2021届高三高考化学模拟试卷二十一

这是一份2021届高三高考化学模拟试卷二十一，共8页。试卷主要包含了化学与生活、科技密切相关，用NA代表阿伏加德罗常数的数值，利用下列装置，我国科学家设计的一种甲酸，亚硝酸钠是重要的防腐剂等内容，欢迎下载使用。

一．选择题（共7小题）
1．化学与生活、科技密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．“歼﹣20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”，是一种新型有机高分子材料
B．2020年12月3日，在月球表面成功展开的五星红旗的主要材料芳纶属于合成纤维
C．我国海洋开发走向深蓝，“蛟龙号”外壳材料使用的钛合金属于化合物
D．2020年我国发射的嫦娥5号探月器的太阳能电池帆板的材料是SiO2
2．用NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是（ ）
A．4.6g C2H6O中含有碳氢共价键的数目为0.5NA
B．1.8g H2O和D2O混合物中含有的中子数为0.8NA
C．MnO2与浓盐酸反应产生22.4L Cl2 （标准状况）时转移电子数为2NA
D．IL pH＝1的CH3COOH溶液中CH3COO﹣、CH3COOH数目之和为0.1NA
3．紫草在我国有悠久的药用历史，主要用于治疗湿性斑疹、紫癜、热结便秘、烧伤、湿疹、丹毒等。其主要成分紫草素的结构如图。下列关于紫草素的说法错误的是（ ）
A．分子式为C16H16O5
B．分子中所有碳原子可能共平面
C．能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
D．既能与酸又能与醇发生酯化反应
4．利用下列装置（夹持装置略）进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A．用甲装置制备并收集CO2
B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C．用丙装置制备无水MgCl2
D．用丁装置在铁上镀铜
5．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是（ ）
A．少量SO2通入Na2CO3溶液中：SO2+CO32﹣═SO32﹣+CO2
B．将FeCl3溶液加入NH4HCO3溶液中：2Fe3++6HCO3﹣═Fe2（CO3）3↓+3CO2↑+3H2O
C．少量CO2通入漂白粉溶液中：CO2+H2O+Ca2++2ClO﹣═CaCO3↓+2HClO
D．草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色：5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
6．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X与W位于同一主族，W的L层电子数等于其他电子层电子数之和；Y、Z最外层电子数之比为1：3。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：Y＞Z＞X
B．X、Y组成的化合物中一定含离子键
C．Y、Z的氧化物均属于碱性氧化物
D．X的简单氢化物的沸点比W的低
7．我国科学家设计的一种甲酸（HCOOH）燃料电池如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜开。下列说法错误是（ ）
A．负极反应为HCOOH﹣2e﹣+3OH﹣═HCO3﹣+2H2O
B．正极反应为Fe3++e﹣═Fe2+反应前后Fe3+总量不变
C．有0.5ml e﹣通过用电器时需通入4g氧气
D．物质A可以是硫酸或硫酸氢钾
二．填空题（共1小题）
8．研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义．
（1）已知：2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）△H＝﹣566kJ•ml﹣1
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣484kJ•ml﹣1
CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g）△H＝﹣890kJ•ml﹣1
则：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）△H＝ ．
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1ml/L的CH4 与CO2，在一定条件下发生反应
CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1：
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是 ．
a．CO2的浓度不再发生变化
b．υ正（CH4）＝2υ逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO与H2的物质的量比为1：1
