广东省广州市2023-2024学年高二年级上册五校联考期末考试化学试题（解析版）

广东省广州市2023-2024学年高二上学期五校联考期末

可能用到的相对原子质量：H-lC-12N-140-16Na-23Ca-40Fe-56Cu-64Zn-

65

第一部分选择题(共44分)

一、选择题：本题共16小题，共60分。第1〜10小题，每小题2分；第11〜16小题，每

小题4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.化学与社会、科学、技术、环境密切相关，下列说法错误的是

A.中国古代利用明矶溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈

B.“木与木相摩则然(燃)”中的“然”是化学能转变为热能

C.《荀子劝学》中记载“冰之为水，而寒于水”，说明冰的能量低于水，冰变为水属于吸热

反应

D.电热水器内装有镁棒，采用牺牲阳极法，防止不锈钢内胆被腐蚀

【答案】C

【解析】明矶溶液中铝离子水解显酸性，可以清除铜镜表面的铜锈，A正确；“木与木相摩

则然(燃)”中的“然”指燃烧，化学能转变为热能，B正确；冰变为水属于物理过程，不属于吸

热反应，C错误；电热水器内装有镁棒，镁比铁活泼，采用牺牲阳极法，防止不锈钢内胆被

腐蚀，D正确；

故选C。

2.化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是

A.图①表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g).'3c(g)+D(s)的影响，乙的压强大

B.图②可表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化

C.图③是在0.1moLL-i的Na2c03溶液中加水稀释，随着加入水的体积的增大，溶液中

c(HCC)3)的变化曲线，Na2c03的水解程度：A点小于B点

D.图④是铁条与盐酸反应反应速率随反应时间变化的曲线，ti时刻溶液的温度最高

【答案】C

【解析】根据反应可知正反应是体积减小的可逆反应，增大压强平衡向正反应方向进行，故

A错误；乙酸是弱酸，通入氨气会生成醋酸镂，醋酸镂是强电解质，导电性应增强，故B错

误；稀释碳酸钠溶液，稀释程度越大，碳酸根离子的水解程度越大，但溶液中碳酸氢根离子

浓度减小，故C正确；o-ti,因为反应放热，因此反应速率增大；ti时刻后因为随着反应进

行反应物浓度减小导致反应速率减小，因此ti时刻溶液的温度不是最高，故D错误；

故答案为：C»

3.下列说法正确的是

A.已知:H-H键、H-N键和N三N键的键焰AH分别为436kJ-mo「i、391kJ-mo「i和

946kJ-mo「1,贝UN2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92kJ-mor1

B.已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-802.3kJ/mol,则甲烷的燃烧热为

802.3kJ/mol

C.已知：4P(红磷，s)=P4(白磷，s)AH>0,则相同条件下，白磷比红磷稳定

+1

D.己知：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ-mol,贝UH2so4和Ba(OH)2反应：

H2so4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2。。)AH=-U4.6kJ•mol"

【答案】A

【解析】H-H键、H-N键和N=N键的键焰AH分别为436kJ-mo「i、391kJ-mo「i和946kJ-mol

-1,则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=(946+3x436-6x391)kJmol--92kJ-mol-i,故A正确；

燃烧热要求H的指定产物为液态水，而该热化学方程式中水为气态，故B错误；红磷转化

为白磷正向吸热，因此红磷能量更低，红磷更稳定，故C错误；已知H+(aq)+OIT(叫)=H2O(1)

