2024年陕西省高三教学质量检测试题(三)
理科综合能力测试
可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 F19 K39 Mn55
一、选择题
1. 生活处处有化学。下列有关说法错误的是
A. 傍晚看到万丈霞光穿云而过是因为丁达尔效应带来的美景
B. 食品包装袋内的铁粉起抗氧化的作用
C. 75%的酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸有效杀菌消毒
D. 宣纸是古代劳动人民的结晶，它属于合成高分子材料
2. 有机物X是一种瞬干胶，在常温、常压下受水的引发可快速聚合实现黏合，其原理如右图所示。下列说法不正确的是
A. X的分子式是 B. X中含有两种含氧官能团
C. X的分子中所有碳原子可能共平面 D. 该反应是加聚反应
3. 用下列装置和药品进行相应实验，能达到实验目的是
验证易溶于水且溶液呈碱性 证明石蜡油中含有不饱和烃
A B
制备 测定中和反应的反应热
C D
A. A B. B C. C D. D
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用惰性电极电解氯化镁溶液：
B. 溶液中通：
C. 加入水中：
D. 溶液中加入少量溶液：
5. 物质m在军事上常用作烟幕剂，结构如图所示，其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W与Y的核电核数之和等于Z的质子数，Y的游离态存在于火山喷口附近。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点：X>Y B. 化合物m中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
C. 简单离子半径：Y>Z>W D. 和均可用于自来水杀菌消毒
6. 我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合、断开时，制氢并储能；断开、闭合时，供能。已知与的性质相似。下列说法正确的是
A. 该装置能直接将光能转化成化学能
B. 连接时，X电极发生还原反应
C. 连接时，溶液pH不变
D. 连接时，Zn电极表面发生
7. 常温下可通过调节pH使和形成氟化物沉淀而分离。测得不同条件下体系中[为、和的物质的量浓度，单位mol/L]与如右图所示。已知：。下列说法正确的是
A. 代表，代表
B. 溶度积常数
C. “净化”过程中反应的平衡常数
D. 当时，mol/L
三、非选择题
8. 五氯化锑(SbCl5)主要用作氟化工的催化剂、纺织工业织物的阻燃剂、染料工业的中间体。实验室根据反应，利用如下装置制备SbCl5 (加热及夹持装置略)。
已知SbCl3，SbCl5部分性质如下：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 性质
SbCl3 73.4 223(101.3kPa) 均极易水解
SbCl5 2.8 176(101.3kPa，140℃)时分解
68(1.86kPa)、79(2.90kPa)
实验室制备SbCl5的步骤如下：
ⅰ.保持80℃条件，在盛有SbCl3的三颈烧瓶中通入Cl2，反应生成SbCl5；
ⅱ.将三颈烧瓶中的反应混合物转移到双颈烧瓶中；
ⅲ.减压蒸馏，收集目标物质。
回答下列问题：
（1）写出用K2MnO4和浓盐酸制备Cl2的离子方程式___________，其中体现还原性和酸性的HCl的物质的量之比为___________。
（2）实验装置中，两个冷凝管___________(填“能”或“不能”)交换使用，步骤ⅰ中对三颈烧瓶进行加热的最佳方式是___________加热。
（3）写出图示实验装置存在的一处弊端：___________。
（4）步骤ⅱ将反应后混合液转移至双颈烧瓶中的方法：在b处连接减压装置，使三颈烧瓶中的液体流入双颈烧瓶。进行该操作前，需___________(填活塞1和2的开、关的情况)。
（5）步骤ⅲ采用减压蒸馏，而不是常压蒸馏的原因是___________；调节减压装置至1.86kPa，收集___________℃左右的馏分。减压蒸馏时，玻璃毛细管的作用有___________(填字母)。
a．防止暴沸 b．搅拌 c．连通大气，保持常压
9. 高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温和碱性环境中稳定存在，在中性或酸性溶液中易发生分解反应，释放出氧气，同时产生一种絮凝剂。高铁酸钾()可用于自来水杀菌消毒和净化，一种由磁铁矿(主要成份为，还含有少量的MgO、、等)制备高铁酸钾的过程如下图所示：
已知：①高铁酸钾()难溶于醇等有机溶剂。
②25℃部分难溶物的溶度积如下：
回答下列问题：
（1）酸溶后得到的滤渣的主要成分___________。
（2）加入氧化过程主要发生的离子方程式___________，