②据图可知，P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为 ．
③在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，则用CO表示该反应的速率为 ，该温度下，反应的平衡常数为 ．
（3）用CO与H2可合成甲醇（CH3OH），以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图2所示，该电池工作过程中O2应从 （填“c或b”）口通入，电池负极反应式为 ，若用该电池电解精炼铜，每得到6.4g铜，转移电子数目为 ．
9．亚硝酸钠（NaNO2）是重要的防腐剂。
Ⅰ．实验室制备亚硝酸钠
某化学兴趣小组设计如下实验装置（略去夹持仪器）制备亚硝酸钠。
已知：①2NO+Na2O2═2NaNO2，
②酸性条件下，NO、NO2﹣或NO2都能与MnO4﹣反应生成NO3﹣和Mn2+。
回答下列问题：
（1）装置C的名称是 ，试剂X的名称是 。
（2）为制得少量亚硝酸钠，上述装 置按气流方向连接顺序为A→ → → → →D （装置可重复使用）。
（3）加入浓HNO3前，需先向装置内通一段时间N2，目的是 。
（4）D中主要反应的离子方程式为 。
Ⅱ．市售亚硝酸钠含量测定
（5）已知市售亚硝酸钠主要成分是NaNO2（含NaNO3、水等杂质），可以采用KMnO4测定含量（其中杂质不跟酸性KMnO4溶液反应）。称取5.0g市售亚硝酸钠样晶溶于水配制成250 mL的样品溶液。取25.00mL样品溶液于锥形瓶中，用稀硫酸酸化后，再用0.1000ml•L﹣1的KMnO4标准液进行滴定，消耗KMnO4标准液体积28.00 mL。判断滴定终点的现象是 ，该市售亚硝酸钠中NaNO2的质量分数是 。
四．解答题（共3小题）
10．利用废镍电池的金属电极芯（主要成分为C、Ni，还含少量Fe、Al等）生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如图。
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
（1）用硫酸没取金属电极芯时，提高浸取率的方法有 。（写出一种合理方法即可）
（2）沉淀A的主要成分是Fe（OH）3、 “浸出液”调节pH的范围为 ，调节pH用的试剂可以是 。（选填序号）
a．铁
b．氨水
c．碳酸钠溶液
d．稀硫酸
（3）“母液1”中加入NaClO反应的离子方程式为 。
（4）向C（OH）3中加入H2SO4﹣H2O2混合液，H2O2 的作用是 。
（5）“母液3”中应控制Na2CO3用量使终点pH为8.5为宜，此时c（C2+）小于 ml•L﹣1；为防止生成C（OH）2沉淀，可用NH4HCO3代替Na2CO3制得CCO3，写出该反应的离子方程式 。 （已知：Ksp[C（OH）2]＝2×10﹣15）
（6）由“母液4”获取NiSO4•7H2O的操作是 ， ，过滤，洗涤。
11．有机物W（C16H14O2）用作调香剂、高分子材料合成的中间体等，制备W的一种合成路线如图：
已知：
请回答下列问题：
（1）F的化学名称是 ，⑤的反应类型是 。
（2）E中含有的官能团是 （写名称），E在一定条件下聚合生成高分子化合物，该高分子化合物的结构简式为 。
（3）E+F→W反应的化学方程式为 。
（4）与A含有相同官能团且含有苯环的同分异构体还有 种（不含立体异构），其中核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积之比为1：1：2：2：2：2的结构简式为 。
（5）参照有机物W的上述合成路线，写出以M和CH3Cl为原料制备F的合成路线（无机试剂任选） 。
21套
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．化学与生活、科技密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．“歼﹣20”飞机上使用的碳纤维被誉为“新材料之王”，是一种新型有机高分子材料
B．2020年12月3日，在月球表面成功展开的五星红旗的主要材料芳纶属于合成纤维
C．我国海洋开发走向深蓝，“蛟龙号”外壳材料使用的钛合金属于化合物
D．2020年我国发射的嫦娥5号探月器的太阳能电池帆板的材料是SiO2
【分析】A．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，不属于新型有机高分子材料；
B．芳纶纤维为有机高分子化合物，属于合成纤维；
C．同种物质组成的纯净物为化合物，不同物质组成的物质为混合物；
D．利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换为电能，二氧化硅为光导纤维的成分。
【解答】解：A．碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，不属于新型有机高分子材料，故A错误；
B．2020年12月3日，在月球表面成功展开的五星红旗的主要材料芳纶，属于高分子化合物，属于合成纤维，故B正确；
C．我国海洋开发走向深蓝，“蛟龙号”外壳材料使用的钛合金属于合金材料，为混合物，故C错误；