AH=-57.3kJ-mor1,则H2so4和Ba(OH)2反应除生成2倍的水，还生成硫酸的则其反应

热AH不等于2x(—57.3)kJ-moli=-114.6krmo「i,故D错误；

故答案为：Ao

4.用钉(Ru)基催化剂催化C02(g)和H2(g)的反应示意图如图，当反应生成46g液态HCOOH

时放出31.2kJ的热量。下列说法正确的是

A.反应历程中存在极性键、非极性键的断裂与形成

B.图示中物质I、II、III均为该反应的催化剂

C,使用催化剂可以降低反应的活化能，从而改变反应的婚变

1

D.由题意知：HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g)AH=+31.2kJ-mor

【答案】D

【解析】由反应示意图可知反应过程中不存在非极性键的形成，故A错误；物质I为反应起

点存在的物质，且在整个过程中量未发生改变，物质I为催化剂，物质II、m为中间过程出

现的物质，为中间产物，故B错误；催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应的焰

变，故C错误；该图为钉(Ru)基催化剂催化CCh(g)和H2(g)的反应示意图，反应生成46g液

态HCOOH时放出31.2kJ的热量则46g(Imol)HCOOH分解为ImolCCh(g)和lmolH2(g)时

吸收3L2kJ的热量，热化学方程式为HCOOH(l)=CO2(g)+H2(g)AH=+31.2kJ-mof故D

正确；

故答案为：D。

5.下列说法不正确的是

A.pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液pH增大

B,将NaCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小

C.NaHA溶液呈酸性，说明H2A为弱酸，且HA的电离程度大于水解

D.室温下，100mLpH=10.0的Na2cCh溶液中水电离出OIT的物质的量为L0xl(T5moi

【答案】C

【解析】pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，醋酸电离平衡逆向移动，溶液pH增大，A

正确；将NaCl溶液从常温加热至80℃,水的电离程度增大，氢离子浓度增大，溶液的pH

变小，B正确；NaHA溶液呈酸性，不能说明H2A为弱酸，C错误；Na2c。3水解促进水电

离，在室温下，100mLpH=10.0的Na2cCh溶液pOH=14-pH=4,氢氧根离子全部来源于水的

电离物质的量浓度10-4mol/L,则水电离出OIF的物质的量为10-4mol/Lx0.1L=1.Ox10-5mol,

D正确。

故选Co

6.室温下用0.1mo「L-iNa2sO3溶液吸收SO2的一种脱硫工艺流程如图所示。已知H2s。3

27

电离平衡常数分别为Kai=1.0xl0,Ka2=1.0xl0,H2c。3电离平衡常数分别为Kai=4.0xl0

-9

-7、Ka2=5.0xl(yu,Ksp(CaC03)=3xlO,Ksp(CaSC)3)=3xl(r7,忽略通入SO2所引起的溶

液体积变化和H2O挥发。

Na2so3(aq)

下列说法正确的是

A0.1mol^L一lNa2SO3溶液中：c(OJT)=c(H+)+c(HSO3)+c(H2sO3)

B.NaHSO3溶液中：c(SO；)<c(H2so3)

C.“沉淀”分离后的滤液中：c(Ca2+)-c(SO£)<Ksp(CaSO3)

D.“沉淀”时发生主要反应的离子方程式：CaCO3+HSO；=CaSO3+HCO；

【答案】D

-7

【解析】Na2SO3溶液吸收烟气中的S02,生成NaHSO3,由于H2SO3的Ka2=1.0xl0小于

H2cCh的Kai=4.0xl07,所以CaCCh与NaHSCh反应只能生成NaHCOj和CaSO3,CaSCh被

通入的氧气氧化生成CaSCU,从而获得石膏，据此回答。

+

由质子守恒得，(MmoLLiNa2sCh溶液中：c(OH)=c(H)+c(HSO-)+2c(H2SO3),A错

误；H2s03电离平衡常数分别为Kai=L0xl0-2,Ka2=L0xl07,HSO-H++SO,电离常

数为Ka2=1.0xl0-7,HSO-+H20H2SO3+OH的水解常数为

1,OX112

Kh,=^=0—=1.OxIO_,由于Kai〉后,HSO3电离强于水解，故NaHSCh

2

Kal1.0x10

溶液中c(SO；)>c(H2so3)，B错误；“沉淀”分离后的滤液，仍是CaSCh的饱和溶液，则

2+-7

c(Ca)'c(SO")=Ksp(CaSO3),C错误；由分析知H2sCh的Ka2=l.OxlO小于H2cCh的

Kai=4.0xl07,所以CaCCh与NaHSCh反应只能生成NaHCC>3和CaSCh,“沉淀”时发生主要

反应的离子方程式：CaCO3+HSO3=CaSO3+HCO；,D正确;

故选D。

7.下列关于电化学腐蚀、防护与利用的说法中，不正确的是

ABcD

fa

%0（水膜）c

戮1

LJi铁管道锌,铁管道废铁

铜板打上铁钏钉连接锌棒后，电

暖气片表面刷油漆阴极的电极反应式为

后，铜板不易被子由锌流向铁管

可防止金属腐蚀Fe-2e-=Fe2+

腐蚀道

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】形成Fe-Cu原电池，Cu作正极被保护，Cu不易被腐蚀，A正确；暖气片表面刷油