的用量远大于理论值，原因可能是___________。
（3）滤液1中含有的主要金属阳离子为___________。
（4）氧化过滤过程产生，写出该过程的离子方程式___________，根据制备过程可知，该温度下___________(填“<”或“>”)。
（5）粗产品含有、KCl等杂质，用___________方法进行分离提纯。其提纯步骤为：将一定量的粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置、过滤，洗涤2~3次，在真空干燥箱中干燥。洗涤过程中可以选用___________(填字母)。
a．蒸馏水 b．乙醇 c．氢氧化钠溶液
（6）产品纯度测定，可采用亚铬酸盐滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：
现称取a g高铁酸钾()(摩尔质量为M g/mol)样品溶于过量的碱性亚铬酸盐溶液中，充分反应后过滤，滤液在250 mL容量瓶中定容，每次取25.00 mL于锥形瓶中加入稀硫酸酸化，滴入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c mol/L标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V mL。该产品中高铁酸钾()的纯度为___________%。
10. 2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源，不易爆炸、储运安全便捷。
甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇：
① kJ/mol
② kJ/mol
③
已知：甲醇的选择性
（1）___________，该反应自发进行的条件是___________。
（2）一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________ (填字母)。
A. 升高温度 B. 充入，使体系压强增大
C. 再充入1 mol D. 将从体系中分离出去
（3）恒温恒容条件下，原料气、以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa，，达到平衡时，mol/L，则该过程中的平衡转化率为___________%，该条件下反应②的___________(保留三位有效数字)。
Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。
（4）电极生成的电极反应式为___________。
（5）控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为___________mol。
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
科学家将、和(是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。
（6）该历程中正反应的最大活化能为___________kJ·mol，写出该步骤反应的化学方程式：___________。
11. 某种锰铁基钠离子电池正极材料()具有优异的性能。回答下列问题：
（1）基态价层电子排布图是___________。
（2）该正极材料的外层被碳原子包覆，掺杂氮原子，结构如图1所示。图中“N1”“N2”“N3”所示的氮原子所在环为平面结构，则氮原子的杂化方式为___________。第一电离能，___________。含有“N3”的碳氮环处于富电子状态，原因是___________。更易与某些金属形成配位键的是___________(填“N1”或“N3”)。
（3）的结构如图2所示。图中与，之间的作用力分别是___________、___________。加热时，最易失去的水分子是___________(填图中水分子的标号)，判断的理由是___________。
（4）的晶胞如图3所示。Mn原子位于F原子形成的___________空隙中。已知晶胞参数为a nm，该晶体的密度为___________g m(列出表达式，阿伏伽德罗常数用表示)。
12. 以A和芳香烃E为原料制备除草剂茚草酮中间体I()的合成路线如下：
（1）E化学名称为___________。
（2）H官能团名称为___________。
（3）D+H→I的反应类型为___________。
（4）F→G的方程式为___________。
（5）F的同分异构体中，满足下列条件的结构有___________种；
条件：①含有苯环
②能发生银镜反应且遇溶液显紫色
③1 mol该物质与足量的Na反应产生1 mol
其中苯环上取代基均不相邻的结构简式为___________。
（6）在D和H合成I的反应中，可以提高原料利用率，试分析其原因___________。
（7）利用原子示踪技术追踪G→H的反应过程如下：