D．2020年我国发射的嫦娥5号探月器的太阳能电池帆板的材料是硅晶体，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查物质的组成及性质，为高频考点，把握物质的组成、用途解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，学习中注意相关基础知识的积累，注意材料组成的分析判断。
2．用NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是（ ）
A．4.6g C2H6O中含有碳氢共价键的数目为0.5NA
B．1.8g H2O和D2O混合物中含有的中子数为0.8NA
C．MnO2与浓盐酸反应产生22.4L Cl2 （标准状况）时转移电子数为2NA
D．IL pH＝1的CH3COOH溶液中CH3COO﹣、CH3COOH数目之和为0.1NA
【分析】A．求出4.6g C2H6O的物质的量，然后根据 C2H6O可能是乙醇，还可能是二甲醚来分析；
B．H2O和D2O的摩尔质量不同，含有的中子数也不同；
C．求出标况下22.4L氯气的物质的量，然后根据用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气时，氯元素由﹣1价变为0价来分析；
D．pH＝1的CH3COOH溶液的浓度大于0.1ml/L。
【解答】解：A．4.6g C2H6O的物质的量为n＝＝0.1ml，而C2H6O可能是乙醇，还可能是二甲醚，故0.1ml此物质中含有的C﹣H键可能为0.5NA条，还可能为0.6NA条，故A错误；
B．H2O和D2O的摩尔质量不同，故1.8g混合物的物质的量无法计算，则含有的中子数无法计算，故B错误；
C．标况下22.4L氯气的物质的量为n＝＝1ml，而用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气时，氯元素由﹣1价变为0价，故生成1ml氯气时转移的电子数为2NA个，故C正确；
D．pH＝1的CH3COOH溶液的浓度大于0.1ml/L，1L pH＝1的CH3COOH溶液中醋酸的物质的量大于0.1ml，则溶液中CH3COO﹣、CH3COOH数目之和大于0.1NA，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了物质的量和阿伏加德罗常数的有关计算，掌握公式的运用和物质的结构特点是解题关键，应注意掌握基础的运算方法。
3．紫草在我国有悠久的药用历史，主要用于治疗湿性斑疹、紫癜、热结便秘、烧伤、湿疹、丹毒等。其主要成分紫草素的结构如图。下列关于紫草素的说法错误的是（ ）
A．分子式为C16H16O5
B．分子中所有碳原子可能共平面
C．能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
D．既能与酸又能与醇发生酯化反应
【分析】由结构可知分子式，分子中含酚﹣OH、羰基、碳碳双键、醇﹣OH，结合酚、酮、烯烃及醇的性质来解答。
【解答】解：A.由结构可知分子式为C16H16O5，故A正确；
B.苯环、羰基、双键为平面结构，则所有碳原子可能共面，故B正确；
C.含碳碳双键，能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，故C正确；
D.含﹣OH可与酸发生酯化反应，不能与醇发生酯化反应，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点，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B为解答的难点，题目难度中等。
4．利用下列装置（夹持装置略）进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A．用甲装置制备并收集CO2
B．用乙装置制备溴苯并验证有HBr产生
C．用丙装置制备无水MgCl2
D．用丁装置在铁上镀铜
【分析】A．碳酸氢钠加热有水生成，二氧化碳的密度比空气密度大；
B．溴易挥发，溴及HBr均与硝酸银反应；
C．HCl可抑制镁离子水解；
D．Fe与电源正极相连为阳极，而Cu为阴极。
【解答】解：A．碳酸氢钠加热有水生成，则试管口应略向下倾斜，且收集二氧化碳选向上排空气法，图中为向下排空气法，故A错误；
B．溴易挥发，溴及HBr均与硝酸银反应，则图中实验不能检验HBr的生成，故B错误；
C．HCl可抑制镁离子水解，则在HCl气流中加热可制备无水MgCl2，故C正确；
D．Fe与电源正极相连为阳极，而Cu为阴极，Cu不能失去电子，则不能镀铜，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、物质的制备、电化学为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意选项B为解答的易错点，题目难度不大。
5．对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是（ ）
A．少量SO2通入Na2CO3溶液中：SO2+CO32﹣═SO32﹣+CO2