漆可隔绝氧气，从而防止金属腐蚀，B正确；锌比铁活泼，形成锌-铁原电池，锌作负极，电

子由锌流向铁管道，C正确；铁管道与电源负极相连，为阴极，阴极得电子，电极反应式为

2H2O+2e-=2OH-+H2T，D错误；

故选D。

8.下列与实验相关的叙述正确的是

A.用湿润的pH试纸测定硫酸溶液的pH

B.酸碱中和滴定时，锥形瓶需用待测液润洗2次，再加入待测液

C,配制FeCb溶液时，将FeCb固体溶解在浓盐酸中，然后再用水稀释到所需的浓度

D.中和热测定实验中，将NaOH溶液分几次缓慢加入盐酸溶液中

【答案】C

【解析】pH试纸不能湿润，湿润后相当于把硫酸稀释，应选择干燥的pH试纸测定硫酸溶

液的pH,A错误；锥形瓶不需要用待测液润洗，润洗会使待测液中溶质的物质的量增大，

B错误；由于FeCb溶液易水解，故配制FeCb溶液时，将FeCb固体溶解在浓盐酸中，可以

抑制水解，然后再用水稀释到所需的浓度，c正确；将NaOH溶液分几次缓慢加入盐酸溶液

中易造成热量损失，导致所测定的最高温度偏低，应一次性迅速混合，D错误；

故选C。

9.下列操作或装置能达到实验目的的是

【答案】C

【解析】应该向AgBr悬浊液中滴加2滴Nai溶液来证明Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),A错误；过

氧化氢和亚硫酸氢钠反应没有明显的表征，因此该实验不能探究浓度对反应速率的影响，B

错误；将胶管向上弯曲，用力捏挤玻璃珠，迅速放液，除去碱式滴定管中的气泡，C正确；

在空气中蒸干硫酸亚铁，亚铁离子会被空气中的氧气氧化，因此不能得到硫酸亚铁固体，D

错误。

故选Co

10.NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.电解精炼铜时在阳极减少32g,转移电子的个数为NA

B.25℃时，lLpH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OIF数目为O.INA

C.氢氧燃料电池工作时，标准状况下正极消耗11.2L气体，电路中转移电子数为NA

D.O.lmol/L的Na2cCh溶液中H2cCh、HCO；、COj的粒子总数为O.INA

【答案】B

【解析】电解精炼铜时，阳极放电的金属不完全是铜，存在铁等，所以减少32g时，电路中

转移的电子数目不是NA,故A错误；pH=13的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)=0.1mol/L,溶液体

积为1L,含有的OIF数目为O.INA,故B正确；氢氧燃料电池正极消耗氧气，若消耗标况

下11.2L氧气即0.5mol,转移电子数为2mol,即2NA,故C错误；溶液体积未知，不能确

定粒子数目，故D错误；

故选：B

11.下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是

A.使甲基橙显黄色的溶液：Fe2+、Cl、Mg2+、SOj

c”)，

B.―7-------r=1.0x1012的溶液：Na+、A1O,、NO、S?、SO,

c(OH~)-3

C.c(NH；)=c(C「)的NH4C1-NH3,H2O混合液：Al3\Fe3\SOj、NO；

D.常温下，由水电离产生c(H+尸lOFmolir的溶液中：Na\C「、CO：、SO1

【答案】C

【解析】使甲基橙显黄色的溶液可能呈酸性，也可能呈中性或碱性，碱性溶液中Fe2+、Mg2+

cM)

不能大量存在，酸性或中性溶液中Fe2+、Cl\Mg2+、SO；-能大量共存，故A错误；一~4

c(OH-)