根据上述信息，写出乙醇和合成的路线___________ (无机试剂任选)。2024年陕西省高三教学质量检测试题(三)
理科综合能力测试
可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 F19 K39 Mn55
一、选择题
1. 生活处处有化学。下列有关说法错误的是
A. 傍晚看到万丈霞光穿云而过是因为丁达尔效应带来的美景
B. 食品包装袋内的铁粉起抗氧化的作用
C. 75%的酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸有效杀菌消毒
D. 宣纸是古代劳动人民的结晶，它属于合成高分子材料
【答案】D
【解析】
【详解】A．傍晚看到万丈霞光穿云而过是因为水蒸气扩散到空气中形成的气溶胶产生丁达尔效应带来的美景，A正确；
B．铁具有还原性，所以铁粉具有抗氧化作用，B正确；
C．75%的酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸都能使蛋白质发生变性，从而有效杀菌消毒，C正确；
D．宣纸的主要成分为纤维素，它属于天然高分子材料，而不属于合成高分子材料，D错误；
故答案为：D。
2. 有机物X是一种瞬干胶，在常温、常压下受水的引发可快速聚合实现黏合，其原理如右图所示。下列说法不正确的是
A. X的分子式是 B. X中含有两种含氧官能团
C. X的分子中所有碳原子可能共平面 D. 该反应是加聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据有机物X的结构可知，分子式为：，故A正确；
B．根据有机物X的结构可知，含有氰基、酯基、碳碳双键共三种官能团，含氧官能团为酯基，只有一种，故B错误；
C．有机物X中含有双键，所有的碳原子可能共平面，故C正确；
D．有机物X中含有碳碳双键，反应过程中碳碳双键发生变化，因此为加聚反应，故D正确；
故答案选B。
3. 用下列装置和药品进行相应实验，能达到实验目的是
验证易溶于水且溶液呈碱性 证明石蜡油中含有不饱和烃
A B
制备 测定中和反应的反应热
C D
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．该装置能形成红色喷泉，说明NH3易溶于水且溶液呈碱性，故A正确；
B．该装置能证明石蜡油分解能产生不饱和烃，不是其本身含有不饱和烃，故B错误；
C．左边试管中的导管应插入液面，利用铁和稀硫酸反应产生氢气形成压强差把生成的硫酸亚铁溶液压入右边试管中，得到Fe(OH)2，进一步被空气氧化可得到，故C错误；
D．中和反应反应热的测定实验中需要环形玻璃搅拌器，故D错误；
故选A。
4. 下列离子方程式书写正确的是
A. 用惰性电极电解氯化镁溶液：
B. 溶液中通：
C. 加入水中：
D. 溶液中加入少量溶液：
【答案】C
【解析】
【详解】A．由于Mg2+和OH-能够结合成Mg(OH)2沉淀，故用惰性电极电解氯化镁溶液的离子方程式为：，A错误；
B．已知HClO具有强氧化性，SO2具有强还原性，二者能够发生氧化还原反应，故Ca(ClO)2溶液中通SO2的离子方程式为：，B错误；
C．TiCl4易发生水解，故TiCl4加入水中的离子方程式为：，C正确；
D．NH4HSO4溶液中加入少量Ba(OH)2溶液，根据Ba(OH)2电离出的Ba2+和OH-的物质的量比可知，该离子方程式为：，D错误；
故答案为：C。
5. 物质m在军事上常用作烟幕剂，结构如图所示，其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W与Y的核电核数之和等于Z的质子数，Y的游离态存在于火山喷口附近。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点：X>Y B. 化合物m中每个原子最外层均达到8电子稳定结构
C. 简单离子半径：Y>Z>W D. 和均可用于自来水杀菌消毒
【答案】B
【解析】
【分析】由题干信息可知，元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W与Y的核电核数之和等于Z的质子数，Y的游离态存在于火山喷口附近，则Y为S，X形成2个共价键，Z、W形成1个共价键，Y形成6个共价键，故Z为Cl，W为H，X为O，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，X为O，Y为S，非金属性O＞S，由于H2O中存在分子间氢键，故简单氢化物的沸点H2O＞H2S即X>Y，A正确；
B．由分析可知，W为H，则化合物m中除H之外的每个原子最外层均达到8电子稳定结构，B错误；
C．由分析可知，W为H，Y为S，Z为Cl，故简单离子半径S2-＞Cl-＞H+即Y>Z>W，C正确；
D．由分析可知，X为O，Z为Cl，则ZX2即ClO2和X3即O3均有强氧化性，故均可用于自来水杀菌消毒，D正确；
故答案为：B。