B．将FeCl3溶液加入NH4HCO3溶液中：2Fe3++6HCO3﹣═Fe2（CO3）3↓+3CO2↑+3H2O
C．少量CO2通入漂白粉溶液中：CO2+H2O+Ca2++2ClO﹣═CaCO3↓+2HClO
D．草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色：5C2O42﹣+2MnO4﹣+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
【分析】A．二氧化硫少量，反应生成碳酸氢根离子和亚硫酸氢根离子；
B．反应生成氢氧化铁沉淀，不会生成碳酸铁；
C．二者反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸；
D．草酸为弱电解质，不能拆开。
【解答】解：A．少量SO2通入Na2CO3溶液中，离子方程式为：SO2+H2O+CO32﹣═HSO3﹣+HCO3﹣，故A错误；
B．将FeCl3溶液加入NH4HCO3溶液中，离子方程式为：Fe3++3HCO3﹣═Fe（OH）3↓+3CO2↑，故B错误；
C．少量CO2通入漂白粉溶液中，离子方程式为：CO2+H2O+Ca2++2ClO﹣═CaCO3↓+2HClO，故C正确；
D．草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子反应为：MnO4﹣+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查离子方程式的判断，为高考的高频题，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。
6．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X与W位于同一主族，W的L层电子数等于其他电子层电子数之和；Y、Z最外层电子数之比为1：3。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：Y＞Z＞X
B．X、Y组成的化合物中一定含离子键
C．Y、Z的氧化物均属于碱性氧化物
D．X的简单氢化物的沸点比W的低
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，W的L层电子数等于其他电子层电子数之和，W含有3个电子层，L层含有8个电子，最外层含有电子数为8﹣2＝6，则W为S元素；X与W位于同一主族，则X为O元素；Y、Z最外层电子数之比为1：3，Y的原子序数大于O，则Y、Z位于第三周期，二者最外层电子数分别为1、3，故Y为Na，Z为Al元素，以此分析解答。
【解答】解：结合分析可知，X为O，Y为Na，Z为Al，W为S元素，
A．核外电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：X＞Y＞Z，故A错误；
B．X、Y组成的化合物有氧化钠、过氧化钠，氧化钠和过氧化钠都含有离子键，故B正确；
C．氧化铝为两性氢氧化物，过氧化钠为过氧化物，二者都不属于碱性氧化物，故C错误；
D．水分子之间存在氢键，导致水的沸点较高，则简单氢化物的沸点：X＞W，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握原子序数、原子结构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。
7．我国科学家设计的一种甲酸（HCOOH）燃料电池如图所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜开。下列说法错误是（ ）
A．负极反应为HCOOH﹣2e﹣+3OH﹣═HCO3﹣+2H2O
B．正极反应为Fe3++e﹣═Fe2+反应前后Fe3+总量不变
C．有0.5ml e﹣通过用电器时需通入4g氧气
D．物质A可以是硫酸或硫酸氢钾
【分析】HCOOH燃料电池中，HCOOH发生失去电子的反应生成HCO3﹣，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO﹣+2OH﹣﹣2e﹣═HCO3﹣+H2O，正极O2得电子生成H2O，O2+4e﹣+4H+＝2H2O（需消耗H+），从装置中分离出的物质为K2SO4，所以放电过程中需补充的物质A是H2SO4，HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应将化学能转化为电能，总反应为2HCOOH+2OH﹣+O2＝2HCO3﹣+2H2O，原电池工作时K+通过半透膜移向正极。
【解答】解：A．HCOOH碱性燃料电池中，左侧电极发生HCOO﹣失去电子的反应生成HCO3﹣，所在电极为负极，电极反应式为：HCOO﹣+2OH﹣﹣2e﹣═HCO3﹣+H2O，故A错误；
B．由图可知，原电池工作时K+通过半透膜移向正极（右侧），右侧电极反应为：Fe3++e﹣＝Fe2+，亚铁离子被氧气氧化生成铁离子，反应前后Fe3+总量不变化，故B正确；
C．负极电极反应式为：HCOO﹣+2OH﹣﹣2e﹣═HCO3﹣+H2O，正极电极反应为：O2+4e﹣+4H+＝2H2O，总反应为2HCOOH+2OH﹣+O2＝2HCO3﹣+2H2O，通过4ml电子反应仪器1ml，有0.5ml e﹣通过用电器时需通入氧气物质的量＝＝0.125ml，氧气质量＝0.125ml×32g/ml＝4g，故C正确；
