2020全國I卷高考真題

化學

一、選擇題(共7小題，每小題6分，滿分42分)

1.國家衛健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出，乙醛、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸(CH3coOOH)、氯

仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學藥品，下列說法錯誤的是

A.CH3cH20H能與水互溶

B.NaClO通過氧化滅活病毒

C.過氧乙酸相對分子質量為76

D.氯仿的化學名稱是四氯化碳

2.紫花前胡醇H0人/可從中藥材當歸和白芷中提取得到，能提高人體免疫力。有關該化合

物，下列敘述錯誤的是

A.分子式為Cl4Hl4。4

B.不能使酸性重銘酸鉀溶液變色

C.能夠發生水解反應

D.能夠發生消去反應生成雙鍵

3.下列氣體去除雜質的方法中，不能實現目的的是

氣體(雜質)方法

通過酸性高銹酸鉀溶液

A.SO2(H2S)

通過飽和的食鹽水

B.Cl2(HC1)

通過灼熱的銅絲網

C.N2(O2)

通過氫氧化鈉溶液

D.NO(NO2)

4.錯的配合物離子［Rh(CO)2l2「可催化甲醇媒基化，反應過程如圖所示。

下列敘述錯誤的是

A.CH3coi是反應中間體

B.甲醇跋基化反應為CH3OH+COCH3co2H

C.反應過程中Rh的成鍵數目保持不變

D.存在反應CH3OH+HI=CH3l+H2。

5.1934年約里奧-居里夫婦在核反應中用a粒子（即氫核；He）轟擊金屬原子號X,得到核素z%Y,開創了人造

放射性核素的先河：

號X+；He-z1Y+：n

其中元素X、Y的最外層電子數之和為8。下列敘述正確的是

A.>X的相對原子質量為26B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半徑小于Y的D.Y僅有一種含氧酸

6.科學家近年發明了一種新型Zn-CCh水介質電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時,

溫室氣體C02被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環境和能源問題提供了一種新途徑。

下列說法錯誤的是

A.放電時，負極反應為&_26一+401!一=211（（汨）；一

B.放電時，1molCCh轉化為HCOOH,轉移的電子數為2moi

C,充電時，電池總反應為2Zn（0H）12Zn+O2T+4OH+2H2O

D.充電時，正極溶液中OH-濃度升高

7.以酚髓為指示劑，用O.lOOOmoLLT的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分

布系數S隨滴加NaOH溶液體積4QH的變化關系如下圖所示。

c(A2-)

CC(HA-)+2

［比如A?-的分布系數：(H2A)+c(A-)]

12.0

1.0/10.0

①/

Z8.0

0.8<—/—*

/

/

cnA/6.0

0.44.0

②/

/

029n

_____—-\

\

0.00.0

0102030405060

下列敘述正確的是

A.曲線①代表MHzA),曲線②代表/HA]

B.H2A溶液的濃度為0.2000mol-L1

C.HA」的電離常數Ka=l.Ox。2

D.滴定終點時,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)

二、解答題(共3小題，滿分43分)

8.（14分）

機具有廣泛用途。黏土機礦中，機以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiCh、Fe3O40

采用以下工藝流程可由黏土機礦制備NH4Vo3。

NaOHHC1NHC1

30%H2SO4NaOH4

[pH=3.0?3.1IpH>13jpH=8.51

1濾液①

鈕礦粉一酸浸氧化中和沉淀沉淀轉溶調pH沉鈕一NH4VO3

111\1\

MnO,濾渣①濾液②濾渣③濾渣④濾液⑤

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+

開始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列問題:

(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是

(2)“酸浸氧化”中，VO+和VCP+被氧化成V。；，同時還有離子被氧化。寫出VO+轉化為V°；反應的

離子方程式___________

⑶“中和沉淀”中，鈾水解并沉淀為丫2。5"旦°,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、,以

及部分的。

(4)“沉淀轉溶”中，丫2。5/凡°轉化為鈾酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是。

(5)“調pH”中有沉淀生產，生成沉淀反應的化學方程式是o

(6)“沉鋼”中析出NH4VCh晶體時，需要加入過量NtUCl,其原因是0

9.(15分)

