化学自习室移动版

本试卷共100分，考试时间75分钟。

可能用到的相对原子质量：H-1  Li-7  C-12  N-14  O-16  Mg-24  S-32  Cl-35.5  K-39  V-51  Fe-56

一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。

【2023江苏等级考】1. 我国提出2060年实现碳中和的目标，体现了大国担当。碳中和中的碳是指

A. 碳原子        B.二氧化碳        C.碳元素        D.含碳物质

【答案】B

【解析】

【详解】碳中和中的碳是指二氧化碳，减少二氧化碳的排放和充分利用二氧化碳转化为其他物质是碳中和的核心，故选B。

【2023江苏等级考】2. 反应NH₄Cl＋NaNO₃=NaCl＋N₂↑＋2H₂O应用于石油开采。下列说法正确的是

A. NH₄^＋的电子式为                                 

B.NO₂^－中N元素的化合价为+5

C. N₂分子中存在N≡N键                                      

D.H₂O为非极性分子

【答案】C

【解析】

【详解】A．NH₄^＋的电子式为[]⁺，A错误；

B．NO₂^－中N元素的化合价为+3，B错误；

C．N₂分子中存在N≡N键，C正确；

D．H₂O为V形分子，分子中正负电荷中心未重合，为极性分子，D错误。

故选C。

【2023江苏等级考】3. 实验室制取Cl₂的实验原理及装置均正确的是

A．制取Cl2	B．除去Cl2中的HCl	C．收集Cl2	D．吸收尾气中的Cl2

 A. A          B. B             C. C          D. D

【答案】BC

【解析】

【详解】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO₂反应，不能使用稀盐酸，A错误；

B．除去Cl₂中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，B错误；

C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；

D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。

故选C。

【2023江苏等级考】4. 元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是

A. 原子半径：                      

B.第一电离能：

C. 碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体                    

D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料

【答案】D

【解析】

【详解】A．同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：，A错误；

B．同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：，B错误；

C．晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C₆₀为分子晶体，C错误；

D．周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D正确。

故选D。

【2023江苏等级考】5. 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素，基态H原子1s¹的核外电子排布，使得H既可以形成H^＋又可以形成H^－，还能形成H₂O、H₂O₂、NH₃、N₂H₄、CaH₂等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H₂，如水煤气法制氢反应中，H₂O(g)与足量C(s)反应生成1mol H₂(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H₂在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO₃^－在催化剂作用下与H₂反应可得到HCOO^－。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是

A. 、、都属于氢元素

B. NH₄^＋和H₂O的中心原子轨道杂化类型均为sp²

C.H₂O₂分子中的化学键均为极性共价键

D. CaH₂晶体中存在Ca与H₂之间的强烈相互作用

【答案】A

【解析】

【详解】A．、、都属于氢元素，三者互为同位素，统称为氢元素，A正确；

B．NH₄^＋和H₂O的中心原子轨道杂化类型均为sp³，B错误；

C．H₂O₂分子中的化学键既存在O-H极性共价键，也存在O-O非极性共价键，C错误；

D．CaH₂晶体中存在Ca²⁺与H^－之间的离子键，为强烈相互作用，D错误。

故选A。

【2023江苏等级考】6. 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素的3种核素，基态H原子1s¹的核外电子排布，使得H既可以形成H^＋又可以形成H^－，还能形成H₂O、H₂O₂、NH₃、N₂H₄、CaH₂等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H₂，如水煤气法制氢反应中，H₂O(g)与足量C(s)反应生成1mol H₂(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H₂在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO₃^－在催化剂作用下与H₂反应可得到HCOO^－。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列化学反应表示正确的是

