2021山东省高考压轴卷：化学+答案解析

这是一份2021山东省高考压轴卷：化学+答案解析，共24页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，侯氏制碱法制取的原理为，已知等内容，欢迎下载使用。

2021山东省高考压轴卷 化学
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Mg：24 Al：27 S：32 Cl：35.5 Fe：56 Cu：64 Ge:73 Ba：137
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．纵观古今，化学与生活皆有着密切联系。下列说法错误的是
A．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”，古代的蜡是高级脂肪酸酯，属于高分子聚合物
B．“凡铁分生熟，出炉未炒则生，既炒则熟”中的“炒”为氧化除碳过程
C．制造青瓦“窑泥周寒其孔，浇水转釉”，红瓦转化为青瓦的原因是转化为其他铁的氧化物
D．“凡金箔，每金七厘造方寸一千片……金性又柔，可屈折如枝柳”说明了金有良好延展性
2．下列化学用语的表述不正确的是
A．的结构式： B．氯化铵的电子式：
C．联氨的球棍模型为 D．离子的结构示意图为
3．设表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．聚丙烯中含键总数目为
B．常温下，的溶液中含有的数目为
C．的溶液中，阴离子总数大于
D．含有个胶粒的氢氧化铁胶体中，铁元素的质量为
4．在指定溶液中下列离子能大量共存的是
A．透明澄清的溶液：NH、Fe3+、SO、NO
B．能使甲基橙变红的溶液：Na+、Ca2+、AlO、Cl-
C．c(ClO-)=0.1mol/L的溶液：K+、Na+、CO、S2-
D．加入Al能放出H2的溶液：Mg2+、NH、HCO、NO
5．侯氏制碱法制取的原理为。实验室用如题图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量固体。下列有关说法正确的是

A．装置Ⅰ中反应的离子方程式为
B．向装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和溶液以除去中的少量
C．装置Ⅲ中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出固体
D．析出固体的上层清液中不存在
6．已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得

下列说法中不正确的是
A．1mol雷琐苯乙酮最多能与4mol氢气发生加成反应
B．两分子苹果酸的一种缩合产物是：
C．1mol产物伞形酮与溴水反应，最多可消耗3molBr2，均发生取代反应
D．雷琐苯乙酮和伞形酮都能跟FeCl3溶液发生显色反应
7．一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是
A．0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液加水稀释后，n(H+)与n(OH-)的乘积变大
B．pH=5的H2S溶液中，c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
C．pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1
D．pH相同的①CH3COONa　②NaHCO3　③NaClO三种溶液中的c(Na+)：③＞②＞①
8．我国科学家在研究“催化还原地下水硝酸盐污染”时，将甲酸(HCOOH)在纳米级磁性Fe3O4－Pd(钯)表面分解为活性氢气和二氧化碳后，再经a、b两个反应过程实现了NO3-的催化还原(如图)。下列说法错误的是
A．过程a、b中完全还原1molNO消耗2molH2
B．Fe3O4催化完成后，可利用Fe3O4的磁性与水体分离
C．HCOOH分解产生CO2可调节反应体系pH，保证催化还原的效果
D．b过程反应的离子方程式为3H2+2NO+2H+N2+4H2O
9．短周期全族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，X、Y、Z位于同一周期，且Z最外层电子数是其电子层数的3倍，由这四种元素形成的一种分子的球棍模型如图所示(图中的“棍”可能是单键，也可能是双键)。下列说法正确的是

A．四种元素原子半径最大的是Z
B．四种元素非金属性最强的是W
C．W和Z形成的化合物一定不含非极性共价键
D．该模型表示的有机物能发生缩聚反应生成高分子化合物
10．已知：还原性：HSO>I-，氧化性：IO>I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是