=1.0x10-12的溶液,H+浓度小于氢氧根离子浓度,溶液呈碱性，碱性溶液中Na+、A1O；、NO；、

S2\SO：能大量共存，故B错误；c(NH：尸C(cr)的NH4CI-NH3F2O混合溶液中电荷守

恒：C(NH；)+C(H+)=C(C1-)+C(OH),即c(H+)=c(OH),溶液呈中性，中性溶液中AP+、Fe3+

会沉淀，故C正确；常温下，由水电离产生c(H+)=10-i2mol/L溶液中，水的电离受到抑制，

溶液既可能呈酸性也可能呈碱性，酸性溶液中CO；不能大量存在，碱性溶液中Na+、Cl>

CO：、SO；能大量共存，故D错误；

故答案为：Co

12.下列实验中，对应的现象以及结论均正确的是

选项实验操作现象结论

白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡

在饱和食盐水中，一段时间后，

A无明显现象该过程未发生原电池反应

取少许溶液于试管，向试管中滴

入几滴K3[Fe(CN)6]溶液

A102结合H+的能力比

向NaHCO3溶液中加入NaAlCh有白色沉淀

B

溶液生成co；强

向浓度均为O.lmol/L的前者溶液变

NaHCCh水解，而

CNaHCO3溶液和NaHSO3溶液中红，后者不

NaHSCh不水解

滴加几滴酚醐试剂变色

向2支均盛有2mLi.Omol/L的一支无明显

NaOH溶液的试管中，分别加入现象，另一

DKsp[Fe(OH)3]<Ksp[Al(OH)3]

2滴浓度均为lmol/L的AlCh和支试管出现

FeCb溶液红褐色沉淀

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【解析】白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，构成原电池时，Zn为负极，

滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，无现象，故A错误；向NaHCCh溶液中加入NaAKh溶液有白

色沉淀生成，白色沉淀是Al。？结合HCO3电离出的H+而生成的氢氧化铝，说明Al。？结合

H+的能力比CO；强，故B正确；向浓度O.lmol/L的NaHSCh溶液中滴加几滴酚献试剂不变

色，是因为亚硫酸氢根离子的电离程度比水解程度大，溶液显酸性，故C错误；向盛有

2mL1.0mol/L的NaOH溶液的试管中，加入2滴浓度为lmol/L的AlCh,发生

3+"

A1+4OH=[A1(OH)4],因此没有沉淀产生，不能说明Ksp[Fe(OH)3]<KsP[Al(OH)3],

故D错误；

故答案为B：。

13.恒温密闭容器中，发生反应：2co2(g)+6H2(g)海为C2H4(g)+4H2O(g)AH<0O若按照

n(CO2)：n(H2)=l：3的投料比充入容器，测得平衡时n(H2)和n(H2。)随温度的变化如图所

示。下列说法正确的是

7

O

E6

*£5

.58

眼

霹2

fe44

避

中3

3

39453513573633693753温度/K

A.L线表示平衡时n(H20)随温度的变化

B,由图可知、温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大

C.x=5.16mol

D.在等温相同体积下，通入ImolCCh、3moiH2与通入2moice)2、6moiEk达到平衡时，

C2H4的体积分数一样

【答案】C

【解析】反应正向放热，升高温度，平衡逆向移动，n(H2)增大，n(H2O)减小，故L线表示平

衡时n(H2)随温度的变化，M线表示平衡时n(H2。)随温度的变化，故A错误；温度升高，正

逆反应速率均加快，故B错误；393K时，n(H2)=4.2mol,n(H2O)=5.8mol,升高温度，平衡

逆向移动，a点时n(H2尸n(H2。)，设由393K升高为460K时，水的反应量为kmol,由关系

式可知6H2〜4H20,则4.2+L5k=5.8-k,解得k=0.64moLx=5.16mol,故C正确;在等温相

同体积下，通入2moic。2、6moiH2达到平衡相当于对通入ImolCCh、3moiH2平衡时加压，

反应正向气体分子数减小，加压，平衡正向移动c2H4的体积分数增大，故D错误；

故选C。

14.常温下，用0.1000mol/L的盐酸滴定20.00mL未知浓度的一元碱BOH溶液。溶液

中，pH、B+的分布系数6随滴加盐酸体积VHCI的变化关系如图所示。［比如B+的分布系

c(B+)

数:8(B+)=

c(B+)+c(BOH)

下列叙述正确的是

A.滴定时，可以选择酚献作指示剂

B.BOH的电离常数Kb=1.0xl0-6

C.滴定过程中，水的电离程度：n<m<p

D.p点溶液中，粒子浓度大小为c(Cl-)>c(B+)>c(BOH)

【答案】D

【解析】根据题图可知BOH为一元弱碱，该实验是用强酸(HC1)滴定弱碱BOH,当滴定达

到终点时，反应产生的溶质BC1为强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，故应该选择酸性范围内

