2024年河南省高考化学模拟试卷附答案解析

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•河南二模）“嫦娥五号”成功着陆月球，携带月壤返回，实现了中国首次

月球无人采样返回。下列有关说法正确的是（）

A.月壤中含有的3He,其质子数为3

B.“嫦娥五号”主体柩架・一钛合金、铝合金属于高分子材料

C.制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于有机合成材料

D.运载火箭用的液02液H2推进剂在工作时发生氧化还原反应

2.（6分）（2021秋•湖北期末）中国茶文化源远流长。茶水中的儿茶素（如图）具有抗肿瘤、

抗氧化等药理作用。下列有关儿茶素的说法错误的是（）

A.儿茶素可被酸性KMnCU溶液氧化

B.可利用茶水检测补快剂是否变质

C.Imol儿茶素最多可与dmolNa发生反应

D.Imol儿茶素最多可与6moiH2发生加成反应

z

II

X~Y-Y-Z，2〜

3.（6分）（2022•昌吉州模拟）化合物x'N是一种高效消毒剂，其蒸汽和溶液

都具有很强的杀菌能力，可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z为原子

序数依次增大的短周期元素。下列叙述正确的是（）

A.原子半径：X>Y>Z

B.元素的非金属性：X<Y<Z

C.该化合物中Z的化合价均呈-2价

D.该化合物中X、Y、Z都满足8电子稳定结构

催化剂

4.（6分）（2021秋•金东区校级期末）工业上可采用CH30H—：~CO+2H2的方法来制取

高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在杷基催化

剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钳催化剂表面上的物种用*标注。如图为计算

机模拟的各步反应的能量变化示意图，下列说法正确的是（）

A.CH30H脱氢反应的第一步历程为CH3OH*=CH3*+OH*

B.该历程中最大活化能E正=157.2kJ・moL

C.该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+4H*=CO*+2H2（g）

D.CH3OH*=CO*+2H2（g）△H=+65.7kJ-mol'1

5.（6分）（2022•泰安一模）某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag（金

属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略）。

已知：AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3・H2O=Ag（NH3）2++0+2H2。

下列说法错误的是（）

15%NaCITO；容液（过量）10%T氨水

忌端算t1化溶解I过述H一―""Ag

t11

NaOH溶液调pH滤液浪渣

A.“氧化”阶段需在80℃条件下进行，可用水浴加热

B.为加快“溶解”速率，可采用高温条件

C.实验室中过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒

D.为提高Ag的回收率，需对“过滤II”的滤渣进行洗涤，并将洗涤后的滤液合并入过

滤n的滤液中

6.（6分）（2022•浙江模拟）某实验小组利用燃料电池浓缩NaOH溶液，装置如图所示。已

知通入左右两室的NaOH溶液的体积相同且体积变化忽略不计,钠离子交换膜只允许Na+

通过。下列说法正确的是（）

cmol/L

NaOH溶液

A.工作时，电能转变为化学能

+

B.负极的反应式：H2-2e'=2H

C.数值大小:b>a>c

D.如每升溶液消耗HzO.lmoL则|c・b|=0.2

7.(6分)(2022•河西区校级模拟)为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。

下列关于该实验的分析不正确的是()

①③

2mL0.05mol/L2滴0.1mol/L2mL0.1mol/L

KSCN溶液Fc(NO6溶液KI溶液

2mL0.1mol/L产生白色沉淀无明显变化产生黄色沉淀

AgNO,溶液(AgSCN)溶液不变红送液变红

A.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)・c(SCN')>KsP(AgSCN)

B.①中存在平衡：AgSCN(s)=Ag+(aq)+SCN「(叫)

C.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN')过低

D.上述实验不能证明AgSCN向Agl沉淀转化反应的发生

二.解答题(共5小题，满分73分)

8.(14»)(2022•河南二模)硝基苯是重耍的化工原料，用途广泛。

I.制备硝基苯的化学反应方程式如F：

浓质酸

+HO-NO2-»+H2O

50〜6D°C

II.可能用到的有关数据列表如表。

物质熔点/℃沸点/℃密度(20*0)/g・cm3溶解性

镉铁矿(成分为CdO2、FC2O3、FeO及少量的AI2O3和SiO2)为原料制备CdS的工艺流

程如图。

滤渣I滤渣2滤液

回答下列问题：

(1)“滤渣1”的成分是O(写化学式)

