2021年高考化學試卷全國乙卷

2021年全國統(tǒng)一高考化學試卷（乙卷）

1.（6分）我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、

實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當。下列措施中能

促進碳中和最直接有效的是（）

A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料

B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源

C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇

2.（6分）在實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是（）

化學試劑制備氣體

A.（）

CaOH2+NH4ClNH3

B.MnCh+HCl（濃）Cl2

C.MnO2+KClO3O2

D.NaQ+H2sO4（濃）HC1

A.AB.BC.CD.D

3.（6分）下列過程中的化學反應(yīng)，相應(yīng)的離子方程式正確的是（）

22

A.用碳酸鈉溶液處理水垢中的硫酸鈣：CO3'+CaSO4=CaCO3+SO4-

+3+

B.過量鐵粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO3—Fe+NOt+2H2O

C.硫酸鋁溶液中滴加少量氫氧化鉀溶液：A13++4OH=A1O2'+2H2O

D.氯化銅溶液中通入硫化氫：Cu2++S2-=CuSI

O

4.（6分）一種活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為、OH,下列有關(guān)該物

質(zhì)的敘述正確的是（）

A.能發(fā)生取代反應(yīng)，不能發(fā)生加成反應(yīng)

B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物

._、,——COOH

C.與H°互為同分異構(gòu)體

D.Imol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)得44gCO2

5.（6分）我國嫦娥五號探測器帶回1.731kg的月球土壤，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其構(gòu)成與地球土壤類

似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為

15oX、Y、Z為同周期相鄰元素，且均不與W同族。下列結(jié)論正確的是（）

A.原子半徑大小順序為W>X>Y>Z

B.化合物XW中的化學鍵為離子鍵

C.Y單質(zhì)的導電性能弱于Z單質(zhì)的

D.Z的氧化物的水化物的酸性強于碳酸

6.（6分）沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放

并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通

入一定的電流。下列敘述錯誤的是（）

.海水

陰極

A.陽極發(fā)生將海水中的C「氧化生成C12的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應(yīng)及時通風稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg（OH）2等積垢需要定期清理

7.（6分）HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中c（M+）隨C（H+）而變化，M卡不發(fā)

生水解。實驗發(fā)現(xiàn)，298K時c2（M+）?C（H+）為線性關(guān)系，如圖中實線所示。下列敘

述錯誤的是（）

5

22.

"20.0

a17.

-15.5

。12.

京10.0

7.

,LO5

C

0

邑

U5

5.0

2.5

0101520253035404550556065

cCH+XXlO^molI；1)

A.溶液pH=4時,c(M+)<3.0XI0-4mol*L-'

B.MA的溶度積Ksp(MA)=5.0X10-8

C.溶液pH=7時，c(M+)+c(H+)=c(A)+c(OH)

D.HA的電離常數(shù)Ka(HA)心2.0X10”

二、非選擇題：共58分。第8~10題為必考題，每個試題考生都必須作答。第11-12題

為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共43分。

8.（14分）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、AI2O3、MgO、CaO以及少

量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

即4）2$。4熱水氨水

++、忐、出+

高鈦爐渣川事一保港普町分步落淀一氫氧化物沉淀

尾氣水浸渣手.①

中酸溶T水解fTiO,?xH、O

「TT

酸酸溶渣熱水母港②

該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表

金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

開始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1,0X10-5mol?L的3.24.711.113.8

PH

回答下列問題：

（1）“焙燒”中，TiC>2、SiC>2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，AI2O3、MgO、CaO、Fe2C>3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)

的硫酸鹽。寫出A12O3轉(zhuǎn)化為NH4Al(S04)2的化學方程式?

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6,

依次析出的金屬離子是。

(3)“母液①”中Mg2+濃度為mol-L'c

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是?！八崛茉钡某?/p>

分是、。

(5)“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，TiC)2+水解析出TiO2?xH2O沉淀，該反應(yīng)的離