变色的指示剂甲基橙作指示剂,实验误差较小，而不应该使用碱性范围内变色酚酸为指示剂,

A错误;滴定达到终点时消耗HC1的体积是20.00mL,根据反应方程式HC1+BOH=BC1+H2O,

〃(BOH)="(HC1),由于二者的体积相同，故二者的浓度相等，c(BOH)=0.1000mol/Lo开始滴

定时溶液pH=ll,则c(OH)=10-3mol/L,则根据BOHB++OH:可知c(B+)=0.1000mol/L,

故BOH的电离平衡常数Kb=c(B)，c(OH)=10义10〜1。义短J,B错误向BOH

c(BOH)O.IOOO-IO3

中滴加HCL溶液的碱性逐渐减弱，碱电离产生的OH-对水电离的抑制作用逐渐减弱，则在

恰好中和前，水电离程度逐渐增大，因此水电离程度：m<n<p,C错误；p点时恰好中和

反应产生BCL该盐是强酸弱碱盐，B+发生水解反应产生BOH而消耗，则粒子浓度c(Cl-)>

c(B+),盐水解程度十分微弱，盐水解产生的微粒浓度小于盐电离产生的两种浓度，则微粒浓

度：c(B+)>c(BOH),因此该溶液中微粒浓度大小关系为：c(Cl-)>c(B+)>c(BOH),D正确；

故合理选项是D。

15.利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2Po。2并得到副产物NaOH、氐、Cl2,装置如图所

示。下列说法不正确的是

酗膜j石墨

石堡A膜B月英C

Ca（HPO）

CaCl2242NaH2PO4NaOH

浓溶液稀溶液浓溶液1稀溶液

1产品室原料室

2

A.a极反应：CH4-8e-+4O=CO2+2H2O

B.A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜

C.a极上通入标况下2.24L甲烷，阳极室Ca?+减少0.2mol

D.阳极室有氯气产生，阴极室中有氢气产生且NaOH浓度增大

【答案】C

【解析】由图可知，左侧装置为甲烷燃料电池，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷

失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4-8e-+4O2=cO2+2H2O,通入

氧气的b极为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为2Ch+8e-

=402-；右侧装置为电解池，与b极相连的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧

化反应生成氯气，溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室，与a极相连的石墨电极为阴

极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子通过阳离

子交换膜进入阴极室，磷酸二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，所以在阴极室得到浓

度较大的氢氧化钠溶液，在产品室得到磷酸二氢钙溶液。

由分析可知，通入甲烷的a极为负极，氧离子作用下甲烷失去电子发生氧化反应生成二氧

化碳和水，电极反应式为CH4-8e-+4O2=CO2+2H2O,故A正确；由分析可知，电解时，

溶液中钙离子通过阳离子交换膜进入产品室、钠离子通过阳离子交换膜进入阴极室、磷酸

二氢根离子通过阴离子交换膜进入产品室，则A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子

交换膜，故B正确；由得失电子数目守恒可知，阳极室消耗氯离子的物质的量为

久?"ZOT1

—:--------x8=0.8mol,由电荷守恒可知，进入产品室的钙离子物质的量为0.8molx—

22.4L/mol2

=0.4mob则阳极室减少钙离子物质的量为0.4mol,故C错误；由分析可知，与b极相连

的石墨电极为阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，与a极相连的石墨电

极为阴极，水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中钠离子

通过阳离子交换膜进入阴极室，所以在阴极室得到浓度较大的氢氧化钠溶液，故D正确；

故答案为：Co

16.我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CCh电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放

置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2。解离成H+和0H-,工作原理如图

所示。下列说法正确的是

。a

A.放电时正极的电极反应式为Zn+4OH-2e=Zn(OH)'

B.放电时正极区pH升高

C.充电时Zn与外接直流电源正极相连，将电能转化为化学能

D.当放电时，复合膜层间有ImolHzO解离时，正极区溶液增重23g

【答案】D

【解析】根据图示可知，放电时是原电池，放电时，负极为锌，锌在负极失去电子生成锌离

子，结合复合膜层电离出的氢氧根离子生成Zn(OH)：,负极的电极反应式为

Zn+4OH=2e-=Zn(OH)j,多孔Pd纳米片为正极,二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，

