2021年高三1月自主考试化学试题含解析

2021年高三1月自主考试化学试题含解析
说明：
1．本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间为90分钟。

2．请将第I卷正确答案的选项涂在答题卡上，第II卷试题答案填写在答题卡指定区域内。

考试结束，考生只交答题卡。

3．相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35．5 Cu 64
【试卷综析】本试卷在注重考查学科核心知识的同时，突出考查考纲要求的基本能力，试题重点考查：氧化还原反应原理、阿伏加德罗定律、化学计量的有关
计算、元素化合物知识、化学基本概念、离子反应、化学实验题、元素周期表和
元素周期律、化学反应速率及化学平衡、电化学、等主干知识，选择题较简单，
解答题综合性强，能够体现学科基本要求，试题难度适中。

第I卷(选择题共48分)
l～16小题为选择题，每小题3分，共48分。

每小题只有一个选项符合题意。

【题文】1．化学与生产、生活密切相关。

下列说法不正确的是
A．铵态氮肥不能与草木灰共同施用
B．金属冶炼大多利用氧化还原反应原理
C．聚酯纤维和光导纤维都属于新型无机非金属材料
D．江河入海口形成的沙洲和卤水点豆腐都体现了胶体聚沉的性质
【知识点】化学与生活O1 H4 H3
【答案解析】C解析：A、铵态氮肥中的铵根离子与碳酸钾中的碳酸根离子水解互相促进，从而降低肥效，故A正确；B、较活泼的金属冶炼一般都由金属的离子态化合物得到金属单质，
这个过程中一定发生了氧化还原反应，而金、银、铂稳定的金属则存在单质，不需利用氧化还原反应，故金属冶炼大多利用氧化还原反应原理，故B正确；C、聚酯纤维为有机材料，故C错误；D、江河水遇到海水中的电解质发生胶体聚沉形成沙洲，卤水点豆腐也是利用电解质使胶体聚沉的原理，故 D正确。

故答案选C
【思路点拨】本题考查了化学与生活，注意积累，难度不大。

【题文】2．下列说法不正确的是
A．任何化学反应都伴随着能量变化
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键
D．强电解质与弱电解质的区别就是电解质在水溶液中是否完全电离
【知识点】化学反应速率化学键G1 E3
【答案解析】B解析：A、化学反应在生成新物质的同时，必然伴随能量的变化，故A正确；
B、影响化学反应速率的因素是反应物的性质及浓度、温度、压强、催化剂，与反应吸热放热
无关，故B错误；C、含有离子键的化合物是离子化合物，离子化合物中可能含共价键，故C 正确；D、强电解质与弱电解质的区别就是电解质在水溶液中是否完全电离，故D正确。

故答案选B
【思路点拨】本题考查了化学反应速率、化学键等知识，注意影响化学反应速率的因素是反应物的性质及浓度、温度、压强、催化剂，与反应吸热放热无关。

【题文】3．下列物质中的杂质(括号内为杂质)，不能用在空气中加热的方法除去的是
A．Na2O2(Na2O) B．KCl(KClO3)
C．Na2CO3(NaHCO3) D．NH4Cl(I2)
【知识点】除杂的方法J2 C1
【答案解析】D解析：A、在空气中加热Na2O与氧气反应生成Na2O2，故A正确；B、KClO3受热分解生成KCl与氧气，故B正确；C、NaHCO3受热分解生成Na2CO3、水和二氧化碳，故C正确；D、加热时碘单质会升华同时NH4Cl会分解生成氨气与HCl，故D错误。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了除杂的方法，关键是掌握混合物中各成分的性质。

【题文】4．足量的铝与20mL1.0mol的下列物质反应，产生气体物质的量最少的是
A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸
【知识点】铝、硝酸的性质C2 D4
【答案解析】D解析：足量的铝与0.02mol的氢氧化钠反应生成0.03mol氢气；与稀硫酸
反应生成0.02mol氢气；与盐酸反应生成0.01mol氢气；与稀硝酸反应生成0.005mol一氧化氮。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了铝的性质，正确书写发生反应的方程式是关键。