為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗。

回答下列問題：

(1)由FeS04?7H20固體配制0.110mol?LTFeS04溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、(從下列圖中選

擇，寫出名稱)。

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發生化學反應，并且電遷移

率(〃8)應盡可能地相近。根據下表數據，鹽橋中應選擇作為電解質。

陽離子M°°X108/(irff—VT)陰離子“8x108/(mkRT)

Li+4.07HCO；4.61

Na+5.19NO；7.40

Ca2+6.59cr7.91

K+7.62so；8.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極。可知，鹽橋中的陽離子進入電極溶液中。

(4)電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02molLT。石墨電極上未見Fe析出?？芍?，石墨

電極溶液中c(Fe2+)=o

(5)根據(3)、(4)實驗結果，可知石墨電極的電極反應式為,鐵電極的電極反應式為

0因此，驗證了Fe2+氧化性小于,還原性小于o

(6)實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSCU溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表

面被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是o

10.(14分)

硫酸是一種重要的基本化工產品，接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧

銳催化劑.

1

*1

化：SO2(g)+1O2(g)SO3(g)AH=-98kJmor?；卮鹣铝袉栴}：

(1)鋼催化劑參與反應的能量變化如圖(a)所示，V2O5G)與SC)2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4G)的熱化學方程式

為：。

1.00

().950A

a

：.5MPa

0.900X

_J_____J_______

0.850

0.800

400450500550600

Z/T

圖(b)

(2)當S02(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa

壓強下，SCh平衡轉化率a隨溫度的變化如圖(b)所示。反應在5.0MPa、550℃時的a=,判斷的依據是

。影響a的因素有o

(3)將組成(物質的量分數)為29％502也)、機％02(8)和4%用出)的氣體通入反應器，在溫度人壓強"條件下進行

反應。平衡時，若SO2轉化率為a,則SO3壓強為，平衡常數Kp=(以分壓表示，分壓=總

壓x物質的量分數)。

(4)研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：

(y

v=k{―r-1)。，(1一〃〃)

a

式中：人為反應速率常數，隨溫度/升高而增大；。為SO2平衡轉化率，〃為某時刻SO2轉化率，〃為常數。在

〃=0.90時，將一系列溫度下的底a值代入上述速率方程，得到vr曲線，如圖(c)所示。

曲線上V最大值所對應溫度稱為該〃下反應的最適宜溫度加?！肚皶r，V逐漸提高；介腦后，V逐漸下降。原因是

11.［化學——選修3：物質結構與性質］(15分)

Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學

獎?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數之比為。

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(/i)如表所示。/i(Li)>/i(Na),原因是oA(Be)>/)(B)>

Zi(Li),原因是o

(3)磷酸根離子的空間構型為,其中P的價層電子對數為、雜化軌道類型為=

(4)LiFePCU的晶胞結構示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、

共棱形成空間鏈結構。每個晶胞中含有LiFePCU的單元數有個。

充電充電

放電放電

(a)LiFePO4(c)FePO4

電池充電時，LiFeCU脫出部分Li+,形成LiiFeP04，結構示意圖如(b)所示，則x=,n(Fe2+)：

〃(Fe3+)=

12.［化學—選修5：有機化學基礎］(15分)

有機堿，例如二甲基胺()H)、苯胺((>NH2),毗咤(O)等，在有機合成中應用很普遍，目前“有機超強

堿”的研究越來越受到關注，以下為有機超強堿F的合成路線:

已知如下信息:

…一Ca3COONa

①H20cH2—乙二醇二甲醛公

「X。NaOH、Rj

②R2/、C1+RNH2__2HC1>

③苯胺與甲基毗咤互為芳香同分異構體

回答下列問題:

