江苏省苏州市张家港市2021-2022学年高三下学期开学考试化学试题

试卷更新日期：2022-03-22 类型：开学考试

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一、单选题

1. 2022北京冬奥会火炬采用碳纤维和复合材质打造，以氢气为燃料，并添加显色剂来调节火焰颜色。下列有关奥运火炬的说法不正确的是（）

A、碳纤维是一种轻而强的有机高分子材料 B、氢气作为火炬燃料能实现碳的零排放 C、添加显色剂调节火焰颜色利用的是焰色反应原理 D、奥运火炬就是一款轻量化小型化的氢气减压装置

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2. 天津大学马一太、田华教授团队在国家重点研发计划——科技冬奥专项支持下，通过校企合作，研发了国际先进的二氧化碳(R744)跨临界直冷制冰技术，满足不同项目对冰面的要求，被誉为是“最快的冰”。下列有关说法正确的是（）

A、 $C O_{2}$ 跨临界制冰过程破坏了碳氧共价键 B、 $C O_{2}$ 的电子式： C、冰属于分子晶体 D、 $H_{2} O$ 的空间构型为直线形

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3. 下列有关物质性质与用途对应关系不正确的是（）

A、NaHCO₃能与碱反应，可用作焙制糕点的膨松剂 B、CaO能与SO₂反应，可作为工业废气处理时的脱硫剂 C、硅的导电性介于导体和绝缘体之间，可用于制造计算机硅芯片的材料 D、饱和氯水既有酸性又有漂白性，加入适量NaHCO₃固体，其漂白性增强

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4. 侯氏制碱法制取 $N a H C O_{3}$ 的原理为 $N a C l + N H_{3} + C O_{2} + H_{2} O = N a H C O_{3} + N H_{4} C l$ 。实验室用如题图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量 $N a H C O_{3}$ 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 $C O_{3}^{2 -} + 2 H^{+} = C O_{2} ↑ + H_{2} O$ B、向装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液以除去 $C O_{2}$ 中的少量 $H C l$ C、装置Ⅲ中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出 $N a H C O_{3}$ 固体 D、析出 $N a H C O_{3}$ 固体的上层清液中不存在 $H C O_{3}^{-}$

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5. 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，基态时Y原子2p原子轨道上有5个电子，Z的周期序数是族序数的3倍，W与Y属于同一主族。下列说法正确的是（）

A、原子半径： $r (X) < r (Y) < r (Z) < r (W)$ B、X的第一电离能比同周期相邻元素的大 C、Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱 D、ZW中阳离子与阴离子具有相同的电子层结构

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6. 铁氰化钾｛ $K_{3} [F e {(C N)}_{6}]$ ｝俗称赤血盐，遇 $F e^{2 +}$ 发生反应： $3 F e^{2 +} + 2 {[F e {(C N)}_{6}]}^{3 -} = F e_{3} {[F e {(C N)}_{6}]}_{2} ↓$ ，生成深蓝色沉淀，常用于检验 $F e^{2 +}$ ；黄血盐｛ $K_{3} [F e {(C N)}_{6}]$ ｝溶液可用于检验 $F e^{3 +}$ 。下列有关铁及其化合物的说法正确的是（）

A、Fe元素位于周期表的第ⅦB族 B、基态 $F e^{2 +}$ 外围电子排布式为 $3 d^{5} 4 s^{1}$ C、赤血盐中提供空轨道形成配位键的是 $F e^{3 +}$ D、若黄血盐受热分解产物之一的晶胞结构如图所示，则其化学式为 $F e_{4} C_{3}$

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7. 在指定条件下，下列铁及其化合物之间的转化能实现的是（）

A、 $F e (s) \to_{高温}^{H_{2} O (g)} F e_{3} O_{4} (s)$ B、 $F e_{2} O_{3} (s) \to_{高温}^{C O (g)} F e (s) \overset{H C l (a q)}{\to} F e C l_{3} (a q)$ C、 $F e {(O H)}_{2} (s) \overset{足量稀 H N O_{3}}{\to} F e {({NO}_{3})}_{2} (a q)$ D、 $F e S_{2} (s) \to_{高温}^{O_{2} (g)} S O_{2} (g) \overset{H_{2} O (l)}{\to} H_{2} S O_{4} (a q)$

