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2018 年福建省高三毕业班质量检查测试 化学答案解析版
7．下列各组物质中，均属于硅酸盐工业产品的是
A．陶瓷、水泥 B．水玻璃、玻璃钢
C．单晶硅、光导纤维 D．石膏、石英玻璃
【答案】A
【命题立意】玻璃、陶瓷、水泥等硅酸盐工业产品是传统的无机非金属材料。本题从物质分 类角度，考查学生对传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的辩识、再现 水平。引导学生关注化学与材料的关系，关注化学在生产、生活中的应用。
【解题思路】陶瓷、水泥是传统的硅酸盐材料，A 正确；水玻璃是硅酸钠的水溶液，玻璃钢 是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料，B 错误；单晶硅是 硅单质的一种晶体，光导纤维属于氧化物，C 错误；石膏是硫酸盐，石英玻璃 的主要成分是二氧化硅，D 错误。
8．唐代苏敬《新修本草》有如下描述：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃。陶及今 人谓之石胆，烧之赤色，故名绛矾矣。”“绛矾”指
A．硫酸铜晶体 B．硫化汞晶体 C．硫酸亚铁晶体 D．硫酸锌晶体
【答案】C
【命题立意】本题取材于唐代苏敬编撰的《新修本草》，旨在弘扬中华优秀传统文化，体现 化学学科的育人价值。文中，“瑠璃”指一种宝石或上釉的陶器，“陶”指南 朝梁时期的著名医学家陶弘景（《本草经集注》编者），“绛”为红色。试题考 查学生在新情境中获取有效信息并与已学化学知识整合的能力。
【解题思路】题干中的有效信息是三个关键词：本来绿色、正如瑠璃、烧之赤色。硫酸铜晶 体为蓝色，A 错误；硫化汞晶体呈红色，在空气中焙烧生成汞和二氧化硫，B 错误；硫酸亚铁晶体显绿色，俗名绿矾，加热发生分解反应的化学方程式 为:2FeSO4﹒7H2O =Fe203 + S02↑ + S03↑ + 14H2O，得到红色氧化铁，C 正确； 硫酸锌晶体为白色，D 错误。
9．据《Chem Commun》报导，Marcel Mayorl 合成的桥连多环烃（），拓展了人工 合成自然产物的技术。下列有关该烃的说法正确的是
A．不能发生氧化反应 B．一氯代物只有 4 种
C．分子中含有 4 个五元环 D．所有原子处于同一平面
【答案】C
【命题立意】《Chem Commun》为国际权威化学杂志《化学通讯》。本题取材于由其报导的一 篇文章，意在引导学生关注化学最新研究成果，培养学生的化学情怀。试题给 出桥连多环烃的结构图，通过检测烃的结构、性质、同分异构现象等必考有机
问题，考查考生的空间想象能力。
【解题思路】烃的燃烧属于氧化反应，A 错误； 为对称结构，其一氯代物有 5 种，B 错误；该烃分子中含有 4 个五元环，3 个六元环，C 正确；该分子为立体结构， 所有原子不可能处于同一平面，D 错误。
10．下列实验操作或说法正确的是
A．提纯氯气，可将气体依次通过饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸的洗气瓶
B．碳酸钠溶液可贮存在带玻璃塞的磨口试剂瓶中
C．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液
D．用新制氢氧化铜悬浊液可以鉴别乙酸、葡萄糖、淀粉 3 种溶液
【答案】D
【命题立意】本题是常见物质提纯、保存、检验及鉴别等实验知识方面的试题。知识点多、 信息量大，重点检测中学化学实验基本技能、基础知识、实验基本能力。
【解题思路】氯气会与饱和碳酸氢钠溶液反应，A 错误；碳酸钠溶液呈碱性，与玻璃中二氧 化硅反应生成水玻璃（硅酸钠），致使瓶塞粘结，B 错误；焰色反应的火焰呈 黄色，说明溶液中含有钠元素，可能是钠盐溶液，也可能是钠的其它化合物（如 氢氧化钠）的溶液，C 错误；新制氢氧化铜悬浊液与乙酸、葡萄糖、淀粉 3 种 溶液反应的现象不同，D 正确。
11．位于 3 个不同短周期的元素 a、b、c、d、e，原子序数依次增大。其中，b、d 同主族， d 元素最高与最低化合价的代数和等于 4，c 原子最外层电子比 b 原子次外层电子多 1 个。下列判断错误的是
A．a、b、c 的简单离子半径依次增大
B．a、b、c 形成的化合物既溶于强酸又溶于强碱 C．b 的氢化物的氧化性可能比 e 的强
D．d 的最高价氧化物的水化物是强
【答案】A
【命题立意】本题从元素在周期表中位置、元素性质及原子结构切入，主要考查考生对元素 周期表、元素周期律、原子结构、离子结构、元素及其化合物性质之间关系等
知识的理解与运用，重点考查考生是否对已学知识融会贯通及分析、推理的能 力。要求学生熟练掌握元素周期表特别是短周期主族元素知识，能理解和运用 元素“位－构－性”关系，对元素的原子半径、简单离子半径、相关化合物水 溶液的酸碱性、气态氢化物的热稳定性等做出正确判断。
【解题思路】d 元素最高与最低化合价的代数和等于 4，d 为ⅥA 族短周期元素，b 与 d 同主 族且原子序数 b＜d，b 为 O 元素、d 为 S 元素；c 原子最外层电子比 b 原子次 外层电子多 1 个，c 为 Al 元素，则 a 位于第 1 周期为 H 元素，e 为 Cl 元素。
