2023年高考全国甲卷理科综合化学试卷和答案解析

2023-10-17·18页·1.3 M

2023年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试化学部分(全国甲卷)

可能用到的相对原子质量:F19Al27

一、选择题:本题共13小题,每小题6分,共78分。在每小题给出的四个选项中,只有一

项是符合题目要求的。(化学部分为第713题)

1.化学与生活密切相关,下列说法正确的是

A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性

B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射

C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分

D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化

答案】B

解析

【详解】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,因此,其可作为食品防腐剂不是由于其具有酸性,

A说法不正确;

B.胶体具有丁达尔效应,是因为胶体粒子对光线发生了散射;豆浆属于胶体,因此,其能产生丁达尔效应

是由于胶体粒子对光线的散射,B说法正确;

C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能与丝织品中有色成分化合为不稳定的无色物质,C说法不正确;

D.维生素C具有很强的还原性,因此,其可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其容易被氧气氧化,从而防止

水果被氧化,D说法不正确;

综上所述,本题选B。

2.藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是

A.可以发生水解反应B.所有碳原子处于同一平面

C.含有2种含氧官能团D.能与溴水发生加成反应

【答案】B

【解析】

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【详解】A.藿香蓟的分子结构中含有酯基,因此其可以发生水解反应,A说法正确;

B.藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基,类比甲烷分子的空间构型可知,藿香蓟

分子中所有碳原子不可能处于同一平面,B说法错误;

C.藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键,因此其含有2种含氧官能团,C说法正确;

D.藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键,因此,其能与溴水发生加成反应,D说法正确;

综上所述,本题选B。

3.实验室将粗盐提纯并配制0.1000molL1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有

天平温度计坩埚分液漏斗容量瓶烧杯滴定管酒精灯

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】实验室将粗盐提纯时,需要将其溶于一定量的水中,然后将其中的硫酸根离子、钙离子、镁离子

依次用稍过量的氯化钡溶液、碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液除去,该过程中有过滤操作,需要用到烧杯、漏

斗和玻璃棒;将所得滤液加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到较纯的食盐,该过程要用到蒸发皿和酒精灯;用

提纯后得到的精盐配制溶液的基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等操作,需要用到天平、

容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上所述,本实验必须用到的有天平、容量瓶、烧杯、酒

精灯,因此本题选D。

4.NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是

A.0.50mol异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA

B.标准状况下,2.24LSO3中电子的数目为4.00NA

C.1.0LpH2的H2SO4溶液中H的数目为0.02NA

1的溶液中2的数目为

D.1.0L1.0molLNa2CO3CO31.0NA

【答案】A

【解析】

【详解】A.异丁烷的结构式为,1mol异丁烷分子含有13NA共价键,所以0.50mol

异丁烷分子中共价键的数目为6.5NA,A正确;

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B.在标准状况下,SO3状态为固态,不能计算出2.24LSO3物质的量,故无法求出其电子数目,B错误;

+

C.pH=2的硫酸溶液中氢离子浓度为c(H)=0.01mol/L,则1.0LpH=2的硫酸溶液中氢离子数目为0.01NA,

C错误;

2-2-

D.Na2CO3属于强碱弱酸盐,在水溶液中CO3会发生水解,所以1.0L1.0mol/L的Na2CO3溶液中CO3的

数目小于1.0NA,D错误;

故选A。

5.W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其

K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是

A.原子半径:XWB.简单氢化物的沸点:XZ

C.Y与X可形成离子化合物D.Z的最高价含氧酸是弱酸

【答案】C

【解析】

【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序

数的规律,则W为N,X为O,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,又因为Y的原子序数大于氧的,

则Y电子层为3层,最外层电子数为2,所以Y为Mg,四种元素最外层电子数之和为19,则Z的最外层

电子数为6,Z为S,据此解答。

【详解】A.X为O,W为N,同周期从左往右,原子半径依次减小,所以半径大小为WX,A错误;

B.X为O,Z为S,X的简单氢化物为H2O,含有分子间氢键,Z的简单氢化物为H2S,没有氢键,所以

简单氢化物的沸点为XZ,B错误;

C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,为离子化合物,C正确;

D.Z为S,硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误;

故选C。

用可再生能源电还原时,采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物乙烯、乙

6.CO2K(

醇等)的生成率,装置如下图所示。下列说法正确的是

第3页/共18页

A.析氢反应发生在IrOxTi电极上

B.Cl从Cu电极迁移到IrOxTi电极

阴极发生的反应有:

C.2CO212H12eC2H44H2O

D.每转移1mol电子,阳极生成11.2L气体(标准状况)

【答案】C

【解析】

【分析】由图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连的IrOx-Ti电极为电解池的阳极,水在阳极失去

—+

电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e=O2+4H,铜电极为阴极,酸性条件下二氧

+

化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式为2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O、

+

2CO2+12H+12e=C2H5OH+3H2O,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。

【详解】A.析氢反应为还原反应,应在阴极发生,即在铜电极上发生,故A错误;

B.离子交换膜为质子交换膜,只允许氢离子通过,Cl-不能通过,故B错误;

C.由分析可知,铜电极为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电

+

极反应式有2CO2+12H+12e=C2H4+4H2O,故C正确;

—+

D.水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e=O2+4H,每转移1mol

电子,生成0.25molO2,在标况下体积为5.6L,故D错误;

答案选C。

7.下图为Fe(OH)3Al(OH)3和Cu(OH)2在水中达沉淀溶解平衡时的pMpH关系图

151

(pMlgcM/molL;cM10molL可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是

第4页/共18页

8.5

A.由a点可求得KspFe(OH)310

10

101

B.pH4时Al(OH)3的溶解度为molL

3

C.浓度均为0.01molL1的Al3和Fe3可通过分步沉淀进行分离

21

D.Al3、Cu2混合溶液中cCu0.2molL时二者不会同时沉淀

【答案】C

【解析】

【详解】A.由点a(2,2.5)可知,此时pH=2,pOH=12,则

332.512338.5

KspFe(OH)3=c(Fe)c(OH)=1010=10,故A错误;

3369333

B.由点(5,6)可知,此时pH=5,pOH=9,则KspAl(OH)3=c(Al)c(OH)=1010=10,pH4

33

10-31

时Al(OH)3的溶解度为=10molL,故B错误;

(1010)3

C.由图可知,当铁离子完全沉淀时,铝离子尚未开始沉淀,可通过调节溶液pH的方法分步沉淀Al3和Fe3,

故C正确;

21

D.由图可知,Al3沉淀完全时,pH约为4.7,Cu2刚要开始沉淀,此时cCu0.1molL,若

21

cCu0.2molL>0.1molL1,则Al3、Cu2会同时沉淀,故D错误;

答案选C。

二、非选择题:本题共4小题,共58分。(必做题:2628题,选做题:3536题)

8.BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。

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回答下列问题:

(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。

(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为

_______。

(3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。

a.稀硫酸b.浓硫酸c.盐酸d.磷酸

(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取,是否可行?_______,其原因是_______。

()沉淀步骤中生成的化学方程式为。

5“”BaTiOC2O42_______

()热分解生成粉状钛酸钡,产生的n:n=。

6“”CO2CO_______

【答案】(1)做还原剂,将BaSO4还原

2

(2)SH2OHSOH

(3)c(4).不可行.CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2,导致BaCl2溶液中

混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低

()

5BaCl2TiCl4H2O+2NH42C2O4BaTiOC2O424NH4Cl+2HCl

(6)1:1

【解析】

【分析】由流程和题中信息可知,BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、

易溶于水的BaS和微溶于水的CaS;烧渣经水浸取后过滤,滤渣中碳粉和CaS,滤液中有BaCl2和BaS;

滤液经酸化后浓缩结晶得到晶体;晶体溶于水后,加入和将钡离子充分

BaCl2BaCl2TiCl4NH42C2O4

沉淀得到;经热分解得到。

BaTiOC2O42BaTiOC2O42BaTiO3

【小问1详解】

由流程和题中信息可知,BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水

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的BaS和微溶于水的CaS;烧渣经水浸取后过滤,滤渣中碳粉和CaS,滤液中有BaCl2和BaS;滤液经酸

化后浓缩结晶得到晶体;晶体溶于水后,加入和将钡离子充分沉淀得到

BaCl2BaCl2TiCl4NH42C2O4

;经热分解得到。

BaTiOC2O42BaTiOC2O42BaTiO3

【小问2详解】

“焙烧”步骤中,BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS和CaS,BaSO4

被还原为BaS,因此,碳粉的主要作用是做还原剂,将BaSO4还原。

【小问3详解】

“酸化”步骤是为了将BaS转化为易溶液于的钡盐,由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水,而BaCl2可溶于水,