子方程式是。

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得,循

環(huán)利用。

9.(14分)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示)：

I.將濃H2s04、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。劇烈攪拌下，分批緩慢

加入KMnO4粉末。塞好瓶口。

H.轉(zhuǎn)至油浴中，35c攪拌1小時。緩慢滴加一定量的蒸館水。升溫至98C并保持1小時。

IH.轉(zhuǎn)移至大燒杯中，靜置冷卻至室溫。加入大量蒸儲水，而后滴加H2O2至懸濁液由紫

色變?yōu)橥咙S色。

IV.離心分離，稀鹽酸洗滌沉淀。

V.蒸儲水洗滌沉淀。

VI.冷陳干燥，得到土黃色的氧化石墨烯。

回答下列問題：

(1)裝置圖中，儀器a、c的名稱分別是、,儀器b的進水口是

(填字母)。

(2)步驟I中，需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是o

(3)步驟H中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是。

(4)步驟10中，H2O2的作用是(以離子方程式表示)。

(5)步驟IV中，洗滌是否完成，可通過檢測洗出液中是否存在SO42一來判斷。檢測的方

法是o

(6)步驟V可用pH試紙檢測來判斷C「是否洗凈，其理由是。

10.(15分)一氯化碘(IC1)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也

可用作有機合成中的碘化劑。回答下列問題：

(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認為是IC1,從

而錯過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是。

(2)氯鉗酸銀(BaPtCl6)固體加熱時部分分解為BaC12、Pt和CI2，376.8C時平衡常數(shù)

Kp'=1.0X104Pa2?在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCk，抽真空后，通過一支管通入

碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8C,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa。376.8C平衡時，測

得燒瓶中壓強為32.5kPa,則Pici=kPa,反應(yīng)21cl(g)=02(g)+I2(g)的平

衡常數(shù)K=(列出計算式即可)。

(3)McMorris測定和計算了在136?180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：

2N0(g)+2IC1(g)W2NOC1(g)+I2(g)KPI

2NOC1(g)#2N0(g)+CI2(g)KP2

得到IgKpi?」和lgKp2?1均為線性關(guān)系，如圖所示:

TT

2.152202252.302.352.402.452.50

ixlO3靖

T

①由圖可知，NOC1分解為NO和C”反應(yīng)的aH0（填“大于”或“小于”）。

②反應(yīng)21cl（g）=C12（g）+I2（g）的長=（用KPI、KP2表示）；該反應(yīng)的4H

0（填“大于”或“小于”），寫出推理過程O

（4）Kistiakowsky曾研究了NOC1光化學分解反應(yīng)，在一定頻率（v）光的照射下機理為:

NOCl+hv—NOC1*

NOCI+NOCl*f2NO+C12

其中hv表示一個光子能量，NOC1*表示NOC1的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解Imol的NOC1需要

吸收mol的光子。

（二）選考題：共15分。請考生從2道化學題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第

一題計分。［化學--選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］（15分）

11.（15分）過渡金屬元素銘（Cr）是不銹鋼的重耍成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著

廣泛應(yīng)用。回答下列問題：

（1）對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是（填標號）。

A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為［Ar］3d54sl

B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動

C.電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大

（2）三價倍離子能形成多種配位化合物。［Cr（NH3）3（H2O）2。聲中提供電子對形成

配位鍵的原子是,中心離子的配位數(shù)為O

（3）［Cr（NH3）3（H2O）2。產(chǎn)+中配體分子NH3、H2O以及分子PH3的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)

的鍵角如圖所示。

PH3中P的雜化類型是。NH3的沸點比PH3的，原因是。H20

的鍵角小于NH3的，分析原因。

（4）在金屬材料中添加A1C"顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。AlCr2

具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示。處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和A1原子半徑

分別為rcr和S1，則金屬原子空間占有率為%（列出計算表達式）。

［化學--選修5：有機化學基礎(chǔ)］（15分）

12.鹵沙哇侖W是一種抗失眠藥物，在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如圖:

li、Ny/N.O

(ii)人+ACHf空/Xv+H2O

C2H50H

回答下列問題：

(1)A的化學名稱是。

(2)寫出反應(yīng)③的化學方程式o

(3)D具有的官能團名稱是。(不考慮苯環(huán))

(4)反應(yīng)④中，丫的結(jié)構(gòu)簡式為。

(5)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型是。

(6)C的同分異構(gòu)體中，含有苯環(huán)并能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的化合物共有種。

(7)寫出W的結(jié)構(gòu)簡式。

2021年全國統(tǒng)一高考化學試卷（乙卷）

參考答案與試題解析

一、選擇題：本題共7小題，每小題6分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一

項是符合題目要求的。

1.（6分）我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、

實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當。下列措施中能

促進碳中和最直接有效的是（）

A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料

B.大規(guī)模開采可燃冰作為新能源

C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇

【分析】A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，燃燒后排放的CO2

的量并沒有改變；

B.可燃冰的大量開采、使用，會釋放出CO2；

C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染，只是減少了SO2的排放；

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇，有助于CO2的減少。

【解答】解：A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料，實質(zhì)是長鏈煌斷裂為短鏈燒，燃燒后

