2024年河南省高考化学模拟试卷及答案

2024年河南省高考化学模拟试卷

一.选择题（共7小题，满分42分，每小题6分）

1.（6分）（2022•金水区校级一模）下列说法不正确的是（）

A.“结草为庐”所用的秸秆，经现代科技可转化为苯乙酸、苯乙烯等芳香姓

B.钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂

C.Na2s固体可用于除去废水中CJ：Hg"等重金属

D.《陶者》“陶尽门前土，屋上无片瓦。十指不沾泥，鳞鳞居大厦。”黏土烧制陶器中发

生了化学变化

2.（6分）（2022•九龙坡区校级模拟）离子反应在生产生活中有许多应用。下列离子方程式

不正确的是（）

A.用亚硫酸钠溶液吸收少量氯气：3so32-+C12+H2O=2HSO3-+2Q~+SO42-

2

B.用氢氧化钾吸收过量二氧化硫尾气：2OH+SO2=SO3+H2O

2+2

C.NaHCOs溶液中加入少量Ba（OH）2溶液:2HCO3+Ba+2OH-=BaCO3I+2H2O+CO3

D.向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸：S2O32+2H+=SI+SO2t+H2O

3.（6分）（2022•碑林区校级模拟）有机物R的结构如图所示，下列有关R的叙述正确的

是（）

CH=CH2

Z\—CH,—COOH

丁.

CH,OH

A.分子式为子1H10O3

B.遇氯化铁溶液显紫色

C.可以发生加成、氧化、酯化和缩聚反应

D.ImoIR与足量的Na反应，可生成标准状况下11.2LH2

4.（6分）（2022•金水区校级一模）下列实验现象与实验操作不匹配的是（）

选项实验操作实验现象

A向蔗糖中加入浓硫酸，并将蔗糖变黑，膨胀，黑水褪色，

产生的气体通过足量浪水有气泡冒出

B将少量硼酸滴入Na2c03溶有气泡产生

液中

C向盛有FeCh溶液的试管中溶液由黄色变为浅绿色

滴加浓的维生素C溶液

DMg和盐酸反应，将温度计水镁条逐渐溶解，产生气泡，

银球插入反应液中温度计水银柱迅速，升

A.AB.BC.CD.D

5.（6分）（2022•新疆二模）分子TCCA（如图所示）是一种高效的消毒漂白剂。W、X、

Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素•，Y核外最外层电子数是电

子层数的3倍。下列叙述正确的是（）

y

z

A.分子所有原子均满足8电子稳定结构

B.原子半径大小顺序：X<Y<Z

C.氧化物的水化物酸性：Z>X>W

D.简单气态氢化物的热稳定性：W>X>Y

6.（6分）（2022•金水区校级一模）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为

电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，卜列说法正确的是（）

+

B.HS-在硫氧化菌作用下转化为SO4?.的反应是:HS+4H2O-8e=SO?'+9H

C.该电池在高温下进行效率更高

D.若该电池有0.4mol电子转移.则有0.45moIH+通过脑子交换膜质子交换

7.(6分)(2022•漳州模拟)用0.1moPL1NaOH标准溶液滴定20mL等浓度的三元酸WA,

得到pH与V(NaOH)>lgX|X=第存?或空?或当的关系分别如图】、图2

Z

C(〃3A)C(H2A~)C(HA~)

所示。下列说法错误的是()

A.曲线曲表示pH与&的变化关系

B.由图1知中和Na2HA溶液时，未出现pH突跃

C.当体系中溶液的pH=9时，；黑_；"8

D.当滴入20mLNaOH溶液时，c(Na+)>c(H2A)>c(H+)>c(HA2')>c(OH

)

二.实验题(共1小题，满分14分，每小题14分)

8.(14分)(2022•洛阳二模)[Co(NH3)6]C13(三氯六氨合钻)是一种重要的化工产品,

常用于合成其它C。(III)配合物。以卜.是一种制备三氯六家合钻的实验方法，回答下列

问题：

I.氯化钻的制备

已知氯化估(CoC12)易潮解，Co(III)的氧化性强于C12,可用高熔点金属钻与氯气反

应制取。实验室提供下列装置进行组合(连接用橡胶管省略)：

(1)盛放碱石灰的仪器名称是；用图中的装置组合制备氯化钻，连接顺序为：A

(2)装置A产生氯气的化学方程式为

(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为，“沉铁”后的滤液经处理后可返I可

工序循环利用。

(4)“燃烧”制备LiFePO4过程中，Li2c03和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比

