精品解析：上海市宝山区2025届高三下学期二模考试化学试题

2025年上海市宝山区二模化学试卷 (考试时间60分钟，满分100分) 特别提示： 1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 2．除特殊说明外，本卷所用相对原子质量：F-19 Mg-24 I-127。 一、大气中的含氮气体 氮在自然界中以气态存在的主要有氮气、氨气和氮氧化物，其中氮氧化物是常见的大气污染物。 1. 氮在自然界中大多以14N存在，少量以15N存在。下列关于14N与15N说法正确的是 A. 二者互为同素异形体 B. 二者属于同种核素 C. 14N比15N少一个中子 D. 14N比15N少一个质子 【答案】C 【解析】 【详解】A．同素异形体是指由同一种元素形成的不同单质，14N与15N都是氮元素的原子，属于同位素，A错误； B．核素指具有特定质子数和中子数的原子，14N与15N的质子数均为7，二者中子数不同，因此属于不同核素，B错误； C．14N的中子数为14-7=7，15N的中子数为15-7=8，14N比15N少一个中子，C正确； D．14N和15N的质子数均为7，质子数相同，D错误； 故选C。 2. 氮原子核外2p能级中的电子，不相同的是 A. 能量 B. 原子轨道的形状 C. 自旋状态 D. 原子轨道的空间伸展方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．同一能级（）的电子能量相同，A不符合题意； B．所有p轨道均为哑铃形，形状相同，B不符合题意； C．三个电子分占不同轨道，自旋方向相同，C不符合题意； D．三个轨道分别沿、、轴伸展，方向不同，D符合题意； 故选D。 3. 研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NOx主要来源于汽车尾气。 已知：N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ΔH=180.50kJ·mol-1 2CO(g)＋O2(g)⇌2CO2(g) ΔH=-566.00kJ·mol-1 为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环，写出该反应的热化学方程式_______。 【答案】2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -746.50 kJ·mol-1 【解析】 【详解】已知：①N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ΔH=180.50kJ·mol-1 ②2CO(g)＋O2(g)⇌2CO2(g) ΔH=-566.00kJ·mol-1 根据盖斯定律，②-①得到将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环的反应的化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，ΔH=-566.00kJ·mol-1-180.50kJ·mol-1=-746.50kJ•mol-1。 4. SO2也是常见的大气污染物，有科研工作者研究利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品，其工艺流程图如下(Ce为铈元素)。 （1）写出装置I中化学反应的离子方程式_______。 （2）含硫各微粒(H2SO3、和)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示： 根据上图完成下列问题： ①pH=7时，溶液中c(Na+)_______c()+c() A.>　　　 B.= 　　　　C.< ②pH=9时溶液为Na2SO3溶液，写出一个用浓度表达的物料守恒关系式_______。 ③为获得尽可能纯的NaHSO3，应将溶液的pH控制在_______为宜。 A.1~3　　　B.3~6　　　C.4~5　　　D.6~9 ④由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈_______。 A.10-6　　　　　B.10-7　　　　　C.10-8　　　　　D.10-9 （3）装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO被氧化为离子方程式_______。 （4）已知进入装置Ⅳ的溶液中的浓度为0.80 mol∙L-1，要使1m3该溶液中的完全转化为NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为_______L。 【答案】（1）SO2+OH- = （2） ①. A ②. [Na+]=2([]+[]+[H2SO3]) ③. C ④. B （3）NO+2H2O+3Ce4+ =3Ce3+++4H+ （4）8960 【解析】 【分析】装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应：SO2+OH-=HSO，NO和氢氧化钠之间不会反应，装置Ⅱ中NO在酸性条件下，NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应：NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO+2H+，NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO+4H+，装置Ⅲ中，在电解槽的阳极2Ce3+-2e-=2Ce4+，阴极电极反应式为：2HSO+2H++2e-=S2O+2H2O， 