排放的CO2的量并沒有改變，故A錯誤；

B.可燃冰是甲烷的水合物，大量開采、使用，會釋放出CO2,不利于碳中和，故B錯

誤；

C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染，只是減少了SO2的排放，并沒有減少CO2的排放,

故C錯誤；

D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇，有助于CO2的減少，對促進碳中和最直接有效，故

D正確。

故選：D。

【點評】本題主要考查學生對信息的理解能力，同時考查關(guān)于CO2的排放與處理問題，

也考查學生的環(huán)境保護意識，題目難度不大，但具有迷惑性，需要細心。

2.（6分）在實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是（)

化學試劑制備氣體

A.（）

CaOH2+NH4ClNH3

B.MnCh+HCl（濃）C12

C.MnO2+KClO302

D.NaQ+H2s04（濃）HC1

c.cD.D

【分析】結(jié)合圖示發(fā)生裝置特點可知，制取的氣體需要加熱，且反應(yīng)物的狀態(tài)必須為固

體，不能為濃鹽酸或濃硫酸；氣體收集方法為向上排空氣法，說明制備的氣體密度大于

空氣，且不與空氣反應(yīng)，以此分析解答。

【解答】解：A.Ca（0H）2和NH4cl加熱反應(yīng)能夠生成NH3,但NH3的密度比空氣小,

應(yīng)該用向下排空氣法收集，圖示收集方法不合理，故A錯誤；

B.HC1（濃）不能盛放在圖示試管中，無法用圖示裝置制取C12,故B錯誤；

C.KC103在MnO2做催化劑時加熱分解生成。2,。2的密度大于空氣，可用向上排空氣

法收集，圖示裝置合理，故C正確；

D.H2s04（濃）不能盛放在圖示試管中，應(yīng)盛放在分液漏斗中，無法用圖示裝置制取

HC1,故D錯誤；

故選：Co

【點評】本題考查常見氣體的制備及收集方法，為2021年全國統(tǒng)一高考題，把握圖示發(fā)

生裝置、收集裝置特點為解答關(guān)鍵，注意掌握常見氣體的性質(zhì)、制備原理、發(fā)生裝置及

收集方法，試題側(cè)重考查學生的化學實驗能力，題目難度不大。

3.（6分）下列過程中的化學反應(yīng)，相應(yīng)的離子方程式正確的是（）

22

A.用碳酸鈉溶液處理水垢中的硫酸鈣：CO3'+CaSO4—CaCO3+SO4-

+3+

B.過量鐵粉加入稀硝酸中：Fe+4H+NO3=Fe+NOf+2H2O

3+

C.硫酸鋁溶液中滴加少量氫氧化鉀溶液：AI+4OH=A1O2+2H2O

D.氯化銅溶液中通入硫化氫：Cu2++S2-=CuSI

【分析】A.碳酸鈣更難溶，實現(xiàn)了難溶物的轉(zhuǎn)化；

B.鐵粉過量，反應(yīng)生成亞鐵離子；

C.氫氧化鉀少量，反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀；

D.硫化氫不能拆開。

2

【解答】解：A.用碳酸鈉溶液處理水垢中的硫酸鈣，離子方程式為：CO3+CaSO4-

2

CaCO3+SO4',故A正確；

B.過量鐵粉加入稀硝酸中，反應(yīng)生成硝酸亞鐵、一氧化氮和水，正確的離子方程式為：

+2+

3Fe+8H+2NO3'=3Fe+2NOt+4H2O,故B錯誤；

C.硫酸鋁溶液中滴加少量氫氧化鉀溶液，反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硫酸鉀，正確的離子

方程式為：A13++3OH'=AI（OH）3I，故C錯誤；

D.氯化銅溶液中通入硫化氫，反應(yīng)生成硫化銅沉淀和氯化氫，正確的離子方程式為：

2++

Cu+H2S—CuSI+2H,故D錯誤；

故選：A?

【點評】本題考查離子方程式的判斷，為2021年全國高考題，題目難度不大，注意掌握

離子方程式的書寫原則，明確離子方程式正誤判斷常用方法：檢查反應(yīng)物、生成物是否

正確，檢查各物質(zhì)拆分是否正確，如難溶物、弱電解質(zhì)等需要保留化學式，檢查是否符

合原化學方程式等.

