2015年湖南高考化学试题及答案解析
2015年湖南省高考化学试题及答案解析
7. 我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种,其中“强水”条目下写到:“性最烈,能蚀五金„„其水甚强,五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指( )
A. 氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水 答案:B
解析:古代五金八石,五金指金、银、铜、铁、锡:八石,一般指朱砂、雄黄、云母、空青、硫黄、戎盐、硝石、雌黄等八种矿物。卤水与我们生活息息相关,很多菜都与卤水有关,根据能腐蚀五金,显然只有硝酸符合答案。
8.N A 为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A. 18gD2O 和18gH 2O 中含有的质子数均为10N A B.2L0.5mol ﹒L -1亚硫酸溶液中含有的H +离子数为2N A
C. 过氧化钠与水反应时,生成0.1mol 氧气转移的电子数为0.2N A D. 密闭容器中2molNO 与1molO 2充分反应,产物的分子数为2N A 答案: C
解析: D、H 的相对原子质量不同,18gD 2O 中含有质子数18÷20×10N A =9NA ,18gH 2O 中含有质子数18÷18×10N A =10NA ,A 错;亚硫酸是弱酸,H +不可能完全电离,溶液中含有的H +离子数小于2N A ,所以B 错;2molNO 与1molO 2恰好反应生成2molNO 2,但NO 2能转化为N 2O 4,存在化学平衡2 NO2。
9. 乌洛托品在合成、医药、染料等工业中有广泛用途,其结构式如图所示。将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为( ) A.1:1 B.2:3 C.3:2 D. 2:1 答案: C
解析: 根据乌洛托品的结构简式,可知它的分子式为C 6H 12N 3, 甲醛分子式为CH 2O, 氨的分子式为NH 3,题干已说原料完全反应生成乌洛托品,根据C 元素与N 元素守恒,可知甲醛与氨的物质的量之比为6:4=3:2。
10. 下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
N2O 4,所以D 错。过氧化钠与水反应时,过氧化钠既做氧
化剂又做还原剂,2mol 过氧化钠参加反应,生成1mol 氧气,转移2mol 电子,所以C 对
N
解析:将硝酸加入过量铁粉中,生成硝酸亚铁,而KSCN 溶液遇Fe 3+,溶液成血红色,所以A 错;铜与硫酸铁发生氧化还原反应:Cu + Fe2(SO4)
3 = 2FeSO4 + CuSO4,没有黑色固体出现,所以B 错;砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,会在表面生成一层熔点很高的氧化铝薄膜,薄膜里面已熔化的单质铝不会滴落下来,所以C 错;MgSO 4溶液滴入NaOH 溶液,生成Mg(OH)2沉淀,再滴加CuSO 4溶液, 生成Cu(OH)2沉淀,符合溶解度较小的沉淀易转化为溶解度更小的沉淀,所以Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小。
11. 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A. 正极反应中有CO 2生成
B. 微生物促进了反应中电子的转移 C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D. 电池总反应为C 6H 12O 6 +6O2=6CO2+6H2O 答案: A
解析:氧气通正极,介质环境为酸性(质子交换膜),所以正极反应为O 2+4e-+4H+=2H2O, 所以A 错;微生物存在,装置原理为原电池原理,加快了化学反应速率,促进了反应中电子的转移,B 正确;原电池中,带正电荷的离子移向正极,C 正确;电池总反应相当于C 6H 12O 6燃烧,所以D 正确。
12.W 、X 、Y 、Z 均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A. 单质的沸点:W>X B. 阴离子的还原性:W>Z C. 氧化物的水化物的酸性:Y
答案: B
解析: W、X 、Y 、Z 均为短周期主族元素,原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、8、8,所以W 为H ,X 为N, 四种元素的最外层电子数之和为18,所以Y 、Z 的最外层电子数之和为13,根据主族元素最外层电子数小于8,所以Y 、Z 的最外层电子数分别为6和7,所Y 为S ,Z 为Cl 。H 2和N 2结构相似,相对分子质量越大,熔沸点越高,所以A 错;单质的氧化性H 2和Cl 2,或H 的非金属性比Cl 的非金属性弱,所以阴离子还原性H ->Cl-,所以B 正确;S 和Cl 都不止一种含氧酸,题目没有说最高价态的氧化物的水化物的酸性,HClO 是弱酸,H 2SO 4是强酸,所以C 错;铵盐为离子化合物,H 与N 能存在于同一离子化合物中, 所以D 错误。
