2013年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷 新课标Ⅰ)
化学
7．化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是( )
A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
8．香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如右所示。下列有关香叶醇的叙述正确 的是( )
A．香叶醇的分子式为C10H18O
B．不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．能发生加成反应不能发生取代反应
9．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是
( )
A．W2、X －＋
B．X、Y3 ＋＋C．Y3、Z2 ＋－ D．X、Z2 ＋－
10．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下
处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( )
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
11．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10
－－－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－－12。某 溶液中含有Cl、Br和CrO2L1，向该溶液中逐滴加入0.010 4，浓度均为0.010 mol·
mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
－－2A．Cl、Br、CrO4 －
B．CrO24、Br、Cl －－－2C．Br、Cl、CrO4 －－－D．Br、CrO24、Cl －－－
12．分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇 和酸重新组合可形成的酯共有(
)
A．15种
C．32种 B．28种 D．40种
13．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
26.(13分)
浓H2SO4――→△＋H2O
可能用到的有关数据如下：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题：
(1)装置b的名称是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A．圆底烧瓶 B．温度计
C．吸滤瓶
E．接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。
A．41% B．50%
C．61% D．70%
27．(15分)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸
锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋xe===LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
＋－D．球形冷凝管
回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式__________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)“酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是
________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________________。
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________(填化学式)。
28．(15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO 和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1＝－90.1 kJ·mol1 －
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·mol1 －
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.1 kJ·mol1 －
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·mol1 －
回答下列问题：
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是_____________________________________________ ________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。 根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg1”)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为 －
________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×106 J)。
36．[化学——选修2：化学与技术](15分)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为____________________、______________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________，滤渣是________；过滤操作②的滤液是________和________，滤渣是________。
(3)工艺过程中③和④的目的是______________________________________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是________________________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反应的离子方程式为______________________________；列式计算该成品的纯度
37．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)
硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为_________________________________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
________________________________________________________________________。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________。
(6)在硅酸盐中，SiO44四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、－
骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为________，Si与O的原子数之比为________，化学式为________。
38．[化学——选修5：有机化学基础](15分)
查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：
已知以下信息：
①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1 mol A充分燃烧可生成72 g水。 ②C不能发生银镜反应。
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢。
④ONa＋RCH2I―→
一定条件OCH2R ⑤RCOCH3＋R′CHO――→RCOCH===CHR′
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。
(2)由B生成C的化学方程式为_______________________________________________。
(3)E的分子式为________，由E生成F的反应类型为________。
(4)G的结构简式为____________________________________________________。
(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为_________________________________________________。
(6)F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶ 1的为
____________________________(写结构简式)。
参考答案
全国卷(新课标Ⅰ)
7．解析：从化工生产原理、物质性质应用、元素对人体的作用、物质组成判断等化学与生
活常识角度出发分析、解决问题。A项，侯氏制碱法的反应原理是向氨化的饱和食盐溶液中通入CO2气体，利用相同温度下碳酸氢钠的溶解度小，使生成的NaHCO3从溶液中以晶体形式析出，故生产过程中应用了物质溶解度的差异。
B项，NH3和HCl气体相遇会生成白色固体NH4Cl小颗粒，反应现象为冒白烟。用蘸浓盐酸的棉棒靠近输送氨气的管道，若在管道附近冒白烟，证明管道漏气，否则不漏气。利用此反应现象可以检验管道是否漏气。
C项，碘元素是人体必需的微量元素，摄入过多或过少都会对身体健康造成危害。过多摄入会引起高碘甲状腺肿、甲亢、甲状腺组织硬化等不良后果，故不能多吃富含高碘酸的食物。
D项，黑火药是由硫黄、硝石、木炭按1∶2∶3的比例混合而成的混合物。
答案：C
8．解析：以香叶醇键线式为载体，理解碳原子和氢原子形成共价键的规律，分析判断官能 团的种类及其所决定物质的特征性质和应用。
A项，依据碳原子结构分析可知，碳原子在有机化合物中形成四个共价键。在键线式中剩余价键被氢原子饱和，由香叶醇的结构简式可得分子式为C10H18O。
B项，分子结构中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，从而使溴的CCl4溶液褪色。
C项，分子结构中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使紫红色褪去。
D项，分子结构中碳碳双键可发生加成反应，醇羟基可发生取代反应。
答案：A
9．解析：从元素周期表中离子结构推断元素及其性质。
由A、B、C、D选项中W、X、Y、Z所带电荷推知，W、Z位于第ⅥA族，X、Y分别位于第ⅠA族、ⅢA族；结合短周期元素及元素原子序数依次增大得出：W、X、Y、Z依次为O元素、Na元素、Al元素、S元素，其中S、Al能破坏水的电离平衡。
答案：C
10．解析：原电池原理及应用。
铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝作负极，变质的银器作正极。负极反应式为Al－3e===Al，正极反应式为Ag2S＋2e===2Ag＋S。Al与S在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应2Al＋3S＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原电池总反应为2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B项正确，C项错误。 A项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中Ag2S被还原成Ag，质量减轻，A项错误。
D项，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S转化为Ag，D项错误。
答案：B
11．解析：利用沉淀溶解平衡原理，当QC＞Ksp时，有沉淀析出。
溶液中Cl、Br、CrO4的浓度均为0.010 mol·L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1－－2－－13＋2－－3＋－2－3＋2－2－3＋2－＋3＋2－的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc＞Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类
＋型，溶解度：AgBr＜AgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl中c(Ag)
＝ Ksp（AgCl）＝ 1.56×10
2＋－10，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)2Ag＋CrO4，设c(CrO4)2－
423＋2－2－3Ksp（Ag2CrO4）＝x，则Ksp(Ag2CrO4)＝c(Ag)·c(CrO)＝(2x)〃x＝4x，则x4
39.0×1039.0×10＋－10。故Ag2CrO4中c(Ag)＝2x＝ 1.56×10，故溶解度44
顺序为AgBr＜AgCl＜Ag2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO4。 答案：C
12．解析：从有机化学反应判断酸、醇种类，结合数学思维解决问题。
由分子式C5H10O2分析，酯类：HCOO—类酯，醇为4个C原子的醇，同分异构体有4种；CH3COO—类酯，醇为3个C原子的醇，同分异构体有2种；CH3CH2COO—类酯，醇为乙醇；CH3CH2CH2COO—类酯，其中丙基CH3CH2CH2—(有正丙基和异丙基)2种，醇为甲醇；故羧酸5种，醇8种。从5种羧酸中任取一种，8种醇中任取一种反应生成酯，共有5×8＝40种。 －－2－
答案：D
13．解析：从化学实验的基本原理、化合物的性质、物质分离与提纯的基本方法角度分析 解决问题。
A项，萃取剂的选择必须是与原溶剂互不相溶，且被萃取物质在萃取剂中的溶解度较大。I2虽在乙醇中的溶解度较大，但水与乙醇能以任意比互溶，乙醇不能做萃取剂。 B项，乙醇与乙酸乙酯均属于有机物，它们相溶，不能采取分液的方式分离。
C项，除去KNO3固体中的NaCl，可以采取重结晶法，原理是KNO3溶解度随温度变化较大，NaCl溶解度随温度变化不大，可通过冷却热饱和溶液法析出KNO3晶体，而NaCl留在母液中被除去。
D项，丁醇与乙醚相溶，但沸点相差较大，可以采用蒸馏的方法将乙醚蒸出，使丁醇与乙醚分开。
答案：D
26．解析：从有机化学反应原理、装置，物质制备、分离、提纯角度出发，分析解决问 题。