为o

(5)以Li4Ti50i2和LiFePCU作电极组成电池，充电时发生.反应：Li4Ti5Oi2+LiFePO4=

Li4+xTi5Oi2+Lii-xFePOi(0<x<l),阳极的电极反应式为。

(6)从废旧LiFcPCU电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极，测得浸

取液中c(Li+)=4moI-L,,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2c03沉淀，若沉

淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中CO32-的浓度为

［已知Ksp(Li2co3)=L6X103,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和］。

10.(15分)(2022•昆都仑区校级一模)“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污

染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。

(1)已知：2NO(g)+02(g)—2NO2(g)AHi=-II4kJ-mor'

C(s)+O2(g)—CO2(g)AH2=-393.5kJ・moL

N2(g)+02(g)=2N0(g)△H3=+181kJ*mor,

若某反应的平衡常数表达式为K="叱*华2),请写出此反应的热化学方程式。

/(77。2)

(2)T℃时，存在如下平衡：2NO2(g)UN2O4(g).该反应正逆反应速率与NO2、N2O4

的浓度关系为：v1E=kiEc2(NO2),V逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数)，且Igv正〜

Ige(NO2)与Igv遂〜Ige(N2O4)的关系如图1所示,

例

>A

里

协

悟

照

H回

4唱

8

一

逆

「反应时间

】gC(N02)或2«M。4)2t

图1图2

0T℃时，该反应的平衡常数K=。

②T℃时，往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得C(N2O4)为l.Omol/L,则平衡时

NO2的物质的量分数为(以分数表示)。平衡后丫正=o(用含a的表达式

表示)

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为：C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)o

向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件，其

反应过程如图2所示。

①则t2时刻改变的条件为o

②tl时刻的V逆______t2时刻的v正。(填或“=”)

(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+C02(g)=C0(NHz)2(s)+H2O(g)

△H<0o下列说法正确的是(双选)。

A.及时分离出生成的尿素，有利于NH3的转化率增大

B.反应达到平衡后，混合气体的密度不再发生改变

C.反应在任何温度下都能自发进行

D.当尿素的质量不变忖，说明反应达到平衡

II.(15分)(2022•龙岩模拟)铜及其化合物有广步的用途。回答下列问题：

(1)同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有种。

(2)往CuSOa中逐滴加入氨水至沉淀恰好溶解，将，亥溶液冷却结晶，得到蓝色晶体。

①该晶体中各元素电负性由大到小顺序为;

②该晶体中不存在的作用力为o

A.离子键

B.氢键

C.金属键

D.。键

E.范德华力

F.配位键

③已知NH3分子中键角为107°,则上述晶体中氮氢之间的键角107°(填选项

标号)。

A.大于

B.小于

C.等于

D.无法确定

(3)已知铜的某些化合物的熔点如右表所示：三者熔点出现差异的原因是：o

CuOCuSCuSe

熔点（°C）1326220387

（4）澳化亚铜（CuBr）常用作有机合成原料和反应催化剂，其晶胞结构如图所示。已知

①、②号铜原子坐标分数依次为（0,0,0）、0）,则③号溟原子的坐标分数

为;设CuBr的密度为dg・cm?M（CuBr）=agmol1,NA为阿伏加德罗常

数，则Cu原子与Br原子的核间距离为cm:用含a、d、NA的代数式表示）。

12.（15分）（2022•九龙坡区校级模拟）某研究小组以乙二酸二乙酯和氯芾为主要原料，按

如图路线合成药物笨巴本妥。

COOC:II5

C-------------——►--------D

C|0H|2O2C2H5ONaC10H8O5

CH4N2O

—H+/HO

已知：©R-CNt2R-COOH

oooo

C2HWa

②R—C—ORi♦CH}—C—()R:^R—C—CIb—C—OR2

O

II&

③R-C-COOHTR-COOH+CO

请回答：

（1）写出化合物的结构简式：A；G

(2)C中官能团的名称为oE-F的反应类型是。

(3)写出F与G反应的化学方程式：。

(4)同时符合下列条件的B的同分异构体有种。

①红外光谱表明分子中含有・OH及苯环结构；

②能发生银镜反应。

(5)设计以CH3cH20H为原料制备CH3coeH2coOCH2cH3的合成路线(用流程图表

示；无机试剂任选)：。

2024年河南省高考化学模拟试卷

参考答案与试题解析

一.选择题（共7小题，满分42分，每小题6分）

1.（6分）（2022•金水区校级一模）下列说法不正确的是（）

A.“结草为庐”所用的桔秆，经现代科技可转化为苯乙酸、苯乙烯等芳香燃

B.钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂

C.Na2s固体可用于除去废水中Cu2+.Hg2+等重金属

D.《陶者》“陶尽门前土，屋上无片瓦。十指不沾泥，鳞鳞居大厦。”黏土烧制陶器中发

生了化学变化

【考点】碱金属的性质；物理变化与化学变化的区别与联系.

