全国大联考2020届高三下学期4月联考（全国I卷）理综化学试题（解析版）

全国大联考 2020 届高三 4 月联考理科综合 化学试题 1.胶体粒子的直径，最接近于下列哪一个数值 A. 1×10-8m B. 1×10-8cm C. 1×10-10m D. 1×10-10cm 【答案】A 【解析】 【详解】分散质粒子直径介于 1nm—100nm(即 1×10-9m—1×10-7m)之间的分散系叫做胶体。 答案选 A。 2.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2 充分反应，产物分子的数目为 2NA B. 25℃，pH＝13 的 NaOH 溶液中含有 OH-的数目为 0.1NA C. 标准状况下，22.4 L CCl4 含 CCl4 分子数为 NA D. 标准状况下，22.4L N2 与 CO 混合气体的质量为 28g 【答案】D 【解析】 【详解】A．先发生 2NO+ O2=2NO2，再发生 2NO2 N2O4，所以 2 mol NO 与 1 mol O2 充分反应，产物分 子的数目少于 2NA，A 错误； B．c(H+)=10-pH=10-13，c(OH-)= mol/L=0.1mol/L，n(OH-)= c(OH-)×V，V 未知，不能计算 OH-的数目，B 错误； C．标准状况下，CCl4 是液体，不是气体，不能计算 CCl4 的分子数，C 错误； D．混合气体的物质的量 n= =1mol，N2 与 CO 的相对分子质量都为 28，所以 N2 与 CO 的混合 物摩尔质量 M=28g/mol，故混合气体的质量 m=1mol×28g/mol=28g，D 正确。 答案选 D。 【点睛】混合气体的平均摩尔质量介于组成它们的单一气体的摩尔质量之间，N2 与 CO 的摩尔质量都为 28g/mol，所以它们混合后摩尔质量依然为 28g/mol。 3.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A. 0.1 mol·L－1 FeSO4 溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO3- B. 滴入酚酞变红色的溶液：K＋、Ca2＋、HCO3-、CO32- C. 加入铁粉放出氢气的溶液：NH4+、Fe3＋、ClO－、SO42-  -14 -13 10 10 22.4 22.4 / mol L LD. 水电离的 c(H＋)＝1×10－13mol·L－1 的溶液：K＋、Mg2＋、I－、C6H5O－ 【答案】A 【解析】 【详解】A. 0.1 mol·L－1 FeSO4 溶液中：Na＋、K＋、Cl－、NO3-、Fe2＋、SO42-各离子之间相互不反应，能大 量共存，选项 A 正确； B. 滴入酚酞变红色的溶液呈碱性，HCO3-不能大量存在，且 Ca2＋与 CO32-反应生成碳酸钙沉淀而不能大量共 存，选项 B 错误； C. 加入铁粉放出氢气的溶液呈酸性，ClO－不能大量存在，选项 C 错误； D. 水电离的 c(H＋)＝1×10－13mol·L－1 的溶液可能为酸性溶液也可能为碱性溶液，酸性条件下 C6H5O－不能大 量存在，碱性条件下 Mg2＋不能大量存在，选项 D 错误； 答案选 A。 【点睛】本题考查离子共存的正误判断，为中等难度的试题，注意明确离子不能大量共存的一般情况，试 题难度不大，D 项为易错点，水电离的 c(H＋)＝1×10－13mol·L－1 的溶液中，水的电离受到抑制，溶液可能呈 酸性也可能呈碱性。 4.某固体混合物中可能含有：K+、Na+、Cl-、CO32-、SO42-等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下 实验： 下列说法正确的是 A. 该混合物一定是 K2CO3 和 NaCl B. 该混合物可能是 Na2CO3 和 KCl C. 该混合物可能是 Na2SO4 和 Na2CO3 D. 该混合物一定是 Na2CO3 和 NaCl 【答案】B 【解析】 【详解】焰色反应显黄色，说明一定存在钠离子，可能有钾离子。加入过量的硝酸钡溶液产生白色沉淀， 白色沉淀完全溶解在盐酸中，说明一定存在碳酸根，不存在硫酸根。滤液中加入硝酸酸化的硝酸银得到白 色沉淀，说明含有氯离子，即一定存在 Na+、Cl-、CO32-，一定不存在 SO42-，可能含有 K+； 答案选 B。 5.