装置Ⅳ中通入氨气、氧气，2NO+O2+2H++2NH3=2NH4++2NO； 【小问1详解】 装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物，能和强碱氢氧化钠之间发生反应生成亚硫酸氢钠，反应的离子方程式为SO2+OH- =； 【小问2详解】 ①pH=7时，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，溶液中存在电荷守恒：c(H+)+c(Na+)=c()+2c()+c(OH-)，故溶液中c(Na+)=c()+2c()，则c(Na+)>c()+c()，答案A； ②根据化学式Na2SO3，Na元素与S元素浓度为1：2，故物料守恒等式为[Na+]=2([]+[]+[H2SO3])； ③溶液的pH控制在4～5时，c()浓度最大，则为获得尽可能纯的NaHSO3，可将溶液的pH控制在4～5左右，故C正确； ④⇌+H+，由图中数据，pH=7时，c()=c()，由K2的表达式可知，H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈c(H+)=10-7，故B正确； 【小问3详解】 由上述分析可知，装置II中NO被氧化为离子方程式为：NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO+4H+； 【小问4详解】 NO的浓度为0.8mol/L，要使1m3该溶液中的NO完全转化为NH4NO3，则失去电子数为：1000×(5-3)×0.8mol，设消耗标况下氧气的体积是V，根据电子守恒：×4=1000×(5-3)×0.8mol，解得V=8960L。 二、含硫化合物的结构与性质 硫是人们熟悉的元素，含硫物质与人们的生活密切相关。现代工业、农业、国防、航天、医药和日常生活都离不开这种元素。 5. 硫酸是重要的化工原料。已知硫酸的结构式如图，关于硫酸的描述正确的是 A. 硫酸分子中含有配位键 B. 硫酸分子中含有极性键 C. 硫酸分子之间能形成氢键 D. 硫酸分子是非极性分子 【答案】BC 【解析】 【详解】A．配位键是指一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键，在硫酸中，硫原子最外层有6个电子，通过sp3杂化形成4个σ键，已满足其价层电子需求，因此不存在配位键，A错误； B．硫酸分子中S-O键属于极性键，O-H键也是极性键，B正确； C．硫酸分子中含有羟基，硫酸分子之间能形成氢键，C正确； D．硫酸分子由中心硫原子与四个氧原子通过极性共价键连接，其中两个氧原子与氢原子形成羟基（—OH），另两个氧原子通过双键与硫原子结合，这种四面体构型导致正负电荷中心不重合，整体呈现极性，D错误； 故选BC。 6. 已知硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝的熔点如下表所示(已知：硫酸铝和硫酸属于同种晶体)。 物质 硫酸钠 硫酸镁 硫酸铝 熔点/℃ 884 1124 770 利用晶体结构有关知识，解释硫酸钠、硫酸镁和硫酸铝三者熔点存在差异的原因_______。 【答案】硫酸钠、硫酸镁是离子晶体，硫酸铝是分子晶体，离子晶体熔化时破坏离子键，分子晶体熔化时破坏范德华力，离子键一般强于范德华力，故硫酸铝的熔点最低；硫酸钠、硫酸镁晶体中，钠离子的半径大于镁离子，钠离子所带电荷数小于镁离子，故硫酸镁中离子键更强，硫酸镁熔点更高 【解析】 【详解】由提示硫酸铝和硫酸属于同种晶体,则可判断硫酸铝晶体类型为分子晶体。根据熔点表可判断出硫酸钠、硫酸镁为离子晶体。离子晶体熔化时破坏离子键，分子晶体熔化时破坏范德华力，离子键一般强于范德华力，故硫酸铝的熔点最低；对于离子晶体硫酸钠、硫酸镁来说，离子键越强，熔点越高。而离子键的强弱与离子的半径和离子所带电荷数有关，离子的半径越小，所带电荷数越多，离子键就越强。钠离子的半径大于镁离子，钠离子所带电荷数小于镁离子，故硫酸镁中离子键更强，硫酸镁熔点更高。 7. 硫酸铁溶液具有强有力的收敛作用，能使血液凝固，可用于应急止血。它具有该作用的可能原因是 A. 硫酸铁中铁元素为+3价，具有氧化性，起到杀菌消毒作用 B. 硫酸铁溶液水解生成氢氧化铁沉淀，沉淀堵住了创口，起到止血效果 C. 硫酸铁中的铁元素有补血效果，起到预防缺铁性贫血 D. 硫酸铁是电解质，血液为胶体，两者发生聚沉，起到止血效果 【答案】D 【解析】 【详解】A．硫酸铁中铁元素为+3价，可以与细菌细胞内的酶、蛋白质等反应，破坏其生物活性，导致细菌死亡‌，起到杀菌消毒作用，但是与止血无关，A错误； B．硫酸铁溶液水解生成氢氧化铁，但是与止血效果无关，B错误 C．临床上较常用二价铁类的铁剂作为缺铁性贫血的补血剂，与止血效果无关，C错误； D．血液属于胶体，加入电解质溶液(硫酸铁溶液)可使胶体聚沉，血液凝聚达到止血效果，D正确； 故选D。 8. 为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如下图所示的循环过程。计算ΔH4为_______kJ·mol−1。 【答案】838 【解析】 【详解】由循环过程可得， NH4Cl(s)=(g)+Cl-(g)   △H1= +698kJ·mol-1； ②NH4Cl(s)=(aq)+Cl-(aq)   △H2= +15kJ·mol-1； ③Cl-(g)= Cl-(aq)   △H3=-378kJ·mol-1； ④  △H4； ⑤  △H5= +3kJ·mol-1； ⑥      △H6=-530kJ·mol-1； 根据盖斯定律，反应④=⑤+①+③-②-⑥，则△H4=△H5+△H1+△H3-△H2-△H6=+838 kJ·mol-1。 9. 硫代硫酸(H2S2O3)是一种无机物。