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2020年全國統(tǒng)一高考化學(xué)試卷（新課標(biāo)I）

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(xiàng)中，只有一

項(xiàng)是符合題目要求的。

1.（6分）國家衛(wèi)健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出，乙醛、75%乙醇、含氯消毒

劑、過氧乙酸（CH3coOOH）、氯仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學(xué)藥品，下列說

法錯誤的是（）

A.CH3cH20H能與水互溶

B.NaClO通過氧化滅活病毒

C.過氧乙酸相對分子質(zhì)量為76

D.氯仿的化學(xué)名稱是四氯化碳

2.（6分）紫花前胡醇（HO入"）可從中藥材當(dāng)歸和白芷中提取得到，能

提高人體免疫力。有關(guān)該化合物，下列敘述錯誤的是（）

A.分子式為C|4Hl4。4

B.不能使酸性重輅酸鉀溶液變色

C.能夠發(fā)生水解反應(yīng)

D.能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵

3.（6分）下列氣體去除雜質(zhì)的方法中，不能實(shí)現(xiàn)目的的是（）

氣體（雜質(zhì)）方法

通過酸性高錦

A.SO2(H2S)

酸鉀溶液

B.Ch(HC1)通過飽和的食

鹽水

C.通過灼熱的銅

N2(02)

絲網(wǎng)

D.NO(NO2)通過氫氧化鈉

溶液

A.AB.BC.CD.D

4.（6分）銘的配合物離子［Rh（CO）2l2「可催化甲醇族基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘

述錯誤的是（）

A.CH3coi是反應(yīng)中間體

B.甲醇皴基化反應(yīng)為CH3OH+CO-CH3co2H

C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變

D.存在反應(yīng)CH3OH+HI-CH3I+H2O

5.（6分）1934年約里奧-居里夫婦在核反應(yīng)中用a粒子（即氮核機(jī)e）轟擊金屬原子1X,

得到核素比Y，開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：弊+削時”Y+》其中元素X、丫的

最外層電子數(shù)之和為8.下列敘述正確的是（）

A.的相對原子質(zhì)量為26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半徑小于丫的

D.丫僅有一種含氧酸

6.（6分）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?C02水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極為金

屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體C02被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境

和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是（）

放電

--?充電

2

A.放電時,負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e.+4OH--Zn(OH)4'

B.放電時,ImolCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol

2

C.充電時,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)4—2Zn+O2t+4OH+2H2O

D.充電時,正極溶液中OH濃度升高

7.(6分)以酚膚為指示劑，用0.1000mol?Li的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元

酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數(shù)8隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖

所示。［比如A2-的分布系數(shù)：6(A2)=--------------退二.....-1

-

C(H2A)+C(HA)+C(A^)

下列敘述正確的是()

A.曲線①代表6(H2A),曲線②代表6(HA)

B.H2A溶液的濃度為0.2000mol?I/i

C.HA.的電離常數(shù)Ka=1.0X10-2

D.滴定終點(diǎn)時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA)

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)帆具有廣泛用途。黏土鈕礦中，機(jī)以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、

鎂的鋁硅酸鹽，以及SiCh，F(xiàn)e3O4.采用以下工藝流程可由黏土機(jī)礦制備NH4Vo3V

MnO：遽渣①濾液②速渣③遭渣④謔液⑤

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金屬離子Fe3*Fe2+Al3+Mn2+

開始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列問題：

(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是。

(2)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成V02、同時還有離子被氧化。寫出

V0+轉(zhuǎn)化為V02+反應(yīng)的離子方程式。

⑶“中和沉淀”中，鈕水解并沉淀為V2O5”H2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、

Na+、,以及部分的。

(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5?xH2O轉(zhuǎn)化為鈕酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是。

(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(6)“沉機(jī)"中析出NH4V03晶體時，需要加入過量NH4。，其原因是o

(I)由FeSO4?7H2O固體配制O.lOmoHL、FeSCU溶液,需要的儀器有藥匙、玻璃棒、

(從下列圖中選擇，寫出名稱)。

o

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)

生化學(xué)反應(yīng),并且電遷移率(iT)應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)下表數(shù)據(jù),鹽橋中應(yīng)選擇作

為電解質(zhì)。

陽離子u0°X103/(m2*s??v陰離子u^XlO8/(m2*s'?V

')7)