一种以肼(N2H4)为燃料的新型环保电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是A. 电极 A 的电势比电极 B 的低 B. 电极 A 的电极反应式为 N2H4－4e－+4OH－=N2+4H2O C. 电极 B 发生氧化反应 D. 每消耗 11.2L 的 O2，转移的电子数为 2NA 【答案】A 【解析】 【详解】A. 电极 A 为负极，故 A 的电势比电极 B 的低，故 A 正确； B. 由图示可知，固体电解质中存在氧离子而不是氢氧根，电极 A 的电极反应式为：N2H4－4e－ +2O2-=N2+2H2O，故 B 错误； C. 电极 B 为正极，氧气得电子生成阳离子，发生还原反应，故 C 错误； D. 没有说明是否在标准状况下，所以 11.2L 的 O2，转移的电子数不能确定，故 D 错误。 故选 A。 【点睛】在书写电极反应时，要注意电解质的酸碱性及离子的存在形式；在有关物质的量的计算时，涉及 到气体体积时，要注意是否为标准状态。 6.某学习小组在实验室从海带中提取碘，设计实验流程如下： 下列说法错误的是 A. 过滤操作主要除去海带灰中难溶于水的固体，它们主要是无机物 B. 氧化剂参加反应的离子方程式为 2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O C. 萃取过程所用有机溶剂可以是酒精或四氯化碳 D. 因 I2 易升华，I2 的有机溶液难以通过蒸馏法彻底分离 【答案】C【解析】 【分析】 实验室从海带中提取碘：将海带在坩埚中灼烧得到海带灰，将海带灰浸泡得到海带灰悬浊液，然后采用过 滤的方法将残渣和溶液分离，得到含有碘化钾的溶液，向水溶液中加入氧化剂，将 I-氧化成 I2，向含有碘单 质的溶液中加入萃取剂萃取分液得到碘单质的有机溶液，据此分析解答。 【详解】A．海带在坩埚中灼烧得到海带灰，有机物燃烧生成二氧化碳和水，过滤操作主要除去海带灰中难 溶于水的固体，主要是无机物，故 A 正确； B．氧化剂可以选用过氧化氢溶液，反应的离子方程式为 2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O，故 B 正确； C．萃取过程所用有机溶剂可以是四氯化碳或苯，不能选用酒精，因为酒精易溶于水，故 C 错误； D．因 I2 易升华，有机溶剂的沸点一般较低，因此 I2 的有机溶液通过蒸馏法难以彻底分离，故 D 正确； 故选 C。 7.25℃时，在 20 mL 0.1 mol·L－1 一元弱酸 HA 溶液中滴加 0. 1 mol· L－1 NaOH 溶液，溶液中 1g[c(A-)/c(HA)] 与 pH 关系如图所示。下列说法正确的是 A. A 点对应溶液中：c(Na+)＞c(A-)＞c(H+)＞c(OH-) B. 25℃时，HA 酸的电离常数为 1. 0× 10－5.3 C. B 点对应 NaOH 溶液体积为 10 mL D 对 C 点溶液加热(不考虑挥发)，则 c(A-)/[c(HA)c(OH-)]一定增大 【答案】B 【解析】 【分析】 A. A 点对应溶液显酸性，即 c（H+）＞c（OH-），结合电荷关系判断； B. pH=5.3 时， =0，即 c（A-）=c（HA），结合 HA 酸的电离常数 Ka 的表达式进行计算； C. 在 20mL HA 溶液中加入 10mL NaOH 溶液，得到等浓度的 HA 和 NaA 混合溶液，根据题意判断出电离程 度与水解程度的大小关系，再分析作答； 的 . ( )lg ( ) c A c HA − D. = = = ，Kh 为 A-的水解常数，据此分析判断。 【详解】A. A 点对应溶液显酸性，即 c（H+）＞c（OH-），溶液中电荷守恒关系为 c（Na+）+c（H+）=c （A-）+c（OH-），所以离子浓度关系为 c（A-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），A 项错误； B. pH=5.3 时， =0，即 c（A-）=c（HA），HA 酸的电离常数 Ka= =c（H+） =10-pH=10-5.3，B 项正确； C. 由于 Ka=10-5.3＞ = = Kh，所以 20 mLHA 溶液中加入 10mL NaOH 溶液，得到等浓度的 HA 和 NaA 混合溶液，混合溶液以电离为主，使 c（A-）＞c（HA），即 ＞0，故 B 点对应的 NaOH 溶液 的体积小于 10 mL，C 项错误； D. A-的水解常数 Kh 随温度升高而增大，所以 = = = ，随温 度升高而减小，D 项错误； 答案选 B。 