电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，故 Al3+＜ O2-，A 错误；氢 氧化铝有两性，B 正确；H2O2 氧化性比 HCl 强，C 正确；H2SO4 是强酸，D 正确。
12．某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2 光电极能使电池在太阳光照下充 电，充电时 Na2S4 还原为 Na2S。下列说法错误的是
A．充电时，太阳能转化为电能，电能又转化为化学能
B．放电时，a 极为负极
3
C．充电时，阳极的电极反应式为 3I－－2e－= I －
D．M 是阴离子交换膜
【答案】D
【命题立意】本题给出了某新型水系钠离子电池的物质转换、电池结构等信息，内容丰富、 图文并茂。检测学生利用电解池及原电池工作原理分析和了解光电转化电池中 充、放电过程的电子转移、离子迁移、化学反应和能量转换等电化学知识，考 查学生获取信息并与已有知识融合、重组，在陌生情境中分析问题和解决问题 的能力。
【解题思路】当 K1 打开 K2 闭合，TiO2 光电极电池在太阳光照下充电时，TiO2 光电极受光 激发产生电子，电子通过外电路传到电池的负极可使 Na2 S4 还原为 Na2 S， 正极发生 NaI 氧化为 NaI3 的反应。所以， 能量转换是太阳能转化为电能， 电能又转化为化学能，A 正确；当 K2 打开 K1 闭合时，该电池放电时，Na2S 氧 化为 Na2S4、NaI3 还原为 NaI，故电极 a 为电池的负极。B 正确；充电时，a
2 - - 2－ －
电极为阴极，电极反应式为 S4
+2e =S
，b 电极为阳极，电极反应式为 3I
－2e-= I －。C 正确；电池充放电过程中，S 2 -与 S2－的相互转化在 a 极区进
3 4
3
行，I－与 I －的相互转化在 b 极区进行，电解质溶液中 Na+的移动构成闭合 回路，故， M 应为阳离子交换膜，D 正确。
2 － － 2－ －
电池总反应式为 S4
+3I S
+ I3 。
13．常温下，用 0.1mol·L−1NaOH 溶液滴定新配制的 25.0mL 0.02 mol·L−1 FeSO4 溶液，应用 手持技术测定溶液的 pH 与时间（t）的关系，结果如右图
所示。下列说法错误的是
2
A．ab 段，溶液中发生的主要反应：H+ + OH－=H O
B．bc 段，溶液中 c(Fe2+) >c(Fe3+)> c(H+) >c(OH－)
2－ －
C．d 点，溶液中的离子主要有 Na+、SO4
、OH
D．滴定过程发生了复分解反应和氧化还原反应
【答案】B
【命题立意】本题取材于《化学教育（中英文）》2018 年第 3 期发表的论文“硫酸亚铁及氯 化铁与硫酸亚铁混合溶液与氢氧化钠溶液反应的沉淀 pH 曲线的测定及分
析”。以这一实验研究的部分结论为载体，围绕物质的配制、元素的性质、溶 液状态的分析、滴定的原理及实验数据的处理等，通过滴定过程溶液的 pH 与 时间（t）的关系进行问题设计，考查学生获取图像信息和数据，进行分析问 题和解决问题的能力。
4
2
4
【解题思路】由曲线 a 点 pH＝2.4 可知，新配制的 25.0mL 0.02 mol·L−1 FeSO 溶液中含一 定量硫酸，ab 段曲线上升平缓，推知 ab 段发生的主要反应为 H+ + OH－=H O， Ａ正确；bc 段，溶液中 c(H+)一定大于 c(Fe3+)，B 错误；d 点 pH=11.72，表示 滴定反应已完全结束，此时溶液含有硫酸钠溶液与过量的氢氧化钠溶液，故， 溶液中的离子主要有 Na+、SO 2-、OH-，C 正确；滴定过程中发生的反应有酸碱 中和反应、硫酸亚铁与氢氧化钠的复分解反应、氢氧化亚铁与氧气的氧化还原 反应，D 正确。
26．（14 分）
检测明矾样品（含砷酸盐）中的砷含量是否超标，实验装置如下图所示（夹持装置已略去）。
【实验 1】配制砷标准溶液
① 取 0.132g As2O3，用 NaOH 溶液完全溶解后，配制成 1L Na3AsO3 溶液（此溶液 1mL
相当于 0.10mg 砷）；
② 取一定量上述溶液，配制 1L 含砷量为 1mg•L-1 的砷标准溶液。
（1）步骤①中，必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有 。步骤②需取用 步骤①中 Na3AsO3 溶液 mL。
【实验 2】制备砷标准对照液
①往 A 瓶中加入 2.00 mL 砷标准溶液，再依次加入一定量的盐酸、KI 试液和 SnCl2
溶 液，室温放置 10min，使砷元素全部转化为 H3AsO3。
②往 A 瓶中加入足量锌粒（含有 ZnS 杂质），立即将塞上装有乙酸铅棉花的导气管 B， 并使 B 管右侧末端插入比色管 C 中银盐吸收液的液面下，控制反应温度 25～40℃。45min 后，生成的砷化氢气体被完全吸收， Ag+被还原为红色胶态银。
③取出 C 管，向其中添加氯仿至刻度线，混匀，得到砷标准对照液。
（2）乙酸铅棉花的作用是 。
（3）完成生成砷化氢反应的离子方程式：
Zn + H3AsO3 + H+ == （ ）+ Zn2++ （ ）
（4）控制 A 瓶中反应温度的方法是 ；反应中，A 瓶有较多氢气产生，氢气除 了搅拌作用外，还具有的作用是 。
（5）B 管右侧末端导管口径不能过大（一般为 1mm），原因是 。
【实验 3】判断样品中砷含量是否超标