O

11ax

4.（6分）一種活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為、OH,下列有關(guān)該物

質(zhì)的敘述正確的是（）

A.能發(fā)生取代反應(yīng)，不能發(fā)生加成反應(yīng)

B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物

,~、/——COOH

C.與H°互為同分異構(gòu)體

D.Imol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)得44gCO2

【分析】A.含碳碳雙鍵、-OH、-COOH；

B.與乙醇、乙酸的結(jié)構(gòu)不同；

C.二者分子式相同、結(jié)構(gòu)不同；

D.-COOH與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體，則-COOH與碳酸鈉先轉(zhuǎn)化生成碳酸氫鈉。

【解答】解：A.含碳碳雙鍵可發(fā)生加成反應(yīng)，含-OH、-COOH可發(fā)生取代反應(yīng)，故A

錯誤；

B.與乙醇、乙酸的結(jié)構(gòu)不同，均不互為同系物關(guān)系，故B錯誤；

C.二者分子式相同、結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體，故C正確；

D.只有-COOH與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體，則若碳酸鈉足量，Imol該物質(zhì)與碳酸鈉反應(yīng)

可能無CO2生成，故D錯誤；

故選：C.

【點評】本題考查有機物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為2021年湖南高考試題，把握官能團與性質(zhì)、

有機反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意選項D為解答的難點，題目

難度不大。

5.（6分）我國嫦娥五號探測器帶回1.731kg的月球土壤，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)其構(gòu)成與地球土壤類

似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為

15oX、Y、Z為同周期相鄰元素，且均不與W同族。下列結(jié)論正確的是（）

A.原子半徑大小順序為W>X>Y>Z

B.化合物XW中的化學鍵為離子鍵

C.Y單質(zhì)的導電性能弱于Z單質(zhì)的

D.Z的氧化物的水化物的酸性強于碳酸

【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為15,X、

丫、Z為同周期相鄰元素，且均不與W同族，設(shè)X的最外層電子數(shù)為a,W的最外層電

子數(shù)為b,Y、Z的最外層電子數(shù)分別為a+1、a+2,則a+a+l+a+2+b=15,即3a+b=12,

a=l時b=9（舍棄），a=2時b=6,a=3時b=3（舍棄），結(jié)合原子序數(shù)大小可知，W

為O,X為Mg,丫為ALZ為Si元素，以此分析解答。

【解答】解：結(jié)合分析可知，W為O,X為Mg,丫為ALZ為Si元素，

A.同一周期從左向右原子半徑逐漸減小，同主族從上到下原子半徑逐漸增大，則原子半

徑大小順序為X>Y>Z>W,故A錯誤；

B.XW為MgO,MgO為離子化合物，只含有離子鍵，故B正確；

C.A1為金屬，屬于導體，而Si單質(zhì)為半導體材料，單質(zhì)的導電性：Al>Si,即丫單質(zhì)

的導電性能強于Z單質(zhì)的，故C錯誤；

D.Z的氧化物的水化物為硅酸，非金屬性Si<C,則酸性：硅酸〈碳酸，故D錯誤；

故選：B。

【點評】本題考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期律的應(yīng)用，為2021年全國高考題，推斷元素為解

答關(guān)鍵，注意掌握元素周期律內(nèi)容及常見元素化合物性質(zhì)，試題側(cè)重考查學生的分析能

力及邏輯推理能力，題目難度不大。

6.(6分)沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放

并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極(如圖所示)，通

入一定的電流。下列敘述錯誤的是()

、陰極

A.陽極發(fā)生將海水中的C1氧化生成C12的反應(yīng)

B.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO

C.陰極生成的H2應(yīng)及時通風稀釋安全地排入大氣

D.陽極表面形成的Mg(OH)2等積垢需要定期清理

【分析】海水通入管道后，形成電解池，海水作為電解液，依據(jù)提示，為排除排水管中

生物的附和，可以通過點解海水氯氣，故陽極發(fā)生反應(yīng)Cr-2e-=Cl2t,陰極發(fā)生反應(yīng)

2H2O+2e=2OH+H2t,此時海水堿性增大，由于電解液存在于管道中，生成的氯氣會

與堿性海水反應(yīng)，生成次氯酸鈉進而達到滅殺附著生物的效果，陰極生成的氫氣應(yīng)及時

通風安全地排入大氣，依據(jù)分析可知陰極發(fā)生反應(yīng)2以0+2-=201+1121,Mg(OH)