(2)“还原镉”时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为。

(3)加入H2O2溶液的目的是。

(4)通入H2s也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为。

(5)实际TM牛产中.有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中C(P+的含量,其

原理是：2++其中为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的

Cd+2NaR=2Na+CdR2,NaR

溶液经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的Na+比交奥前增加了0.0552g・1?'此时溶液

pH=6,则该条件下Cd(OH)2的Ksp=。

(6)CdS不溶于稀盐酸，可溶于浓盐酸,并生成H2[CdCl4],反应的化学方程式为。

若向反应后的溶液中加水稀释，又出现黄色沉淀，用平衡移动原理解释(已知

Cd2+4-4Cl^[CdC14]2')

10.(15分)(2021•郑州一模)甲烷和CO2是主要的温室气体，高效利用甲烷和CO2对缓

解大气变暖有重要意义。

图1

图3图4

(1)如图I是利用太阳能将CO2分解制取炭黑的示意图。

已知①2FC3C)4(s)=6FeO(s)+02(g)△H=akJ*mol

@C(s)+O2(g)=€02(g)△H=bkJ・mol]

则过程2的热化学方程式为°

(2)在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，按表中相应的最加入物质，在相同温度下

进行反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),CO2的平衡转化率如表所示。

容器起始物质的量(n)/molCO2

CH4CO2COH2的平

衡转

化率

10.20.20050%

II0.20.10.20.3/

容器I在lOmin时反应达到平衡，该段时间内CH4的平均反应速率为mol-L'1-

min，容器II起始时反应向(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)

进行。

（3）将一定量的甲烷和氧气混合发生反应2CH4<g）+02（g）=28（g）+4H2（g）,

其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变

化关系如图2所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态，他的理由是。

（4）C02通过催化加氢可以合成乙醇，其反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）2H50H

(g)+3H2O(g)AH<0om=通过实验得到卜列图象:

八起小。》

①图3中mi、m2、m3最高的是。

②图4表示在总压为P的恒压条件下，且m=3时，平衡状态时各物质的物质的量分数

与温度的关系。T4温度时，列式表示该反应的压强平衡常数Kpo（用平衡分压代

替平衡浓度计算，分压=总压义物质的量分数）

11.（15分）（2021•咸阳模拟）磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。黑磷与石墨

类似，也具有层状结构（如图1）。为人•幅度提高锂电池的充电速率，科学家最近研发了

黑磷-石墨复合负极材料，其单层结构俯视图如图2所示。

图3

转合区

图2

回答下列问题：

（1）Li、C、P三种元素中，电负性最小的是o（用元素符号作答）

（2）基态磷原子价电子排布式为。

（3）图2黑磷区中P原子的杂化方式为，石墨区中C原子的杂化方式为

（4）氢化物PH3、CFh、NH3的沸点由高到低顺序为o

（5）根据图1和图2的信息，下列说法正确的有o（填字母）

A.黑磷区中P-P键的键能不完全相同

B.黑磷与石墨都属于混合型晶体

C.由石墨与黑磷制备该复合材料的过程，发生了化学反应

D.石墨与黑磷的交界结合区域中，P原子与C原子共平面

E.复合材料单层中，P原子与C原子之间的作用力属范德华力

（6）贵金属磷化物Rh2P（化学式量为237）可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如

图3所示。已知晶胞参数为anm,晶体中与P距离最近的Rh的数目为,晶体的

密度为（列出计算式）。

12.（15分）（2021•北辰区校级模拟）化学式为C9HI0O2的有机物有如图的转化关系:

I△0鸣*―坨…

I八I

—-|）------------------------o-c-cih

~~卜展）HL,X

一L稀-足城风浓HS）,

w"------I*.,—1rr…।♦r（r■»II

催化剂△△

已知：①F与FeCh溶液能发生显色反应；

②从G到H的反应中，H只有一种结构且能使滨水褪色；

③翔基与双键碳原子柱连接时，不稳定，易发生转化：RCH=CHOH-*RCH2CHO

请问答下列问题：

（1）物质I中含氧官能团的名称：B-C的反应类型：o

（2）F的名称为；H的结构简式为o

（3）A生成D和E的化学方程式：。

（4）有机物B与银氨溶液反应的化学方程式：o

（5）符合下列条件的A的同分异构体有种；

①属于芳香族化合物

②能发生银镜反应

③能发生水解反应

其中核磁共振氢谱呈现四个峰，且峰面积之比为6：2：1：1的同分异构体的结构简式

为。

（6）写出由苯酚合成（）H的合成路线流程图（无机试剂任选，要注明条

件）

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•河南二模）“嫦娥五号”成功着陆月球，携带月壤返回，实现了中国首次