8.2019 年诺贝尔奖授予了在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求 处理锂电池废料以节约资源、保护环境。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有 LiCoO2、Al 等，处理该废料 的一种工艺如图所示： （1）Li 的原子结构示意图为_____________，LiCoO2 中 Co 的化合价为_______。 （2）“碱浸”时 Al 溶解的离子方程式为__________________________________。 （3）“酸溶”时加入 H2O2 的目的是______________________________________。 （4）“沉钴”的离子方程式为___________________________________________。 （5）配制 100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4 溶液，需要的玻璃仪器出玻璃棒、烧杯外，还有_____。 （6）取 CoC2O4 固体 4.41g 在空气中加热至 300 ℃，得到的钴的氧化物 2.41g，则该反应的化学方程式为 __________________________________________________________。 ( ) ( ) ( ) c A c HA c OH − −⋅ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) c A c H c HA c OH c H − + − + ⋅ ⋅ a w K K h 1 K ( )lg ( ) c A c HA − c( ) ( ) ( ) A c H c HA − +⋅ 14 5.3 10 10 − − w a K K ( )lg ( ) c A c HA − ( ) ( ) ( ) c A c HA c OH − −⋅ ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) c A c H c HA c OH c H − + − + ⋅ ⋅ a w K K h 1 K【答案】 (1). (2). +3 (3). (4). 将 中的 Ⅲ 还原为 价 (5). (6). 100mL 容量瓶、胶头滴管 (7). 【解析】 【分析】 铝钴膜主要含有 、Al 等，将废料先用碱液浸泡，将 Al 充分溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸 钠，滤渣为 ，将滤渣用双氧水、硫酸处理后生成 、 ，然后加入氨水调节溶液的 pH，生成氢氧化锂沉淀从而除去锂离子，最后对滤液用草酸铵洗涤处理，经过一系列处理得到草酸钴。据 此解答。 【详解】（1）锂是 3 号元素，原子结构示意图为 ， 中 Li 显 价，氧元素显 价，设钴元 素的化合价是 x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得： ，则 ，故 答案为： ； ； （2）“碱浸”时 Al 溶解于氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为 ； （3）双氧水具有氧化性，“酸溶”时加入 ，可以将 中的 Ⅲ 还原为 价，用氨水调节 pH，将锂离子转化为氢氧化锂沉淀，所得滤渣主要为 LiOH，故答案为：将 中的 Ⅲ 还原为 价； （4）“沉钴”中 与草酸铵反应生成草酸钴，反应的离子方程式为 ，故 答案为： ； （5）配制 100 mL 1.0 mol/L (NH4)2C2O4 溶液，需要经过称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤，需要 玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要 100mL 容量瓶、胶头滴管，故答案为：100mL 容量瓶、胶头滴管； （6）4.41gCoC2O4 的物质的量为 ，其中含有钴元素的质量 ，因此钴的氧化物中含有氧元素的质量 ，氧元素的 的 2Al 2OH−+ 2 2 22H O 2AlO 3H−+ = + ↑ 2LiCoO Co( ) 2+ 2 2 2 4 2 4Co C O CoC O+ −+ = ↓ Δ 2 4 2 3 4 23CoC O 2O Co O 6CO+ = + 2LiCoO 2LiCoO 2 4Li SO 4CoSO 2LiCoO 1+ 2− ( ) ( )1 x 2 2 0+ + + − × = x 3= + 3+ 2Al 2OH−+ 2 2 22H O 2AlO 3H−+ = + ↑ 2 2H O 2LiCoO Co( ) 2+ 2LiCoO Co( ) 2+ 4CoSO 2 2 2 4 2 4Co C O CoC O+ −+ = ↓ 2 2 2 4 2 4Co C O CoC O+ −+ = ↓ 4.41g 0.03mol147g / mol = 0.03mol 59g / mol 1.77g= × = 2.41g 1.77g 0.64g= − =物质的量 ，因此该钴的氧化物为 ，钴元素被氧化，因此反应物中需要氧气参 与，根据元素守恒，生成物中还有二氧化碳，反应的方程式为 ，故答案 为： 。 【点睛】从处理铝钴膜废料的工艺流程不难得出：Co 的化合价多于一种，所以钴元素的氧化物有多种，所 以我们得先确认本题中生成的是哪种氧化物，才能正确书写方程式。 9.随着科技 进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固 态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，可由 CH3NH2、PbI2 及 HI 为原料合成，回答下列问题： （1）制取甲胺的反应为 CH3OH(g)＋NH3(g) CH3NH2(g)＋H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的 键能数据如下： 共价键 C-O H-O N-H C-N 键能/kJ·mol－1 351 463 393 293 则该反应的 ΔH＝_______。 （2）上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成，反应为 CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＜0。 在一定条件下，将 1 mol CO 和 2 mol H2 通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时， CH3OH 的体积分数 φ(CH3OH)变化趋势如图所示： ①平衡时，M 点 CH3OH 的体积分数为 10%，则 CO 的转化率为________。 ②X 轴上 a 点的数值比 b 点________(填“大”或“小”)。某同学认为上图中 Y 轴表示温度，你认为他判 断的理由是_____________________。 （3）实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的 PbI2，则每生成 3 mol PbI2 的反应中，转移电子的物 质的量为__________。 （4）常温下，PbI2 饱和溶液(呈黄色)中 c(Pb2＋)=1.0×10－3mol·L－1，则 Ksp(PbI2)＝_________；已知 Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5，则转化反应 PbCl2(s)＋2I-(aq) PbI2(s)＋2Cl-(aq)的平衡常数 K＝ 的 0.64g 0.04mol16g / mol = = 3 4Co O Δ 2 4 2 3 4 23CoC O 2O Co O 6CO+ = + Δ 2 4 2 3 4 23CoC O 2O Co O 6CO+ = + _________。 （5）分解 HI 曲线和液相法制备 HI 反应曲线分别如图 1 和图 2 所示： ①反应 H2(g)＋I2(g) =2HI(g) 的 ΔH__________(填大于或小于)0。 ②将二氧化硫通入碘水中会发生反应：SO2＋I2＋2H2O=3H＋＋HSO4－＋2I－，I2＋I－ I3－，图 2 中曲线 a、b 分别代表的微粒是________、_________（填微粒符号）；由图 2 知要提高碘的还原率，除控制温度外， 还可以采取的措施是___________________________________。 【答案】 (1). -12kJ/mol (2). 25% (3). 小 (4). 