2023年河南省高考化学试卷(乙卷)

2023年河南省高考化学试卷（乙卷）一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42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．（6分）下列应用中涉及到氧化还原反应的是（）A．使用明矾对水进行净化 B．雪天道路上撒盐融雪 C．暖贴中的铁粉遇空气放热 D．荧光指示牌被照发光2．（6分）下列反应得到相同的产物，相关叙述错误的是（）①②A．①的反应类型为取代反应 B．反应②是合成酯的方法之一 C．产物分子中所有碳原子共平面 D．产物的化学名称是乙酸异丙酯3．（6分）下列装置可以用于相应实验的是（）A．制备CO2 B．分离乙醇和乙酸 C．验证SO2酸性 D．测量O2体积4．（6分）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2﹣与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是（）A．X的常见化合价有﹣1、﹣2 B．原子半径大小为Y＞X＞W C．YX的水合物具有两性 D．W单质只有4种同素异形体5．（6分）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是（）A硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀6FeSO4+O2+2H2O═2Fe2（SO4）3+2Fe（OH）2↓B硫化钠溶液出现浑浊颜色变深Na2S+2O2═Na2SO4C溴水颜色逐渐褪去4Br2+4H2O═HBrO4+7HBrD胆矾表面出现白色粉末CuSO4•5H2O═CuSO4+5H2OA．A B．B C．C D．D6．（6分）室温钠—硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠—硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫磺粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e﹣→，+e﹣→，2Na+++2（1﹣）e﹣→Na2Sx。下列叙述错误的是（）A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e﹣→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能7．（6分）一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B．b点时，c（Cl﹣）＝c（），Ksp（AgCl）＝Ksp（Ag2CrO4） C．Ag2CrO4+2Cl﹣⇌2AgCl+的平衡常数K＝107.9 D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol•L﹣1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀二、非选择题：共58分。第8～10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11～12题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。8．（14分）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按如图实验装置（部分装置略）对有机化合物进行C、H元素分析。回答下列问题：（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查。依次点燃煤气灯，进行实验。（2）O2的作用有。CuO的作用是（举1例，用化学方程式表示）。（3）c和d中的试剂分别是、（填标号）。c和d中的试剂不可调换，理由是。A.CaCl2B.NaClC.碱石灰（CaO+NaOH）D.Na2SO3（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：。取下c和d管称重。（5）若样品CxHyOz为0.0236g，实验结束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为。9．（15分）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注，由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如图：已知：Ksp[Fe（OH）3]＝2.8×10﹣39，Ksp[Al（OH）3]＝1.3×10﹣33，Ksp[Ni（OH）2]＝5.5×10﹣16回答下列问题：（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率，可采取的措施（举1例）。（2）加入少量MnO2的作用是，不宜使用H2O2替代MnO2，原因是。（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH＝4，此时c（Fe3+）＝mol•L﹣1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是。（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有。