2021年普通高中学业水平选择性考试(湖南卷)高考化学试卷

2021年普通高中学业水平选择性考试(湖南卷)化学可能用到的相对原子质量：H—1C—12N—14O—16F—19Na—23Mg—24Si—28Cl—35.5Ge—73Br—801—127一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是()A．定期清淤，疏通河道B．化工企业“三废”处理后，达标排放C．利用微生物降解水域中的有毒有害物质D．河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理解析：选A清理江河淤泥，没有新物质生成，不涉及化学变化，A符合题意；化工企业“三废”指的是废水、废气、废渣，“三废”处理是指将有害固体、液体、气体转化为无害物质或可回收利用的物质，此过程涉及化学变化，B不符合题意；微生物降解使有毒有害物质转化为无毒无害物质，有新物质生成，涉及化学变化，C不符合题意；垃圾无害化处理，是指通过物理、化学、生物热处理等方式处理垃圾，此过程涉及化学变化，D不符合题意。2．下列说法正确的是()A．糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物B．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe3O4C．SO2可漂白纸浆，不可用于杀菌、消毒D．镀锌铁皮的镀层破损后，铁皮会加速腐蚀解析：选B糖类中的单糖、二糖不属于高分子化合物，A错误；FeO不稳定，在空气中受热会被氧化为Fe3O4，B正确；工业上常用SO2漂白纸浆，且SO2还可用于杀菌、消毒，C错误；根据原电池原理，镀锌铁皮的镀层破损后形成原电池，锌做原电池的负极，保护铁不被腐蚀，D错误。3．下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏解析：选C向待测液中滴加KSCN溶液，溶液若变成血红色，说明存在Fe3＋，证明FeSO4被氧化，可以达到实验目的，A不符合题意；实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，所得气体中含有HCl，故先将所得气体通入饱和食盐水中，除去HCl，再经过浓硫酸干燥，可得纯净、干燥的氯气，可以达到实验目的，B不符合题意；测定NaOH溶液的pH时，pH试纸不能润湿，否则会稀释待测液，使溶液碱性减弱，测得的pH偏小，不能达到实验目的，C符合题意；工业酒精中含有水，先加入生石灰除去水分，再进行蒸馏，可制备无水乙醇，可以达到实验目的，D不符合题意。4．己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：下列说法正确的是()A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色B．环己醇与乙醇互为同系物C．己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D．环己烷分子中所有碳原子共平面解析：选C苯与溴水混合后，由于Br2易溶于苯且苯的密度小于水，振荡后静置，上层溶液呈橙红色，A错误；环己醇为环状结构，乙醇为链状结构，二者结构不相似，不属于同系物，B错误；己二酸中含有羧基，与碳酸氢钠反应有CO2生成，C正确；环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，所有碳原子不可能共面，D错误。5．NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．18gHeq\o\al(18,2)O含有的中子数为10NAB．0.1mol·L－1HClO4溶液中含有的H＋数为0.1NAC．2molNO与1molO2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NAD．11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为1.5NA解析：选D1个18O原子含有10个中子，H原子不含中子，所以每个Heq\o\al(18,2)O分子中含有10个中子，Heq\o\al(18,2)O的相对分子质量为20g·mol－1，故18gHeq\o\al(18,2)O的物质的量为0.9mol，则18gHeq\o\al(18,2)O中含有的中子数为9NA，A错误；HClO4为强酸，在溶液中完全电离，则0.1mol·L－1HClO4溶液中H＋的物质的量浓度为0.1mol·L－1，由于题中未给出溶液体积，所以无法计算H＋的数目，B错误；2molNO与1molO2恰好完全反应生成2molNO2，由于存在平衡2NO2N2O4，所以充分反应后容器中的分子数小于2NA，C错误；甲烷与氯气发生取代反应，反应前后反应物与生成物的物质的量之和不变，则反应后的分子数为eq\f(11.2L＋22.4L,22.4L·mol－1)×NAmol－1＝1.5NA，D正确。6．一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：下列说法错误的是()A．物质X常选用生石灰B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))MgCl2＋COD．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2解析：选D苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A说法正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和化合价升降可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))MgCl2＋CO，C说法正确；向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2OMg(OH)2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。7．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子。下列说法正确的是()A．简单离子半径：Z>X>YB．W与Y能形成含有非极性键的化合物C．X和Y的最简单氢化物的沸点：X>YD．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性解析：选BZ的最外层电子数为K层的一半，则Z的最外层电子数为1，又W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，则Z不可能为氢、锂元素，故Z为第三周期的Na元素。Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，且Y的原子序数小于11，又W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子，分析可知N2H4符合题意，故W为氢元素、X为氮元素，则Y为氧元素。Z、X、Y的简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，即简单离子半径：X>Y>Z，A错误；W与Y能形成H2O2，既含有极性键又含有非极性键，B正确；X和Y形成的最简单氢化物分别为NH3和H2O，常温下，NH3为气态，H2O为液态，故H2O的沸点更高，C错误；由氢、氮、氧三种元素所组成的化合物NH3·H2O的水溶液呈碱性，D错误。8．KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列说法错误的是()A．产生22.4L(标准状况)Cl2时，反应中转移10mole－B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IOeq\o\al(－,3)的存在解析：选A根据题干中的化学方程式可知，I元素的化合价由0价升高到＋5价，转移电子数为6×5×2＝60，所以产生标准状况下22.4L即1mol氯气需消耗2mol碘单质，转移20mole－，A说法错误；该反应中I2为还原剂，KClO3为氧化剂，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6，B说法正确；工业上常用氯气和石灰乳反应制备漂白粉，C说法正确；酸性条件下，I－与IOeq\o\al(－,3)反应生成I2，淀粉遇I2变蓝色，故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验IOeq\o\al(－,3)的存在，D说法正确。9．常温下，用0.1000mol·L－1的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为0.1000mol·L－1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液，滴定曲线如图所示。下列判断错误的是()A．该NaX溶液中：c(Na＋)>c(X－)>c(OH－)>c(H＋)B．三种一元弱酸的电离常数：Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)C．当pH＝7时，三种溶液中：c(X－)＝c(Y－)＝c(Z－)D．分别滴加20.00mL盐酸后，再将三种溶液混合：c(X－)＋c(Y－)＋c(Z－)＝c(H＋)－c(OH－)解析：选C在NaX溶液中，X－发生水解反应：X－＋H2OHX＋OH－，溶液中存在c(Na＋)>c(X－)>c(OH－)>c(H＋)，A判断正确；等浓度的NaX、NaY、NaZ三种溶液的pH大小关系：NaZ>NaY>NaX，根据“越弱越水解”可知，酸性：HX>HY>HZ，则电离常数关系：Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)，B判断正确；pH＝7时，根据电荷守恒，三种溶液混合后分别存在c(Cl－)＋c(X－)＝c(Na＋)、c(Cl－)＋c(Y－)＝c(Na＋)、c(Cl－)＋c(Z－)＝c(Na＋)，由于三种一元酸的酸性强弱不同，则向其盐溶液中加入HCl的物质的量不同，则c(X－)、c(Y－)、c(Z－)三者不等，C判断错误；分别加入20.00mL盐酸后，均恰好完全反应，三种溶液的溶质分别为HX与NaCl、HY与NaCl、HZ与NaCl，三种溶液混合后的溶液中存在电荷守恒：c(X－)＋c(Y－)＋c(Z－)＝c(H＋)－c(OH－)，D判断正确。10．锌/溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌/溴液流电池工作原理如图所示：下列说法错误的是()A．放电时，N极为正极B．放电时，左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小C．充电时，M极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=ZnD．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过解析：选B在该原电池中，活泼金属锌做负极，则N极为正极，A说法正确；放电时，左侧锌放电产生Zn2＋，贮液器中ZnBr2浓度不断增大，B说法错误；充电时，M极为阴极，电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn，C说法正确；放电时Br－通过隔膜进入溶液中与Zn2＋结合，充电时Zn2＋通过隔膜在双极性碳和塑料电极上沉积，D说法正确。二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有一个或两个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11．已知：A(g)＋2B(g)3C(g)ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A．容器内压强不变，表明反应达到平衡B．t2时改变的条件：向容器中加入CC．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)解析：选BC该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3molC，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3molC，相当于加入1molA和2molB，则状态Ⅱ相当于起始投料为2molA和5molB，若是投料为2molA和6molB与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。12．