称取 a g 明矾样品替代【实验 2】①中“2.00 mL 砷标准溶液”，重复【实验 2】后续操 作。将实验所得液体与砷标准对照液比对，若所得液体的颜色浅，说明该样品含砷量未超标， 反之则超标。
（6）国标规定砷限量为百万分之二（质量分数），则 a 的值为 。
【答案】（1）1000 mL 容量瓶、胶头滴管；10.0 （2）除去 H2S 气体
3 3
（3）3Zn + H AsO + 6H+
= AsH ↑ + 3Zn2+
+ 3H2O
3
（4）水浴加热；将 AsH3 气体完全带入 C 管
（5）增大反应接触面积，使 AsH3 气体被充分吸收，确保形成胶态银
（6）1.0
【试题背景】本实验将古氏试砷法与现代的检测手段相结合,用于半定性地检测药品中砷含 量是否超标，具有准确、灵敏度较高、试剂毒性小等特点。
1．原理 试样经消化后，高价砷被碘化钾、氯化亚锡还原为三价砷后，继续被锌粒和酸 反应产生的新生态氢还原生成砷化氢，砷化氢经银盐溶液吸收后，形成红色胶 态物，与标准参照溶液比色，判断砷含量是否超标。 2．实验用品的作用及实验要点
①KI-SnCl2 的作用：交替还原作用
2
首先将 AsV 还原成 AsIII，生成的 I 再被还原成 I－，后者与反应生成的 Zn2+形成 稳定配离子，有利于持续平稳生成 AsH3；SnCl2 和 KI 还可抑制某些元素（如锑） 的干扰。主要反应有：
3- － + 3-
3- 2+ +
3- 4+
AsO4
＋2I
＋2H ＝AsO3
＋I2＋H2O；AsO4
＋Sn
＋2H ＝AsO3
＋Sn
＋H2O；
2+ －
4+ － 2+ 2-
I2＋Sn
＝2I
＋＋Sn
；4I
＋Zn
＝[ZnI4]
②Zn 的作用：其一，作还原剂，使 H3AsO3 还原为 AsH3；其二，与酸生成氢气， 使生成的微量 AsH3 完全带入吸收液中。此时，SnCl2 与 Zn 反应生成锌锡齐，可 使 H2 均匀而连续发生。
③Pb(Ac)2 棉的作用：消除试剂中可能含有的硫化物的影响。 S2-＋2H+＝H S↑；H S＋Pb(Ac) ＝PbS↓＋2HAc
2 2 2
④银盐吸收液的作用：银盐吸收液由二乙氨基二硫代甲酸银与三乙醇胺和氯仿 溶液组成，可与 AsH3 作用生成红色胶态银。
⑤毛细导气管的作用：当银胶粒的半径为 25～35nm 时,则溶胶呈红色；若半径 更大则以黑色银粒析出并附着在导气管表面上。因此，“中华人民共和国生活 饮用水标准分析法”测砷时, 对毛细导气管的长度和内径作严格要求。
⑥水浴加热的作用：将反应温度控制在 25～40℃，以免反应过激或过缓。
【命题立意】化学是一门以实验为基础的自然科学，化学研究与化学学科的发展均离不开实 验。掌握实验的方法以及完成化学实验所必需的技能，是学好化学的关键。化
学又是一门实用性、创造性的科学，与医药、环境等多学科交叉，很大程度地 改变了世界。本题素材来源于“中华人民共和国生活饮用水标准分析法”，根 据高考实验题的特点，将测砷实验分解成实验 1、实验 2、实验 3 三个部分， 简化了操作步骤并进行相关设问。乍看很陌生、很复杂，但标准溶液的配制、 制气装置及除杂方法、氧化还原反应原理却是中学化学的重要内容，本题可有 效考查学生的化学实验探究能力。
【实验 1】以配制砷标准溶液为背景，涉及溶液配制、稀释、数据处理等方面 的考查，题干中浓度之表示方法与中学所学不同，意在检测学生知识迁移及数 据处理能力。
【实验 2】以制备砷标准对照液为背景，围绕固-液常温制气装置的识别、气 体的除杂方法、氧化还原反应原理、离子方程式书写、加热方法、问题讨论、 数据处理等多方面设问，既考查了化学实验的仪器、操作、技能等基本知识， 还考查了学生实验探究能力和综合分析能力。 第（2）小题检测乙酸铅用于吸收 H2S 的作用。要求学生根据题干信息及制气 原理，准确判断对实验有干扰作用的杂质成分，综合推理得出正确答案，意在 检测学生获取、处理信息的能力与迁移能力。 第（3）小题检测生成砷化氢反应的离子方程式，意在考查学生关于元素周期 表、氧化还原反应、离子方程式等基础知识。
第（4）小题，第 1 问检测加热方法；第 2 问检测氢气在实验中的作用，意在 考查学生知识的迁移能力及思维的缜密性与深刻性。 第（5）小题，检测毛细导气管的作用，意在考查学生观察陌生情景、陌生仪 器，通过类推、分析、迁移，得出正确结论的能力。
【实验 3】以检测明矾样品（含砷酸盐）中的砷含量是否超标为背景，考查学 生整合信息的能力和化学实验数据处理的能力。 化学实验题从熟悉走向陌生、从定性走向定量，是命题的一种走向。如此命题， 不仅全面考查了考生在解决实验问题过程中观察能力的全面性、判断问题的准 确性、思维的缜密性与深刻性，更考查了考生的阅读理解能力、知识应用能力、 信息获取能力、分析和解决问题的能力。试题中的第（4）小题第 2 问、第（5） 小题，是为有效区别中、高水平学生而设置的。
【解题思路】本题涉及的测砷法原理是中学生所陌生的，学生解答此题的前提是需认真读取 题干信息，结合装置图，联系中学知识，以求对整个实验过程能有大致了解。因 此，讲评本题的关键在于，指导学生如何读取信息，如何分析信息，如何结合并 运用中学知识解决问题。
第（1）小题，要求学生回答关于“配制砷标准溶液”的仪器与定量问题。虽然， 题中浓度之表示方法与中学所学不同，根据题干信息，联系“物质的量浓度”的 相关知识，不难得出正确结论。