A．O～a间发生反应：3HSO+IO=3SO+I-+3H+
B．a～b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8mol
C．b～c间反应：I2仅是氧化产物
D．当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶3时，加入的KIO3为1.1mol
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．根据下列实验操作、现象得出的结论中，正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液
溶液变为红色
X溶液中一定含有Fe2+
B
在少量酸性KMnO4溶液中，加入足量的H2O2溶液
溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡
氧化性：KMnO4＞H2O2
C
镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液
无明显现象
该过程未发生氧化还原反应
D
将少量铁粉、5mL苯和1mL液溴混合，产生的气体通入AgNO3溶液中
混合时液体剧烈沸腾，AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀
苯和液溴发生反应生了HBr

A．A B．B C．C D．D
12．25℃时，向浓度均为1mol∙L-1的弱酸(HA)和其盐(NaA)组成的混合溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体时(整个过程保持温度为25℃)，溶液的pH随通入的HCl或加入的NaOH的物质的量的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．25℃时，HA的电离常数小于A-的水解常数
B．通入HCl气体，HA的电离程度和电离常数均减小
C．加入0.5molNaOH时，溶液中c(Na+)>c(A-)
D．溶液中水的电离程度：a 13．一定温度下在体积为1L的密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图。下列叙述中正确的是

A．反应的化学方程式为5Y(g) X(g)
B．t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍
C．根据t2时的数据，可求出该温度下的平衡常数
D．t3时，逆反应速率大于正反应速率
14．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是

A．相对于途径②，途径①更好地体现了绿色化学思想
B．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体
C．X可能是SO2和SO3的混合气体
D．Y可以是葡萄糖溶液
15．十九大报告中提出要“打赢蓝天保卫战”意味着对大气污染防治比过去要求更高。硫化氢—空气质子交换膜燃料电池实现了发电、环保的有效结合，已知：。下列说法正确的是


A．电极b上发生的电极反应为
B．电极a发生还原反应
C．每11.2LH2S参与反应，有1molH+经固体电解质膜进入正极区
D．当电极a的质量增加64g时电池内部释放632kJ的热能

三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16．我国有丰富的资源，2020年10月，中科院过程工程研究所公布了利用制备重要工业用碱及盐的闭路循环绿色工艺流程：

某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题：
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”。

①装置A中的橡皮管a的作用是______。
②装置B中加入的目的是______。
③装置C中的试剂b是______。
(2)在“二次反应”中，硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐，分离该复盐与溶液需要的玻璃仪器有______。
(3)用以下实验装置图进行流程中的“煅烧()”

①煅烧时，要边加热边通氮气，理由是______。
②依据该流程的闭路循环绿色特点，“一次反应”与“煅烧()”的实验中均采用下图所示装置处理尾气，则烧杯中的溶液最好是______溶液。

(4)测定产品硫酸氢钠的纯度：称取所得产品，配成溶液，每次取出配制的溶液，用标准溶液滴定，测得的实验数据如下表：
序号
1
2
3
4
标准溶液体积/
20.05
18.40
19.95
20.00
所得产品硫酸氢钠的纯度为______(以百分数表示，保留三位有效数字)。
(5)分析上述流程图，写出利用该流程制备两种盐的总反应的化学方程式______。

17. 第四周期的元素砷(As)和镍(Ni)具有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态As原子的核外电子排布式为___________，As、Ni的第一电离能：I1(As)___________I1(Ni)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)砷单质的气态分子构型如图所示，在其中4条棱上各插入1个硫原子，形成As4S4，俗称雄黄，则雄黄可能有___________种不同的结构；0.5 mol As4S4中含有___________mol As—S键。

(3)亚砷酸(H3AsO3)形成的盐可用作长效杀虫剂和除草剂，的空间构型为___________；磷和砷同主族，亚磷酸(H3PO3)中心原子磷配位数为4，则亚磷酸为___________元酸。
(4)一种Ni2+配合物的结构如图所示，该配合物中的配位数为___________，C原子的杂化方式为___________。

(5)As和Ni形成的一种晶体晶胞中原子堆积方式如图所示，晶体中As原子围成的空间构型为___________(填 “三角形”“四面体”或“八面体”)，图中六棱柱底边边长为a pm，高为c pm，阿伏加德罗常数为NA，则该晶体的密度ρ=___________g·cm−3。