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8. 铁的氧化物是重要的化工原料， $A u / F e_{2} O_{3}$ 可用作反应 $C O (g) + H_{2} O (g) = C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ 的催化剂。工业含铁废渣中含有大量铁的氧化物，常用于制取聚合硫酸铁铝净水剂。对于反应 $C O (g) + H_{2} O (g) = C O_{2} (g) + H_{2} (g)$ ，下列有关说法正确的是（）

A、加入催化剂 $A u / F e_{2} O_{3}$ ，反应的焓变 $Δ H$ 变小 B、升高温度，反应体系的活化分子百分数增多 C、向固定容积的反应体系中充入氦气，反应速率加快 D、其他条件相同，增大 $\frac{n (C O)}{n (H_{2} O)}$ ，反应的平衡常数K增大

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9. 由工业废渣(主要含Fe、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下：
下列有关说法不正确的是（）

A、“浸取”时先将废渣粉碎并不断搅拌，有利于提高铁、铝元素浸取率 B、 $A l_{2} O_{3}$ 与稀硫酸反应的离子方程式为 $A l_{2} O_{3} + 6 H^{+} = 2 A l^{3 +} + 3 H_{2} O$ C、“过滤”前用 $K_{3} [F e {(C N)}_{6}]$ 检验浸取液中是否存在 $F e^{2 +}$ 的反应是氧化还原反应 D、聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用

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10. 科学家近年发明了一种新型 $Z n - C O_{2}$ 水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体 $C O_{2}$ 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法不正确的是（）

A、放电时，负极反应为 $Z n - 2 e^{-} + 4 O H^{-} = Z n {(O H)}_{4}^{2 -}$ B、电解质溶液1为碱性，电解质溶液2为酸性 C、充电时，阳极溶液中 $O H^{-}$ 浓度升高 D、充电时，电池总反应为： $2 Z n {(O H)}_{4}^{2 -} \begin{array}{l} \underline{\underline{通电}} \end{array} 2 Z n + O_{2} ↑ + 4 O H^{-} + 2 H_{2} O$

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11. 化合物Z是合成多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是（）

A、1mol X中含有 $15 m o l σ$ 键 B、Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子 C、Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大 D、X、Y、Z分别与足量酸性 $K M n O_{4}$ 溶液反应所得芳香族化合物相同

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12. 室温下，通过下列实验探究

N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}

溶液的性质(假设实验前后溶液体积不变)。

实验	实验操作和现象
1	用pH试纸测定 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}$ 溶液的pH，测得pH约为2
2	向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}$ 溶液中加入 $B a {(O H)}_{2}$ 溶液，产生沉淀
3	向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}$ 溶液中通入足量的 $N H_{3}$ ，产生红褐色沉淀
4	向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}$ 溶液中加入NaHS溶液，产生浅黄色沉淀

下列说法正确的是（）

A、

0.1 m o l \cdot L^{- 1} N H_{4} F e {(S_{O})}_{2}

溶液中存在

c (N H_{4}^{+}) + 3 c (F e^{3 +}) > 2 c (S O_{4}^{2 -})

B、实验2中沉淀仅为

F e {(O H)}_{3}

C、实验3得到的溶液中有

c (N H_{4}^{+}) + c (N H_{3} \cdot H_{2} O) + c (S O_{4}^{2 -}) > 0.3 m o l \cdot L^{- 1}

D、实验4中发生反应的离子方程式为

2 F e^{3 +} + 2 H S^{-} = 2 F e^{2 +} + 2 S ↓ + H_{2} ↑

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13. 室温下，用 $0.5 m o l \cdot L^{- 1} {(N_{H})}_{2} C O_{3}$ 溶液浸泡 $C a S O_{4}$ 粉末，一段时间后过滤，向滤渣中加稀醋酸，产生气泡。已知 $K_{s p} (C a S O_{4}) = 4.8 \times 1 0^{- 5}$ ， $K_{s p} (C a C O_{3}) = 3 \times 1 0^{- 9}$ 。下列说法不正确的是（）

A、浸泡时向 ${(N_{H})}_{2} C O_{3}$ 溶液中加入适量浓氨水可促进 $C a S O_{4}$ 的转化 B、反应 $C a S O_{4} + C O_{3}^{2 -} ⇌ C a C O_{3} + S O_{4}^{2 -}$ 正向进行，需满足 $\frac{c (S O_{4}^{2 -})}{c (C O_{3}^{2 -})} > 1.6 \times 1 0^{4}$ C、过滤后所得清液中一定存在： $c (C a^{2 +}) = \frac{K_{s p} (C a C O_{3})}{c (C O_{3}^{2 -})}$ 且 $c (C a^{2 +}) ≤ \frac{K_{s p} (C a S O_{4})}{c (S O_{4}^{2 -})}$ D、滤渣中加入醋酸反应的离子方程式： $C a C O_{3} + 2 C H_{3} C O O H = C a^{2 +} + 2 C H_{3} C O O^{-} + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