月球无人采样返回。下列有关说法正确的是（）

A.月康中含有的其质子数为3

B.“嫦娥五号”主体框架--钛合金、铝合金属于高分子材料

C.制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于•有机合成材料

D.运载火箭用的液02液H2推进剂在工作时发生氧化还原反应

【考点】原子构成.

【专题】物质的组成专题；原子组成与结构专题.

【分析】A.兀素符号左上角为质量数；

B.合金属于金属材料；

C.SiC增强铝基材料属复合材料，为非金属材料；

D.运载火箭用的液02液H2推进剂在工作时氢气和氧气发生氧化还原反应放出热量。

【解答】解：A.月壤中含有的3Hc,其质子数为2,故A错误；

B.“嫦娥五号”主体框架--钛合金、铝合金属于金属材料，不是高分子材料，故B错

误；

C.制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于非金属材料，不属于有机合成材料•，故c错误：

D.运载火箭用的液02液H2推进剂在工作时燃烧发生氧化还原反应，故D正确；

故选：D。

【点评】本题综合考杳材料的组成、性质和用途等知识，为高频考点，侧重化学与生活

的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学生学习的积极性，题目难度不大。

2.（6分）（2021秋•湖北方末）中国茶文化源远流长。茶水中的儿茶素（如图）具有抗肿瘤、

抗氧化等药理作用。下列有关儿茶素的说法错误的是（）

A.儿茶素可被酸性KMnCU溶液氧化

B.可利用茶水检测补铁剂是否变质

C.1mol儿茶素最多可与4molNa发生反应

D.Imol儿茶素最多可与6moiH2发生加成反应

【考点】有机物的结构和性质.

【专题】有机物的化学性质及推断.

【分析】由结构可知，分子中含酚羟基、醇羟基、醛键，结合酚、醇的性质来解答。

【解答】解：A.含酚羟基、醉羟基，均可被酸性高钵酸钾溶液氧化，故A正确；

B.补铁剂变质牛.成铁离子，遇酚羟基发牛.显色反应，可检验，故B正确；

C.5个・OH均与Na反应，Imol儿茶素最多可与5moiNa发生反应，故C错误：

D.2个苯环可与氢气发生加成反应，则Imol儿茶素最多可与6m。阳2发生加成反应，故D

正确：

故选：Co

【点评】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点,，把握有机物的官能团、有机反应

为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意酚、醇、苯的性质，题目难度不大。

z

II2

3.（6分）（2022•昌吉州模拟）化合物x'N是一-种高效消毒剂，其蒸汽和溶液

都具有很强的杀菌能力，可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z为原子

序数依次增大的短周期元素。下列叙述正确的是（）

A.原子半径：X>Y>Z

B,元素的非金属性：X<Y<Z

C.该化合物中Z的化合价均呈・2价

D.该化合物中X、Y、Z都满足8电子稳定结构

【考点】原了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.

z

II7

【分析】化合物X'X是一种高效消毒剂，气体和溶液都具有很强的杀菌能力，

可用于目前新冠病毒疫情下的生活消毒。其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元

素，X形成1个共价键，Y形成4个共价键，且能够形成Y-Y键，则X为H,Y为C

元素；Z形成2个共价键，且该化合物具有很强的杀菌能力，则存在-O・O■结构，该

o

化合物的结构简式为03-2-。-。凡所以Z为0元素，以此分析解答。

【解答】解：根据分析可知，X为H,Y为C,Z为0元素。

A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小，电子层越多原子半径越大，则原子半径：Y>

Z>X,故A错误；

B.同一周期从左向右非金属性逐渐增强，则非金属性HVCVO,即XVYVZ,故B正

确；

C.该化合物中存在-0-0-结构，-0-0-中的0元素化合价为-1价，故C错误;

