2025届江苏省高三下学期化学考前熟手练习三

考前熟手练习三 22025届江苏省高考化学 考前熟手练习三 一、选择题 1．（2025·江苏省无锡澄宜六校12月联考）习总书记强调：积极培育和发展新质生产力。下列与科技成就相关的描述正确的是 A．“朱雀二号”遥二成为全球首枚成功入轨液氧甲烷运载火箭，甲烷作助燃剂 B．“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料Si3N4是一种分子晶体 C．挑战马里亚纳海沟的自供电软体机器人所用的硅树脂是新型无机非金属材料 D．铁磁流体液态机器人中驱动机器人运动的磁铁的主要成分是Fe2O3 2．（2025·苏州第一学期质量测试）光卤石[KCl•MgCl2•6H2O]可作为提取金属镁的矿物原料。下列说法正确的是 A．原子半径：r(Cl)＞r(Mg) B．第一电离能：I1(K)＞I1(H) C．沸点：H2O＜HCl D．碱性：Mg(OH)2＜KOH 3．（2025·南通市海安市上学期开学考）海洋是一个巨大的卤素资源宝库，从海水中能获得NaCl。工业常用电解饱和NaCl溶液制备Cl2，并进一步制得SO2Cl2、Cl2O、HClO、NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等用途更广泛的化合物。黄绿色气体ClO2可用于自来水消毒，在稀硫酸溶液中用草酸(H2C2O4)还原NaClO3可制得ClO2。 下列说法正确的是 A．1 mol SO2Cl2分子中含有2 mol σ键 B．Cl2O和HClO均是由极性键构成的非极性分子 C．ClO3－中O－Cl－O夹角小于ClO4－中O－Cl－O D．在NaCl晶胞中，每个Cl－周围紧邻且距离相等的Na＋构成正六面体结构 4．（2025·江苏省射阳中学一模）下列有关制取、分离和提纯乙酸乙酯的实验装置不能达到实验目的的是 A．依次加入物质先后顺序为③①② B．制备乙酸乙酯 C．分离乙酸乙酯粗品 D．提纯乙酸乙酯 A．A B．B C．C D．D 5．（2025·镇江市上学期期中）利用化学方法可处理重金属水污染问题。用烟道气中的二氧化硫可处理酸性含铬(VI)废水。酸性条件下，铁为阳极可电解还原含铬(VI)废水。常温常压下，TiO2光催化水和空气产生羟基自由基(•OH)，既能有效去除有机酸和有机腐殖质，有效利用其氧化的能量(如醋酸的燃烧热为870.3 kJ·mol－1)；又能还原含铬(VI)废水，效率高成本低。 下列说法正确的是 A．TiO2作为催化剂，降低了腐殖质与氧气反应的焓变 B．利用太阳光将空气和水转化为•OH的过程，是太阳能转化成化学能 C．羟基自由基与有机腐殖质作用生成CO2和H2O，•OH发生了氧化反应 D．SO2处理含铬(VI)废水时，随着SO2的持续通入，溶液的pH值持续减小 6．（2024·苏州市三模）利用电解产生的H2O2与Fe2＋发生反应生成高活性的羟基自由基（•OH，有很强氧化性），能有效降解水体中的有机污染物，原理如图所示。下列说法正确的是 A．电源的B极为负极 B．生成羟基自由基的反应仅有一个 C．利用羟基自由基来处理有机物，效率高、无污染 D．电解池外电路转移2 mol电子，理论上可产生的•OH为2 mol 7．（2025·江苏省苏州市十校12月）室温下，Ka1(H2SO3)＝1.4×10－2，Ka2(H2SO3)＝6.0×10－8。通过下列实验探究0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的性质。 实验1：用pH计测量0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH。 实验2：向0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中滴加少量NaOH溶液，测得溶液pH为8。 实验3：向10 mL 0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中滴加5 mL 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。 实验4：向实验3的上层清液中滴加少量盐酸，充分反应后静置，仍存在少量白色沉淀。 下列所得结论正确的是 A．实验1所测0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH＞7 B．实验2得到的溶液中存在：c(Na＋)＋c(H＋)＜3c(SO32－)＋c(OH－) C．实验3中发生反应的离子方程式为Ba2＋＋HSO3－＋OH－＝BaSO3↓＋H2O D．实验4所得上层清液中c(Ba2＋)小于实验3所得上层清液中c(Ba2＋) 8．（2025·江苏省江宁高级中学、镇江一中12月）物质Z的合成路线如下： 下列说法正确的是 A．1 mol X与浓溴水发生反应时，最多消耗3 mol Br2 B．Y和H2完全加成后有3个手性碳原子 C．1 mol Y可以和4 mol NaOH溶液反应 D．Z分子存在着顺反异构 9．