2021年高考化学试卷全国乙卷

2021年全国统一高考化学试卷（乙卷）

1.（6分）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、

实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能

促进碳中和最直接有效的是（）

A.将重质油裂解为轻质油作为燃料

B.大规模开采可燃冰作为新能源

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇

2.（6分）在实验室采用如图装置制备气体，合理的是（）

化学试剂制备气体

A.（）

CaOH2+NH4ClNH3

B.MnCh+HCl（浓）Cl2

C.MnO2+KClO3O2

D.NaQ+H2sO4（浓）HC1

A.AB.BC.CD.D

3.（6分）下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是（）

22

A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：CO3'+CaSO4=CaCO3+SO4-

+3+

B.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO3—Fe+NOt+2H2O

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：A13++4OH=A1O2'+2H2O

D.氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2++S2-=CuSI

O

4.（6分）一种活性物质的结构简式为、OH,下列有关该物

质的叙述正确的是（）

A.能发生取代反应，不能发生加成反应

B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物

._、,——COOH

C.与H°互为同分异构体

D.Imol该物质与碳酸钠反应得44gCO2

5.（6分）我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类

似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大，最外层电子数之和为

15oX、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是（）

A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z

B.化合物XW中的化学键为离子键

C.Y单质的导电性能弱于Z单质的

D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸

6.（6分）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放

并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通

入一定的电流。下列叙述错误的是（）

.海水

阴极

A.阳极发生将海水中的C「氧化生成C12的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg（OH）2等积垢需要定期清理

7.（6分）HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c（M+）随C（H+）而变化，M卡不发

生水解。实验发现，298K时c2（M+）〜C（H+）为线性关系，如图中实线所示。下列叙

述错误的是（）

5

22.

"20.0

a17.

-15.5

。12.

京10.0

7.

,LO5

C

0

邑

U5

5.0

2.5

0101520253035404550556065

cCH+XXlO^molI；1)

A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0XI0-4mol*L-'

B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0X10-8

C.溶液pH=7时，c(M+)+c(H+)=c(A)+c(OH)

D.HA的电离常数Ka(HA)心2.0X10”

二、非选择题：共58分。第8~10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11-12题

为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。

8.（14分）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、AI2O3、MgO、CaO以及少

量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

即4）2$。4热水氨水

++、忐、出+

高钛炉渣川事一保港普町分步落淀一氢氧化物沉淀

尾气水浸渣手.①

中酸溶T水解fTiO,・xH、O

「TT

酸酸溶渣热水母港②

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1,0X10-5mol»L的3.24.711.113.8

PH

回答下列问题：

（1）“焙烧”中，TiC>2、SiC>2几乎不发生反应，AI2O3、MgO、CaO、Fe2C>3转化为相应

的硫酸盐。写出A12O3转化为NH4Al(S04)2的化学方程式»

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,

依次析出的金属离子是。

(3)“母液①”中Mg2+浓度为mol-L'c

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是。“酸溶渣”的成

分是、。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiC)2+水解析出TiO2・xH2O沉淀，该反应的离

子方程式是。

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得,循

环利用。

9.(14分)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。

通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：

I.将浓H2s04、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢

加入KMnO4粉末。塞好瓶口。

H.转至油浴中，35c搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馆水。升温至98C并保持1小时。

IH.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸储水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫

色变为土黄色。

IV.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

V.蒸储水洗涤沉淀。

VI.冷陈干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是、,仪器b的进水口是

(填字母)。

(2)步骤I中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是o

(3)步骤H中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是。

(4)步骤10中，H2O2的作用是(以离子方程式表示)。

(5)步骤IV中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO42一来判断。检测的方

法是o

(6)步骤V可用pH试纸检测来判断C「是否洗净，其理由是。

10.(15分)一氯化碘(IC1)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也

可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是IC1,从

而错过了一种新元素的发现。该元素是。

(2)氯钳酸银(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaC12、Pt和CI2，376.8C时平衡常数

Kp'=1.0X104Pa2«在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCk，抽真空后，通过一支管通入

碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8C,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8C平衡时，测