(1)由题图可知装置b的名称是直形冷凝管。
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸，否则会使蒸馏烧瓶中的液体进入冷凝管，经接收器流入锥形瓶，导致装置炸裂，出现危险；如果发现忘记加碎瓷片，应冷却后补加。
(3)本实验中最容易产生的副产物是
由发生分子间脱水反应生成
的
。
(4)分液漏斗在使用前应清洗干净并检查活塞处是否漏水。产物中环己烯难溶于水且比水的密度小，用分液漏斗分离时在上层，无机水溶液在下层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。
(5)产物从分液漏斗上口倒出后，含少量水和挥发出的环己醇，加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯(或除水除醇)。
(6)蒸馏过程需用圆底烧瓶、温度计、接收器和酒精灯，不可能用到吸滤瓶和球形冷凝管。
(7)
据反应――→ △
浓硫酸＋H2O可知，
20 g
理论上制得
20 g×82的质量为16.4 g。实际得纯净10010 g，所以本实验所得到的环己烯
产率是10 g×100%≈61%。 16.4 g
答案：(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)
(4)检漏 上口倒出
(5)干燥(或除水除醇)
(6)CD (7)C
27．解析：从工艺流程入手，结合元素化合物性质、氧化还原反应原理分析解答问题。
(1)LiCoO2中Li为＋1价，O为－2价，故Co元素的化合价为＋3价。
(2)正极碱浸过程中，导电剂中Al箔与NaOH溶液反应，离子方程式为2Al＋2OH＋6H2O===2Al(OH)4＋3H2↑。
(3)由流程知：正极碱浸→过滤→滤渣中，反应物LiCoO2加入H2SO4、H2O2后，产物有Li2SO4、CoSO4，分析该反应知Co由＋3―→＋2(CoSO4中Co显＋2价)，化合价降低，则只能是H2O2中O元素化合价升高生成O2。配平(电子守恒、原子守恒)该化学方程式得：2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2=====Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O，反应温度在80 ℃，H2O2易发生分解反应2H2O2=====2H2O＋O2↑；盐酸既具有酸性又具有还原性，盐酸中的Cl被氧化生成氯气，氯气有毒，能污染空气。
(4)由流程知“沉钴”反应物为CoSO4和NH4HCO3，产物有CoCO3，CoCO3中CO3来自HCO3的电离(HCO3－2－－－－△△－H＋CO3)，由于Co结合CO3使HCO3发生反应：HCO3＋H＋2－2＋2－－－＋===H2O＋CO2↑。故反应方程式为CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。
(5)根据题干信息 ，充电时负极发生反应6C＋xLi＋xe===LixC6，放电时负极发生LixC6－xe===6C＋xLi，结合LiCoO2与Li1－xCoO2的转化可知放电总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C。
(6)由于Li带正电荷，放电时Li向正极移动，进入正极材料，便于回收。从流程图可看出，可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。
答案：(1)＋3
(2)2Al＋2OH＋6H2O===2Al(OH)4＋3H2↑
(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2=====Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O、2H2O2=====2H2O＋O2↑ 有氯气生成，污染较大
(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
(5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C
(6)Li从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
＋－－＋＋－＋＋－△△
28．解析：从元素化合物，影响化学反应速率及平衡因素，盖斯定律，原电池原理以及与 物理知识综合运用分析推理。
(1)工业上从铝土矿制备高纯度Al2O3的主要工艺流程是Al2O3(铝土矿)＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3[或Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3]、2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。
(2)由二甲醚合成反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，由于消耗甲醇，使反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)中产物减少，平衡右移，CO转化率增大；同时由于生成H2O(g)，使水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)平衡右移，消耗部分CO。
(3)写出由H2和CO直接制备二甲醚的化学方程式：4H2＋2CO===CH3OCH3＋H2O。
由(ⅰ)得：2CO(g)＋4H2(g)===2CH3OH(g) ΔH1＝(－90.1)×2 kJ·mol；
由(ⅳ)得：
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·mol；
以上两式相加得所求热化学方程式的ΔH＝(－90.1×2)kJ·mol＋(－24.5)kJ·mol
－1－1－1－1－1△＝－204.7 kJ·mol。故热化学方程式为4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH
＝－204.7 kJ·mol。
直接制备二甲醚的反应为气体分子数减少的反应，压强升高，平衡右移，CO和H2的转化率都增大，CH3OCH3的产率增加。同时压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率也增大。
(4)H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，CO转化率和CH3OCH3产率都降低。
(5)二甲醚直接燃料电池的总反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，负极反应式的书写步骤： 第一步先写反应物、生成物：CH3OCH3——2CO2；
第二步写明转移电子数：CH3OCH3－12e——2CO2；
第三步配平：3H2O＋CH3OCH3－12e===2CO2＋12H。
1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2，失去12NA个电子，故1个二甲醚分子转移12个电子。
据能量密度＝电池输出电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，则：
1 000 g－11.20 V××12×96 500 C〃mol46 g〃mol6÷(3.6×10 J〃kW1 kg
kW·h·kg。