2等積垢在陰極表面形成，據(jù)此分析回答問題。

【解答】解：A.依據(jù)分析可知，陽極發(fā)生反應(yīng)Cr-2鼠=。21，故A正確；

B.依據(jù)題意“排水管中生物的附和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率”可知，需要

生成次氯酸鈉進而殺滅附著生物，故B正確；

C.陰極發(fā)生反應(yīng)2H20+21=2OH+H2t,若不排除，氫氣濃度過大易發(fā)生危險，應(yīng)及

時通風稀釋，故C正確；

D.依據(jù)分析可知陰極發(fā)生反應(yīng)2H2。+2屋=205+142t,Mg(OH)2等積垢在陰極表面

形成，需要定期清理陰極表面，故D錯誤，

故選：D。

【點評】本題以教材電解食鹽水為背景進行改編，考查了學生有關(guān)電解池原理，氯氣性

質(zhì)等內(nèi)容，分析題意為解題關(guān)鍵，需要理解題中所給信息，其中分析次氯酸鈉形成為本

題難點，考查范圍較廣，整體難度適中。

7.(6分)HA是一元弱酸，難溶鹽MA的飽和溶液中c(M+)隨c(H+)而變化，M卡不發(fā)

生水解。實驗發(fā)現(xiàn)，298K時c2(M+)-c(H+)為線性關(guān)系，如圖中實線所示。下列敘

述錯誤的是()

22.5

1

-Tr20.0

I17.5

EO

0M15.0

,oL

c12.5

e10.0

ur

7.5

5.0

2.5

0510152025303540-1550556065

c^)(lO^molE1)

A.溶液pH=4時，c(M+)<3.0X10-4moPL-1

B.MA的溶度積Ksp(MA)=5.0X10-8

C.溶液pH=7時，c(M+)+C(H+)=C(A)+c(OH)

D.HA的電離常數(shù)Ka(HA)22.0X10-4

【分析】A.由圖可知，c(H+)=10X105moi/L=10-4mo[/L時，c2(M+)=7.5X10

8(mol,L1)2；

B.c(H+)=0時，溶液中OlT濃度比較大，A-水解被抑制，溶液中c(M+)(A),

則Ksp(MA)=c(M+)?c(A)=c2(M+)；

C.pH=7時，若等式成立，則c(M+)=C(A-),根據(jù)B中溶解度計算c2(M+),判

斷對應(yīng)溶液中c(H+),確定溶液pH是否等于7；

+

D.由HAUH++A"可知Ka=￡^『)：/&),當c(AD=C(HA)時，Ka=c(H),

c(HA)

由物料守恒有：c(M+)=c(HA)+c(A'),則c(M+)=2c(A-),結(jié)合B選項中溶

解度計算可得c2(M+),再根據(jù)圖象讀出C(H+)。

【解答】解：A.pH=4時，c(H+)=10-4mol/L,由圖可知此時c2(M+)=7.5X108

(mobL1)2,故c(M+)<3.0X10-4moPL-1,故A正確；

B.c(H+)=0時，溶液中OH-濃度比較大，A-水解被抑制，溶液中c(M+)gC(A),

則Ksp(MA)=c(M+)?c(A-)=c2(M+)=5.0X10-8,故B正確；

C.pH=7時，若等式成立，則c(M+)=C(A),由B中Ksp(MA)=c(M+)?c(A

')=5.0X10-8,則?2(M+)=5X10-8,由圖可知此時溶液中C(H+)=0,溶液pHA

7,HA是一元弱酸，MA的飽和溶液中M+不發(fā)生水解，A一發(fā)生水解，其飽和溶液呈堿

性，且pH是確定的，當溶液pH=7時，需要外加酸調(diào)節(jié)，即還有其它陰離子存在，選

項不滿足電荷守恒，故C錯誤；

+

D.由HA=H++A\可知Ka=c(H+)-c(A),當c(AD=C(HA)時，Ka=c(H),

c(HA)

由物料守恒有：c(M+)=C(HA)+c(AD,則c(M+)=2c(A-),由B中Ksp(MA)

=c(M+)*c(A-)=5.0X10則c(M+)xL(M+)=5.0X108,故c2(M+)=

2

10X10'8,由圖可知此時c(H+)=20X105moi/L=2Xl()-4mo|/L,故Ka(HA)=c(H+)