硫代硫酸根离子()可看作是中的一个非羟基氧原子被硫原子取代的产物。因此，的空间结构是 A. V形 B. 平面三角形 C. 三角锥形 D. 四面体形 【答案】D 【解析】 【详解】硫酸根离子的空间结构为四面体形，中心硫原子采用杂化，与四个氧原子形成四面体构型。根据题目描述，硫代硫酸根离子可视为硫酸根中一个非羟基氧原子被硫原子取代的产物。取代后，中心硫原子仍与三个氧原子和一个硫原子结合，周围共有四个原子（），仍是四面体形。 故选D。 10. 硫代硫酸不稳定，故工业仅用其盐。例如：硫代硫酸镁常用于医药和纺织行业。MgS2O3·6H2O中含有配离子：[Mg(H2O)6]2+。该配离子的组成如下图所示： （1）[Mg(H2O)6]2+中提供电子对形成配位键的原子或离子是_______。 （2）1mol该配离子中含有σ键_______mol。 【答案】（1）O （2）18 【解析】 【小问1详解】 [Mg(H2O)6]2+中Mg2+为中心离子，H2O为配体，其中H2O中O有孤电子对，能够形成配位键，故[Mg(H2O)6]2+中提供电子对形成配位键的原子是O； 【小问2详解】 1mol[Mg(H2O)6]2+中有6mol配位键，配位键也是σ键，6mol水中含有12molσ键，故1mol该配离子中含有σ键18mol。 11. MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a、b、c(a=0.687nm；b=0.932nm；c=1.436nm)，结构如下图所示。 （1）已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是Mg·mol-1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为_______g·cm-3。(用a、b、c表示，1nm=10-7cm) （2）距离“甲位置”的[Mg(H2O)6]2+最近且距离相等的[Mg(H2O)6]2+有_______个。 【答案】（1） （2）4 【解析】 【小问1详解】 由晶胞结构可知，1个晶胞中含有个[Mg(H2O)6]2+，含有4个，该晶体密度，故答案为：； 【小问2详解】 根据晶胞结构可知，位于棱上[Mg(H2O)6]2+与甲的最近距离为anm，位于体心的[Mg(H2O)6]2+与甲的距离为，该晶胞内距离“甲位置”的[Mg(H2O)6]2+最近且距离相等的[Mg(H2O)6]2+有1个，晶体中距离“甲位置”的[Mg(H2O)6]2+最近且距离相等的[Mg(H2O)6]2+有4个，故答案为：4。 三、海带提碘 12. 碘被称为“生命元素”，是人体必需的微量元素。我国碘矿不足，主要以海藻、海带为原料提取碘单质。 流程I：浸泡法提取碘单质 海带中99.2%的碘为水溶性碘；浸出液中的碘元素主要是以碘离子的形式存在，占浸出液碘元素总含量的88.3%。以海带为原料的浸泡法工艺流程如下图： （1）实验室采用“萃取分液”的方法分离碘单质与有机溶剂。以下相关操作错误的是_______。 A.检漏、装液 B.振荡、放气 C.静置 D.分液 （2）萃取碘水中的碘单质，可以选择的萃取剂种类很多，但不包括_______。 A. 液态烷烃 B. 液态二烯烃 C. 液态苯和苯的同系物 D. 液态饱和酯类 流程Ⅱ：反萃取法分离萃取剂 碘在碱性条件下能发生歧化反应生成溶于水的碘离子和碘酸根离子，萃取剂获得再生，可以重复使用，这种方法称为反萃取。具体步骤如下： （3）步骤②观察到的现象为_______。 （4）设计步骤①、步骤②的实验目的是_______。 （5）步骤③中，除玻璃棒、烧杯外，还需要用到的玻璃仪器有_______。 流程Ⅲ：活性炭吸附法处理母液 在25℃时，碘单质能微溶于水。因此，提碘后所得的母液中依然含有少量碘单质和微量碘离子。 （6）质监部门为检测母液中碘单质的含量，用碘量法确定碘含量：I2＋2=2I-＋。 步骤如下： 量取25.00mL母液，用0.004mol·L-1的标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至溶液黄色变浅时，加入1mL淀粉做指示剂，继续滴定至终点。记录消耗的硫代硫酸钠溶液的体积为14.25mL。 ①确定滴定终点的操作是_______。 ②计算可得母液中碘单质的含量为_______g·L-1。(保留三位小数) ③下列操作可能会造成测定结果比实际含量偏低的是_______。 A.配制标准硫代硫酸钠溶液时，配制用的容量瓶水洗后未烘干 B.配制标准硫代硫酸钠溶液时，溶解时烧杯中有溶液少量溅出 C.装有标准液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后气泡消失 D.滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面 （7）利用活性炭的吸附性可以回收母液中碘单质和碘离子，提高碘元素的产率。实验室模拟回收碘元素的主要流程如下： 已知：NaNO2氧化性较弱，只能将I-氧化为I2：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。 上述流程中的“氧化剂”选择了价格较高的NaNO2而不是价低的Cl2，分析其可能的原因是_____。 【答案】（1）B （2）B （3）有紫黑色固体析出，溶液变成棕黄色 （4）提高碘的浓度(富集碘) （5）A （6） ①. 加入最后半滴硫代硫酸钠溶液，溶液的蓝色恰好消失，且半分钟内不变色 ②. 0.290 ③. D （7）氯气氧化性强，可能将I2继续氧化为，降低I2的产率。