（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断。电解废液可在反应器中循环利用。（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是。10．（14分）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：（1）在N2气氛中，FeSO4•7H2O的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知x＝，y＝。（2）已知下列热化学方程式：FeSO4•7H2O（s）═FeSO4（s）+7H2O（g）ΔH1＝akJ•mol﹣1FeSO4•xH2O（s）═FeSO4（s）+xH2O（g）ΔH2＝bkJ•mol﹣1FeSO4•yH2O（s）═FeSO4（s）+yH2O（g）ΔH3＝ckJ•mol﹣1则FeSO4•7H2O（s）+FeSO4•yH2O（s）＝2（FeSO4•xH2O）（s）的ΔH＝kJ•mol﹣1。（3）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）+SO2（g）+SO3（g）（Ⅰ）。平衡时﹣T的关系如图所示，660K时，该反应的平衡总压p总＝kPa、平衡常数Kp（Ⅰ）═（kPa）2。Kp（Ⅰ）随反应温度升高而（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）（Ⅱ），平衡时＝（用、表示）。在929K时，p总＝84.6kPa、＝35.7kPa，则＝kPa，Kp（Ⅱ）＝kPa（列出计算式）。（二）选考题：共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）11．（15分）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2﹣xSiO4），回答下列问题：（1）基态Fe原子的价电子排布式为，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为，铁的化合价为。（2）已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4﹣68.8GeCl4﹣51.5SnCl4﹣34.1Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因。SiCl4的空间结构为，其中Si的轨道杂化形式为。（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有个Mg。该物质化学式为，B﹣B最近距离为。[化学——选修5：有机化学基础]（15分）12．奥培米芬（化合物J）是一种雌激素受体调节剂，以下是一种合成路线（部分反应条件已简化）。已知：。回答下列问题：（1）A中含氧官能团的名称是。（2）C的结构简式为。（3）D的化学名称为。（4）F的核磁共振谱显示为两组峰，峰面积比为1：1，其结构简式为。（5）H的结构简式为。（6）由I生成J的反应类型是。（7）在D的同分异构体中，同时满足下列条件的共有种；①能发生银镜反应；②遇FeCl3溶液显紫色；③含有苯环。其中，核磁共振氢谱显示五组峰、且峰面积比为2：2：2：1：1的同分异构体的结构简式为。

2023年河南省高考化学试卷（乙卷）参考答案与试题解析一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42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．（6分）下列应用中涉及到氧化还原反应的是（）A．使用明矾对水进行净化 B．雪天道路上撒盐融雪 C．暖贴中的铁粉遇空气放热 D．荧光指示牌被照发光【考点】氧化还原反应的基本概念及规律．【答案】C【分析】发生的反应中存在元素的化合价变化，则发生氧化还原反应，以此来解答。【解答】解：A.明矾作净水剂，与水解有关，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故A错误；B.雪天道路上撒盐融雪是盐可使雪的熔点降低从而促进其熔化，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故B错误；C.暖贴中的铁粉遇空气放热是利用铁的氧化放热原理，即铁元素的化合价发生了变化，因而发生了氧化还原反应，故C正确；D.荧光指示牌被照发光中没有元素化合价的变化，即没有发生氧化还原反应，故D错误，故选：C。2．（6分）下列反应得到相同的产物，相关叙述错误的是（）①②A．①的反应类型为取代反应 B．反应②是合成酯的方法之一 C．产物分子中所有碳原子共平面 D．产物的化学名称是乙酸异丙酯【考点】有机物的结构和性质．【答案】C【分析】A．反应①中羧基上的﹣OH被取代生成CH3COOCH（CH3）2；B．反应②是乙酸和丙烯发生加成反应生成CH3COOCH（CH3）2，生成物中含有酯基；C．连接两个甲基的碳原子具有甲烷结构特点，甲烷分子中最多有3个原子共平面，﹣COO中所有原子共平面，单键可以旋转；D．CH3COOCH（CH3）2的名称是乙酸异丙酯。【解答】解：A．反应①中羧基上的﹣OH被取代生成CH3COOCH（CH3）2，该反应类型是取代反应，故A正确；B．反应②是乙酸和丙烯发生加成反应生成CH3COOCH（CH3）2，生成物中含有酯基，所以反应②是合成酯的方法之一，故B正确；C．