答案：(1)Al2O3(铝土矿)＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3、2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O △－1－＋－－1－1〃h－1)≈8.39
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
(5)CH3OCH3＋3H2O===2CO2＋12H＋－1＋12e－ 12
1 000 g－11.20 V×－1×12×96 500 C·mol46 g·mol6÷(3.6×10 J·kW1 kg
kW·h·kg －1－1·h－1)≈8.39
36．解析：以工艺流程为载体分析各步转化的反应实质，反应产物判断，实验操作的目 的，试剂选择的原则，滴定实验的计算应用。
(1)依据反应物和生成物组成，结合质量守恒定律，配平书写化学方程式。CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，反应的化学方程式为CO＋NaOH――→HCOONa；甲酸钠加热脱2 MPa
氢生成草酸钠，需要2 mol甲酸钠去氢生成，反应的化学方程式为2HCOONa――→Na2C2O4＋H2↑。
(2)依据流程图分析，草酸钠钙化是加入Ca(OH)2，反应生成草酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤①的目的是分离沉淀草酸钙和溶液氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤②的目的是将过滤①得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，发生反应CaC2O4＋H2SO4===CaSO4↓＋H2C2O4，CaSO4微溶于水，SO4浓度较大，沉淀转化生成CaSO4，过滤②得到的滤液是H2C2O4溶液和过量的H2SO4溶液。
(3)根据流程转化图分析可知，步骤③把得到的NaOH溶液浓缩后循环利用制备甲酸钠；步骤④是把滤液中过量的H2SO4分离出来循环利用，减小污染，降低成本。
(4)甲酸钠脱氢后得到的是草酸钠，直接用硫酸酸化，发生反应Na2C2O4＋H2SO4===Na2SO4＋H2C2O4，溶液结晶过程中草酸晶体中会引入杂质Na2SO4。
(5)草酸溶于水形成草酸溶液，用酸性KMnO4溶液滴定，发生氧化还原反应，草酸被氧化为CO2，KMnO4被还原为Mn，依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平反应的离子方程式为5C2O4＋2MnO4＋16H===2Mn＋8H2O＋10CO2↑，依据反应的定量关系：
5H2C2O4 ～ 2MnO4
5 2
n(H2C2O4) 0.015 L×0.050 0 mol·L
5×0.015 L×0.050 0 mol〃Ln(H2C2O4)＝2－1－1－2－－＋2＋2＋2－200 ℃△
成品的纯度＝
5－1－10.015 L×0.050 0 mol〃L×126 g〃mol2100%＝94.5%。 0.250 g
答案：(1)CO＋NaOH――→HCOONa 2 MPa
2HCOONa――→Na2C2O4＋H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O4＋2MnO4＋16H===2Mn＋8H2O＋10CO2↑
5－1－115.00 mL×0.050 0 mol·L×126 g·mol2 －11 000 mL·L×0.250 g
×100%＝94.5%
37．解析：(1)Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s2s2p3s3p，依
据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。
(2)硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，无游离态的硅。
(3)结合金刚石的晶体结构，单质硅属于原子晶体，每个硅原子和四个硅原子以共价键结合成空间网状结构。晶胞结构为面心立方晶胞，在面心上有6个硅原子，每个硅原子为两个晶胞共有，所以一个晶胞中在面心位置对该晶胞贡献3个硅原子。
(4)反应的化学方程式可依据原子守恒写出。Mg2Si和NH4Cl反应的产物为SiH4、MgCl2、NH3，反应的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2。
(5)①依据图表中键能数据分析，C—C键、C—H键键能大，难断裂；Si—Si键、Si—H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
②SiH4稳定性小于CH4，更易生成氧化物，是因为C—H键键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
(6)依据图(a)可知，SiO4的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，Si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个氧原子，Si原子和O原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]n或SiO3。 2n－2－34－226222－－＋2＋200℃△
答案：(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp 1∶3 [SiO3]n(或SiO3)
38．解析：从分子式、反应条件、有机物性质以及题给信息入手分析解决问题。
72 g(1)1 mol A充分燃烧可生成72 g H2O，其中n(H)＝－1×2＝8 mol，又知芳香18 g·mol
烃A的相对分子质量在100～110之间，设芳香烃A的分子式为CnH8，当n＝8时，Mr＝12×8＋8＝104，符合题意，故A的分子式为C8H8，A与H2O在酸性条件下反应生成B，由反应条件O2/Cu，△知B为醇，C为酮类，则A为苯乙烯。 32n－2－
(2)因为C
为酮类，所以 (A)与H2O
发生加成反应生成
(B)。B生成C的化学方程式为2
＋2H2O。 3＋O2――→2 △Cu
(3)由D的分子式为C7H6O2及D能与NaOH反应，能发生银镜反应，可溶于饱和Na2CO3溶液可知含—CHO、酚羟基、苯环，又因为D的核磁共振氢谱显示有4种氢，故D的结构
简式为，与烯NaOH反应生成 (E)，E的分子式为C7H5O2Na，由信息④得 (E)――→ CH3I
(F)，故该反应的反应类型为取代反应。
(4)由C＋F―→G，结合信息即： (C)＋ (F)――→ 一定条件
，故G的结构简式为。
(5)由D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应可知H
为
；H
在酸催化下水解的化学方程式为
＋。 ＋H2O――→HCOOHH＋
(6)F为，其同分异构体中能发生银镜反应则有—CHO，能与FeCl3溶液发生显色反应则有酚羟基(—OH)。其中肯定还有一个—CH3，故除—CH3外剩余的结构
有、、，邻位引入—CH3有4种结构，间位引入—CH3有4
种结构，对位引入—CH3又有2种结构，共10种；其同分异构体还可能是 (邻、间、对3种)，故共有13种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同 分异构体为
答案：(1)苯乙烯 。
(2)2 ＋O2Cu △
＋2H2O
(3)C7H5O2Na 取代反应 (4) (不要求立体异构) H＋
(5) ＋H2O――→