18．锗是一种重要的战略资源，在半导体、航空航天测控等领域都有着广泛的应用。下图是以一种锗矿主要成分为、、为原料制备锗的工艺流程：

已知：
为两性氧化物。
“萃取”时用的萃取剂在本实验条件下对有很好的选择性。
的熔、沸点分别为、，极易水解放热。
“蒸馏”过程中发生的反应为。
(1)锗在元素周期表中的位置为第_________周期第________族。
(2)“粉碎”的目的是_______________________。
(3)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为________________。
(4)“滤渣”的成分为________________填化学式，“水相”中的阳离子除了和外，还有__________________填离子符号。
(5)“萃取”时，锗的萃取率与水相与有机相的体积比的关系如图所示，从生产成本的角度考虑，最适宜的为______________填序号。

 
(6)“水解”时反应的化学方程式为_________________，该步实验操作必须在冰盐浴中进行的原因除了有利于水解反应正向进行外，还有______________。
(7)假设流程中每步都没有锗元素损失，若锗 含锗经提纯得到的锗，则杂质元素的脱除率为_____________用含a、b、c的式子表示。已知：杂质元素的脱除率

19．氢能源是公认的环境友好型二次能源，对其开发和利用是科研领域研究的热点。
回答下列问题：
（1）甲烷与水蒸气的催化反应可制备和合成气。
已知：Ⅰ；
Ⅱ。
①制备合成气反应的热化学方程式为_________。
②制备合成气时，会因副反应而使合成气产率降低。有利于降低副反应的反应条件为________任写一点；有利于提高制备合成气反应选择性的关键因素为_____。
③一定温度下，向5L恒容密闭容器中充入和，只发生反应Ⅱ。10min达到平衡时测得CO的体积分数为。则0—10min内，用浓度变化表示的平均反应速率______；下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____填选项字母。
A 混合气体密度不再改变    混合气体的平均相对分子质量不再改变
C 容器内气体压强不再改变  断裂键同时断裂键
（2）部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下，某储氢合金的储氢效率固相中氢原子与金属原子的数目之比与温度和氢气的平衡压强的关系如图所示。在OA段，氢溶解于M中形成固溶体；在AB段，发生氢化反应的化学方程式为。

①时，该反应的平衡常数__________用含的代数式表示，为用分压表示的平衡常数。
②_________________填“”“”或“”。
③当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应可能处于图中的______________点填“b”“c”或“d”。
（3）氢能源在电化学领域的一种存储和应用的原理为，充电时的阳极反应式为_____________。


20.黄鸣龙是我国著名化学家，利用“黄鸣龙反应”合成一种环己烷衍生物K的路线如下：
已知：①R-ClR-COOH
②RCOOR1+R2CH2COOR3+R1OH
③R1CH2R2
请回答下列问题：
(1)B的化学名称是_______，F→G的反应类型为_______。
(2)H的官能团名称是_______，J的结构简式为_______。检验CH2=CHCOOC2H5中碳碳双键的试剂为_______。
(3)D→E的化学方程式为_______。
(4)已知Q是D的同分异构体，结构中含有HCOO-结构，且1molQ与足量NaHCO3溶液反应生成1mol CO2，则Q的结构有_______种。其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为6：1：1的物质的结构简式为_______。
(5)已知K的一种同分异构体L的结构为，设计以L为原料合成的路线(用流程图表示，无机试剂任选)_______。

