化 學
（考試時間：60分鐘 試卷滿分：100分）
注意事項：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、新型鈉離子電池的材料探秘（22分）
1．某鈉離子電池以NaClO4的碳酸丙烯酯溶液作電解質(zhì)溶液，NaxMnFe(CN)6作正極材料，Na作負極材料。
(1)CO2與環(huán)氧丙烷()在一定條件下反應制得碳酸丙烯酯。
①CO2是 (填“極性”或“非極性”)分子。
②環(huán)氧丙烷中，O原子的雜化軌道類型是 雜化。
③沸點：環(huán)氧丙烷 CO2(填“>”或“ （2分） 二者均為分子構(gòu)成的物質(zhì)，環(huán)氧丙烷的相對分子質(zhì)量更大，分子的極性更大，范德華力更大（2分）
(2) 1s22s22p63s23p63d54s2 （2分） H?O?C≡N （2分） N原子的電負性大，?CN具有吸電子效應，使HCN中H?C的極性更大，更易斷裂 （2分） 檸檬酸鈉與Mn2+反應生成Mn3C6H5O72，降低了Mn2+的濃度，使制備晶體的反應速率減?。浑S著反應進行，Mn2+的濃度降低，3Mn2++2C6H5O73??Mn3C6H5O72逆向進行，釋放出Mn2+，使制備晶體的反應緩慢且平穩(wěn)（4分）
(3) 離子鍵、(極性)共價鍵 （2分） 1（2分）
【解析】（1）①CO2分子中碳原子為sp雜化，分子為直線型，正負電荷的重心重合，是非極性分子，故答案為：非極性；
②環(huán)氧丙烷中，O原子的孤電子對數(shù)為6?1×22=2，成鍵原子數(shù)為2，所以其價層電子對數(shù)為2＋2＝4，所以O(shè)的雜化軌道類型是sp3雜化，故答案為：sp3；
③環(huán)氧丙烷和CO2均為分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，范德力華越大，熔沸點越高，環(huán)氧丙烷的相對分子質(zhì)量大于CO2，所以環(huán)氧丙烷的沸點大于CO2，故答案為：＞；二者均為分子構(gòu)成的物質(zhì)，環(huán)氧丙烷的相對分子質(zhì)量更大，分子的極性更大，范德華力更大；
（2）①Mn是25號原子，所以基態(tài)Mn原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2，故答案為：1s22s22p63s23p63d54s2；
②由CN?的性質(zhì)與鹵素離子相近，被稱為擬鹵離子，(CN)2被稱為擬鹵素可知(CN)2與H2O反應的生成HCN和HOCN，其結(jié)構(gòu)式分別是H?C≡N、H?O?C≡N；N原子的電負性大，?CN具有吸電子效應，使HCN中H?C的極性更大，更易斷裂，從而體現(xiàn)出酸性；為防止晶體缺陷過多，制備時反應需緩慢且平穩(wěn)。先將MnCl2溶液與檸檬酸鈉(Na3C6H5O7)溶液混合，發(fā)生反應：3Mn2++2C6H5O73??Mn3C6H5O72，降低了Mn2+的濃度，使制備晶體的反應速率減?。浑S著反應進行，Mn2+的濃度降低，3Mn2++2C6H5O73??Mn3C6H5O72逆向進行，釋放出Mn2+，使制備晶體的反應緩慢且平穩(wěn)；
（3）①NaxMnFe(CN)6中有Na＋、MnFe(CN)6x?，存在離子鍵，C、N原子以共價鍵結(jié)合，存在共價鍵，故答案為：離子鍵、(極性)共價鍵；
②由晶胞示意圖可知，每個晶胞中含有Na＋的個數(shù)為4個，Mn2＋或Mn3＋的個數(shù)為12×18+6×12=4，即Na原子和Mn原子的個數(shù)比為4∶4＝1∶1，所以x＝1。
二、霧霾中各物質(zhì)的成分探究（19分）
2．研究發(fā)現(xiàn)，含PM2.5的霧霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入顆粒等。
(1)在煤炭中加入碳酸鈣可減少酸雨的形成。在研究碳酸鹽分解時發(fā)現(xiàn)MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg)，△H表達式為 ；已知CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0，則該反應能自發(fā)進行的條件是 。
