2021届高考化学一轮复习第2章化学物质及其变化高考真题演练含解析新人教版

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第2章 化学物质及其变化 ‎1．(2019·全国卷Ⅰ)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．冰表面第一层中，HCl以分子形式存在 B．冰表面第二层中，H＋浓度为5×10－3 mol·L－1(设冰的密度为0.9 g·cm－3)‎ C．冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变 D．冰表面各层之间，均存在可逆反应HClH＋＋Cl－‎ 答案　D 解析　由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，A正确；第二层中，已知Cl－∶H2O＝10－4∶1，HCl===H＋＋Cl－，H＋和Cl－的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1 mol，则n(H＋)＝10－4 mol，V(H2O)＝＝20 cm3＝0.02 L，故c(H＋)＝＝5×10－3 mol·L－1，B正确；第三层中，只有H2O分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，C正确；由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClH＋＋Cl－，D错误。‎ ‎2．(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是(　　)‎ - 8 -‎ A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变 B．水中的NO、SO、Cl－通过阴离子树脂后被除去 C．通过净化处理后，水的导电性降低 D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O 答案　A 解析　由题图可知，经过阳离子交换树脂后，Ca2＋、Na＋、Mg2＋交换为H＋，由电荷守恒知，阳离子总数会增加，A错误；由题图可知，通过阴离子交换树脂后，NO、Cl－、SO被除去，B正确；通过净化处理后，水中的导电离子种类与浓度降低，水的导电性降低，C正确；阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O，D正确。‎ ‎3．(2019·北京高考)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是(　　)‎ 物质(括号内为杂质)‎ 除杂试剂 A FeCl2溶液(FeCl3)‎ Fe粉 B NaCl溶液(MgCl2)‎ NaOH溶液、稀HCl C Cl2(HCl)‎ H2O、浓H2SO4‎ D NO(NO2)‎ H2O、无水CaCl2‎ 答案　B 解析　除杂时发生的反应为Fe＋2FeCl3===3FeCl2，该反应属于氧化还原反应，A错误；除杂时发生的反应为MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl、NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，上述两个反应均不属于氧化还原反应，B正确；Cl2能溶于水且发生反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，除杂试剂选用错误，C错误；除杂时发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，该反应为氧化还原反应，D错误。‎ ‎4．(2019·天津高考)化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是(　　)‎ A．利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇 B．利用石油生产塑料、化纤等高分子材料 C．利用基本的化学原料生产化学合成药物 D．利用反渗透膜从海水中分离出淡水 答案　D 解析　A、B、C三项均有新物质生成，所以属于化学变化，而D中利用反渗透膜从海水中分离出淡水只是物质分离过程，没有新物质生成。‎ - 8 -‎ ‎5．(2019·北京高考)探究草酸(H2C2O4)性质，进行如下实验。(已知：室温下，0.1 mol·L－1H2C2O4的pH＝1.3)‎ 实验 装置 试剂a 现象 ‎①‎ Ca(OH)2溶液 ‎(含酚酞)‎ 溶液褪色，产生白色沉淀 ‎②‎ 少量NaHCO3溶液 产生气泡 ‎③‎ 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 ‎④‎ C2H5OH和浓硫酸 加热后产生有香味物质 由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是(　　)‎ A．H2C2O4有酸性，Ca(OH)2＋H2C2O4===CaC2O4↓＋2H2O B．酸性：H2C2O4>H2CO3，NaHCO3＋H2C2O4===NaHC2O4＋CO2↑＋H2O C．H2C2O4有还原性，2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O D．H2C2O4可发生酯化反应，HOOCCOOH＋2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5＋2H2O 答案　C 解析　草酸具有酸性，与Ca(OH)2溶液发生中和反应Ca(OH)2＋H2C2O4===CaC2O4↓＋2H2O，A正确；草酸的酸性大于H2CO3的酸性，草酸加入少量NaHCO3溶液中发生反应NaHCO3＋H2C2O4===NaHC2O4＋CO2↑＋H2O，B正确；草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了草酸的还原性，根据题中已知条件可知草酸是弱酸，正确的离子方程式为5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，C错误；草酸与乙醇可在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应，化学方程式为HOOCCOOH＋2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5＋2H2O，D正确。‎ ‎6．(2018·北京高考)下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是(　　)‎ A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车 B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料 C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料 D.开采可燃冰，将其作为能源使用 答案　B - 8 -‎ 解析　A项，甲醇低温制氢气有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为C2H8N2＋2N2O43N2↑＋2CO2↑＋4H2O，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，属于化学变化。‎ ‎7．(2017·北京高考)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是(　　)‎ A.瓷器 B.丝绸 C.茶叶 D.中草药 答案　A 解析　A对：瓷器是由黏土等经高温烧制而成的，其主要成分属于传统无机非金属材料。B错：丝绸是用蚕丝织造的纺织品，其主要成分是蛋白质，属于有机物。C错：茶叶是由茶树的叶子和芽制成的，其主要成分是纤维素，属于有机物。D错：中草药是由植物的根、茎、叶及动物的骨骼等制成的，其主要成分是纤维素、蛋白质等，属于有机物。‎ ‎8．(2017·天津高考)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是(　　)‎ A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能 答案　A 解析　A对：硅太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应，将太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关。B错：该能量转化过程利用的是原电池原理，在负极发生氧化反应，正极发生还原反应，与氧化还原反应有关。C错：该能量转化过程利用的是电解池原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，与氧化还原反应有关。D错：葡萄糖为生命活动提供能量时，能量转化的同时葡萄糖被氧化为CO2和水，与氧化还原反应有关。‎ ‎9．(2017·北京高考)下列变化中，气体被还原的是(　　)‎ A．二氧化碳使Na2O2固体变白 B．氯气使KBr溶液变黄 C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀 - 8 -‎ 答案　B 解析　A错：CO2使Na2O2固体变白的原因是发生了反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，该反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，CO2既不是氧化剂也不是还原剂。