得烧瓶中压强为32.5kPa,则Pici=kPa,反应21cl(g)=02(g)+I2(g)的平

衡常数K=(列出计算式即可)。

(3)McMorris测定和计算了在136〜180℃范围内下列反应的平衡常数Kp：

2N0(g)+2IC1(g)W2NOC1(g)+I2(g)KPI

2NOC1(g)#2N0(g)+CI2(g)KP2

得到IgKpi〜」和lgKp2〜1均为线性关系，如图所示:

TT

2.152202252.302.352.402.452.50

ixlO3靖

T

①由图可知，NOC1分解为NO和C”反应的aH0（填“大于”或“小于”）。

②反应21cl（g）=C12（g）+I2（g）的长=（用KPI、KP2表示）；该反应的4H

0（填“大于”或“小于”），写出推理过程O

（4）Kistiakowsky曾研究了NOC1光化学分解反应，在一定频率（v）光的照射下机理为:

NOCl+hv—NOC1*

NOCI+NOCl*f2NO+C12

其中hv表示一个光子能量，NOC1*表示NOC1的激发态。可知，分解Imol的NOC1需要

吸收mol的光子。

（二）选考题：共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第

一题计分。［化学--选修3：物质结构与性质］（15分）

11.（15分）过渡金属元素铭（Cr）是不锈钢的重耍成分，在工农业生产和国防建设中有着

广泛应用。回答下列问题：

（1）对于基态Cr原子，下列叙述正确的是（填标号）。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为［Ar］3d54sl

B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

（2）三价倍离子能形成多种配位化合物。［Cr（NH3）3（H2O）2。声中提供电子对形成

配位键的原子是,中心离子的配位数为O

（3）［Cr（NH3）3（H2O）2。产+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应

的键角如图所示。

PH3中P的杂化类型是。NH3的沸点比PH3的，原因是。H20

的键角小于NH3的，分析原因。

（4）在金属材料中添加A1C"颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2

具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是原子。设Cr和A1原子半径

分别为rcr和S1，则金属原子空间占有率为%（列出计算表达式）。

［化学--选修5：有机化学基础］（15分）

12.卤沙哇仑W是一种抗失眠药物，在医药工业中的一种合成方法如图:

li、Ny/N.O

(ii)人+ACHf空/Xv+H2O

C2H50H

回答下列问题：

(1)A的化学名称是。

(2)写出反应③的化学方程式o

(3)D具有的官能团名称是。(不考虑苯环)

(4)反应④中，丫的结构简式为。

(5)反应⑤的反应类型是。

(6)C的同分异构体中，含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有种。

(7)写出W的结构简式。

2021年全国统一高考化学试卷（乙卷）

参考答案与试题解析

一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一

项是符合题目要求的。

1.（6分）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、

实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能

促进碳中和最直接有效的是（）

A.将重质油裂解为轻质油作为燃料

B.大规模开采可燃冰作为新能源

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇

【分析】A.将重质油裂解为轻质油作为燃料，根据质量守恒可知，燃烧后排放的CO2

的量并没有改变；

B.可燃冰的大量开采、使用，会释放出CO2；

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只是减少了SO2的排放；

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇，有助于CO2的减少。

【解答】解：A.将重质油裂解为轻质油作为燃料，实质是长链煌断裂为短链烧，燃烧后

排放的CO2的量并没有改变，故A错误；

B.可燃冰是甲烷的水合物，大量开采、使用，会释放出CO2,不利于碳中和，故B错

误；

C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，只是减少了SO2的排放，并没有减少CO2的排放,

故C错误；

D.研发催化剂将CO2还原为甲醇，有助于CO2的减少，对促进碳中和最直接有效，故

D正确。

故选：D。

【点评】本题主要考查学生对信息的理解能力，同时考查关于CO2的排放与处理问题，

也考查学生的环境保护意识，题目难度不大，但具有迷惑性，需要细心。

2.（6分）在实验室采用如图装置制备气体，合理的是（)