（2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期）根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 选项 探究方案 探究目的 A 室温下，测定浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COONa、NH4Cl溶液的pH 比较室温下CH3COOH和NH3·H2O的电离能力 B 向试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 mol·L－1 H2SO4溶液，加热。冷却后，向其中加入少量新制Cu(OH)2，加热，观察现象 淀粉水解液中存在还原性糖 C 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭在加热条件下能与浓硝酸反应 D 用pH计分别测定等体积的CH3COOH溶液和CH2ClCOOH溶液的，CH2ClCOOH溶液的pH小 O－H键的极性增强，羧酸酸性增强 A．A B．B C．C D．D 10．（2025·盐城一模）甲醇－水催化重整可获得H2．其主要反应为 反应Ⅰ CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝49.4 kJ·mol－1 反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)＝1.2时，若仅考虑上述反应，平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100％ 下列说法正确的是 A．一定温度下，增大可提高CO的选择性 B．平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率 C．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 D．一定温度下，降低体系压强，反应Ⅰ的平衡常数增大 二、填空题 11．（2025·扬州中学期末调研）LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。 （1）LiFePO4的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，在氮气的氛围中，将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合，加入三颈烧瓶中题图－1，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品。 ①通入N2的目的是______________________________________________________________，该步骤中为达到相同目的采取的措施还有________________________________。 ②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4，该反应的离子方程式为______________________________________________________________。已知Ka(HSO4－)＝1.0×10－2。 ③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是_________________________________________________________。 （2）FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量H2O2，同时加入适量水调节pH，静置后过滤，洗涤，得到FePO4·2H2O，高温煅烧FePO4·2H2O，即可得到FePO4。 ①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如题图－2所示。 当≤≤时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_________________________________________________________________________________________。 ②上述制备过程中，为使反应过程中的Fe2＋完全被H2O2氧化，下列操作控制不能达到目的的是___________(填序号)。 a．用Ca(OH)2调节溶液pH＝7 b．加热，使反应在较高温度下进行 c．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌 d．加入适当过量的H2O2溶液 ③工业上也可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)可制备磷酸铁(FePO4)。其他条件一定，制备FePO4时测得Fe有效转化率[n(FePO4)/n(Fe)总]×100%与溶液pH的关系如题图－3所示。 请设计制备磷酸铁的实验方案：___________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(实验中须使用的试剂有：1 mol·L－1 H2SO4，30% H2O2溶液，：1 mol·L－1 Na2HPO4)。 ④测定产物样品中铁元素的质量分数，主要步骤如下： i．取a g样品，加入过量盐酸充分溶解，再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色； ii．