13. 浓度为0.10 mol﹒L -1、体积均为V 0的MOH 和ROH 溶液,分别加水稀释至体积V ,pH 随lg
V
的变化如图所示。下列叙述错误的是( ) V 0
A. MOH的碱性强于ROH 的碱性 B.ROH 的电离程度:b 点大于a 点
C. 若两溶液无限稀释,则它们的c (OH -)相等
c (M +)V
D. 当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则增大 +
V 0c (R )
答案:D
解析: 0.10 mol﹒L -1的MOH 和ROH 溶液,看其图像上起点
V
0,MOH 的pH 值为13,MOH 完全电离,为强碱,ROH 的pH 值小
于13,ROH 没有完全电离,为弱碱,所以A 正确;弱电解质越稀释越电离,b 点稀释100倍大于a 点稀释10倍 ,所以B 正确;碱性溶液无限稀释,溶液pH 值无限接近于7,所以C 正确;升高温度,促进弱电解质电离,当lg
+
+
V
=2时,若两溶液同时升高温度,V 0
c (M +)
c (M )没有变化,c (R )增大,减小,所以D 错。
c (R +)
26.(14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K 1=5.4×10-2,K 2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H 2C 2O 4·H 2O )无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C 中可观察到的现象是
,由此可知草酸晶体分解的产物中有 。装置B 的主要作用是 。
(2)乙组同学认为草酸晶体的分解产物中还有CO ,为进行验证,选用甲组实验中的装置A 、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用) 进行实验,
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A 、B 、 。装置H 反应管中盛有的物质是 。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO 的现象是 。 (3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强 。 ②草酸为二元酸 。
参考答案:
(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊;CO 2;冷凝分解产生的水蒸气和升华的乙二酸蒸气(甲酸蒸气)。
(2)①F 、D 、G 、H 、D 、I ;氧化铜或氧化铁,写化学式也可以。
② 前D 澄清石灰水不浑浊,H 中黑色粉末渐渐变成红色,后D 澄清石灰水变浑浊。 或红棕色粉末渐渐变成黑色。
(3)①在一定浓度的草酸溶液中滴加一定浓度的碳酸钠溶液,有气泡产生。 或向碳酸氢钠溶液中滴加一定浓度的草酸溶液,有气泡产生。
②用0.10mol ﹒L -1NaOH 溶液来滴定10mL0.10 mol﹒L -1草酸溶液,消耗NaOH 溶液的体积为20mL 。
或在滴有酚酞的10mL0.10 mol﹒L -1草酸溶液中,滴加10mLNaOH 溶液后,再滴加10mLNaOH 溶液,溶液颜色由无色变为红色。 方案合理即可。
解析:(1)根据澄清石灰水,可知考察CO 2相关知识,根据题干,草酸晶体受热脱水、升华,装置B 作用是冷凝水蒸气和草酸蒸气。
(2)①考察CO 2、CO 混合气体相关性质,检验CO 时,用CO 的还原性将CuO 还原,先要将CO 2除去,并确保除去,再干燥。还要注意尾气处理。
②前D 澄清石灰水不浑浊,H 中黑色粉末渐渐变成红色,后D 澄清石灰水变浑浊。 (3)① 根据草酸能制取碳酸设计方案
② 二元酸与一元碱进行滴定实验,消耗的碱的物质的量是二元酸的2倍。
27.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O 和Fe 3O 4,还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学方程式 (写两条)。
(2)利用 的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 。(写化学式)
(3)“净化除杂”需要加H 2O 2溶液,作用是 。然后再调节溶液的pH 约为5,目的是 。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH 4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为 。
(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程 。 参考答案:
(1)Mg 2B 2O 5·H 2O+H2SO4=2MgSO4+2 H3BO 3,提高反应温度,将铁硼矿粉颗粒半径变小,使用催化剂。