化学试剂制备气体

A.（）

CaOH2+NH4ClNH3

B.MnCh+HCl（浓）C12

C.MnO2+KClO302

D.NaQ+H2s04（浓）HC1

c.cD.D

【分析】结合图示发生装置特点可知，制取的气体需要加热，且反应物的状态必须为固

体，不能为浓盐酸或浓硫酸；气体收集方法为向上排空气法，说明制备的气体密度大于

空气，且不与空气反应，以此分析解答。

【解答】解：A.Ca（0H）2和NH4cl加热反应能够生成NH3,但NH3的密度比空气小,

应该用向下排空气法收集，图示收集方法不合理，故A错误；

B.HC1（浓）不能盛放在图示试管中，无法用图示装置制取C12,故B错误；

C.KC103在MnO2做催化剂时加热分解生成。2,。2的密度大于空气，可用向上排空气

法收集，图示装置合理，故C正确；

D.H2s04（浓）不能盛放在图示试管中，应盛放在分液漏斗中，无法用图示装置制取

HC1,故D错误；

故选：Co

【点评】本题考查常见气体的制备及收集方法，为2021年全国统一高考题，把握图示发

生装置、收集装置特点为解答关键，注意掌握常见气体的性质、制备原理、发生装置及

收集方法，试题侧重考查学生的化学实验能力，题目难度不大。

3.（6分）下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是（）

22

A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：CO3'+CaSO4—CaCO3+SO4-

+3+

B.过量铁粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO3=Fe+NOf+2H2O

3+

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：AI+4OH=A1O2+2H2O

D.氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2++S2-=CuSI

【分析】A.碳酸钙更难溶，实现了难溶物的转化；

B.铁粉过量，反应生成亚铁离子；

C.氢氧化钾少量，反应生成氢氧化铝沉淀；

D.硫化氢不能拆开。

2

【解答】解：A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙，离子方程式为：CO3+CaSO4-

2

CaCO3+SO4',故A正确；

B.过量铁粉加入稀硝酸中，反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，正确的离子方程式为：

+2+

3Fe+8H+2NO3'=3Fe+2NOt+4H2O,故B错误；

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液，反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾，正确的离子

方程式为：A13++3OH'=AI（OH）3I，故C错误；

D.氯化铜溶液中通入硫化氢，反应生成硫化铜沉淀和氯化氢，正确的离子方程式为：

2++

Cu+H2S—CuSI+2H,故D错误；

故选：A«

【点评】本题考查离子方程式的判断，为2021年全国高考题，题目难度不大，注意掌握

离子方程式的书写原则，明确离子方程式正误判断常用方法：检查反应物、生成物是否

正确，检查各物质拆分是否正确，如难溶物、弱电解质等需要保留化学式，检查是否符

合原化学方程式等.

O

11ax

4.（6分）一种活性物质的结构简式为、OH,下列有关该物

质的叙述正确的是（）

A.能发生取代反应，不能发生加成反应

B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物

,~、/——COOH

C.与H°互为同分异构体

D.Imol该物质与碳酸钠反应得44gCO2

【分析】A.含碳碳双键、-OH、-COOH；

B.与乙醇、乙酸的结构不同；

C.二者分子式相同、结构不同；

D.-COOH与碳酸氢钠反应生成气体，则-COOH与碳酸钠先转化生成碳酸氢钠。

【解答】解：A.含碳碳双键可发生加成反应，含-OH、-COOH可发生取代反应，故A

错误；

B.与乙醇、乙酸的结构不同，均不互为同系物关系，故B错误；

C.二者分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，故C正确；

D.只有-COOH与碳酸氢钠反应生成气体，则若碳酸钠足量，Imol该物质与碳酸钠反应

可能无CO2生成，故D错误；

故选：C.

