四川省成都龙泉中学2021届高三上学期第十七周周考化学试题(解析版)

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成都龙泉中学2020-2021学年度2021届高三上学期第17周周考试题
化学
（时间：45分钟满分：100分）
一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．下列行为中不符合节约资源、保护环境的是()
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所制取的物质
B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求
C．减少甚至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯代烃
D．农业生产中控制化肥、农药的使用
2．(2017·潍坊高三三模)设N A为阿伏加德罗常数值。

下列叙述正确的是()
A．28 g C2H4和CO的混合气体中含有的分子数为N A
B．28 g N2和6 g H2充分反应，生成NH3的分子数为2N A
C．标准状况下，11.2 L O2参加反应转移的电子数一定为2N A
D．0.1 mol FeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体，生成0.1N A个胶粒
3．乌头酸的结构简式如图所示，下列关于乌头酸的说法正确的是()
A．分子式为C8H6O6
B．乌头酸可发生加成反应和取代反应
C．乌头酸分子中能发生酯化反应的官能团有2种
D．1 mol 乌头酸与足量的钠反应生成3 mol H2
4．已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，
则下列说法错误的是()
A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物
B．X、Y、Z组成的盐中既含离子键又含共价键
C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1，常温下为液态的两种化合物
D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种
5．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )
A．装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的还原性
B．实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe3＋
C．装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
6．27.4 g的Na2CO3与NaHCO3的固体混合物，在空气中加热片刻后固体混合物质量变为24 g，将所得的固体混合物溶于200 mL 2 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，并完全放出二氧化碳气体，将所得的溶液蒸干、灼烧、称量，其质量为()
A．11.7 g B．23.4 g
C．26.5 g D．58.5 g
7．某兴趣小组进行铁矿石中含铁量的测定，实验过程如下：
下列说法正确的是()
A．加热煮沸的主要目的是除去溶液中溶解的氧气
B．稀释过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管
C．滴定过程中可用淀粉作指示剂
D．铁矿石中铁的质量分数为70%
8．碱性硼化钒(VB2)－空气电池工作时反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5。

用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。

将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合，可用于浸取废渣中的ZnO。

下列有关判断不正确的是()
A．该温度下，K sp(MnS)大于1.0×10－35
B．向含Mn2＋、Zn2＋的稀溶液中滴加Na2S溶液，Mn2＋最有可能先沉淀
C．向c(Fe2＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中加入CuS粉末，有FeS沉淀析出
D．该温度下，溶解度：CuS>MnS>FeS>ZnS
二、填空题：本题包括3小题，共50分。

11．(14分)1－溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm －3。

实验室制备少量1－溴丙烷的主要步骤如下：
步骤1: 在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水，冰水冷却下缓慢加入28 mL 浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24 g NaBr。

步骤2: 如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

步骤3: 将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。

步骤4: 将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和
12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1－溴丙烷。

(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。

(2)反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷和_______________________________。

(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是______________。

(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是__________________________
____________________________________________________________。

(5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，________________________________，静置，分液。

12．(18分)铜及其化合物在工业上有许多用途。

回答下列问题：
(1)某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
①“浸取”反应中氧化剂的化学式为________；若“浸取”反应中得到一种单质，则滤渣Ⅰ的成分为MnO2和________(写化学式)。

②“除铁”这一步反应在25 ℃进行，加入的试剂A 为________，若加 A 后溶液的pH 调为4，溶液中Fe3＋浓度为______mol/L。

{已知K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38}
③写出“沉锰”(除Mn2＋)过程中反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。

④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是__________(写化学式)。

(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动。

①如图(a)为某实验小组设计的原电池装置，盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差25.8 g，则导线中通过了________mol 电子。

若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差Δm＝________g。

②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U 形弯铜丝浸入甲池与乙池，如图(b)所示，电流表指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小。

一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH __________(填“减小”“增大”或“不变”)，乙池中石墨为________(填“正”“负”“阴”或“阳”)极。