连接两个甲基的碳原子具有甲烷结构特点，甲烷分子中最多有3个原子共平面，﹣COO中所有原子共平面，单键可以旋转，该分子相当于2﹣丙醇中羟基上的氢原子被CH3CO﹣取代，则生成物中所有碳原子一定不共平面，故C错误；D．CH3COOCH（CH3）2的名称是乙酸异丙酯，故D正确；故选：C。3．（6分）下列装置可以用于相应实验的是（）A．制备CO2 B．分离乙醇和乙酸 C．验证SO2酸性 D．测量O2体积【考点】化学实验方案的评价．【答案】D【分析】A．碳酸钠加热不分解；B．乙醇与乙酸互溶，不分层；C．二氧化硫与品红化合生成无色的物质；D．调节左右两侧的液面相平，排水可测定氧气的体积。【解答】解：A．碳酸钠加热不分解，不能制备二氧化碳，故A错误；B．乙醇与乙酸互溶，不分层，不能选图中分液漏斗分离，故B错误；C．二氧化硫与品红化合生成无色的物质，可知二氧化硫具有漂白性，与酸性无关，故C错误；D．调节左右两侧的液面相平，排出水可的体积可折合为氧气的体积，图中装置可测量氧气的体积，故D正确；故选：D。4．（6分）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2﹣与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是（）A．X的常见化合价有﹣1、﹣2 B．原子半径大小为Y＞X＞W C．YX的水合物具有两性 D．W单质只有4种同素异形体【考点】原子结构与元素周期律的关系．【答案】A【分析】一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，W、X、Y原子序数依次增大，简单离子X2﹣与Y2+具有相同的电子结构，则X位于第二周期、Y位于第三周期，根据简单离子所带电荷知，X为O、Y为Mg元素；该矿物溶于稀盐酸有无色无味的气体生成，且W元素的原子序数小于X，W为C元素，该矿物为MgCO3；A．X为O元素，O元素常见化合价有﹣1、﹣2价；B．一般来说，原子核外电子层数越多，其原子半径越大；同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小；C．YX的水化物为Mg（OH）2；D．碳元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60（富勒烯）、石墨烯、碳纳米管等。【解答】解：通过以上分析知，W、X、Y分别是C、O、Mg以上；A．X为O元素，O元素常见化合价有﹣1、﹣2价，故A正确；B．一般来说，原子核外电子层数越多，其原子半径越大；同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，W、X位于同一周期且原子序数W小于X，所以原子半径大小为W＞X，Y位于第三周期，原子半径最大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，故B错误；C．YX的水化物为Mg（OH）2，具有碱性，故C错误；D．碳元素的同素异形体有：金刚石、石墨、C60（富勒烯）、石墨烯、碳纳米管等，则同素异形体种类大于4种，故D错误；故选：A。5．（6分）一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是（）A硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀6FeSO4+O2+2H2O═2Fe2（SO4）3+2Fe（OH）2↓B硫化钠溶液出现浑浊颜色变深Na2S+2O2═Na2SO4C溴水颜色逐渐褪去4Br2+4H2O═HBrO4+7HBrD胆矾表面出现白色粉末CuSO4•5H2O═CuSO4+5H2OA．A B．B C．C D．D【考点】化学方程式的书写．【答案】D【分析】A.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀是因为硫酸亚铁和氧气、水反应生成硫酸铁和氢氧化铁；B.硫化钠溶液出现浑浊颜色变深是因为发生了硫化钠和氧气、水反应生成了硫和氢氧化钠；C.溴水颜色逐渐褪去是因为发生了溴和水反应生成了次溴酸和溴化氢；D.胆矾表面出现白色粉末是由于胆矾失去了水。【解答】解：A.硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀是因为发生了反应12FeSO4+3O2+6H2O＝4Fe2（SO4）3+4Fe（OH）3↓，故A错误；B.硫化钠溶液出现浑浊颜色变深是因为硫化钠与氧气、水发生反应生成单质硫，即发生了2Na2S+O2+2H2O＝2S↓+4NaOH，故B错误；C.溴水颜色逐渐褪去是因为发生了Br2+H2O＝HBrO+HBr，故C错误；D.胆矾表面出现白色粉末是由于胆矾失去了水，即发生了反应CuSO4•5H2O＝CuSO4+5H2O，故D正确，故选：D。6．（6分）室温钠—硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠—硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫磺粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e﹣→，+e﹣→，2Na+++2（1﹣）e﹣→Na2Sx。下列叙述错误的是（）A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移 B．放电时外电路电子流动的方向是a→b C．放电时正极反应为：2Na++S8+2e﹣→Na2Sx D．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能【考点】原电池与电解池的综合．