D.H原子最外层达到2电子稳定结构，不满足8电子稳定结构，故D错误；

故选：Bo

【点评】本题考查位置结构性质的相互关系应用，题目难度不大，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。

催化剂

4.（6分）（2021秋•金东区校级期末）工业上可采用CH30H—■~C0+2H2的方法来制取

△

高纯度的C0和H2。我国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在杷基催化

剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在把催化剂表面上的物种用*标注。如图为计算

机模拟的各步反应的能量变化示意图，下列说法正确的是（）

A.CH30H脱氢反应的第一步历程为CH3OH*=CH3*+OH*

B.该历程中最大活化能E正=157.2kJ・mo「i

C.该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+4H*=CO*+2H2（g）

D.CH3OH*=CO*+2H2（g）△H=+65.7kJ-mor,

【考点】反应热和熠变.

【专题】化学反应中的能量变化.

【分析】A.根据图象判断第一步历程为CH3OH*=CH3O*+H*；

B.由图可知，CO+4H4-*CO++2H2(g)的活化能最大；

C.根据图象可知，放热最多应为纵坐标值相差较大的过程；

D.根据图象判断CHQH*=CO*+2H2(g)是吸热反应，甲醉的相对能量为0,生成物

相对能量为65.7kJ・molI

【解答】解：A.根据图中可以看出CH30H脱氢反应的第一步历程为：CH3OH*=

CH3O*+H*,故A错误；

B.根据图象中可以看出，CO*+4H*=CO*+2H2的过程中，活化能最大，数值等于113.9

kJ*mol1-(-65.7kJ,mol1)=179.6kJ*mol故B错误;

C.该历程中I、II、V是吸热的，HI、IV是放热的，放热最多的步骤是CHO*+3H*=

CO*+4H*(g),故C错误：

D.根据图象可以看出，CH3OH*=CO*+2H2(g)是吸热反应，甲醇的相对能量为0,生

成物相对能量为65.7kJ・mo「l则△H=+65.7kj・mo「1，CH3OH*=CO*+2H2(g)AH

=+65.7kJ・mo「l故D正确;

故选：Do

【点评】本题考查反应热与焰变，为高频考点，把握化学键的断裂、反应中能量变化为

解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意图中能量变化及应用，题目难度中等“

5.(6分)(2022•泰安一模)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少最Ag(金

属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。

已知:AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3・H2O寸Ag(NH3)2++Cl+2H2O

下列说法错误的是()

15%NaCIO漆液(过量)10%氨水

便处理后

的光盘碎片

NaOH溶液调pH滤液述渣

A.“氧化”阶段需在条件下进行，可用水浴加热

B.为加快“溶解”速率，可采用高温条件

C.实验室中过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒

D.为提高Ag的回收率，需对“过滤II”的滤渣进行洗涤，并将洗涤后的滤液合并入过

滤n的滤液中

【考点】制备实验方案的设计.

【专题】制备实验综合.

【分析】由流程可知，氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2t,过滤分

离出AgCl、可能含Ag,力口氨水发牛.AgCl+2NH3・H2O=Ag（NH3）2CI+2H2O,过浓分离

出滤渣为Ag,再加还原剂、过滤分离出Ag,以此来解答。

【解答】解：A.“氧化”阶段需在80℃条件下进行，可用水浴加热，采用水浴加热可以

加快反应速率，且防止NaQO受热温度过高而分解，故A正确；

B.为加快“溶解”速率，不能选高温，易导致氨气逸出，故B错误；

C.过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故C正确；

D.“过滤II”的滤渣含Ag,为提高Ag的回收率，需对“过滤H”的滤渣进行洗涤，并

将洗涤后的滤液合并入过滤II的滤液中，故D正确：

故选：

Bo

【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、混合

物分离方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，

题目难度不大。

6.（6分）（2022•浙江模拟）某实验小组利用燃料电池浓缩NaOH溶液，装置如图所示。已

知通入左右两室的NuOH溶液的体积相同R体积变化忽略不计,钠离子交换膜只允追Na+

通过。下列说法正确的是（）

cmol/L

NaOH溶液

A.工作时，电能转变为化学能

负极的反应式：+

B.H2-2e=2H

C.数值大小：b>a>c

D.如每升溶液消耗HzO.lmol,则|c-b|=0.2

【考点】化学电源新型电池.