【点评】本题考查有机物的结构与性质，为2021年湖南高考试题，把握官能团与性质、

有机反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意选项D为解答的难点，题目

难度不大。

5.（6分）我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类

似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大，最外层电子数之和为

15oX、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是（）

A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z

B.化合物XW中的化学键为离子键

C.Y单质的导电性能弱于Z单质的

D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸

【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15,X、

丫、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，设X的最外层电子数为a,W的最外层电

子数为b,Y、Z的最外层电子数分别为a+1、a+2,则a+a+l+a+2+b=15,即3a+b=12,

a=l时b=9（舍弃），a=2时b=6,a=3时b=3（舍弃），结合原子序数大小可知，W

为O,X为Mg,丫为ALZ为Si元素，以此分析解答。

【解答】解：结合分析可知，W为O,X为Mg,丫为ALZ为Si元素，

A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半

径大小顺序为X>Y>Z>W,故A错误；

B.XW为MgO,MgO为离子化合物，只含有离子键，故B正确；

C.A1为金属，属于导体，而Si单质为半导体材料，单质的导电性：Al>Si,即丫单质

的导电性能强于Z单质的，故C错误；

D.Z的氧化物的水化物为硅酸，非金属性Si<C,则酸性：硅酸〈碳酸，故D错误；

故选：B。

【点评】本题考查原子结构与元素周期律的应用，为2021年全国高考题，推断元素为解

答关键，注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析能

力及逻辑推理能力，题目难度不大。

6.(6分)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放

并降低冷却效率。为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通

入一定的电流。下列叙述错误的是()

、阴极

A.阳极发生将海水中的C1氧化生成C12的反应

B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO

C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气

D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理

【分析】海水通入管道后，形成电解池，海水作为电解液，依据提示，为排除排水管中

生物的附和，可以通过点解海水氯气，故阳极发生反应Cr-2e-=Cl2t,阴极发生反应

2H2O+2e=2OH+H2t,此时海水碱性增大，由于电解液存在于管道中，生成的氯气会

与碱性海水反应，生成次氯酸钠进而达到灭杀附着生物的效果，阴极生成的氢气应及时

通风安全地排入大气，依据分析可知阴极发生反应2以0+2-=201+1121,Mg(OH)

2等积垢在阴极表面形成，据此分析回答问题。

【解答】解：A.依据分析可知，阳极发生反应Cr-2鼠=。21，故A正确；

B.依据题意“排水管中生物的附和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率”可知，需要

生成次氯酸钠进而杀灭附着生物，故B正确；

C.阴极发生反应2H20+21=2OH+H2t,若不排除，氢气浓度过大易发生危险，应及

时通风稀释，故C正确；

D.依据分析可知阴极发生反应2H2。+2屋=205+142t,Mg(OH)2等积垢在阴极表面

形成，需要定期清理阴极表面，故D错误，

故选：D。

【点评】本题以教材电解食盐水为背景进行改编，考查了学生有关电解池原理，氯气性

质等内容，分析题意为解题关键，需要理解题中所给信息，其中分析次氯酸钠形成为本

题难点，考查范围较广，整体难度适中。

7.(6分)HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化，M卡不发

生水解。实验发现，298K时c2(M+)-c(H+)为线性关系，如图中实线所示。下列叙

述错误的是()

22.5

1

-Tr20.0

I17.5

EO

0M15.0

,oL

c12.5

e10.0

ur

7.5

5.0

2.5

0510152025303540-1550556065

c^)(lO^molE1)

A.溶液pH=4时，c(M+)<3.0X10-4moPL-1

B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0X10-8

C.溶液pH=7时，c(M+)+C(H+)=C(A)+c(OH)

D.HA的电离常数Ka(HA)22.0X10-4

【分析】A.由图可知，c(H+)=10X105moi/L=10-4mo[/L时，c2(M+)=7.5X10

8(mol,L1)2；

B.c(H+)=0时，溶液中OlT浓度比较大，A-水解被抑制，溶液中c(M+)(A),

则Ksp(MA)=c(M+)・c(A)=c2(M+)；

C.pH=7时，若等式成立，则c(M+)=C(A-),根据B中溶解度计算c2(M+),判

断对应溶液中c(H+),确定溶液pH是否等于7；

+

D.由HAUH++A"可知Ka=£^『)：/&),当c(AD=C(HA)时，Ka=c(H),

c(HA)