Li+4.07HCO34.61

Na+5.19NO37.40

Ca2+6.59cr7.91

K+7.62so?8.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進(jìn)入電極

溶液中。

(4)電池反應(yīng)一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol?L，石墨電極

上未見Fe析出?？芍?，石墨電極溶液中c(Fe2+)=。

(5)根據(jù)(3)、(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為,鐵電極反應(yīng)式

為。因此，驗(yàn)證了Fe?+氧化性小于,還原性小于。

(6)實(shí)驗(yàn)前需要對鐵電極表面活化。在FeSO,溶液中加入幾滴Fe?(SO4)a溶液，將鐵

電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是o

10.(14分)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催

化氧化：S02(g)+玄2(g)機(jī)催化劑SO3(g)△!!=-98kJ?mo「L問答下列問題：

2

(1)帆催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示，V2O5(s)與SO：(g)反應(yīng)生成VOSO4

(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：o

圖(a)圖(b)

(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%

時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，S5平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖(b)

所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的a=,判斷的依據(jù)是。影響a的因素

有°

(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入

反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為a，則SO3壓強(qiáng)

為，平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示，分壓=總壓義物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

08

(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k1)(1-na")式

中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大：a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，屋為某時刻SO2

轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在a'=0.90時，將一系列溫度下的k、a值代入上述速率方程，得

到v?t曲線，如圖(c)所示。

0

8

6

420460500540580

t/℃

圖(c)

曲線上V最大值所對應(yīng)溫度稱為該屋下反應(yīng)的最適宜溫度tVtm時，V逐漸提高；t

>tm后，V逐漸下降。原因是o

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

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

11.(15分)Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的

卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Fe?+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為。

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(Ii)如表所示。h(Li)>Ii(Na),原因

是_______oII(Be)>11(B)>11(Li),原因是_______o

Ii/(kJemol1)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為______,其中P的價層電子對數(shù)為_______，雜化軌道類

型為.

(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中0圍繞Fe和P分別形成正八面體和

正四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePCM的單元數(shù)

有個。

(a)LiFePO4(b)Li1.xFePO4(c)FePO4

+

電池充電時，LiFePCM脫出部分Li,形成Li|.xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x

=,n(Fe2+)：n(Fe3+)=。

［化學(xué)--選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)］(15分)

NH《NH?CZN

12.有機(jī)堿，例如二甲基胺(/)、苯胺(X—/)、毗咤()等，在有機(jī)

合成中應(yīng)用很普遍，目前“有機(jī)超強(qiáng)堿”的研究越來越受到關(guān)注。以下為有機(jī)超強(qiáng)堿F

的合成路線：

已知如下信息:

CCl3COONa

①H2c=CFh乙二爵三甲型/△

記ClR1

>=NR

②y、C1+RNH，衛(wèi)”R2

--2HC1

③苯胺與甲基毗嗡互為芳香同分異構(gòu)體

回答下列問題：

(1)A的化學(xué)名稱為o

(2)由B生成C的化學(xué)方程式為。

(3)C中所含官能團(tuán)的名稱為。

(4)由C生成D的反應(yīng)類型為o

(5)D的結(jié)構(gòu)簡式為。

(6)E的六元環(huán)芳香同分異構(gòu)體中，能與金屬鈉反應(yīng)，且核磁共振氫譜有四組峰，峰面

積之比為6：2：2：1的有種，其中，芳香環(huán)上為二取代的結(jié)構(gòu)簡式為。

2020年全國統(tǒng)一高考化學(xué)試卷（新課標(biāo)I）

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(xiàng)中，只有一

項(xiàng)是符合題目要求的。

1.（6分）國家衛(wèi)健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出，乙酸、75%乙醇、含氯消毒

劑、過氯乙酸（CH3coOOH）、氯仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學(xué)藥品，下列說

法錯誤的是（）

A.CH3cH20H能與水互溶

B.NaClO通過氧化滅活病毒

C.過氯乙酸相對分子質(zhì)量為76

D.氯仿的化學(xué)名稱是四氯化碳

【解答】解：A.CH3cH20H與木分子間能形成氫鍵，并且都是極性分子，所以CH3cH20H

能與水以任意比互溶，故A正確；

B.NaClO具有強(qiáng)氧化性，通過氧化能滅活病毒，故B正確；

C.過氧乙酸的結(jié)構(gòu)簡式為CH3coOOH,相對分子質(zhì)量為12X2+4+16X3=76,故C正

確；

D.氯仿的化學(xué)名稱是三氯甲烷，不是四氯化碳，故D錯誤;

