12．下列实验过程可以达到实验目的的是（ ）
选项
实验
实验目的或结论
A
向某溶液中逐渐通入CO2气体，先出现白色胶状沉淀，继续通入CO2气体，白色胶状沉淀不溶解，证明该溶液中存在AlO
Al（OH）3是两性氢氧化物，不溶于碳酸溶液
B
将某气体通入品红溶液，溶液褪色
检验气体中的SO2
C
测定等物质的量浓度的HCOOK和K2S溶液的pH
比较
Ka（HCOOH）和Ka2（H2S）的大小
D
向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4溶液和KMnO4溶液，观察气体产生的速度
比较CuSO4和KMnO4的催化
效果
解析：
选C 通入CO2，先出现白色胶状沉淀生成Al（OH）3，通入过量的CO2，Al（OH）3也不溶解，只能说明Al（OH）3不溶于碳酸等弱酸，但是不能说明Al（OH）3是两性氢氧化物，A项错误；将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，说明被漂白了，可能是SO2，但是也可能为其他气体，如氯气、臭氧，氯气溶于水生成次氯酸，也具有漂白性，B项错误；酸越弱，其阴离子水解能力越强，在相同的浓度下，比较两溶液的pH，可以知道哪种阴离子水解能力强，得知哪种酸弱，从而比较电离平衡常数，C项正确；KMnO4能够与双氧水反应，并不是做催化剂，所以不能达到实验目的，D项错误。
13．2019年3月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．放电时B电极反应式为I2＋2e－===2I－
B．放电时电解质储罐中离子总浓度增大
C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜
D．充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为4NA
解析：
选C 放电时，B电极为正极，I2得到电子生成I－，电极反应式为I2＋2e－===2I－，A正确；放电时，左侧即负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，所以储罐中的离子总浓度增大，B正确；离子交换膜是防止正负极I2、Zn接触发生反应，负极区生成Zn2＋、正电荷增加，正极区生成I－、负电荷增加，所以Cl－通过M膜进入负极区，K＋通过N膜进入正极区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，C错误；充电时，A极反应式Zn2＋＋2e－===Zn，A极增重65g转移2mol电子，所以C区增加2molK＋、2molCl－，离子总数为4NA，D正确。
二、非选择题：
共58分。
第26~28题为必考题，每个试题考生都必须作答。
第35题～第36
题为选考题，考生根据要求作答。
26．（15分）紫色固体高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型非氯高效消毒剂，主要用于饮水处理，在化工生产中应用广泛。
回答下列问题：
（1）次氯酸钾直接氧化法制备高铁酸钾。
在剧烈搅拌下，向次氯酸钾强碱性溶液中加入硝酸铁晶体，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（2）间接氧化法制备高铁酸钾的工艺如下：
①Ⅰ中加热的方法是________，温度控制在40～50℃的原因是________________________________________________________________________。
②Ⅱ中加入的次氯酸钠的电子式为________________。
③Ⅲ是向高铁酸钠溶液中加入KOH，析出高铁酸钾晶体，Ⅲ中化学反应类型为__________________________。
④减压过滤装置如图1所示，减压过滤的目的主要是____________________
________________________________________________________________________。
（3）制备K2FeO4也可以用电解法，装置如图2所示，Ni电极附近溶液的pH________（填“增大”“减小”或“不变”），阳极的电极反应式为________________________。
（4）高铁酸钾是新型水处理剂。
含NH3废水会导致水体富营养化，用K2FeO4处理含NH3废水，既可以把NH3氧化为N2，又能生成净水剂使废水澄清，该反应的离子方程式为____________________。
天然水中存在Mn2＋，可以利用高铁酸钾或高锰酸钾将Mn2＋氧化为难溶的MnO2除去，除锰效果高铁酸钾比高锰酸钾好，原因可能是_____________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）氧化剂是KClO，其还原产物为Cl－，1molClO－得到2mole－，还原剂是Fe3＋，氧化产物为FeO
，1molFe3＋失去3mole－，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2。
（2）①控制温度等于或低于100℃时通常选择水浴加热；温度控制在40～50℃，温度低反应速率慢，硝酸有挥发性和不稳定性，温度过高硝酸容易挥发、分解。
②次氯酸钠是离子化合物，书写电子式时注意写中括号及所带的正、负电荷数，其电子式为
。
③表明发生的反应为Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH，该反应类型为复分解反应。
④图中自来水流经抽气泵时把吸滤瓶和安全瓶内的空气部分抽出，使得吸滤瓶内气体压强小于外界大气压，从而加快过滤速度，得到较干燥的沉淀。
（3）依题意知该电解槽可以制备高铁酸钾，故铁电极与外接直流电源正极相连作电解槽的阳极，在强碱性溶液中铁失去电子被氧化为高铁酸根离子：
Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O。
Ni电极则与直流电源负极相连作电解槽阴极，该极发生“放氢生碱”的还原反应：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，故Ni电极附近溶液碱性增强，pH增大。
（4）由于氨是碱性气体，故含NH3废水为碱性废水，结合“又能生成净水剂使废水澄清”，可知在碱性环境中FeO
的还原产物为Fe（OH）3，故离子方程式为2FeO
＋2NH3＋2H2O===2Fe（OH）3（胶体）＋N2↑＋4OH－。
依题意对比分析发现，高锰酸根离子的还原产物是二氧化锰，高铁酸根离子的还原产物是氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体可以吸附二氧化锰，促进沉淀更快形成，沉淀更彻底，除锰效果更好。
答案：
（1）3∶2
（2）①水浴加热 温度低反应速率慢，温度过高硝酸易挥发、分解 ②
③复分解反应 ④加快过滤速度，得到较干燥的沉淀
（3）增大 Fe－6e－＋8OH－===FeO
＋4H2O
（4）2FeO
＋2NH3＋2H2O===2Fe（OH）3（胶体）＋N2↑＋4OH－ 高铁酸钾的还原产物是氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附二氧化锰促进沉淀更快形成，形成沉淀更彻底，除锰效果更好
27．（14分）SnCl4用途广泛，可用于染色的媒染剂、润滑油添加剂、玻璃表面处理以形成导电涂层和提高抗磨性。
实验室可以通过如图装置制备少量SnCl4（夹持装置略）。
已知：
锡的熔点232℃、沸点2260℃，SnCl2的熔点246.8℃、沸点623℃，SnCl4的熔点－33℃、沸点114℃，SnCl4极易水解，在潮湿的空气中发烟。
回答下列问题：
（1）仪器Ⅴ的名称为________，该仪器下口进水，上口出水的原因是______________________________________。
（2）装置Ⅱ的最佳试剂为________，如果去掉装置Ⅱ，从实验安全的角度看会产生的影响是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）甲同学认为该实验装置存在一处明显的缺陷，则应在装置Ⅵ后连接的装置为________（填标号），其作用是________________________________________________。
（4）将SnCl4晶体加入浓盐酸中溶解，可得无色溶液，设计实验验证Sn4＋和Fe3＋的氧化性强弱________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）若装置Ⅳ中用去锡粉11.9g，反应后，装置Ⅵ中锥形瓶里收集到24.8gSnCl4，则SnCl4的产率为________。
（保留3位有效数字）
解析：
由题装置图可知装置Ⅰ为制备氯气的装置，涉及的离子反应为MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，装置Ⅱ中盛放的试剂为饱和食盐水，装置Ⅲ中盛放的试剂为浓硫酸，氯气经除杂、干燥后与锡粉在装置Ⅳ中反应生成SnCl4，SnCl4经冷却后在装置Ⅵ中收集。
（1）仪器Ⅴ的名称为直形冷凝管，该仪器下口进水，上口出水的原因是保证水充满冷凝管，起到充分冷凝的作用。
（2）由于浓盐酸有挥发性，所以在制取的氯气中含有杂质HCl，在Cl2与锡粉反应前要除去HCl，因此装置Ⅱ中的最佳试剂为饱和食盐水。
如果去掉装置Ⅱ，则锡与氯化氢反应产生的氢气与氯气混合加热会发生爆炸。
（3）SnCl4易发生水解，为防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中，且为避免未反应的氯气污染空气，所以应在装置Ⅵ后连接盛有碱石灰的干燥管。
（5）若装置Ⅳ中用去锡粉11.9g，则n（Sn）＝0.1mol，理论上产生SnCl4的质量是0.1mol×261g·mol－1＝26.1g，但装置Ⅵ中锥形瓶里收集到SnCl4的质量为24.8g，故SnCl4的产率为
×100%≈95.0%。
答案：
（1）直形冷凝管 保证水充满冷凝管，起到充分冷凝的作用
（2）饱和食盐水 锡与氯化氢反应产生的氢气与氯气混合加热会发生爆炸 （3）D 吸收多余的氯气、防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中 （4）取少量所得无色溶液，滴加氯化亚铁溶液，充分振荡后再滴加KSCN溶液，若溶液变红，则说明Sn4＋的氧化性比Fe3＋强，反之则说明Sn4＋的氧化性比Fe3＋弱 （5）95.0%
28．（14分）（2019·常德一模）含氮化合物对环境、生产和人类生命活动等具有很大的影响。
请按要求回答下列问题：
（1）利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2，反应机理如图所示。
A包含物质为H2O和________（填化学式）。
（2）已知：
4NH3（g）＋6NO（g）===5N2（g）＋6H2O（g）ΔH1＝－akJ·mol－1
4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（g）ΔH2＝－bkJ·mol－1
H2O（l）===H2O（g） ΔH3＝＋ckJ·mol－1
则反应4NH3（g）＋3O2（g）===2N2（g）＋6H2O（l）的ΔH＝________kJ·mol－1。
（3）工业上利用氨气生产氢氰酸（HCN）的反应为CH4（g）＋NH3（g）HCN（g）＋3H2（g） ΔH>0。
①其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。
则X可以是________（填字母）。
a．温度 b．压强 c．催化剂 d.