由物料守恒有：c(M+)=c(HA)+c(A'),则c(M+)=2c(A-),结合B选项中溶

解度计算可得c2(M+),再根据图象读出C(H+)。

【解答】解：A.pH=4时，c(H+)=10-4mol/L,由图可知此时c2(M+)=7.5X108

(mobL1)2,故c(M+)<3.0X10-4moPL-1,故A正确；

B.c(H+)=0时，溶液中OH-浓度比较大，A-水解被抑制，溶液中c(M+)gC(A),

则Ksp(MA)=c(M+)«c(A-)=c2(M+)=5.0X10-8,故B正确；

C.pH=7时，若等式成立，则c(M+)=C(A),由B中Ksp(MA)=c(M+)«c(A

')=5.0X10-8,则©2(M+)=5X10-8,由图可知此时溶液中C(H+)=0,溶液pHA

7,HA是一元弱酸，MA的饱和溶液中M+不发生水解，A一发生水解，其饱和溶液呈碱

性，且pH是确定的，当溶液pH=7时，需要外加酸调节，即还有其它阴离子存在，选

项不满足电荷守恒，故C错误；

+

D.由HA=H++A\可知Ka=c(H+)-c(A),当c(AD=C(HA)时，Ka=c(H),

c(HA)

由物料守恒有：c(M+)=C(HA)+c(AD,则c(M+)=2c(A-),由B中Ksp(MA)

=c(M+)*c(A-)=5.0X10则c(M+)xL(M+)=5.0X108,故c2(M+)=

2

10X10'8,由图可知此时c(H+)=20X105moi/L=2Xl()-4mo|/L,故Ka(HA)=c(H+)

=2.0X10-4,故D正确。

故选：Co

【点评】本题考查水溶液中离子平衡，题目侧重考查读图获取信息能力、学生分析能力、

灵活运用知识的能力，C选项为易错点，学生容易根据电荷守恒进行判断，而忽略需要

用酸调节溶液pH。

二、非选择题：共58分。第8~10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11-12题

为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：共43分。

8.(14分)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiCh、SiC>2、AI2O3、MgO>CaO以及少

量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

出4)2$。4热水氨水

高钛炉渣分步沉淀f氢氧化物沉淀

尾气水浸渣.液①

7酸溶T水解fTiO2.xH2O

「T；

酸酸溶渣热水母液②

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表

金属离子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1.0X10-5mol«L')的3.24.711.113.8

pH

回答下列问题:

(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，AI2O3、MgO、CaO、Fe2C>3转化为相应

的硫酸盐。写出AhOs转化为NH4AI(SO4)2的化学方程式AI2O3+4(NH4)

，户，晓

至。公人口人兀

2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,

依次析出的金属离子是Fe3+、A|3+、M£+。

(3)“母液①”中M/+浓度为1.0X106mol・L%

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是硫酸。“酸溶渣”的成分是二氧化

硅、硫酸钙。

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiC)2+水解析出TiO2・xH2O沉淀，该反应的离

子方程式是TiCp++(x+1)H2O====TiO2・xH2OI+2H+。

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得硫酸镂，循环利用。

【分析】高钛炉渣，主要成分有TiCh、SiO2>AI2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3加入

硫酸镂焙烧，TiO2、SiO2几乎不发生反应，AI2O3、MgO、CaO、FezCh转化为相应的硫

3+*2

酸盐，水浸后的滤液中含有NEU+、A1SMg2+、Fe3+、SO4',加氨水调节pH,分步沉

淀获得不同的氢氧化物，水浸渣为CaSO4、TiO2和SiO2的混合物，加酸后二氧化硅和硫

酸钙不与酸反应，为酸溶渣，溶液中含有TiC)2+,稀释后水解析出TiO2・xH2O,据此分析

回答问题。

【解答】解:(1)“焙烧”中，AI2O3转化为NH4Al(SO4)2，方程式为A12O3+4(NH4)

才当校j

2so4^2^=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t,

J代才大

故答案为：AI2O3+4(NH4)2sO4*丝=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t；

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出Fe3\45

AF+、Mg2+,

故答案为：Fe3+、Al3+,Mg2+；

K

(3)母液①的pH为11.6,故c(H+)=10-"-6mol/L,c(OH)=—JS—=102-4mol/L,

c(H+)

