2021年全国统一高考化学试卷(新课标ⅰ)(含解析版)

2023-10-26 · U3 上传 · 21页 · 3.8 M

2021年普通高等学校招生全国统一考试(全国乙卷)化学注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,涂写在本试卷上无效。3.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23Al27Cl35.5Fe56一、选择题1.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。碳中和是指的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为清洁燃料C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将还原为甲醇【答案】D【解析】【分析】【详解】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故A不符合题意;B.大规模开采可燃冰做为清洁燃料,会增大二氧化碳的排放量,不符合碳中和的要求,故B不符合题意;C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故C不符合题意;D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减少二氧化碳的排放量,达到碳中和的目的,故D符合题意;故选D。2.在实验室采用如图装置制备气体,合理的是 化学试剂制备的气体AB(浓)CD(浓)A.A B.B C.C D.D【答案】C【解析】【分析】由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度;【详解】A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,故A错误;B.二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故B错误;C.二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C正确;D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故D错误;故选C。3.下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:B.过量铁粉加入稀硝酸中:C硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液:D.氯化铜溶液中通入硫化氢:【答案】A【解析】【分析】【详解】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:C+CaSO4=CaCO3+S,故A正确;B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:3Fe+8H++2N=3Fe2++2NO↑+4H2O,故B错误;C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,故C错误;D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,故D错误;答案选A。4.一种活性物质的结构简式为,下列有关该物质的叙述正确的是A.能发生取代反应,不能发生加成反应B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物C.与互为同分异构体D.该物质与碳酸钠反应得【答案】C【解析】【分析】【详解】A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,故A错误;B.同系物是结构相似,分子式相差1个或n个CH2的有机物,该物质的分子式为C10H18O3,而且与乙醇、乙酸结构不相似,故B错误;C.该物质的分子式为C10H18O3,的分子式为C10H18O3,所以二者的分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故C正确;D.该物质只含有一个羧基,1mol该物质与碳酸钠反应,生成0.5mol二氧化碳,质量为22g,故D错误;故选C。5.我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤,经分析发现其构成与地球士壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15,X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是A.原子半径大小顺序为B.化合物XW中的化学键为离子键C.Y单质的导电性能弱于Z单质的D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸【答案】B【解析】【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。【详解】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即,A错误;B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;故选B。6.沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。下列叙述错误的是A.阳极发生将海水中的氧化生成的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的C.阴极生成的应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的等积垢需要定期清理【答案】D【解析】【分析】海水中除了水,还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl2,阴极区H2O优先得电子生成H2和OH-,结合海水成分及电解产物分析解答。【详解】A.根据分析可知,阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl2,发生氧化反应,A正确;B.设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的Cl2与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;C.因为H2是易燃性气体,所以阳极区生成的H2需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C正确;D.阴极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢,所以阴极表面会形成Mg(OH)2等积垢需定期清理,D错误。故选D。7.HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中随c(H+)而变化,不发生水解。实验发现,时为线性关系,如下图中实线所示。下列叙述错误的是A.溶液时,B.MA的溶度积度积C.溶液时,D.HA的电离常数【答案】C【解析】【分析】由题意可知HA是一元弱酸,其电离常数Ka(HA)=;Ksp(MA)=c(M+)×c(A-),联立二式可得线性方程c2(M+)=。【详解】A.由图可知pH=4,即c(H+)=10×10-5mol/L时,c2(M+)=7.5×10-8mol2/L2,c(M+)=mol/L<3.0×10-4mol/L,A正确;B.当c(H+)=0mol/L时,c2(M+)=5.0×10-8,结合分析可知5.0×10-8==,B正确;C.设调pH所用的酸为HnX,则结合电荷守恒可知+nc(Xn-),题给等式右边缺阴离子部分nc(Xn-),C错误;D.当c(H+)=20×10-5mol/L时,c2(M+)=10.0×10-8mol2/L2,结合B代入线性方程有10.0×10-8=,解得,D正确;选C。三、非选择题:共174分。第22~32为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。8.磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表金属离子开始沉淀的2.23.59.512.4沉淀完全的3.24.711.113.8回答下列问题:(1)“焙烧”中,、几乎不发生反应,、、、转化为相应的硫酸盐,写出转化为的化学方程式_______。(2)“水浸”后“滤液”的约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6,依次析出的金属离子是_______。(3)“母液①中浓度为_______。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式是_______。(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得_______,循环利用。【答案】(1).(2).(3).(4).硫酸(5).(6).(7).(8).【解析】【分析】由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液;将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O。【详解】(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水,反应的化学方程式为Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O,故答案为:Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O;(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时,铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子,钙离子没有沉淀,故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+;(3)由镁离子完全沉淀时,溶液pH为11.1可知,氢氧化镁的溶度积为1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8,当溶液pH为11.6时,溶液中镁离子的浓度为=1×10—6mol/L,故答案为:1×10—6;(4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完全沉淀,减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙,故答案为:硫酸;SiO2、CaSO4;(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸,反应的离子方程式为TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+,故答案为:TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+;(6)由分析可知,尾气为氨气,母液①为硫酸铵、母液②为硫酸,将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液,可以循环使用,故答案为:(NH4)2SO4。9.氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(转置如图所示):Ⅰ.将浓、、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入粉末,塞好瓶口。Ⅱ.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加至悬浊液由紫色变为土黄色。Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。Ⅵ.冷冻干燥,

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