=2.0X10-4,故D正確。

故選：Co

【點評】本題考查水溶液中離子平衡，題目側(cè)重考查讀圖獲取信息能力、學生分析能力、

靈活運用知識的能力，C選項為易錯點，學生容易根據(jù)電荷守恒進行判斷，而忽略需要

用酸調(diào)節(jié)溶液pH。

二、非選擇題：共58分。第8~10題為必考題，每個試題考生都必須作答。第11-12題

為選考題，考生根據(jù)要求作答。(一)必考題：共43分。

8.(14分)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiCh、SiC>2、AI2O3、MgO>CaO以及少

量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

出4)2$。4熱水氨水

高鈦爐渣分步沉淀f氫氧化物沉淀

尾氣水浸渣.液①

7酸溶T水解fTiO2.xH2O

「T；

酸酸溶渣熱水母液②

該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表

金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

開始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=1.0X10-5mol?L')的3.24.711.113.8

pH

回答下列問題:

(1)“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，AI2O3、MgO、CaO、Fe2C>3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)

的硫酸鹽。寫出AhOs轉(zhuǎn)化為NH4AI(SO4)2的化學方程式AI2O3+4(NH4)

，戶，曉

至。公人口人兀

2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6,

依次析出的金屬離子是Fe3+、A|3+、M￡+。

(3)“母液①”中M/+濃度為1.0X106mol?L%

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是硫酸?！八崛茉钡某煞质嵌趸?/p>

硅、硫酸鈣。

(5)“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，TiC)2+水解析出TiO2?xH2O沉淀，該反應(yīng)的離

子方程式是TiCp++(x+1)H2O====TiO2?xH2OI+2H+。

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得硫酸鏤，循環(huán)利用。

【分析】高鈦爐渣，主要成分有TiCh、SiO2>AI2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3加入

硫酸鏤焙燒，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng)，AI2O3、MgO、CaO、FezCh轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫

3+*2

酸鹽，水浸后的濾液中含有NEU+、A1SMg2+、Fe3+、SO4',加氨水調(diào)節(jié)pH,分步沉

淀獲得不同的氫氧化物，水浸渣為CaSO4、TiO2和SiO2的混合物，加酸后二氧化硅和硫

酸鈣不與酸反應(yīng)，為酸溶渣，溶液中含有TiC)2+,稀釋后水解析出TiO2?xH2O,據(jù)此分析

回答問題。

【解答】解:(1)“焙燒”中，AI2O3轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2，方程式為A12O3+4(NH4)

才當校j

2so4^2^=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t,

J代才大

故答案為：AI2O3+4(NH4)2sO4*絲=2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3t；

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6,依次析出Fe3\45

AF+、Mg2+,

故答案為：Fe3+、Al3+,Mg2+；

K

(3)母液①的pH為11.6,故c(H+)=10-"-6mol/L,c(OH)=—JS—=102-4mol/L,

c(H+)

設(shè)母液①中鎂離子濃度為x,依據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，pH為11.1時，鎂離子濃度為1.0X10

529295<24

-mol/L,Ksp(氫氧化鎂)=10'mol/LX10'-mol/LXLOX10_mol/L=x10'-mol/L

X10'2-4mol/L,解得x=1.0X10'6moi/L,

故答案為：i.oxioR

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，故應(yīng)使用難揮發(fā)，高沸點的硫酸，結(jié)合流程，酸溶渣

的成分為二氧化硅和硫酸鈣，

故答案為：硫酸；二氧化硅和硫酸鈣；

(5)依據(jù)提示，TiC>2+的水解過程的離子方程式為TiC)2++(i)AiQ2?xH2O

x+H2OT

I+2H+,

2++

故答案為：TiO+(x+1)H2OTiO2?xH2OI+2H：

(6)依據(jù)(1)可知，反應(yīng)尾氣為氨氣，“母液①”含有大量的錢根離子，“母液②”含

有大量的硫酸根離子，混合并吸收尾氣后獲得硫酸鍍，進而循環(huán)利用，

故答案為：硫酸錢.