参考答案
1．【答案】A
【解析】A．古代蜡的主要成分是高级脂肪酸酯，相对分子质量不大，属于小分子，不是高分子聚合物，故A错误；
B．生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，为降低含碳量，可以通过“炒“制，将碳元素氧化除去，故B正确；
C．青砖里面主要是氧化亚铁，红砖里面是氧化铁，红瓦转化为青瓦的原因是Fe2O3转化为其他铁的氧化物，故C正确；
D．“凡金箔，每金七厘造方寸一千片…金性又柔，可屈折如枝柳“说明了金有良好的延展性，故D正确；答案选A。
2．【答案】A
【解析】
A．的结构式为O=C=O，A错误；
B．氯化铵的电子式为　，B正确；
C．联氨中氮原子连接两个氢原子，球棍模型为　，C正确；
D．离子有10个电子，结构示意图为　，D正确；
故选A。
3．【答案】C
【解析】A．14g聚丙烯（）含键总数目为，A错误；
B．题中未告知溶液体积，无法计算OH-数目，B错误；
C．Na2S溶液中存在水解平衡：，溶液中c(S2-)=0.1mol•L-1´1L=0.1mol，则阴离子总数大于0.1NA，C正确；
D．1个胶粒是由很多个构成的，NA个胶粒中含铁元素的物质的量大于1mol，即NA个胶粒所含铁元素的质量大于，D错误；
故选C。
4．【答案】A
【解析】A．透明澄清的溶液中NH、Fe3+、SO、NO之间不反应，能大量共存，A符合题意；
B．能使甲基橙变红的溶液为酸性溶液，酸性溶液中H+和AlO反应，不能大量共存，B不符题意；
C．ClO-有强氧化性，能氧化S2-，不能大量共存，C不符题意；
D．加入Al能放出H2的溶液为酸性溶液或强碱溶液，酸性溶液中不能含NO，否则不产生氢气，氢离子与HCO反应，不能大量共存；强碱溶液中Mg2+、NH、HCO均能与OH-反应，不能大量共存，D不符题意；
答案选A。
5．【答案】C
【解析】A．碳酸钙难溶于水，书写离子方程式时不能拆开，要保留化学式的形式，正确的离子方程式为，故A错误；
B．饱和溶液也能吸收，所以除去中的少量要用饱和溶液，故B错误；
C．为降低碳酸氢钠的溶解度，装置Ⅲ中用冰水浴充分冷却试管内溶液，使固体析出，故C正确；
D．析出固体后的溶液为混有氯化铵的饱和溶液，上层清液中还存在，故D错误；
答案选C。
6．【答案】C
【解析】A．1mol苯环与3mol氢气加成，1mol羰基（酮基）与1mol氢气加成，故1mol雷琐苯乙酮最多能与4mol氢气发生加成反应，A正确；
B．苹果酸()同时含有羟基和羧基，两分子苹果酸可发生酯化反应生成：，B正确；
C．含酚羟基，酚羟基的邻位的2个H可被2个Br取代，同时也含一个碳碳双键，还可和一分子溴发生加成反应，故1mol产物伞形酮与溴水反应，最多可消耗3mol Br2，发生了取代反应、加成反应，C错误；
D．能跟FeCl3溶液发生显色反应的物质需要含酚羟基，雷琐苯乙酮和伞形酮都含有酚羟基，它们都能和FeCl3溶液发生显色反应，D正确；
故选C。
7．【答案】A
【解析】A．0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液加水稀释后，溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量均增大，则n(H+)与n(OH-)的乘积变大，A正确；
B．硫化氢溶于水分步电离，且水还电离出氢离子，则pH=5的H2S溶液中，c(HS-)＜c(H+)=1×10-5 mol·L-1，B错误；
C．pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，由于稀释促进电离，氢氧根离子的浓度大于原来的，则a＜b+1，C错误；
D．在相同的条件下测得①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液pH相同，已知酸性：CH3COOH＞H2CO3＞HClO，所以水解程度：NaClO＞NaHCO3＞CH3COONa，pH相同时，溶液的浓度：NaClO＜NaHCO3＜CH3COONa，即①＞②＞③，三种溶液中的c(Na+)：①＞②＞③，D错误；
故选A。
8．【答案】A
【解析】A．1mol硝酸根离子转化为0.5mol氮气，转移5mol电子，1mol氢气转移2mol电子，所以完全还原1mol硝酸根离子消耗2.5mol氢气，A项错误；
B．四氧化三铁具有磁性，可以被磁铁吸引，则四氧化三铁催化完成后，可利用四氧化三铁的磁性与水体分离，B项正确；
C．HCOOH分解生成氢气和二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，可调节反应体系pH，保证催化还原的效果，C项正确；
D．b过程中氢气与亚硝酸根离子，氢离子反应，亚硝酸根离子被还原为氮气，氢气被氧化为水，反应的离子方程式为3H2+2NO+2H+N2+4H2O，D项正确；
答案选A。
9．【答案】D
【分析】短周期全族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且Z最外层电子数是其电子层数的3倍，为氧元素，X、Y、Z位于同一周期，即在第二周期，则W为第一周期，为氢元素。从球棍模型分析，其中有原子形成四个共价键，为碳元素，有原子形成两个共价键，为氧元素，还有形成三个共价键，为氮元素，所以四种元素分别为氢、碳、氮、氧。据此分析。
【解析】
A．四种元素中原子半径最大的为X，即碳原子，A错误；
B．非金属性最强为氧元素，B错误；
C．氢和氧形成水或过氧化氢，过氧化氢中含有非极性共价键，C错误；
D．该分子为丙氨酸，能发生缩聚反应形成多肽，高分子化合物，D正确；
故选D。
10．【答案】C
【解析】A．已知还原性HSO＞I-，由图示可知，当滴加的KIO3物质的量小于1mol时溶液中无I2生成，即I－没被氧化，则当加入KIO3物质的量在0～a间发生反应的离子方程式为：3HSO+IO=3SO+I-+3H+，故A正确；
B．由图示可知a=0.4mol，b为1mol，a~b之间共消耗0.6mol IO且无I2生成，故根据方程式3HSO＋IO=3SO＋I－＋3H＋可知，每消耗1mol IO则有3mol HSO被氧化，则有0.6mol IO消耗时有1.8mol HSO被氧化，故B正确；
C．由图示b～c之间所发生的离子反应方程式5I−+ IO+6H+=3I2+3H2O，可知I2即是氧化产物又是还原产物，故C错误；
D．0～1之间共消耗1mol KIO3，则生成1molI－，又由b～c之间的方程式为5I−+ IO+6H+=3I2+3H2O，设该过程消耗IO的物质的量为amol，则：