第（2）～（5）四小题，是本题之考查重点，从各个角度考查化学实验知识。 第（2）小题，乙酸铅用于吸收 H2S 的作用不是中学化学教学内容，但制气装 置及除杂方法却是中学生熟知之知识。从题干“足量锌粒（含有 ZnS 杂质）” 信息可知，反应中有 H2S 生成，通过类推、迁移，可判断“乙酸铅棉花”用于
27．（15 分）
除去 H2S，以免干扰实验。
第（3）小题，根据砷在元素周期表中的位置，可正确书写砷化氢的分子式。 第（4）小题，第 1 问可从“控制反应温度 25～40℃”的信息，确定控制 A 瓶 中反应温度的方法为水浴加热；第 2 问氢气的作用是本题的难点，气体的定量 分析关键在于使所测气体完全进入吸收管，常需设置载气装置。本题却未见载 气装置，可见氢气另一种作用就是载气，使生成的 H2S 完全被银盐溶液吸收。 第（5）小题，类推、迁移中学实验导气过程中球泡的应用，可得出毛细导气 管的作用是“增大反应接触面积，使 AsH3 气体被充分吸收”，本问难在“确 保形成胶态银”这一作用。讲评时，要引导学生回顾胶体制法要点，联系题干 “红色胶态银”，通过，得出正确结论。
第（6）小题考查化学实验中数据的处理，尽管学生对比色法及“百万分之二
（质量分数）”这种表示方法是陌生的，但只要读懂题干信息，可列方程： a×2×10－6＝2×10－3(L) ×1×10－6(g•L-1)，a＝１
聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣
（有效成分为 Fe2O3 和 Fe3O4）制备 PFS，其工艺流程如下图所示。
（1）“还原焙烧”过程中，CO 还原 Fe3O4 生成 FeO 的热化学方程式为 。 已知：Fe3O4 (s) + C(s) 3FeO (s) + CO(g) ΔH1= 191.9kJ·mol−1
C(s) + O2(g) CO2(g) ΔH2 = −393.5kJ·mol−1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) ΔH3 = +172.5kJ·mol−1
（2）CO 是“还原焙烧”过程的主要还原剂。下图中，曲线表示 4 个化学反应 a、b、c、 d 达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是 Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe 稳定 存在的区域。a 属于 （填“吸热反应”或“放热反应”）；5700C 时， d 反应的平衡
常数 K= 。
（3）工业上，“还原焙烧”的温度一般控制在 800℃左右，温度不宜过高的理由是 。
（4）若“酸浸”时间过长，浸出液 Fe2+含量反而降低，主要原因是 。
（5）已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39。若浸出液中
c(Fe2+) = 10-1.8 mol·L-1，为避免“催化氧化”过程中产生副产
物 Fe(OH)3，应调节浸出液的 pH≤ 。
（6）FeSO4 溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的 Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为 。“催化氧化” 过程中，用 NaNO2 作催化剂（NO 起实质上的催化作用）时， 温度与 Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+ 转化率随温度的升高先上升后下降的原因是
3 4 2
【答案】（1）Fe O (s) + CO(g) = 3FeO (s) + CO (g) ΔH = 19.4 kJ·mol−1
（2）放热反应；1
（3）浪费能量，且 FeO 易被还原成 Fe
2
（4）Fe2+易被空气中的 O 氧化成 Fe3+
（5）1.6
（6）4SO2- + 4Fe2+ + O
+ 2H O = 4Fe(OH)SO ↓
4 2 2 4
温度升高，反应速率增大；温度过高，NO 气体逸出，转化率下降
【试题背景】本题紧密联系科研热点及生产实际，素材选自武汉理工大学赵春霞硕士生论文
《硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁的反应行为研究》。硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁的 工艺流程的关键点有以下几个方面：
①用焦炭“还原焙烧”硫铁矿烧渣，CO 是整个还原过程的还原剂；
②“还原焙烧”过程，坐标图中的 4 条曲线是通过 4 个化学反应 a、b、c、d 平衡时的气相组成对温度作图得到的。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是 Fe2O3、Fe3O4、 FeO、Fe 稳定存在的区域。曲线 a 以下属Ⅰ区域，在此区域中 Fe2O3 不能被 CO 还原为 Fe3O4；曲线 d 和曲线 b 以下和曲线 a 以上属Ⅱ区域，在此区域的条件 下放入 Fe2O3，将按反应 a 被还原为 Fe3O4，若放入 FeO 和 Fe，则按反应 b 和 d 的逆反应被氧化为 Fe2O3；曲线 b 和曲线 c 之间属Ⅲ区域，在此区域的条件下， 若放入 Fe3O4，按反应 b 被还原成 FeO，如果放入金属 Fe，则按反应 c 的逆反 应被氧化为 FeO；曲线 c 和曲线 d 以上属Ⅳ区域，在此区域的条件下若放入 FeO 或 Fe3O4 则将被还原为 Fe。从平衡图可以看出：Fe2O3 几乎在任何温度下都很容 易被还原为 Fe3O4，不过温度低时，反应速度太慢；温度高于 570℃时，如果