设母液①中镁离子浓度为x,依据图表数据可知，pH为11.1时，镁离子浓度为1.0X10

529295<24

-mol/L,Ksp(氢氧化镁)=10'mol/LX10'-mol/LXLOX10_mol/L=x10'-mol/L

X10'2-4mol/L,解得x=1.0X10'6moi/L,

故答案为：i.oxioR

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，故应使用难挥发，高沸点的硫酸，结合流程，酸溶渣

的成分为二氧化硅和硫酸钙，

故答案为：硫酸；二氧化硅和硫酸钙；

(5)依据提示，TiC>2+的水解过程的离子方程式为TiC)2++(i)AiQ2»xH2O

x+H2OT

I+2H+,

2++

故答案为：TiO+(x+1)H2OTiO2»xH2OI+2H：

(6)依据(1)可知，反应尾气为氨气，“母液①”含有大量的钱根离子，“母液②”含

有大量的硫酸根离子，混合并吸收尾气后获得硫酸镀，进而循环利用，

故答案为：硫酸钱.

【点评】本题以高钛炉渣的处理为背景，考查了学生有关物质分离提纯，沉淀溶解平衡，

盐类水解等内容，其中明确流程每一步为解题关键，需要学生有较强的理解分析能力，

注重基础考查，整体难度适中。

9.(14分)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。

通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：

I.将浓H2s04、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢

加入KMnCM粉末。塞好瓶口。

H.转至油浴中，35℃搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸偏水。升温至98℃并保持1小时。

IIL转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸储水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫

色变为土黄色。

IV.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。

V.蒸储水洗涤沉淀。

VI.冷陈干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。

回答下列问题：

(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是滴液漏斗、三颈烧瓶，仪器b的进水

口是d(填字母)。

(2)步骤I中，需分批缓慢加入KMnCM粉末并使用冰水浴，原因是降温并减慢反应

速率。

(3)步骤II中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是接近水的沸点，易产生大

量蒸气。

(4)步骤HI中，H2O2的作用是2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2++5C>2t+8H2O(以离子

方程式表示)。

(5)步骤IV中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在Sth?一来判断。检测的方

法是取最后一次洗涤液少量，用稀盐酸酸化，再滴加BaC”溶液，无白色沉淀生成，

说明洗涤液中不含有SO42一，反之则有。

(6)步骤V可用pH试纸检测来判断C「是否洗净，其理由是用pH测定最后一次洗涤

液pH=7时，溶液中无CZ沉淀洗涤干净。

【分析】(1)根据仪器的结构确定仪器名称；仪器b是冷凝管，冷却水流向与蒸气流向

相反应时冷却效果最好；

(2)冷水浴有降温作用，缓慢加入KMnCh粉末可控制反应速率；

(3)水的沸点是1()0℃,当温度达到98℃时产生大量蒸气；

(4)H2O2有还原性，能除去多余的KMnO4；

(5)检验SO42一常用盐酸酸化后，再滴加BaCb溶液，看是否有白色沉淀生成；

(6)步骤V用蒸储水洗涤沉淀时，最初洗涤液显酸性，可通过测定溶液pH来判断洗涤

是否干净。

【解答】解：(1)仪器a为滴液漏斗，仪器c是三颈烧瓶，仪器b中冷却水的流向是d

-e,即进水口为d,

故答案为：滴液漏斗；三颈烧瓶；d；

(2)c中加入KMnCM粉末后反应剧烈并放热，则使用冰水浴可降温，缓慢加入KMnCU

粉末可减慢反应速率，避免c中剧烈反应产生暴沸现象，

故答案为：降温并减慢反应速率；

(3)步骤H中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是当温度达到98℃时，使用热

水浴，接近水的沸点，易产生大量蒸气，烫伤人，不安全，

故答案为：接近水的沸点，易产生大量蒸气；

(4)H2O2有还原性，能除去多余的KMnCU，发生反应的离子方程式为2MnO4

+2+

+5H2O2+6H=2Mn+5O2t+8H2O,

故答案为：2MnOj+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2t+8H2O；

(5)洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在S04?一来判断，具体操作是取最后一

次洗涤液少量，用稀盐酸酸化，再滴加BaCh溶液，无白色沉淀生成，说明洗涤液中不

含有SO42,若有白色沉淀生成，则说明有SO42"