【专题】金属概论与碱元素.

【分析】A.苯乙酸含O兀素；

B.钠钾合金熔点低，可作原子反应堆的导热剂；

C.硫离子能够与铜离子，汞离子反应生成沉淀；

D.有新物质生成的变化为化学变化。

【解答】解：A.苯乙酸含O元素，为含氧衍生物，苯乙烯属于芳香烧，故A错误；

B.钠钾合金熔点低，通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂，故B正确；

C.硫离子能够与铜离子,汞离子反应生成沉淀，所以用Na2s作沉淀剂，除去废水中Cu2+>

Hg?+等重金属离子，故C正确；

D.黏土烧制陶器的过程中生成了新的物质发生了化学变化，故D正确；

故选：Ao

【点评】本题考杳了物质变化、物质组成、物质的性质应用等知识点，掌握基础是解题

关键，题目难度不大。

2.（6分）（2022•九龙坡区校级模拟）离子反应在生产生活中有许多应用。下列离子方程式

不正确的是（）

A.用亚硫酸钠溶液吸收少量氯气：3so32-+C12+H2O=2HSO3-+2C「+SO42-

B.用氢氧化钾吸收过量二氧化硫尾气：2OH+SO2=SO32+H2O

C.NaHCO3溶液中加入少量Ba（OH）2溶液：2HCO3+Ba2++2OFT=BaCO3I+2H2O+CO32

D.向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸：S2O32+2H+=SI+SO2t+H2O

【考点】离子方程式的书写.

【专题】离子反应专题.

【分析】A.氯气少量，只氧化部分亚硫酸根离子；

B.二氧化硫过最反应生成亚硫酸氢钠；

C,氢氧化钢少量反应生成碳酸钢、碳酸钠和水；

D.酸性环境下硫代硫酸根离子反应生成硫单质和二氧化硫、水。

2

【解答】解：A.用亚硫酸钠溶液吸收少量氯气，离子方程式为：3SO3+Cl2+H2O=2HSO3

+2C1+SO42',故A正确;

B.用氢氧化钾吸收过量二氧化硫尾气，离子方程式为：OH+SO2=HSO3,故B错误：

2+

C.NaHCQ溶液中加入少量Ba（OH）2溶液,离子方程式为:2HCO3-+Ba+2OH-=

RaCO?I+2H2O+CO32，故C正确：

D.向硫代硫酸钠溶液中滴加稀硫酸，离子方程式为：S2O32*+2H+=SI+S02f+H2O,

故D正确；

故选:Bo

【点评】本题考查离子方程式的判断，为高考的高频题，题FI难度不大，注意掌握离子

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。

3.（6分）（2022•碑林区校级模拟）有机物R的结构如图所示，下列有关R的叙述正确的

是（）

CHKH,

H,—COOH

CH.OH

分子式为CiiHioO?

B.遇氯化铁溶液显紫色

可以发生加成、氧化、酯化和缩聚反应

ImolR与足量的Na反应，可生成标准状况下11.2LH2

【考点】有机物的结构和性质.

【专题】令机物的化学性质及推断.