+

电极反应为CO2+2H+2e=HCOOH,总的电极反应为：

Zn+2OH+2H2O+CO2=Zn(OH)"+HCOOH,充电时的电极反应与放电时的反应相反,

由此分析。

据分析，放电时，多孔Pd纳米片为正极，二氧化碳在正极得到电子转化为甲酸，电极反

应为CCh+2H++2e-=HCOOH,故A错误；由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，

+

酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H+2e-

=HCOOH,甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电极附近溶液pH减小，故B错误；放电

时Zn为负极发生氧化反应，因此充电时Zn与直流电源的负极相连，故C错误；由分析可

知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应

生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e=HCOOH,复合膜层间有hnol水解离时，外电路转

移Imol电子，贝U正极增力口的质量为lmolx44g/molx；+lmolxlg/mol=23g,故D正

确;

故答案为：D„

二、非选择题：本题包括4小题，共56分。

17.水资源的处理和利用是环境化学的重要课题。

I.NH4Al(SO。常作食品加工中的食品添加剂，也可用作净水剂。请回答下列问题:

(1)NH4A1(SO4)2作净水剂的原理是.(用离子方程式说明)。几种均为

L-i的电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图1所示。其中符合O.lmol，L」NH4A1(SO4)2溶

液的pH随温度变化的曲线是(填罗马数字)，判断的理由是

II.高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂。

(2)高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时，它们的物质的量分数随pH的变化如

图2所示：pH=2.4时，溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为

-24-8

（3）已知HFeO：电离常数分别为：Ki=2.51xl0,K2=4.16xl0-,K3=5.01xl0,当

c（HFeO4）

pH=4时，溶液中—.......

c（H2FeO4）

(4)高铁酸钾(KzFeCU)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如

图3所示是高铁电池的模拟实验装置。

①该电池放电时正极产生Fe(0H)3,正极电极反应为。

②盐桥中盛有饱和KC1溶液，此盐桥中氯离子向(填“左”或“右”)移动；

③图4为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有

【答案】⑴①.加3++3旦。Al(OH)3(胶体)+3JT②.I③.NH4Al(SO4)2水解溶

液呈酸性，升高温度使水解程度增大，pH减小

(2)c(H2FeO4)>c(HFeO；)>c(H3FeO4)

-

(3)4.16(4)@.FeO；+4H2O+3e=Fe(OH)3+5OH②.右③.使用时间长、工作电

压稳定

【解析】

【小问1详析】

NH4Al(SO。作净水剂的原理是电离出的铝离子水解产生的氢氧化铝胶体具有吸附性：

3+

A1+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+；钱根离子和铝离子水解都呈酸性，越热越水解

且升高温度水的离子积常数增大，因此符合O.lmorL」NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化

的曲线是I;

