2020年全国统一高考化学试卷(新课标ⅰ)(含解析版)

2020年全国统一高考化学试卷（新课标I）

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）国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出，乙醛、75%乙醉、含氯消毒

剂、过氧乙酸（CH3coOOH）、氯仿等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品，下列说

法错误的是（）

A.CH3cH20H能与水互溶

B.NaClO通过氧化灭活病毒

C.过氧乙酸相对分子质量为76

D.氯仿的化学名称是四氯化碳

2.（6分）紫花前胡醇（）可从中药材当归和白芷中提取得到，能

提高人体免疫力。有关该化合物，下列叙述错误的是（）

A.分子式为Cl4Hl4。4

B.不能使酸性重辂酸钾溶液变色

C.能够发生水解反应

D.能够发生消去反应生成双键

3.（6分）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是（）

气体（杂质）方法

A.SO2(H2S)通过酸性高镒酸钾溶液

B.C12(HC1)通过饱和的食盐水

C.N2(02)通过灼热的铜丝网

D.NO(NO2)通过氢氧化钠溶液

A.AB.BC.CD.D

4.（6分）钱的配合物离子（Rh（CO）比「可催化甲醇埃基化，反应过程如图所示。下列

叙述错误的是（)

A.CH3coi是反应中间体

B.甲醇埃基化反应为CH3OH+CO—CH3co2H

C.反应过程中Rh的成键数目保持不变

D.存在反应CH3OH+HIYH3I+H2O

5.（6分）1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用a粒子（即氢核：He）轰击金属原子：X,

汐4e

得到核素乎八丫，开创了人造放射性核素的先河:2%Y+n其中元素X、Y的

最外层电子数之和为8.卜・列叙述正确的是（）

A.野的相对原子质量为26

B.X、丫均可形成三氯化物

C.X的原子半径小于Y的

D.丫仅有一种含氧酸

6.（6分）科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金

属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境

和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（）

双极隔膜

A.放电时，负极反应为Zn-2e+4OH——Zn(OH)42'

B.放电时，ImolCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

C.充电时，电池总反应为2Zn(OH)42=2Zn+O2t+4OH+2H2O

D.充电时，正极溶液中OFT浓度升高

7.(6分)以酚酰为指示剂，用0.1000mol・L।的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元

酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数6随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图

所示。［比如A?的分布系数：8(A2")=----------岂项------J

-2-

C(H2A)+C(HA)+C(A)

下列叙述正确的是()

A.曲线①代表8(H2A),曲线②代表6(HA)

B.H2A溶液的浓度为0.2000mol・L1

C.HA-的电离常数Ka=1.0Xl()-2

D.滴定终点时，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA)

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)锐具有广泛用途。黏土机矿中，机以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、

镁的铝硅酸盐，以及SiOz、Fe3O4.采用以下工艺流程可由黏土钢矿制备NH4V03。

MnO:通渣①遽液②滤渣③总渣④速液⑤

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子Fe3>Fe2+Al3+Mn2+

开始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列问题：

(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是O

(2)“酸浸氧化”中，V0•和VO?+被氧化成VO2+,同时还有离子被氧化。写出

V0+转化为VO2+反应的离子方程式。

⑶“中和沉淀”中，帆水解并沉淀为V2O5・XH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2\

Na\,以及部分的o

(4)“沉淀转溶”中，V2O5・xH2O转化为机酸盐溶解。滤渣③的主要成分是O

(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是。

(6)“沉钢”中析出NH4V03晶体时，需要加入过量NH4。，其原因是.