当溶液中I-与I2的物质的量之比为5：3时，= ，a=0.1mol，加入的KIO3为1mol+0.1mol=1.1mol，故D正确；
答案选C。
11．【答案】B
【解析】A．向X溶液中滴加几滴新制氯水、振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色，原溶液中不一定含有Fe2+离子，若检验Fe2+离子则应向样品溶液中先滴加KSCN溶，无明显实验现象，再滴加新制氯水，若溶液变为红色，则样品溶液中含Fe2+，故A错；
B．在少量酸性KMnO4溶液中，加入足量的H2O2溶液，溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡，则该气体为双氧水被酸性高锰酸钾溶液所氧化产生的氧气，所以氧化性KMnO4＞H2O2，故选B；
C．Zn的金属性强于Fe，镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中，Zn为负极被腐蚀、Fe为正极被保护，所以滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液虽然无明显实验现象，但已经发生了氧化还原反应，故C错；
D．液溴以挥发，会发出的溴与能与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀，即与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀的物质不一定为HBr，还有可能为Br2，所以不能证明苯和液溴发生反应生了HBr，故D错；
答案选B
12．【答案】D
【解析】A．未加HCl和NaOH时，溶液呈酸性，说明HA的电离程度大于A-水解程度，即HA的电离常数大于A-的水解常数，故A错误；
B．温度不变，电离常数不变，故B错误；
C．加入0.5mol NaOH后，pH＜7，溶液呈酸性，即c(H+)＞c(OH-)，由电荷守恒可知c(Na+)＜c(A-)，故C错误；
D．a、b溶液呈酸性，抑制水的电离，c呈中性，pH越小，酸性越强，水的电离程度越小，则a、b、c三点所表示的溶液中水的电离程度：a＜b＜c，故D正确。
故选D。
13．【答案】B
【解析】A．达到平衡时，Y的物质的量为3mol，变化量为10mol-3mol=7mol，X的物质的量为5mol，变化量为5mol-2mol=3mol，反应的方程式为7Y3X，故A错误；
B．t1时，Y的物质的量为6mol，X的物质的量为4mol，物质的量之比等于浓度之比，则Y的浓度是X浓度的1.5倍，故B正确；
C．由图可知t2时，反应没有达到平衡，根据t2时的数据，不可求出该温度下的平衡常数，故C错误；
D．由图可知t3时，反应达到平衡，正逆反应速率相等且不再变化，故D错误；
故选B。
14．【答案】D
【解析】A．Cu和浓硫酸加热反应生成CuSO4、SO2、H2O，途径①产生了有毒气体，A项错误；
B．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，故无法得到胆矾，B项错误；
C．CuSO4热分解生成两种产物，其中一种为Cu2O，Cu化合价降低，则必有元素的化合价升高，CuSO4中只有O元素的化合价能升高，故X中必有O2，C项错误；
D．CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，D项正确；
答案选D。
15．【答案】A
【解析】A.该电池是质子固体做电解质，所以电极反应式为，选项A正确；
B.电极a为负极，发生氧化反应，选项B错误；
C.未指明标准状况下，无法计算H2S的物质的量，选项C错误；
D.反应由化学能转化为电能，电池内部释放的热能小于632kJ，选项D错误。答案选A。