加入TiCl3，恰好将i中残余的少量Fe3＋还原为Fe2＋； ⅲ．用c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋，消耗V mL K2Cr2O7标准溶液。 产物中铁元素的质量分数为___________。(写出计算过程) 12．（2025·江苏省丹阳高级中学期中）某研究小组通过下列路线合成平喘药物利喘贝。 已知：①R－COOHR－COClR－CONHR ②R－CH2－COOH ③ 请回答： （1）利喘贝中含氧官能团为羧基、___________________(写名称)。 （2）化合物D转化为E的过程涉及_______、_______两步反应。 （3）化合物F的结构简式是___________________；由G与C7H7NO2制备利喘贝，C7H7NO2的结构 简式为__________________。 （4）写出同时满足下列条件化合物D的一种同分异构体X的结构简式：_________________。 ①l mol X在碱性条件下完全水解需消耗3 mol NaOH； ②X中含有4种不同化学环境的氢原子。 （5）写出以和CH2(COOCH3)2为原料制备的合成路线流图(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)。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 高考不是终点，而是人生新起点！愿你轻装上阵，拥抱属于自己的星辰大海！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考前熟手练习三 22025届江苏省高考化学 考前熟手练习三 一、选择题 1．（2025·江苏省无锡澄宜六校12月联考）习总书记强调：积极培育和发展新质生产力。下列与科技成就相关的描述正确的是 A．“朱雀二号”遥二成为全球首枚成功入轨液氧甲烷运载火箭，甲烷作助燃剂 B．“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料Si3N4是一种分子晶体 C．挑战马里亚纳海沟的自供电软体机器人所用的硅树脂是新型无机非金属材料 D．铁磁流体液态机器人中驱动机器人运动的磁铁的主要成分是Fe2O3 【答案】C 【解析】A项，甲烷运载火箭中液氧作助燃剂，甲烷作燃料，错误；B项，Si3N4是共价化合物，熔沸点很高，为共价晶体，错误；C项，硅树脂一种具有高度交联结构的热固性聚硅氧烷聚合物，属于无机非金属材料，正确；D项，磁铁的主要成分是Fe3O4，错误。 2．（2025·苏州第一学期质量测试）光卤石[KCl•MgCl2•6H2O]可作为提取金属镁的矿物原料。下列说法正确的是 A．原子半径：r(Cl)＞r(Mg) B．第一电离能：I1(K)＞I1(H) C．沸点：H2O＜HCl D．碱性：Mg(OH)2＜KOH 【答案】D 【解析】A项，同一周期元素的原子从左到右，随着核电荷数增大，原子半径减小，故r(Cl)＜r(Mg)，错误；B项，同一主族从上到下，元素的原子第一电离能减小，故第一电离能I1(K)＜I1(H)，错误；C项，H2O和HCl沸腾需克服分子间作用力，H2O存在分子间氢键而HCl无分子间氢键，导致H2O分子间作用力更大，沸点更高，错误；D项，元素金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性Mg＜K，故碱性Mg(OH)2＜KOH，正确。 3．（2025·南通市海安市上学期开学考）海洋是一个巨大的卤素资源宝库，从海水中能获得NaCl。工业常用电解饱和NaCl溶液制备Cl2，并进一步制得SO2Cl2、Cl2O、HClO、NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等用途更广泛的化合物。黄绿色气体ClO2可用于自来水消毒，在稀硫酸溶液中用草酸(H2C2O4)还原NaClO3可制得ClO2。 下列说法正确的是 A．1 mol SO2Cl2分子中含有2 mol σ键 B．Cl2O和HClO均是由极性键构成的非极性分子 C．ClO3－中O－Cl－O夹角小于ClO4－中O－Cl－O D．在NaCl晶胞中，每个Cl－周围紧邻且距离相等的Na＋构成正六面体结构 【答案】C 【解析】A项，1 mol SO2Cl2分子中含有4 mol σ键，错误；B项，Cl2O和HClO均是由极性键构成的极性分子，错误；C项，ClO3－中心氯原子为sp3杂化有3条σ键和1对孤对电子，ClO4－中心氯原子为sp3杂化有4条σ键，孤电子对对成键电子对排斥力更强，因此ClO3－中O－Cl－O夹角小于ClO4－中O－Cl－O，正确；D项，在NaCl晶胞中，每个Cl－周围紧邻且距离相等的Na＋构成正八面体结构，错误。 4．（2025·江苏省射阳中学一模）下列有关制取、分离和提纯乙酸乙酯的实验装置不能达到实验目的的是 A．依次加入物质先后顺序为③①② B．制备乙酸乙酯 C．分离乙酸乙酯粗品 D．