(1)A的化學名稱為

(2)由B生成C的化學方程式為

(3)C中所含官能團的名稱為

(4)由C生成D的反應類型為

(5)D的結構簡式為

(6)E的六元環芳香同分異構體中，能與金屬鈉反應,且核磁共振氫譜有四組峰，峰面積之比為6：2：2：1的有

種，其中，芳香環上為二取代的結構簡式為

參考答案

一、選擇題：本題共13個小題，每小題6分。共78分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求

的。

1.國家衛健委公布的新型冠狀病毒肺炎診療方案指出，乙酸、75%乙醇、含氯消毒劑、過氧乙酸（CH3coe）0H）、氯

仿等均可有效滅活病毒。對于上述化學藥品，下列說法錯誤的是

A.CH3cH20H能與水互溶

B.NaClO通過氧化滅活病毒

C.過氧乙酸相對分子質量為76

D.氯仿的化學名稱是四氯化碳

【答案】D

【解析】

【詳解】A.乙醇分子中有羥基，其與水分子間可以形成氫鍵，因此乙醇能與水互溶，A說法正確；

B.次氯酸鈉具有強氧化性，其能使蛋白質變性，故其能通過氧化滅活病毒，B說法正確；

C.過氧乙酸的分子式為C2H4O3,故其相對分子質量為76,C說法正確；

D.氯仿的化學名稱為三氯甲烷，D說法不正確。

綜上所述，故選D。

2.紫花前胡醇HO/^入''^^"可從中藥材當歸和白芷中提取得到，能提高人體免疫力。有關該化合物，

下列敘述錯誤的是

A.分子式為CI4HI4O4

B.不能使酸性重銘酸鉀溶液變色

C.能夠發生水解反應

D.能夠發生消去反應生成雙鍵

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據該有機物的分子結構可以確定其分子式為Cl4Hl4。4,A敘述正確；

B.該有機物的分子在有羥基，且與羥基相連的碳原子上有氫原子，故其可以被酸性重銘酸鉀溶液氧化，能使酸性重

銘酸鉀溶液變色，B敘述不正確；

C.該有機物的分子中有酯基，故其能夠發生水解反應，C敘述正確；

D.該有機物分子中與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子，故其可以在一定的條件下發生消去反應生成碳碳

雙鍵，D敘述正確。

綜上所述，故選B。

3.下列氣體去除雜質的方法中，不能實現目的的是

氣體（雜質）方法

ASO2(H2S)通過酸性高鎰酸鉀溶液

BCh(HCl)通過飽和的食鹽水

通過灼熱的銅絲網

CN2(O2)