随着 Y 值的增加， 的体积分数 减小，平衡 CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)逆向移动，故 Y 表示温度 (5). 2mol (6). (7). 4000 (8). 小于 (9). (10). (11). 减小 的投料比 【解析】 【 详 解 】 （ 1 ） 反 应 热 反 应 物 总 键 能 生 成 物 总 键 能 ， 故 ，故答案为： ； （2）①设 CO 的转化量是 x mol，则 根据题意，平衡时， 的体积分数为 ，则 ， ，所以 CO 的转化率为 ，故答案为： ； ②根据图示信息：X 轴上 a 点的数值比 b 点小，随着 Y 值的增加， 的体积分数 减小， 3CH OH ( )3φ CH OH  94 10−× H+ 3I− ( ) ( )2 2 n I n SO = - ( )1 1 1 1 1 1 1H 393kJ mol 3 351kJ mol 463kJ mol 293kJ mol 393kJ mol 2 463kJ mol 2 12kJ mol− − − − − − −= × + + − + × + × = −        12− ( ) ( ) ( )2 3CO g 2H g CH OH g 1 2 x 2x 1-x 2- 0 x x2x +  初始量： 变化量： 平衡量： 3CH OH 10% x 100 101 x 2 2x x × =− + − + ％ ％ x 0.25= 0.25mol 100 251mol × =％ ％ 25% 3CH OH ( )3φ CH OH平衡逆向移动，故 Y 表示温度，故答案为：小；随着 Y 值的增加， 的体积分数 减小， 平衡逆向移动，故 Y 表示温度； （3）由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的 ，反应的化学方程式为： ，HI 做还原剂，碘元素化合价 价变化为 ，每生成 3mol 的反应 中电子转移 2mol，故答案为：2mol； （4） 饱和溶液 呈黄色 中 ，沉淀溶解平衡 ， ， ，则 ；反应 的平衡常数 ，故答案为： ；4000； （5）①图象中分析可知随温度的升高，HI 减小， 增大，反应 说明升温平衡 逆向进行，正反应为放热反应， ，故答案为：小于； ②根据图知，b 为从 0 逐渐增大的两种，a 和 c 始终不变，且 a、c 的物质的量之比为 3：1，根据 、 ，反应中 越来越多，H+、HSO4-始终不变，且 n （H+）：n（HSO4-）=3：1，所以 a 为 H+、b 为 I3-；由图 2 知，横坐标数值越大 I3-越多、I-越少，要提高碘 的还原率需要控制温度外，还需要减小 的投料比，故答案为： 、 ；减小 的投料比。 【点睛】沉淀转换离子方程式的平衡常数 K= ，例如本题中 的平衡常数 。 10.草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)为淡黄色粉末，不溶于水，可作照相显影剂和制药工业，某化学兴趣小组对 其性质进行如下探究。回答下列问题： Ⅰ．定性探究 选用下列试剂设计实验方案，完成下表内容。 试剂：酸性 KMnO4 溶液、H2O2 溶液、KSCN 溶液 3CH OH ( )3φ CH OH 2PbI 3 4 2 2 2Pb O 8HI 3PbI I 4H O+ = + + 1− 2I 2PbI 2PbI ( ) ( )2 3c Pb 1.0 10+ −= × 1mol L−⋅ ( ) ( ) ( )2 2PbI s Pb aq 2I aq+ −+ ( )2 3c Pb 1.0 10+ −= × 1mol L−⋅ ( ) 3c I 2.0 10 mol / L− −= × ( ) ( ) ( )2 2 3 2Ksp PbI c Pb c I 1.0 10+ − −= = × 1 3 2 9mol L (2.0 10 mol / L) 4 10− − −⋅ × × = × ( ) ( ) ( ) ( )2 2PbCl s 2I aq PbI s 2Cl aq− −+ + ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 5 sp 2 92 2 2 sp 2 c Cl c Cl c Pb K PbCl 1.6 10K 4000K PbI 4 10c I c I c Pb − − + − −− − + ×= = × = = ==× 94 10−× 2H ( ) ( ) ( )2 2H g I g 2HI g+  H 0