【分析】A.根据结构简式确定分子式；

B.酚羟基遇到氯化铁显紫色；

C.该分子中含有醉羟基、按基、碳碳双键和苯环，具有醉、竣酸、烯烽和苯的性质：

D.羟基和竣基都可以和金属钠反应生成氢气。

【解答】解：A.分子式为CuH12O3,故A错误；

B.酚羟基遇到氯化铁显紫色，该物质不含酚羟基，故遇到氯化铁不变紫色，故B错误；

C.含有苯环和碳碳双键，能发生加成反应，含有羟基能发生氧化反应和酯化反应，含有

羟基和竣基，能发生缩聚反应，故C正确；

D.羟基和竣基都可以和金属钠反应生成氢气，所以Imol该物质与钠反应生成Imol氢

气，如果是在标况下，生成气体体积为22.4L,故D错误；

故选：Co

【点评】本撅考杳有机物结构和性质，侧重考杳基砒知识的掌握和灵活应用酢力，明确

官能团及其性质关系是解本题关键，D为解答易错点，注意：气体体积计算时要明确温

度和压强，题目难度不大。

4.（6分）（2022•金水区校级一模）下列实验现象与实验操作不匹配的是（）

选项实验操作实验现象

A向蔗糖中加入浓硫酸，并将蔗糖变黑，膨胀，浪水褪色，

产生的气体通过足量淡水有气泡冒出

B将少量硼酸滴入Na2c03溶有气泡产生

液中

C向盛有FeC13溶液的试管中溶液由黄色变为浅绿色

滴加浓的维生素C溶液

DMg和盐酸反应，将温度计水镁条逐渐溶解，产生气泡，

银球插入反应液中温度计水银柱迅速上升

A.AB.BC.CD.D

【考点】化学实验方案的评价.

【专题】实验评价题.

【分析】A.浓硫酸使蔗糖脱水后，C与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，二氧化

硫与滨水发生氧化还原反应；

B.碳酸的酸性大于硼酸的酸性，则少量硼酸滴入Na2c03溶液中不发生反应；

C维生素C可还原铁离子；

D.金属与酸的反应放热。

【解答】解：A.蔗糖和浓硫酸反应产生了C02和SO2,S02可以被漠水吸收，使澳水褪

色，CO2与汰水不反应，故会有气泡冒出，故A正确；

B.碳酸的酸性强于硼酸，将少量硼酸滴入Na2c03溶液中无现象，故B错误；

C.维生素C具有还原性，能将三价铁离子还原为二价铁离子，溶液由黄色变为浅绿色，

故C正确；

D.活泼金属和酸的反应属于放热反应，故镁和盐酸反应的现象为镁条逐渐溶解，产生气

泡，温度计水银柱迅速上升，故D正确；

故选:Bo

【点评】本撅考杳化学实验方案的评价，为高频考点，杷握物质的性质、反应与现象、

实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考杳，注意实验的评价性分析，题目难

度不大。

5.（6分）（2022•新疆二模）分子TCCA（如图所示）是一种高效的消毒漂白剂。W、X、

Y、Z是分属两个不同短周期且原子序数依次递增的主族元素，Y核外最外层电子数是电

子层数的3倍。下列叙述正确的是（）

Y

丫,kx又Y

I

Z

A.分子所有原子均满足8电子稳定结构

B.原子半径大小顺序：X<Y<Z

C.氧化物的水化物酸性：z>x>w

D.简单气态氢化物的热稳定性：W>X>Y

【考点】原子结构与元素周期律的关系.

【专题】元素周期律与元素周期表专题.

【分析】Y核外最外层电子数是电子层数的3倍，Y不能位于第一、第三周期，若Y位

于第二周期，最外层电子数为6,Y为0；W、X、Y、Z是分属两个不同短周期且原子

序数依次递增的主族元素，由分子结构可知W形成4个共价键，X形成3个共价键，则

W为C、X为N；Z应位于第三周期，只能形成1个共价键，Z为Q,以此来解答，

【解答】解：由上述分析可知，W为C、X为N、Y为0、Z为C1,

A.由最外层电子数十成键数均等于8可知，所有原子均满足8电子稳定结构，故A正确；

B.同周期从左向右原子半径减小，同主族从上到下原子半径增大，则原子半径大小顺序：

YVXVZ,故B错误；

C.最高价氧化物的水化物酸性：Z>X>W,不是最高价含氧酸不能确定，故C错误；

D.非金属性越强，对应氢化物越稳定，则简单气态氢化物的热稳定性：WVXVY,故D

错误；

故选：Ao

【点评】本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握原子结构、化学键来推断

元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不

大。

6.（6分）（2022•金水区校级一模）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为

电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是（）

B.HS-在硫氧化菌作用下转化为SO4?-的反应是：HS+4H2O-8e=SO42*+9H+

C.该电池在高温下进行效率更高

D.若该电池有0.4mol电子转移，则有0.45molH+通过质子交换膜质子交换

【考点】化学电源新型电池.

【专题】电化学专题.