提纯乙酸乙酯 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A项，浓硫酸的密度大于乙醇，混合时应将浓硫酸加入乙醇中，依次加入物质的为乙醇、浓硫酸、冰醋酸，正确；B项，制备乙酸乙酯时应加入沸石防止暴沸，因药品均为液体，试管口应朝上，产生的乙酸乙酯中混有挥发的乙醇和乙酸，用饱和的碳酸钠溶液可以除去混有的乙酸和乙醇，同时用球形干燥管防止倒吸，正确；C项，制取的乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液出现分层，用分液漏斗将其分离，正确；D项，采用蒸馏的方法提纯乙酸乙酯时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，测量蒸汽的温度，错误。 5．（2025·镇江市上学期期中）利用化学方法可处理重金属水污染问题。用烟道气中的二氧化硫可处理酸性含铬(VI)废水。酸性条件下，铁为阳极可电解还原含铬(VI)废水。常温常压下，TiO2光催化水和空气产生羟基自由基(•OH)，既能有效去除有机酸和有机腐殖质，有效利用其氧化的能量(如醋酸的燃烧热为870.3 kJ·mol－1)；又能还原含铬(VI)废水，效率高成本低。 下列说法正确的是 A．TiO2作为催化剂，降低了腐殖质与氧气反应的焓变 B．利用太阳光将空气和水转化为•OH的过程，是太阳能转化成化学能 C．羟基自由基与有机腐殖质作用生成CO2和H2O，•OH发生了氧化反应 D．SO2处理含铬(VI)废水时，随着SO2的持续通入，溶液的pH值持续减小 【答案】B 【解析】A项，TiO2作为催化剂，只改变了反应速率，不能改变反应的焓变，错误；B项，利用太阳光将空气和水转化为•OH的过程，是吸收光能的过程，将太阳能转化成化学能，正确；C项，•OH在反应中O的化合价由－1价降低为－2价，被还原，发生还原反应，错误；D项，用SO2处理含铬(VI)废水时，酸性含铬(VI)废水中主要以Cr2O72－存在，则发生反应3SO2＋Cr2O72－＋2H＋＝3SO42－＋2Cr3＋＋H2O，随着SO2的持续通入，溶液酸性减弱，溶液的pH增大，错误。 6．（2024·苏州市三模）利用电解产生的H2O2与Fe2＋发生反应生成高活性的羟基自由基（•OH，有很强氧化性），能有效降解水体中的有机污染物，原理如图所示。下列说法正确的是 A．电源的B极为负极 B．生成羟基自由基的反应仅有一个 C．利用羟基自由基来处理有机物，效率高、无污染 D．电解池外电路转移2 mol电子，理论上可产生的•OH为2 mol 【答案】C 【解析】该装置为电解池，其中与电源A极相连的左侧电极发生的电极反应为Fe3＋＋e－＝Fe2＋、O2＋2H＋＋2e－＝H2O2，属于还原反应，该电极为阴极，A极为电源负极，B极为电源正极，电解池右侧电极为阳极。 A项，左侧电极发生还原反应，为电解池阴极，则A极为电源负极，B极为电源正极，错误；B项，电解生成羟基自由基的反应有两个，右侧阳极电极反应式H2O－e－＝H＋＋•OH及H2O2＋Fe2＋＝Fe(OH)2＋＋•OH，错误；C项，羟基自由基有很强的氧化性，能降解有机物，且效率高、无污染，正确；D项，根据生成羟基自由基的反应，电解池外电路转移2 mol电子，根据阳极反应H2O－e－＝H＋＋•OH，可知阳极上有2 mol•OH生成，阴极上也有•OH生成，故理论上可产生的•OH大于2 mol，错误。 7．（2025·江苏省苏州市十校12月）室温下，Ka1(H2SO3)＝1.4×10－2，Ka2(H2SO3)＝6.0×10－8。通过下列实验探究0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的性质。 实验1：用pH计测量0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH。 实验2：向0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中滴加少量NaOH溶液，测得溶液pH为8。 实验3：向10 mL 0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中滴加5 mL 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。 实验4：向实验3的上层清液中滴加少量盐酸，充分反应后静置，仍存在少量白色沉淀。 下列所得结论正确的是 A．实验1所测0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液的pH＞7 B．实验2得到的溶液中存在：c(Na＋)＋c(H＋)＜3c(SO32－)＋c(OH－) C．实验3中发生反应的离子方程式为Ba2＋＋HSO3－＋OH－＝BaSO3↓＋H2O D．实验4所得上层清液中c(Ba2＋)小于实验3所得上层清液中c(Ba2＋) 【答案】B 【解析】A项，0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中，Ka2(H2SO3)＝6.0×10－8，HSO3－的水解平衡常数Kh2(H2SO3)＝＝＝7.1×10－13，Kh2(H2SO3)＜Ka2(H2SO3)，所以HSO3－的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，pH＜7，错误；B项，实验2得到的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－8 