【专题】电化学专题.

【分析】该碱性氢氧燃料电池中，通H2的Pl极作负极，H2在负极发生失电子的氧化反

应生成H20,负极反应式为H2・2e；2OH-2H20,通的Pt极为正极，。2在正极发

生得电子的还原反应，正极反应式为O2+4c+2H2O-4OH"据此分析解答。

【解答】解：A.该装置是原电池，将化学能转化为电能，故A错误；

B.通H2的Pl极作负极，负极反应式为H2-2/+2OH--2H2O,故B错误；

C.负极反应式为Hz-2e+2OH'=2H2O,正极反应式为O2+4e'+2H2O—4OH',负极

消耗NaOH,正极生成NaOH,则NaOH溶液浓度：b>a>c,故C正确；

D.负极反应式为Hz-2e'+2OH=2H2O,正极反应式为O2+4e+2H20=40彳，负极

消耗O.lmolHz时消耗0.2molNaOH,转移电子0.2mol,移向正极的Na+为0.2moL即正

极牛成0.2molNaOH,圻以|c-b|=0.4,故D错误：

故选：Co

【点评】本题考查新型原电池的工作原理，侧重考查分析理解能力和灵活运用能力，明

确正负极判断方法、各个电极上发生的反应是解本题关键，注意结合电解质的酸碱性书

写电极反应式，题月难度中等。

7.(6分)(2022•河西区校级模拟)为研究沉淀的生成及转化，同学们进行如图所示实验。

下列关于该实验的分析不正确的是()

②③

2mL0.05mol/L2浦0.1mol<L2mL0.1mol/L

KSCN溶液Fe(NO”3溶液KI溶液

嬲

2mL0.1mol/L产生白色沉淀无明显变化产生黄色沉淀

AgNO、族液(AgSCN)溶液不变红注液变红

A.①中产生白色沉淀的原因是c(Ag+)・c(SCN')>Ksp(AgSCN)

B.①中存在平衡：AgSCN(s)=Ag+(aq)+SCN.(叫)

C.②中无明显变化是因为溶液中的c(SCN)过低

D.上述实验不能证明AgSCN向Agl沉淀转化反应的发生

【考点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

【专题】电离平衡与溶液的pH专题.

【分析】A.当溶液中浓度商Qc>Ksp,则形成沉淀；

B.生成白色沉淀AgSCN,说明溶液中存在沉淀溶解平衡；

C.沉淀溶解平衡状态下的c(SCN')过低，遇到铁离子不生成红色溶液；

D.白色沉淀AgSCN加入KI溶液会产生换色沉淀，说明生成了Agl沉淀。

【解答】解：A.2mLO.lmol/L的AgN03溶液中滴入21^0.051110匹的长$。^溶液，①

中产生白色沉淀的原因是：溶液中Qc=c(Ag+)・c(SCN)>KsP(AgSCN),故A正确；

B.生成白色沉淀AgSCN,说明溶液中存在沉淀溶解平衡，①中存在平衡：AgSCN(s)

=Ag+(aq)+SCN'(aq),故B正确；

C.②中加入Fe(NO3)3溶液，无明显变化，溶液不变红色，是因为溶液中的c(SCND

过低，故C正确：

D.白色沉淀AgSCN加入KI溶液会产生换色沉淀，说明生成了Agl沉淀，上述实验能

讦明AgSCN向Agl沉淀转化反应的发牛，故D错误：

故选：D。

【点评】本题考查难溶电解质的溶解平衡，为高频考点，把握化学平衡原理的应用、沉

淀的生成和转化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。

二.解答题(共5小题，满分73分)