【分析】由图可知，硫酸盐还原菌可将有机物氧化为二氧化碳，而硫氧化菌可将HS-氧

化为SCU2一,所以两种菌类的存在，循环把有机物氧化成CO2并放出电子，负极a上HS

.在硫氧化菌作用下转化为SO42,发生失电子的氧化反应，负极反应式是HS+4H2O-

8e=SO42'+9H+,正极b上02发生得电子的还原反应，正极反应式为4H*+O2+4e-=

2H20,原电池工作时，溶液中的阳离子移向正极、阴离子移向负极，电子由负极经过导

线流向正极，据此分析解答。

【解答】解：A.由图中H+移动方向可知，a极为负极、b极为正极，原电池工作时电子

由负极经过导线流向正极，即电子从a流出，经外电路流向b,故A错误：

B.负极上HS.在硫氧化菌作用下转化为SO42",失电子发生氧化反应，电极反应式是

HS+4H2O-8e=SO?+9H+,故B正确；

C.高温条件下微生物会变性而死亡，该电池不能正常工作，故C错误；

D.电子和氢离子均带1个单位的电荷，若该电池有0.4mol电子转移，则有0.4molH+通

过质子交换膜，故D错误；

故选：Bo

【点评】本题考查原电池工作原理以及应用，为高频考点，把握原电池工作原理和知识

的讦移应用是•解题的关键，试题侧重分析能力和运用能力的考杳，注意结合电解质的酹

碱性书写电极反应式，题目难度中等。

7.(6分)(2022•漳州模拟)用0.1mol・L“NaOH标准溶液滴定20mL等浓度的三元酸H3A,

得到pH与V(NaOH)>lgX|X=4喧?或空?或当工］的关系分别如图1、图2

Z

C(〃3月)C(H2A~)C(HA~)

所示。下列说法错误的是()

A.曲线山表示pH与g二丁二的变化关系

B.由图1知中和Na2HA溶液时，未出现pH突跃

C(HA2~}

C.当体系中溶液的pH=9时，/力_；=1.8

D.当滴入20mLNaOH溶液时，c(Na+)>c(H2A)>c(H+)>c(HA2')>c(OH

)

【考点】酸碱混合时的定性判断及有关pH的计算.

【专题】电离平衡与溶液的pH专题.

［分析】将NaOH溶液滴入H3A溶液中，发生反应依次为:①H3A+NaOH=NaH2A+H2。、

②NaH2A+NaOH=Na2HA+H2。、@Na2HA+NaOH=NasA+H2O,二者浓度均为().1mol・

L「，三元酸H3A溶液体积为20mL,则反应①、②、③完全对应NaOH溶液体积分别为

20mL、40mL、60mL；

其心一)

A.加入NaOH过程中，pH增大，当lg=0时，直线对应pH最大;

C(HA2-)

B.中不口Na2HA为反应③，NaOH溶液体积从40mL到60mL,从图中分析40mLNaOH

溶液加入时，溶液碱性已经很强;

C.曲线II表示pH与避匕二的变化关系，根据图知，pH=l()时，lgX=2.8,则

I：；)-；=1*,K2=就;彳xc(H+)=10,0X102'8=10'7-2,结合平衡常数计算当

C(H/42~)

pH=9时

c(.H2A-y

D.当加入20mLNaOH溶液时，溶质为NahhA,从图1看溶液显酸性，则H2A的电离

程度大于H2A-的水解程度。

【解答】解：A.加入NaOH过程中，pH增大，当怆京宕=°时’直线对应PH最大，

C(A3~^

根据图知，曲线n【表示pH与ig嬴言的变化关系，故A正确；

B.中和Na2HA为反应③，NaOH溶液体积从40mL至lj60mL,加入40mLNaOH溶液

时，溶液碱性己经很强，当60mLNaOH溶液加入时，根据图知，未出现pH突跃，故B

正确；

C.曲线n表示pH与1g,“一、的变化关系,根据图知，pH=IO时，lgX=2.8,则

C^HA2=>02-8,K2=XC(H+)=10,oxIO28=1(),7-2,当pH=9时，即c(H+)

CHA

C(H2A~)\2)