工業(yè)上可用濃氨水吸收SO2，寫出將過量的SO2通入濃氨水的離子方程式 。
(2)某研究組模擬三種已裝固體V2O5催化劑的密閉容器裝置，發(fā)生的反應為：2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=-197.7kJ·ml-1
I.在初始體積與溫度相同的條件下，甲、乙、丙中均按2mlSO2、1mlO2投料，達平衡時；三個容器中SO2的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序為 (用“甲、乙、丙”表示)。
II.下列均能作為容器甲和容器乙達平衡標志的是 (填字母)。
A．溫度不變 B．密度保持不變 C．壓強保持不變 D．O2濃度保持不變
III.400℃，在容器丙中投入4mlSO2、2mlO2進行反應時，放出akJ熱量；若在500℃，投入2mlSO2、1mlO2進行反應，放出bkJ熱量，則a 2b(填“﹥”、“﹤”或“=”)。
(3)已知酸性H2SO3>>HSO3?>，水楊酸()與Na2SO3溶液反應，生成物 (填字母)。
A． B．SO2 C．NaHCO3 D．
(4)亞硫酸電離常數(shù)為Ka1，Ka2改變0.lml/L亞硫酸溶液的pH，其平衡體系中含硫元素微粒物質(zhì)的量分數(shù)δ與pH的關(guān)系如圖，Ka1Ka2= 。
【答案】 (1) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2分) 高溫 （2分） NH3·H2O+SO2=HSO3?+NH4+ （3分）
（2）Ⅰ.丙＞甲＞乙 （2分）
Ⅱ. CD （3分，答對一個1分，兩個3分）
Ⅲ. ＞ （2分）
（3）A （2分）
（4） 105（3分）
【解析】(1)由蓋斯定律可知，ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0，ΔG=ΔH+TΔS＜0時能自發(fā)進行，由于ΔH＞0，ΔS＞0，所以要使該反應能自發(fā)進行，應在高溫下進行；SO2為酸性氧化物，氨水溶液呈堿性，所以過量的SO2與濃氨水反應生成HSO3?和NH4+，則其離子方程式為：NH3·H2O+SO2=HSO3?+NH4+故答案為：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；高溫；NH3·H2O+SO2=HSO3?+NH4+；
(2) I.乙因為是絕熱容器，該反應為放熱反應，所以相對于甲，乙中溫度比甲高，升高溫度平衡逆向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低；比較甲、丙，該反應為氣體體積減小的反應，丙在恒壓的條件下，甲相對于丙，相對于減小壓強，平衡逆向移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，綜上所述，三個容器中SO2的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序為：丙＞甲＞乙，故答案為：丙＞甲＞乙；
IIA．甲為恒溫恒容的密閉容器，所以溫度一直保持不變，則溫度不變不能用于判斷該反應是否處于平衡狀態(tài)，故A不選；
B．甲、乙均為恒容密閉容器，又由于該反全為氣體參加的反應，所以在恒容的密閉容器中密度始終保持不變，故B不選；
C．在恒容的密閉容器中，該反應為非等體積反應，所以壓強不變時，該反應處于平很狀態(tài)，故選C；
D．一定條件下，當ν正=ν逆≠0時，反應體系中所有參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量或濃度保持恒定不變，則O2濃度保持不變可用于判斷該反應是否處于不平衡狀態(tài)，故選D；
故答案選CD；
III 丙為恒溫恒壓的密閉體系，所以相同溫度下在容器丙中分別投入4mlSO2、2mlO2和2mlSO2、1mlO2進行反應平衡不發(fā)生移動；則所釋放的能量前者為后者的兩倍；若前者反應溫度為400℃，后者反應溫度為500℃，且該反應為放熱反應，所以平衡逆向移動，則前者釋放的能量大于后者的兩倍，故答案為：＞；