D．由图可知，原电池工作时K+通过半透膜移向正极（右侧），右侧电极反应为：Fe3++e﹣＝Fe2+，从装置中分离出的物质为K2SO4，放电过程中需补充的物质A是H2SO4或硫酸氢钾，故D正确；
故选：A。
【点评】本题考查了原电池的工作原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握正负极的判断、电极反应式的书写，题目难度中等。
二．填空题（共1小题）
8．研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义．
（1）已知：2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）△H＝﹣566kJ•ml﹣1
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣484kJ•ml﹣1
CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g）△H＝﹣890kJ•ml﹣1
则：CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）△H＝ +160kJ•ml﹣1 ．
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1ml/L的CH4 与CO2，在一定条件下发生反应
CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1：
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是 ac ．
a．CO2的浓度不再发生变化
b．υ正（CH4）＝2υ逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO与H2的物质的量比为1：1
②据图可知，P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为 P4＞P3＞P2＞P1 ．
③在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，则用CO表示该反应的速率为 0.032ml/（L•min） ，该温度下，反应的平衡常数为 1.64 ．
（3）用CO与H2可合成甲醇（CH3OH），以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图2所示，该电池工作过程中O2应从 c （填“c或b”）口通入，电池负极反应式为 2CH3OH+2H2O﹣12e﹣＝2CO2↑+12H+ ，若用该电池电解精炼铜，每得到6.4g铜，转移电子数目为 0.2NA ．
【分析】（1）根据盖斯定律，由于已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数，进行相应的计算，据此解答；
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，据此解答．解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，据此计算甲烷的浓度变化量，根据v＝计算v（CH4），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO）；
利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算该温度下的平衡常数；
（3）由图2可知，氢离子由左边转移到右边，左边有气体生成，故左边发生氧化反应，右边发生还原反应，反应中氧气发生还原反应；
电极总反应式为 2CH3OH+3O2＝2CO2↑+4H2O，利用总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式；
根据n＝计算铜的物质的量，根据电子转移守恒可知，转移电子等于铜离子转化为铜获得的电子，再根据N＝nNA计算注意电子数目．
【解答】解：（1）已知：①2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）△H＝﹣566kJ•ml﹣1
②2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝﹣484kJ•ml﹣1
③CH4（g）+2O2（g）＝CO2（g）+2H2O（g）△H＝﹣890kJ•ml﹣1
由盖斯定律，③﹣①﹣②得CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），故△H＝﹣890kJ•ml﹣1﹣（﹣566kJ•ml﹣1）﹣（﹣484kJ•ml﹣1）＝+160kJ•ml﹣1，
故答案为：+160kJ•ml﹣1；
（1）对于CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），故△H＝+160kJ•ml﹣1，
①、a．平衡时反应混合物各组分的浓度不变，CO2的浓度不再发生变化，说明到达平衡，故a正确；