mol·L－1，由电荷守恒可得c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO32－)＋c(HSO3－)＋c(OH－)，Ka2(H2SO3)＝＝6.0×10－8，即＝6.0×10－8，＝6.0，所以c(SO32－)＞c(HSO3－)，则c(Na＋)＋c(H＋)＜3c(SO32－)＋c(OH－)，正确；C项，向10 mL 0.1 mol·L－1 NaHSO3溶液中滴加5 mL 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，Ba(OH)2不足，完全反应，所以离子方程式为Ba2＋＋2HSO3－＋2OH－＝BaSO3↓＋SO32－＋2H2O，错误；D项，向实验3的上层清液中滴加少量盐酸，发生反应SO32－＋H＋＝HSO3－，c(SO32－)减小，导致沉淀溶解平衡BaSO3(s)Ba2＋(aq)＋SO32－(aq)正向移动，c(Ba2＋)增大，所以实验4所得上层清液中c(Ba2＋)大于实验3所得上层清液中c(Ba2＋)，错误。 8．（2025·江苏省江宁高级中学、镇江一中12月）物质Z的合成路线如下： 下列说法正确的是 A．1 mol X与浓溴水发生反应时，最多消耗3 mol Br2 B．Y和H2完全加成后有3个手性碳原子 C．1 mol Y可以和4 mol NaOH溶液反应 D．Z分子存在着顺反异构 【答案】C 【解析】A项，1 mol X与浓溴水发生反应时，取代羟基邻对位上的H，最多消耗2 mol Br2，错误；B项，Y和H2完全加成后有5个手性碳原子，错误；C项，1个Y水解后产物含有2个羟基，同时生成1个二元羧酸，1 mol Y可以和4 mol NaOH溶液反应，正确；D项，环上的碳碳双键环张力过大，不能形成顺反异构，错误。 9．（2025·江苏省兴化中学、高邮中学、泗洪中学上学期）根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 选项 探究方案 探究目的 A 室温下，测定浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COONa、NH4Cl溶液的pH 比较室温下CH3COOH和NH3·H2O的电离能力 B 向试管中加入0.5 g淀粉和4 mL 2 mol·L－1 H2SO4溶液，加热。冷却后，向其中加入少量新制Cu(OH)2，加热，观察现象 淀粉水解液中存在还原性糖 C 将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生 木炭在加热条件下能与浓硝酸反应 D 用pH计分别测定等体积的CH3COOH溶液和CH2ClCOOH溶液的，CH2ClCOOH溶液的pH小 O－H键的极性增强，羧酸酸性增强 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A项，据越弱越水解，通过测定浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COONa、NH4Cl溶液的pH，比较CH3COONa溶液中c(H＋)和NH4Cl溶液中c(OH－)大小，从而得到CH3COONa、NH4Cl水解程度大小，从而比较出比较室温下CH3COOH和NH3·H2O的电离能力，正确；B项，加入少量新制的Cu(OH)2前需要先加NaOH去除过量的硫酸，错误；C项，将灼热的木炭加入浓硝酸中，有红棕色气体产生，可能是HNO3受热分解产生NO2，不能说明木炭在加热条件下能与浓硝酸反应，错误；D项，不确定溶液的浓度，不能判断等浓度CH3COOH溶液和CH2ClCOOH溶液的酸性谁更强，错误。 10．（2025·盐城一模）甲醇－水催化重整可获得H2．其主要反应为 反应Ⅰ CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝49.4 kJ·mol－1 反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在1.0×105Pa、n始(H2O)∶n始(CH3OH)＝1.2时，若仅考虑上述反应，平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100％ 下列说法正确的是 A．一定温度下，增大可提高CO的选择性 B．平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率 C．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 D．一定温度下，降低体系压强，反应Ⅰ的平衡常数增大 【答案】B 【解析】根据已知反应Ⅰ：CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝49.4 kJ·mol－1，反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1，温度升高两平衡均向右移动，则①代表CH3OH的转化率、③代表CO的选择性，则②代表H2的产率。 A项，增大，平衡正向移动，可提高CO2的产率，但CO的选择性是降低的，错误；B项，由于n始(H2O)∶n始(CH3OH)＝1.2，H2O过量，故平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率，正确； C项，由分析可知②代表H2的产率，错误；D项，反应Ⅰ的平衡常数只与温度有关，温度不变，反应Ⅰ的平衡常数不变，错误。 