碱性条件下，SO-将Fe3+氧化为FeO广，自身被还原为C厂；

(3)题给信息中尸eO广在强碱性溶液中稳定，但在Fe(OH)3催化作用下会发生分解，质量比小于0.55是

碱过量，当质量比大于0.55时，过多的尸63+与他。，反应生成Fe(OH)3；

(4)利用溶解度不同，实现反应向溶解度更小的方向进行；

(5)过程I将Fe3+还原为Fe2+,使⑷3+转化为々(。“为沉淀而除去；c(Fe3+)为1.6mo,•厂1左右时，

反应速率更快、Fe3+的还原率更高；

(6)溶液中Fe2+刚好沉淀完全，溶液中c(Fe2+)=1x10-5mol-L,根据《p(FeC03)计算溶液中

c(C。g)，再根据碳酸的/=4.7x10-1】计算溶液中c(H+),可得溶液pH：

(7)过程HI中FeCO3在空气中加热得到尸02。3,Fe元素被氧化，反应有氧气参与，同时还有CO2生成。

本题物质制备工艺流程，注意分析流程中发生的反应、试剂的作用、混合物分离提纯等，试题综合

性强，侧重学生分析、计算与实验能力的考查，需要学生具备扎实的基础。

11.答案：4As的价电子排布为4s24P3,为半充满结构，较稳定，所以第一电离能数据比Se还大三

角锥形sp34sH3的相对分子质量大于P“3的相对分子质量，故As/分子间作用力大于P%分子间

作用力0>4s>Na4.2752FeAsS+5O2—Fe2O3+As2O3+2SO2

解析：解：(l)4s基态原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d】。4s24P3,4P轨道3个电子是未成

对电子；

第一电离能，同周期主族元素，随着原子序数的增加，呈现增大的趋势，但匕4族大于相邻主族元素，

是由于以1族元素的原子结构是半充满的，较稳定，因此第一电离能数据/(As)>/(Se)的原因是：4s

的价电子排布为4s24P3,为半充满结构，较稳定，所以第一电离能数据比Se还大，

故答案为：4；4s的价电子排布为4s24P3,为半充满结构，较稳定，所以第一电离能数据比Se还大；

(2)碑烷为As%，与N%结构类似，根据USEPR理论，中心4s原子的配位原子数为3,孤电子对数为

寸=1,则价电子对数为3+1=4,根据杂化轨道理论，中心4s原子为sp3杂化，由于存在一对

孤电子对，占据正四面体型的顶点，则碑烷的空间构型为三角锥形；

4sH3和P%形成的晶体均是分子晶体，其沸点受分子间作用力大小的影响，对于组成和结构相似的

物质，分子间作用力和其相对原子质量成正比，所以As%的沸点高于P/；

Na34so4的组成元素为Na、4s、0,一般情况下，同一周期从左向右电负性逐渐增大，同主族从上

到下电负性逐渐减小，金属元素的电负性较小，则电负性。〉N>As>Na,即。>4s>Na,

故答案为：三角锥形；sp3；As/的相对分子质量大于尸生的相对分子质量，故As%分子间作用力

大于P43分子间作用力；。>As>Na；

(3)立方晶胞中，顶点粒子占J,面心粒子占；晶胞内部粒子为整个晶胞所有，根据图示晶胞结构可

oN

知，一个晶胞中4s的个数为4,/n的个数为8x：+6x；=4=4,则晶体的化学式为"As,