6. 我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置。闭合、断开时，制氢并储能；断开、闭合时，供能。已知与的性质相似。下列说法正确的是
A. 该装置能直接将光能转化成化学能
B. 连接时，X电极发生还原反应
C. 连接时，溶液pH不变
D. 连接时，Zn电极表面发生
【答案】C
【解析】
【分析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。
【详解】A．制氢时，太阳能转化为电能，电能再转化为化学能，A错误；
B．连接时，X电极发生反应，Ni元素化合价升高，发生氧化反应，B错误；
C．连接时，Pt电极发生反应，电池反应为，溶液中浓度不变，pH不变，C正确；
D．与的性质相似，因此在碱性条件下可以生成，连接时，为原电池，锌为负极，发生氧化反应，发生反应，D错误；
故答案选C。
7. 常温下可通过调节pH使和形成氟化物沉淀而分离。测得不同条件下体系中[为、和的物质的量浓度，单位mol/L]与如右图所示。已知：。下列说法正确的是
A. 代表，代表
B. 溶度积常数
C. “净化”过程中反应的平衡常数
D. 当时，mol/L
【答案】C
【解析】
【分析】由电离常数可知，溶液中=，则溶液中越大，溶液中氟离子浓度越大，钙离子、锰离子的浓度越小，氟化锰的溶度积大于氟化钙，则l3代表lgc(F-) 与的关系、l1、l2分别代表lgc(Ca2+)、lgc(Mn2+)与的关系。
【详解】A．由分析可知，代表，l3代表与的关系，故A错误；
B．由图可知，溶液中=1时，、，则 ，故B错误；
C．由图可知，溶液中=1时，溶液中、，则由方程式可知，反应的平衡常数K=，故C正确；
D．由图可知，l3代表lgc(F-) ，溶液中=1时，溶液中mol/L，故D错误；
故答案选C。
三、非选择题
8. 五氯化锑(SbCl5)主要用作氟化工的催化剂、纺织工业织物的阻燃剂、染料工业的中间体。实验室根据反应，利用如下装置制备SbCl5 (加热及夹持装置略)。
已知SbCl3，SbCl5的部分性质如下：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 性质
SbCl3 73.4 223(101.3kPa) 均极易水解
SbCl5 2.8 176(101.3kPa，140℃)时分解
68(1.86kPa)、79(2.90kPa)
实验室制备SbCl5的步骤如下：
ⅰ.保持80℃的条件，在盛有SbCl3的三颈烧瓶中通入Cl2，反应生成SbCl5；
ⅱ.将三颈烧瓶中的反应混合物转移到双颈烧瓶中；
ⅲ.减压蒸馏，收集目标物质。
回答下列问题：
（1）写出用K2MnO4和浓盐酸制备Cl2的离子方程式___________，其中体现还原性和酸性的HCl的物质的量之比为___________。
（2）实验装置中，两个冷凝管___________(填“能”或“不能”)交换使用，步骤ⅰ中对三颈烧瓶进行加热的最佳方式是___________加热。
（3）写出图示实验装置存在的一处弊端：___________。
（4）步骤ⅱ将反应后混合液转移至双颈烧瓶中的方法：在b处连接减压装置，使三颈烧瓶中的液体流入双颈烧瓶。进行该操作前，需___________(填活塞1和2的开、关的情况)。
（5）步骤ⅲ采用减压蒸馏，而不是常压蒸馏的原因是___________；调节减压装置至1.86kPa，收集___________℃左右的馏分。减压蒸馏时，玻璃毛细管的作用有___________(填字母)。
a．防止暴沸 b．搅拌 c．连通大气，保持常压
【答案】（1） ①. +8H++4Cl-=Mn2++2Cl2↑+4H2O ②. 1：1
（2） ①. 不能 ②. 热水浴
（3）三颈瓶的球形冷凝管上端缺少一个装有碱石灰的干燥管
（4）关闭活塞2 （5） ①. 防止SbCl5分解 ②. 68 ③. ac
【解析】
【分析】由实验装置图可知，干燥的氯气经过浓硫酸进入三颈烧瓶中，80℃条件下与三氯化锑反应制备五氯化锑，用真空泵抽气将五氯化锑转移至双口烧瓶中，用减压蒸馏的方法在圆底烧瓶中收集到五氯化锑，为了用于吸收未反应的氯气，防止污染环境，同时防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化锑水解，三颈瓶上球形冷凝管上端应接一个干燥管，所装试剂为碱石灰，无水氯化钙的作用是防止空气中水蒸气进入圆底烧瓶中导致五氯化锑水解，毛细管的作用是减压蒸馏时连通大气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴沸，据此分析结合各小题具体问题解题。
【小问1详解】
用K2MnO4和浓盐酸制备Cl2即K2MnO4被还原为Mn2+，Cl-被氧化为Cl2，该反应的离子方程式为：+8H++4Cl-=Mn2++2Cl2↑+4H2O，其中体现还原性和酸性的HCl的物质的量之比为1：1，故答案为：+8H++4Cl-=Mn2++2Cl2↑+4H2O；1：1；
【小问2详解】