8.(14分)(2022•河南二模)硝基苯是重要的化工原料，用途广泛。

I.制备硝基茶的化学反应方程式如下：

浓质酸《jTNO：

+HO-NO2-+H2O

50-60℃

II.可能用到的有关数据列表如表。

物质熔点/℃沸点/℃密度(20℃)/g*cm-3溶解性

苯5.5800.88微溶于7K

硝基苯5.7210.91.205难溶于7K

浓硝酸-831.4易溶于水

浓硫酸-3381.84易溶于水

HL制备硝基苯的反应装置图如图。

IV.制备、提纯硝基苯的流程如图。

请回答下列问题：

（1）配制混酸时，应在烧杯中先加入浓硝酸；反应装置中的长玻璃导管最好用』

形冷凝管（或蛇形冷凝管）代替（填仪器名称）；恒压滴液漏斗的优点是使混合酸能

顺利流下。

（2）步骤①反应温度控制在50〜60℃的主要原因是防止副反应发生；步腺②中分离

混合物获得粗产品1的实验操作名称是一分液。

（3）最后一次水洗后分液得到粗产品2时，粗产品2应b。（填“a”或"b”）

a.从分液漏斗上口倒出

b.从分液漏斗下口放出

（4）粗产品1呈浅黄色，粗产品2为无色。粗产品I呈浅黄色的原因是溶有浓硝酸分

解产生的二氧化氮。

（5）步骤④用到的固体D的名称为无水氯化钙或无水硫酸镁。

（6）步骤⑤蒸储操作中，锥形瓶中收集到的物质为苯。

【考点】制备实验方案的设计.

【专题】制备实验综合.