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14. $C H_{4}$ 与 $C O_{2}$ 重整生成 $H_{2}$ 和CO的过程中主要发生下列反应
反应Ⅰ： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) = 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$     $Δ H = 247.1 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应Ⅱ： $H_{2} (g) + C O_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g)$         $Δ H = 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
在恒压、反应物起始物质的量比 $n (C H_{4}) ： n (C O_{2}) = 1 ： 1$ 条件下， $C H_{4}$ 和 $C O_{2}$ 的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（   ）

A、升高温度、增大压强均有利于提高 $C H_{4}$ 的平衡转化率 B、曲线B表示 $C H_{4}$ 的平衡转化率随温度的变化 C、相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠 D、图中X点所示条件下，延长反应时间， $C H_{4}$ 的转化率能达到Y点

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二、综合题

15. $C o_{3} O_{4}$ 在磁性材料、电化学领域应用广泛。以钴矿[主要成分是CoO、 $C o_{2} O_{3}$ 、 $C o {(O H)}_{3}$ ，还含 $S i O_{2}$ 及少量 $A l_{2} O_{3}$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 、CuO及 $M n O_{2}$ 等]为原料可制取 $C o_{3} O_{4}$ 。主要步骤如下：

(1)、浸取：用盐酸和 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液浸取钴矿，浸取液中含有 $A l^{3 +}$ 、 $F e^{2 +}$ 、 $C o^{2 +}$ 、 $C u^{2 +}$ 、 $M n^{2 +}$ 、 $C l^{-}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 等离子。写出 $C o_{2} O_{3}$ 发生反应的离子方程式：。

(2)、除杂：向浸取液中先加入足量 $N a C l O_{3}$ 氧化 $F e^{2 +}$ ，再加入NaOH调节pH除去 $A l^{3 +}$ 、 $F e^{3 +}$ 、 $C u^{2 +}$ 。有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时金属离子浓度 $≤ 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ )：
沉淀
$A l {(O H)}_{3}$
$F e {(O H)}_{3}$
$C o {(O H)}_{2}$
$C u {(O H)}_{2}$
$M n {(O H)}_{2}$
恰好完全沉淀时的pH
5.2
2.8
9.4
6.7
10.1
若浸取液中 $c (C o^{2 +}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ ，则须调节溶液pH的范围是(加入 $N a C l O_{3}$ 和NaOH时，溶液的体积变化忽略)。

(3)、萃取、反萃取：向除杂后的溶液中，加入某有机酸萃取剂(HA)₂ ，发生反应： $C o^{2 +} + n {(H A)}_{2} ⇌ C o A_{2} \cdot (n - 1) {(H A)}_{2} + 2 H^{+}$ 。实验测得：当溶液pH处于4.5～6.5范围内， $C o^{2 +}$ 萃取率随溶液pH的增大而增大(如图-1所示)，其原因是。向萃取所得有机相中加入 $H_{2} S O_{4}$ ，反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是。

(4)、沉钴、热分解：向反萃取后得到的水相中加入 $N H_{4} H C O_{3}$ 溶液，过滤、洗涤、干燥，得到 $C o C O_{3}$ 固体，加热 $C o C O_{3}$ 制备 $C o_{3} O_{4}$ 。 $1 m o l C o C O_{3}$ 在空气中加热，反应温度对反应产物的影响如图-2所示，请写出500～1000℃时，发生主要反应的化学方程式。

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16. F是一种天然产物，具有抗肿瘤等活性，其人工合成路线如图：

(1)、A分子中采取sp²杂化的碳原子数目是。

(2)、B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：。
①分子中不同化学环境的氢原子个数比是2：2：2：1。
②苯环上有4个取代基，且有两种含氧官能团。

(3)、A+B→C的反应需经历A+B→X→C的过程，中间体X的分子式为C₁₇H₁₇NO₆。X→C的反应类型为。

(4)、E→F中有一种分子式为C₁₅H₁₄O₄的副产物生成，该副产物的结构简式为。

(5)、写出以CH₃和FCH₂OH为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

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17. 以印刷线路板的碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH₃)₄]Cl₂)或焙烧过的铜精炼炉渣(主要成分为CuO、SiO₂少量Fe₂O₃)为原料均能制备CuSO₄·5H₂O晶体。