而NaNO2氧化性较弱，不会将I2氧化 【解析】 【分析】实验室从海带中提取碘：干海带灼浸泡溶解得到海带灰悬浊液，随后过滤，得到滤液为含碘离子的溶液，滤液中加氯气，将碘离子氧化成碘单质，利用有机溶剂四氯化碳萃取、分液得到碘的CCl4溶液，有机相加入氢氧化钠将碘单质转入水相，分液后水相酸化得到含碘悬浊液，过滤获得碘单质。 【小问1详解】 A．分液漏斗检漏时，需要将分液漏斗倒置，观察活塞处是否有水漏出。如果活塞处没有水漏出，说明分液漏斗密封良好，可以正常使用，A正确； B．振荡、放气时，需要将分液漏斗倒置，打开分液漏斗开关，进行放气操作，如图所示：，B错误； C．静置时，将分液漏斗固定在铁架台上，待溶液分层即可，C正确； D．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上层倒出，D正确； 故选B； 【小问2详解】 萃取剂的选择原则：被萃取的物质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，萃取剂和原溶剂不互溶，萃取剂和原溶剂、溶质不反应，根据上述原则，液态烷烃、液态苯和苯的同系物、液态饱和酯类可以用作萃取剂，而液态二烯烃含有碳碳双键，能和碘发生加成反应，不能用作萃取剂，故选B； 【小问3详解】 步骤②的离子方程式为：6H++5I-+=3I2↓+3H2O，可以观察到有紫黑色固体析出，溶液变成棕黄色； 【小问4详解】 步骤①将碘单质转化为，而步骤②又重新转化为碘单质，目的是提高碘的浓度(富集碘)； 【小问5详解】 步骤③是过滤操作，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故选A； 【小问6详解】 ①当加入淀粉以后，溶液中还存在碘单质，此时溶液呈蓝色，当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液，溶液的蓝色恰好消失，且半分钟内不变色，即可判定为滴定终点； ②根据关系式可知，，则母液中碘单质的含量为； ③A．配制标准硫代硫酸钠溶液时，配制用的容量瓶水洗后未烘干，对标准硫代硫酸钠溶液浓度无影响，则对测定结果无影响，A不选； B．配制标准硫代硫酸钠溶液时，溶解时烧杯中有溶液少量溅出，溶质偏少，标准液浓度偏低，滴定时将消耗更多的标准液，造成测定结果偏高，B不选； C．盛装标准溶液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后气泡消失，则标准液体积读数偏大，造成测定结果偏高，C不选； D．滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，标准液体积读数偏小，造成测定结果偏低，D选； 故选D； 【小问7详解】 由题目信息可知，氯气氧化性强，可能将I2继续氧化为，降低I2的产率。而NaNO2氧化性较弱，不会将I2氧化，故选择了价格较高的NaNO2而不是价低的Cl2。 四、维生素A醋酸酯 13. 市售“维生素A”的主要成分是维生素A醋酸酯。维生素A醋酸酯的一种合成路线如下图所示(部分试剂和条件省略)： 已知： （1）化合物C中含氧官能团的名称是_______。 （2）化合物A的结构简式为_______。 （3）丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1时，产率达到最佳。试分析原因_______。 （4）吡啶()在上述反应中作溶剂。其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是_______。 A. 吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同 B. 吡啶能作为配体与金属离子形成配合物 C. 吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水 D. 吡啶有碱性，能与强酸形成盐 （5）化合物C分子中存在的不对称碳原子数为_______个。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 （6）检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是_______。 A. 溴的CCl4溶液 B. 希夫试剂 C. 茚三酮 D. 新制氢氧化铜 （7）市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，性质相对稳定，其分子式为_______。维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，该反应类型属于_______。 （8）写出一种满足下列条件的柠檬醛(C10H16O)的同分异构体的结构简式_______。 Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4：4：2：1：1：1：1：1：1 Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环 Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构 Ⅳ.能与金属Na反应 （9）结合维生素A醋酸酯的合成路线，以和ClCH(CH3)COOCH2CH3为原料，设计合成的路线_______(无机试剂任选)。 (可表示为：AB……目标产物) 【答案】（1）醚键、酯基 （2） （3）丙酮含有2个性质相同的甲基，都可以和柠檬醛发生反应，使副产物增多，导致产率降低 （4）BD （5）B （6）BD （7） ①. C22H32O2 ②. 取代反应 （8） （9） 【解析】 【分析】柠檬醛和丙酮发生已知信息的反应原理生成A为，A发生成环反应生成B，B和ClCH2COOCH3反应生成C，C发生一系列反应生成D，以此解答。 