＋HCOOH
(6)13
2013年普通高等学校招生全国统一考试(全国卷 新课标Ⅰ)
化学
7．化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是( )
A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
8．香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式如右所示。下列有关香叶醇的叙述正确 的是( )
A．香叶醇的分子式为C10H18O
B．不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．能发生加成反应不能发生取代反应
9．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是
( )
A．W2、X －＋
B．X、Y3 ＋＋C．Y3、Z2 ＋－ D．X、Z2 ＋－
10．银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下
处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是( )
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
11．已知Ksp(AgCl)＝1.56×10
－－－10，Ksp(AgBr)＝7.7×10－－13，Ksp(Ag2CrO4)＝9.0×10－－12。某 溶液中含有Cl、Br和CrO2L1，向该溶液中逐滴加入0.010 4，浓度均为0.010 mol·
mol·L－1的AgNO3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为( )
－－2A．Cl、Br、CrO4 －
B．CrO24、Br、Cl －－－2C．Br、Cl、CrO4 －－－D．Br、CrO24、Cl －－－
12．分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇 和酸重新组合可形成的酯共有(
)
A．15种
C．32种 B．28种 D．40种
13．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
26.(13分)
浓H2SO4――→△＋H2O
可能用到的有关数据如下：
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。
分离提纯：
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题：
(1)装置b的名称是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A．立即补加 B．冷却后补加
C．不需补加 D．重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A．圆底烧瓶 B．温度计
C．吸滤瓶
E．接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。
A．41% B．50%
C．61% D．70%
27．(15分)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸
锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C＋xLi＋xe===LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
＋－D．球形冷凝管
回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式__________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)“酸浸”一般在80 ℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是
________________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________________。
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有________(填化学式)。
28．(15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO 和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1＝－90.1 kJ·mol1 －
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·mol1 －
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.1 kJ·mol1 －
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·mol1 －
回答下列问题：
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是_____________________________________________ ________(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(ⅳ)对于CO转化率的影响
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。 根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg1”)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为 －
________________，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×106 J)。
36．[化学——选修2：化学与技术](15分)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为____________________、______________________。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是________，滤渣是________；过滤操作②的滤液是________和________，滤渣是________。
(3)工艺过程中③和④的目的是______________________________________________。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是________________________。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反应的离子方程式为______________________________；列式计算该成品的纯度
37．[化学——选修3：物质结构与性质](15分)
硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：
(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为_________________________________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