球形冷凝管用于冷凝回流，直形冷凝管用于冷凝收集，故两个冷凝管不可交换使用，由题干信息可知，步骤ⅰ中对三颈烧瓶进行加热到80℃，则其最佳方式是热水浴加热，故答案为：不能；热水浴；
【小问3详解】
根据图表信息，产物易水解，三颈瓶的球形冷凝管上端应接一个干燥管，所装试剂为碱石灰，以防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶，同时收集氯气，防止污染空气， 故答案为：三颈瓶的球形冷凝管上端缺少一个装有碱石灰的干燥管；
【小问4详解】
步骤ⅱ将反应后混合液转移至双颈烧瓶中方法：在b处连接减压装置，使三颈烧瓶中的液体流入双颈烧瓶。进行该操作即减压蒸馏前，需关闭活塞2，以保证装置密封，便于后续抽真空，故答案为：关闭活塞2；
【小问5详解】
根据表中提供信息知，SbCl5受热易分解，因此用减压蒸馏而不用常压蒸馏，可以防止SbCl5分解，由题干表中数据可知，调节减压装置至1.86kPa，收集68℃左右的馏分，由分析可知，减压蒸馏时，毛细管的作用是减压蒸馏时连通大气，减压时可吸入极少量空气，防止液体暴沸，故答案为：防止SbCl5分解；68；ac。
9. 高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温和碱性环境中稳定存在，在中性或酸性溶液中易发生分解反应，释放出氧气，同时产生一种絮凝剂。高铁酸钾()可用于自来水杀菌消毒和净化，一种由磁铁矿(主要成份为，还含有少量的MgO、、等)制备高铁酸钾的过程如下图所示：
已知：①高铁酸钾()难溶于醇等有机溶剂。
②25℃部分难溶物的溶度积如下：
回答下列问题：
（1）酸溶后得到滤渣的主要成分___________。
（2）加入氧化过程主要发生的离子方程式___________，
的用量远大于理论值，原因可能是___________。
（3）滤液1中含有的主要金属阳离子为___________。
（4）氧化过滤过程产生，写出该过程的离子方程式___________，根据制备过程可知，该温度下___________(填“<”或“>”)。
（5）粗产品含有、KCl等杂质，用___________方法进行分离提纯。其提纯步骤为：将一定量的粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和KOH溶液，搅拌、静置、过滤，洗涤2~3次，在真空干燥箱中干燥。洗涤过程中可以选用___________(填字母)。
a．蒸馏水 b．乙醇 c．氢氧化钠溶液
（6）产品纯度测定，可采用亚铬酸盐滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：
现称取a g高铁酸钾()(摩尔质量为M g/mol)样品溶于过量的碱性亚铬酸盐溶液中，充分反应后过滤，滤液在250 mL容量瓶中定容，每次取25.00 mL于锥形瓶中加入稀硫酸酸化，滴入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c mol/L标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V mL。该产品中高铁酸钾()的纯度为___________%。
【答案】（1）SiO2
（2） ①. H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O ②. 生成的Fe3+作为催化剂，催化的分解
（3）Mg2+、Al3+、Na+
（4） ①. ②. <
（5） ①. 重结晶 ②. b
（6）
【解析】
【分析】由流程图可知，主要成分Fe3O4，还含有少量的MgO、Al2O3、SiO2，“酸溶”时加入稀硫酸，SiO2不与稀硫酸反应，滤渣1中为SiO2，同时生成Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+以及过量的硫酸进入到“氧化”， Fe2+被氧化为Fe3+，调节pH，仅生成，同时Al3+、Mg2+未生成沉淀，滤液1中主要成分是硫酸铝、MgSO4以及过量硫酸钠，进入“氧化过滤中”，发生氧化还原反应：，生成高铁酸钠、氯化钠和水， “转化”过程中加入饱和氯化钾溶液实现高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀，，过滤得到氯化钠滤液、高铁酸钾固体，据此作答。
【小问1详解】
根据分析可知，SiO2不与稀硫酸反应，滤渣1中为SiO2，因此酸溶后得到的滤渣的主要成分为SiO2，故答案为：SiO2。
【小问2详解】
加入将Fe2+被氧化为Fe3+，离子方程式为： H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；的用量远大于理论值，原因可能是：生成的Fe3+作为催化剂，催化的分解，故答案为：H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O；生成的Fe3+作为催化剂，催化的分解。
【小问3详解】