）可從中藥材當(dāng)歸和白芷中提取得到，能

提高人體免疫力。有關(guān)該化合物，下列敘述錯誤的是（）

A.分子式為C|4Hl4。4

B.不能使酸性重倍酸鉀溶液變色

C.能夠發(fā)生水解反應(yīng)

D.能夠發(fā)生消去反應(yīng)生成雙鍵

【解答】解：A、分子的不飽和度為8,則氫原子個數(shù)為：14X2+2-8X2=14,四個氧

原子，所以分子式為：CI4Hi4O4,故A正確：

B、分子中含有碳碳雙鍵和羥基直接相連碳上有氫原子,所以能使酸性重倍酸鉀溶液變色,

故B錯誤；

C、分子中含有能發(fā)生水解酯基，則紫花前胡醇能水解，故C正確；

D、與?OH相連的C的鄰位C上有一種H可發(fā)生消去反應(yīng)，生成雙鍵，故D正確;

故選：Bo

3.（6分）下列氣體去除雜質(zhì)的方法中，不能實(shí)現(xiàn)目的的是（）

氣體（雜質(zhì)）方法

A.SO2(H2S)通過酸性高鎬

酸鉀溶液

B.C12(HC1)通過飽和的食

鹽水

C.N2(02)通過灼熱的銅

絲網(wǎng)

通過氫氧化鈉

D.NO(NO2)

溶液

A.AB.BC.CD.D

【解答】解：A.SO2被酸性高鐳酸鉀溶液氧化為硫酸，故A錯誤；

B.Cl2（HC1）利用溶解性的差異，除去HC1,故B正確；

C.N2（02）利用化學(xué)性質(zhì)的差異，銅與氧氣反應(yīng)，不與氮?dú)夥磻?yīng)，達(dá)到除雜目的，故C

正確；

D.NCh可以與NaOH發(fā)生反應(yīng)：2NO?+2NaOH=NaNO?+NaNO^+H?O,NO與NaOH：容

液不能發(fā)生反應(yīng)；盡管NO可以與N02一同跟NaOH發(fā)生反應(yīng)：NO+NO2+2NaOH=

2NaNO2+H2O,但由于雜質(zhì)的含量一般較少，所以也不會對NO的量產(chǎn)生較大的影響，

故D正確；

故選：Ao

4.（6分）錯的配合物離子［Rh（CO）2l2「可催化甲醇瓶基化，反應(yīng)過程如圖所示。下列敘

述錯誤的是（）

A.CH3coi是反應(yīng)中間體

B.甲靜鑲基化反應(yīng)為CH3OH+CO=CH3co2H

C.反應(yīng)過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變

D.存在反應(yīng)CH3OH+HI—CH3I+H2O

【解答】解：A、由圖可知,錢的配合物離子(Rh(CO)313cH3「生成CH3c01,CH3COI

繼續(xù)與H2O反應(yīng)生成HI和CH3cO2H,所以CH3coi是反應(yīng)中間體，故A正確;

B、由圖可知發(fā)生的反應(yīng)依次為：①CH3OH+HI—CH3I+H2O,②

HI+CH3CO2H,6個反應(yīng)依次發(fā)生，6個反應(yīng)方程式相加和，消去中間產(chǎn)物得出總反應(yīng)：

CH3OH+COYH3c02H,故B正確；

C、由圖可以看出Rh的成鍵數(shù)目由4變?yōu)?再變?yōu)?再變?yōu)?再變?yōu)?,依次循環(huán)，故

C錯誤；

D、由B分析，按照箭頭方向可知：CH30H和HI反應(yīng)生成CH3I和H2O,反應(yīng)方程式為:

即CH3OH+HI-CH3I+H2O,故D正確；

故選：Co

5.（6分）1934年約里奧?居里夫婦在核反應(yīng)中用a粒子（即氯核糾e）轟擊金屬原子腎,

得到核素科開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：嶇+細(xì)€—科了+為其中元素*、Y的