对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是()粒子组判断和分析ANa＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O不能大量共存，因发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2OBH＋、K＋、S2Oeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)不能大量共存，因发生反应：2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2OCNa＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、H2O2能大量共存，粒子间不反应DH＋、Na＋、Cl－、MnOeq\o\al(－,4)能大量共存，粒子间不反应解析：选BAl3＋与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀，不产生AlOeq\o\al(－,2)，A错误；H＋与S2Oeq\o\al(2－,3)不能共存，发生反应的离子方程式为2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O，B正确；Fe3＋可催化H2O2分解，不能大量共存，C错误；酸性条件下，MnOeq\o\al(－,4)可将Cl－氧化为Cl2，D错误。13．1丁醇、溴化钠和70%的硫酸共热反应，经过回流、蒸馏、萃取分液制得1溴丁烷粗产品，装置如图所示：已知：CH3(CH2)3OH＋NaBr＋H2SO4eq\o(→,\s\up7(△))CH3(CH2)3Br＋NaHSO4＋H2O下列说法正确的是()A．装置Ⅰ中回流的目的是为了减少物质的挥发，提高产率B．装置Ⅱ中a为进水口，b为出水口C．用装置Ⅲ萃取分液时，将分层的液体依次从下口放出D．经装置Ⅲ得到的粗产品干燥后，使用装置Ⅱ再次蒸馏，可得到更纯的产品解析：选AD球形冷凝管的作用是冷凝回流易挥发的物质，使反应物充分反应，提高产率，A正确；冷凝时，冷凝管的进水方向为下口进、上口出，即装置Ⅱ的进水口应为b，出水口为a，B错误；萃取分液时，上层液体应从上口倒出，下层液体应从下口放出，C错误；装置Ⅲ得到的粗产品经干燥后，还含有1丁醇等杂质，可再次蒸馏得到更纯的产品，D正确。14．铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：下列说法错误的是()A．该过程的总反应为HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低C．该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定解析：选CD分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化剂))CO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；整个催化循环过程中Fe元素化合价均为＋3价，故该催化循环中Fe元素的化合价没有发生变化，C说法错误；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第15～17题为必考题，每个试题考生都必须作答。第18、19题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题：此题包括3小题，共39分。15．(12分)碳酸钠俗称纯碱，是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠的含量，过程如下：步骤Ⅰ.Na2CO3的制备步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定①称取产品2.500g，用蒸馏水溶解，定容于250mL容量瓶中；②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1mL；③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.1000mol·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸V2mL；④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。已知：(ⅰ)当温度超过35℃时，NH4HCO3开始分解。(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100gH2O)温度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中晶体A的化学式为________，晶体A能够析出的原因是__________；(2)步骤Ⅰ中“300℃加热”所选用的仪器是________(填标号)；(3)指示剂N为________，描述第二滴定终点前后颜色变化________；(4)产品中NaHCO3的质量分数为________(保留三位有效数字)；(5)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析：(1)根据相关盐在不同温度下的溶解度可知，30～35℃，NaHCO3的溶解度明显小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度，因此NaHCO3在步骤Ⅰ中结晶析出。(2)300℃给固体加热选用的仪器应为坩埚。(3)本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法，第一滴定过程以酚酞为指示剂，Na2CO3转化为NaHCO3，第二滴定过程以甲基橙为指示剂，NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O，所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。(4)由(3)的分析过程可知，25.00mL待测液中所含NaHCO3的物质的量为0.1000mol·L－1×(V2－V1)×10－3L，则2.500g产品中所含NaHCO3的质量为84g·mol－1×eq\f(250mL,25.00mL)×0.1000mol·L－1×(23.51－22.45)×10－3L≈0.089g，则产品中NaHCO3的质量分数＝eq\f(0.089g,2.500g)×100%≈3.56%。(5)第一次滴定终点时，俯视读数，导致测得的V1偏小，NaHCO3质量分数的计算结果偏大。答案：(1)NaHCO330～35℃，NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4HCO3和NH4Cl的溶解度(2)D(3)甲基橙溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色(4)3.56%(5)偏大16．