B对：Cl2使KBr溶液变黄的原因是发生了反应：Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2，该反应中Cl元素由0价降低到－1价，故Cl2发生了还原反应，被还原生成KCl。C错：乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色是由于CH2===CH2与Br2发生加成反应生成了BrCH2CH2Br。D错：NH3使AlCl3溶液产生白色沉淀是由于发生了反应：AlCl3＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl，该反应为非氧化还原反应。‎ ‎10．(2017·海南高考)在酸性条件下，可发生如下反应：ClO＋2M3＋＋4H2O===M2O＋Cl－＋8H＋，M2O中M的化合价是(　　)‎ A．＋4 B．＋5 ‎ C．＋6 D．＋7‎ 答案　C 解析　根据离子反应方程式中，反应前后所带电荷数相等，即6－1＝8－n－1，解得n＝2，从而得出M2O中M的化合价为＋6价，故C正确。‎ ‎11．(2019·全国卷Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_______________。‎ ‎(2)“滤渣1”的主要成分有__________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋，可选用的化学试剂是________。‎ ‎(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是____________________。‎ ‎(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。‎ 答案　(1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3‎ ‎(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3　KSCN - 8 -‎ ‎(3)一元弱酸　转化为H3BO3，促进析出 ‎(4)2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]　溶浸　高温焙烧 解析　(1)硼镁矿粉中加入(NH4)2SO4溶液反应生成NH3，氨气与碳酸氢铵溶液反应的化学方程式为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。‎ ‎(2)硼镁矿中的SiO2、Fe2O3、Al2O3与(NH4)2SO4溶液不反应，也不溶解，过滤后形成滤渣1。因为KSCN溶液遇Fe3＋变为红色，所以KSCN溶液常用于Fe3＋的检验。‎ ‎(3)根据题目信息中H3BO3的电离方程式和Ka的数值可知H3BO3为一元弱酸。在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是将溶液中的硼酸根转化为H3BO3沉淀析出。‎ ‎(4)根据工艺流程中的原料进入情况及生成物情况可知，“沉镁”时加入的原料为(NH4)2CO3溶液、MgSO4溶液，产物为Mg(OH)2·MgCO3，因此反应的离子方程式为2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO或2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑。母液的主要成分为硫酸铵，可以返回到“溶浸”工序循环使用。碱式碳酸镁热稳定性差，可以在高温焙烧的条件下制取氧化镁，化学方程式为Mg(OH)2·MgCO32MgO＋CO2↑＋H2O。‎ ‎12．(2019·全国卷Ⅲ)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：‎ 相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：‎ 金属 离子 Mn2＋‎ Fe2＋‎ Fe3＋‎ Al3＋‎ Mg2＋‎ Zn2＋‎ Ni2＋‎ 开始沉 淀的pH ‎8.1‎ ‎6.3‎ ‎1.5‎ ‎3.4‎ ‎8.9‎ ‎6.2‎ ‎6.9‎ 沉淀完 全的pH ‎10.1‎ ‎8.3‎ ‎2.8‎ ‎4.7‎ ‎10.9‎ ‎8.2‎ ‎8.9‎ ‎(1)“滤渣1”含有S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：__________________________________________________。‎ ‎(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________。‎ - 8 -‎ ‎(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。‎ ‎(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是________。‎ ‎(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是______________________________________。‎ ‎(6)写出“沉锰”的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝时，z＝________。‎ 答案　(1)SiO2(不溶性硅酸盐)　MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O　　(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋　(3)4.7　(4)NiS和ZnS　(5)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2＋＋2F－平衡向右移动　(6)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O　(7) 解析　(1)硫化锰矿及二氧化锰粉末中加入硫酸后，发生氧化还原反应：MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O，故滤渣1的主要成分为S和SiO2(不溶性硅酸盐)。‎ ‎(2)Fe2＋沉淀完全时，Mn2＋已经开始沉淀，故加入MnO2是为了将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除去。‎ ‎(3)除去Fe3＋及Al3＋，应使二者沉淀完全，故pH应大于4.7。‎ ‎(4)锌和镍的硫化物都难溶于水，故“滤渣3”的主要成分为ZnS、NiS。‎ ‎(5)“除杂1”步骤结束后，杂质金属阳离子只有Mg2＋，加入MnF2形成MgF2沉淀而除去Mg2＋，若溶液酸度过高，H＋浓度偏大，则F－与H＋结合形成HF，使MgF2沉淀溶解平衡正向移动而重新溶解。‎ ‎(6)“沉锰”时加入NH4HCO3发生反应：Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。‎ ‎(7)根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则，求得z＝。‎ ‎13．写出下列反应的方程式 ‎(1)(2017·全国卷Ⅲ)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：___________________________________________________。‎ ‎(2)(2017·江苏高考)①45～50 ℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎②NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为____________________________。‎ 答案　(1)2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S - 8 -‎ ‎(2)①4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O ‎②4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑‎ ‎14．(2016·全国卷Ⅰ节选)(1)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H＋)的变化如图所示。‎ 用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_________________________________________。‎ ‎(2)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O ‎(2)Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O 解析　(1)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐渐增大，说明CrO逐渐转化为Cr2O，其反应的离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。‎ ‎(2)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋反应的离子方程式：Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。‎ - 8 -‎