【答案】A【分析】钠﹣硫电池中钠作负极，电极反应式为：Na﹣e﹣＝Na+，表面喷涂有硫磺粉末的炭化纤维素纸作正极，电极反应式为：S8+e﹣→，+e﹣→，2Na+++2（1﹣）e﹣→Na2Sx，充电时，钠电极作阴极，电极反应式为：Na++e﹣＝Na，据此分析。【解答】解：A．由分析知，充电时Na电极作为阴极，阳离子移向阴极，因此充电时Na+从硫电极向钠电极迁移，故A错误；B．放电时，电子由负极流向正极，由分析知，a为负极，b为正极，因此放电时外电路电子流动的方向是a→b，故B正确；C．放电时，硫电极作为正极，由题意知，在硫电极发生反应：①S8+e﹣→，②+e﹣→，③2Na+++2（1﹣）e﹣→Na2Sx，（①+②）×+③得反应2Na++S8+2e﹣→Na2Sx，因此放电时正极反应为：2Na++S8+2e﹣→Na2Sx，故C正确；D．炭化纤维素纸具有导电性，其作用是增强硫电极导电性能，故D正确；故选：A。7．（6分）一定温度下，AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（A．a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀，也能生成AgCl沉淀 B．b点时，c（Cl﹣）＝c（），Ksp（AgCl）＝Ksp（Ag2CrO4） C．Ag2CrO4+2Cl﹣⇌2AgCl+的平衡常数K＝107.9 D．向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol•L﹣1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生Ag2CrO4沉淀【考点】沉淀溶解平衡．【答案】C【分析】A．a点在AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线的上方，为不饱和溶液；B．由图可知，b点时，c（Cl﹣）＝c（），而Ksp（AgCl）＝c（Ag+）c（Cl﹣），Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag+）c（）；C．根据AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线可得，Ksp（AgCl）＝c（Ag+）c（Cl﹣）＝10﹣9.8，Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag+）c（）＝10﹣11.7，Ag2CrO4+2Cl﹣⇌2AgCl+的平衡常数K＝＝＝；D．当c（Cl﹣）＝0.1mol/L，c（Ag+）＝＝mol/L＝10﹣8.8mol/L，开始产生AgCl沉淀，当c（）＝0.1mol/L，c（Ag+）＝＝mol/L＝10﹣5.35mol/L＞10﹣8.8mol/L，开始产生Ag2CrO4沉淀。【解答】解：A．a点在AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线的上方，为不饱和溶液，因此a点条件下既不能生成Ag2CrO4沉淀，也不能生成AgCl沉淀，故A错误；B．由图可知，b点时，c（Cl﹣）＝c（），而Ksp（AgCl）＝c（Ag+）c（Cl﹣），Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag+）c（），因此Ksp（AgCl）≠Ksp（Ag2CrO4），故B错误；C．Ag2CrO4+2Cl﹣⇌2AgCl+的平衡常数K＝＝＝＝＝107.9，故C正确；D．当c（Cl﹣）＝0.1mol/L，c（Ag+）＝＝mol/L＝10﹣8.8mol/L，开始产生AgCl沉淀，当c（）＝0.1mol/L，c（Ag+）＝＝mol/L＝10﹣5.35mol/L＞10﹣8.8mol/L，开始产生Ag2CrO4沉淀，因此向NaCl、Na2CrO4均为0.1moI•L﹣1的混合溶液中滴加AgNO3溶液，先产生AgCl沉淀，故D错误；故选：C。二、非选择题：共58分。第8～10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11～12题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。8．（14分）元素分析是有机化合物的表征手段之一。按如图实验装置（部分装置略）对有机化合物进行C、H元素分析。回答下列问题：（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先通氧气，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查气密性。依次点燃煤气灯b、a，进行实验。（2）O2的作用有作助燃剂使有机物充分反应，排尽装置中的二氧化碳和水蒸气。CuO的作用是CO+CuOCu+CO2（举1例，用化学方程式表示）。（3）c和d中的试剂分别是A、C（填标号）。c和d中的试剂不可调换，理由是碱石灰可吸收水蒸气。A.CaCl2B.NaClC.碱石灰（CaO+NaOH）D.Na2SO3（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：先熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温。取下c和d管称重。（5）若样品CxHyOz为0.0236g，实验结束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为C4H6O4。