(2)Fe 3O 4;SiO 2和CaSO 4
(3)将Fe 2+转化为Fe 3+,使Fe 3+和Al 3+转化为氢氧化物沉淀而除去。 (4)硫酸镁(七水硫酸镁)
。为提高浸出速率除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有
(5)(6)2H3BO 3:
B 2O 3+ 3H2O ;B 2O 3+ 3Mg
2B+3MgO
27.(15分)碘及化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO 2和H 2SO 4,即可得到I2, 。该反应的还原产物为 。
(2)上述浓缩液中主要含有I -、Cl -等离子,取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO 3溶
c (I -)-10
液,当AgCl 开始沉淀时,溶液中为 。已知K SP (AgCl)=1.8×10
c (Cl -)
,K SP (AgI)=8.5×10-17。
(3)已知反应2HI(g)=H2(g )+I2(g)的△H=+11kJ·mol -1,1mol H2(g )、1mol I2(g
)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ 、151kJ 的能量,则1mol HI(g )分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。 (4)Bodensteins 研究了下列反应:2HI(g) H 2(g )+I2(g),在716K 时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x (HI )与反应时间t 的关系如下表:
②上述反应中,正反应速率为v 正=k正x 2(HI ),逆反应速率为v 逆=k逆x (H 2)x(I2), 其中k
正
、k 逆为速率常数则k 逆为 (以K 和k 正表示)。若k 正=0.0027min-1,在
t=40min时,v 正= 。
③由上述实验数据计算得到v 正~x (HI )和v 逆~x (H 2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为 (填字母)。
V (10-3m i n -1)
参考答案: (1)MnSO 4(或Mn 2+) (2)4.7×10-7 (3)299
0. 108⨯0. 108k 正-3-1
(4)①②,1.95×10min ③A 、E
K 0. 7842
0.2
0.4 0.6 x
解析:(1)用水浸取后碘以I -存在,加了MnO 2和H 2SO 4后发生氧化还原反应,I -被氧化成I 2,MnO 2做氧化剂,被还原成+2价的Mn 2+还原产物。
(2)K SP (AgCl)=1.8×10-10>KSP (AgI)=8.5×10-17, 滴加AgNO 3溶液,当AgCl 开始沉淀时, AgI 肯定已经沉淀,此时溶液中c (Ag +)·c (Cl -)= KSP (AgCl),c (Ag +)·c (I -)=
K SP (AgI)8.5×10-17c (I -)-7
K SP (AgI),而c (Ag )是相同的,所以=4.7×10。 ==--10
c (Cl )K SP (AgCl)1.8×10
+
(
3)△H=反应物的键能和-生成物的键能和,则1mol HI(g )分子中化学键断裂时需要吸收的能量为(11+436+151)÷2=299kJ。
(4)①根据表格,两种投料建立化学平衡,一个从正反应建立平衡,一个从逆反应建立平衡,2HI(g)
H 2(g )+I2(g)是等气反应,x (HI )交叉点在0.784,所以在
120min 反应达到平衡。根据x (HI )=1(0min )和x (HI )=0.784(120min ),可求出平衡时x (H 2)= x(I 2)=0.108。根据平衡常数定义,物质的量分数还需转换为浓度,设起始投有amolHI ,容器体积为V ,
a ⨯0. 108a ⨯0. 108
⨯
0. 108⨯0. 108V V 则K== 2
a ⨯0. 78420. 784()
V
x (H 2)x(I2) 2
② 由①可知,K=, v正=k正x (HI ),v 逆=k逆x (H 2)x(I2), ,平衡时v 正= v逆
x 2(HI),
k k 正x 2(HI)
k 逆==正;40min 时,v 正=k正x 2(HI )=0.852×0.0027=0.00195075≈1.95
x (H 2)x(I2) K
×10-3min -1,注意带单位。 ③升高温度,2HI(g)
H 2(g )+I2(g),正反应吸热,平衡向右移动,正逆化学反应
速率等倍增大(排除F 、C ),x (HI )减小,x (H 2)增大(排除D 、B) 。 36.[化学——选修2:化学与技术](15分)
氯化亚铜(CuCl )广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu 和少量CuO )为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①中得到的氧化产物是 。溶解温度应控制在60~70℃,原因是 。