【题文】5．N A代表阿伏加德罗常数的值。

下列有关叙述正确的是
A．含有N A个氮气和乙烯分子的混合气体质量为28g
B．标准状况下，11.2L氦气中含有N A个氦原子
C．将N A个NH3分子溶于lL水中得到lmol的氨水
D．100mL 0.1molAlCl3溶液含有0.01N A个A13+
【知识点】阿伏加德罗常数气体摩尔体积A1 A2 A3 H3
【答案解析】A解析：A、氮气和乙烯的摩尔质量均为28g/mol，含有N A个分子即1mol的混合气体，质量为28g，故A正确；B、氦为单原子分子，故标准状况下，11.2L氦气中含有0.5N A个氦原子，故B错误；C、将N A个NH3分子溶于lL水中，溶液的体积不再是1L，故C错误；D、A13+在水中会水解，故溶液中的A13+小于0.01N A，故D错误。

故答案选A
【思路点拨】本题考查了阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等知识，在计算溶质的物质的量浓度是使用溶液的体积而不是水的体积。

【题文】6．下列关于有机物结构、性质的说法正确的是
A．石油的分馏和煤的干馏都是化学变化
B．分子式为C3H7C1的有机物有三种同分异构体
C．甲烷、苯、乙醇、乙酸和乙酸乙酯在一定条件下都能发生取代反应
D．向蛋白质溶液中加入浓的Na2SO4或CuSO4溶液均可使蛋白质盐析而分离提纯
【知识点】有机物结构性质K1 M2
【答案解析】C解析：A、石油的分馏为物理变化，故A错误；B、一氯丙烷有两种同分异构体，故B错误； C正确；D、CuSO4溶液中铜离子为重金属离子，会使蛋白质变性而不是盐析，故D错误。

故答案选C
【思路点拨】本题考查了有机物结构、性质，理解浓的Na2SO4使蛋白质溶液发生盐析，而CuSO4溶液使蛋白质溶液发生变性。

【题文】7．若氧元素只有16O、18O两种核素，下列说法正确的是
A．16O和18O的物理性质和化学性质完全相同
B．通过化学反应可以实现16O与18O的相互转化
C．向的平衡体系中加入18O2，达到新的平衡后18O只出现在O2与SO3中
D．用惰性电极电解含有H218O的普通水时，阳极可能产生三种相对分子质量不同的氧分子
【知识点】同位素的性质E1
【答案解析】D解析：A、16O和18O的物理性质不完全相同，化学性质相同，故A错误；B、16O与18O的相互转化为物理变化，故B错误；C、因为该反应为可逆反应，故18O也会出现在二氧化硫中，故C错误；D、用惰性电极电解含有H218O的普通水时，阳极可能出现含一个、两个或者不含18O的氧分子，即相对分子质量为32、33、34，故D正确。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了同位素的性质，同种元素的不同原子互称同位素，注意同位素间的变化不属于化学变化。

【题文】8．从下列实验事实所得出的相应结论不正确的是
【知识点】离子检验物质的性质验证J2
【答案解析】D解析：A、硫将铁氧化得到+2价铁，氯气将铁氧化得到+3价铁，说明氯气的氧化性强于硫单质，故A正确；B、根据“强酸制弱酸规律”碳酸与硅酸盐反应得到硅酸，说明碳酸的酸性强于硅酸，故B正确；C、镁是还原剂，碳是还原产物，故C正确；D、加入盐酸酸化的氯化钡溶液产生白色沉淀，原溶液中还可能存在银离子，不能确定原溶液中一定含有硫酸根离子，故D错误。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了离子检验、物质的性质验证，离子检验的难点是排除其它离子的干扰。

【题文】9．下列关于硅元素及其化合物的有关说法正确的是
A．硅在自然界中既有游离态又有化合态
B．中碳只做还原剂
C．因为玻璃中含有SiO2，所以不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛装碱性溶液
D．SiO2能与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物
【知识点】硅及其化合物的性质D1
【答案解析】C解析：A、硅在自然界不存在游离态，故A错误；B、反应中碳既做氧化剂也做还原剂，故B错误；C、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠是一种矿物
胶，会使瓶塞与瓶体粘连，C正确；D、二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气，不是生成盐和水，故D错误。

故答案选C
【思路点拨】本题考查了硅及其化合物的性质，学习时注意硅及其化合物的特殊性。

【题文】10．海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法错误的是
A．海水中含有溴元素，需经过化学变化才可以得到溴单质
B．无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备金属钠
D．从海水中提取镁可以采用下列方法：
【知识点】海水的综合利用O2
【答案解析】B解析： A、海水中的溴以溴离子的形式存在，要得到溴单质需要经过化学变化，故A正确；B、海水波浪发电还是潮汐发电均为机械能转化为电能，故B错误；C、工业上从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备金属钠和氯气，故C正确；D、从海水中提取镁的工业生产流程正确。