A. 水煤气法制氢：C(s)＋H₂O(g)=H₂(g)＋CO(g) ΔH=－131.3kJ/mol

B. HCO₃^－催化加氢生成HCOO^－的反应：HCO₃^－＋H₂HCOO^－＋H₂O

C. 电解水制氢的阳极反应：2H₂O－2e^-=H₂↑＋2OH^－

D. CaH₂与水反应：CaH₂＋2H₂O=Ca(OH)₂＋H₂↑

【答案】B

【解析】

【详解】A．水煤气法制氢的反应为吸热反应，其热化学方程式为C(s)＋H₂O(g)=H₂(g)＋CO(g) ΔH=+131.3kJ/mol，A错误；

B．由题意可知HCO₃^－在催化剂作用下与H₂反应可得到HCOO^－，根据原子守恒可得离子方程式为HCO₃^－＋H₂HCOO^－＋H₂O，B正确；

C．电解水制氢的阳极反应为4OH^－－4e^-=O₂↑＋2H₂O，C错误；

D．CaH₂与水反应化学方程式为CaH₂＋2H₂O=Ca(OH)₂＋2H₂↑，CaH₂＋2H₂O=Ca(OH)₂＋H₂↑中H原子不守恒，D错误。

故选B。

【2023江苏等级考】7. 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。、、是氢元素3种核素，基态H原子1s¹的核外电子排布，使得H既可以形成H^＋又可以形成H^－，还能形成H₂O、H₂O₂、NH₃、N₂H₄、CaH₂等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H₂，如水煤气法制氢反应中，H₂O(g)与足量C(s)反应生成1mol H₂(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H₂在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO₃^－在催化剂作用下与H₂反应可得到HCOO^－。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是

A. H₂具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料

B. 氨极易溶于水，液氨可用作制冷剂

C. H₂O分子之间形成氢键，H₂O(g)的热稳定性比H₂S(g)的高

D. N₂H₄中的N原子与H^＋形成配位键，N₂H₄具有还原性

【答案】A

【解析】

【详解】A．H₂具有还原性，可与氧气反应，作为氢氧燃料电池的燃料，A正确；

B．液氨可用作制冷剂主要原因是液氨汽化吸热，和氨极易溶于水无关，B错误；

C．H₂O(g)的热稳定性比H₂S(g)的高主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键，和H₂O分子之间形成氢键无关，C错误；

D．N₂H₄具有还原性在于N本身可以失电子，且N₂H₄中无配位键，D错误。

故选A。

【2023江苏等级考】8. 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是

A. 实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：

B. 工业制硝酸过程中的物质转化：

C. 汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CON₂＋2CO₂

D. 实验室制备少量NH₃的原理：2NH₄Cl＋Ca(OH)₂CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O

【答案】B

【解析】

【详解】A．Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O₂=2NO₂生成NO₂，A正确；

B．氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；

C．汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO＋2CON₂＋2CO₂，C正确；

D．实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH₃，化学方程式为2NH₄Cl＋Ca(OH)₂CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O，D正确。

故选B。

【2023江苏等级考】9. 化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下：

下列说法正确的是

A. X不能与FeCl₃溶液发生显色反应

B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基

C. 1molZ最多能与3mol H₂发生加成反应

D. X、Y、Z可用饱和NaHCO₃溶液和2%银氨溶液进行鉴别

【答案】D

【解析】

详解】A．X中含有酚羟基，能与FeCl₃溶液发生显色反应，A错误；

B．Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；

C．Z中1mol苯环可以和3mol H₂发生加成反应,1mol醛基可以和1mol H₂发生加成反应，故1molZ最多能与4mol H₂发生加成反应，C错误；

D．X可与饱和NaHCO₃溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO₃溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。

故选D。

【2023江苏等级考】10. 金属硫化物(M_xS_y)催化反应CH₄(g)＋2H₂S(g)=CS₂(g)＋4H₂(g)，既可以除去天然气中的H₂S，又可以获得H₂。下列说法正确的是

A. 该反应的ΔS＜0

B. 该反应的平衡常数

C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H₂S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用

D. 该反应中每消耗1mol H₂S，转移电子的数目约为2×6.02×10²³

【答案】C

【解析】

【详解】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5，ΔS＞0，A错误；

B．由方程形式知，，B错误；

C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，H₂S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；

D．由方程式知，消耗1mol H₂S同时生成2mol H₂，转移4mol e^-，数目为4×6.02×10²³，D错误；

故选C。

【2023江苏等级考】11. 室温下，探究0.1mol/L FeSO₄溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是