________________________________________________________________________。 ②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________。
(6)在硅酸盐中，SiO44四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、－
骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为________，Si与O的原子数之比为________，化学式为________。
38．[化学——选修5：有机化学基础](15分)
查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体，其中一种合成路线如下：
已知以下信息：
①芳香烃A的相对分子质量在100～110之间，1 mol A充分燃烧可生成72 g水。 ②C不能发生银镜反应。
③D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢。
④ONa＋RCH2I―→
一定条件OCH2R ⑤RCOCH3＋R′CHO――→RCOCH===CHR′
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。
(2)由B生成C的化学方程式为_______________________________________________。
(3)E的分子式为________，由E生成F的反应类型为________。
(4)G的结构简式为____________________________________________________。
(5)D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应，H在酸催化下发生水解反应的化学方程式为_________________________________________________。
(6)F的同分异构体中，既能发生银镜反应，又能与FeCl3溶液发生显色反应的共有________种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶ 1的为
____________________________(写结构简式)。
参考答案
全国卷(新课标Ⅰ)
7．解析：从化工生产原理、物质性质应用、元素对人体的作用、物质组成判断等化学与生
活常识角度出发分析、解决问题。A项，侯氏制碱法的反应原理是向氨化的饱和食盐溶液中通入CO2气体，利用相同温度下碳酸氢钠的溶解度小，使生成的NaHCO3从溶液中以晶体形式析出，故生产过程中应用了物质溶解度的差异。
B项，NH3和HCl气体相遇会生成白色固体NH4Cl小颗粒，反应现象为冒白烟。用蘸浓盐酸的棉棒靠近输送氨气的管道，若在管道附近冒白烟，证明管道漏气，否则不漏气。利用此反应现象可以检验管道是否漏气。
C项，碘元素是人体必需的微量元素，摄入过多或过少都会对身体健康造成危害。过多摄入会引起高碘甲状腺肿、甲亢、甲状腺组织硬化等不良后果，故不能多吃富含高碘酸的食物。
D项，黑火药是由硫黄、硝石、木炭按1∶2∶3的比例混合而成的混合物。
答案：C
8．解析：以香叶醇键线式为载体，理解碳原子和氢原子形成共价键的规律，分析判断官能 团的种类及其所决定物质的特征性质和应用。
A项，依据碳原子结构分析可知，碳原子在有机化合物中形成四个共价键。在键线式中剩余价键被氢原子饱和，由香叶醇的结构简式可得分子式为C10H18O。
B项，分子结构中含有碳碳双键，能与溴发生加成反应，从而使溴的CCl4溶液褪色。
C项，分子结构中含有碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使紫红色褪去。
D项，分子结构中碳碳双键可发生加成反应，醇羟基可发生取代反应。
答案：A
9．解析：从元素周期表中离子结构推断元素及其性质。
由A、B、C、D选项中W、X、Y、Z所带电荷推知，W、Z位于第ⅥA族，X、Y分别位于第ⅠA族、ⅢA族；结合短周期元素及元素原子序数依次增大得出：W、X、Y、Z依次为O元素、Na元素、Al元素、S元素，其中S、Al能破坏水的电离平衡。
答案：C
10．解析：原电池原理及应用。
铝质容器、变黑的银器及食盐溶液构成原电池装置，铝作负极，变质的银器作正极。负极反应式为Al－3e===Al，正极反应式为Ag2S＋2e===2Ag＋S。Al与S在溶液中不能共存，能发生水解相互促进反应2Al＋3S＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故原电池总反应为2Al＋3Ag2S＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，故B项正确，C项错误。 A项，原电池反应是自发进行的氧化还原反应，银器中Ag2S被还原成Ag，质量减轻，A项错误。
D项，黑色褪去的原因是黑色的Ag2S转化为Ag，D项错误。
答案：B
11．解析：利用沉淀溶解平衡原理，当QC＞Ksp时，有沉淀析出。
溶液中Cl、Br、CrO4的浓度均为0.010 mol·L，向该溶液中逐滴加入0.010 mol·L－1－－2－－13＋2－－3＋－2－3＋2－2－3＋2－＋3＋2－的AgNO3溶液时，溶解度小的先满足Qc＞Ksp，有沉淀析出。比较Ksp，AgBr、AgCl同类
＋型，溶解度：AgBr＜AgCl。比较AgCl、Ag2CrO4的溶解度：从数量级看，AgCl中c(Ag)
＝ Ksp（AgCl）＝ 1.56×10
2＋－10，Ag2CrO4中，Ag2CrO4(s)2Ag＋CrO4，设c(CrO4)2－
423＋2－2－3Ksp（Ag2CrO4）＝x，则Ksp(Ag2CrO4)＝c(Ag)·c(CrO)＝(2x)〃x＝4x，则x4
39.0×1039.0×10＋－10。故Ag2CrO4中c(Ag)＝2x＝ 1.56×10，故溶解度44
顺序为AgBr＜AgCl＜Ag2CrO4，推知三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br、Cl、CrO4。 答案：C
12．解析：从有机化学反应判断酸、醇种类，结合数学思维解决问题。
由分子式C5H10O2分析，酯类：HCOO—类酯，醇为4个C原子的醇，同分异构体有4种；CH3COO—类酯，醇为3个C原子的醇，同分异构体有2种；CH3CH2COO—类酯，醇为乙醇；CH3CH2CH2COO—类酯，其中丙基CH3CH2CH2—(有正丙基和异丙基)2种，醇为甲醇；故羧酸5种，醇8种。从5种羧酸中任取一种，8种醇中任取一种反应生成酯，共有5×8＝40种。 －－2－
答案：D
13．解析：从化学实验的基本原理、化合物的性质、物质分离与提纯的基本方法角度分析 解决问题。
A项，萃取剂的选择必须是与原溶剂互不相溶，且被萃取物质在萃取剂中的溶解度较大。I2虽在乙醇中的溶解度较大，但水与乙醇能以任意比互溶，乙醇不能做萃取剂。 B项，乙醇与乙酸乙酯均属于有机物，它们相溶，不能采取分液的方式分离。
C项，除去KNO3固体中的NaCl，可以采取重结晶法，原理是KNO3溶解度随温度变化较大，NaCl溶解度随温度变化不大，可通过冷却热饱和溶液法析出KNO3晶体，而NaCl留在母液中被除去。
D项，丁醇与乙醚相溶，但沸点相差较大，可以采用蒸馏的方法将乙醚蒸出，使丁醇与乙醚分开。
答案：D
26．解析：从有机化学反应原理、装置，物质制备、分离、提纯角度出发，分析解决问 题。