Z+2Z21+20

最外層電子數(shù)之和為8.下列敘述正確的是（）

A.於的相對原子質(zhì)量為26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半徑小于Y的

D.Y僅有一種含氧酸

【解答】解：由上述分析可知X為Al、Y為P,

A.W為27,X原子的相對原子質(zhì)量為27,故A錯誤；

B.X、Y可形成三氯化物分別為AlCh、PC13，故B正確；

C.同周期從左向右原子半徑減小，則X的原子半徑大于Y的半徑，故C錯誤；

D.Y的含氧酸有磷酸、偏磷酸等，故D錯誤；

故選：Bo

6.（6分）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池,電池示意圖如圖，電極為金

屬鋅和選擇性催化材料。放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境

和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是（）

雙極隔膜

2

A.放電時，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2/+4OH--Zn（OH）4'

B.放電時，ImolCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi

2

C.充電時，電池總反應(yīng)為2Zn（OH）4=2Zn+O2t+4OH+2H2O

D.充電時，正極溶液中OFT濃度升高

【解答】解：A.放電時，金屬鋅做負(fù)極生成Zn（0H）42\負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+40H

一Zn(OH)42?故A正確；

B.放電時，CO2中碳的化合價為+4價，HCOOH中碳的化合價-2,1molCO2轉(zhuǎn)化為

HCOOH,降低2價，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2mol,故B正確：

2

C.充電時，陽極電極反應(yīng)：2H2。-4占=4++。2t，陰極反應(yīng)：Zn(OH)4'+2e'=

Zn+4OH,電池總反應(yīng)為2Zn(OH)42-2Zn+O2t+4OH+2H2O,故C正確；

D.充電時，陽極(原電池的正極)電極反應(yīng)：2H2O-4e=4H++O2f，溶液中H*濃度

增大，溶液中c(H+)?c(OFT)=Kw，溫度不變時，Kw不變，因此溶液中OH濃度降

低，故D錯誤；

故選：Do

7.(6分)以酚醐為指示劑，用O.lOOOmolLi的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元

酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系數(shù)5隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖

所示。[比如A?的分布系數(shù)：5(A2")=----------豈項(xiàng)------]

-2-

C(H2A)+C(HA)+C(A)

下列敘述正確的是()

A.曲線①代表6(H2A),曲線②代表3(HA)

B.H2A溶液的濃度為0.2000mol?Li

C.HA」的電離常數(shù)Ka=LOX。>

D.滴定終點(diǎn)時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA)

【解答】解：A、在未加NaOH溶液時，曲線①的分布系數(shù)與曲線②的分布系數(shù)之和等

于1,且6曲線①一直在減小，曲線②在一直增加；說明H2A第一步完全電離，第二步

+2+

存在電離平衡，即H2A=HA+H,HA#A+H,曲線①代表3(HA)；當(dāng)加入用

1

O.lOOOmohL-的NaOH溶液40.00mL滴定后，發(fā)生NaHA+NaOH=Na2A+H2O,HA.的

分布系數(shù)減小，A2-的分布系數(shù)在增大，且曲線②在一直在增加，在滴定終點(diǎn)后與③重

合，所以曲線②代表6(A2'\故A錯誤：

B、當(dāng)加入40.00mLNaOH溶液時，溶液的pH發(fā)生突變，到達(dá)滴定終點(diǎn)，說明NaOH和

H2A恰好完全反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,n(NaOH)=2n(H2A),c

(H2A)=°?100°HIQ1/LX強(qiáng)他二。1000moi/L,故B錯誤；

2X20.OOroL

C、由于H2A第一步完全電離，則HA.的起始濃度為O.lOOOmol/L,根據(jù)圖象，當(dāng)V/OH

=0時，HA的分布系數(shù)為0.9,溶液的pH=l,A?的分布系數(shù)為0.1,則HA的電離平

衡常數(shù).=C(A2)?c(H+)=0.1000mol/LX0.1XL.lOOOmol/j*山？故c

c(HA-)0.lOOOmol/LX0.9

FF確：

D、用酚酚作指示劑，酚酸變色的pH范圍為8.2?10,終點(diǎn)時溶液呈堿性，c(OH)>

c(H+),溶液中的電荷守恒，c(H+)+c(Na+)=2c(A2')+c(OH)+c(HA),則

c(Na+)>2c(A2')+c(HA),故D錯誤；

故選：Co

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)銳具有廣泛用途。黏土銳礦中，帆以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、

鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、FesO4.采用以下工藝流程可由黏土銳礦制備NH4V03。

MnO：遽渣①濾液②速渣③遭渣④謔液⑤

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金屬離子Fe3*Fe2+Al3+Mn2+

開始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列問題：

(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是一加快酸浸和氧化反應(yīng)速率。

(2)“酸浸氧化”中，V0+和V02+被氧化成VO?*,同時還有Fe"離子被氧化。寫出

VO+轉(zhuǎn)化為VO『反應(yīng)的離子方程式VO++2H++MnO2=VO2++Mn2++HzO.