CO%含量又较高，发生 Fe3O4 + CO3FeO + CO2 的反应，生成 FeO；即使在 570℃以下,还原时间也不宜过长。因为 CO%含量过高时，Fe3O4 可被过还原为金 属 Fe，这样既浪费了煤气，又降低了焙烧炉的生产能力。当然反应时间太短， 还原将不完全；曲线 b、c、d 交点的温度是 570℃,说明用 CO 作还原剂还原赤 铁矿时，只要还原温度不超过 570℃，不论 CO 或 CO2 的含量如何，均不能产生 FeO，而温度越高，越容易产生 FeO。
③硫酸“酸浸”过程主要为了得到 Fe2+，实验中的主要影响因素为酸浸温度、
酸浸时间、硫酸用量和硫酸浓度。研究显 示，酸浸时间的单因素实验结果如右图所
示。酸浸时间即反应时间 10min 增加到 20min，亚铁的浸出率增加了 11.9%，还原
浸出率达到 95%以上。继续延长反应时间铁的浸出率又呈现出下降趋势。分析 认为，延长时间，已经被硫酸浸出的 Fe2+会被氧化生成 Fe3+，溶液中大量 Fe3+ 的存在不是实验所需的。所以酸浸时间不宜太长，20min 即可。
④“催化氧化”过程，采用 NaNO2 为催化剂，工业氧气为氧化剂。分批加入 NaNO2
2+
和 H2SO4，控制体系的 pH 和温度。当体系中不能检测到 Fe
时，反应即可结束。
氧是一种非常强的氧化剂， 可以将结晶硫酸亚铁直接氧化成碱式硫酸铁 [4FeSO4 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)SO4↓]，它是一种难溶的黄色沉淀物，此反应 在空气中即能缓慢进行。在酸性溶液中 Fe2+的氧化速度非常缓慢，如果在氮氧 化物的催化作用下（由于动力学的原因，Fe2+氧化为 Fe3+的过程在酸性条件下 是缓慢的）。因此，催化剂的使用很有意义。根据反应时出现的现象，其反应 机理推测如下：
+ +
NaNO2+H →HNO2 +Na
3HNO2→HNO3+2NO+H2O
Fe2++NO→Fe (NO)2+ 4Fe(NO)2++3O +4H+→4 Fe3++4NO +2H O；
2 2 2
NO 参与 Fe2+的反应过程，形成 Fe (NO)2+离子，改变了反应过程，降低了反应 的活化能，从而提高了 Fe2+的氧化速率。反应能很快地进行。氮氧化物的催化 氧化过程是一个气液反应，反应速度由气体的吸收速度所控制，只有加快气体 的溶解速度才能提高反应速度，缩短反应周期，因此是通过采用强搅拌的方式 来加大气液反应表面积从而达到提高反应速度避免产生副产物 Fe(OH)SO4。由
图分析可知 70℃是最佳反应温度。温度较低时，反应速率较慢，不利于 Fe2+ 的氧化反应，随着温度的升高，生成 PFS 的反应速率逐渐增大，NaNO2 分解为 NO 的速率加快，NO 作为催化剂催化活性逐渐增强。而温度过高，气体从反应 液中逸出量增加，减少了气液接触面，增大了扩散传质的阻力，使传质速率减 慢，降低了 Fe2+的转化率。
【命题立意】以硫铁矿烧渣为原料制备高效无机絮凝剂聚合硫酸铁（PFS）为素材，围绕其 制备工艺流程进行设问。考查的主要内容涉及高中化学核心知识 Fe 及其化合 物的性质、化学方程式（包括热化学方程式）的书写、化学平衡移动原理、化 学平衡常数的计算、实验条件控制、沉淀溶解平衡的计算及应用、氧化还原反 应原理、化学反应条件对产物的控制与影响以及绿色化学（原子经济性、节约 能源）思想。 本题注重理论结合实际，引导学生认识并体会化学科学对社会发展的作用，关 注化学与科学技术、社会经济的协调发展。题干主要以工艺流程示意图的形式 呈现，题给信息丰富且相对陌生，考查学生通过观察图形获取有关感性认识和 印象进行加工与吸收的能力，从试题提供的新信息中准确提取实质性内容并与 已有知识板块整合进而重组为新知识块的能力，还考查学生将实际问题分解， 运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决复杂化学问题的能力，等等，比 较全面地检查了考生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的 发展情况。
【解题思路】（1）考查盖斯定律的应用、热化学方程式的书写。选择、分析题给信息，利用 第 1、第 3 个热化学方程式即可计算得出 CO 还原 Fe3O4 生成 FeO 的焓变值，该 问题设计不仅打破学生原有“焦炭是还原剂”的传统认知，还揭示 CO 还原 Fe3O4 生成 FeO 的过程是吸热反应。
（2）观察坐标图，对于反应 a 来说，当温度升高时，CO 的含量增大，说明平 衡逆向进行，则正反应为放热反应；570℃时，对于 d 反应（Fe3O4 +4CO = 3Fe
2
[CO ]4
[0.5]4
[0.5]
+ 4CO2）来说，平衡常数 K= [CO]4 =
4=1。
（3）温度过高，会促进反应 c 进行，造成生成大量的单质 Fe，浪费大量热能。
（4）“酸浸”时间过长，会促使亚铁的氧化，生成 Fe3+，溶液中大量 Fe3+的存 在不是实验所需的。