【小问2详析】

pH=2.4时，由图中可以读出Fe主要以HzFeCU的形式存在，其电离分步进行以第一步为

主，因此溶液中的主要含铁形体浓度的大小关系为c(H2FeO4)>c(HFeO；)>c(H3FeO：)；

【小问3详析】

pH=4时,溶液中c(H+)=10-4mol/L,则此时

"HFeOj_c(H+)c(HFeC>4)_坞⑹

++4

c(H2FeO4)c(H)c(H2FeO4)c(H)lO-'，

【小问4详析】

①正极发生还原反应，高铁酸根离子的电子结合水生成氢氧化铁和氢氧根离子：

FeO；+4H2O+3e=Fe（OH）3+5OH；

②Zn为负极发生氧化反应、C为正极高铁酸根离子在这一极发生还原反应，在原电池中阴

离子向负极移动，因此盐桥中氯离子向右移动；

③从图中可以看出高铁电池相较普通高能碱性电池使用时间长、工作电压稳定。

18.碘在科研与生活中有重要作用。

I.实验室按如下实验流程提取海带中的碘。

（1）上述实验流程中不需要用到的仪器是（从下列图中选择，写出名称）。

II—0

VY।

（2）“氧化”时加入3moi[TH2s04溶液和3%七。2溶液，发生反应的离子方程式为

（3）海带灰中含有的其他可溶性无机盐，是在__________（从以上流程中选填实验操作名

称）中实现与碘分离。

II.测定反应l2（aq）+「（aq）U「3（aq）的平衡常数K

常温下，取2个碘量瓶分别加入下表中的药品，振荡半小时，均有少量固体不溶。取一定

体积的上层清液，加入淀粉作指示剂，用cimo「L-iNa2s2O3溶液进行滴定（发生反应

I2+2S2O；-=S4O^+2F）,测定L和5的总浓度，进而可以测得K。

（注：在本实验中，认为碘在水中和KI溶液中达到饱和时，它们的碘分子浓度。。2）相等）

碘量瓶（实验I）碘量瓶（实验H）

0.5g研细的碘，100mLc2mol,L10.5g研细的碘，100mL

药品

KIH2O

12和b-的总浓

C3mol,L1C4mol•L1

度

（4）Na2s2O3溶液也可以滴定写的原因是（用平衡移动原理回答）；滴定终点的

实验现象为O

(5)实验I中，c(13)=mol/L(用含Cl、C2、C3或C4的式子表示，下同)，反应

I2(aq)+I'(aq)U^(aq)的平衡常数K=。

(6)若所加的碘偏少，导致实验I中碘量瓶振荡半小时后无固体剩余(不饱和)，而实验n

的碘量瓶中仍有固体不溶，则测得的K将(填“偏大”、"偏小”或“无影响”)。

【答案】(1)蒸发皿、酸式滴定管

+

(2)H2o2+2H+2r=I2+2H,0

(3)萃取、分液(4)①.发生反应l2+2S2O；-=S4O〉+2r,使c(b)降低，平衡

l2(aq)+I-(aq)Ul;(aq)左移，最终使卜一完全消耗②.滴入最后半滴标准溶液时，溶液由

蓝色变为无色，且半分钟内不变

(5)①.C3—C4②.77

c4x(c2-c3+c4)

(6)偏小

【解析】从海带中提取碘，首先在用期中灼烧海带，把海带灰溶解过滤，用过氧化氢氧化碘

离子，生成碘单质，用四氯化碳萃取溶液中的碘并分液，得到碘的四氯化碳溶液，以此解题。

【小问1详析】

灼烧需要生烟，过滤需要漏斗，萃取需要分液漏斗，故未用到的仪器是蒸发皿、酸式滴定

管；

【小问2详析】

海带中的碘以1的形式存在，故离子方程式为H?。？+21+21=I2+2H2。；

【小问3详析】

海带中含有的其他无机盐，以萃取、分液实现与碘分离；

【小问4详析】

由于发生反应l2+2S2O：=S4O1+2]，使c(k)降低，平衡k(aq)+[(aq)Q(aq)左

移，最终使13一完全消耗，故Na2s2。3溶液也可以滴定门；滴定过程中，碘单质被消耗，故

滴定终点的实验现象为滴入最后半滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变;

【小问5详析】

在实验I中，12和13-的总浓度c3moi1-1,实验II中12的浓度为c4moi1-1,故

cCIj)=C3—c4mol/L,故C(「)=C2-(C3-C4)mol/L=C2-Cs+cDmol/L,则反应

C3—C4

I(aq)+P(aq)、写(aq)的平衡常数K二

2；

c4x(c2-c3+c4)

【小问6详析】

若所加的碘偏少，导致实验I中碘量瓶振荡半小时后无固体剩余(不饱和)，导致C3偏小，

而实验H的碘量瓶中仍有固体不溶，导致C4偏大，则测得的K将偏小。

19.工业上以软铸矿(主要成分为MnCh,还含有少量FezCh)和辉铜矿(主要成分为M0S2,

还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料，制备四铝酸镀晶体［(NH4)2MO4O13-2H2O］和硫酸镐晶

体的工艺流程如下：

碳酸钠溶液硫化钠

叔胺母液

已知：pKsp=-lgKsp,常温下，NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6；电2=0.3。

回答下列问题：

(1)为了提高焙烧效率，可以采取的措施有(写一条即可)；“高温焙烧”时

Mn02>M0S2转化为MnMoO4、MnSCU,写出该反应的化学方程式___________。

(2)“除铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2,生成难溶于水的黄钠铁矶

［NaFe3(SO4)2(OH)6］，写出该反应的离子方程式»

(3)“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5mo「LL当溶液中可溶组分浓度区10-5moi•厂时，可