【考点】有关有机物分子式确定的计算．【答案】（1）通氧气；气密性；b、a；（2）作助燃剂使有机物充分反应，排尽装置中的二氧化碳和水蒸气；CO+CuOCu+CO2；（3）A；C；碱石灰可吸收水蒸气；（4）先熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温；（5）C4H6O4。【分析】由实验装置可知，先通入氧气可排除装置中的空气，连接装置后检验装置的气密性，先点燃b处，保证有机物中C元素转化为二氧化碳，再点燃a处，有机物燃烧生成二氧化碳和水，c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，a、d不能互换，否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量，然后熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温，可保证水、二氧化碳被完全吸收，取下c和d管称重，c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量，结合质量守恒及相对分子质量确定分子式。【解答】解：（1）将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先通氧气，排出装置中的空气，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查气密性，防止漏气，依次点燃煤气灯b、a保证有机物充分燃烧，进行实验，故答案为：通氧气；气密性；b、a；（2）O2的作用有作助燃剂使有机物充分反应，排尽装置中的二氧化碳和水蒸气；CuO的作用是CO+CuOCu+CO2，故答案为：作助燃剂使有机物充分反应，排尽装置中的二氧化碳和水蒸气；CO+CuOCu+CO2；（3）c处无水氯化钙可吸收水，d处碱石灰水可吸收二氧化碳，c和d中的试剂分别是A、C；c和d中的试剂不可调换，理由是碱石灰可吸收水蒸气，故答案为：A；C；碱石灰可吸收水蒸气；（4）Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作：先熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温，取下c和d管称重，故答案为：先熄灭a，一段时间后再熄灭b，继续通入氧气至石英管冷却至室温；（5）若样品CxHyOz为0.0236g，实验结束后，c管增重0.0108g，n（H2O）＝＝0.0006mol，H元素的质量为0.0006mol×2×1g/mol＝0.0012g，d管增重0.0352g，n（CO2）＝＝0.0008mol，C元素的质量为0.0008mol×12g/mol＝0.0096g，则有机物中n（O）＝＝0.0008mol，C、H、O的原子个数比为0.0008mol：0.0012mol：0.0008mol＝2：3：2，最简式为C2H3O2，设分子式为（C2H3O2）n，质谱测得该有机物的相对分子量为118，59×n＝118，解得n＝2，可知其分子式为C4H6O4，故答案为：C4H6O4。9．（15分）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注，由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如图：已知：Ksp[Fe（OH）3]＝2.8×10﹣39，Ksp[Al（OH）3]＝1.3×10﹣33，Ksp[Ni（OH）2]＝5.5×10﹣16回答下列问题：（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为MnCO3+H2SO4＝MnSO4+H2O+CO2↑。为提高溶矿速率，可采取的措施粉碎菱锰矿（举1例）。（2）加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，不宜使用H2O2替代MnO2，原因是Fe3+可以催化H2O2分解。（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH＝4，此时c（Fe3+）＝2.8×10﹣9mol•L﹣1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是Al3+。（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有BaSO4、NiS。（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断加入MnSO4。电解废液可在反应器中循环利用。（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。【考点】制备实验方案的设计．【答案】（1）MnCO3+H2SO4＝MnSO4+H2O+CO2↑；粉碎菱锰矿；（2）将Fe2+氧化为Fe3+；Fe3+可以催化H2O2分解；（3）2.8×10﹣9；Al3+；（4）BaSO4、NiS；（5）Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；加入MnSO4；（6）2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。【分析】根据题目中的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。