因此,应选用的酸是盐酸,选c。

【小问4详解】

如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的,其原因是CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2,导致

BaCl2溶液中混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。

【小问5详解】

沉淀步骤中生成的化学方程式为:

“”BaTiOC2O42

BaCl2+TiCl4H2O+2NH42C2O4=BaTiOC2O424NH4Cl+2HCl

【小问6详解】

热分解生成粉状钛酸钡,该反应的化学方程式为,,因此,

“”BaTiOC2O42BaTiO32CO2+2CO

产生的n:n。

co2co=1:1

钴配合物溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:

9.CoNH36Cl3

2CoCl2NHCl10NHHO活性炭2CoNHCl2HO。

243223632

具体步骤如下:

.称取2.0gNH4Cl,用5mL水溶解。

.分批加入3.0gCoCl26H2O后,将溶液温度降至10以下,加入1g活性炭、7mL浓氨水,搅拌下逐

滴加入10mL6%的双氧水。

.加热至55~60反应20min。冷却,过滤。

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.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中,趁热过滤。

.滤液转入烧杯,加入4mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。

回答下列问题:

(1)步骤中使用的部分仪器如下。

仪器a的名称是_______。加快NH4Cl溶解的操作有_______。

(2)步骤中,将温度降至10以下以避免_______、_______;可选用_______降低溶液温度。

(3)指出下列过滤操作中不规范之处:_______。

(4)步骤中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为_______。

(5)步骤中加入浓盐酸的目的是_______。

【答案】()锥形瓶升温,搅拌等

1..

(2).浓氨水分解和挥发.双氧水分解.冰水浴

(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁

(4)活性炭(5)利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率

【解析】

【分析】称取2.0g氯化铵,用5mL水溶解后,分批加入3.0gCoCl26H2O后,降温,在加入1g活性炭,

7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水,加热反应20min,反应完成后,冷却,过滤,钴配合物

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在冷水中会析出固体,过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,将所得固体转入有少量

盐酸的沸水中,趁热过滤,除去活性炭,将滤液转入烧杯中,加入浓盐酸,可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3

析出,提高产率,据此解答。

【小问1详解】

由图中仪器的结构特征可知,a为锥形瓶;加快氯化铵溶解可采用升温,搅拌等,故答案为:锥形瓶;升温,

搅拌等;

【小问2详解】

步骤中使用了浓氨水和双氧水,他们高温下易挥发,易分解,所以控制在10以下,避免浓氨水分解和

挥发,双氧水分解,要控制温度在10以下,通常采用冰水浴降温,故答案为:浓氨水分解和挥发;双氧

水分解;冰水浴;

【小问3详解】

下图为过滤装置,图中玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,可能戳破滤纸,造成过滤效果不佳。还有漏斗末端较

长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁,可能导致液滴飞溅,故答案为:玻璃棒没有紧靠三

层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁;

【小问4详解】

步骤中,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,根据题目信息,钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,活性

炭不溶于热水,所以趁热过滤可除去活性炭,故答案为:活性炭;

【小问5详解】

步骤中,将滤液转入烧杯,由于钴配合物为[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子,加入4mL浓盐酸,可利用同离

子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率,钴答案为:利用同离子效应,促进钴配

合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率。

10.甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题:

(1)已知下列反应的热化学方程式:

1

3O2g2O3gK1H1285kJmol

1

2CH4gO2g2CH3OHlK2H2329kJmol

1

反应CH4gO3gCH3OHlO2g的H3_______kJmol,平衡常数K3_______(用

K1K2表示)。

()电喷雾电离等方法得到的等与反应可得。与反应能高选择

2M(Fe、Co、Ni)O3MOMOCH4

性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MOCH4MCH3OH,结

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果如下图所示。图中300K的曲线是_______(填“a”或“b”。300K、60s时MO的转化率为_______(列出算

式)。

(3)MO分别与CH4CD4反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以CH4

示例)。

()步骤和中涉及氢原子成键变化的是_______(填“”或“”)。

+

()直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则MO与CD4反应的能量变

化应为图中曲线_______(填“c”或“d”)。

()MO与CH2D2反应,氘代甲醇的产量CH2DOD_______CHD2OH(填“”“”或“=”)。若MO与

CHD3反应,生成的氘代甲醇有_______种。

K1K

【答案】(1).307.(2)2或2

K1K1

100.1-1

(2).b.100%

100.1

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