(14分)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。方法Ⅰ.氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：(1)反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；(2)已知该反应的ΔS＝198.9J·mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？________(填标号)A．25℃ B．125℃C．225℃ D．325℃(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。①若保持容器容积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是___________________________________________________________________________________________________；③在该温度下，反应的标准平衡常数K⊖＝________[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)K⊖＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pG,p⊖)))\s\up12(g)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pH,p⊖)))\s\up12(h),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pD,p⊖)))\s\up12(d)·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(pE,p⊖)))\s\up12(e))，其中p⊖＝100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。方法Ⅱ.氨电解法制氢气利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。(4)电解过程中OH－的移动方向为________(填“从左往右”或“从右往左”)；(5)阳极的电极反应式为_________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，根据热化学方程式以及表格中数据可得ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。(2)若反应能自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，代入数据，ΔG＝ΔH－TΔS＝90.8×103J·mol－1－T×198.9J·mol－1·K－1<0，则T>456.5K，转化成摄氏温度，则T>183.5℃，故选C、D。(3)①设0～t1时间内生成的氮气为xmol，列“三段式”：2NH3N2＋3H2起始量/mol0.100变化量/mol2xx3x平衡量/mol0.1－2xx3x由题图可知t1时，氨气和氢气的平衡分压相等，根据压强之比等于物质的量之比，所以n(NH3)＝n(H2)，则3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v(H2)＝eq\f(\f(0.02×3mol,3L),t1min)＝eq\f(0.02,t1)mol·L－1·min－1。②t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小，故选b。③由题图可知，t1时，反应达到平衡状态，且p(NH3)＝p(H2)＝1.2×100kPa，p(N2)＝0.4×100kPa，则K⊖＝eq\f(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p（H2）,p⊖)))\s\up12(3)·\f(p（N2）,p⊖),\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(p（NH3）,p⊖)))\s\up12(2))＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.2×100kPa,100kPa)))\s\up12(3)×\f(0.4×100kPa,100kPa),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.2×100kPa,100kPa)))\s\up12(2))＝0.48。(4)根据反应物以及两极产物，可以看出产生氢气的一极氢元素的化合价变化为＋1→0，发生还原反应，应为阴极，产生氮气的一极氮元素的化合价变化为－3→0，发生氧化反应，应为阳极。电解池中，阴离子向阳极移动，所以电解过程中OH－的移动方向为从右往左。(5)阳极上NH3变为N2，溶液环境为碱性，所以阳极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O。答案：(1)＋90.8(2)CD(3)①eq\f(0.02,t1)②b容积迅速缩小至原来的一半时，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小③0.48(4)从右往左(5)2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O17．(13分)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下：回答下列问题：(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________；(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有______________________________________________________________________________________________________________(至少写两条)；(3)滤渣Ⅲ的主要成分是________(填化学式)；(4)加入絮凝剂的目的是____________________________________________；(5)“沉铈”过程中，生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为____________________，常温下加入的NH4HCO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)；(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为________________。