【解答】解：（1）菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3+H2SO4＝MnSO4+H2O+CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎，故答案为：MnCO3+H2SO4＝MnSO4+H2O+CO2↑；粉碎菱锰矿；（2）根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+，可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；Fe3+可以催化H2O2分解；（3）溶矿完成以后，反应器中溶液pH＝4，此时溶液中c（OH﹣）＝1.0×10﹣10mol•L，此时体系中含有的c（Fe3+）＝＝2.8×10﹣9mol•L﹣1，这时，溶液中的c（Fe3+）小于1.0×10﹣5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c（OH﹣）＝1.0×10﹣7mol•L﹣1，溶液中c（Al3+）＝1.3×10﹣12mol•L，c（Ni2+）＝5.5×10﹣4mol•L﹣1，c（Al3+）小于1.0×10﹣5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+，故答案为：2.8×10﹣9；Al3+；（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为BaS+Ni2++＝BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS，故答案为：BaSO4、NiS；（5）在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，需要加入MnSO4以保持电解液成分的稳定，故答案为：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；加入MnSO4；（6）煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑，故答案为：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。10．（14分）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：（1）在N2气氛中，FeSO4•7H2O的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知x＝4，y＝1。（2）已知下列热化学方程式：FeSO4•7H2O（s）═FeSO4（s）+7H2O（g）ΔH1＝akJ•mol﹣1FeSO4•xH2O（s）═FeSO4（s）+xH2O（g）ΔH2＝bkJ•mol﹣1FeSO4•yH2O（s）═FeSO4（s）+yH2O（g）ΔH3＝ckJ•mol﹣1则FeSO4•7H2O（s）+FeSO4•yH2O（s）＝2（FeSO4•xH2O）（s）的ΔH＝（a+c﹣2b）kJ•mol﹣1。（3）将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4（s）⇌Fe2O3（s）+SO2（g）+SO3（g）（Ⅰ）。平衡时﹣T的关系如图所示，660K时，该反应的平衡总压p总＝3.0kPa、平衡常数Kp（Ⅰ）═2.25（kPa）2。Kp（Ⅰ）随反应温度升高而增大（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）（Ⅱ），平衡时＝（﹣）（用、表示）。在929K时，p总＝84.6kPa、＝35.7kPa，则＝46.26kPa，Kp（Ⅱ）＝kPa（列出计算式）。【考点】化学平衡的计算；化学平衡的影响因素．【答案】（1）4；1；（2）（a+c﹣2b）；（3）3.0；2.25；增大；（4）（﹣）；46.26；。【分析】（1）设起始时FeSO4•7H2O的物质的量为1mol，m（FeSO4•7H2O）＝278g，生成FeSO4•xH2O的失重率为19.4%，生成FeSO4•yH2O的失重率为38.8%，即278×19.4%＝126﹣18x，278×38.8%＝126﹣18y；（2）①FeSO4•7H2O（s）═FeSO4（s）+7H2O（g）ΔH1＝akJ•mol﹣1，②FeSO4•xH2O（s）═FeSO4（s）+xH2O（g）ΔH2＝bkJ•mol﹣1，③FeSO4•yH2O（s）═FeSO4（s）+yH2O（g）ΔH3＝ckJ•mol﹣1，根据盖斯定律：①+③﹣2×②计算FeSO4•7H2O（s）+FeSO4•yH2O（s）＝2（FeSO4⋅xH2O）（s）的焓变ΔH；（3）反应为2FeSO4（s）⇌Fe2O3（g）+SO2（g）+SO3（g）（Ⅰ），由图可知，平衡时随着温度升高而增大，即升高温度时平衡正向移动，该反应为吸热反应，且刚性容器中存在n（SO2）＝n（SO3），根据恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于压强之比可知p（SO2）＝p（SO3），平衡总压p总＝p（SO2）+p（SO3）＝2p（SO3），结合图中p（SO3）数值计算该反应的分压平衡常数Kp（Ⅰ）═p（SO2）•p（SO3）；（4）设平衡体系中n（SO2）＝xmol，n（SO3）＝ymol，n（O2）＝zmol，根据S原子守恒可知参加反应的FeSO4的物质的量为（x+y）mol，即有（x+y）molFe2+发生失电子的氧化反应，有2zmol﹣2价氧原子发生失电子的氧化反应，有得电子生成xmolSO2，根据电子守恒可得x+y+4z＝2x，即y+4z＝x，所以n（SO3）+4n（O2）＝n（SO2），结合恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于压强之比可知、、的等量关系；929K时，p总＝++＝84.6kPa，结合、、的等量关系计算、，代入2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）（Ⅱ）的平衡常数Kp（Ⅱ）＝中计算Kp（Ⅱ）。