（5）为避免“催化氧化”过程中产生副产物 Fe(OH)3，根据元素守恒，假设亚 铁离子全部氧化转 化 为铁离子，调节浸 出 液的 pH 。 通 过 计 算 可 得
Ksp[Fe(OH)3]
1.0×10-39
[OH-]3=
[ Fe3+] =
10-1.8
=10-37.2，[OH-]=10-12.4，[H+]=10-1.6，则 pH≤1.6。
（6）“催化氧化”“聚合”过程选用 NaNO2 为催化剂，工业氧气为氧化剂。O2 可以将结晶硫酸亚铁直接氧化成难溶的黄色沉淀物碱式硫酸铁[4FeSO4 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)SO4↓]。从题给信息可知聚合硫酸铁（PFS）呈液态，且催化氧 化过程用 NaNO2 作催化剂时，NO 起实质上的催化作用，即催化氧化过程是一个 气液反应，由图分析可知 70℃是最佳反应温度。从动力学化学反应速率的角度 看，温度低于 70℃时，反应速率较慢，不利于 Fe2+的氧化反应，随着温度升高， NO 气体逸出量增加，减少了气液接触面，降低了 Fe2+的转化率。
28．（14 分）
过二硫酸钾（K2S2O8）在科研与工业上有重要用途。
2- +
（1）S2O8
的结构式为 ，其中 S 元素的化合价为 。在 Ag 催化下，
2- 2+
S2O8
能使含 Mn
的溶液变成紫红色，氧化产物是
（填离子符号）。
（2）某厂采用湿法 K2S2O8 氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气，提高了烟
气处理效率，处理液还可以作为城市植被绿化的肥料。
2- -
①脱硫过程中，当吸收液 pH=6 时，n(SO
)﹕n(HSO
)=＿＿＿＿。
3 3
-2 -7
[已知：25℃时，Ka1(H2SO3)＝1.5×10
；Ka2(H2SO3)＝1.0×10 ]
②脱硝过程中依次发生两步反应：第 1 步 K2S2O8 将 NO 氧化成 HNO2，第 2 步 K2S2O8 继续氧化 HNO2，第 2 步反应的化学方程式为 ；一定条件下， NO 去除率随温度变化的关系如右图所示。80℃时， 若 NO 初始浓度为 450 mg·m-3， t min 达到最大去 除率，NO 去除的平均反应速率：
v(NO) = mmol.L-1.min-1（列代数式）。
（3）过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得，
电解装置如右图所示。
①电解时，铁电极连接电源的 极。
②常温下，电解液中含硫微粒主要存在形式与 pH 的关系如下图所示。
4
在阳极放电的离子主要是 HSO -，阳极区电解质溶液的 pH 范围为 ，阳极的电极 反应式为 。
③往电解产品中加入硫酸钾，使其转化为过二硫酸钾粗产品，提纯粗产品的方法是
。
【答案】（1）+6 MnO-
4
（2）① 1:10
② HNO2 + K2S2O8 + H2O = HNO3 + K2SO4 + H2SO4
450 －6
15×0.916×10－6
13.74×10－6
30 ×0.916×10
t （或 t 或 t ）
（3）①负
②0～2
2HSO-
– 2e－ = S O2-
+ 2H+
4 2 8
③重结晶
【试题背景】本试题以华中科技大学环境科学与工程学院黄浩等的研究《K2S2O8 氧化吸收 NO 的热力学与传质分析》为背景。K2S2O8 溶液为氧化剂，对模拟烟气中的 NO 进行 氧化吸收。反应器中 NO 首先发生的氧化反应如式(1)所示。式(1)中 NO 与吸收 液中的 K2S2O8 接触后，被初步氧化成 HNO2，吸收液的 pH 开始下降。式(2)中被 初步氧化成的 HNO2 进一步与 K2S2O8 接触，生成稳定的、极易溶于水的 HNO3，达 到模拟烟气氧化脱硝的目的。第 1 步为慢反应，脱硝反应速率决定于反应(1)。
2NO + K2S2O8 + 2H2O = 2HNO2 + K2SO4 + H2SO4 (1)
2HNO2 + K2S2O8 + 2H2O = 2HNO3 + 2K2SO4 + 2H2SO4 (2)
初始 pH 为 9.0，烟气流量控制为 1000 NmL·min−1，NO 初始浓度为 15mmol·m-3， 经实验测得使用 30 mmol·L- 1K S O 纯溶液及 K S O 联合 Fe(II)EDTA 的脱硝效
2 2 8
2 2 8
率分别如下图所示。
由图可知，NO 去除率同样是先随温度升高而增大，达到最佳反应温度时出现 NO 去除率峰值，然后去除率开始缓慢下降，与 NO 热力学分析结果一致；K2S2O8 联合 Fe(II)EDTA 的最佳反应温度为 80℃，浓度为 30 mmol·L-1 时 NO 氧化去 除率高达 91.6%，联合 Fe(II)EDTA 脱硝效果好的原因是 Fe2+的加入对溶液中 的 K2S2O8 起到了活化作用。
【命题立意】本题以陌生物质“过二硫酸钾”的结构、性质、用途和制备为线索，内容涉及 物质结构与化合价的关系、氧化还原反应、电离平衡、化学反应速率、电解原 理及应用、物质提纯等，考查学生对化学反应原理融会贯通的能力。试题设问 呈现视角多样，要求学生观察离子结构图、NO 去除率-温度关系图、电解示意 图、含硫微粒存在形式与 pH 关系图等，考查从图形、图表中获取有效信息的
2-