(1)、取一定量蚀刻废液和稍过量的NaOH溶液加入到如图所示实验装置的三颈瓶中，在搅拌下加热反应并通入空气，待产生大量的黑色沉淀时停止反应，趁热过滤、洗涤，得到CuO固体；所得固体经酸溶、结晶、过滤等操作，得到CuSO₄·5H₂O晶体。
①写出用蚀刻废液制备CuO反应的化学方程式：。
②检验CuO固体是否洗净的实验操作是。
③装置图中装置X的作用是。

(2)、以焙烧过的铜精炼炉渣为原料制备CuSO₄·5H₂O晶体时，请补充完整相应的实验方案：取一定量焙烧过的铜精炼炉渣，，加热浓缩、冷却结晶、过滤、晾干，得到CuSO₄·5H₂O晶体。已知：①该实验中pH=3.2时，Fe³⁺完全沉淀；pH=4.7时，Cu²⁺开始沉淀。②实验中可选用的试剂：1.0 mol/L H₂SO₄、1.0 mol/L HCl、1.0 mol/L NaOH。

(3)、通过下列方法测定产品纯度：准确称取0.5000g CuSO₄·5H₂O样品，加适量水溶解，转移至碘量瓶中，加过量KI溶液并用稀H₂SO₄酸化，以淀粉溶液为指示剂，用0.1000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃的溶液19.48mL。测定过程中发生下列反应：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、2S₂O $3_{2 -}$ +I₂= S₄O $6_{2 -}$ +2I^-。计算CuSO₄·5H₂O样品的纯度：。

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18. 硫酸厂产生的酸性废水中含有超标的H₃AsO₃ ，需处理达标后才能排放。目前含砷废水的处理常用石灰中和-PFS、硫化、氧化吸附等方法。

(1)、石灰中和-PFS法，处理过程如下：
含砷废水经氧化后，加入石灰乳，在相同时间内，废水中沉降的固体、砷的去除率与溶液pH的关系如图-1所示。 $H_{3} A s O_{4}$ 水溶液中含砷微粒的物质的量分布分数与pH的关系如图-2所示。已知此温度下， $C a (H_{2} A s O_{4})$ 溶于水， $K_{s p} (F e A s O_{4}) = 5.7 \times 1 0^{- 21}$ ， $K_{s p} [C a_{3} {(A s_{O})}_{2}] = 6.8 \times 1 0^{- 19}$ ， $K_{s p} (C a H A s O_{4}) = 8.4 \times 1 0^{- 4}$ 。
①一级沉降时，当 $p H = 2$ ，废水中开始产生沉淀，该沉淀主要成分的化学式为。pH调节到8时，开始产生 $C a_{3} {(A s_{O})}_{2}$ 沉淀，原因是。
②二级沉降中，保持溶液pH在8～10之间，加入PFS(聚合硫酸铁)形成的 $F e {(O H)}_{3}$ 胶体粒子与含砷微粒反应可提高砷的去除率，其主要反应的离子方程式为。

(2)、硫化法，用硫代硫酸钠 (Na₂S₂O₃)去除酸性废水中 $H_{3} A s O_{3}$ 的反应机理如图-3所示， $S_{2} O_{3}^{2 -}$ 经过“途径Ⅰ”的除砷过程可描述为(图中“HS·”为自由基，“·”表示孤单电子)。

(3)、氧化吸附法，新生态 $M n O_{2}$ 悬浊液具有较强的氧化性，能将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)，也具有较强的吸附性，能吸附水体中的 $H^{+}$ 而带正电荷。所带正电荷越多，吸附含砷微粒的能力越强。pH不同时，新生态 $M n O_{2}$ 悬浊液对砷去除率如图-4所示。
①加入新生态 $M n O_{2}$ 悬浊液使废水中 $H_{3} A s O_{3}$ 转化为 $H_{3} A s O_{4}$ ，反应的离子方程式为。
②pH从3增大到7的过程中，随着pH增大，砷的去除率上升。其原因是。

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沉淀	$A l {(O H)}_{3}$	$F e {(O H)}_{3}$	$C o {(O H)}_{2}$	$C u {(O H)}_{2}$	$M n {(O H)}_{2}$
恰好完全沉淀时的pH	5.2	2.8	9.4	6.7	10.1