(2)写出步骤③中的主要反应的离子方程式: 。 (3)步骤⑤中包括用pH=2酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是 (写名称)。
(4)上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是 。 (5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离,工业上常用的固液分离设备有 (填字母)。
A. 分馏塔 B.离心机 C.反应塔 D.框式压滤机
(6)准确称取所制备的氯化亚铜样品mg ,将其置于过量的FeCl 3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸用amol ﹒L 的K 2Cr 2O 7溶液滴定到终点,消耗K 2Cr 2O 7溶液bmL ,反应中Cr 2O 72-被还原成Cr 3+。样品中CuCl 的质量分数为 。 参考答案:
(1)CuSO 4或Cu 2+;温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解。 (2)2Cu 2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ (3)硫酸
(4)醇洗有利于加快去除CuCl 表面水分,防止其水解氧化。 (5)B 、D (6)
0. 597ab
⨯100% m
-1
37.[化学——选修3:物质结构与性质](15分) 碳及化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14C 原子中,核外存在 对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。 (3)CS2分子中,共价键的类型有 ,C 原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 (4)CO 能与金属Fe 形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K ,沸点为376K ,其固体属于 晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C 原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C 原子。 ②在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接 个六元环,六元环中最多有 个C 原子在同一平面。 参考答案: (1)电子云;2
(2)C 有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构。 (3)σ键和π键;sp ;CO 2,SCN-,COS 等 (4)分子
(5)①3;2②12;4
38.[化学——选修3:有机化学基础](15分)
A (C 2H 2)是基本有机化工原料,由A 制备聚乙烯醇缩丁醛和顺式聚异戊二烯的合成路线
CH (部分反应条件略去)如图所示:
2232CH 2CH 3
聚乙烯醇缩丁醛
OH H 2CH 3顺式聚异戊二烯 CH 3 CaCO 3 CH 3 ⑦ 异戊二烯 ⑧ ⑤ ⑥ 回答下列问题:
(1)A 的名称是
,B 含有的官能团是 。
(2)①的反应类型是 ,⑦的反应类型是 。 (3)C 和D 的结构简式分别为 、 。
(4)异戊二烯分子中最多有 个原子共面,顺式聚异戊二烯的结构简式为 。 (5)写出与A 具有相同官能团的异戊二烯的所有同分异构体 (填结构简式)。
(6)参照异戊二烯的上述合成路线,设计一条由A 和乙醛为起始原料制备1,3-丁二烯的合成路线 。 参考答案:
(1)乙炔;碳碳双键和酯基(写结构式也可) (2)加成反应;消去反应 (3) ;CH 3CH 2CH 2CHO 2
2 CH(4) 11个;
H 3 H (5)
CH 3
CH 3≡CH
;CH 3-CH 2-CH 2-C ≡CH ;CH 3-CH 2-C ≡C-CH 3 (6)
Al 2O H 2CH CHO
C 2H 3CH -CH-C ≡CH -CH-C =CH 332 KOH
CaCO 3 解析:本题较简单。
(1)反应②是B 的加聚反应,根据加聚反应只与不饱和键相关,所以B 含有的官能团是碳碳双键和酯基。
(2)把乙炔和CH 3COOH 原子相加的C 4H 6O 2, 所以①的反应类型是加成反应;根据反应⑦反应前后分子结构易判断⑦的反应类型是消去反应。
2(3) 在酸性条件水解属于酯类水解,所以C 的结构简式为 2; 3
根据反应④及产物聚乙烯醇缩丁醛,易知D 为正丁醛,结构简式为CH 3CH 2CH 2CHO 。 (4)根据乙烯所有原子共面和甲烷最多三原子共面原理,可推异戊二烯分子中除了甲
基上有两个H 原子不能与其他原子共面,其他原子都可以共面,异戊二烯分子中最多有
2 CH11个原子共面;顺式聚异戊二烯,两个亚甲基在双键的同侧,结构简式为:
H 3 H (5)相当于写戊炔的同分异构体。
(6)根据题干弄清碳碳三键与羰基的加成反应原理即可。