=#‘黯"霁="故c错曲

D.当加入20mLNaOH溶液时，溶质为NaH2A,从图1看溶液显酸性，则H2A一的电离

程度大于H2A的水解程度，但其电离和水解程度都较小，钠离子不水解，所以离子浓度

大小顺序为c(Na+)>c(H2A-)>C(H+)>C(HA2-)>c(OH-),故D正确；

故选：Co

【点评】本题考查酸碱混合溶液定性判断，侧重考查图象分析判断及计算能力，明确曲

线与微粒关系、平衡常数的计算方法等知识点是解本题关键，C选项为解答难点，题目

难度中等。

二.实验题（共1小题，满分14分，每小题14分）

8.（14分）（2022•洛阳二模）［Co（NH3）6JC13（三氯六氨合钻）是一种重要的化工产品,

常用于合成其它C。（III）配合物。以下是一种制备三氯六氨合钻的实验方法，回答下列

问题：

I.氯化钻的制备

已知氯化钻（CoC12）易潮解，Co（III）的氧化性强于C12,可用高熔点金属钻与氯气反

应制取。实验室提供下列装置进行组合（连接用橡胶管省略）：

（1）盛放碱石灰的仪涕名称是球形干燥管；用图中的装置组合制备氯化钻，连接顺

序为：A-D-C-E-Bo

（2）装置A产生氯气的化学方程式为2KMnO4+l6HCl=2MnC12+5Cl2t+8H2O。

（3）用正确的连接装置进行实验，D的作用是一除云氯气中混杂的氯化氢.

II.三氯六氨合钻晶体的制备

COG2

NH4CI[Co(XH3k]Cb晶体

(髓色)

舌性炭源液

（4）“氧化”应控温在6（TC进行，控温方式可采取水浴加热。“操作X”包括冷却结

晶、过滤，并依次用少量冷的稀盐酸和无水乙醇对晶体进行洗涤，无水乙醇洗涤的目的

是减少产品损失。

（5）制备［Co（NH3）6］C13总反应的化学方程式为

活性炭

2coeI2+2NH4CI+H2O2+1ONH3—：—21co(NH326ICI3+2H2O°反应中活性炭的作用是

L。（填标号）

a.脱色剂

b.氧化剂

C.还原剂

d.催化剂

【考点】制备实验方案的设计.

【专题】制备实验综合.

【分析】I.装置A为制备氯气的发生装置，利用高镭酸钾与浓盐酸反应制备氯气，其中

制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气，应依次通过饱和食盐水和浓硫酸除杂，纯净的氯气

进入装置E中与钻反应生成氯化钻，装置E外接碱石灰(B),防止空气成分干扰实验：

H.分析流程可知氯化钻与氯化铁加水溶解，得到溶液加入浓氨水和活性炭，加入过氧化

氢，需要水浴加热保持温度60℃反应得到含[C。(NH3)6产离子和活性炭的浑浊液，趁

热过滤去除活性炭，得到的[Co(NH3)6]C13溶液中加入浓HC1,过滤得到[Co(NH3)

6]C13晶体，浓盐酸有利于[C。(NH3)6]。3析出，最终获得产品，据此分析回答问题。

【解答】解：(1)装置B为球形干燥管，根据I中的分析，为何获取干燥的氯气，实验

装置的连接顺序应该为A-*D-*C-*E-*B,

故答案为：球形干燥管；D-C-E-B；

(2)装置A利用高锌酸钾与浓盐酸反应制备氯气，化学方程式为：2KMnO4+16HCl=

2MnCl2+5C12t+8H2O,

故答案为：2KMnO4+16HCl=2MnC12+5C12t+8H2O；

(3)由于生成的氯气中混有氯化氢气体，故装置D的作用为除去氯气中混杂的氯化氢，

故答案为：除去氯气中混杂的氯化氢；

(4)恒温60℃,可以采取水浴加热的方式，产物易溶于水，使用乙醇洗涤，可以减少产

品的损失，

故答案为：水浴加热；减少产品损失；

(5)根据题意，在氨气和氯化铉存在条件下，以活性炭为催化剂，用双氧水氧化CoC12

溶液来制备[Co(NH3)61CI3,反应的化学方程式为

活性炭

2COCI2+2NH4CI+H2O2+10NH3-----2[Co(NH3)6]C13+2H2O,其中活性炭作为催化剂，

d项正确，

活性炭

故答案为：2coeI2+2NH4CI+H2O2+IONH3—：—2[Co(NH3)6]C13+2H2O；d.

【点评】本题以[Co(NH3)6]C13(三氯六氨合结)的制备为背景，考食了学生有关氧化

还原反应，物质分离提纯，实验装置评价等内容，考查范围较广，难度适中。

三.解答题（共4小题，满分59分）

9.（14分）（2022•金水区校级一模）以钛铁矿（主要成分为FeO-TiO2,还含有MgO、CaO、

Si02等杂质）为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂（Li4Ti50l2）和磷酸亚铁锂

（LiFePO4）的工艺流程如图:

!LO;

」溶钛11端TW-no.廿

4孽4FePO,T噂-LFcPO,

J，H,PJO4。Li«,CO9cKC,O.