(3)已知酸性H2SO3>>HSO3?>，水楊酸()，則根據(jù)強酸制備弱酸可知，水楊酸()與亞硫酸鈉溶液反應生成與NaHSO3，故選A；
(4)cH2SO3=cHSO3?時，Ka1H2SO3=cH+=10?pH=10?2，當cSO32?=cHSO3?時，Ka2H2SO3=cH+=10?pH=10?7，Ka1Ka2=10?210?7=105，故答案為：105。
三、實驗室制取鉍酸鈉（19分）
3．鉍酸鈉NaBiO3是一種強氧化劑，在鋼鐵工業(yè)中常用作錳元素的分析測定。某實驗小組在實驗室用氯氣將Bi(OH)3(白色，難溶于水)氧化制取NaBiO3(淡黃色，難溶于水)，并探究其性質(zhì)。各實驗裝置如下圖所示：
回答下列問題：
(1)裝置的連接順序是：A→ (填裝置標號和“→”)。
A. C→B→D B. B→C→D C. C→D→B D. B→D→C
(2)室溫下，裝置A中的KMnO4晶體不能用MnO2粉末代替，原因是 。裝置C的作用是 。
(3)B中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(4)判斷B中反應已經(jīng)完成的實驗現(xiàn)象是 。
(5)B中反應結(jié)束時，關(guān)閉K1、K3，打開K2。這樣操作的目的是 。
(6)將鉍酸鈉固體加到足量的濃鹽酸中，觀察到淡黃色固體溶解，并有黃綠色氣體產(chǎn)生，該實驗現(xiàn)象說明氧化性：NaBiO3>Cl2；但從B中的反應來看，氧化性：Cl2>NaBiO3。原因是 。
(7)為測定產(chǎn)品的純度。取上述NaBiO3產(chǎn)品3.0g，用足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其還原為Bi3+5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Na++5Bi3++2MnO4?+7H2O，再將其準確配制成100mL溶液，取出25.00mL溶液，用0.100ml?L?1H2C2O4標準溶液滴定生成的MnO4?，滴定終點時消耗H2C2O4標準溶液25.00mL，則該產(chǎn)品的純度為 %(保留1位小數(shù))。
【答案】(1)A（3分）
(2) MnO2和濃鹽酸反應生成氯氣需要加熱 （2分） 除去氯氣中的氯化氫氣體（2分）
(3)Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O（3分）
(4)白色固體消失（2分）
(5)當B中出現(xiàn)白色固體消失的現(xiàn)象時，反應完全，需將控制滴加濃鹽酸的活塞K1關(guān)閉，同時也關(guān)閉K3，使得Cl2不再進入裝置B，然后打開K2加入NaOH溶液除去Cl2（3分）
(6)溶液的酸堿性影響物質(zhì)的氧化性強弱（2分）
(7)93.3（2分）
【解析】（1）裝置A反應生成氯氣，通過裝置C飽和食鹽水除去氯氣中氯化氫氣體，進入B中反應生成NaBiO3，尾氣使用D中堿液吸收減少污染，故裝置順序為A→C→B→D。
（2）MnO2和濃鹽酸反應生成氯氣需要加熱，室溫下，裝置A中的KMnO4晶體不能用MnO2粉末代替，裝置C的作用是除去氯氣中的氯化氫氣體。
（3）鉍酸鈉(NaBiO3)淺黃色、不溶于冷水裝置B中氯氣將Bi(OH)3氧化制取NaBiO3，反應中Bi元素化合價升高、氯元素化合價降低生成氯離子，根據(jù)電子守恒、質(zhì)量守恒可知，發(fā)生反應的離子方程式為Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O。
（4）判斷B中反應已經(jīng)完成的實驗現(xiàn)象是B中出現(xiàn)白色固體消失。
（5）當B中出現(xiàn)白色固體消失的現(xiàn)象時，反應完全，需將控制滴加濃鹽酸的活塞K1關(guān)閉，同時也關(guān)閉K3，使得Cl2不再進入裝置B，然后打開K2加入NaOH溶液除去Cl2。