A. A                                  B. B                                  C. C                                  D. D

【答案】B

【解析】

【详解】A．检验溶液中是否含有Fe^3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe^2＋氧化为Fe^3＋干扰实验，A错误；

B．向2mL FeSO₄溶液中滴加几滴酸性KMnO₄溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe^2＋有还原性，B正确；

C．Fe^2＋发生水解反应使溶液显酸性，应向2mL FeSO₄溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；

D．向2mL5%H₂O₂溶液中滴加几滴 FeSO₄溶液，若产生气泡有可能是Fe^3＋的催化作用，D错误。

故选B。

【2023江苏等级考】12. 室温下，用含少量Mg^2＋的MnSO₄溶液制备MnCO₃的过程如题图所示。已知K_sp(MgF₂)=5.2×10^－11，K_a(HF)=6.3×10^－4。下列说法正确的是

A. 0.1mol/L NaF溶液中：c(F^－)=c(Na^＋)＋c(H^＋)

B. “除镁”得到的上层清液中：

C0.1mol/L NaHCO₃溶液中：c(CO₃^2－)=c(H^＋)＋c(H₂CO₃)－c(OH^－)

D. “沉锰”后的滤液中：c(Na^＋)＋c(H^＋)=c(OH^－)＋c(HCO₃^－)＋2c(CO₃^2－)

【答案】C

【解析】

【详解】A． 0.1mol/L NaF溶液中存在电荷守恒：c(OH^－)+c(F^－)=c(Na^＋)＋c(H^＋)，A错误；

B．“除镁”得到的上层清液中为MgF₂的饱和溶液，有K_sp(MgF₂)=c(Mg^2＋)c²(F^－)，故，B错误；

C．0.1mol/L NaHCO₃溶液中存在质子守恒：c(CO₃^2－)+c(OH^－)=c(H^＋)＋c(H₂CO₃)，故c(CO₃^2－)=c(H^＋)＋c(H₂CO₃)－c(OH^－)，C正确；

D．“沉锰”后的滤液中还存在F^-、SO₄^2－等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立，D错误。

故选C。

【2023江苏等级考】13. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

CO₂(g)＋4H₂(g)=CH₄(g)＋2H₂O(g)ΔH=－164.7kJ/mol

CO₂(g)＋H₂(g)=CO(g)＋H₂O(g)ΔH=－41.2kJ/mol

在密闭容器中，1.01×10⁵Pa、n_起始(CO₂):n_起始(H₂)=1:4时，CO₂平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO₂实际转化率随温度的变化如题图所示。CH₄的选择性可表示为。下列说法正确的是

A. 反应2CO(g)＋2H₂(g)=CO₂(g)＋CH₄(g)的焓变ΔH=－205.9kJ/mol

B. CH₄的平衡选择性随着温度的升高而增加

C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃

D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO₂平衡转化率达到X点的值

【答案】D

【解析】

【详解】A．由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H₂(g)=CO₂(g)＋CH₄(g)的焓变ΔH=－2×41.2kJ/mol－164.7kJ/mol=－247.1kJ/mol，A错误；

B．CO₂(g)＋4H₂(g)=CH₄(g)＋2H₂O(g为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH₄的含量降低，故CH₄的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；

C．由图可知温度范围约为450~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误；

D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO₂平衡转化率达到X点的值，D正确。

故选D。

二、非选择题：共4题，共61分。

【2023江苏等级考】14.V₂O₅－WO₃/TiO₂ 催化剂能催化NH₃脱除烟气中的NO，反应为4NH₃(g)＋O₂(g)＋4NO(g)=4N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH=－1632kJ/mol。

（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO₃/TiO₂ 粉末置于80℃的水中，在搅拌下加入一定量的NH₄VO₃溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V₂O₅－WO₃/TiO₂ 催化剂。在水溶液中VO₃^－水解为H₃VO₃沉淀的离子方程式为___________；反应选用NH₄VO₃溶液而不选用NaVO₃溶液的原因是___________。