回答下列问题:

222

（1）“溶浸”后溶液中的金属阳离子主要包括Mg\TiocrFe\Ca^o“滤淞”经

加热水解后转化为富钛渣（钛元素主要以TiO2-2H2O形式存在），写出上述转变的离子

△

方程式：TiOCl++3H20—TiO2・2H2OI+2*。，

（2）“溶钛”过程反应温度不能太高，其原因是双黛水和氨水都会因温度过高分解。

（3）“沉铁”步骤反应的化学方程式为2FeC12+H2O2+2H3Po4=2FeP04I

+4HC1+2H20，“沉铁”后的滤液经处理后可•返回溶浸工序循环利用。

（4）“煨烧”制备LiFcPO4过程中，Li2c03和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为1：

1O

（5）以Li4Ti5Oi2和LiFePCM作电极组成电池，充电时发生反应:Li4Ti5Oi2+LiFePO4=

Li4+xTi50i2+Lii.XFCP04（0<X<1）,阳极的电极反应式为LiFePCM-xe-=Li-

xFePCM+xLi-。

（6）从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePCM电极，测得浸

取液中c（Li+）=4mol・L，加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2c03沉淀，若沉

淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中C03?-的浓度为Q04

mol・L「［已知Ksp（Li2co3）=l.6X10"3,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和］。

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

【专题】无机实验综合.

【分析】钛铁矿（主要成分为FeOTiCh,还含有MgO、CaO、Si02等杂质）和足量祐酸

反应后，其中SiO2和盐酸不反应，其它成分转化为盐酸盐，过滤后的滤液中含有溶于水

的盐酸盐，加热过程中，TiOCl+水解生成TiO2・2H2O沉淀，过滤得到含有TiO2・2H?O的

富钛渣，加入双氧水、氨水后得到过氧钛化合物，燃烧后得到TiS,然后和Li2c03反应

得到Li4Ti5O⑵富铁液加入双氧水和磷酸后，Fe2+转化为FeP04沉淀，然后和Li2co3、

H2C2O4高温•煨烧生成LiFeP04,据此分析解答。

【解答】怖(1)钛铁?T的成分中只有Si02与盐酸是不反应的，Fe0*Ti02,MgO、CaO

与盐酸反应后产生的花离子有Mg2+、TiOCl\Fe2\Ca2+等。TiOC「水解成TiO2・2H2。

△

+

的离子方程式是TiOCr+3H2O—TiO?•2H2OI+2H+cr,

△

故答案为:Fe?+、Ca2+；TiOCl++3H2O—TiO2-2H2OI+2H++C1-；

(2)“溶钛”过程反应温度不能太高，其原因是加入的双氧水和氨水都会因温度过高分

解，

故答案为：双氧水和氨水都会因温度过高分解；

(3)由流程图可知，H2O2为氧化剂，H3P04为沉淀剂，则“沉铁”步骤反应的化学方

程式为2FeC12+H2O2+2H3Po4=2FePCUI+4HCI+2H20,根据流程图，生成的盐酸可返回

溶浸工序循环使用，

故答案为：2FeC12+H2O2+2H3Po4=2FePO4I+4HC1+2H2O；溶浸：

(4)结合分析可知，FePCU与Li2c03和H2c2。4高温燃烧生成LiFePCM,则反应的化学

高温

方程式是2FePO4+Li2cO3+H2c2O4^2LiFePO4+3CO2t+H2O,结合方程式可知Li2c03

和H2c204的理论投入量的物质的量之比为1：1,

故答案为：1：1;

(5)充电时，阳极反生氧化反应，根据充电时发生的反应Li4Ti5Oi2+LiFePO4=

Li4+xTi5Oi2+Lii-xFePO4(0<x<l),LiFePO4生成Lii-xFePCU的过程中发生氧化反应，

+

则阳极电极反应式为LiFePCU-xe'=Lii.xFeP04+xLi,

-+

故答案为：LiFeP04-xe=Lii-xFeP04+xLi；

(6)浸取液中c(Li+)=4mol-L1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li*转化为Li2c03沉淀，

若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,设浸取液的体积为VL,则可知沉淀后

4(10%)P2+2

的c(Li+)=~^=0.2mol*L',,KsP(Li2cO3)=c(Li)c(CO3)=1.6X

IO'3,M0.2X0.2Xc(CO32)=1.6X10\故剩余c(CO32")=0.04moPL'1,

故答案为：(HMmolLl

【点评】本题考查物质的制备实验方案设计，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学

生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案

设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用，难度中等。

10.(15分)(2022•昆都仑区校级一模)“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污

染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。

(1)已知：2NO(g)+02(g)—2NO2(g)AHi=-IHkJ-mol'1

C(s)+02(g)=CO?(g)AH2=-393.5kJ・mol”