(1)由题图可知装置b的名称是直形冷凝管。
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸，否则会使蒸馏烧瓶中的液体进入冷凝管，经接收器流入锥形瓶，导致装置炸裂，出现危险；如果发现忘记加碎瓷片，应冷却后补加。
(3)本实验中最容易产生的副产物是
由发生分子间脱水反应生成
的
。
(4)分液漏斗在使用前应清洗干净并检查活塞处是否漏水。产物中环己烯难溶于水且比水的密度小，用分液漏斗分离时在上层，无机水溶液在下层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。
(5)产物从分液漏斗上口倒出后，含少量水和挥发出的环己醇，加入无水氯化钙的目的是干燥环己烯(或除水除醇)。
(6)蒸馏过程需用圆底烧瓶、温度计、接收器和酒精灯，不可能用到吸滤瓶和球形冷凝管。
(7)
据反应――→ △
浓硫酸＋H2O可知，
20 g
理论上制得
20 g×82的质量为16.4 g。实际得纯净10010 g，所以本实验所得到的环己烯
产率是10 g×100%≈61%。 16.4 g
答案：(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)
(4)检漏 上口倒出
(5)干燥(或除水除醇)
(6)CD (7)C
27．解析：从工艺流程入手，结合元素化合物性质、氧化还原反应原理分析解答问题。
(1)LiCoO2中Li为＋1价，O为－2价，故Co元素的化合价为＋3价。
(2)正极碱浸过程中，导电剂中Al箔与NaOH溶液反应，离子方程式为2Al＋2OH＋6H2O===2Al(OH)4＋3H2↑。
(3)由流程知：正极碱浸→过滤→滤渣中，反应物LiCoO2加入H2SO4、H2O2后，产物有Li2SO4、CoSO4，分析该反应知Co由＋3―→＋2(CoSO4中Co显＋2价)，化合价降低，则只能是H2O2中O元素化合价升高生成O2。配平(电子守恒、原子守恒)该化学方程式得：2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2=====Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O，反应温度在80 ℃，H2O2易发生分解反应2H2O2=====2H2O＋O2↑；盐酸既具有酸性又具有还原性，盐酸中的Cl被氧化生成氯气，氯气有毒，能污染空气。
(4)由流程知“沉钴”反应物为CoSO4和NH4HCO3，产物有CoCO3，CoCO3中CO3来自HCO3的电离(HCO3－2－－－－△△－H＋CO3)，由于Co结合CO3使HCO3发生反应：HCO3＋H＋2－2＋2－－－＋===H2O＋CO2↑。故反应方程式为CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O。
(5)根据题干信息 ，充电时负极发生反应6C＋xLi＋xe===LixC6，放电时负极发生LixC6－xe===6C＋xLi，结合LiCoO2与Li1－xCoO2的转化可知放电总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C。
(6)由于Li带正电荷，放电时Li向正极移动，进入正极材料，便于回收。从流程图可看出，可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。
答案：(1)＋3
(2)2Al＋2OH＋6H2O===2Al(OH)4＋3H2↑
(3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2=====Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O、2H2O2=====2H2O＋O2↑ 有氯气生成，污染较大
(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
(5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C
(6)Li从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
＋－－＋＋－＋＋－△△
28．解析：从元素化合物，影响化学反应速率及平衡因素，盖斯定律，原电池原理以及与 物理知识综合运用分析推理。
(1)工业上从铝土矿制备高纯度Al2O3的主要工艺流程是Al2O3(铝土矿)＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3[或Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3]、2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。
(2)由二甲醚合成反应2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，由于消耗甲醇，使反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)中产物减少，平衡右移，CO转化率增大；同时由于生成H2O(g)，使水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)平衡右移，消耗部分CO。
(3)写出由H2和CO直接制备二甲醚的化学方程式：4H2＋2CO===CH3OCH3＋H2O。
由(ⅰ)得：2CO(g)＋4H2(g)===2CH3OH(g) ΔH1＝(－90.1)×2 kJ·mol；
由(ⅳ)得：
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·mol；
以上两式相加得所求热化学方程式的ΔH＝(－90.1×2)kJ·mol＋(－24.5)kJ·mol
－1－1－1－1－1△＝－204.7 kJ·mol。故热化学方程式为4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH
＝－204.7 kJ·mol。
直接制备二甲醚的反应为气体分子数减少的反应，压强升高，平衡右移，CO和H2的转化率都增大，CH3OCH3的产率增加。同时压强升高使CO和H2的浓度增加，反应速率也增大。
(4)H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，CO转化率和CH3OCH3产率都降低。
(5)二甲醚直接燃料电池的总反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，负极反应式的书写步骤： 第一步先写反应物、生成物：CH3OCH3——2CO2；
第二步写明转移电子数：CH3OCH3－12e——2CO2；
第三步配平：3H2O＋CH3OCH3－12e===2CO2＋12H。
1 mol二甲醚被氧化生成2 mol CO2，失去12NA个电子，故1个二甲醚分子转移12个电子。
据能量密度＝电池输出电能/燃料质量，若燃料质量为1 kg，则：
1 000 g－11.20 V××12×96 500 C〃mol46 g〃mol6÷(3.6×10 J〃kW1 kg
kW·h·kg。
答案：(1)Al2O3(铝土矿)＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4、NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3、2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O △－1－＋－－1－1〃h－1)≈8.39