能力，并能分析、解决有关问题。第（1）题要求考生通过分析 S2O8
的结构式，
2- 2+
推断硫元素的化合价，并能依据 S2O8
与 Mn
的反应现象，推断氧化产物，考
查结构式与化合价的关系及氧化还原反应的基础知识。第（2）题以过二硫酸 钾在处理燃煤锅炉烟气中的应用为载体，考查弱酸电离平衡的计算、氧化还原 反应方程式的书写，同时检测考生从图形中获取有效信息进行计算的能力。第
（3）题以过二硫酸钾的制备为背景，给出含硫微粒存在形式与溶液的 pH 的关 系图，要求考生从中提取信息，完成 pH 范围的选择、电极反应式的书写。
【解题思路】（1）结构式中，每个 S 原子与 4 个 O 原子形成 6 个共价键，硫元素的化合价为
2- 2+ -
+6 价；S2O8
使含 Mn
的溶液变成紫红色，说明生成了 MnO 。
4
- 2- +
（2）①氨吸收液中存在电离平衡：HSO3
SO3 +H
2- +
3
当 pH=6 时，氢离子浓度为 10-6，代入 Ka
c(SO3
=
)c(H )
= 1.0×10-7 计算，
可得 n(SO2-)﹕n(HSO-)=1﹕10
2 c(HSO -)
3 3
2-
②由 S2O8
的结构式知，其中 O 为–1 价，作为氧化剂的 K2S2O8 被还原为 H2SO4 ，
还原剂 HNO2
HNO2 + K2S2O8 + H2O = HNO3 + K2SO4 + H2SO4
从图中得出 NO 的最大去除率为 0.916，NO 初始浓度为 450 mg·m-3，则 v(NO) =
450 －6
30 ×0.916×10
. -1. -1
t mol L
min
（3）电解时，铁电极应作为阴极，连接电源的负极；阳极放电的离子主要是
- -
HSO4 ，电解 NaHSO4 得到 Na2S2O8，由图可知，HSO4 存在的 pH 范围是–2~2，而
S O
2 8
2- 存 在 0–2，阳极的电极反应式为：2HSO-
4
– 2e－
= S O2-
2
8
+ 2H+(S 化
合价不变，O 由–2 价升高至–1 价，失电子) ；往过二硫酸钠中加入硫酸钾得 到过二硫酸钾粗产品，依据两者的溶解度差异，必须采用重结晶（或结晶）的 方法提纯。
35．[化学——选修 3：物质结构与性质]（15 分）
钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。
（1）基态 Ti 原子核外电子排布的最高能级符号是 。与钛同周期元素中，基
态原子的未成对电子数与钛相同的有 种。
（2）钛比钢轻，比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是 。
（3）TiCl4 是氯化法制取钛的中间产物，TiCl4 和 SiCl4 在常温下都是液体，分子结构相 同。采用蒸馏的方法分离 SiCl4 的 TiCl4 的混合物，先获得的馏分是 （填化学式）。
（4）半夹心结构催化剂 M 能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合， 其结构如右图所示。
① 组成该物质的元素中，电负性最大的是 （填元素名称）。
② M 中，碳原子的杂化形式有 种。
③M 中，不含 （填标号）。
a．Π 键 b．σ 键 c．配位键 d．氢键 e．离子键
（5）金红石（TiO2）是含钛的主要矿物之一，具有典 型的四方晶系结构。其晶胞结构（晶胞中相同位置的原子相 同）如右图所示。
①4 个微粒 A、B、C、D 中，属于氧原子的是 。
②若 A、B、C 的原子坐标分别为 A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则 D
的原子坐标为 D(0.19a， ， )；钛氧键键长 d＝ （用代数式表示）。
【答案】（1）3d；3
（2）Ti 原子的价电子数比 Al 多，金属键更强（或 Ti 的原子化热比 Al 大，金属键 更强等其他合理答案）
（3）SiCl4
（4）① 氧 ② 2 ③ d、e
（5）① B、D ② 0.81a；0.5c0.31×a
【命题立意】钛及其化合物在合金材料、催化剂合成、能源研究等领域应用越来越广泛。本 题以钛元素及其化合物为素材，考查原子核外电子排布式中能级符号表示、元 素未成对电子数数目的确定、金属键强弱判断的标准、晶体结构及性质、杂化 轨道类型判断、化学键的成键特征、电负性比较、晶胞的组成微粒在空间的位 置关系、晶胞参数计算等《物质结构与性质》模块的基础知识。同时考查学生 获取信息能力、迁移能力、空间想象能力以及现场独立学习的能力。
【解题思路】第（1）题，基态 Ti 原子核外电子排布为 1S22S22P63S23P63d24S2 且未成对电子 数为 2,最高能级符号为 3d,第 4 周期元素中，基态原子的未成对电子数与钛相 同的有 Ni（3d84S2）、Ge（4S24P2）、Se（4S24P4）3 种。 第（2）题，钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛原 子的价电子数比铝多，金属键更强，故钛硬度比铝大。