【小问1详解】 由C的结构简式可知，化合物C中含氧官能团的名称是醚键、酯基。 【小问2详解】 由分析可知，化合物A的结构简式为。 【小问3详解】 丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1，即丙酮需要过量，原因是：丙酮含有2个性质相同的甲基，都可以和柠檬醛发生反应，使副产物增多，导致产率降低。 【小问4详解】 A．吡啶为平面结构，碳原子和氮原子的杂化方式均为sp2，A错误； B．吡啶环中的氮原子采用sp2杂化，其孤对电子处于环外，可与金属离子的空轨道形成σ配位键，形成配合物，B正确； C．吡啶易溶于有机溶剂，其性质与胺类化合物类似，溶于水，C错误； D．吡啶性质与胺类化合物类似，具有碱性，能与强酸形成盐，D正确； 故选BD。 【小问5详解】 不对称碳原子一般指手性碳原子，是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，C分子中存在的不对称碳原子数为2，位置为 ，故选B。 【小问6详解】 醛基可以用希夫试剂检验产生紫红色产物，也可以用新制氢氧化铜检验产生砖红色沉淀，化合物D中含有醛基，检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是希夫试剂或新制氢氧化铜，故选BD。 【小问7详解】 市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，结构简式为：，分子式为 C22H32O2，维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，其中酯基发生可水解，该反应类型属于取代反应。 小问8详解】 柠檬醛(C10H16O)的同分异构体满足条件：Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4：4：2：1：1：1：1：1：1，说明其中含有9种环境的H原子；Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环；Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构；Ⅳ.能与金属Na反应，说明其中含有羟基；该同分异构体为：。 【小问9详解】 先和HCl发生加成反应生成，发生水解反应生成，发生催化氧化反应生成，发生B生成C的原理得到，发生C生成D的反应原理得到，合成路线为：。 五、能源新星“锂电池” 14. 锂离子电池作为一种二次化学储能系统，稳定性好、转化率高、比容量高、成本低及绿色环保，广泛应用在电动汽车、航空航天、军事武器等领域。 （1）作为“二次电池”中的佼佼者，锂电池有多种类型，以下是磷酸铁锂电池的工作原理：FePO4+LiLiFePO4。电池放电过程如下图所示，结合以上信息，该电池放电时正极的电极反应式为_______。 （2）某实验室计划使用该锂电池电解饱和食盐水制取Cl2和H2，下列说法正确的_______。 A. 放电时，Li+经隔膜从正极向负极方向迁移 B. 充电时，该电池将化学能转化为电能 C. 电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，则可制得标准状况下11.2LH2 D. 电解饱和食盐水的装置中可使用铁电极作阳极 工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，经过水溶、除杂、氧化、沉淀等步骤制备电池原料FePO4。 在“除杂”步骤中，需使用HF溶液作为沉镁试剂，相关化学反应为Mg2+(aq)+2HF(aq)⇌MgF2(s)+2H+(aq) （3）一定条件下，能说明反应达到化学平衡状态的是_______。 A. 溶液pH保持不变 B. Ka(HF)保持不变 C. υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2：1 D. 保持不变 （4）向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行0.5h后，测得溶液质量减少了124g，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=_______mol·L−1·h−1 （5）HF溶液具有较强的腐蚀性，对设备要求较高，因此某工厂计划使用NaF固体(M=42g·mol−1)替代HF溶液作为沉淀剂。 已知：Ksp(MgF2)=7×10−11；通常c(Mn+)<10−5mol·L−1即认为金属离子Mn+沉淀完全。 现有待处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，至少需要加入_______克NaF固体。(结果保留3位小数，写出计算过程) （6）在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，试分析该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近的原因_______。 （7）已知Na2HPO4溶液中[]>[]，请解释可能的原因_______。 锂离子电池车辆在其使用寿命结束时会被填埋或焚烧，与之有关的环境与资源再利用问题备受关注，科学家们正研究如何使用经济、环境可持续的技术回收石墨与含锂材料。 （8）在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，可采用的仪器分析方法为_______。 A. 原子吸收光谱 B. 质谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射 （9）以下是常见的三种石墨回收方案，简要流程如下。 