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
(5)CH3OCH3＋3H2O===2CO2＋12H＋－1＋12e－ 12
1 000 g－11.20 V×－1×12×96 500 C·mol46 g·mol6÷(3.6×10 J·kW1 kg
kW·h·kg －1－1·h－1)≈8.39
36．解析：以工艺流程为载体分析各步转化的反应实质，反应产物判断，实验操作的目 的，试剂选择的原则，滴定实验的计算应用。
(1)依据反应物和生成物组成，结合质量守恒定律，配平书写化学方程式。CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，反应的化学方程式为CO＋NaOH――→HCOONa；甲酸钠加热脱2 MPa
氢生成草酸钠，需要2 mol甲酸钠去氢生成，反应的化学方程式为2HCOONa――→Na2C2O4＋H2↑。
(2)依据流程图分析，草酸钠钙化是加入Ca(OH)2，反应生成草酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤①的目的是分离沉淀草酸钙和溶液氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤②的目的是将过滤①得到的CaC2O4用H2SO4酸化溶解，发生反应CaC2O4＋H2SO4===CaSO4↓＋H2C2O4，CaSO4微溶于水，SO4浓度较大，沉淀转化生成CaSO4，过滤②得到的滤液是H2C2O4溶液和过量的H2SO4溶液。
(3)根据流程转化图分析可知，步骤③把得到的NaOH溶液浓缩后循环利用制备甲酸钠；步骤④是把滤液中过量的H2SO4分离出来循环利用，减小污染，降低成本。
(4)甲酸钠脱氢后得到的是草酸钠，直接用硫酸酸化，发生反应Na2C2O4＋H2SO4===Na2SO4＋H2C2O4，溶液结晶过程中草酸晶体中会引入杂质Na2SO4。
(5)草酸溶于水形成草酸溶液，用酸性KMnO4溶液滴定，发生氧化还原反应，草酸被氧化为CO2，KMnO4被还原为Mn，依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平反应的离子方程式为5C2O4＋2MnO4＋16H===2Mn＋8H2O＋10CO2↑，依据反应的定量关系：
5H2C2O4 ～ 2MnO4
5 2
n(H2C2O4) 0.015 L×0.050 0 mol·L
5×0.015 L×0.050 0 mol〃Ln(H2C2O4)＝2－1－1－2－－＋2＋2＋2－200 ℃△
成品的纯度＝
5－1－10.015 L×0.050 0 mol〃L×126 g〃mol2100%＝94.5%。 0.250 g
答案：(1)CO＋NaOH――→HCOONa 2 MPa
2HCOONa――→Na2C2O4＋H2↑
(2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
(3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)减小污染
(4)Na2SO4
(5)5C2O4＋2MnO4＋16H===2Mn＋8H2O＋10CO2↑
5－1－115.00 mL×0.050 0 mol·L×126 g·mol2 －11 000 mL·L×0.250 g
×100%＝94.5%
37．解析：(1)Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s2s2p3s3p，依
据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。
(2)硅元素在地壳中的含量居第二位，自然界中硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，无游离态的硅。
(3)结合金刚石的晶体结构，单质硅属于原子晶体，每个硅原子和四个硅原子以共价键结合成空间网状结构。晶胞结构为面心立方晶胞，在面心上有6个硅原子，每个硅原子为两个晶胞共有，所以一个晶胞中在面心位置对该晶胞贡献3个硅原子。
(4)反应的化学方程式可依据原子守恒写出。Mg2Si和NH4Cl反应的产物为SiH4、MgCl2、NH3，反应的化学方程式为Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2。
(5)①依据图表中键能数据分析，C—C键、C—H键键能大，难断裂；Si—Si键、Si—H键键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成。
②SiH4稳定性小于CH4，更易生成氧化物，是因为C—H键键能大于C—O键的，C—H键比C—O键稳定。Si—H键键能远小于Si—O键的，不稳定，倾向于形成稳定性更强的Si—O键。
(6)依据图(a)可知，SiO4的结构类似于甲烷分子的结构，为正四面体结构，Si原子的杂化形式和甲烷分子中碳原子的杂化形式相同，为sp杂化；图(b)是一种无限长单链结构的多硅酸根，每个结构单元中两个氧原子与另外两个结构单元顶角共用，所以每个结构单元含有1个Si原子、3个氧原子，Si原子和O原子数之比为1∶3，化学式可表示为[SiO3]n或SiO3。 2n－2－34－226222－－＋2＋200℃△
答案：(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp 1∶3 [SiO3]n(或SiO3)
38．解析：从分子式、反应条件、有机物性质以及题给信息入手分析解决问题。
72 g(1)1 mol A充分燃烧可生成72 g H2O，其中n(H)＝－1×2＝8 mol，又知芳香18 g·mol
烃A的相对分子质量在100～110之间，设芳香烃A的分子式为CnH8，当n＝8时，Mr＝12×8＋8＝104，符合题意，故A的分子式为C8H8，A与H2O在酸性条件下反应生成B，由反应条件O2/Cu，△知B为醇，C为酮类，则A为苯乙烯。 32n－2－
(2)因为C
为酮类，所以 (A)与H2O
发生加成反应生成
(B)。B生成C的化学方程式为2
＋2H2O。 3＋O2――→2 △Cu
(3)由D的分子式为C7H6O2及D能与NaOH反应，能发生银镜反应，可溶于饱和Na2CO3溶液可知含—CHO、酚羟基、苯环，又因为D的核磁共振氢谱显示有4种氢，故D的结构
简式为，与烯NaOH反应生成 (E)，E的分子式为C7H5O2Na，由信息④得 (E)――→ CH3I
(F)，故该反应的反应类型为取代反应。
(4)由C＋F―→G，结合信息即： (C)＋ (F)――→ 一定条件
，故G的结构简式为。
(5)由D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应，又能发生水解反应可知H
为
；H
在酸催化下水解的化学方程式为
＋。 ＋H2O――→HCOOHH＋
(6)F为，其同分异构体中能发生银镜反应则有—CHO，能与FeCl3溶液发生显色反应则有酚羟基(—OH)。其中肯定还有一个—CH3，故除—CH3外剩余的结构
有、、，邻位引入—CH3有4种结构，间位引入—CH3有4
种结构，对位引入—CH3又有2种结构，共10种；其同分异构体还可能是 (邻、间、对3种)，故共有13种，其中核磁共振氢谱为5组峰，且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同 分异构体为
答案：(1)苯乙烯 。
(2)2 ＋O2Cu △
＋2H2O
(3)C7H5O2Na 取代反应 (4) (不要求立体异构) H＋
(5) ＋H2O――→
＋HCOOH
(6)13