【分析】制备、提纯硝基苯流程：苯环上的一个氢原子能与硝酸中的硝基发生取代反应

O2O-NO：

得到硝基苯，反应①的化学方程式为：~^+HO-NO2T+H20,混

50-60℃

合物为硝基苯、浓硝酸、浓硫酸，硝基苯是油状液体，难溶于水，密度比水大，紫微溶

于水，与硝基苯互溶，在下层，步骤②为分离互不相溶的液态混合物，应采用分液操作：

粗产品1中有残留的罐酸及硫酸，步骤③依次用蒸馈水、Na2c03溶液、蒸储水洗涤，除

去粗产品中残留的酸，有机层为苯和硝基苯的混合物，还残留有水，步骤④用无水CaC12

或无水硫酸镁干燥有机混合物，过滤，步骤⑤进行蒸储，分离苯和硝基苯，得到纯硝基

苯，以此分析解答。

【解答】解：（1）浓硫酸密度大于浓硝酸，浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热，所以配

制一定比例浓硝酸和浓硫酸混合酸时，先将浓硝酸注入烧杯中，再慢慢注入浓硫酸，并

及时搅拌和冷却，以防止液体暴沸；

苯、浓稍酸沸点低，易挥发，球形（或蛇形）冷凝管能出好冷凝回流挥发的紫、浓硝酸，

从而可减少反应物的损失，提高转化率；

和普通分液漏斗相比，恒压滴液漏斗上部和三颈烧瓶气压相通，可以保证恒压滴液漏斗

中的混合酸顺利滴下，

故答案为：浓硝酸；球形冷凝管（或蛇形冷凝管）；使混合酸能顺利流下；

（2）浓硝酸和浓硫酸是强腐蚀性酸，且具有强氧化性，温度不能过高，控制在50〜60℃,

防止副反应发生，硝基米是油状液体，与水不互溶，密度比水大，在下层，步骤②为分

离互不相溶的液态混合物，应采取分液操作，

故答案为：防止副反应发生；分液；

（3）最后一次水洗后分液得到粗产品2为硝基苯和苯的混合物，采用分液方法分离，因

为硝基苯的密度比水大，所以粗产品2应从分液漏斗下口放出，故选b,

故答案为：b；

（4）粗产品1中除了硝基茶，还溶入了浓硝酸，浓硝酸受热易分解，溶有浓硝酸分解产

生的二氧化氮导致其呈浅黄色，

故答案为：溶有浓硝酸分解产生的二氧化氮；

（5）步骤③依次用蒸储水、Na2c03溶液、蒸储水洗涤，除去粗产品中残留的酸，有机

层为苯和硝基苯的混合物，还残留有水，步骤④用无水氯化钙或无水硫酸镁干燥有机混

合物，过滤，得到苯和硝基苯的混合物，

故答案为：无水氯化使或无水硫酸镁；

（6）步骤⑤为蒸镭操作，分离苯和硝基苯，根据表格数据可知，苯的沸点为80C,硝基

苯的沸点为210.9℃,则锥形瓶中收集到的物质为苯，

故答案为：苯。

【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备原理、实验装置的作用、物

质的性质、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考杳，注意元素化合物知识

与实验的结合，题目难度不大。

9.（14分）（2021•湖北模拟）CdS又称镉黄，可用作黄色颜料，也用于制备荧光粉等.以

镉铁矿（成分为、及少量的和为原料制备的工艺流

CdO2Fe2O3sFeOAI2O3SiCh）CdS

程如图。

滤渣I滤渣2滤液

回答下列问题：

（1）“滤渣1”的成分是.SiO2。（写化学式）

（2）“还原镉”时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为

3cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2t+6H*°

（3）加入H2O2溶液的R的是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+。

（4）通入H2s也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为Cd2++H2S=CdSI+2H+。

（5）实际工业生产中，有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2+的含量，其

原理是：2++其中为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的

Cd+2NaR-2Na+CdR2,NaR

溶液经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的Na卡比交唤前增加了0.0552g・1/'此时溶液

pH=6,则该条件下Cd（OH）2的KSD=1.2X10-9。

（6）CdS不溶于稀盐酸，可溶于浓盐酸,并生成H2[CdC141，反应的化学方程式为

CdS+4HQ（浓）=H21cde卬+H2st_。若向反应后的溶液中加水稀释，又出现黄色沉

淀,用平衡移动原理解释加水稀释时，c（C1）降低，使平衡Cd2++4C0=|CdQ4|2-

向左移动，释放出的Cd?+与溶液中S?一结合生成CdS黄色沉淀（已知Cd2++4C1-

^[CdCUl2'）

【考点】制备实验方案的设计；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.

【专题】制备实验综合.

【分析】以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FcO及少量的AI2O3和SiO2)为原料制备Cd

(BrO3)2的流程为：加硫酸酸浸，金属氧化物溶解，分离出的滤渣I为Si02;加甲醇

还原+4价Cd,发生反应为3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2t+6H+,再加H2O2氧化亚

铁离子，发生反应2Fe"+H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调节溶液pH除去Fe3+、Al3+,分离

出的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3；再加硫化钠生成CdS,以此来解答。

【解答】解：(1)结合分析可知，滤渣1的成分为SiO2,

故答案为：SiO2；

(2)“还原镉”时，加甲醇将+4价Cd还原成二价Cd,产生的能使澄清石灰水变浑浊的

气体为CO2,说明甲醇被氧化成二氧化碳，该反应的离子方程式为：3Cd4++CH3OH-H2O

=3Cd2++CO2t+6H+,

4+2++

故答案为：3Cd+CH3OH+H2O=3Cd+CO2t+6H；

(3)由以卜分析可知,加双氯水是为了将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,发牛反应为

2++3+

2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O,便于后续将铁沉淀除去，

故答案为：将溶液中的Fc2+氧化为Fe3+；

2+

(4)通入H2S也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为：Cd+H2S=CdSI+2酎，

故答案为：Cd2++H2S=CdSI+2酎；

(5)将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的Na+比交换前增加了0.0552g

1

•L,钠离子的浓度为：。°2加儿=()0024mo1/L,根据Cd"+2NaR-2Na++CdR2可知，

23g/mol

交换过程中等电荷的交换，则溶液中Cd?*离子的浓度应为：c(Cd?.)=1c(Na4)=

0.0024mol/Lx4=0.0012mol/L,pH=6,则c(OH-)=上—mol/L=IO-R/L,该条件

2-io-6

下Cd(OH)2的Ksp=c(Cd2+)Xc2(OH)=0.0G12X(10'8)2=1.2X1019,

故答案为：1.2X10.?

(6)CdS溶于浓盐酸生成H2[CdC14],反应方程式为：CdS+4HCl(浓)-H2[CdC14]+H2s

t;