根据分析可知，滤液1中主要成分是NaAlO2、MgSO4以及过量硫酸钠，滤液1中含有的主要金属阳离子为Mg2+、Al3+、Na+，故答案为：Mg2+、Al3+、Na+。
【小问4详解】
根据分析可知，化过滤过程发生氧化还原反应：，离子方程式为：；“转化”过程中加入饱和氯化钾溶液实现高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀，，则该温度下<，故答案为：；<。
【小问5详解】
上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯；根据题中信息高铁酸钾()难溶于醇等有机溶剂，为防止用水洗涤时晶体溶解损失，应用乙醇洗涤2～3次，故答案为：重结晶；b。
【小问6详解】
由滴定流程和反应原理，有关系式：
该ag粗品中高铁酸钾的质量分数为，故答案为：。
10. 2023年杭州亚运会主火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内的零排放。“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源，不易爆炸、储运安全便捷。
甲醇的制备方法有二氧化碳加氢法、电催化法、甲烷催化氧化法等。回答下列问题：
Ⅰ.二氧化碳加氢制甲醇：
① kJ/mol
② kJ/mol
③
已知：甲醇的选择性
（1）___________，该反应自发进行的条件是___________。
（2）一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________ (填字母)。
A. 升高温度 B. 充入，使体系压强增大
C. 再充入1 mol D. 将从体系中分离出去
（3）恒温恒容条件下，原料气、以物质的量浓度之比为1∶3投料时，控制合适条件(不考虑反应③)，甲醇的选择性为60%。已知初始压强为4MPa，，达到平衡时，mol/L，则该过程中的平衡转化率为___________%，该条件下反应②的___________(保留三位有效数字)。
Ⅱ.电催化法
一种基于铜基金属簇催化剂电催化还原制备甲醇的装置如左下图所示。控制其他条件相同，将一定量的通入该电催化装置中，阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如右下图所示。
（4）电极生成的电极反应式为___________。
（5）控制电压为0.8V，电解时转移电子的物质的量为___________mol。
Ⅲ.甲烷催化氧化法
主反应：
副反应：
科学家将、和(是活性催化剂)按一定体积比在催化剂表面合成甲醇，部分反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)。
（6）该历程中正反应的最大活化能为___________kJ·mol，写出该步骤反应的化学方程式：___________。
【答案】（1） ①. -90.4 ②. 低温 （2）C
（3） ①. 50% ②. 0.105
（4）
（5）2.8 （6） ①. 22.4 ②. 或
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律可知，；反应③是气体体积减小放热反应，当时反应能自发进行，则该反应自发进行的条件是低温，故答案为：-90.4；低温。
【小问2详解】
③
A．反应③正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，减小，故A错误；
B．恒容条件下充入，使体系压强增大，反应物浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，不变，故B错误；
C．再充入，H2浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，增大，故C正确；
D．将从体系中分离出去，由于浓度减小因此所有物质的反应速率减慢，故D错误；
故答案为：C。
【小问3详解】
恒温恒容条件下，、物质的量浓度之比为1∶3，起始时 ，达到平衡时，mol/L，假设体积为1L，生成的甲醇为xmol，甲醇的选择性为，解得，根据已知条件列出“三段式”：
平衡转化率为，，初始压强为4MPa，根据，有，该条件下反应②，故答案为：50%；0.105。
【小问4详解】
根据图示，a电极为阳极，b电极为阴极，b极上生成CH3OH的电极反应式为，故答案为：。
【小问5详解】
由图知，控制电压为0.8V时，阴极生成0.2molC2H5OH和0.2molH2，阴极的电极反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H5OH+3H2O、2H++2e-=H2↑，电解时转移电子物质的量为0.2mol×12+0.2mol×2=2.8mol，故答案为：2.8。
【小问6详解】
如图可知，该历程中正反应的最大活化能步骤到，活化能为，该步骤反应的化学方程式为或，故答案为22.4；或。