(3)“中和沉淀”中，銳水解并沉淀為V2O5”H2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、

Na+、Mn2+,以及部分的A―和Fe?+。

(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5?xH2O轉(zhuǎn)化為鋸酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是Fe(0H)

(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是一HCl+NaAl(OH)4=Al

(OH)3I+NaCl+HzO,

(6)“沉鈕”中析出NH4VCh晶體時，需要加入過量NH40,其原因是利用同離子效

應(yīng)，促進(jìn)NH4V03盡可能析出完全。

【解答】解：(1)溫度升高反應(yīng)速率加快；加快酸浸氧化的反應(yīng)速率，

故答案為：加快酸浸和氧化反應(yīng)速率；

(2)加入氧化劑MnCh，除了氧化具有還原性的VO+和VO2+,還可以氧化還原性的Fe?+

為Fe3+：以便后面步驟一次性的除去Fe元素；酸浸氧化VO+轉(zhuǎn)化為V02.，根據(jù)電荷守

恒和電子轉(zhuǎn)移守恒得出：在酸性條件下，+3價的磯化合價升高2生成+5價，MnCh中+4

++

價的缽化合價降低2生成+2價，所以反應(yīng)的離子方程式為：VO+2H+MnO2=

VO2++Mn2++H2O,

2++++2+

故答案為：Fe：VO+2H+MnO2=VO2+Mn+H2O；

(3)“中和沉淀”中，濾液①加入NaOH溶液至pH=3.0?3.1,中和過量的硫酸并沉淀

3+2

Fe3+和Al,使銳水解并沉淀為V2O5-XH2O,得濾餅②，除去濾液②Mi?+、K\Mg\

Na'及部分Fe?;Al31,

故答案為：Mn2+sFe?*和A”

(4)濾液①加入NaOH溶液至pH=3.0?3.1,中和過量的硫酸并沉淀Fe?*,使帆水解

并沉淀為V2O5?XH2O,得濾餅②，

故答案為：Fe(OH)3；

(5)濾液③含有V2O5?xH2O生成V03一和溶于堿的Al(0H)3生成的Al(0H)4;

濾液③加入鹽酸調(diào)pH,Al(OH)4-生成Al(OH)3即濾渣④；化學(xué)方程式為：HCI+NaAl

(OH)4=A1(OH)3I+NaCl+H2O,

故答案為：HCl+NaAl(OH)4=A1(OH)3I+NaCl+H2O；

+

(6)“沉機(jī)”中析出NH4V03晶體時，NH4Vo3沉淀溶解平衡方程式為：NH4(aq)+VO3

一（aq）ONH4V03（s）,需要加入過量NH4C1,NH4cl溶于水電離出NH4+,增大c（NH/）,

利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VCh盡可能析出完全v

故答案為：利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4V03盡可能析出完全。

（1）由FeSO4?7H2O固體配制0.10mol?L?FeSCM溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、

托盤天平、燒杯、量筒（從下列圖中選擇，寫出名稱）。

0

（2）電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質(zhì)溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)

生化學(xué)反應(yīng)，并且電遷移率（if）應(yīng)盡可能地相近。根據(jù)卜.表數(shù)據(jù)，鹽橋中應(yīng)選擇

作為電解質(zhì)。

陽離子U^XIO5/(m^s'-V陰離子u^XlO8/(m2-s'?V

')7)

Li+4.07HCO34.61

Na+5.19NO37.40

Ca2+6.59cr7.91

K+7.62so?'8.27

（3）電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進(jìn)入」￡墨電極

溶液中。

（4）電池反應(yīng)一段時間后,測得鐵電極溶液中c（Fe2+）增加了0.02mol?LL石墨電極

2+

上未見Fe析出?？芍姌O溶液中c（Fe）=0.09mol/Lo

（5）根據(jù)（3）,（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知石墨電極的電極反應(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+,鐵電