②在一定温度下，向2L密闭容器中加入nmolCH4和2molNH3，平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。
a点时，CH4的转化率为________%；平衡常数：
K（a）________K（b）（填“>”“＝”或“<”）。
（4）肌肉中的肌红蛋白（Mb）与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为Mb（aq）＋O2（g）MbO2（aq），该反应的平衡常数可表示为K＝
。
在37℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度（α）与p（O2）的关系如图所示。
[α＝
×100%]。
研究表明正反应速率v正＝k正·c（Mb）·p（O2），逆反应速率v逆＝k逆·c（MbO2）（其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数）。
①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________（用含有k正、k逆的式子表示）。
②试求出图中c点时，上述反应的平衡常数
。
已知k逆＝60s－1，则速率常数k正＝________s－1。
解析：
（1）根据流程图可知NH3与废气中的NO、NO2反应，最终产生无毒无害的N2和水。
（2）将已知三个热化学方程式依次编号为①、②、③，
根据盖斯定律，将（①×2＋②×3－③×30）×
，整理可得4NH3（g）＋3O2（g）===2N2（g）＋6H2O（l）
ΔH＝－
（2a＋3b＋30c）kJ·mol－1。
（3）①反应CH4（g）＋NH3（g）HCN（g）＋3H2（g）的正反应是气体体积增大的吸热反应，根据图像可知：
X越大，氨气的转化率越小。
升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，使氨气的转化率增大，a错误；增大压强，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使氨气的转化率降低，b正确；催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此对氨气的转化率无影响，c错误；增大
，相当于增加氨气的量，所以氨气的转化率降低，d正确；故合理选项是bd。
②假设反应消耗CH4物质的量为x
CH4（g）＋NH3（g）HCN（g）＋3H2（g）
开始/mol 2 2 0 0
转化/mol x x x 3x
平衡/mol 2－x 2－x x 3x
根据图像可知在平衡时氨气的体积分数是30%，可得
＝30%，解得x＝0.5，则a点时，CH4的转化率为
×100%＝25%；由于温度不变，所以曲线上任何一点，化学反应的平衡常数都不变，因此K（a）＝K（b）。
（4）①可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，由于由速率公式得
＝
，即反应Mb（aq）＋O2（g）MbO2（aq）的平衡常数K＝
＝
。
②c点时，p（O2）＝4.50，肌红蛋白的结合度（α）是90%带入平衡常数表达式中可得
K＝
＝
＝2；K＝
，由于K＝2，k逆＝60s－1带入该式子，可得k正＝K·k逆＝2×60s－1＝120s－1。
答案：
（1）N2
（2）－
（2a＋3b＋30c）
（3）①bd ②25 ＝ （4）①
②2 120
35．（15分）LED灯是一种环保的光源，在相同照明效果下比传统光源节能80%以上。
目前市售LED晶片材质基本以砷化镓、磷化铝镓铟（AlGaInP）、氮化铟镓（InGaN）为主，砷化镓的晶胞结构如图。
回答下列问题：
（1）砷的基态原子的电子排布式是___________。
（2）磷和砷是同一族的元素，第一电离能：
磷___________（填“>”“<”或“＝”，下同）砷，它们形成的氢化物的沸点：
PH3___________AsH3，原因是________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）AsH3是无色、稍有大蒜味的气体。
AsH3中砷原子的杂化轨道方式为___________，AsH3的空间结构为___________。
（4）砷元素的常见化合价有＋3和＋5，它们对应的含氧酸有H3AsO3和H3AsO4两种，其中H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强，从物质结构与性质的关系来看，H3AsO4的酸性比H3AsO3的酸性强的原因是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）此晶胞中所含的砷原子的个数为___________，砷化镓的化学式为___________。
解析：
（1）As位于第四周期ⅤA族，基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
（2）同主族从上到下，第一电离能减小，即第一电离能：
磷>砷；AsH3和PH3都属于分子晶体，两者结构相似，AsH3的相对分子质量比PH3大，范德华力强，AsH3的沸点高于PH3。
（3）AsH3中心原子为As，As有3个σ键，孤电子对数为（5－3×1）/2＝1，价层电子对数为4，因此As原子杂化类型为sp3；其空间构型为三角锥形。
（4）H3AsO4和H3AsO3可表示为（HO）3AsO和（HO）3As，＋5价的砷正电性更高，导致As—O—H中的O的电子向As偏移，在水分子作用下，更容易电离出H＋，酸性强。
（5）根据晶胞的结构，As为晶胞的顶点和面心，个数为8×
＋6×
＝4；Ga位于晶胞内部，因此砷化镓的化学式为GaAs。
答案：
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
（2）> < AsH3和PH3都属于分子晶体，两者结构相似，AsH3的相对分子质量比PH3大，范德华力强，AsH3的沸点高于PH3 （3）sp3 三角锥形
（4）H3AsO4和H3AsO3可表示为（HO）3AsO和（HO）3As，＋5价的砷正电性更高，导致As—O—H中的O的电子向As偏移，在水分子作用下，更容易电离出H＋，酸性强 （5）4 GaAs
36．（15分）奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物。
合成奈必洛尔中间体G的部分流程如下：
已知：
乙酸酐的结构简式为
，请回答下列问题：
（1）G物质中官能团的名称是羧基、________、________。
（2）反应A→B的化学方程式为_______
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