解析：(1)由质量数＝质子数＋中子数可知，铈的质量数＝58＋80＝138，因此该核素的符号为eq\o\al(138,58)Ce。(2)为提高“水浸”效率，可采取搅拌、适当升高温度、研碎等措施。(3)根据流程及题中信息分析可知，滤渣Ⅰ为SiO2、CaSO4，滤渣Ⅱ为FePO4，滤渣Ⅲ的主要成分为Al(OH)3。(4)加入絮凝剂的目的是使悬浮粒子聚集变大，加快粒子聚沉速度，更快地形成沉淀。(5)“沉铈”过程中，Ce3＋与HCOeq\o\al(－,3)反应生成Ce2(CO3)3·nH2O，反应的离子方程式为2Ce3＋＋6HCOeq\o\al(－,3)＋(n－3)H2O=Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑。由于NHeq\o\al(＋,4)水解溶液显酸性，HCOeq\o\al(－,3)水解溶液显碱性，根据题中提供的电离平衡常数，可计算出NHeq\o\al(＋,4)的水解平衡常数为eq\f(Kw,Kb)＝eq\f(10－14,1.75×10－5)≈5.71×10－10，HCOeq\o\al(－,3)的水解平衡常数为eq\f(Kw,Ka1)＝eq\f(10－14,4.4×10－7)≈2.3×10－8，所以HCOeq\o\al(－,3)的水解程度大于NHeq\o\al(＋,4)的水解程度，所以溶液显碱性。(6)根据题中信息，可知反应物为Li2CO3、C6H12O6和FePO4，生成物为LiFePO4、CO和H2O，根据化合价变化，C：＋4→＋2，0→＋2，Fe：＋3→＋2，则反应的化学方程式为6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O6eq\o(=,\s\up7(高温))6LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑。答案：(1)eq\o\al(138,58)Ce(2)搅拌、适当升高温度(合理即可)(3)Al(OH)3(4)促进Al(OH)3胶体聚沉，便于分离(5)2Ce3＋＋6HCOeq\o\al(－,3)＋(n－3)H2O=Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑碱性(6)6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O6eq\o(=,\s\up7(高温))6LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑(二)选考题：共15分。请考生从给出的两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。18．[选修3：物质结构与性质](15分)硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(1)基态硅原子最外层的电子排布图为____________，晶体硅和碳化硅熔点较高的是____________(填化学式)；(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔、沸点SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.7①0℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是_____________________________(填化学式)，沸点依次升高的原因是____________________________________________________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间构型是________；②SiCl4与N甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示：N甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为________，1个M2＋中含有________个σ键；(3)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1∶4，图中Z表示________原子(填元素符号)，该化合物的化学式为____________；②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，则该晶体的密度ρ＝________g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。解析：(1)硅原子核外有14个电子，有1s、2s、2p、3s、3p五个能级，每个能级的电子数分别是2、2、6、2、2，则基态硅原子最外层的电子排布图为。晶体硅和碳化硅均为共价晶体，碳原子半径比硅原子半径小，则C—Si键键长比Si—Si键键长短，故碳化硅的熔点较高。(2)①0℃≈273K，由题表中的数据可知，只有SiCl4的熔点低于273K，沸点高于273K，则SiCl4在0℃时为液态。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，则分子间作用力依次增大，沸点逐渐升高。SiX4的中心原子Si周围的σ键电子对数＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，无孤电子对，由VSEPR理论可知，其VSEPR模型与分子空间构型均为正四面体。②中甲基碳原子为饱和碳原子，是sp3杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化。短周期同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，且H的电负性比C小，故电负性由大到小的顺序是N>C>H。中1个基团有1个N—Si、4个N—C、1个N=C、1个C=C、6个C—H，共有13个σ键，4个基团，则含13×4＝52(个)σ键，另外还有2个Si—Cl键，故1个中含有σ键的数目为54个。(3)①由晶胞结构图可知，1个晶胞中，对于X原子，8个位于顶点、4个位于棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＋3＝8(个)；对于Y原子，