(1)由FeSO4・7H2O固体配制0.10mol・L”FeS04溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、

(从下列图中选择，写出名称)。

(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发

生化学反应,并且电迁移率(iT)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择作

为电解质。

阳离子u~XlO8/(m^s'W1)阴离子u=X108/(m2*sLV'1)

Li+4.07HCO34.61

Na+5.19NO37.40

Ca2+6.59Cl7.91

K+7.62SO428.27

(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入电极

溶液中。

(4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol・LL石墨电极

上未见Fe析出。可知，石震电极溶液中c(Fe2+)=。

(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为,铁电极反应式

为。因此，验证Fez十氧化性小十,还原性小十o

(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeS04溶液中加入几滴Fe2(S04)3溶液，将铁

电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是o

10.(14分)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催

化氧化：SO2(g)+Ao2(g)机催化剂SC3(g)Z\H=-981・010「1.问答下列问题：

2

(1)钢催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO:(g)反应生成VOSO4

(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:

反应过程

trc

图⑶图(b)

(2)当SO2S)、02(e)和N2起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%

时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率a随温度的变化如图(b)

所示。反应在5.0MPa、550C时的a=,判断的依据是。影响a的因素

有o

(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%02(g)和q%N2(g)的气体通入

反应器，在温度t.压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为a,则SO3压强

为,平衡常数Kp=(以分压表示，分压=总压X物质的量分数)。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k1)08(1-na)式

中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；a为SO2平衡转化率，a'为某时刻SO2

转化率，n为常数。在屋=0.90时，将一系列温度下的k、a值代入上述速率方程，得

到v〜I曲线，如图(c)所示。

10

420460500540580

r/℃

图(c)

曲线上V最大值所对应温度称为该屋下反应的最适宜温度tm.tVtm时，V逐渐提高；t

>tm后，V逐渐下降。原因是«

(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)Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的

卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

(1)基态Fe2i与Fe3'离子中未成对的电子数之比为。

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(It)如表所示。Il(Li)>Ii(Na),原因

是。Il(Be)>11(B)>Ii(Li),原因是。

11/(kJ・moL)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根离子的空间构型为，其中P的价层电子对数为、杂化轨道类

型为O

（4）LiFePO4的晶胞结构示意图如（a）所示.其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和

正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数

有个。

(a)LiFePO4(b)Li1.xFePO4(c)FePO4

电池充电时，LiFePCU脱出部分Li\形成Lii-xFePO4,结构示意图如（b）所示，则x

=,n（Fe2+）：n（Fe3+）=。

［化学--选修5：有机化学基础］（15分）

12.有机碱，例如二甲基胺（：NH）、苯胺（0岫）、毗咤（《））等，在有机

合成中应用很普遍，目前“有机超强碱”的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱F

的合成路线:

已知如下信息:

C1

X

①…乙第芸

②bCl+RNFbNaUH.

--2HC1

③苯胺与甲基毗咤互为芳香同分异构体

回答下列问题：

(1)A的化学名称为<

(2)由B生成C的化学方程式为o

(3)C中所含官能团的名称为o

(4)由C生成D的反应类型为o

(5)D的结构简式为<

(6)E的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面

积之比为6：2：2：1的有种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为。

2020年全国统一高考化学试卷（新课标I）

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）国家卫健委公布的新型冠状病毒肺炎诊疗方案指出，乙醛、75%乙醇、含氯消毒