DNO(NO2)通過氫氧化鈉溶液

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】

【詳解】A.SO2和H2s都具有較強的還原性，都可以被酸性高錦酸鉀溶液氧化；因此在用酸性高鋅酸鉀溶液除雜

質H2s時，SO2也會被吸收，故A項不能實現除雜目的；

B.氯氣中混有少量的氯化氫氣體，可以用飽和食鹽水除去；飽和食鹽水在吸收氯化氫氣體的同時，也會抑制氯氣

在水中的溶解，故B項能實現除雜目的；

A

C.氮氣中混有少量氧氣，在通過灼熱的銅絲網時，氧氣可以與之發生反應：2CU+O2==2CUO,而銅與氮氣無

法反應，因此可以采取這種方式除去雜質氧氣，故C項能實現除雜目的；

D.NO2可以與NaOH發生反應：2322,NO與NaOH溶液不能發生反應；

NO+NO+

盡管NO可以與NO2-同跟NaOH發生反應：z2NaOH=2NaNO2+H2O；但由于雜質的含量-般較

少，所以也不會對NO的量產生較大的影響，故D項能實現除雜的目的；

答案選A。

【點睛】除雜操作原則可概括為“不多不少，簡單最好”：首先，避免引入新的雜質；其次，盡量避免產品的損失；

最后，方法越簡單越好。

4.錯的配合物離子［Rh(CO)2L「可催化甲醇?；?，反應過程如圖所示。

co-

CQ~

下列敘述錯誤的是

A.CH3coi是反應中間體

B.甲醇跋基化反應為CH3OH+COCH3co2H

C.反應過程中Rh成鍵數目保持不變

D.存在反應CH3OH+HI=CH3l+H2O

【答案】C

【解析】

【分析】

題干中明確指出，銬配合物［"”（。。卜"］充當催化劑的作用，用于催化甲醇媒基化。由題干中提供的反應機理

圖可知，銬配合物在整個反應歷程中成鍵數目，配體種類等均發生了變化；并且也可以觀察出，甲醇戮基化反應所

需的反應物除甲醇外還需要C0,最終產物是乙酸；因此，凡是出現在歷程中的，既非反應物又非產物的物種如

CH3coi以及各種配離子等，都可視作中間物種。

【詳解】A.通過分析可知，CH3coi屬于甲醇埃基化反應的反應中間體；其可與水作用，生成最終產物乙酸的同

時，也可以生成使甲醇轉化為CH3I的HLA項正確；

B.通過分析可知，甲醇跋基化反應，反應物為甲醇以及CO,產物為乙酸，方程式可寫成：

CH3OH+CO網8）㈤ACH^COOH口市T施

33,B項正確；

C.通過分析可知，銬配合物在整個反應歷程中，成鍵數目，配體種類等均發生了變化，C項不正確；

D.通過分析可知，反應中間體CH3coi與水作用生成的HI可以使甲醇轉化為CH3L方程式可寫成：

CH'OH+HI―CHJ+凡。，口項正確；

答案選C。

【點睛】對于反應機理圖的分析，最基本的是判斷反應物，產物以及催化劑；一般的，催化劑在機理圖中多是以完

整的循環出現的；反應物則是通過一個箭頭進入整個歷程的物質；而產物一般多是通過一個箭頭最終脫離整個歷程

的物質。

4HaWY30丫

5.1934年約里奧-居里夫婦在核反應中用a粒子（即氫核ZHe）轟擊金屬原子卷,得到核素%+2丫，開創了人造放射性

核素的先河：,X+；He-zaY+；n。其中元素*、丫的最外層電子數之和為8。下列敘述正確的是

A.zX的相對原子質量為26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的原子半徑小于Y的

D.Y僅有一種含氧酸

【答案】B

【解析】

【分析】

原子轟擊實驗中，滿足質子和質量數守恒，因此W+4=30+l,則W=27,X與Y原子之間質子數相差2,因X元素

為金屬元素，Y的質子數比X大，則Y與X位于同一周期，且Y位于X右側，且元素X、Y的最外層電子數之和

為8,設X最外層電子數為a,則Y的最外層電子為a+2,解得a=3,因此X為Al,Y為P,以此解答。

【詳解】A.2173AAll的質量數為27,則該原子相對原子質量為27,故A錯誤；

B.A1元素均可形成AlCb，P元素均可形成PCb,故B正確；

C.A1原子與P原子位于同一周期，且A1原子序數大于P原子序數，故原子半徑A1>P,故C錯誤；

D.P的含氧酸有H3Po4、H3Po3、H3P。2等,故D錯誤;

故答案：Bo

6.科學家近年發明了一種新型Zn-C02水介質電池。電池示意圖如圖，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時,

溫室氣體C02被轉化為儲氫物質甲酸等，為解決環境和能源問題提供了一種新途徑。

雙極隔膜

下列說法錯誤的是

A.放電時，負極反應為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)：

B.放電時，ImolCCh轉化為HCOOH,轉移的電子數為2moi

C.充電時，電池總反應為2Zn(。暗=2Zn+O2T+4OH-+2H2O

D.充電時，正極溶液中OH-濃度升高

【答案】D

【解析】

【分析】

由題可知，放電時，CO?轉化為HCOOH,即C02發生還原反應，故放電時右側電極為正極，左側電極為負極，Zn

發生氧化反應生成Zn(°H)；；充電時，右側為陽極，H?0發生氧化反應生成。2,左側為陰極，Zn(°H)：發生還

原反應生成Zn,以此分析解答。

【詳解】A.放電時，負極上Zn發生氧化反應，電極反應式為：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)：,故人正確，不選；

B.放電時，C02轉化為HCOOH,C元素化合價降低2,貝!JImolCCh轉化為HCOOH時，轉移電子數為2mol,故

B正確，不選；

C.充電時，陽極上H20轉化為02,負極上轉化為Zn,電池總反應為：

2Zn(0H)：=2Zn+0,T+40H+2HO小工施才立

V7422,故C正確，不選；

D.充電時，正極即為陽極，電極反應式為：2H2(D-4e=4H++O2,，溶液中H+濃度增大，溶液中

c(H+)?c(OH)=Kw,溫度不變時，Kw不變，因此溶液中0H-濃度降低，故D錯誤，符合題意;

答案選D。

7.以酚醐為指示劑，用0.1000moLLT的NaOH溶液滴定20.00mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布

系數5隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖所示。[比如A?一的分布系數：

3(A)------------__丁

2

c(H2A)+c(HA)+c(A')]

下列敘述正確的是

A,曲線①代表3(凡A),曲線②代表8(HA-)

1

B.H2A溶液的濃度為0.2000mol-L-

C.HA-的電離常數&=1.0x10-2

D,滴定終點時，溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA)

【答案】C

【解析】

【分析】

根據圖像，曲線①代表的粒子的分布系數隨著NaOH的滴入逐漸減小，曲線②代表的粒子的分布系數隨著NaOH的

滴入逐漸增大；當加入40mLNaOH溶液時，溶液的pH在中性發生突變，且曲線②代表的粒子達到最大值接近1；

沒有加入NaOH時，pH為1,說明H2A第一步完全電離，第二步部分電離，曲線①代表B(HA)曲線②代表

0.1000mol/Lx40mL

2

5(A-),根據反應2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=2x20.00mL=0.1000mol/L,據此分析作答。

【詳解】A.根據分析，曲線①代表B(HA-),曲線②代表3(A”)，A錯誤；

B.當加入40.00mLNaOH溶液時，溶液的pH發生突變，說明恰好完全反應，結合分析，根據反應

0.1000mol/Lx40mL

2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=2x20.00mL=0.1000mol/L,B錯誤；

C.由于H2A第一步完全電離，則HA-的起始濃度為0.1000mol/L,根據圖像，當VNaOH=0時，HA的分布系數為

c(A?c(H+)

0.9,溶液的pH=l,A?-的分布系數為0.1,則HA-的電離平衡常數Ka=c(HA

0.1000mol/LxO.lx0.1000mol/L

0.1000mol/Lx0.9-1x10-2,C正確;

D.用酚酷作指示劑，酚酷變色pH范圍為8.2~10,終點時溶液呈堿性，c(OH)>c(H+),溶液中的電荷守恒為

c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH),則c(Na+)>2c(A2)+c(HA),D錯誤;

答案選C。

【點睛】本題的難點是判斷H2A的電離，根據pH的突變和粒子分布分數的變化確定H2A的電離方程式為

+2+2

H2A=H+A-,HA-H+AO

三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據要求

作答。

(一)必考題：共129分。

8.鋼具有廣泛用途。黏土鋼礦中，鋼以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiCh、

Fe3O4,采用以下工藝流程可由黏土鋼礦制備NH4Vo3。

30%H2SO4NaOHNaOHHC1NH?

濾液①濾餅②濾液③濾液④

酸浸氧化中和沉淀沉淀轉溶調pH沉鈕

II

MnO,濾渣①濾液②濾渣③濾渣④濾液⑤

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+

開始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列問題：

(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是0

⑵“酸浸氧化”中，VO+和VCP+被氧化成v°；,同時還有離子被氧化。寫出VO+轉化為v°；反應的離

子方程式O

(3)“中和沉淀”中，鈕水解并沉淀為V205.XH2°,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、,以及

部分的。

(4)“沉淀轉溶”中，V2°5，xH20轉化為伽酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是。

(5)“調pH”中有沉淀生產，生成沉淀反應的化學方程式是o

(6)“沉鋼"中析出NH4VCh晶體時，需要加入過量NHQ,其原因是0

+

2+++vo22+

【答案】⑴.加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)(2).Fe(3).VO+MnO2+2H=+Mn+H2O(4).

2+3+3+

Mn(5).Fe>Al(6).Fe(OH)3(7).NaAlCh+HCl+HzONaCl+AKOHRJ或Na[Al(0H)41+HC。

NaCl+Al(OH)3i+H2O(8).利用同離子效應，促進NH4VCh盡可能析出完全

【解析】

【分析】

黏土機礦中，鋼以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO?、Fe3O4,用30%H2sO4和

vo+

MnOU酸浸氧化”時VO+和VCP+被氧化成,Fe3C)4與硫酸反應生成的Fe?+被氧化成Fe3+,SiCh此過程中不反

vo+-

應，濾液①中含有2、K+、Mg2+、AF+、Fe3\Mn2\4；濾液①中加入NaOH調節pH=3.0~3.1,鋼水解并

沉淀為V2O5-xH2O,根據表中提供的溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH,此過程中Fe3+部分轉化為Fe(0H)3

沉淀，部分AF+轉化為Al(0H)3沉淀，濾液②中含有K+、Na+、Mg2\Al3\Fe3\Mn2\,濾餅②中含

V2O5XH2O>Fe(0H)3、A1(OH)3,濾餅②中加入NaOH使pH>13,VzC^xH?。轉化為鋼酸鹽溶解，Al(0H)3轉化為

NaA102,則濾渣③的主要成分為Fe(0H)3；濾液③中含機酸鹽、偏鋁酸鈉，加入HC1調pH=8.5,NaAlCh轉化為

A1(OH)3沉淀而除去；最后向濾液④中加入NH4cl“沉鋼”得到NH4Vo3。

【詳解】(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是：升高溫度，加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)，故答案為：

加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)；

(2)“酸浸氧化”中，鋼礦粉中的Fe3CU與硫酸反應生成FeSCU、Fe2(SC>4)3和水，MnCh具有氧化性，Fe?+具有還原性，

+

vo2++2+3+

則VO+和VCP+被氧化成的同時還有Fe2+被氧化，反應的離子方程式為MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O；

vo+

V0+轉化為2時，鋼元素的化合價由+3價升至+5價，lmolVO+失去2moi電子，MnC)2被還原為Md+,Mn元素

的化合價由+4價降至+2價，ImolMnCh得到2moi電子，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，V0+轉化為

+++

vovo2+++vo2

2反應的離子方程式為vO++MnO2+2H+=2+Mn2++HzO,故答案為：Fe,VO+MnO2+2H=

+Mn2++HiO；

(3)根據分析，“中和沉淀”中，機水解并沉淀為V2O5KH2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及

部分的Fe3+、AF+,故答案為：Mn2+,Fe3\Al3+；

(4)根據分析，濾渣③的主要成分是Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；

(5)“調pH”中有沉淀生成，是NaAlCh與HC1反應生成A1(OH)3沉淀，生成沉淀反應的化學方程式是

NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)31或Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)3i+H2O,故答案為：

NaAlC)2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)31或Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)31+H2O?

(6)“沉鋼”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NHKl,其原因是：增大NH4+離子濃度，利用同離子效應，促進

NH4VCh盡可能析出完全，故答案為：利用同離子效應，促進NH4VCh盡可能析出完全。

【點睛】本題以黏土機礦制備NH4VCh的工藝流程為載體，考查流程的分析、物質的分離和提純、反應方程式的書

寫等，解題的關鍵是根據物質的流向分析每一步驟的作用和目的。

9.為驗證不同化合價鐵的氧化還原能力，利用下列電池裝置進行實驗。

回答下列問題：

⑴由FeSO4-7H2。固體配制O.lOmolLTFeSCU溶液，需要的儀器有藥匙、玻璃棒、(從下列圖中選擇，寫

出名稱)。

(2)電池裝置中，鹽橋連接兩電極電解質溶液。鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發生化學反應，并且電遷移率

(廣)應盡可能地相近。根據下表數據，鹽橋中應選擇作為電解質。

co2Q8^2.-l.y-l)

陽離子uxms陰離子U°°x1sT?)

Li+4.07HCO；4.61

Na+5.19NO；7.40

Ca2+6.59c「7.91

K+7.62sot8.27

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極?？芍}橋中的陽離子進入電極溶液中。

(4)電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02moLLT。石墨電極上未見Fe析出?？芍姌O

溶液中c(Fe2+)=o

(5)根據(3)、(4)實驗結果，可知石墨電極的電極反應式為,鐵電極的電極反應式為o因此，驗證了

Fe2+氧化性小于,還原性小于。

⑹實驗前需要對鐵電極表面活化。在FeSCU溶液中加入幾滴Fe2(SC>4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面

被刻蝕活化。檢驗活化反應完成的方法是o

【答案】⑴.燒杯、量筒、托盤天平(2).KC1(3).石墨(4).0.09mol/L(5).Fe3++e-=Fe2+(6).Fe-2e=Fe2+(7).

Fe3+(8).Fe(9).取活化后溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，若溶液不出現血紅色，說明活化反應完成

【解析】

【分析】

(1)根據物質的量濃度溶液的配制步驟選擇所用儀器；

(2)~(5)根據題給信息選擇合適的物質，根據原電池工作的原理書寫電極反應式，并進行計算，由此判斷氧化性、還

原性的強弱；

(6)根據刻蝕活化的原理分析作答。

【詳解】⑴由FeSCUIHzO固體配制0.10molL」FeS04溶液的步驟為計算、稱量、溶解并冷卻至室溫、移液、洗

滌、定容、搖勻、裝瓶、貼標簽，由FeSO4-7H2O固體配制0.10mo〕L」FeS04溶液需要的儀器有藥匙、托盤天平、

合適的量筒、燒杯、玻璃棒、合適的容量瓶、膠頭滴管，故答案為：燒杯、量筒、托盤天平。

(2)Fe2\Fe3+能與反應，Ca?+能與反應，FeSCU、Fe^SOS都屬于強酸弱堿鹽，水溶液呈酸性，酸性條

件下N°3能與Fe2+反應，根據題意“鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質發生化學反應”，鹽橋中陰離子不可以選擇

HC03、NO3,陽離子不可以選擇Ca2+,另鹽橋中陰、陽離子的遷移率(u-)應盡可能地相近，根據表中數據，

鹽橋中應選擇KC1作為電解質，故答案為：KCL

(3)電流表顯示電子由鐵電極流向石墨電極，則鐵電極為負極，石墨電極為正極，鹽橋中陽離子向正極移動，則鹽橋

中的陽離子進入石墨電極溶液中，故答案為：石墨。

(4)根據(3)的分析，鐵電極的電極反應式為Fe-2e-=Fe2+,石墨電極上未見Fe析出，石墨電極的電極反應式為Fe3++y

=Fe2+,電池反應一段時間后，測得鐵電極溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L,根據得失電子守恒，石墨電極溶液中

c(Fe2+)增加0.04mol/L,石墨電極溶液中c(Fe?+)=0,05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L,故答案為：0.09mol/L。

(5)根據(3)、(4)實驗結果，可知石墨電極的電極反應式為Fe3++e-=Fe2+,鐵電極的電極反應式為Fe-2e=Fe2+；電池總

反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+,根據同一反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產物、還原劑的還原性強于還原產物，則驗證

3+2+2+3+

了Fe?+氧化性小于Fe3+,還原性小于Fe,故答案為：Fe+e-=Fe,Fe-2e-=Fe,Fe,Fe。

(6)在FeSCU溶液中加入幾滴Fe2(SO4)3溶液，將鐵電極浸泡一段時間，鐵電極表面被刻蝕活化，發生的反應為Fe+

Fe2(SO4)3=3FeSO4,要檢驗活化反應完成，只要檢驗溶液中不含Fe3+即可，檢驗活化反應完成的方法是：取活化后

溶液少許于試管中，加入KSCN溶液，若溶液不出現血紅色，說明活化反應完成，故答案為：取活化后溶液少許于

試管中，加入KSCN溶液，若溶液不變紅，說明活化反應完成。

【點睛】本題的難點是第(2)題鹽橋中電解質的選擇和第(6)實驗方法的設計，要充分利用題給信息和反應的原理解

答。

j_

10.硫酸是一種重要的基本化工產品，接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+2o2(g)

機催化劑

SO3(g)AH=-98kJ-mol-^回答下列問題：

⑴鋼催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5G)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4G)的熱化學方程式為：

Tv2o4(s)+so3(g)

1

'"^\\|Atf2=-24kJ-mol'

能+SO3(g)⑸+S()2(g)

△H=-399kJI.mol-'

?___________\2VOSO4(8)

反應過程

⑵當SO2(g)、Ch(g)和N2(g)起始的物質的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強

下，SO2平衡轉化率a隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550℃時的a=,判斷的依據是

o影響a的因素有o

⑶將組成(物質的量分數)為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反

應。平衡時，若SO2轉化率為a,則SO3壓強為,平衡常數Kp=(以分壓表示，分壓=總壓x

物質的量分數)。

a

⑷研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：v=k(a-l)°-8(l-na')o式中：k為反應速率常數，隨溫度t升高而增

大；a為SO2平衡轉化率，a'為某時刻SC)2轉化率,n為常數。在檀=0.90時，將一系列溫度下的k、a值代入上述速

率方程，得到v~t曲線，如圖所示。

t/℃

曲線上V最大值所對應溫度稱為該a，下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，V逐漸提高；t>tm后，V逐漸下降。原因是

1

【答案】⑴.2V2O5(S)+2so2(g”2VOSO4(S)+V2O4(S)AH=-351kJ-mol(2).0.975(3).該反應氣體分子數減

少，增大壓強，a提高。所以，該反應在550℃、壓強為5.0MPa>2.5MPa=pz的，所以m=5.0MPa(4).反應物

a

2ma.(l-6r)15|mp|

(N2和。2)的起始濃度(組成)、溫度、壓強(5).100-ma⑹.1100-加(7).升高溫度，左

增大使v逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。當k增大對V的提高大于a引起的降低；當上增大對v

的提高小于a引起的降低

【解析】

【分析】

根據蓋斯定律，用已知的熱化學方程式通過一定的數學運算，可以求出目標反應的反應熱；根據壓強對化學平衡的

影響，分析圖中數據找到所需要的數據；根據恒壓條件下總壓不變，求出各組分的分壓，進一步可以求出平衡常

數；根據題中所給的速率公式，分析溫度對速率常數及二氧化硫的轉化率的影響，進一步分析對速率的影響。

【詳解】⑴由題中信息可知：

￡

@SO2(g)+2O2(g)-SO3(g)AH=-98kJmol-1

1

@V2O4(s)+SO3(g)-V2O5(s)+SO2(g)AH2=-24kJ-mol

@V2O4(s)+2SO3(g)-2VOSO4(s)AHi=-399kTmoE

根據蓋斯定律可知，③-②2得2V2O5(s)+2SC)2(g)w2VosO4(s)+V2C)4(s),則AH=2AH2=(-399k/moE)-(-

24kJ-moF)2=-351kJmol4,所以該反應的熱化學方程式為：2V2。5缶)+2SC)2(g戶2VosC)4(s)+V2O4G)-351

kJ-mol1；

￡

(2)SO2(g)+2o2(g)^SO3(g),該反應是一個氣體分子數減少的放熱反應，故增大壓強可以使化學平衡向正反應方向

移動。因此，在相同溫度下，壓強越大，S02的平衡轉化率越大，所以，該反應在550℃、壓強