（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O₂、NH₃(其余为N₂)气体匀速通过装有V₂O₅－WO₃/TiO₂催化剂的反应器，测得NO的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内，NO转化率随温度变化不明显的原因是___________；反应温度高于380℃，NO转化率下降，除因为进入反应器的NO被还原的量减少外，还有___________(用化学方程式表示)。

（3）废催化剂的回收。回收V₂O₅－WO₃/TiO₂ 废催化剂并制备NH₄VO₃的过程可表示为

①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有___________。

②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有H₄V₄O₁₂。已知H₄V₄O₁₂具有八元环结构，其结构式可表示为___________。

③向pH=8的NaVO₃溶液中加入过量的NH₄Cl溶液，生成NH₄VO₃沉淀。已知：K_sp(NH₄VO₃)=1.7×10^-3，加过量NH₄Cl溶液的目的是___________。

【答案】（1）    ①.VO₃^－＋2H₂OH₃VO₄↓＋OH^－     ②. NH₄VO₃发生双水解NH₄^＋＋VO₃^－＋H₂OH₃VO₄↓＋NH₃，NH₄^＋有利于VO₃^－水解

（2）    ①. 温度升高至一定范围催化剂失活    ②.4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O 、N₂＋O₂2NO

（3）    ①. 适当增加酸的浓度、升高温度、延长酸浸时间等    ②.     ③.增加铵根离子浓度，促进平衡向析出沉淀的方向移动，提高NH₄VO₃的含量

【解析】

【小问1详解】

在水溶液中VO₃^－水解为H₃VO₃沉淀的离子方程式为VO₃^－＋2H₂OH₃VO₄↓＋OH^－，反应选用NH₄VO₃溶液在于NH₄VO₃发生双水解NH₄^＋＋VO₃^－＋H₂OH₃VO₄↓＋NH₃，NH₄^＋有利于VO₃^－水解。

【小问2详解】

反应温度在320~360℃范围内，NO转化率随温度变化不明显的原因是温度升高至一定范围催化剂失活，导致NO转化率升高不明显。反应温度高于380℃，NO转化率下降，有可能体系产生了NO，如4NH₃＋5O₂4NO＋6H₂O 、N₂＋O₂2NO等。

【小问3详解】

提高钒元素浸出率的方法还有适当增加酸的浓度、升高温度、延长酸浸时间等，已知H₄V₄O₁₂具有八元环结构，且V连有五根共价键，结构式可表示为。NH₄VO₃饱和溶液中存在溶解平衡NH₄VO₃(s)NH₄^＋(aq)＋VO₃^－(aq)，加过量NH₄Cl溶液有利于增加铵根离子浓度，促进平衡向析出沉淀的方向移动，提高NH₄VO₃的含量。

【2023江苏等级考】15. 化合物I是鞘氨醇激酶抑制剂，其合成路线如下：

（1）化合物A的酸性比环己醇的___________(填“强”或“弱”或“无差别”)。

（2）B的分子式为C₂H₅OCl，可由乙酸与SOCl₂反应合成，B的结构简式为___________。

（3）A→C中加入(C₂H₅)₃N是为了结构反应中产生的___________(填化学式)。

（4）写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式：___________。

碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO₄溶液褪色；加热条件下，铜催化另一产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰。

（5）G的分子式为C₈H₈Br₂，F→H的反应类型为___________。

（6）写出以、和CH₂=CH₂为原料制备的合成路线流图___________ (须用NBS和AlBN，无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。

【答案】（1）强    （2）CH₃COCl

（3）HCl    （4）

（5）取代反应   （6）

【解析】

【分析】与C₂H₅OCl发生取代反应生成，可推知化学方程式为+CH₃COCl→+HCl，可知B为CH₃COCl；发生水解反应得到F：，与G：C₈H₈Br₂发生取代反应得到，可知化学方程式为+→+HBr，由此推知G为。