方案一：50°C乙酸浸出1小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥 方案二：KOH浸泡6小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥 方案三：800°C下N2流中退火1小时→蒸馏水清洗→过滤 成本贡献占比 占比/% 方案一 方案二 方案三 试剂 84.8 91.4 —— 用电 13.3 6.4 74.1 用气 —— 1.9 25.4 水洗 1.9 0.3 0.5 请从绿色化学的角度评价方案三_______。 【答案】（1）FePO4+Li++e-=LiFePO4 （2）C （3）AD （4）4 （5）0.194g （6）pH过高易形成Fe(OH)3沉淀；pH过低c()过低，产率低 （7）的水解程度大于其电离程度 （8）D （9）优点：原料来源广泛、所需时间较少；缺点：能耗高 【解析】 【分析】工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，水溶后加入HF将Mg2+转化为MgF2沉淀除去、加入过氧化氢氧化Fe2+、最后沉淀得到FePO4，据此回答。 【小问1详解】 根据磷酸铁锂电池的工作原理可知，Li作负极，FePO4作正极，得到电子发生还原反应，该电池放电时正极的电极反应式为：FePO4+Li++e-=LiFePO4； 【小问2详解】 A．放电时，阳离子向正极移动，则Li+经隔膜从负极向正极方向迁移，A错误； B．充电时，该电池将电能转化为化学能，B错误； C．电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，可以生成0.5molH2，标准状况下体积为11.2L，C正确； D．若电解饱和食盐水的装置中使用铁电极作阳极，则阳极为Fe失去电子转化为Fe2+，D错误； 故选C。 【小问3详解】 A．溶液pH保持不变，则H+的浓度不变，可以说明反应达到平衡状态，A正确； B．在该反应中，Ka(HF)是不可变的值，不再变化，不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2：1不满足化学计量数之比，不能说明反应达到化学平衡状态，C错误； D．保持不变，说明各物质的浓度不再变化，达到化学平衡状态，D正确； 故选AD。 【小问4详解】 向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行0.5h后，测得溶液质量减少了124g，说明反应生成了2molMgF2，消耗了2molMg2+，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=mol·L−1·h−1； 【小问5详解】 处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，c(Mg2+)<10−5mol·L−1，则消耗的，所以消耗的，溶液中剩余的，故至少需要加入NaF固体； 【小问6详解】 在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近，原因是：pH过高易形成Fe(OH)3沉淀；pH过低c()过低，产率低； 【小问7详解】 Na2HPO4溶液中存在电离平衡和水解平衡，已知Na2HPO4溶液中[]>[]，说明的水解程度大于其电离程度； 【小问8详解】 在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，对结构的检测需要通过X射线衍射仪进行晶体X射线衍射，故选D； 【小问9详解】 方案三中原料来源广泛、所需时间较少，但是在800℃下反应，能耗大，所以优点为原料来源广泛、所需时间较少；缺点为能耗高。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年上海市宝山区二模化学试卷 (考试时间60分钟，满分100分) 特别提示： 1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 2．除特殊说明外，本卷所用相对原子质量：F-19 Mg-24 I-127。 一、大气中的含氮气体 氮在自然界中以气态存在的主要有氮气、氨气和氮氧化物，其中氮氧化物是常见的大气污染物。 1. 氮在自然界中大多以14N存在，少量以15N存在。下列关于14N与15N说法正确的是 A. 二者互为同素异形体 B. 二者属于同种核素 C. 14N比15N少一个中子 D. 14N比15N少一个质子 2. 氮原子核外2p能级中的电子，不相同的是 A. 能量 B. 原子轨道的形状 C. 自旋状态 D. 原子轨道空间伸展方向 3. 研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NOx主要来源于汽车尾气。 已知：N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ΔH=180.50kJ·mol-1 2CO(g)＋O2(g)⇌2CO2(g) ΔH=-566.00kJ·mol-1 为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环，写出该反应的热化学方程式_______。 4. SO2也是常见的大气污染物，有科研工作者研究利用电化学原理吸收SO2和NO，同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品，其工艺流程图如下(Ce为铈元素)。 （1）写出装置I中化学反应的离子方程式_______。 （2）含硫各微粒(H2SO3、和)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如下图所示： 根据上图完成下列问题： ①pH=7时，溶液中c(Na+)_______c()+c() A.>　　　 B.= 　　　　C.< ②pH=9时溶液为Na2SO3溶液，写出一个用浓度表达的物料守恒关系式_______。 ③为获得尽可能纯的NaHSO3，应将溶液的pH控制在_______为宜。 A1~3　　　B.3~6　　　C.4~5　　　D.6~9 ④由图中数据，可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈_______。 A.10-6　　　　　B.10-7　　　　　C.10-8　　　　　D.10-9 （3）装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行，写出NO被氧化为离子方程式_______。 （4）已知进入装置Ⅳ的溶液中的浓度为0.80 mol∙L-1，要使1m3该溶液中的完全转化为NH4NO3，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为_______L。 二、含硫化合物的结构与性质 硫是人们熟悉的元素，含硫物质与人们的生活密切相关。现代工业、农业、国防、航天、医药和日常生活都离不开这种元素。 5. 硫酸是重要的化工原料。已知硫酸的结构式如图，关于硫酸的描述正确的是 A. 硫酸分子中含有配位键 B. 硫酸分子中含有极性键 C. 硫酸分子之间能形成氢键 D. 硫酸分子是非极性分子 6. 已知硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝的熔点如下表所示(已知：硫酸铝和硫酸属于同种晶体)。 物质 硫酸钠 硫酸镁 硫酸铝 熔点/℃ 884 1124 770 利用晶体结构有关知识，解释硫酸钠、硫酸镁和硫酸铝三者熔点存在差异的原因_______。 7. 硫酸铁溶液具有强有力的收敛作用，能使血液凝固，可用于应急止血。它具有该作用的可能原因是 A. 硫酸铁中铁元素为+3价，具有氧化性，起到杀菌消毒作用 B. 硫酸铁溶液水解生成氢氧化铁沉淀，沉淀堵住了创口，起到止血效果 C. 硫酸铁中的铁元素有补血效果，起到预防缺铁性贫血 D. 硫酸铁是电解质，血液为胶体，两者发生聚沉，起到止血效果 8. 为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如下图所示的循环过程。计算ΔH4为_______kJ·mol−1。 9. 硫代硫酸(H2S2O3)是一种无机物。硫代硫酸根离子()可看作是中的一个非羟基氧原子被硫原子取代的产物。因此，的空间结构是 A. V形 B. 平面三角形 C. 三角锥形 D. 四面体形 10. 硫代硫酸不稳定，故工业仅用其盐。例如：硫代硫酸镁常用于医药和纺织行业。MgS2O3·6H2O中含有配离子：[Mg(H2O)6]2+。该配离子的组成如下图所示： （1）[Mg(H2O)6]2+中提供电子对形成配位键的原子或离子是_______。 （2）1mol该配离子中含有σ键_______mol。 11. MgS2O3·6H2O的晶胞形状为长方体，边长分别为a、b、c(a=0.687nm；b=0.932nm；c=1.436nm)，结构如下图所示。 （1）已知MgS2O3·6H2O的摩尔质量是Mg·mol-1，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为_______g·cm-3。(用a、b、c表示，1nm=10-7cm) （2）距离“甲位置”的[Mg(H2O)6]2+最近且距离相等的[Mg(H2O)6]2+有_______个。 三、海带提碘 12. 碘被称为“生命元素”，是人体必需的微量元素。我国碘矿不足，主要以海藻、海带为原料提取碘单质。 流程I：浸泡法提取碘单质 海带中99.2%的碘为水溶性碘；浸出液中的碘元素主要是以碘离子的形式存在，占浸出液碘元素总含量的88.3%。以海带为原料的浸泡法工艺流程如下图： （1）实验室采用“萃取分液”的方法分离碘单质与有机溶剂。以下相关操作错误的是_______。 A.检漏、装液 B.振荡、放气 C.静置 D.分液 （2）萃取碘水中的碘单质，可以选择的萃取剂种类很多，但不包括_______。 A. 液态烷烃 B. 液态二烯烃 C. 液态苯和苯的同系物 D. 液态饱和酯类 流程Ⅱ：反萃取法分离萃取剂 碘在碱性条件下能发生歧化反应生成溶于水的碘离子和碘酸根离子，萃取剂获得再生，可以重复使用，这种方法称为反萃取。具体步骤如下： （3）步骤②观察到的现象为_______。 （4）设计步骤①、步骤②的实验目的是_______。 （5）步骤③中，除玻璃棒、烧杯外，还需要用到的玻璃仪器有_______。 流程Ⅲ：活性炭吸附法处理母液 在25℃时，碘单质能微溶于水。因此，提碘后所得的母液中依然含有少量碘单质和微量碘离子。 （6）质监部门为检测母液中碘单质的含量，用碘量法确定碘含量：I2＋2=2I-＋。 步骤如下： 量取25.00mL母液，用0.004mol·L-1的标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至溶液黄色变浅时，加入1mL淀粉做指示剂，继续滴定至终点。记录消耗的硫代硫酸钠溶液的体积为14.25mL。 ①确定滴定终点操作是_______。 ②计算可得母液中碘单质的含量为_______g·L-1。(保留三位小数) ③下列操作可能会造成测定结果比实际含量偏低的是_______。 A.配制标准硫代硫酸钠溶液时，配制用的容量瓶水洗后未烘干 B配制标准硫代硫酸钠溶液时，溶解时烧杯中有溶液少量溅出 C.