11. 某种锰铁基钠离子电池的正极材料()具有优异的性能。回答下列问题：
（1）基态的价层电子排布图是___________。
（2）该正极材料的外层被碳原子包覆，掺杂氮原子，结构如图1所示。图中“N1”“N2”“N3”所示的氮原子所在环为平面结构，则氮原子的杂化方式为___________。第一电离能，___________。含有“N3”的碳氮环处于富电子状态，原因是___________。更易与某些金属形成配位键的是___________(填“N1”或“N3”)。
（3）的结构如图2所示。图中与，之间的作用力分别是___________、___________。加热时，最易失去的水分子是___________(填图中水分子的标号)，判断的理由是___________。
（4）的晶胞如图3所示。Mn原子位于F原子形成的___________空隙中。已知晶胞参数为a nm，该晶体的密度为___________g m(列出表达式，阿伏伽德罗常数用表示)。
【答案】（1） （2） ①. sp2 ②. 含有N3的碳氮环中C原子连接4个共价键，其中有1个是双键，N连接3个共价键处于富电子状态 ③. > ④. N1
（3） ①. 配位键 ②. 氢键 ③. ⑤ ④. 氢键的强度弱于配位键
（4） ①. 正八面体 ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Fe原子的核外价电子排布式为[Ar]3d64S2，Fe2+的价层电子排布式为3d6，则Fe2+的价层电子排布图为。
【小问2详解】
结构如图1所示。图中“N1”“N2”“N3”所示的氮原子所在环为平面结构，则氮原子的杂化方式为sp2，含有“N3”的碳氮环处于富电子状态，原因是：含有N3的碳氮环中C原子连接4个共价键，其中有1个是双键，N连接3个共价键处于富电子状态，同周期元素，从左往右第一电离能逐渐增大，则>，N1存在孤电子对，更易与某些金属形成配位键。
【小问3详解】
由的结构图可知，与形成配位键，和形成氢键，氢键的强度弱于配位键，加热时，最易失去的水分子是⑤。
【小问4详解】
由晶胞结构可知，Mn原子位于F原子形成的正八面体空隙中，Mn2+的个数为1，K+的个数为=1，F-的个数为=3，已知晶胞参数为a nm，该晶体的密度为。
12. 以A和芳香烃E为原料制备除草剂茚草酮中间体I()的合成路线如下：
（1）E的化学名称为___________。
（2）H官能团名称为___________。
（3）D+H→I的反应类型为___________。
（4）F→G的方程式为___________。
（5）F的同分异构体中，满足下列条件的结构有___________种；
条件：①含有苯环
②能发生银镜反应且遇溶液显紫色
③1 mol该物质与足量的Na反应产生1 mol
其中苯环上取代基均不相邻的结构简式为___________。
（6）在D和H合成I的反应中，可以提高原料利用率，试分析其原因___________。
（7）利用原子示踪技术追踪G→H的反应过程如下：
根据上述信息，写出乙醇和合成路线___________ (无机试剂任选)。
【答案】（1）邻二甲苯或1,4-二甲基苯
（2）羰基(或酮羰基)
（3）取代反应 （4）
（5） ①. 17 ②.
（6）与取代生成的氯化氢反应，促进平衡向产物方向移动
（7）)（或
【解析】
【分析】A发生加成反应生成羟基得到B，B发生消去反应生产碳碳双键得到C，C发生取代反应生成D；E生成F，F生成G，结合G化学式可知，E为邻二甲苯、F为，F发生酯化反应生成G，G转化为H，D和H发生取代反应生成I和HCl，据此作答。
【小问1详解】
根据分析可知E为邻二甲苯或1,4-二甲基苯，故答案为：邻二甲苯或1,4-二甲基苯。
【小问2详解】
根据H的结构简式可知，H官能团名称为羰基(或酮羰基)，故答案为：羰基(或酮羰基)。
【小问3详解】
由图可知，D和H发生取代反应生成I和HCl，故答案：取代反应。
【小问4详解】
F为，发生酯化反应生成G，化学方程式为： ，故答案为：。
【小问5详解】
F的分子式为C8H6O4，结构简式为，满足条件为：①含有苯环，结合②、③分析，遇溶液显紫色及1mol该物质与足量的Na反应产生1mol，说明含有2个羟基，且其中1个为酚羟基，侧链剩余2个碳原子、2个氧原子，要求能发生银镜反应，说明含有醛基，结合分子式可知有2个醛基或是1个，即满足条件的为：2个-OH、2个-CHO，连接在苯环上一共有11种；2个-OH、1个-，连接在苯环上一共有6种，共有17种，其中苯环上取代基均不相邻的结构简式为：，故答案为：17；。
【小问6详解】
在D和H合成I的反应中，反应为取代反应，反应中有HCl生成，且为可逆反应，碳酸钾与取代生成的HCl反应，促进平衡向产物方向移动，故答案为：与取代生成的氯化氢反应，促进平衡向产物方向移动。
【小问7详解】
乙醇氧化为乙酸，乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯，乙酸乙酯和发生已知反应原理生成产品，故流程为：（或），故答案为：（或）。