極反應(yīng)式為Fe-2h=Fe2+。因此，驗(yàn)證了Fe2+氯化性小于上二，還原性小于

Fe__o

（6）實(shí)驗(yàn)前需要對鐵電極表面活化。在FeSCU溶液中加入幾滴Fez（SO4）3溶液，將鐵

電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化。檢驗(yàn)活化反應(yīng)完成的方法是取少量活化

液，加入潔凈的試管中，向其中加入兩滴硫氨酸鉀溶液，看是否變紅，若不變紅，說明

已經(jīng)活化完成。

【解答】解析：（1）配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液用到的儀器有：托盤天平、燒杯、量

筒、玻璃棒、容量瓶。圖中給出的有托盤天平、燒杯、量筒；

故答案為：托盤天平、燒杯、量筒；

（2）鹽橋中的離子不與溶液中的物質(zhì)反應(yīng)，排除了碳酸氫根離子和硝酸根離子，電遷移

率盡可能的接近，故選KC1；

故答案為：KC1；

（3）鐵電極失去電子，鐵電極是負(fù)極，石墨電極是正極，原電池內(nèi)部陽離子向正極移動，

所以陽離子向石墨電極移動；

故答案為：石墨；

（4）鐵電極反應(yīng)：Fe-2e'=Fe2+,鐵電極增加0.02mol/L,石墨電極反應(yīng)Fe3++e-=Fe2+,

根據(jù)電荷守恒，則石墨電極增加0.04mol/L,變?yōu)?.09mol/L；

故答案為：0.09mol/L；

（5）鐵電極為負(fù)極，電極反應(yīng)：Fe-2e=Fe2t,石墨電極為止極，電極反應(yīng)反應(yīng)：Fe3>+e

=Fe2+,電池的總反應(yīng)式為：2Fe3++Fe=3Fe2+；所以氧化性：Fe3+>Fe2+,還原性Fe>

Fe2+

故答案為：Fe3++e'=Fe2+；Fe-2e=Fe2+；Fe3+；Fe；

（6）對鐵電極活化是除去表面的氧化膜，氧化膜反應(yīng)完成后，鐵單質(zhì)把三價鐵還原，所

以只要檢驗(yàn)溶液中是否還含有三價鐵離子就可以了，取少量活化液，加入潔凈的試管中，

向其中加入兩滴硫氟酸鉀溶液，看是否變紅，若不變紅，說明已經(jīng)活化完成。

故答案為：取少量活化液，加入潔凈的試管中，向其中加入兩滴硫氟酸鉀溶液，看是否

變紅，若不變紅，說明已經(jīng)活化完成。

10.（14分）硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催

化氧化：S02(g)+lo2(g)機(jī)催化克(g)△H=-98kJ?mol1.問答下列問題：

2

(1)銳催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成V0S04

(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：2V2O5(s)+2SO2S)=2VOSC>4(S)+V2O4

(s)-351kJ?moL。

圖(a)圖(b)

(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%

時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖(b)

所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時的a=0.975,判斷的依據(jù)是反應(yīng)是氣體分子數(shù)減

小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越人。影響a的因素有壓強(qiáng)、溫度、投料比。

(3)將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%C>2(g)和q%N2(g)的氣體通入

反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時，若SO2轉(zhuǎn)化率為a，則SO3壓強(qiáng)為

2amp平衡常數(shù)Kp=_-------------------------------------------_(以分壓表示，分壓=

100-m、0.5

(1)(100-mClP)

總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

08

(4)研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為：v=k(-5--1)(1-na,)式

a'

中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a'為某時刻SO2

轉(zhuǎn)化率，n為常數(shù)。在葭=0.90時，將一系列溫度下的k、a值代入上述速率方程，得

到v~t曲線，如圖(c)所示。

10

8

6

4

420460500540580

r/℃

圖(c)

曲線上V最大值所對應(yīng)溫度稱為該a'下反應(yīng)的最適宜溫度lm.t<tm時，V逐漸提高；I

>tm后，V逐漸下降。原因是反應(yīng)溫度升高，速率常數(shù)k增大使速率加快，但a降低

造成速率v減小，tvtm時，k漕大對V的提高大于a引起的降低：t>如后，速率常數(shù)k

增大小于a引起的降低。

【解答】解：(1)由圖象得出①V2O4(s)+SO3(g)=V2O5(s)+SO2(g)AH=-24kJ

?molI

②V2O4(s)+2SO3(g)=2VOSO4(S)AH=-399kJ?moL,

由蓋斯定律可知②-①X2得到：2V2。5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4(s)△

H=-351kJ?mo「i；

故答案為：2V2O5(s)+2SO2(g)=2VOSO4(S)+V2O4(s)AH=-351kJ?mol”；

(2)當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%

時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下，S6平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖(b)