N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+181kJ,mol1

若某反应的平衡常数表达式为K="酰*2),请写出此反应的热化学方程式2C(S)

z

c(JVO2)

+2N5(g)=N2(g)+2CO2(g)△HL-854kJTrol1。

(2)TC时，存在如下平衡：2NO2(g)UN2O4(g)o该反应正逆反应速率与NO2、N2O4

的浓度关系为：v正=k正＜?(NO),v逆=ki2c(N2O4)(k正、k逆是速率常数)，且Igv正〜

Ige(NO2)与Igv逆〜Ige(N2O4)的关系如图1所示,

例

愠

H

4

8

一

正

「2反应时间t

】gc(N02)或lgc(N2%)

图1图2

①rc时，该反应的平衡常数K=100。

②T℃时，往刚性容相中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为l.Omol/L,则平衡时

NO2的物质的量分数为―看―(以分数表示)。平衡后v正=4。(用含a的表达式

表示)

(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)o

向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件，其

反应过程如图2所示。

①则t2时刻改变的条件为向密闭容器中加入NO,

②口时刻的v逆Vt2时刻的v正。(填"V”或“=”)

(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)

△H<0o下列说法正确的是一BD(双选)。

A.及时分离出生成的尿素，有利于NH3的转化率增大

B.反应达到平衡后，混合气体的密度不再发生改变

C.反应在任何温度下都能自发进行

D.当尿素的质量不变时，说明反应达到平衡

【考点】化学平衡的计算；热化学方程式；化学平衡的影响因素.

【专题】化学反应中的能量变化；化学平衡专题.

【分析】⑴根据盖斯定律将反应②X2-①-③得反应：2C(s)+2NO2(g)=N2(g)

+2CO?(g)/\H.则△HMZ/XHZ-/\Hi-/\H3,求出AH.即可得到热化学方程式：

(2)①由化学方程式可知，v正的斜率更大一些，从而得出Igv正=2+2,Igv逆=2,则Igv

正=lgk正+21gc(NO2)=a+2,v正=10也+2>,]gv逆=]gk道+lgc(NO2)=怆1<逆=2,k逆=

10a,则TC时，该反应达到平衡时，ViE=v逆，即kiEC?(NO2)=k)sc(N2O4),则平

衡常数长=镖麒=[，将代数式带入计算即可；

2

C(NO2)k逆

②Te时，往刚性容器中充入xmol/LNO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,列出三段

式，解出平衡时NO2的物质的量浓度，进一步计算出NO2的物质的量分数及平衡后的v

正；

(3)①因为恒压容器中，改变条件的瞬间，逆反应速率减小，但平衡正向移动，达新平

衡后，逆反应速率与原平衡相同，即可得出12时刻改变的条件；

②由①分析可知，12时刻充入的是NO,反应物浓度增大，正反应速率增大；

(4)A.改变固态物质的量，化学平衡不移动；

B.反应体系中由固态物质时，若混合气体的密度不再发生改变，反应达到平衡状态；

C.根据△$<(),及△H-TVXSVO可知，反应在低温下才能自发进行；

D.固态物质的质量不变时，反应达到平衡状态。

【解答】解：(1)根据原子守恒及平衡常数K的表达式可知，将反应②X2-①-③得反

应：2c(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g)AH,则△H=24H2-aHi-4以=2

X(-393.5kJ・mo|7)-(-lURJ-mol-1)-(+I81kj-mol'1)=-854kJ・mol1则

有2c(s)+2NO?(g)=Nz(g)+2CO2(g)AHi=-854k「mo「l

故答案为：2c(s)+2NO2(g)=Nz(g)+2CO?(g)AHi=-854kJ*mol''：

(2)①由化学方程式可知，v正的斜率更大一些，从而得出Igv正=2+2,Igvj£=a,则Igv

正=lgk正+21gc(NO2)=a+2,v正=10a+2),igv逆=lgk逆+lgc(NO?)=怆1＜逆=@,kjg=

1(尸，则TC时，该反应达到平衡时，v正=丫逆，即k底2(NO2)=kuc(N2O4),则平

衡常数2犒=9零9

故答案为：100；

②rc时，往刚性容器中充入xmol/LNO2,平衡后测得c（N2O4）为LOmol/L,则有三段

式:

2NO2(g)=N2O41g)

起始量(mol/L