16．【答案】平衡气压，使氨水能顺利滴加 防止溶液倒吸 饱和溶液 烧杯、玻璃棒、漏斗 排出分解产生的氨气，防止氨气重新与硫酸氢钠反应 96.0%
【分析】由实验装置可知“一次反应”中A装置是用浓氨水和碱石灰作用制备氨气，通入B装置中导管插入到CCl4溶液中可以防倒吸，装置D为实验制备CO2的装置，反应为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，装置C则是装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，用于除去CO2中的HCl，装置B为反应装置，反应方程式为：Na2SO4+2NH3+2H2O+2CO2=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4，然后过滤分离出硫酸铵溶液，进入“二次反应”室，硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐，然后对复盐进行煅烧，反应为：2NaHSO4+2NH3+2H2O，“一次反应”和“煅烧”均产生含有NH3的尾气，该流程的闭路循环绿色特点可知，应用硫酸钠溶液吸收，计算中多次测量求平均值时，应将明显误差的第二组数据舍去再进行计算，据此分析解题。
【解析】
(1) ①装置A中的橡皮管a的作用是平衡气压，使氨水能顺利滴加，故答案为：平衡气压，使氨水能顺利滴加；
②和不溶于，装置B中加入的目的是防止溶液倒吸，故答案为：防止溶液倒吸；
③有分析可知，装置C是除去中混有的，应选用饱和溶液，故答案为：饱和溶液；
(2)分离该复盐(沉淀)与溶液的操作是过滤，需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗；
(3) ①煅烧时，要边加热，边通氮气排出分解产生的氨气，防止氨气重新与硫酸氢钠反应，故答案为：排出分解产生的氨气，防止氨气重新与硫酸氢钠反应；
②依据该流程的闭路循环绿色特点可知，使用溶液吸收尾气，故答案为：溶液；
(4)舍去偏差较大的第2次数据，平均使用标准溶液，所得产品硫酸氢钠的纯度，故答案为：96.0%；
(5)由流程图知，该流程总反应的化学方程式为，故答案为：。
17．【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3(或 [Ar]3d104s24p3) 大于 2 4 三角锥 二 4 sp2、sp3 八面体 (或)
【解析】(1)As是33号元素，位于第四周期ⅤA族，前三层全部排满电子，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3；As和Ni均为第四周期元素，As为非金属元素，Ni为过渡金属元素，所以I1(As)大于I1(Ni)。
(2)在砷单质分子结构的4条棱边上各插入1个硫原子，形成As4S4，按照As—As键是相邻或斜交，可得到雄黄有如图所示2种不同的结构；每一分子的As4S4中含有8条As—S键，则0.5 mol雄黄中含有4 mol As—S键。