【點評】本題以高鈦爐渣的處理為背景，考查了學生有關(guān)物質(zhì)分離提純，沉淀溶解平衡，

鹽類水解等內(nèi)容，其中明確流程每一步為解題關(guān)鍵，需要學生有較強的理解分析能力，

注重基礎(chǔ)考查，整體難度適中。

9.(14分)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。

通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示)：

I.將濃H2s04、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。劇烈攪拌下，分批緩慢

加入KMnCM粉末。塞好瓶口。

H.轉(zhuǎn)至油浴中，35℃攪拌1小時。緩慢滴加一定量的蒸偏水。升溫至98℃并保持1小時。

IIL轉(zhuǎn)移至大燒杯中，靜置冷卻至室溫。加入大量蒸儲水，而后滴加H2O2至懸濁液由紫

色變?yōu)橥咙S色。

IV.離心分離，稀鹽酸洗滌沉淀。

V.蒸儲水洗滌沉淀。

VI.冷陳干燥，得到土黃色的氧化石墨烯。

回答下列問題：

(1)裝置圖中，儀器a、c的名稱分別是滴液漏斗、三頸燒瓶，儀器b的進水

口是d(填字母)。

(2)步驟I中，需分批緩慢加入KMnCM粉末并使用冰水浴，原因是降溫并減慢反應(yīng)

速率。

(3)步驟II中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是接近水的沸點，易產(chǎn)生大

量蒸氣。

(4)步驟HI中，H2O2的作用是2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2++5C>2t+8H2O(以離子

方程式表示)。

(5)步驟IV中，洗滌是否完成，可通過檢測洗出液中是否存在Sth?一來判斷。檢測的方

法是取最后一次洗滌液少量，用稀鹽酸酸化，再滴加BaC”溶液，無白色沉淀生成，

說明洗滌液中不含有SO42一，反之則有。

(6)步驟V可用pH試紙檢測來判斷C「是否洗凈，其理由是用pH測定最后一次洗滌

液pH=7時，溶液中無CZ沉淀洗滌干凈。

【分析】(1)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)確定儀器名稱；儀器b是冷凝管，冷卻水流向與蒸氣流向

相反應(yīng)時冷卻效果最好；

(2)冷水浴有降溫作用，緩慢加入KMnCh粉末可控制反應(yīng)速率；

(3)水的沸點是1()0℃,當溫度達到98℃時產(chǎn)生大量蒸氣；

(4)H2O2有還原性，能除去多余的KMnO4；

(5)檢驗SO42一常用鹽酸酸化后，再滴加BaCb溶液，看是否有白色沉淀生成；

(6)步驟V用蒸儲水洗滌沉淀時，最初洗滌液顯酸性，可通過測定溶液pH來判斷洗滌

是否干凈。

【解答】解：(1)儀器a為滴液漏斗，儀器c是三頸燒瓶，儀器b中冷卻水的流向是d

-e,即進水口為d,

故答案為：滴液漏斗；三頸燒瓶；d；

(2)c中加入KMnCM粉末后反應(yīng)劇烈并放熱，則使用冰水浴可降溫，緩慢加入KMnCU

粉末可減慢反應(yīng)速率，避免c中劇烈反應(yīng)產(chǎn)生暴沸現(xiàn)象，

故答案為：降溫并減慢反應(yīng)速率；

(3)步驟H中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是當溫度達到98℃時，使用熱

水浴，接近水的沸點，易產(chǎn)生大量蒸氣，燙傷人，不安全，

故答案為：接近水的沸點，易產(chǎn)生大量蒸氣；

(4)H2O2有還原性，能除去多余的KMnCU，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4

+2+

+5H2O2+6H=2Mn+5O2t+8H2O,

故答案為：2MnOj+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2t+8H2O；

(5)洗滌是否完成，可通過檢測洗出液中是否存在S04?一來判斷，具體操作是取最后一

次洗滌液少量，用稀鹽酸酸化，再滴加BaCh溶液，無白色沉淀生成，說明洗滌液中不

含有SO42,若有白色沉淀生成，則說明有SO42"

故答案為：取最后一次洗滌液少量，用稀鹽酸酸化，再滴加BaCh溶液，無白色沉淀生

成，說明洗滌液中不含有scu2一,反之則有；

(6)步驟V可用pH試紙檢測來判斷C1是否洗凈，原因是當測定最后一次洗滌液pH=

7時，溶液呈中性，說明洗滌干凈，溶液中也沒有C「，

故答案為：用pH測定最后一次洗滌液pH=7時?，溶液中無。一，沉淀洗滌干凈。

【點評】本題考查物質(zhì)的制備與實驗設(shè)計，涉及混合物的分離與提純、元素化合物性質(zhì)