13．(18分)以天然气代替石油生产液体燃料和基础化学品是当前化学研究和发展的重点。

(1)我国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷一步高效生产乙烯、芳香烃Y和芳香烃Z等重要化工原料，实现了CO2的零排放，碳原子利用率达100%。

已知Y、Z的相对分子质量分别为78、128，其一氯代物分别有1种和2种。

①有关化学键键能数据如表中所示：
写出甲烷一步生成乙烯的热化学方程式_____________________________，
反应中硅化物晶格限域的单中心铁催化剂的作用是____________________________________________________________；
②已知：原子利用率＝期望产物总质量/反应物总质量×100%，则甲烷生成芳香烃Y的原子利用率为________；
③生成1 mol Z产生的H2约合标准状况下________L。

(2)如图为乙烯气相直接水合法制备乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1)。

①若p2＝8.0 MPa，列式计算A点的平衡常数K p＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算；分压＝总压×物质的量分数；结果保留到小数点后两位)；
②该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小关系为____________________________________________________________________，理由是__________________________________________________________________；
③气相直接水合法常采用的工艺条件：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度为290 ℃，压强为6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。

乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有______________________
________________________________________________(任写两条)。

(3)乙烯可以作为燃料电池的负极燃料，请写出以熔融碳酸盐作为电解质时，负极的电极反应式_____________________________________________________。

成都龙泉中学2020-2021学年度2021届高三上学期第17周周考试题
化学（解析）
（时间：45分钟满分：100分）
一、单项选择题：本题包括10小题，每小题5分，共50分。

1．下列行为中不符合节约资源、保护环境的是()
A．采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所制取的物质
B．大量开采地下水，以满足社会对水的需求
C．减少甚至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯代烃
D．农业生产中控制化肥、农药的使用
答案：B
解析：过度开采地下水，会造成地面沉降。

2．(2017·潍坊高三三模)设N A为阿伏加德罗常数值。

下列叙述正确的是()
A．28 g C2H4和CO的混合气体中含有的分子数为N A
B．28 g N2和6 g H2充分反应，生成NH3的分子数为2N A
C．标准状况下，11.2 L O2参加反应转移的电子数一定为2N A
D．0.1 mol FeCl3完全水解转化为氢氧化铁胶体，生成0.1N A个胶粒
答案：A
解析：C2H4和CO的摩尔质量都为28 g/mol，28 g C2H4和CO的混合气体为1 mol，则其中含有的分子数为N A，选项A正确；合成氨是可逆反应，反应不可能完全转化，28 g N2和6 g H2充分反应，生成NH3的分子数小于2N A，选项B错误；标准状况下，11.2 L O2参加反应转移的电子数可能为N A，如氧气与金属钠反应生成过氧化钠，选项C错误；1个氢氧化铁胶粒中含有多个Fe(OH)3分子，1 mol FeCl3完全水解生成的氢氧化铁胶体胶粒数小于N A个，选项D错误。

3．乌头酸的结构简式如图所示，下列关于乌头酸的说法正确的是()
A．分子式为C8H6O6
B．乌头酸可发生加成反应和取代反应
C．乌头酸分子中能发生酯化反应的官能团有2种
D．1 mol 乌头酸与足量的钠反应生成3 mol H2
答案：B
解析：由结构简式可知乌头酸的分子式为C6H6O6，A项错误；乌头酸分子中含有碳碳双键，可发生加成反应，含有羧基，可发生取代所应，B项正确；乌头酸分子中只有3个—COOH可发生酯化反应，碳碳双键不发生酯化反应，C项错误；分子中的3个—COOH 可与Na反应，故1 mol 乌头酸与足量的钠反应生成1.5 mol H2，D项错误。

4．已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是()
A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物
B．X、Y、Z组成的盐中既含离子键又含共价键
C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1，常温下为液态的两种化合物
D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的微粒仅有2种
答案：D
解析：由X原子的电子层数与它的核外电子总数相等知，X为氢元素；Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Z为氧元素；与氧形成两种以上气态化合物的Y为氮元素。