故答案选B
【思路点拨】本题考查了海水的综合利用，理解活泼金属的冶炼方法是电解法。

【题文】11．下列离子方程式书写正确的是
A．向0.1 mol硫酸铜溶液中加入ZnS：ZnS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Zn2+(aq)
B．金属钠投入硫酸铜溶液中：2Na+Cu2+=2Na++Cu
C．将大理石加入醋酸中：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D．向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
【知识点】离子方程式的正误判断B1
【答案解析】A解析： A、硫化锌转化为硫化铜沉淀，故A正确；B、钠首先与水反应生成氢氧化钠，铜离子再与氢氧根反应，故B错误；C、醋酸为弱酸，在离子方程式中保留化学式，故C错误；D、反应呈中性时Ba(OH)2与NaHSO4为1:2，应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，
故D错误。

故答案选A
【思路点拨】本题考查了离子方程式的正误判断，D选项易错，向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至钡离子恰好沉淀完全，离子方程式为：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O；向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性时，离子方程式为：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。

【题文】12．下列实验合理的是
【知识点】实验基本操作J1 J2 J3
【答案解析】A解析：A、分离苯和溴苯用蒸馏法，温度计使用及冷凝管中水流方向等均正确，故A正确；B、应将氯化钙换为氧化钙，故B错误；C、应先将浓硫酸在烧杯中稀释后再转入容量瓶，加入水定容，故C错误；D、收集二氧化碳应长进短出，故D错误。

故答案选A
【思路点拨】本题考查了实验基本操作，涉及蒸馏、气体制备、配制溶液等，难度不大。

【题文】13．下表是元素周期表的一部分，X、Y、Z、W均为短周期元素，X、Z的质子数之和是2l。

下列说法不正确的是
A．原子半径Z>W>Y
B．最高价氧化物对应水化物的酸性Z>W
C．氢化物的稳定性X>Z
D．X的氢化物与Y的氢化物能发生化合反应生成离子化合物
【知识点】元素推断元素周期律E2
【答案解析】B解析：由题X、Z的质子数之和是2l，结合元素在周期表中的位置可推出X 为N，Y为F,Z为Si,W为S，A、原子半径Si> S > F，故A正确；B、最高价氧化物对应水化物的酸性Z<W，故B错误；C、X比Z的非金属性强，元素的非金属性越强，气态氢化物越稳定，故 C正确；D、氨气与氟化氢生成氟化铵，为离子化合物，故D正确。

故答案选B
【思路点拨】本题考查了元素推断、元素周期律等知识，利用X、Z的质子数之和是2l，结合元素在周期表中的位置推出各元素是解答的关键。

【题文】14．室温时，关于下列溶液的叙述正确的是
A．mol盐酸的pH=3，1.0×10mol盐酸的pH=8
B．pH=a的醋酸溶液稀释l倍后，溶液的pH=b，则a>b
C．pH=12的氨水和pH=2的盐酸等体积混合，混合液的pH<7
D．1mLpH=l的盐酸与100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
【知识点】溶液的PH与溶液的酸碱性H1 H2 H3
【答案解析】D解析：A、室温下盐酸的pH一定小于7，1.0×10-8mol/L盐酸的pH约为7，
故A错误；B、醋酸稀释后酸性减弱，PH增大，故a<b，故B错误；C、pH=12的氨水和pH=2的盐酸等体积混合后溶液中溶质为氯化铵和过量的一水合氨，pH>7，故C错误； D正确。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了溶液的PH与溶液的酸碱性，理解常温下酸稀释时PH无限向7靠近。

【题文】15．关于下列各装置图的叙述中，正确的是
A．装置①阳极有红色物质析出
B．装置②的总反应为
C．装置③中a为负极，发生的电极反应式为
D．用装置④精炼铜，则a极为纯铜，电解质溶液可为CuSO4溶液
【知识点】原电池原理电解池原理F3 F4
【答案解析】C解析：A、应该为阴极有红色物质析出，故A错误；B、铁比铜的还原性强，装置②是原电池，总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B错误； C、在燃料电池的负极，氢气发生氧化反应，C正确；D、根据电流方向知a为阳极，应该是粗铜，b极应该为纯铜，故D错误。

故答案选C
【思路点拨】本题考查了原电池原理、电解池原理，理解时要与氧化还原反应原理结合。

【题文】16．实验室用0.10mol的NaOH溶液滴定某一元弱酸HA的滴定曲线如图所
示。

图中横轴为滴入的NaOH溶液的体积V(mL)，纵轴为溶液的pH。

下列叙述不正确的是
A ．此一元弱酸HA 的电离平衡常数K a ≈1×10-6
mol
B ．此弱酸的起始浓度约为1×10-2mol
C ．此实验最好选用酚酞试液(变色范围8.0~10.0)做指示剂
D ．当混合液pH=7时，溶液中
【知识点】酸碱中和滴定、弱电解质的电离、盐类的水解H1 H2 H3
【答案解析】D 解析：由图象分析可知弱酸HA 中的c （H +）=1×10-4mol •L -1，但HA 是弱酸，
不完全电离，所以HA 的浓度为大于1×10-4mol •L -1，由图象可知，当V=10mL ，酸碱恰好中和，
一元弱酸电离程度近似为1%，所以弱酸起始浓度为10-2mol/L ，平衡常数约为，故A 错误；B 、
由图象可知，当V=10mL ，酸碱恰好中和，一元弱酸电离程度近似为1%，所以弱酸起始浓度为10-2mol/L ，故B 正确；C 、氢氧化钠和弱酸反应恰好反应生成的盐是强碱弱酸盐，盐水解显碱性，应选择碱性条件下变色的指示剂，不能选择甲基橙，应选择酚酞指示剂，故C 正确；D 、
pH=7时，c （H +）=c （OH -），c （Na +）=c （A -），混合溶液为NaA 和HA 的混合溶液，HA 和A
-的电离程度和水解程度大小不能确定，溶液中c （HA ）和c （A -）浓度不能确定，故D 错误。

故答案选D
【思路点拨】本题考查了酸碱中和滴定、弱电解质的电离、盐类的水解，综合性强，难点是弱酸的电离平衡常数的计算。

第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
【题文】17．(13分)天然气的主要成分是甲烷，它是一种重要的燃料和基础化工原料。

(1)以甲烷和水为原料可制取甲醇。

(2)用甲烷催化还原NO x 为N 2可消除氮氧化物的污染，写出反应的化学方程式_______。

(3)一定条件下，反应()()()()4223CH g H O g CO g H g ++可以制取合成氨的原料气H 2。

将1.0mol CH 4和2.0 mol H 2O(g)通入容积为100L 的反应室，CH 4的平衡转化率与温度的关系如图。

已知100℃时达到平衡所需的时间是5min ，则用H 2表示的反应速率v(H 2)=___________；该温度时的平衡常数K=__________，该反应的△H_______0(填“<”、“>”或“=”)。

(4)某化学小组设计如图装置进行饱和NaCl 溶液电解实验。

请回答下列问题：
已知每个甲烷燃料电池中盛有1.0L2.0 mol的KOH溶液。

标准状况下，当每个燃料电池的负极通入甲烷的体积均为33.6L，且反应完全，则理论上电池溶液中c(K2CO3)_______c(KHCO3)(填“<”、“>”或“=”)：最多能产生标准状况氯气的体积为________L。

【知识点】化学反应与能量变化、原电池和电解池原理F1 F3 F4
【答案解析】（1）+77.0（2分）（2）xCH4 + 4NO x2N2 + xCO2 + 2xH2O （2分）（3）0.003 mol·L-1·min-1 （2分） 2.25×10-4 (mol·L-1 )2 （2分） >（1分）（4）<（2分） 134.4 （2分）
解析：（1）根据盖斯定律，①+②得新反应的热化学方程式，
=+206.0KJ/mol+(-129.0KJ/mol)=+77.0KJ/mol；
（2）甲烷催化还原NO x为N2可知甲烷被氧化为二氧化碳，反应的化学方程式为xCH4 + 4NO x2N2 + xCO2 + 2xH2O ；
（3） CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)
起始浓度（mol·L-1） 0.01 0.02 0 0
转化浓度（mol·L-1） 0.005 0.005 0.005 0.015
平衡浓度（mol·L-1） 0.005 0.015 0.005 0.015
V(H2)=0.015 mol·L-1/5min=0.003 mol·L-1·min-1 ；
K==2.25×10-4 (mol·L-1 )2 ；
由图像知，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，即平衡正向移动，说明正方向是吸热反应，该反应的△H>0；
（4）每个燃料电池的负极通入甲烷的体积均为33.6L，且反应完全，即产生二氧化碳1.5mol，1.0L2.0 mol/L的KOH溶液（2molKOH）与1.5mol二氧化碳反应，4KOH+3CO2=K2CO3+2KHCO3+H2O，所以理论上电池溶液中c(K2CO3)<c(KHCO3)；
根据电子守恒，最多能产生标准状况氯气的体积为：[（1.5mol×8）/2]×22.4L/mol=134.4 L。

【思路点拨】本题考查了化学反应与能量变化、原电池和电解池原理，进行关于反应速率、平衡常数的计算时采取列三段式的方法，进行电化学计算时经常利用电子守恒法。

【题文】18．(13分)SO2是主要大气污染物之一。

工业上烟气脱硫的方法如下：
请回答下列问题：
(1)石灰—石膏法的流程如图：。

该法原料便宜，产物有利用价值。

写出氧化室中发生反应的化学方程式_______________。

(2)碱法的流程如图：。

该法吸收快，效率高。

若在操作中持续通入含SO2的烟气，则最终产物X为________。

操作过程中测得吸收塔内溶液pH=7，则溶液中含硫微粒的浓度由大到小的顺序为_______________。

(已知：)。

(3)工业上在石灰—石膏法和碱法的基础上，结合两种方法的优点，设计出新的脱硫方案如下：
其中物质Y的化学式为_______，转化塔中反应的化学方程式是__________。

(4)最近利用碱法得到产物X的溶液电解制硫酸的工艺己被某些工厂采用。

其装置如右图所示(电极为惰性电极)。

阴极的电极反应式是__________，透过阴离子交换膜的离子主要为_________。

该装置使X转化为硫酸的转化率不会超过________。

【知识点】离子浓度比较电解基本原理F3 H6
【答案解析】（1）2CaSO3 + O2 + 4H2O = 2(CaSO4·2H2O）（2分）
（2）NaHSO3（1分）c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) （2分）
（3）NaOH（1分） Na2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ 2NaOH（2分）
（4）2HSO3- +2e- = 2SO32- + H2↑（2分） SO32-（1分） 50%（2分）
解析：（1）在吸收塔中得到亚硫酸钙，烟硫酸钙在氧化室中被氧气氧化为硫酸钙，2CaSO3 + O2 + 4H2O = 2(CaSO4·2H2O）；
（2）氢氧化钠溶液吸收过量的二氧化硫得到NaHSO3；操作过程中测得吸收塔内溶液pH=7，则溶液中溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物，结合)得到含硫微粒的浓度由大到小的顺序为c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) ；
（3）由产物逆推氧化室中的还原剂是亚硫酸钙，Z、Y分别是Ca(OH)2，NaOH；所以转化塔中反应的化学方程式是Na2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ 2NaOH；
（4）电解亚硫酸氢钠溶液，阴极发生还原反应得到氢气，电极反应式是2HSO3-+2e- = 2SO32-+ H2↑，透过阴离子交换膜的离子主要为SO32-；阳极电极反应式：4OH--4e-=O2+2H2O ,根据电子守恒知理论上只能有一半的SO32-被氧化生成硫酸，所以该装置使NaHSO3转化为硫酸的转化率
不会超过50%。

【思路点拨】本题考查了物质制备实验设计，涉及溶液中的离子浓度比较、电解基本原理，综合性强，（4）中电解NaHSO3比较陌生。

【题文】19．(13分)实验室为探究铁与浓硫酸的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：
(1)实验时A中导管a插入浓硫酸中，可使B中的溶液不发生倒吸。

其原因是_______。

(2)B中酸性KMnO4逐渐褪色，则B中反应的离子方程式是_______________________；C中反应的化学方程式是_________________。

(3)D装置的作用是______________________；实验结束时需从a导管通入大量空气，其目的是_____________________。

(4)欲探究A装置中反应后铁元素的价态，设计实验方案如下：将反应后试管中的溶液稀释。

取少许溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液呈红色，则证明含有Fe3+，否则不含Fe3+；取少许溶液，滴入3～5滴________溶液，若溶液褪色，则证明含有Fe2+，否则不含Fe2+。

若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3+，则A中反应的化学方程式是________
___________________________________。

【知识点】实验基本操作二氧化硫的性质铁离子和亚铁离子的检验J1 D3 C3
【答案解析】（1）A装置试管中气体压强减小时，空气从导管a进入A装置，a导管起平衡气压的
作用（2分）
（2）5SO2 + 2MnO4- +2H2O=5SO42- + 2Mn2+ + 4H+（2分）
2H2S + SO2 = 3S↓+2H2O （2分）
（3）验证SO2的漂白性和生成物的不稳定性（其它合理答案也可，2分）
使装置中残留的SO2气体完全被E装置吸收，以防止污染环境（1分）（4）KSCN （1分）酸性KMnO4（1分）
2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O （2分）
解析：（1）A装置试管中气体压强减小时，空气从导管a进入A装置，a导管起平衡气压的作用，防止B中的溶液倒吸入A中；
（2）二氧化硫有还原性，将高锰酸根离子还原为锰离子，自身氧化为硫酸根离子，5SO2 + 2MnO4- +2H2O=5SO42- + 2Mn2+ + 4H+；
SO2进入C中与H2S发生氧化还原反应，反应的化学方程式是2H2S + SO2 = 3S↓+2H2O ；（3）根据D装置的组成，SO2使品红褪色验证SO2的漂白性，加热褪色后的溶液红色复现证明生成物的不稳定性；
实验结束时需从a导管通入大量空气，使装置中残留的SO2气体完全被E装置吸收，以防止污染环境；
（4）检验铁离子用KSCN 溶液，检验亚铁离子用酸性KMnO4溶液。

铁与浓硫酸在加热时反应生成硫酸铁、二氧化硫和水： 2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O
【思路点拨】本题考查了实验基本操作、二氧化硫的性质、铁离子和亚铁离子的检验，难点是理解A装置中导管的作用。

【题文】20．(13分)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备(胆矾)晶体。

设计的工艺流程图如下：
请回答下列问题：
(1)根据反应原理，操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为________。

操作②中需要把NO与_____气体混合通入水中，混入该气体的目的是__________________________(用化学方程式表示)。

(2)溶液I中存在一定浓度的Fe3+、Cu2+，在该浓度时生成氢氧
化物沉淀的pH如右表。

操作③中某学生设计物质X为H2O，
若加水调整溶液pH，则Fe(OH)3开始沉淀的PH_______1.9(填
“<”、“＞”或“=”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液
pH，其主要原因是___________________。

(3)操作④中物质Y为_______。

查阅资料知的溶解度曲线如右图所示，
则操作⑤应采取的措施是蒸发浓缩、______________、过滤、洗涤、
干燥等。

(4)为测定胆矾中结晶水的数目，称取25.0g胆矾品体在坩埚中加热，
固体质量随温度升高而变化的曲线如图。

当固体质量为8.0g时，观察到固体完全呈黑色。

请列式计算开始称取的胆矾中结晶水的数目。

【知识点】物质制备流程O5 D4
【答案解析】（1）2:3（2分） O2 （1分）
2NO+O2 =2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO（或4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3。

2分）（2）> （1分）不利于蒸发浓缩（其他合理答案也给分。

2分）
（3）H2SO4（1分）冷却至30℃以下结晶（2分。

仅答冷却结晶给1分。

）
（4）解：设胆矾晶体为CuSO4·xH2O
CuSO4·xH2O ～CuO
160 + 18x 80
25.0g 8.0g
x=5（2分）
解析：（1）根据反应3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O可知，混酸中硝酸和硫酸的浓度之比最好为2:3；根据流程转化知NO循环利用得到硝酸，需要将NO与O2 混合通入水中反应为：2NO+O2 =2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3。

（2）从表格数据得到铁离子形成氢氧化铁沉淀的PH> 1.9, 操作③中某学生设计物质X为H2O，若通过加水调节溶液的PH，所得溶液被稀释不利于蒸发浓缩。

（3）根据实验目的是制备硫酸铜晶体，知操作④中物质Y为H2SO4，根据所给溶解度曲线发现当温度在30℃以上时得到的是CuSO4·3H2O晶体，当温度冷却至30℃以下时得到的是胆矾晶体。

（4）根据题意当固体质量为8.0g时，观察到固体完全呈黑色，说明产物为氧化铜。

解：设胆矾晶体为CuSO4·xH2O
CuSO4·xH2O ～CuO
160 + 18x 80
25.0g 8.0g
x=5
【思路点拨】本题考查了物质制备流程，关键和难点是利用题目中的数据和图像。

r
r- 32336 7E50 繐31358 7A7E 穾21258 530A 匊20811 514B 克n37778 9392 鎒39841 9BA1 鮡40457 9E09 鸉^O。