的應(yīng)用和氧化還原反應(yīng)理論，綜合性較強，難度中等。

10.(15分)一氯化碘(ICD是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，也

可用作有機合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：

(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，由于性質(zhì)相似，Liebig誤認為是ICL從

而錯過了一種新元素的發(fā)現(xiàn)。該元素是Br。

(2)氯伯酸鋼(BaPtCl6)固體加熱時部分分解為BaC12、Pt和CI2,376.8℃時平衡常數(shù)

Kp'=1.0X104Pa2o在一硬質(zhì)玻璃燒瓶中加入過量BaPtCk，抽真空后，通過一支管通入

碘蒸氣(然后將支管封閉)。在376.8℃,碘蒸氣初始壓強為20.0kPa。376.8℃平衡時，測

得燒瓶中壓強為32.5kPa,則Pic尸24.8kPa,反應(yīng)21cl(g)=C12(g)+I2(g)的平

衡常數(shù)K^_°-lX7-6_(列出計算式即可)。

(24.8)2

(3)McMorris測定和計算了在136?180C范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp：

2NO(g)+2IC1(g)W2N0C1(g)+I2(g)KPI

2NOC1(g)#2NO(g)+C12(g)KP2

得到IgKpi?工和lgKp2?工均為線性關(guān)系，如圖所示：

TT

2.152202252.302.352.402.452.50

3/K-1

T

①由圖可知，NOC1分解為NO和C12反應(yīng)的4H大于0(填“大于”或“小于”)。

②反應(yīng)21cl(g)=C12(g)+12(g)的K=KPI?KP2(用KPI、K"表示)；該反應(yīng)的

△H大于0(填“大于”或"小于”)，寫出推理過程令TI>T2,則IgK(Ti)-IgK

(T2)=1WKPI(TI”KP2(TI)-IMKPI(T2”KP2(T2)=1MKPI(TI)+lgKp2(TI)-IMKPI

(T2)-12KI>2(T2)=1WKP2(Ti)-lgKp2(T2)-RgKpi(T2)-IgKpi(T1)],由圖

中信息可知，1RKP2隨著溫度的升高而增大，則1RKP2(TI)-lgKp2(T2)>0,IgKm隨

著溫度的升高而減小，貝ljIgKpi(T2)-ISKPI(Ti)>0,IgKpi?』和亞KP2?工均為線

TT

性關(guān)系，且代表亞KP2?工曲線更陡，則1&KP2(Ti)-1&KP2(T2)>1&KPI(T2)-匝KPI

-T

(Ti),說明亞K(Ti)-IgK(T2)>0,則升高溫度，K值變大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，

△H大于0。

(4)Kistiakowsky曾研究了NOC1光化學分解反應(yīng)，在一定頻率(v)光的照射下機理為:

NOCl+hv-NOCl*

NOC1+NOCI*-2NO+C12

其中hv表示一個光子能量，N0C1*表示N0C1的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解Imol的NOC1需要

吸收0.5mol的光子。

【分析】(1)Br2為紅棕色液體；

2

(2)BaPtCU(s)UBaCb(s)+Pt(s)+2C12(g),376.8℃時Kp'=P(Cl2)=1.0X

42

10Pa,說明P(Cl2)始終為O.lkPa,在376.8℃,碘蒸氣初始壓強為20.0始a。376.8℃

平衡時，測得燒瓶中壓強為32.5kPa,設(shè)4P(12)=xkPa,列化學平衡三段式得出x的

值，Pici=2xkPa；

(3)①由圖可知，IgKpz隨著溫度的升高而增大，說明升高溫度，平衡正向移動；

②I2NO(g)+2IC1(g)U2NOC1(g)+I2(g),II2NOC1(g)#2NO(g)+CI2(g)

根據(jù)蓋斯定律I+II得21cl(g)=C12(g)+12(g);令TI>T2,根據(jù)圖中信息,比較IgK

(Ti),IgK(T2)大??；

(4)根據(jù)反應(yīng)機理可知，一半量的NOC1轉(zhuǎn)化為NOC1*,另一半量的NOCI與NOC1*

轉(zhuǎn)化為NO和02。

【解答】解：(1)歷史上海藻提碘中得到一種紅棕色液體，Bn為紅棕色液體，則該元素

是Br,

故答案為：Br；

2

(2)BaPtCl6=BaC12+Pt+2c12t,376.8C時Kp'=P(Cl2)=1.0XlO,Pa2,說明