【解答】解：（1）设起始时FeSO4•7H2O的物质的量为1mol，m（FeSO4•7H2O）＝278g，生成FeSO4•xH2O的失重率为19.4%，生成FeSO4•yH2O的失重率为38.8%，即278×19.4%＝126﹣18x，278×38.8%＝126﹣18y，解得x≈4，y≈1，故答案为：4；1；（2）①FeSO4•7H2O（s）═FeSO4（s）+7H2O（g）ΔH1＝akJ•mol﹣1，②FeSO4•xH2O（s）═FeSO4（s）+xH2O（g）ΔH2＝bkJ•mol﹣1，③FeSO4•yH2O（s）═FeSO4（s）+yH2O（g）ΔH3＝ckJ•mol﹣1，根据盖斯定律：①+③﹣2×②计算反应：FeSO4•7H2O（s）+FeSO4•yH2O（s）＝2（FeSO4⋅xH2O）（s）的ΔH＝（a+c﹣2b）kJ/mol，故答案为：（a+c﹣2b）；（3）反应为2FeSO4（s）⇌Fe2O3（g）+SO2（g）+SO3（g）（Ⅰ），由图可知，平衡时随着温度升高而增大，说明升高温度时平衡正向移动，该反应为吸热反应，则平衡常数Kp（Ⅰ）随反应温度升高而增大，并且刚性容器中存在n（SO2）＝n（SO3），根据恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于压强之比、660K时＝1.5kPa可知p（SO2）＝p（SO3）＝1.5kPa，平衡总压p总＝p（SO2）+p（SO3）＝2p（SO3）＝3.0kPa，该反应的分压平衡常数Kp（Ⅰ）═p（SO2）•p（SO3）＝1.5kPa×1.5kPa＝2.25（kPa）2，故答案为：3.0；2.25；增大；（4）设平衡体系中n（SO2）＝xmol，n（SO3）＝ymol，n（O2）＝zmol，根据S原子守恒可知参加反应的FeSO4的物质的量为（x+y）mol，反应中Fe2+失电子生成Fe2O3，﹣2价氧原子失电子生成O2，得电子生成SO2，根据电子守恒可得x+y+4z＝2x，即y+4z＝x，所以体系中n（SO3）+4n（O2）＝n（SO2），根据恒温恒容条件下气体的压强之比等于其物质的量之比可知＝+，则＝（﹣），929K时p总＝++＝84.6kPa、＝35.7kPa，则＝46.26kPa，＝2.64kPa，Kp（Ⅱ）＝＝kPa，故答案为：（﹣）；46.26；。（二）选考题：共15分。请考生从2道化学题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）11．（15分）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物（MgxFe2﹣xSiO4），回答下列问题：（1）基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞Fe＞Mg，铁的化合价为+2。（2）已知一些物质的熔点数据如下表：物质熔点/℃NaCl800.7SiCl4﹣68.8GeCl4﹣51.5SnCl4﹣34.1Na与Si均为第三周期元素，NaCl熔点明显高于SiCl4。原因是NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体。分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高。SiCl4的空间结构为正四面体形，其中Si的轨道杂化形式为sp3杂化。（3）一种硼镁化合物具有超导性能，晶体结构属于立方晶系，其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如图所示，晶胞中含有1个Mg。该物质化学式为MgB2，B﹣B最近距离为。【考点】晶胞的计算；原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；原子轨道杂化方式及杂化类型判断．【答案】（1）3d64s2；O＞Si＞Fe＞Mg；+2；（2）NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；正四面体形；sp3杂化；（3）1；MgB2；。【分析】（1）Fe为26号元素，价电子排布式为：3d64s2；非金属性越强电负性越大；化合物MgxFe2﹣xSiO4中Mg元素的化合价为+2价，Si元素的化合价为+4价，O元素的化合价为﹣2价，根据各元素的代数和为0分析；（2）NaCl为离子晶体，SiCl4为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体；SiCl4、GeCl4、SnCl4均为分子晶体，相对分子质量逐渐增大，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高；SiCl4的价电子对数为：＝4，孤电子对数为0，因此SiCl4的空间构型为正四面体形，Si的轨