(3)的中心原子砷原子形成了3个σ键，另外还有1对孤电子对，其价层电子对总数是4，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为三角锥形。因为H3PO3中磷的配位数为4，则H3PO3的结构式为，因此为二元酸。
(4)该Ni2+的配合物中为双齿配体，配体间还形成有氢键，因此配位数为4；配体中C原子形成C—C键及C=N键，所以C原子以sp2、sp3杂化。
(5)该晶胞中Ni原子位于六棱柱的顶点、面心、棱上和体心，晶胞中含有Ni原子的个数=12×+6×+2×+1=6，As原子位于六棱柱的体内，数目为6，则晶胞的质量为g，六棱柱的体积为=a2×sin 60°×6×c×10−30 cm3，则该晶体的密度ρ== g·cm−3。

18．【答案】四 ⅣA 增大反应物的接触面积，加快酸浸反应速率 SiO2 Cu2+ C GeCl4+(n+2)H2O=GeO2∙n H2O↓+4HCl 防止温度高时，GeCl4挥发 ×100％
【分析】以锗矿主要成分为、、为原料进行粉碎煅烧将硫元素转化为二氧化硫脱硫，转化为多种氧化物（主要为GeO2、Fe2O3、CuO、SiO2）的混合物，再利用硫酸酸浸，进行溶解，其中二氧化硅不与硫酸反应，过滤后得到含有Ge4+、Fe3+、Cu2+的滤液，加入萃取剂将Ge4+转移至萃取剂中，进行分液，将Fe3+、Cu2+与Ge4+进行分离除去，向含有Ge4+的有机液中加入氢氧化钠溶液，再次进行分液，将Ge4+从有机溶剂中分离出来并反应：Ge4++6OH-═GeO32-+3H2O转化为含Na2GeO3的溶液，向溶液中加入盐酸中和多余的碱并与Na2GeO3反应并蒸馏，“蒸馏”过程中的反应为：Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O，得到GeCl4，向GeCl4中加入高纯水，发生的水解反应为GeCl4+(n+2)H2O=GeO2∙n H2O↓+4HCl，然后过滤得到母液和GeO2∙n H2O，将GeO2∙n H2O烘干得到高纯的GeO2，高温下，用氢气还原GeO2转化为Ge。

(1)利用元素周期表，根据与碳元素同族，判断锗元素在周期表的位置；
(2)根据加快反应速率的方法，分析考虑；
(3)“焙烧”的目的是为了将锗矿中的主要成分转化为氧化物；
(4)结合物质性质，分析“焙烧”后的产物与硫酸的反应；
(5)由图像分析，水相与有机相的体积比为小于8时对锗的萃取率影响不大，从生产成本的角度考虑有机萃取剂使用越少越成本可降低；
(6) 结合流程中过滤、洗涤后得到的及水解原理书写方程式，结合题中提供信息分析原因；
(7)根据题中已知信息计算出理论上脱除杂质元素的质量及实际脱除杂质元素的质量，则杂质元素的脱除率=×100%。
【解析】
(1)由碳、硅、锗同族可知，锗在周期表中位于第四周期第ⅣA族；
(2)粉碎”的目的是增大反应物的接触面积，加快酸浸反应速率；
(3)结合“焙烧”后产生可知氧气参与了反应，再结合Ge的最高价为可知产物还有，反应的化学方程式为；
(4) “焙烧”后得到的固体为、CuO、、，只有不与硫酸反应。结合信息可知，水相中阳离子为、和，而进入了有机相中；
(5)从生产成本的角度考虑，应该在萃取率下降不多的情况下使萃取剂的体积尽可能的小，故选C；
(6)结合流程中过滤、洗涤后得到的及水解原理书写方程式为；结合信息可知该水解反应放热会导致体系温度升高而使挥发导致产率下降；
(7) 若锗 含锗经提纯得到的锗，杂质的百分含量=1-b%，理论上脱除杂质元素的质量=kg，实际脱除杂质元素的质量=(a-c)kg，则杂质元素的脱除率=×100%=。
【点睛】
元素及其化合物的性质结合工艺流程知识解题，从具体的原理选择合适的操作方法。