故答案为：取最后一次洗涤液少量，用稀盐酸酸化，再滴加BaCh溶液，无白色沉淀生

成，说明洗涤液中不含有scu2一,反之则有；

(6)步骤V可用pH试纸检测来判断C1是否洗净，原因是当测定最后一次洗涤液pH=

7时，溶液呈中性，说明洗涤干净，溶液中也没有C「，

故答案为：用pH测定最后一次洗涤液pH=7时•，溶液中无。一，沉淀洗涤干净。

【点评】本题考查物质的制备与实验设计，涉及混合物的分离与提纯、元素化合物性质

的应用和氧化还原反应理论，综合性较强，难度中等。

10.(15分)一氯化碘(ICD是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也

可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：

(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICL从

而错过了一种新元素的发现。该元素是Br。

(2)氯伯酸钢(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaC12、Pt和CI2,376.8℃时平衡常数

Kp'=1.0X104Pa2o在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCk，抽真空后，通过一支管通入

碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测

得烧瓶中压强为32.5kPa,则Pic尸24.8kPa,反应21cl(g)=C12(g)+I2(g)的平

衡常数K^_°-lX7-6_(列出计算式即可)。

(24.8)2

(3)McMorris测定和计算了在136〜180C范围内下列反应的平衡常数Kp：

2NO(g)+2IC1(g)W2N0C1(g)+I2(g)KPI

2NOC1(g)#2NO(g)+C12(g)KP2

得到IgKpi〜工和lgKp2〜工均为线性关系，如图所示：

TT

2.152202252.302.352.402.452.50

3/K-1

T

①由图可知，NOC1分解为NO和C12反应的4H大于0(填“大于”或“小于”)。

②反应21cl(g)=C12(g)+12(g)的K=KPI»KP2(用KPI、K"表示)；该反应的

△H大于0(填“大于”或"小于”)，写出推理过程令TI>T2,则IgK(Ti)-IgK

(T2)=1WKPI(TI”KP2(TI)-IMKPI(T2”KP2(T2)=1MKPI(TI)+lgKp2(TI)-IMKPI

(T2)-12KI>2(T2)=1WKP2(Ti)-lgKp2(T2)-RgKpi(T2)-IgKpi(T1)],由图

中信息可知，1RKP2随着温度的升高而增大，则1RKP2(TI)-lgKp2(T2)>0,IgKm随

着温度的升高而减小，贝ljIgKpi(T2)-ISKPI(Ti)>0,IgKpi〜』和亚KP2〜工均为线

TT

性关系，且代表亚KP2〜工曲线更陡，则1&KP2(Ti)-1&KP2(T2)>1&KPI(T2)-匝KPI

-T

(Ti),说明亚K(Ti)-IgK(T2)>0,则升高温度，K值变大，该反应为吸热反应，

△H大于0。

(4)Kistiakowsky曾研究了NOC1光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为:

NOCl+hv-NOCl*

NOC1+NOCI*-2NO+C12

其中hv表示一个光子能量，N0C1*表示N0C1的激发态。可知，分解Imol的NOC1需要

吸收0.5mol的光子。

【分析】(1)Br2为红棕色液体；

2

(2)BaPtCU(s)UBaCb(s)+Pt(s)+2C12(g),376.8℃时Kp'=P(Cl2)=1.0X

42

10Pa,说明P(Cl2)始终为O.lkPa,在376.8℃,碘蒸气初始压强为20.0始a。376.8℃

平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa,设4P(12)=xkPa,列化学平衡三段式得出x的

值，Pici=2xkPa；

(3)①由图可知，IgKpz随着温度的升高而增大，说明升高温度，平衡正向移动；

②I2NO(g)+2IC1(g)U2NOC1(g)+I2(g),II2NOC1(g)#2NO(g)+CI2(g)

根据盖斯定律I+II得21cl(g)=C12(g)+12(g);令TI>T2,根据图中信息,比较IgK

(Ti),IgK(T2)大小；

(4)根据反应机理可知，一半量的NOC1转化为NOC1*,另一半量的NOCI与NOC1*

转化为NO和02。

【解答】解：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，Bn为红棕色液体，则该元素

是Br,

故答案为：Br；

2

(2)BaPtCl6=BaC12+Pt+2c12t,376.8C时Kp'=P(Cl2)=1.0XlO,Pa2,说明