所示，這個SO2(g)+A02(g)機(jī)催化刑SO3(g)反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)

越大轉(zhuǎn)化率越大，所以反應(yīng)在5.UMPa、55UC時的a=U.975,由圖象看出壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化

率越高，溫度越高轉(zhuǎn)化率越小，轉(zhuǎn)化率與影響平衡的因素：溫度、壓強(qiáng)還與投料比有關(guān),

氧氣越多SO2平衡轉(zhuǎn)化率a越大；

故答案為：0.975；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大，Pi=5.0MPa,

該線550℃時的轉(zhuǎn)化率為97.5%；壓強(qiáng)、溫度、投料比；

(3)根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量的比，2m%+m%+q%=100%3m+q=100,設(shè)SO2的物

質(zhì)的量為2m,O2的物質(zhì)的量為m

SO2(g)+&2(g)-催化劑SO3(g)

2

開始2mm0

變化aX2maXmaX2m

平衡2m-aX2mm-aXmaX2m

反應(yīng)后的總量：2m?aX2m+m-aXm+aX2m+q=3m+q-am,結(jié)合3m+q=100,反應(yīng)

后的總量=100-am,

唳喘A△則pg號

2am

MSO3)_________100-amP____________

平衡常數(shù)

521n(1-a)(nram)°，5g,5

P(S02)P°-(02)

100-amP(100-am)0?5P

a

(1.a產(chǎn)5(而—p)0?5

故答案為：2amp；-------a-----

100-amm

100-mCl

(4)v=k(T--1)°$(1-na')溫度升高，表達(dá)式中速率常數(shù)k增大，反應(yīng)速率

a'

增大：SO2(g)+A02(g)機(jī)催化和ko?(g)AH=-98kJ?mo「l為放熱反應(yīng)，平衡

2

轉(zhuǎn)化率a減小，(_J-1)°s減小，反應(yīng)速率減小，tVim時，速率常數(shù)k增大，對速

率的影響大于因(一J-1)減小對速率的影響，總體速率加快；l>lm后速率常數(shù)k

a'

增大沒有a減小對速率影響大，速率減小。

故答案為：反應(yīng)溫度升高，速率常數(shù)k增大使速率加快，但a降低造成速率v減小。t

Vtm時，k增大對V的提高大于a引起的降低；t>tm后，速率常數(shù)k增大小于a引起的

降低。

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

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

11.(15分)Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的

卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Fe?+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為」

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(Ii)如表所示。Ii(Li)>Ii(Na),原因

是Li與Na同族，Na電子層多，原子半徑大，易失電子。Ii(Be)>I|(B)>1)

(Li),原因是Li、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加，Be的電子排布為：Is22s2,全

滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大，與Li相比，B的核電荷數(shù)大，半徑小，較難失去電子，

第?電離能較大。。

Ii/(kJ*mol1)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為正四面體形，其中P的價層電子對數(shù)為上、雜化

軌道類型為si?。

(1)LiFePO4的品胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中。圍繞Fe和P分別形成正八面體和

正四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePCM的單元數(shù)

有4個。

(a)LiFePO4(b)LibxFePO4(c)FePO4

電池充電時，LiFePO4脫出部分Li+,形成Li].xFeP04，結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x

=,n(Fe2+)：n(Fe3+)=13：3。

-16~

【解答】解：(I)基態(tài)Fe的電子排布式為：Is22s22P63s23P63d64s2,基態(tài)Fe失去最外層

2個電子得Fe2+,價電子排布為：3d6,基態(tài)Fe失去3個電子得Fe3+,價電子排布為：3d5,

根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理，d能級有5個軌道，每個軌道最多容納2個電子，F(xiàn)e?+有4個

未成對電子，F(xiàn)e?*有5個未成對電子，所以未成對電子數(shù)之比為：4：5,

故答案為：4：5；

(2)Li與Na同族，Na電子層多，原子半徑大，易失電子；Li、Be、B的電子排布分別

為：小251Is22s2,is22s22PLLi、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加，Be的電子排布

為：Is22s2,全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大，與Li相比B的核電荷數(shù)大，半徑小，較

難失去電子，第一電