b．υ正（CH4）＝2υ逆（CO），则υ正（CH4）：υ逆（CO）＝2：1，不等于化学计量数之比，未处于平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应进行，故b错误；
c．反应混合物的总质量不变，随反应进行，反应混合物的总的物质的量增大，平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量不发生变化，说明到达平衡，故c正确；
d．CO与H2的化学计量数为1：1，反应数值按物质的量比为1：1进行，不能说明到达平衡，故d错误；
故答案为：ac；
②由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P1）＞α（P2）＞α（P3）＞α（P4），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P4＞P3＞P2＞P1，故答案为：P4＞P3＞P2＞P1；
③由图1可知，压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡X点，是甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1ml/L×80%＝0.08ml/L，故v（CH4）＝＝0.016ml/（L•min），根据速率之比等于化学计量数之比，所以v（CO）＝2v（CH4）＝2×0.16ml/（L•min）＝0.032ml/（L•min），
CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g），
开始（ml/L）：0.1 0.1 0 0
变化（ml/L）：0.08 0.08 0.16 0.16
平衡（ml/L）：0.02 0.02 0.16 0.16
故该温度下平衡常数k＝＝1.64
故答案为：0.032ml/（L•min）；1.64；
（3）由图2可知，氢离子由左边转移到右边，左边有气体生成，故左边发生氧化反应，右边发生还原反应，反应中氧气发生还原反应，故氧气在c口通入，
电极总反应式为 2CH3OH+3O2＝2CO2↑+4H2O，正极电极反应式为3O2+12H++12e﹣＝6H2O，总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式为：2CH3OH+2H2O﹣12e﹣＝2CO2↑+12H+，
铜的物质的量为＝0.1ml，根据电子转移守恒可知，转移电子等于铜离子转化为铜获得的电子，故转移电子数目为0.1ml×2×NAml﹣1＝0.2NA，
故答案为：c；2CH3OH+2H2O﹣12e﹣＝2CO2↑+12H+；0.2NA．
【点评】本题考查反应热的计算、影响化学平衡元素、平衡图象、原电池原理等，题目综合性较大，难度中等，（3）中负极电极反应式的书写为难点，易错点，利用总反应式减去正极反应式可得负极电极反应式．
三．实验题（共1小题）
9．亚硝酸钠（NaNO2）是重要的防腐剂。
Ⅰ．实验室制备亚硝酸钠
某化学兴趣小组设计如下实验装置（略去夹持仪器）制备亚硝酸钠。
已知：①2NO+Na2O2═2NaNO2，
②酸性条件下，NO、NO2﹣或NO2都能与MnO4﹣反应生成NO3﹣和Mn2+。
回答下列问题：
（1）装置C的名称是 （球形）干燥管 ，试剂X的名称是 蒸馏水 。
（2）为制得少量亚硝酸钠，上述装 置按气流方向连接顺序为A→ E → C → B → C →D （装置可重复使用）。
（3）加入浓HNO3前，需先向装置内通一段时间N2，目的是 排尽装置内的空气，防止生成的NO被氧化为NO2 。
（4）D中主要反应的离子方程式为 5NO+3MnO4﹣+6H+＝5NO3﹣+3Mn2++3H2O 。
Ⅱ．市售亚硝酸钠含量测定
（5）已知市售亚硝酸钠主要成分是NaNO2（含NaNO3、水等杂质），可以采用KMnO4测定含量（其中杂质不跟酸性KMnO4溶液反应）。称取5.0g市售亚硝酸钠样晶溶于水配制成250 mL的样品溶液。取25.00mL样品溶液于锥形瓶中，用稀硫酸酸化后，再用0.1000ml•L﹣1的KMnO4标准液进行滴定，消耗KMnO4标准液体积28.00 mL。判断滴定终点的现象是 为当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色； ，该市售亚硝酸钠中NaNO2的质量分数是 96.6% 。
【分析】（1）装置C的名称为（球形）干燥管；
（2）2NO+Na2O2═2NaNO2，装置A产生的NO2通入装置E（蒸馏水），生成NO，再通入C（干燥NO）后，通入B与Na2O2反应生成NaNO2，装置B接C的目的是防止空气中水蒸气进入装置B中，对产物产生影响；
（3）加入浓HNO3前，需先向装置内通一段时间N2，排尽装置内的空气，防止生成的NO被氧化为NO2；
（4）装置D的作用是尾气处理，主要用于吸收未反应的NO气体；
（5）题中没有给出其它指示剂，KMnO4自身为紫红色，可以做指示剂，从而可以判断滴定终点的现象；然后根据化学方程式进行计算，直接求出NaNO2的物质的量，进一步计算出其质量分数即可。
【解答】解：（1）装置C为（球形）干燥管，用于气体的干燥，
故答案为：（球形）干燥管；