装有标准液的滴定管，滴定前有气泡，滴定后气泡消失 D.滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面 （7）利用活性炭的吸附性可以回收母液中碘单质和碘离子，提高碘元素的产率。实验室模拟回收碘元素的主要流程如下： 已知：NaNO2氧化性较弱，只能将I-氧化为I2：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。 上述流程中的“氧化剂”选择了价格较高的NaNO2而不是价低的Cl2，分析其可能的原因是_____。 四、维生素A醋酸酯 13. 市售“维生素A”主要成分是维生素A醋酸酯。维生素A醋酸酯的一种合成路线如下图所示(部分试剂和条件省略)： 已知： （1）化合物C中含氧官能团的名称是_______。 （2）化合物A的结构简式为_______。 （3）丙酮与柠檬醛的配比是影响化合物A产率的重要因素，丙酮与柠檬醛的物质的量配比为11：1时，产率达到最佳。试分析原因_______。 （4）吡啶()在上述反应中作溶剂。其性质与胺类化合物类似。关于吡啶的相关说法正确的是_______。 A. 吡啶中碳原子和氮原子的杂化方式不同 B. 吡啶能作为配体与金属离子形成配合物 C. 吡啶易溶于有机溶剂，难溶于水 D. 吡啶有碱性，能与强酸形成盐 （5）化合物C分子中存在的不对称碳原子数为_______个。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 （6）检验VitamineA中是否有化合物D残留，可选用的试剂是_______。 A. 溴的CCl4溶液 B. 希夫试剂 C. 茚三酮 D. 新制氢氧化铜 （7）市售“维生素A”是维生素A醋酸酯，性质相对稳定，其分子式为_______。维生素A醋酸酯在人体内可以被酶催化转化成VitamineA，该反应类型属于_______。 （8）写出一种满足下列条件的柠檬醛(C10H16O)的同分异构体的结构简式_______。 Ⅰ.核磁共振氢谱显示有9组峰，峰面积比为4：4：2：1：1：1：1：1：1 Ⅱ.红外光谱显示有一个六元环 Ⅲ.存在顺反异构，但不存在结构 Ⅳ.能与金属Na反应 （9）结合维生素A醋酸酯的合成路线，以和ClCH(CH3)COOCH2CH3为原料，设计合成的路线_______(无机试剂任选)。 (可表示为：AB……目标产物) 五、能源新星“锂电池” 14. 锂离子电池作为一种二次化学储能系统，稳定性好、转化率高、比容量高、成本低及绿色环保，广泛应用在电动汽车、航空航天、军事武器等领域。 （1）作为“二次电池”中的佼佼者，锂电池有多种类型，以下是磷酸铁锂电池的工作原理：FePO4+LiLiFePO4。电池放电过程如下图所示，结合以上信息，该电池放电时正极的电极反应式为_______。 （2）某实验室计划使用该锂电池电解饱和食盐水制取Cl2和H2，下列说法正确的_______。 A. 放电时，Li+经隔膜从正极向负极方向迁移 B. 充电时，该电池将化学能转化为电能 C. 电解饱和食盐水的装置中每转移电子1mol，则可制得标准状况下11.2LH2 D. 电解饱和食盐水的装置中可使用铁电极作阳极 工业上常以硫酸亚铁粗品(FeSO4，杂质主要包括Fe2(SO4)3、MgSO4等)为原料，经过水溶、除杂、氧化、沉淀等步骤制备电池原料FePO4。 在“除杂”步骤中，需使用HF溶液作为沉镁试剂，相关化学反应为Mg2+(aq)+2HF(aq)⇌MgF2(s)+2H+(aq) （3）一定条件下，能说明反应达到化学平衡状态的是_______。 A. 溶液pH保持不变 B. Ka(HF)保持不变 C. υ正(Mg2+)：υ逆(H+)=2：1 D. 保持不变 （4）向1L待处理液中加入HF溶液除杂时，反应进行0.5h后，测得溶液质量减少了124g，则0~0.5h内(忽略反应前后溶液体积变化)，υ(Mg2+)=_______mol·L−1·h−1。 （5）HF溶液具有较强的腐蚀性，对设备要求较高，因此某工厂计划使用NaF固体(M=42g·mol−1)替代HF溶液作为沉淀剂。 已知：Ksp(MgF2)=7×10−11；通常c(Mn+)<10−5mol·L−1即认为金属离子Mn+沉淀完全。 现有待处理样品1L(其中含0.001molMg2+)，当Mg2+完全沉淀时，至少需要加入_______克NaF固体。(结果保留3位小数，写出计算过程) （6）在“沉淀”步骤中，常使用Na2HPO4固体调节溶液的pH和沉淀Fe3+，试分析该步骤中溶液pH需严格控制在2.5附近的原因_______。 （7）已知Na2HPO4溶液中[]>[]，请解释可能的原因_______。 锂离子电池车辆在其使用寿命结束时会被填埋或焚烧，与之有关的环境与资源再利用问题备受关注，科学家们正研究如何使用经济、环境可持续的技术回收石墨与含锂材料。 （8）在进行废旧材料回收后，需检测“再生石墨”的结构是否符合锂电池的需要，可采用的仪器分析方法为_______。 A. 原子吸收光谱 B. 质谱 C. 核磁共振氢谱 D. 晶体X射线衍射 （9）以下是常见的三种石墨回收方案，简要流程如下。 方案一：50°C乙酸浸出1小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥 方案二：KOH浸泡6小时→过滤→蒸馏水清洗→干燥 方案三：800°C下N2流中退火1小时→蒸馏水清洗→过滤 成本贡献占比 占比/% 方案一 方案二 方案三 试剂 84.8 91.4 —— 用电 13.3 6.4 74.1 用气 —— 1.9 25.4 水洗 1.9 0.3 0.5 请从绿色化学的角度评价方案三_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $