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2020年普通高等学校招生统一考试
化学卷(四)
(分值:100分,建议用时:90分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 K 39 Fe 56
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45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.化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述中正确的是( )
A.切开的苹果和纸张久置在空气中变黄原理一致
B.铁制品和铜制品均能发生吸氧和析氢腐蚀
C.高温加热和“84”消毒液均可杀死禽流感病毒
D.误食重金属盐引起人体中毒,可饮用大量的食盐水解毒
C [A项,切开的苹果变黄是发生氧化反应,纸张久置变黄是经SO2漂白后生成的无色物质分解导致,原理不一致,错误;B项,铜没有氢活泼,不能发生析氢腐蚀,错误;C项,高温加热和“84”消毒液均能使蛋白质变性,可杀死禽流感病毒,正确;D项,食盐水不能与重金属离子发生反应,所以误食重金属盐不能用食盐水解毒,错误。]
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.25 ℃时,向1 L 0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液中加入氨水至溶液呈中性,则溶液中NH的数目为0.1NA
B.常温下,0.1 mol 环氧乙烷()共有0.3NA个共价键
C.标准状况下,2.24 L NO与1.12 L O2混合后的气体分子数为0.1NA
D.含有0.2NA个阴离子的Na2O2与CO2完全反应,转移0.4NA个电子
A [根据电荷守恒可知n(NH)=n(Cl-)=0.1 mol,A正确;常温下,每个环氧乙烷含有7个共价键,所以0.1 mol 环氧乙烷()共有0.7NA 个共价键,B错误;标准状况下,2.24 L NO与1.12 L O2 混合后生成2.24 L二氧化氮,但二氧化氮能生成四氧化二氮,所以气体分子数小于0.1NA,C错误;含有0.2NA个阴离子的Na2O2的物质的量为0.2 mol,与CO2完全反应,转移0.2NA个电子,D错误
。]
3.下列说法错误的是( )
A.H2O2使氯水浅黄绿色褪去,体现了H2O2的漂白性
B.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
C.向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入过量的CO2,可以得到两种沉淀
D.浓硫酸和蔗糖混合加热,产生的气体通入足量酸性KMnO4溶液中,气体不可能完全被吸收
[答案] A
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液:NO、Na+、Cl-、CO
B.中性溶液中:Al3+、Fe3+、NO、SO
C.水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液:SO、NH、NO、Cl-
D.pH=12的溶液:Na+、NO、S2-、SO
D [Fe3+能与CO发生相互促进的水解反应,A错误。Fe3+、Al3+均能发生水解反应使溶液呈酸性,B错误。水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,SO不能大量存在于酸性溶液中,NH不能大量存在于碱性溶液中,C错误。pH=12的溶液呈碱性,所给四种离子互相不反应且均可大量共存,D正确。]
5.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下所示。下列关于海带制碘的说法不正确的是( )
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A.实验室也可以用酒精代替CCl4萃取碘水中的I2
B.向滤液中加入稀硫酸和双氧水发生的反应为2H++H2O2+2I-===2H2O+I2
C.向碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.实验室剪碎干海带用酒精湿润,放在坩埚中灼烧至完全变成灰烬
A [酒精与水互溶,因而不能代替CCl4作萃取剂,A错误。
双氧水具有氧化性,能将碘离子氧化为碘单质,B正确。淀粉遇碘单质变蓝,C正确。剪碎干海带用酒精湿润便于灼烧,灼烧海带应在坩埚中进行,D正确。]
6.由分子式为C5H12O的醇在浓硫酸加热的条件下发生消去反应得到的烯烃有(不含立体异构)( )
A.5种 B.6种
C.7种 D.8种
A [分子式为C5H12O的醇发生消去反应得到分子式为C5H10的烯烃,该烯烃的同分异构体共有5种:
CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、
CH2===CHCH(CH3)2、CH3CH===C(CH3)2、
。]
7.图甲表示的是H2O2分解反应进程中的能量变化。在不同温度下,分别向H2O2溶液(20 g·L-1)中加入相同体积且物质的量浓度均为0.5 mol·L-1的不同溶液,反应中H2O2浓度随时间的变化如图乙所示。从图中得出的结论不正确的是( )
图甲 图乙
A.H2O2的分解反应为放热反应
B.断裂共价键所需的能量:2×E(O—O)250 ℃,根据v=k·c(NO2)·c(CO)可知,反应速率变为原来的2倍,C项错误;当温度低于250 ℃时,根据v=k·c2(NO2)可知,一定温度下,反应速率只与c(NO2)有关,改变CO的浓度,反应速率基本不变,D项正确。 ]
9.下列离子方程式书写错误的是( )
A.侯氏制碱法中NaHCO3的制备:Na++NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH
B.向FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2:2Fe3++Ba2++SO2+2H2O===BaSO4↓+2Fe2++4H+
C.向FeCl2溶液中滴加NaHCO3溶液:Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O
D.少量过氧化钠溶于水:2O+2H2O===4OH-+O2
D [侯氏制碱法中发生反应:NH3+NaCl+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,由于NaHCO3的溶解度小,能够从溶液中析出,故书写离子方程式时NaHCO3写化学式,A项正确;向该混合溶液中通入SO2,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+、Ba2++SO===BaSO4↓,两个反应相加可得总反应,B项正确;向FeCl2溶液中滴加NaHCO3溶液,HCO存在电离平衡HCOH++CO,Fe2+与CO结合为FeCO3沉淀,c(CO)减小,促使HCO的电离平衡正向移动,c(H+)增大,HCO与H+反应生成H2O、CO2,C项正确;少量过氧化钠与水反应:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,D项错误。]
10.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.三聚氰胺()是一种含氮量很高的有机物,具有很高的营养价值
B.最多能与4 mol NaOH反应
C.2甲基丙烯的核磁共振氢谱中有两个峰,且峰面积之比为3∶1
D.分子式为C4H4的有机物,分子结构中一定含有双键或叁键
C [三聚氰胺常用作化工原料,其对身体有害,属于致癌物质,A项错误;与3 mol NaOH发生水解反应生成和1 mol HOCH2COONa,酚羟基能与NaOH溶液反应,但醇羟基不能与NaOH溶液反应,故1 mol 最多能与5 mol NaOH反应,B项错误;2甲基丙烯的结构简式为,分子中含有两种类型的氢原子,个数比为3∶1,故核磁共振氢谱中有两个峰,峰面积之比为3∶1,C项正确;分子式为C4H4的有机物可以为,其分子结构中不含碳碳双键或碳碳叁键,D项错误。]
11.已知反应:As2S3+HNO3+X―→H3AsO4+H2SO4+NO↑,下列关于该反应的说法不正确的是( )
A.X为H2O
B.参加反应的HNO3全部被还原
C.氧化产物为H2SO4和H3AsO4
D.生成1 mol H3AsO4转移2 mol e-
[答案] D
12.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。金属W是制备手机电池的常用材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y
是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的s电子与p电子数目之比为3∶5。下列说法正确的是( )
A.金属W既能与酸反应,又能与碱反应
B.X、Z形成的化合物为离子化合物
C.Z原子的价电子排布式为3s23p4
D.元素X与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物只有两种
C [根据金属W是制备手机电池的常用材料可知,W为Li;由X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍可知,X为C;根据元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素可知,Y为Al;由Z原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p4,Z为S。]
13.某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如下图所示,下列说法正确的是( )
A.装置A气密性的检查方法,直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好
B.装置B中盛放硅胶,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音判断气体纯度
D.装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2
C [检查A装置气密性时,应先关闭活塞K1,再加水检查,A错误;B装置应盛碱石灰吸收H2O(g)和HCl,B错误;Cu与浓硫酸反应制取SO2时需加热,D错误。]
14.工业上氟气可作为火箭燃料中的氧化剂,氟单质的制备通常采用电解法。已知:KF+HF===KHF2,电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和无水氟化氢的混合物制备F2的装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.钢电极与电源的负极相连
B.电解过程中需不断补充的X是KF
C.阴极室与阳极室必须隔开
D.氟氢化钾在氟化氢中可以电离
B [根据装置图,KHF2中氢元素显+1价,钢电极上析出H2,表明钢电极上发生得电子的还原反应,即钢电极是电解池的阴极,钢电极与电源的负极相连,A正确;根据装置图,逸出的气体为H2和F2,说明电解质无水溶液中减少的是氢和氟元素,因此电解过程需要不断补充的X是HF,B错误;阳极室生成氟气,阴极室产生H2,二者接触发生剧烈反应甚至爆炸,因此必须隔开防止氟气与氢气接触,C正确;由氟氢化钾的氟化氢无水溶液可以导电,可推知氟氢化钾在氟化氢中发生电离,D正确。]
15.常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的CuCl2溶液中滴加0.1 mol·L-1的Na2S溶液,滴加过程中溶液中-lg c(Cu2+)随滴入的Na2S溶液体积的变化如图所示(忽略滴加过程中的温度变化和溶液体积变化)。下列叙述正确的是( )
A.常温下Ksp (CuS)的数量级为10-35
B.c点溶液中水的电离程度大于a点和d点溶液
C.b点溶液中c(Na+)=2c(Cl-)
D.d点溶液中c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+)
D [根据图像,V=10 mL时,二者恰好完全反应生成CuS沉淀,CuSCu2
++S2-,平衡时c(Cu2+)=c(S2-)=10-17.6 mol·L-1,则Ksp(CuS)=c(Cu2+)c(S2-)=10-17.6 mol·L-1×10-17.6 mol·L-1=10-35.2,Ksp(CuS)的数量级为10-36,A错误;Cu2+单独存在或S2-单独存在均会水解,水解促进水的电离,c点时恰好形成CuS沉淀,溶液中含有氯化钠,此时水的电离程度最小,c点溶液中水的电离程度小于a点和d点溶液,B错误;根据图像,b点时钠离子的物质的量为0.1 mol·L-1×0.005 L×2=0.001 mol,氯离子的物质的量为0.1 mol·L-1×0.01 L×2=0.002 mol,则c(Cl-)=2c(Na+),C错误;d点溶液中NaCl和Na2S的浓度之比为2∶1,且溶液显碱性,因此c(Na+)>c(Cl-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+),D正确。]
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(10分)丙酰氯(CH3CH2COCl)是香料、医药、农药的重要中间体,制备丙酰氯的反应原理为3CH3CH2COOH+PCl33CH3CH2COCl+H3PO3。实验小组设计如下实验制备丙酰氯,然后测定产率。
已知:相关数据如下表所示:
物质
密度/ g·mL-1
沸点/℃
性质
CH3CH2COOH
0.99
141
易溶于水、乙醇、乙醚
PCl3
1.57
76.1
与水剧烈反应,溶于乙醇、乙醚
CH3CH2COCl
1.06
80
与水和乙醇剧烈反应,溶于乙醚
H3PO3
1.65
200(分解)
白色晶体,易溶于水和乙醇,易被氧化
图1 图2
回答下列问题:
(1)仪器A的作用为_________________________________________。
(2)用图1所示装置制备CH3CH2COCl。
①向三颈瓶中加入18.5 mL CH3CH2COOH,通入一段时间N2,加入8.7 mL
PCl3。通入一段时间N2的作用为
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
②水浴加热,其优点为
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③充分反应后,停止加热,冷却至室温。
(3)将三颈瓶中的液体小心转移入图2所示装置中,进行初步分离。
①仪器B的名称为________。冷凝管的出水口为______(填“a”或“b”)。
②若最终所得CH3CH2COCl的体积为18.0 mL,则CH3CH2COCl的产率为________(保留三位有效数字)。
③C的作用为________________________;若无C,将导致所测CH3CH2COCl的产率________(填“偏高”或“偏低”)。
[解析] (1)由信息知,仪器A的作用为冷凝回流反应物和生成物,增大产率。
(2)①由表中信息知,PCl3和CH3CH2COCl易与水反应,故通入一段时间N2的作用为排尽装置中的空气,防止水蒸气与PCl3和CH3CH2COCl反应。
②水浴加热可使反应物受热均匀,容易控制温度。
(3)①由装置图知,仪器B的名称为蒸馏烧瓶。冷凝管应下口进水上口出水。
②18.5 mL CH3CH2COOH的物质的量为0.247 5 mol,8.7 mL PCl3的物质的量为0.099 3 mol,由反应方程式可知,PCl3过量。CH3CH2COCl的理论产量为0.247 5 mol;实际产量为18.0 mL,物质的量为0.206 27 mol,则CH3CH2COCl的产率为83.3%。
③由信息知,CH3CH2COCl易水解,故C的作用为防止空气中的水蒸气进入使CH3CH2COCl水解。若无C,将导致所测CH3CH2COCl的产率偏低。
[答案] (1)冷凝回流反应物和生成物,增大产率
(2)①排尽装置中的空气,防止水蒸气与PCl3和CH3CH2COCl反应
②使反应物受热均匀,容易控制温度
(3)①蒸馏烧瓶 b
②83.3%
③防止空气中的水蒸气进入使CH3CH2COCl水解 偏低
17.(12分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列问题:
(1)过滤用到的玻璃仪器有漏斗________。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在________范围内。
(3)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH) 聚合离子,该水解反应的离子方程式为_______________________________。
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为________。
A.氯水 B.KSCN溶液
C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
(6)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:
准确量取20.00 mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pHO>S>K O (2)①sp2 直线型 ② 草酸分子间能形成更多氢键 ③2∶1 (3)12
20.(11分)某有机物F()在自身免疫性疾病的治疗中有着重要的应用,工业上以乙烯和芳香族化合物B为基本原料制备F的路线图如下:
(1)E→F的反应类型为________,B的结构简式为________,若E的名称为咖啡酸,则F的名称是________。
(2)写出D与NaOH溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)E有多种同分异构体,符合下列条件的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱有6个峰的物质的结构简式为________。
①能发生水解反应、银镜反应且1 mol该物质最多可还原出4 mol Ag
②遇FeCl3溶液发生显色反应
③分子中没有甲基,且苯环上有2个取代基
(4)以乙烯为基本原料,设计合成路线合成2丁烯酸,写出合成路线:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
(其他试剂任选)。
[解析] 由C的结构简式、反应信息知,A、B中均含有醛基,再结合乙烯与A的转化关系知,A是乙醛,B是,由C转化为D的反应条件知,D为,由E的分子式、F的结构式及反应条件知,E为,由E、F之间的关系知Y是乙醇,由酯的命名方法知F的名称为咖啡酸乙酯;
(3)由②知分子中含有苯环且苯环上连接羟基;由①及分子中氧原子数目知分子中含有一个—CHO、一个HCOO—,苯环上有2个官能团:
,苯环上有3种不同的位置关系,故共有3种同分异构体,其中核磁共振氢谱有6个峰的物质的结构简式为。
[答案] (1)酯化反应或取代反应