认为已除尽，则“除银”应控制溶液pH的范围是［已知pc(S2-)=」gc(S2-),该溶液

中pc。")和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH；忽略溶液体积变化］。

(4)硫酸铳在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。从过滤所

得的滤液中获得较高纯度MnSO4-H2O的操作是：控制温度在80~90℃之间蒸发结晶，

,使固体MnSO/HzO与溶液分离，,真空干燥。

(5)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MoO：•(R3NH)2MOO4,则“反萃取”中的

试剂X最适宜选用(填标号)。

a.稀硫酸b.(NH4)2SC)4溶液c.NaOH溶液d.氨水

从“母液，，中回收的副产品主要是(填名称)。

【答案】(1)①.搅拌或将矿石粉碎或增大空气量或逆流焙烧

高温

(2),3MnO2+MOS2+302?MjiMoO+2»

3++

(2)3Fe+Na+2SO；+3CO"+3H2O=NaFe3(SO4\(OH)6J+3CO2T

(3)0.7-2.8(4)①.趁热过滤②.用80〜90℃的蒸储水洗涤

(5)①.d②.硫酸核

【解析】由题给流程可知，软锦矿和辉铝矿在空气中高温焙烧时，二氧化镒、二硫化铝与氧

气在高温条件下反应生成铝酸锦和硫酸铳，向焙烧渣中加入硫酸酸浸，将氧化铁、氧化保溶

解得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液;

向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的铝元素，分液得到水相和有机相；向水相中加入碳酸钠溶

液,将铁离子转化为黄钠铁矶,过滤得到黄钠铁砚和滤液；向滤液中加入硫化钠调节溶液pH,

将银离子转化为硫化镇沉淀，过滤得到含有硫化镇的滤渣和含有硫酸铳的滤液；滤液经蒸发

浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锦晶体；向有机相中加入氨水反萃取、分液得到

叔胺和四铝酸镂溶液；向溶液中加入硫酸，中和过量的氨水，使四铝酸镂转化为沉淀，过滤

得到含有硫酸镇的母液和四铝酸镀晶体。

【小问1详析】

将矿石粉碎、增大空气的量、逆流焙烧等措施能提高焙烧效率；由分析可知，高温焙烧时

发生的反应为二氧化锦、二硫化铝与氧气在高温条件下反应生成铝酸锦和硫酸锦，反应的

高温

化学方程式为3MnO2+MOS2+302MnMoO4+2MnSO4；

【小问2详析】

生成黄钠铁研沉淀的反应为溶液中的铁离子、钠离子、硫酸根离子与碳酸根离子反应生成

黄钠铁砚沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为

3++

3Fe+Na+2SO^+3CO^+3H2O=NaFe3(SO4\(OH)6J+3CO2T；

【小问3详析】

由硫化镐的溶度积可知，溶液中镒离子浓度为0.5mol/L时，溶液中pc(S2-)=pKsp(MnS)-

pc(Mn2+)=12.6-0.3=12.3,贝"pH=15.1-12.3=2.8,由硫化镇的溶度积可知，溶液中镁离子完

全沉淀时，溶液中pc(S2-)=pKsp(NiS)-pc(Ni2+)=19.4-5=14.4,则pH=15.1-溶.4=1.7,则溶液

中pH的范围为0.7-2.8；

【小问4详析】

由图像可知，在70-80℃下蒸发结晶后，如果降低温度，MnSO/IfeO会溶解损失，因此需

趁热过滤、并在70-80℃下用蒸储水洗涤减少损失，

【小问5详析】

由萃取方程式可知，加入氨水能中和溶液中的氢离子，使平衡向逆反应方向移动，有利于

四铝酸镂的生成，且不引入新杂质，故选d；由分析可知，母液的主要成分为硫酸镂，则

回收的副产品为硫酸锈。

20.含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。

(1)工业上常用NE和CO2合成尿素［CO(NH2)2］,利用该反应可以在一定程度上减缓温

室效应。该反应可分两步进行，其能量变化和反应历程如图所示

①以NH3、CO2为原料生产尿素［CO(NH2)2］的热化学方程式为

②合成尿素总反应自发进行的条件是(填“高温”或“低温”)。

(2)一定温度下，将NH3和CCh按2：1的物质的量之比充入一容积恒为10L的密闭容器

中发生总反应。15min时达到平衡，各物质的浓度变化曲线如图所示。

①上述条件下，从反应开始至15min时,