（2）装置A产生的NO2通入装置E（蒸馏水），生成NO，再通入C（干燥NO）后，再通入B与Na2O2反应生成NaNO2（2NO+Na2O2═2NaNO2）生成NaNO2，装置B接C的目的是防止空气中水蒸气进入装置B中，对产物产生影响，
故答案为：E；C；B；C；
（3）加入浓HNO3前，需先向装置内通一段时间N2，目的就是排尽装置内的空气，防止生成的NO被空气中的O2氧化为NO2，
故答案为：排尽装置内的空气，防止生成的NO被氧化为NO2；
（4）装置D的作用是吸收未反应的NO气体，且NO被氧化为NO3﹣，自身被还原为Mn2+，根据原子守恒和化合价升降守恒可得离子方程式为：5NO+3MnO4﹣+6H+＝5NO3﹣+3Mn2++3H2O，
故答案为：5NO+3MnO4﹣+6H+＝5NO3﹣+3Mn2++3H2O；
（5）KMnO4自身为紫红色，可以做指示剂，故滴定终点为：当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色；根据原子守恒和化合价升降守恒可得：2MnO4﹣+5NO2﹣+6H+＝5NO3﹣+2Mn2++3H2O，n（NaNO2）＝n（NO2﹣）＝×n（MnO4﹣）＝×0.1000ml•L﹣1×0.028L＝0.007ml，m（NaNO2）＝0.007ml×69g/ml＝0.483g，NaNO2的质量分数＝×100%＝96.6%，
故答案为：为当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色；96.6%。
【点评】本题以物质制备为背景，考查了实验装置的应用，氧化还原反应方程式的书写，滴定终点的判断，根据化学方程式进行计算等，对学生的基础知识要求较高，属于中等难度题型。
四．解答题（共3小题）
10．利用废镍电池的金属电极芯（主要成分为C、Ni，还含少量Fe、Al等）生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如图。
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
（1）用硫酸没取金属电极芯时，提高浸取率的方法有 将金属电极芯粉碎（或者适当提高硫酸的浓度，或者升高温度等） 。（写出一种合理方法即可）
（2）沉淀A的主要成分是Fe（OH）3、 Al（OH）3 “浸出液”调节pH的范围为 5.2≤pH＜7.6 ，调节pH用的试剂可以是 bc 。（选填序号）
a．铁
b．氨水
c．碳酸钠溶液
d．稀硫酸
（3）“母液1”中加入NaClO反应的离子方程式为 2C2++ClO﹣+5H2O＝Cl﹣+2C（OH）3↓+4H+ 。
（4）向C（OH）3中加入H2SO4﹣H2O2混合液，H2O2 的作用是 还原剂 。
（5）“母液3”中应控制Na2CO3用量使终点pH为8.5为宜，此时c（C2+）小于 2×10﹣4 ml•L﹣1；为防止生成C（OH）2沉淀，可用NH4HCO3代替Na2CO3制得CCO3，写出该反应的离子方程式 2HCO3﹣+C2+＝CCO3↓+H2O+CO2↑ 。 （已知：Ksp[C（OH）2]＝2×10﹣15）
（6）由“母液4”获取NiSO4•7H2O的操作是 蒸发浓缩 ， 冷却结晶 ，过滤，洗涤。
【分析】废镍电池的金属电极芯（主要成分为C、Ni，还含少量Fe、Al等）加入硫酸溶解，C、Ni、Fe、Al分别转化为C2+、Ni2+、Fe2+、Al3+，其中Fe2+、Al3+是杂质离子，结合表格中所给的阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知，在浸出液中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节pH使Fe3+、Al3+沉淀为Fe（OH）3和Al（OH）3，此时母液1中的阳离子即为C2+、Ni2+，加入NaClO的目的是将C2+氧化为C3+便于调节pH形成沉淀，实现与Ni2+的分离，故母液2中含Ni2+；向C（OH）3中加入H2SO4﹣H2O2，得到母液3，而向母液3中加入Na2CO3即得CCO3，故H2O2的作用是将C（OH）3还原为C2+，即母液中含C2+，加入碳酸钠沉钴，将C2+转化为CCO3沉淀，再经过一系列操作即得醋酸钴晶体；母液2中含Ni2+，通入氨气将其沉淀为Ni（OH）2，再加入硫酸溶解为NiSO4，即母液4为NiSO4溶液，再经加热浓缩、冷却结晶、过滤、干燥即得硫酸镍晶体，据此分析。
【解答】解：（1）用硫酸没取金属电极芯时，为了提高浸取率，可以将金属电极芯粉碎，或者适当提高硫酸的浓度，或者升高温度等，
故答案为：将金属电极芯粉碎（或者适当提高硫酸的浓度，或者升高温度等）；
（2）根据表格中的数据可知，在浸出液中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节pH使Fe3+、Al3+沉淀为Fe（OH）3和Al（OH）3，沉淀A的主要成分是Fe（OH）3、Al（OH）3，“浸出液”需调节pH至Fe3+、Al3+沉淀完全而C（OH）2、Ni（OH）2不沉淀，故pH的范围为5.2≤pH＜7.6；调节pH用的试剂需不能引入杂质且对Fe3+、Al3+、C2+、Ni2+无影响，
a．铁能将Fe3+反应为Fe2+，故a错误；
b．氨水可以调节溶液的pH，且对Fe3+、Al3+、C2+、Ni2+无影响，故b正确；
c．碳酸钠溶液可以使溶液的pH增大，且引入的碳酸根在后续步骤中通过加硫酸可以除去，故c正确；
d．稀硫酸的加入会使溶液的pH减小，故d错误，
故答案为：Al（OH）3；5.2≤pH＜7.6；bc；
（3）“母液1”中的金属阳离子为C2+、Ni2+，由于两者开始沉淀的pH相同，故若使两者分离，需加入NaClO将C2+氧化为C3+，ClO﹣被还原为Cl﹣，而由于此反应环境为酸性环境，故离子方程式为：2C2++ClO﹣+5H2O＝Cl﹣+2C（OH）3↓+4H+，
故答案为：2C2++ClO﹣+5H2O＝Cl﹣+2C（OH）3↓+4H+；
（4）向C（OH）3中加入H2SO4﹣H2O2，得到母液3，而向母液3中加入Na2CO3即得CCO3，故H2O2的作用是将C（OH）3还原为C2+，
故答案为：还原剂；
（5）“母液3”中应控制Na2CO3用量使终点pH为8.5为宜，即c（H+）＝10﹣8.5ml/L，c（OH﹣）＝10﹣5.5ml/L，根据Ksp[C（OH）2]＝2×10﹣15可知c（C2+）•c2（OH﹣）＝2×10﹣15，故c（C2+）＝2×10﹣4ml/L；NH4HCO3代替Na2CO3制得CCO3，则HCO3﹣与C2+反应生成CCO3沉淀和H+，生成的H+与过量的HCO3﹣反应生成H2O和CO2，故离子方程式为：2HCO3﹣+C2+＝CCO3↓+H2O+CO2↑，
故答案为：2×10﹣4；2HCO3﹣+C2+＝CCO3↓+H2O+CO2↑；
（6）“母液4”为NiSO4溶液，获取NiSO4•7H2O的操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶。
【点评】本题考查物质的分离、提纯和制备实验流程，为高考常见题型，明确实验原理为解答关键，注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用，试题侧重于考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，题目难度中等。
11．有机物W（C16H14O2）用作调香剂、高分子材料合成的中间体等，制备W的一种合成路线如图：
已知：
请回答下列问题：
（1）F的化学名称是 苯甲醇 ，⑤的反应类型是 消去反应 。
（2）E中含有的官能团是 碳碳双键、羧基 （写名称），E在一定条件下聚合生成高分子化合物，该高分子化合物的结构简式为 。
（3）E+F→W反应的化学方程式为 。
（4）与A含有相同官能团且含有苯环的同分异构体还有 5 种（不含立体异构），其中核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积之比为1：1：2：2：2：2的结构简式为 。
（5）参照有机物W的上述合成路线，写出以M和CH3Cl为原料制备F的合成路线（无机试剂任选） 。
【分析】由B的结构可知A为，A与溴发生加成反应生成B．B发生水解反应生成C为，C催化氧化的产物继续氧化生成D，则D为．对比D、E分子式可知D分子内脱去1分子水生成E，故D在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成E，则E为，E与F发生酯化反应生成W为。
（6）首先由苯制备甲苯，甲苯再与氯气在光照时发生侧链一氯取代，产物水解得到F（苯甲醇）。由信息可知，苯与CH3Cl在氯化铝条件下可以得到甲苯。
【解答】解：（1）F 的化学名称是：苯甲醇，⑤是转化为，属于消去反应，
故答案为：苯甲醇；消去反应；
（2）E为，含有的官能团为：碳碳双键、羧基，E聚合生成高分子化合物的结构简式为，
故答案为：碳碳双键、羧基；；
（3）E+F→W反应的化学方程式为：，
故答案为：；
（4）与A（）含有相同官能团且含有苯环的同分异构体，含有1个侧链，还可以﹣CH＝CHCH3，或者为﹣CH2CH＝CH2，可以含有2个侧链为﹣CH3、﹣CH＝CH2，有邻、间、对3种位置结构，故符合条件的同分异构体还有2+3＝5种，其中核磁共振氢谱为六组峰，且峰面积之比为1：1：2：2：2：2的结构简式为：，
故答案为：5；；
（6）首先由苯制备甲苯，甲苯再与氯气在光照时发生侧链一氯取代，产物水解得到F（苯甲醇）。由信息可知，苯与CH3Cl在氯化铝条件下可以得到甲苯。合成路线流程图为：，
故答案为。
【点评】本题考查有机物的推断与合成，明确官能团的性质及衍变是解本题关键，注意结合有机反应条件分析解答，侧重考查学生分析推断能力及知识综合应用能力，掌握定二移一法书写苯的三元取代同分异构体。
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沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
C（OH）2
C（OH）
Al（OH）3
Ni（OH）2
开始沉淀
2.2
7.4
7.6
0.1
4.0
7.6
完全沉淀
3.2
8.9
9.2
1.1
5.2
9.2
沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
C（OH）2
C（OH）
Al（OH）3
Ni（OH）2
开始沉淀
2.2
7.4
7.6
0.1
4.0
7.6
完全沉淀
3.2
8.9
9.2
1.1
5.2
9.2