【小问1详解】

化合物A：中含有酚羟基，酚羟基酸性强于醇羟基，故化合物A的酸性比环己醇的强。

【小问2详解】

由分析可知B的结构简式为CH₃COCl。

【小问3详解】

A→C的化学方程式为+CH₃COCl→+HCl，(C₂H₅)₃N显碱性可以与HCl发生中和反应促进+CH₃COCl→+HCl平衡正移，提供的产率，故A→C中加入(C₂H₅)₃N是为了结构反应中产生的HCl。

【小问4详解】

的同分异构体碱性条件水解后酸化生成两种产物，产物之一的分子中碳原子轨道杂化类型相同且室温下不能使2%酸性KMnO₄溶液褪色，说明其同分异构体为5，且该水解产物为苯甲酸；另一水解产物为丙醇，且加热条件下，铜催化该产物与氧气反应，所得有机产物的核磁共振氢谱中只有1个峰，由此确定该醇为2-丙醇，由此确定的同分异构体为。

【小问5详解】

由分析可知F→H的反应为+→+HBr，该反应为取代反应。

【小问6详解】

结合F→H可设计以下合成路线：。

【2023江苏等级考】16. 实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO₄·H₂O，其实验过程可表示为

（1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO₂气体，生成MgSO₃，反应为Mg(OH)₂＋H₂SO₃=MgSO₃＋2H₂O，其平衡常数K与 K_sp[Mg(OH)₂]、 K_sp[MgSO₃]、 K_a1[H₂SO₃]、 K_a2[H₂SO₃]的代数关系式为K=___________；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO₂效率的有___________(填序号)。

A．水浴加热氧化镁浆料

B．加快搅拌速率

C．降低通入SO₂气体的速率

D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO₂

（2）在催化剂作用下MgSO₃被O₂氧化为MgSO₄。已知MgSO₃的溶解度为0.57g(20℃)，O₂氧化溶液中SO₃^2－的离子方程式为___________；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中MgSO₃被O₂氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中MgSO₃的氧化速率增大，其主要原因是___________。

（3）制取MgSO₄·H₂O晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的MgSO₃浆料与H₂SO₄溶液充分反应。MgSO₃浆料与H₂SO₄溶液的加料方式是___________；补充完整制取MgSO₄·H₂O晶体的实验方案：向含有少量Fe^3＋、Al^3＋的MgSO₄溶液中，___________。(已知：Fe^3＋、Al^3＋在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从MgSO₄饱和溶液中结晶出MgSO₄·7H₂O，MgSO₄·7H₂O在150~170℃下干燥得到MgSO₄·H₂O，实验中需要使用MgO粉末)

【答案】（1）    ①.     ②. BD

（2）    ①.2SO₃^2－＋O₂2SO₄^2－    ②. pH增大，抑制SO₃^2－的水解，反应物SO₃^2－的浓度增大，故可加快氧化速率

（3）    ①. 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液    ②. 分批加入少量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。

【解析】

【分析】本实验的目的是为了制取MgSO₄·H₂O，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO₂气体，生成MgSO₃，然后使一定量的MgSO₃浆料与H₂SO₄溶液充分反应生成硫酸镁，在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥即可得到MgSO₄·H₂O；

【小问1详解】

已知下列反应：

①Mg(OH)₂＋H₂SO₃=MgSO₃＋2H₂O  K

②Mg(OH)₂(s)Mg^2＋(aq)＋2OH^－(aq) K_sp[Mg(OH)₂]

③MgSO₃(s)Mg^2＋(aq)＋SO₃^2－(aq) K_sp[MgSO₃]

④H₂SO₃H^＋＋HSO₃^－ K_a1[H₂SO₃]

⑤HSO₃^－H^＋＋SO₃^2－ K_a2[H₂SO₃]

⑥H₂OH^＋＋OH^－ K_W

根据盖斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥×2，故K=；

A．加热可加快反应速率，但温度升高，SO₂在水中溶解度降低，且会导致H₂SO₃受热分解，不一定能提高吸收SO₂效率，A错误；

B．加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO₂效率，B正确；

C．降低通入SO₂气体的速率，SO₂可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定能提高吸收SO₂效率，C错误；