剂、过氯乙酸（CH3coOOH）、氯仿等均可有效灭活病毒。对于上述化学药品，下列说

法错误的是（）

A.CH3cH20H能与水互溶

B.NaQO通过氧化灭活病毒

C.过氯乙酸相对分子质量为76

D.氯仿的化学名称是四氯化碳

【分析】A.CH3cH20H与水分子间能形成氢键，并且都是极性分子；

B.NaClO具有强氧化性；

C.过氧乙酸的结构简式为CH3co00H；

D.氯仿的化学名称是三氯甲烷。

【解答】解：A.CH3cH20H与水分子间能形成氢键，并且都是极性分子，所以CH3cH20H

能与水以任意比互溶，故A正确：

B.NaClO具有强氧化性，通过氧化能灭活病毒，故B正确；

C.过氯乙酸的结构简式为CH3coOOH,相对分子质量为12X2+4+16X3=76,故C正

确；

D.氯仿的化学名称是三氯甲烷，不是四氯化碳，故D错误；

故选：D。

【点评】本题结合时事热点考查化学问题，平时要注意积累，题目难度不大。

toy

2.（6分）紫花前胡醇（HO八八）可从中药材当归和白芷中提取得到，能

提高人体免疫力。有关该化合物，下列叙述错误的是（）

A.分子式为CMHMCM

B.不能使酸性重辂酸钾溶液变色

C.能够发生水解反应

D.能够发生消去反应生成双键

【分析】A、分子中14个碳原子，不饱和度为8；

B、分子中含有碳碳双键和羟基直接相连碳上有氢原子；

C、分子中含有酯基，能发生水解；

D、与-OH相连的C的邻位C上有一种H可发生消去反应；

【解答】解：A、分子的不饱和度为8,则氢原子个数为：14X2+2-8X2=14,四个氧

原子，所以分子式为：Cl4Hl4。4,故A正确；

B、分子中含有碳碳双键和羟基直接相连碳上有氢原子,所以能使酸性重铝酸钾溶液变色,

故B错误；

C、分子中含有能发生水解酯基，则紫花前胡醇能水解，故C正确；

D、与-OH相连的C的邻位C上有一种H可发生消去反应，生成双键，故D正确；

故选：Bo

【点评】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点，把握醇消去反应的结构特点为解

答的关键，侧重醉性质的考查，题目难度不大。

3.（6分）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是（）

气体（杂质）方法

A.SO2(H2S)通过酸性高钵

酸钾溶液

B.C12(HC1)通过饱和的食

盐水

C.N2(02)通过灼热的铜

丝网

D.NO(NO2)通过氢氧化钠

溶液

A.AB.BC.CD.D

【分析】除杂的原则是不引入新的杂质，不减少要提纯的物质，操作简单，绿色环保。

A.SO2具有还原性，易被酸性高钵酸钾溶液氧化为硫酸；

B.饱和食盐水可以减少氯气的溶解量；

C.N2(02)利用化学性质的差异，铜与氧气反应,；

D.2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O>NO为不成盐氧化物，

【解答】解：A.SO2被酸性高钵酸钾溶液氧化为硫酸，故A错误；

B.C12(HC1)利用溶解性的差异，除去HCL故B正确；

C.N2(02)利用化学性质的差异，铜与氧气反应，不与氮气反应，达到除杂目的，故C

正确；

D.NO2可以与NaOH发生反应：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO与NaOH溶

液不能发生反应；尽管NO可以与NO2一同跟NaOH发生反应：NO+NO2+2NaOH—

2NaNO3+H2O,但由于杂质的含量一般较少，所以也不会对NO的量产生较大的影响，

故D正确；

故选：Ao

【点评】本题考查了气体除杂质，要掌握各物质的性质，难度不大，注重基础。

4.(6分)钱的配合物离子(Rh(CO)2I2「可催化甲醇瑛基化，反应过程如图所示。下列

叙述错误的是()

A.CH3coi是反应中间体

B.甲醇镁基化反应为CH3OH+CO=CH3co2H

C.反应过程中Rh的成键数目保持不变

D.存在反应CH30H+HI—CH3I+H2O

【分析】A、由图可知，佬的配合物离子(Rh(CO)2I2「生成CH3COLCH3coi继续

与H20反应生成HI和CH3cSH；

B、由图可知发生的反应依次为；®CHaOH+HI—CH3I+H2O,②

HI+CH3CO2H,6个反应依次发生;

C、由图可以看出Rh的成键数目由4-6-5-6-4变化;