若向反应后的溶液中加水稀释，c(C「)降低,使平衡Cd2++4C10cde14『响左移动,

释放出的Cd2+与溶液中S?-结合生成CdS黄色沉淀，

故答案为：CdS+4HQ(浓)=H2[CdC141+H2St；加水稀释时，c(CD降低，使平衡

Cd2++4C「=[CdC14]2-向左移动，释放出的Cd?〉与溶液中S?一结合生成CdS黄色沉淀。

【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离

提纯、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、反

应原理与实验的结合，题FI难度中等。

10.(15分)(2021•郑州一模)甲烷和CO2是主要的温室气体，高效利用甲烷和CO2对缓

解大气变暖有重要意义。

图1

图4

(1)如图1是利用太阳能将CO2分解制取炭黑的示意图。

已知①2Fe3O4(s)—6FeO(s)+02(g)△H=akPmol,

@C(s)+O2(g)-CO2(g)△H=bkJ*moll

则过程2的热化学方柝式为CO2(g)+6Fe()(s)=2Fe3O4(s)+C(s)-(a+b)

kJ*mol1

(2)在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，按表中相应的量加入物质，在相同温度下

进行反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)：CO2的平衡转化率如表所示。

容器起始物质的量(n)/molCO2

CH4CO2COH2的平

衡转

化率

I0.20.20050%

II0.20.10.20.3/

容器I在lOmin时反应达到平衡，该段时间内CH4的平均反应速率为0.04mol・I/i・

min-1；容器H起始时反应向逆反应方向(填“正反应方向“、“逆反应方向”或“不

移动”)进行。

(3)将一定量的甲炕和氧气混合发生反应2CII4(g)+02(g)=2CO(g)+4Ih(g),

其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变

化关系如图2所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态，他的理由是催化剂不会

改变平衡转化率，乙催化剂c点未与甲催化剂同样温度的点相交，转化率不相同，说明c

点不是平衡转化率.

(4)CO2通过催化加氢可以合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)2H50H

n起始(”2)

(g)+3H2O(g)AH<Oom=通过实验得到下列图象:

①图3中mi、m2、m3最高的是mi。

②图4表示在总压为P的恒压条件下，且m=3时，平衡状态时各物质的物质的量分数

(《XP)X《XP)3

与温度的关系。温度时，列式表示该反应的压强平衡常数(用

T4Kp—_/(：-XP)52(*-XP)6—

OOX

平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压X物质的量分数)

【考点】热化学方程式；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算.

【专题】化学反应中的能量变化：化学平衡专题；化学平衡计算.

【分析】(1)①2Fe3O4(s)—6FeO(s)+02(g)△H=akJ・moL

②C(s)+O2(g)-CO2(g)△H=bkJ*mor1

盖斯定律计算(①+②)，反转方向得到过程2的热化学方程式；

(2)容器I在lOmin归反应达到平衡,CO2的平衡转化率为50%,结合三段式列式计算,

CH4(g)+CO2(g)=2C0(g)+2H2(g)

起始量(mol)0.20.200

变化量(mol)().10.2X50%0.20.2

平衡量(mol)0.10.10.20.2

该段时间内CH4的平均反应速率v=告，上述计算得到反应的平衡常数，容器II加入起

始量计算此时的浓度商Qc,和平衡常数比较判断反应进行的方向；

(3)同温度下甲催化剂对应的转化率高于乙催化剂对应的转化率，即同温度下CH4的转

化率不相同；

(4)①增大n(H2),平衡正向移动，二氧化碳的平衡转化率越大；

②升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳和氢气的含量增大，乙爵、水减少，乙爵的含量

是水的点所以曲线d代表的物质为乙醇，曲线a代表水，曲线c代表H2,曲线b代表

CO2,m=3时，设起始时H2为9mo1,则CO2为3moL

2CO2(g)+6H2(g)=C2H50H(g)+3H2O(g)

起始量(mol)390

0

转化量(mol)2x6x

3x

平衡量(mol)3-2x9-6xx

3x

"6x=3x,解出x,结合平衡常数-暇畿零计算。

【解答】解：(1)©2Fe3O4(s)—6FeO(s)+O2(g)△H=akJ・mol

@C(s)+O2(g)—CO2(g)△H=bkJ-moll

盖斯定律计算(①反转方向得到过程的热化学方程式：

2CO2(g)+6FcO(s)=

2Fe3O4(s)+C(s)AH=-(a+b)kJ•mol

故答案为：CO2(g)+6FeO(s)=2Fe3O4(s)+C(s)AH=-(a+b)kJ・morI

(2)容器I在lOmin时反应达到平衡,CO2的平衡转化率为50%,结合三段式列式计算,

CH4(g)+CO2(g)=2C0(g)+2H2(g)

起始量(mol)0.20.200

变化量(mol)0.10.2X50%().20.2

平衡量