第（3）题，由 TiCl4 和 SiCl4 在常温下都是液体可知，两者均属于分子晶体且 分子结构相同，分子间作用力是影响分子晶体物理性质的主要因素，分子结构 相同，相对分子质量越大分子间作用力越大，所以，TiCl4 的沸点比 SiCl4 的高。 第（4）题，半夹心结构催化剂 M 中含有 C、H、O、Ti、Cl 五种元素，电负性 大小顺序为 O＞Cl＞C＞H＞Ti；碳原子的杂化形式有 sp2、sp3 两种；在半夹心 分子结构中，C-C、C-H、C-O 原子间存在 σ 键，环中存在大π键、Ti 与 O 间 存在配位键，不存在氢键与离子键。
第（5）题，晶体结构有 7 大晶系，每个晶胞含有 6 个晶胞参数（棱长ａ、ｂ、 ｃ；夹角 α、β、γ），金红石（TiO2）是典型的四方晶系，结构中Ａ类原子 ８×１/８=１、Ｂ类原子４×１/２=２、Ｄ类原子２×１=２、体心原子１×
１=１，原子Ｂ、Ｄ为Ｏ，原子Ａ与体心原子为 Ti（Ti︰O = 1︰2）。结合晶 系与晶胞参数可得原子坐标可 A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a， c)、D(0.19a，0.81a，0.5c)、体心(0.5a，0.5a，0.5c)。钛氧键键长： d２＝(0.31a)2+ (0.31a)2,则 d ＝ 0.31×错误!未找到引用源。a。
【知识拓展】金红石（TiO2）结构
金红石属于四方晶系，点群 4/mmm，空间群 P4/mnm,其结构如图所示。
结构中 O2-离子作变形的六方最紧密堆积，Ti4+离子在晶胞顶点及体心位置， O2-离子在晶胞上下底面的面对角线方向各有 2 个，在晶胞半高的另一个面对
角线方向也有 2 个。
Ti4+离子的配位数是 6，形成[TiO ]八面体。O2-离子的配位数是 3，形成[OTi ]
6 3
2
平面三角单元。Ti4+填充八面体空隙的 1/2。晶胞中 TiＯ 的分子数为 2。整 个结构可以看作是由２套 Ti4+的简单四方格子和 4 套 O2-的简单四方格子相互 穿插而成。
36．[化学——选修 5：有机化学基础]（15 分）
喹啉醛 H 是一种可用于制备治疗肿瘤药物的中间体。由烃 A 制备 H 的合成路线如下：
已知：ⅰ．； ⅱ．反应④中，吡啶作稳定剂 回答下列问题：
（1）A 的化学名称是 。
（2）①、⑥的反应类型分别为 、 。
（3）D 为链状结构，分子中不含“—O—”结构，且不能发生银镜反应，其核磁共振氢
谱为 3 组峰，峰面积比为 3∶2∶1，D 的结构简式为 。
（4）反应④的化学方程式为 。
（5）下列有关 G 的说法正确的是 （填标号）。
a．经质谱仪测定，G 只含有羧基、碳碳双键两种官能团
b．属于萘的衍生物
c．一定条件下可发生加聚反应
d．可与少量 Na2CO3 溶液反应生成 NaHCO3
（6）X 是 H 的同分异构体，两者环状结构相同，X 环上的取代基与 H 的相同但位置不
同，则 X 可能的结构有 种。
（7）写出用 为原料制备 的合成路线 （其他试剂任选）。
【答案】（1）苯
（2）取代反应、氧化反应
（3）CH3COCH=CH2
（4）
（5）c
（6）6
（7）
【命题立意】本题以烃 A 为原料合成制备治疗肿瘤药物中间体 H 为素材。主要检测学生对常 见官能团（碳碳双键、羧基、卤原子、羟基、硝基、氨基）的化学性质、有机 反应类型、同分异构体的判断与书写、根据信息书写有机化学方程式、确定有 机化合物结构的物理方法（质谱、核磁共振氢谱）及设计简单物质的合成路线 等有机化学基础知识的理解和迁移运用。考查学生能从新信息中准确提取实质
性内容并与已学知识有机整合的能力，定性和定量分析并解决问题的能力，化 学用语表达能力及有序思维的品质。
【解题思路】第（1）小题，根据 B 的结构简式，可知 B 为硝基苯，由 B 可推出烃 A 为苯。 第（2）小题，步骤①为硝化反应（或取代反应），从步骤⑥的条件为 KMnO4， 可知步骤⑥为氧化反应。
第（3）小题，从 D（C4H6O）的分子式，可知 D 的不饱和度为 2，又因其核磁共 振氢谱为 3 组峰，峰面积比为 3∶2∶1，它可能的同分异构体有炔醇、炔醚、 烯酮、烯醛、环酮、环醛，因为 D 为链状结构，不含“—O—”结构，且不能
发生银镜反应，排除环酮、环醛、炔醇、炔醚、烯酮，确定 D 为烯酮，故 D 的结构简式为 CH3COCH=CH2。
第（4）小题，由 E 结构简式可知 E 的分子式为 C10H9N，在吡啶作稳定剂条件下， 与 CCl3CH(OH)2 反应生成 F[C12H10NOCl3], 通过比对，可确定发生分子间脱水， 即发生取代反应，在由 G 结构简式可知步骤④是 CCl3CH(OH)2 上的一个羟基取 代了 E 中甲基上一个氢，即：
由已知：和步骤⑤的条件，可知步骤⑤先发生水解反
应，后发生消去反应。 第（5）小题，质谱仪测定的是有机化合物的相对分子质量，红外光谱可准确 判断有机化合物的官能团，a 错误；G 中无萘环，不属于萘的衍生物，b 错误； G 中有碳碳双键，可发生加聚反应，c 正确；G 中有羧基，与少量 Na2CO3 溶液 反应生成 CO2，d 错误。
第（6）小题，的环上有 7 种不同环境的氢，H 是其中一种环境的氢 被醛基取代的产物，X 与 H 两者环状结构相同，X 环上的取代基与 H 的相同但
位置不同，故 X 可能的结构有 6 种。
第（7）小题，由烃 A 制备 H 的合成路线的前三步信息可知，步骤①、②、③
的条件分别是浓 HNO3/浓 H2SO4、Zn/HCl、CH3COCH=CHCH3，故用 为原料 制备 的合成路线为：
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