（6）將鉍酸鈉固體加到足量的濃鹽酸中，有黃綠色氣體氯氣生成，說明NaBiO3的氧化性比Cl2強；裝置B中氯氣將Bi(OH)3氧化制取NaBiO3，說明Cl2的氧化性比NaBiO3強；得出不同結(jié)論的原因是兩者反應的溶液的酸堿性不同，說明溶液的酸堿性影響物質(zhì)的氧化性強弱。
（7）反應中NaBiO3轉(zhuǎn)化為Bi3+，Bi化合價由+5變?yōu)?3，草酸中碳元素化合價由+3變?yōu)?4，根據(jù)電子守恒可知，NaBiO3～2e-～H2C2O4，則NaBiO3為0.100×25×10-3×4ml=0.01ml，則該產(chǎn)品的純度=0.01ml×280g/ml3.0g×100%=93.3%。
四、多丁鈉德的合成（19分）
4．多丁納德(化合物I)是一種治療痛風的藥物，以下為其合成路線之一(部分條件已略去)。
已知：
(1)A所含的官能團名稱是 。
(2)A→B的反應類型是 。
A．加成反應 B.取代反應 C. 消去反應 D. 氧化反應
(3)C的結(jié)構(gòu)簡式是 。
(4)D→E的反應試劑和條件是 。
(5)在D的同分異構(gòu)體中，同時滿足下列條件的結(jié)構(gòu)簡式是 。
①含有苯環(huán)
②遇FeCl3溶液顯紫色
③與NaHCO3溶液反應放出CO2
④核磁共振氫譜顯示為五組峰，且峰面積比為2：2：2：1：1
(6)已知K的分子式為C7H7NS，F(xiàn)+K→G的方程式是 。
(7)設(shè)計反應①和反應②的目的是 。
(8)J→K的反應還可能生成高分子M，寫出M的一種結(jié)構(gòu)簡式 。
【答案】(1)羥基（2分）
(2)A（2分）
(3) （2分）
(4)Cl2FeCl3（2分）
(5) （3分）
(6)→一定條件+HCl（3分）
(7)保護酚羥基，防止酚羥基被氧化（2分）
(8)或（3分）
【解析】（1）
由分析可知，A為，所含的官能團名稱是羥基。
（2）由分析可知，A和CH2=CH2發(fā)生加成反應生成B。
（3）
B和CH3I發(fā)生取代反應生成C，C為。
（4）D在氯化鐵為催化劑的作用下與氯氣發(fā)生取代反應生成E。
（5）
D為，其同分異構(gòu)體中滿足條件：①含有苯環(huán)；②遇FeCl3溶液顯紫色，說明含有酚羥基；③與NaHCO3溶液反應放出CO2，說明含有-COOH；去除上述結(jié)構(gòu)，還剩余一個碳原子，則有以下兩種情況：①有兩個取代基連在苯環(huán)上，兩個取代基為-OH、-CH2COOH，有鄰間對3種結(jié)構(gòu)；②有三個取代基連在苯環(huán)上，三個取代基為-CH3、-COOH、-OH，有10種結(jié)構(gòu)，則滿足上述條件D的同分異構(gòu)體有13種；其中核磁共振氫譜顯示為五組峰，且峰面積比為2：2：2：1：1的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為。
（6）
F和K發(fā)生取代反應生成G，G為，化學方程式為：→一定條件+HCl。
（7）由于酚羥基極易被氧化，因此在有機合成中將其轉(zhuǎn)化后又恢復，則設(shè)計反應1和反應2的目的是保護酚羥基，防止其被氧化。
（8）
J中含有-NH2和-SH，可以發(fā)生縮聚反應生成或。
五、利用銅硫磺制取純銅并處理含鉻廢水（21分）
5．某銅硫礦富含黃鐵礦和磁黃鐵礦等硫鐵礦物，占原礦礦物總量38％，實驗室以此為原料模擬工業(yè)制備純銅并利用黃鐵精礦進行含鉻廢水處理，工藝流程轉(zhuǎn)化如下：
［注］1.粉碎解離度(不同成分礦石分離程度)與粉碎程度有關(guān)，顆粒越細，解離度越高，最高可達93％，但顆粒越細對設(shè)備要求越高。
2.銅藍礦的主要成分為CuS，黃鐵礦的主要成分為FeS2。
3.可能用到的數(shù)據(jù)如下：
(1)基態(tài)銅原子的空間運動狀態(tài)為 種。
(2)精磨酸浸過程中，精磨的作用是 ；酸浸一般選用硫酸溶液在純氧環(huán)境中進行，酸浸的化學方程式為 。
(3)已知增大氧氣的濃度可以提高Cu2+的浸取率，請結(jié)合化學用語解釋其原因 。
(4)生石灰堿浸時調(diào)節(jié)pH的范圍為 。
A.3.2≤pH

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