D、由B分析及图中箭头方向判断出此步反应。

【解答】解：A、由图可知，错的配合物离子(Rh(CO)2I2「生成CH3coI,CH3COI

继续与H2O反应生成HI和CH3cO2H,所以CH3coi是反应中间体，故A正确；

B、由图可知发生的反应依次为：①CH3OH+HI—CH3I+H2O,②+CH3l=

HI+CH3CO2H,6个反应依次发生，6个反应方程式相加和，消去中间产物得出总反应：

CHaOH+CO—CH3CO2H,故B正确；

C、由图可以看出Rh的成键数目由4变为6再变为5再变为6再变为4,依次循环，故

C错误；

D、由B分析，按照箭头方向可知：CH30H和HI反应生成CH3I和H2O,反应方程式为:

即CH3OH+HI-CH3I+H2O,故D正确；

故选：Co

【点评】本题考查学生对有机化学基础的理解和掌握，题目难度中等，掌握反应类型、

化学反应原理等，明确由化学反应是解题关键。同时也考查了学生阅读题目获取新信息

的能力，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力。

5.（6分）1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用a粒子（即家核卯e）轰击金属原子;X,

得到核素我了，开创了人造放射性核素的先河：？X+'He-抑加其中元素X、丫的

Z+2Z2Z+20

最外层电子数之和为8.下列叙述正确的是（）

A.警的相对原子质量为26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半径小于丫的

D.丫仅有一种含氧酸

【分析】由;X+jHe-羿之丫+机及质量守恒可知，W=30+l-4=27,X、丫的最外层电

子数之和为8,X的最外层电子数为掾=3,金属原子1X的质量数为27、且位于HIA

族，Z=13符合题意，则X为A1：丫的最外层电子数为8・3=5,质子数为13+2=15,

丫为P,以此来解答。

【解答】解：由上述分析可知X为Al、Y为P,

A.W为27,X原子的相对原子质量为27,故A错误；

B.X、丫可形成三氯化物分别为A1C13、PC13,故B正确；

C.同周期从左向右原子半径减小，则X的原子半径大于Y的半径，故C错误；

D.丫的含氧酸有磷酸、偏磷酸等，故D错误；

故选：Bo

【点评】本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握最外层电子数、质量守恒

来推断元素为解答的关键，同时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）科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金

属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境

和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（）

放电

--♦充电

A.放电时,负极反应为Zn-2e+4OH--Zn(OH)42'

B.放电时,lmolCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

2

C.充电时,电池总反应为2Zn(OH)4—2Zn+O2t+4OH+2H2O

D.充电时，正极溶液中OH.浓度升高

【分析】电极为金属锌放电时，由图示知负极反应为Zn-2e+40H—Zn(OH)42',

温室气体C02被转化为储氢物质甲酸为还原反应，充电时阳极生成氧气，阴极发生还原

反应生成锌，据此答题。

【解答】解：A.放电时，金属锌做负极生成Zn(OH)42\负极反应为Zn・2e+40H

-Zn(OH)42>故A正确；

B.放电时，CO2中碳的化合价为+4价，HCOOH中碳的化合价+2,ImolCO2转化为

HCOOH,降低2价，转移的电子数为2m01,故B正确；

C.充电时，阳极电极反应：2H2O-4e=4H++O2f,阴极反应：Zn(OH)42'—Zn-

2e+40H',电池总反应为2Zn(OH)42'-2Zn+O2t+40H+2H2O,故C正确；

D.充电时，阳极(原电池的正极)电极反应：2H2O-4/=4H++O2t,溶液中H+浓度

增大，溶液中c(H+)・c(OH)=Kw,温度不变时，Kw不变，因此溶液中OFT浓度降

低，故D错误；

故选：D。

【点评】本题考查原电池原理、电解池原理、电极方程式的书写、离子电子的转移等知

识点，是高频考点，难度中等，注重基础。

7.(6分)以酚儆为指示剂，用O.lOOOmokL”的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元

酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数6随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图

所示。[比如A?的分布系数：6(A2')=----------------------------------—]

-

C(H2A)+C(HA)+C(A^)

A.曲线①代表b(H2A),曲线②代表6(HA)

B.H2A溶液的浓度为0.2000mol・L/i

C.HA的电离常数Ka=LOXIO」

D.滴定终点时，溶液中c(Na+)<2c(A2)+c(HA)

【分析】A、曲线①一直在减小，曲线②在一直增加，且两者相加等于1；

B、溶液的pH发生突变时，滴有酚酰;的溶液发生颜色变化，到达滴定终点，即NaOH和

H2A恰好完全反应；

C、HA.的电离常数Ka=c(H)c(A_1；

c(HA-)

D、滴定终点时6(HA)=0,溶液中的电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=2c(A2-)+c

(OH)。

【解答】解：A、在卡加NaOH溶液时，曲线①的分布系数与曲线②的分布系数之和等

于1,且5曲线①一直在减小，曲线②在一直增加；说明H2A第一步完全电离，第二步

+2+

存在电离平衡，即H2A=HA+H,HA>iA+H,曲线①代表6(HA)；当加入用

O.lOOOmol-L-1的NaOH溶液40.00mL滴定后，发生NaHA+NaOH=NazA+H2O，HA-的

分布系数减小，A2的分布系数在增大，且曲线②在一直在增加，在滴定终点后与③重

合，所以曲线②代表6(A2'),故A错误；

B、当加入40.00mLNaOH溶液时，溶液的pH发生突变，到达滴定终点，说明NaOH和

H2A恰好完全反应，根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H20,n(NaOH)=2n(H2A),c

(H2A)=0,几乂4°mL=o.]000moi/L,故B错误；

2X20.00mL

C、由于H2A第一步完全电离，则HA-的起始浓度为O.IOOOmol/L,根据图象，当VNaOH

=0时，HA-的分布系数为0.9,溶液的pH=l,A2-的分布系数为0.1,则HA-的电离平

衡常数能_C(A2-)・C(H+)_0.QOOmol/LXO.1义0.1000mol/L故c

c(HA-)0.1000mol/LX0.9

正确；

D、用酚酬作指示剂，酚猷变色的pH范围为8.2〜10,终点时溶液呈碱性，c(OIT)>

c(H+),溶液中的电荷守恒，c(H+)+c(Na+)=2c(A2')+c(OH)+c(HA),则

c(Na+)>2c(A2-)+c(HA),故D错误；

故选：Co

【点评】本题考查学生对酸碱混合时的定性判断和pH的理解和掌握，以及阅读题目获取

新信息能力等，熟练掌握电离平衡、水解平衡的的影响原理等，需要学生具备扎实的基

础与综合运用知识、信息分析解决问题能力，题目难度中等。明确曲线①②③是解题关

键。

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)帆具有广泛用途。黏土帆矿中，帆以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、

镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4.采用以下工艺流程可由黏土钢矿制备NH4Vo3。

MnO：遽渣①遽液②滤渣③速渣④谑液⑤

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子Fe3"Fe2+Al3+Mn2+

开始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列问题：

(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是加快酸浸和氧化反应速率。

(2)“酸浸氧化”中，VO+和\，。2+被氧化成V6+,同时还有上二离子被氧化。写出

VO*转化为VO2+反应的离子方程式VO++2H++MnO2=VO2++M/+H2O。

(3)“中和沉淀”中，钿水解并沉淀为V2O5・XH2O,随漉液②可除去金属离子K+、Mg2+、

Na+、Mn2+,以及部分的Ap+和及3+。

(4)“沉淀转溶”中，V2O5・xH2O转化为锐酸盐溶解。滤渣③的主要成分是Fe(OH)

3—0

(5)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是HCl+NaAl(OH)4=A1

(OH)3I+NaCl+H2O。

(6)“沉钮”中析出NH4V03晶体时，需要加入过量NH4cL其原因是一利用同离子效

应，促进NH4V03尽可能析出完全°

【分析】黏土钮矿中，帆以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以

及SiO2、Fe3O4,加入稀硫酸，使Fe3O4生成Fe3+和Fe?+；加入Mr。氧化还原性的Fe?+

成Fe?>；V0+和V02+成VO2+,SiO2和硅酸盐与酸生成的硅酸成为滤渣①，滤液①含有：

Fe3+>VO2+、K+、Mg2+、NatMn2+>Al3+；滤液①加入NaOH溶液至pH=3.0〜3.1,

3+

中和过量的硫酸并沉淀Fe,使锐水解并沉淀为V2O5-XH2O,得滤饼②，除去滤液

②Mi?+、K+、Mg2+、Na+及部分Fe3+、Al3+；滤饼②加入过量NaOH溶液至pH>13,

沉淀转溶得滤液③，滤液③含有V2O5*XH2O生成VO3-和溶于碱的Al(0H)3生成的

Al(0H)4'；滤渣③为Fe(OH)3,漉液③加入盐酸调pH,Al(OH);生成Al(OH)

3即滤渣④：滤液④含有VO3、加入NH4CI沉钮的产物：NH4V03：和滤液⑤NaCl溶

液；

(1)升高温度，反应速率加快；

(2)加入氧化性物质可除去具有还原性的离子；依据电子转移守恒和元素守恒写出离子

方程式；

(3)根据某些离子沉淀的pH,找出相应沉淀的离子；

(4)Fe3+溶液呈强碱性时转化为Fe(OH)3；

(5)加入酸沉淀离子AI(OH)4-生成Al(OH)3；

(6)NH4cl溶于水电离出NH4+,根据沉淀溶解平衡原理，利用等离子效应。

【解答】解：(1)温度升高反应速率加快；加快酸浸氧化的反应速率，

故答案为：加快酸浸和氧化反应速率；

(2)加入氧化剂MnO2,除了氧化具有还原性的V0+和VO2+,还可以氧化还原性的Fe2+

为Fe3+；以便后面步骤一次性的除去Fe元素；酸浸氧化VO*转化为VO2+,根据电荷守

恒和电子转移守恒得出：在酸性条件下，+3价的矶化合价升高2生成+5价，MnO2中+4

价的钵化合价降低2生成+2价，所以反应的离子方程式为：VO++2H++MnO2=

VO2++Mn2++H2O,

2++++2+

故答案为：Fe?VO+2H+MnO2=VO2+Mn+H2O5

(3)“中和沉淀”中，滤液①加入NaOH溶液至pH=3.0〜3.1,中和过量的硫酸并沉淀

Fe3+和Al3+,使钮水解并沉淀为V2O5*xH2O,得滤饼②，除去滤液②Mi?+、K\Mg2+>

Na+及部分Fe3+、Al3+,

故答案为：M/+、Fe3+ffiAl3+：

(4)滤液①加入NaOH溶液至pH=3.0〜3.1,中和过量的硫酸并沉淀Fe3+,使帆水解

并沉淀为V2O5・XH2O,得滤饼②，

故答案为：Fe(OH)3；

(5)滤液③含有V2O5・xH2O生成VO3-和溶于碱的Al(OH)3生成的Al(OH)4；

滤液③加入盐酸调pH,Al(OH)4-生成Al(OH)3即滤渣④；化学方程式为：HCl+NaAl

(OH)4=A1(OH)3I+NaCl+H2O,

故答案为：HCl+NaAl(OH)4=Al(OH)3I+NaCl+H2O；

+

(6)“沉机"中析出NH4V03晶体时，NH4V03沉淀溶解平衡方程式为：NH4(aq)+VO3

+

一(aq)=NH4V03(s),需要加入过量NH4C1,NH4CI溶于水电离出NH4,增大clNFU*),

利用同离子效应，促进NH4V03尽可能析出完全。

故答案为：利用同离子效应，促进NH4V03尽可能析出完全。

【点评】本题考查学生对化学实验的理解和掌握，题目难度中等，掌握每步的除杂和分

离目的等，明确由工艺流程写出相应反应是解题关键。同时考查学生阅读题目获取新信

息的能力，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力。

(1)由FeSO4・7H2O固体配制0.10mol・LiFeSCM溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、

托盘天平、烧杯、量筒(从下列图中选择，写出名称)。

o

（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发

生化学反应，并且电迁移率（U00）应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择KC1

作为电解质。

阳离子iTxiO*/(m2*s)•V阴离子u0°X108/(n?・s1•V

-1)■1)

Li+4.07HCO34.61

Na+5.19NO37.40

Ca2+6.59Cl7.91

K+7.62SO?8.27

（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入。1电极

溶液中。

（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe2+）增加了0.02mol-L石墨电极

上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c（Fe2+）=0.09mol/L。

（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为上空三型铁电

极反应式为Fe-2e.=Fe2+。因此，验证了Fe2+氯化性小于Fe3+,还原性小于

Feo

（6）实验前需要对铁电极表面活化。在FeSCM溶液中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，将铁

电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是取少量活化

液，加入洁净的试管中，向其中加入两滴硫氟酸钾溶液，看是否变红，若不变红，说明

已经活化完成。

【分析】（1）配制一定物质的量浓度的溶液用到的仪器有，托盘天平、烧杯、量筒、玻

璃棒、容量瓶。

（2）盐桥中的离子不与溶液中的物质反应，排除了碳酸氢根离子和硝酸根离子，电迁移

率尽可能的接近，硫酸根离子的电迁移率与其它离子的相差较大，KC1的阴阳离子电迁

移率相差最小；

（3）铁电极失去电子，铁电极是负极，石墨电极是正极，原电池内部阳离子向正极移动，

所以阳离子向石墨电极移动。

（4）铁电极反应：Fe-2e=Fe2+,铁电极增加0.02mol/L,根据电荷守恒，石墨电极反

应Fe3++e=Fe2+,则石墨电极峭加0.04moI/L,原溶液是0.05mol/L,现在变为0.09mol/L；

（5）铁电极为负极，电极反应：Fe-2e=Fe2+,石墨电极为正极，电极反应反应：Fe3++e

'=Fe2+,电池的总反应式为：2Fe3++Fe=3Fe2+,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，所

以氧化性：Fe3+>Fe2+,同理还原性FeAFe?*

（6）对铁电极活化是除去表面的氧化膜，氧化膜反应完成后，铁单质把三价铁还原，所

以只要检验溶液中是否还含有三价铁离子就可以了。

【解答】解析：（1）配制一定物质的量浓度的溶液用到的仪器有：托盘天平、烧杯、量

筒、玻璃棒、容量瓶。图中给出的有托盘天平、烧杯、量筒；

故答案为：托盘天平、烧杯、量筒；

（2）盐桥中的离子不与溶液中的物质反应，排除了碳酸氢根离子和硝酸根离子，电迁移

率尽可能的接近，故选KC1；

故答案为：KCI；

（3）铁电极失去电子，铁电极是负极，石腿电极是正极，原电池内部阳离子向正极移动，

所以阳离子向石墨电极移动；

故答案为：石墨；

（4）铁电极反应：Fe-2e'=Fe2+,铁电极增加0.02mol/L,石墨电极反应Fe3++e=Fe2+,

根据电荷守恒，则石墨电极增加0.04mol/L,变为0.09mol/L；

故答案为：0.09mol/L；

（5）铁电极为负极，电极反应：Fe-2e=Fe2+,石墨电极为正极，电极反应反应：Fe3++e

'=Fe2+,电池的总反应式为：2Fe3++Fe=3Fe2+：所以氧化性：Fe3+>Fe2+,还原性Fe>

Fe2+

故答案为：Fe-2e=Fe2+；Fe3++e=Fe2+；Fe3+；Fe；

（6）对铁电极活化是除去表面的氧化膜，氧化膜反应完成后，铁单质把三价铁还原，所

以只要检验溶液中是否还含有三价铁离子就可以了，取少量活化液，加入洁净的试管中，

向其中加入两滴硫虱酸钾溶液，看是否变红，若不变红，说明已经活化完成。

故答案为：取少量活化液，加入洁净的试管中，向其中加入两滴斑氟酸钾溶液，看是否

变红，若不变红，说明已经活化完成。

【点评】本题考查了溶液的配制、原电池原理、氧化还原反应、电极方程式书写、离子

的检验等知识点，属于学科内综合，考查分析问题，解决问题的能力，难度中等。

10.(14分)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催

化氧化：SO2(g)+A02(g).催化剂SO3(g)△f1=-98kJ・mori.问答下列问题：

2

(1)钢催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4

(s)和V2O4(s)的热化学方程式为:2V205(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4

(s)AH=-351kJ*mor1。

反应过程

图⑶图(b)

(2)当SO2(g)>O2(g)和Ni(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%

时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率a随温度的变化如图(b)

所示。反应在5.0MPa、550C时的a=0.975,判断的依据是反应是气体分子数减

小的反应，压强越大转化率越大。影响a的因素有压强、温度、投料比。

(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入

反应器，在温度I、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为a,则SO3压强为

2amp,平衡常数K=--------------------------------------------(以分压表示，分压=

100-am~~(^-am马0・5一

“,”00-maP，

总压x物质的量分数)。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k1)08(1-naf)式

a'

中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；a为SO2平衡转化率，a'为某时刻SO2

转化率，n为常数。在葭=0.90时，将一系列温度下的k、a值代入上述速率方程，得

到v〜t曲线，如图(c)所示。

0

8

4

M

熠6

但

0

420460500540580

t/℃

图(c)

曲线上V最大值所对应温度称为该a'下反应的最适宜温度lm.iVtm时，V逐渐提高；I

>tm后，V逐渐下降。原因是反应温度升高，速率常数k增大使速率加快，但a降低

造成速率V减小，tvtm时，k漕大对V的提高大于a引起的降低；t>tm后，速率常数k

增大小于a引起的降低。

【分析】(1)由图象得出①V2O4(s)+SO3(g)=V2O5(s)+SO2(g)AH=-24kJ*

mol,

②V2O4(s)+2SO3(g)=2VOSO4(S)AH=-399kJ•mol-1,

结合盖斯定律可知②-①X2得到：2V205(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4(s)；

(2)当SO2(g)、02(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%

时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率a随温度的变化如图(b)

所示，这个SO2(g)(g)机催化刑SO3(g)反应是气体分子数减小的反应，压强

2

越大转化率越大，所以反应在5.0MPa、550℃时的a=0.975,由图象看出压强越大转化

率越高，温度越高转化率越小，转化率与影响平衡的因素：温度压强还与投料比有关，

氧气越多SO2平衡转化率a越大；

(3)利用三段式计算出平衡时三氯化硫的量，利用阿伏伽德罗定律的推论压强之比等于

物质的量的比，分压=总压X物质的量分数可解；

08r

(4)v=k1)(1-na)温度升高，速率常数k增大，反应速率增大；SO2

a'

(g)+-I02(g)机催化和kch(g)AH=-98kJ*mor).为放热反应，平衡转化率a减

小，(一J-1)减小，反应速率减小，IVtm时，速率常数k增大，对速率的影响大

于因(_g_-1)减小对速率的影响，总体速率加快；t>tm后速率常数k增大没有a

a/

减小对速率影响大，速率减小。

【解答】解：⑴由图象得出①V2O4(s)+SO3(g)=V2O5(s)+SO2(g)AH=-24kJ

•mol1,

②V2O4(s)+2SO3(g)=2VOSO4(S)AH=-SQQkJ-mol1,

由盖斯定律可知②-①X2得到：2V205(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4(s)△

H=-351kJ*mol,；

故答案为：2V2。5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4