N、O 可形成化合物N2O n或NO n/2，根据Y和Z的质量比为7∶8，解得n＝2，为NO，A项正确；H、N、O组成的盐有NH4NO3、NH4NO2等，既含离子键又含共价键，B项正确；H、O两元素可形成H2O、H2O2两种常温下为液态的化合物，C项正确；H、N、O组成的10电子微粒有多种，如NH＋4、NH3、H2O、H3O＋、OH－等，D项不正确。

5．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是( )
A．装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的还原性
B．实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe3＋
C．装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
答案：B
解析：铁丝与浓硫酸反应生成SO2，因为酸性高锰酸钾具有强氧化性，装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的还原性，故A说法正确；品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，故C说法正确；导管a的作用是使内外压强相同，防止装置B中的溶液倒吸，故D说法正确。

6．27.4 g的Na2CO3与NaHCO3的固体混合物，在空气中加热片刻后固体混合物质量变为24 g，将所得的固体混合物溶于200 mL 2 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，并完全放出二氧化碳气体，将所得的溶液蒸干、灼烧、称量，其质量为()
A．11.7 g B．23.4 g
C．26.5 g D．58.5 g
答案：B
解析：混合物与盐酸恰好反应得到NaCl溶液，蒸干溶液得到固体为NaCl，根据氯离子守恒n(NaCl)＝n(HCl)＝0.2 L×2 mol·L－1＝0.4 mol，故将所得的溶液蒸干、灼烧、称量，其质量：m(NaCl)＝0.4 mol×58.5 g·mol－1＝23.4 g。

7．某兴趣小组进行铁矿石中含铁量的测定，实验过程如下：
下列说法正确的是()
A．加热煮沸的主要目的是除去溶液中溶解的氧气
B．稀释过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管
C．滴定过程中可用淀粉作指示剂
D ．铁矿石中铁的质量分数为70%
答案：D
解析：由测定实验流程可知，滤液A 中含有Fe 2＋(可能有Fe 3＋)，B 中含Fe 3＋，稀释后利用铁离子与碘离子发生氧化还原反应进行测定。

加热煮沸的主要目的是除去过量的氯气，防止氯气与KI 反应，A 项错误；稀释时缺少250 mL 容量瓶，B 项错误；因滴定开始后直至滴定结束溶液中均有 I 2，故不能用淀粉作指示剂，C 项错误；20.00 mL B 溶液中含n (Fe 3＋)＝n (I －)＝0.01 mol ，则B 溶液中c (Fe 3＋)＝0.500 0 mol ·L －1，铁矿石中铁的质量分数为
0.500 0 mol ·L －1×0.25 L ×56 g ·mol －110.0 g
×100%＝70%，D 项正确。

8．碱性硼化钒(VB 2)－空气电池工作时反应为4VB 2＋11O 2===4B 2O 3＋2V 2O 5。

用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。

当外电路中通过0.04 mol 电子时，B 装置内共收集到0.448 L 气体(标准状况下)，则下列说法正确的是( )
A ．V
B 2电极发生的电极反应为2VB 2＋11H 2O －22e －===V 2O 5＋2B 2O 3＋22H ＋
B ．外电路中电子由c 电极流向VB 2电极
C ．电解过程中，b 电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生
D ．若B 装置内的液体体积为200 mL ，则CuSO 4溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L －1 答案：D
解析：负极上是VB 2失电子发生氧化反应，则VB 2极发生的电极反应为2VB 2＋22OH －－22e －===V 2O 5＋2B 2O 3＋11H 2O ，故A 错误；外电路中电子由VB 2电极流向c 电极，故B 错误；电解
过程中，b 电极为阳极，OH －失电子生成氧气，故C 错误；当外电路中通过0.04 mol 电子时，
B 装置内b 电极为阳极，OH －失电子生成氧气为0.01 mol ，又共收集到0.448 L 即
0.448 L 22.4 L ·mol
－1＝0.02 mol 气体，则阴极产生0.01 mol 的氢气，所以溶液中的Cu 2＋为⎝ ⎛⎭
⎪⎫0.04－0.01×22 mol ＝0.01 mol ，则CuSO 4溶液的物质的量浓度为0.01 mol 0.2 L ＝0.05 mol ·L －1，故D 正确。

9．室温下，反应HCO－3＋H2O H2CO3＋OH－的平衡常数K＝2.2×10－8。

将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合，可用于浸取废渣中的ZnO。

若溶液混合引起的体积变化可忽略，室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是()
A．0.2 mol·L－1氨水：c(NH3·H2O)＞c(NH＋4)＞c(OH－)＞c(H＋)
B．0.2 mol·L－1 NH4HCO3溶液(pH＞7)：c(HCO－3)＞c(NH＋4)＞c(H2CO3)＞c(NH3·H2O)
C．0.2 mol·L－1氨水和0.2 mol·L－1 NH4HCO3溶液等体积混合：c(NH＋4)＋c(NH3·H2O)＝c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)
D．0.6 mol·L－1氨水和0.2 mol·L－1NH4HCO3溶液等体积混合：c(NH3·H2O)＋c(CO2－3)＋c(OH－)＝0.3 mol·L－1＋c(H2CO3)＋c(H＋)
答案：D
解析：A项，氨水中存在NH3·H2O NH＋4＋OH－，H2O H＋＋OH－，氨水中NH3·H2O 部分电离，所以主要以NH3·H2O分子形式存在，两个电离方程式均电离出OH－，所以c(OH－)＞c(NH＋4)，错误；B项，NH4HCO3溶液显碱性，说明HCO－3的水解程度大于NH＋4的水解程度，所以c(NH＋4)＞c(HCO－3)＞c(H2CO3)＞c(NH3·H2O)，错误；C项，由物料守恒可知，n(N)∶n(C)＝2∶1，则有c(NH＋4)＋c(NH3·H2O)＝2[c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)]，错误；D项，由物料守恒可知，n(N)∶n(C)＝4∶1，则有c(NH＋4)＋c(NH3·H2O)＝4[c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)]①，电荷守恒式为c(NH＋4)＋c(H＋)＝c(HCO－3)＋2c(CO2－3)＋c(OH－)②，结合①②消去c(NH＋4)，得：c(NH3·H2O)＋c(OH－)＝c(H＋)＋4c(H2CO3)＋3c(HCO－3)＋2c(CO2－3)③，0.2 mol·L－1NH4HCO3溶液与0.6 mol·L－1氨水等体积混合后，c(NH4HCO3)＝0.1 mol·L－1，由碳元素守恒可知，c(H2CO3)＋c(HCO－3)＋c(CO2－3)＝0.1 mol·L－1④，将③等式两边各加一个c(CO2－3)，则有c(NH3·H2O)＋c(OH－)＋c(CO2－3)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋3c(H2CO3)＋3c(HCO－3)＋3c(CO2－3)⑤，将④代入⑤中得，c(NH3·H2O)＋c(OH－)＋c(CO2－3)＝c(H＋)＋c(H2CO3)＋0.3 mol·L－1，正确。

10．一定温度时，Cu2＋、Mn2＋、Fe2＋、Zn2＋等四种金属离子(M2＋)形成硫化物沉淀所需S2－最低浓度的对数值lg c(S2－)与lg c(M2＋)的关系如图所示。

下列有关判断不正确的是()
A．该温度下，K sp(MnS)大于1.0×10－35
B．向含Mn2＋、Zn2＋的稀溶液中滴加Na2S溶液，Mn2＋最有可能先沉淀
C．向c(Fe2＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中加入CuS粉末，有FeS沉淀析出
D．该温度下，溶解度：CuS>MnS>FeS>ZnS
答案：D
解析：A.该温度下，MnS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：MnS(s)Mn2＋(aq)＋S2－(aq)，K sp(MnS)＝c(Mn2＋)×c(S2－)＝10－15×10－10＝10－25>1.0×10－35，A正确；B.依据题图可知，CuS 的K sp最小，其次是MnS、FeS和ZnS，所以向含Mn2＋、Zn2＋的稀溶液中滴加Na2S溶液，Mn2＋最有可能先沉淀，B正确；C.由于硫化铜溶液中硫离子浓度是10－35 mol·L－1，向c(Fe2＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中加入CuS粉末后c(Fe2＋)×c(S2－)大于10－20，所以有FeS沉淀析出，C正确；D.依据题图可知，CuS的K sp最小，其次是MnS、FeS和ZnS，所以该温度下，溶解度：CuS＜MnS＜FeS＜ZnS，D错误。

二、填空题：本题包括3小题，共50分。

11．(14分)1－溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71 ℃，密度为1.36 g·cm －3。

步骤2: 如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。

步骤3: 将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。

步骤4: 将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1－溴丙烷。

(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。

(2)反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷和_______________________________。

(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是______________。

(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是__________________________
____________________________________________________________。

(5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液，振荡，________________________________，静置，分液。

解析：(1)仪器A的名称是蒸馏烧瓶；加入搅拌磁子的目的是搅拌(加快反应速率)和防止暴沸。

(2)反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷、正丙醇发生消去反应产生的丙烯、正丙醇分子之间脱水生成的正丙醚。

(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是降低接收瓶内的温度，减少1－溴丙烷的挥发。

(4)步骤2中发生反应：NaBr＋H2SO4===NaHSO4＋HBr，CH3CH2CH2OH＋HBr CH3CH2CH2Br ＋H2O，需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是减少HBr挥发。

(5)萃取的操作：装液，振荡，将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体，静置，分液。

将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体的目的是使分液漏斗内外大气压强平衡，防止内部压强过大，将活塞冲开，使液体漏出。

答案：(1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚
(3)减少1－溴丙烷的挥发(4)减少HBr挥发
(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体
12．(18分)铜及其化合物在工业上有许多用途。

②“除铁”这一步反应在25 ℃进行，加入的试剂A 为________，若加 A 后溶液的pH 调为4，溶液中Fe3＋浓度为______mol/L。

{已知K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38}
③写出“沉锰”(除Mn2＋)过程中反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。

④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是__________(写化学式)。

(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动。

若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差Δm＝________g。

②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U 形弯铜丝浸入甲池与乙池，如图(b)所示，电流表指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小。

解析：(1)①因“沉锰”时生成了含＋2价 Mn 的 MnCO3，说明 MnO2被还原了，故“浸取”反应中MnO2是氧化剂，反应中所得到的单质是硫，SiO2不与酸及 MnO2反应，故滤渣Ⅰ的成分为 MnO2、S 和 SiO2。

②试剂 A 是用于调节溶液 pH ，促进 Fe3＋的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入 CuO 或 Cu(OH)2等物质。

溶液 pH＝4，c(OH －)＝10－10 mol/L，由此求得c(Fe3＋)＝4.0×10－8 mol/L。

③“沉锰”(除 Mn2＋)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为 Mn2＋＋HCO－3＋NH3·H2O===MnCO3
↓＋NH ＋
4＋H 2O 。

④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体。

(2)①图(a)为原电池反应，Zn 为负极，发生反应 Zn －2e －===Zn 2＋，石墨为正极，发生反应 Cu 2＋＋2e －===Cu ，总反应式为 Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu ，一段时间后，两电极质量相差 25.8 g ，则
Zn ＋Cu 2＋===Cu ＋Zn 2＋两极质量差 Δm 转移电子
65 g 64 g65 g ＋64 g ＝129 g2 mol
25.8 g n
则 n ＝0.4 mol ，即转移电子的物质的量为 0.4 mol ；乙池中析出铜的质量为0.4 mol 2
×64 g/mol ＝12.8 g ，溶液减少12.8。

②调换后乙池是电解池，甲池是原电池，甲池中铜丝(正极)发生 O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －，呈碱性，则甲池铜丝附近溶液的 pH 增大，乙池中石墨电极与锌相连，故石墨电极是阴极。

答案：(1)①MnO 2) S 、SiO 2
②CuO 或 Cu(OH)2 4.0×10－8
③Mn 2＋＋HCO －3＋NH 3·H 2O===MnCO 3↓＋NH ＋4＋H 2O ④(NH 4)2SO 4
(2)①0.4 12.8
②增大阴
13．(18分)以天然气代替石油生产液体燃料和基础化学品是当前化学研究和发展的重点。

(1)我国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂，成功实现了甲烷一步高效生产乙烯、芳香烃Y 和芳香烃Z 等重要化工原料，实现了CO 2的零排放，碳原子利用率达100%。

已知Y 、Z 的相对分子质量分别为78、128，其一氯代物分别有1种和2种。

(2)如图为乙烯气相直接水合法制备乙醇中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1)。

(3)乙烯可以作为燃料电池的负极燃料，请写出以熔融碳酸盐作为电解质时，负极的电极反应式_____________________________________________________。

解析：甲烷一步生产乙烯、芳香烃Y和Z，反应过程本身实现了CO2的零排放，即碳原子守恒，Y、Z的相对分子质量分别为78、128，且X、Y的核磁共振氢谱只有一个峰，Z的核磁共振氢谱有二个峰，则X为CH2===CH2，Y为苯，Z为(CH3)3CCH2C(CH3)3，①甲烷一步生成CH2===CH2，断裂碳氢键，形成碳碳双键，根据题中化学键的键能数据可知该反应的反应热ΔH＝(8×413.4－4×413.4－615－2×436.0) kJ/mol＝＋166.6 kJ/mol，所以热化学方程式
为2CH 4(g) C 2H 4(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－166.6 kJ/mol ，硅化物晶格限域的单中心铁催化剂的作用是降低反应的活化能，加快反应的速率；②甲烷生成苯的反应方程式为6CH 4
→＋9H 2，所以原子利用率为786×16×100%＝81.25%；③由甲烷生成 1 mol(CH 3)3CCH 2C(CH 3) 3，根据原子守恒，参加反应的甲烷为9 mol ，同时生成氢气的物质的
量为4×9－202
＝8 mol ，体积为8 mol ×22.4 L ·mol －1＝179.2 L ；(2)由题意可设乙烯、水的物质的量都为1 mol ，根据A 点时Ⅰ烯转化率为20%，可知反应达平衡时：n (C 2H 4)＝1 mol －1 mol ×20%＝0.8 mol
n (H 2O)＝0.8 mol n (C 2H 5OH)＝0.2 mol 乙醇占
0.20.8＋0.8＋0.2＝19
，乙烯和水各占0.80.8＋0.8＋0.2＝49，则乙醇的分压为8.0 MPa ×19，A 点的平衡常数K ＝p (C 2H 5OH )p (C 2H 4)·p (H 2O )＝0.21.8p (0.81.8
p )2＝0.2×1.80.82×8＝0.07 MPa ；②在恒压条件下，温度升高，乙烯的转化率降低，则平衡逆向移动，该反应为放热反应，在相同温度下由于乙烯转化率为p 1＜p 2＜p 3＜p 4，由C 2H 4(g)＋H 2O(g)===C 2H 5OH(g)可知正反应为气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是p 1＜p 2＜p 3＜p 4；③若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以改变物质的浓度，如从平衡体系中将产物乙醇分离出来，或增大水蒸气的浓度，改变二者物质的量的比等；(3)负极上乙烯失电子被氧化生成CO 2，其电极反应式为C 2H 4－12e －＋6CO 2－3===8CO 2＋2H 2O 。

答案：(1)①2CH 4(g)===C 2H 4(g)＋2H 2(g) ΔH ＝＋166.6 kJ/mol 降低反应活化能，加快反应速率
②81.25% ③179.2
(2)①K ＝p (C 2H 5OH )p (C 2H 4)·p (H 2O )＝0.21.8p (0.81.8
p )2＝0.2×1.80.82×8＝0.07 MPa ②放热 p 1<p 2<p 3<p 4 该反应为反应后气体体积减小的反应，温度不变时，增大压强乙烯的转化率增大 ③将产物乙醇液化移去或增大水与乙烯的比例
(3)C 2H 4－12e －＋6CO 2－3===8CO 2＋2H 2O。