D．多孔球泡可以让SO₂与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO₂效率，D正确；

故选BD。

【小问2详解】

根据题意，O₂氧化溶液中的SO₃^2－，SO₃^2－被氧化为SO₄^2－，1molO₂氧化2molSO₃^2－，故O₂氧化溶液中SO₃^2－的离子方程式为：2SO₃^2－＋O₂2SO₄^2－；

pH增大，抑制SO₃^2－的水解，反应物SO₃^2－的浓度增大，故可加快氧化速率；

【小问3详解】

在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，H₂SO₄溶液的滴加速率要慢，以免H₂SO₄过量；

根据题意，首先需要调节pH≥5以除去Fe³⁺、Al³⁺杂质，需要用到的试剂为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到MgSO₄·H₂O，根据题目信息，室温下结晶只能得到MgSO₄·7H₂O，因此需要在150~170℃下干燥得到MgSO₄·H₂O，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。

【2023江苏等级考】17. 空气中CO₂含量的控制和CO₂资源利用具有重要意义。

（1）燃煤烟气中CO₂的捕集可通过如下所示的物质转化实现。

“吸收”后所得的KHCO₃溶液与石灰乳反应的化学方程式为___________；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO₂，其原因是___________。

（2）合成尿素[CO(NH₂)₂]是利用CO₂的途径之一、尿素合成主要通过下列反应实现

反应Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g)=NH₂COONH₄(l)

反应Ⅱ：NH₂COONH₄(l)=CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(l)

①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的ΔH___________(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH₂CO)₂NH]和尿素转化为氰酸铵(NH₄OCN)等副反应。尿素生产中实际投入NH₃和CO₂的物质的量之比为n(NH₃) ：n(CO₂)=4 ：1，其实际投料比值远大于理论值的原因是___________。

（3）催化电解吸收CO₂的KOH溶液可将CO₂转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图乙所示。

其中，Q_x=nF，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。

①当电解电压为U₁V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。

②当电解电压为U₂V时，阴极由HCO₃^－生成CH₄的电极反应式为___________。

③当电解电压为U₃V时，电解生成的C₂H₄和HCOO^－的物质的量之比为___________(写出计算过程)。

【答案】（1）    ①. KHCO₃＋Ca(OH)₂=CaCO₃＋KOH＋H₂O    ②. 相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳

（2）    ①.<0    ②. 适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高

（3）    ①. H₂    ②.HCO₃^－＋8e^-＋6H₂O=CH₄↑＋9OH^－     ③. 每生成1molC₂H₄转移12mole^-，每生成1molHCOO^－转移2mole^-，故电解生成的C₂H₄和HCOO^－的物质的量之比为

【解析】

【小问1详解】

由图可知“吸收”后所得的KHCO₃溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳，产物KOH可回收利用，故化学方程式为KHCO₃＋Ca(OH)₂=CaCO₃＋KOH＋H₂O。载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的CO₂的原因为相同质量的LiOH固体可吸收更多二氧化碳。

【小问2详解】

由图可知升高温度反应Ⅰ的lgK减小，说明温度升高平衡逆向移动，故正反应为放热反应，其ΔH<0。实际投料比值远大于理论值的原因是适当抑制副反应的发生，尿素中氮碳比小于副产物中缩二脲的氮碳比，氨气与二氧化碳的投料比越大，二氧化碳转化率越高。

【小问3详解】

当电解电压为U₁V时，电解过程中含碳还原产物的FE%为0，说明二氧化碳为得电子，为氢离子得电子变成氢气。当电解电压为U₂V时，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知碱性条件下阴极由HCO₃^－生成CH₄的电极反应式为HCO₃^－＋8e^-＋6H₂O=CH₄↑＋9OH^－。当电解电压为U₃V时，电解过程中还原产物C₂H₄的FE%为24%，还原产物HCOO^－的FE%为8%，每生成1molC₂H₄转移12mole^-，每生成1molHCOO^－转移2mole^-，故电解生成的C₂H₄和HCOO^－的物质的量之比为。