19．【答案】 升高温度或减小压强 选择合适的催化剂 D
【分析】（1）根据盖斯定律进行解答；
（2）根据影响化学反应速率因素和影响化学平衡移动的因素考虑选择反应条件；
（3）根据化学反应速率公式和判断化学反应达到平衡的依据解答；
（4）根据平衡常数的计算公式及影响化学平衡的因素解答；根据电解反应原理书写电极反应式。
【解析】
（1）①根据盖斯定律Ⅱ—Ⅰ得甲烷与水蒸气的催化反应：，故答案为：；
②根据副反应为气体分子总数减小的放热反应，所以有利于降低副反应的反应条件为升高温度或减小压强等；催化剂可提高反应的选择性，故答案为：升高温度或减小压强；选择合适的催化剂；
③反应Ⅱ为，根据平衡时CO的体积分数为，计算得CO的平衡物质的量为，则参加反应的、的物质的量分别为、，则内，；
A.因为容器容积和气体质量一直保持恒定，所以气体密度保持恒定，故A项错误；
B.因为气体总质量一直保持不变，气体总物质的量也一直保持不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直保持不变，故B项错误；
C.因为容器内气体总物质的量不变，所以压强一直保持不变，故C项错误；
D.由反应方程式知，断裂键同时断裂键时，正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故D项正确，故答案为：；D；
（2）①T1时，储氢反应结束后，氢气的平衡压强为kPa，该反应的平衡常数，故答案为： ；
②由图可知，升高温度，氢气增多，说明平衡逆向移动，故该反应的，故答案为：；
③储氢反应结束前，当反应处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，不变，平衡压强不变，充入的氢气被合金吸收，达到平衡后反应可能处于图中的c点，故答案为：；
（3）充电时的阳极发生氧化反应，其反应式为，故答案为：。
【点睛】
根据平衡常数只受温度影响，由方程式和图像判断，升高温度，氢气增多，说明平衡逆向移动，由此推断该反应为放热反应。


20．【答案】氯乙酸（或2-氯乙酸） 取代反应（或酯化反应） 羰基、酯基 酸性高锰酸钾溶液（或溴水、溴的CCl4） CH3OOCCH2COOCH3+Br(CH2)5OH(CH3OOC)2CH(CH2)5OH+HBr 5 HCOOC(CH3)2COOH
【分析】CH3COOH和Cl2反应生成B，则B为CH2ClCOOH，由已知①可推测，C为HOOCCH2COOH，HOOCCH2COOH和甲醇在浓硫酸加热的条件下反应生成D，根据反应条件推测，该反应为酯化反应，D的分子式为C5H8O4，则D的结构简式为，根据反应条件，F→G为酯化反应，F的分子式为C10H16O6，则F的结构简式为，G→H发生已知②反应，则H为，H和CH2=CHCOOC2H5反应生成J，J为。
【解析】
(1)B为CH2ClCOOH，是氯乙酸或2-氯乙酸；根据反应条件可知，F→G为取代反应（或酯化反应）；
(2)H为，H的官能团名称是羰基、酯基；J的结构简式为；可用酸性高锰酸钾溶液、溴水、溴的CCl4等检验碳碳双键；
(3)和Br(CH2)5OH在一定条件下反应生成(CH3OOC)2CH(CH2)5OH，化学方程式为：CH3OOCCH2COOCH3+Br(CH2)5OH(CH3OOC)2CH(CH2)5OH+HBr；
(4)已知Q是D的同分异构体，结构中含有HCOO-结构，且1molQ与足量NaHCO3溶液反应生成1mol CO2，说明Q分子中含有1个羧基，则Q的结构有：HCOOCH2CH2CH2COOH、、、、HCOOC(CH3)2COOH，共5种，其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为6：1：1的物质的结构简式为HCOOC(CH3)2COOH；
(5) 在碱性条件下反应生成，发生黄鸣龙反应生成，合成路线为：。