二、填空题 11．（2025·扬州中学期末调研）LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。 （1）LiFePO4的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，在氮气的氛围中，将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合，加入三颈烧瓶中题图－1，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品。 ①通入N2的目的是______________________________________________________________，该步骤中为达到相同目的采取的措施还有________________________________。 ②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4，该反应的离子方程式为______________________________________________________________。已知Ka(HSO4－)＝1.0×10－2。 ③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是_________________________________________________________。 （2）FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量H2O2，同时加入适量水调节pH，静置后过滤，洗涤，得到FePO4·2H2O，高温煅烧FePO4·2H2O，即可得到FePO4。 ①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如题图－2所示。 当≤≤时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_________________________________________________________________________________________。 ②上述制备过程中，为使反应过程中的Fe2＋完全被H2O2氧化，下列操作控制不能达到目的的是___________(填序号)。 a．用Ca(OH)2调节溶液pH＝7 b．加热，使反应在较高温度下进行 c．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌 d．加入适当过量的H2O2溶液 ③工业上也可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)可制备磷酸铁(FePO4)。其他条件一定，制备FePO4时测得Fe有效转化率[n(FePO4)/n(Fe)总]×100%与溶液pH的关系如题图－3所示。 请设计制备磷酸铁的实验方案：___________________________________________________________ ____________________________________________________________________。(实验中须使用的试剂有：1 mol·L－1 H2SO4，30% H2O2溶液，：1 mol·L－1 Na2HPO4)。 ④测定产物样品中铁元素的质量分数，主要步骤如下： i．取a g样品，加入过量盐酸充分溶解，再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色； ii．加入TiCl3，恰好将i中残余的少量Fe3＋还原为Fe2＋； ⅲ．用c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋，消耗V mL K2Cr2O7标准溶液。 产物中铁元素的质量分数为___________。(写出计算过程) 【答案】（1）①排除装置中的氧气，防止Fe2＋被氧化 ②将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液 ③Fe2＋＋Li＋＋OH－＋H3PO4＋2SO42－＝LiFePO4↓＋H2O＋2HSO4－ ④改善成型后LiFePO4的导电性，能防止＋2价铁被氧化 （2）①当≤≤时，随着水的比例增加，H3PO4的浓度变稀，使c(H＋)减小，使反应速率减慢，同时反应放热能加快反应速率，前者对反应速率的影响略大于后者 ②ab ③边搅拌边向磷酸亚铁粗产品中加入1 mol·L－1 H2SO4至完全溶解，向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反应，边搅拌边逐滴加入1 mol·L－1 Na2HPO4溶液至溶液pH约为1.5，充分反应至沉淀不再产生，过滤、洗涤、干燥 ④%（计算过程见解析） 【解析】将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，与(NH4)2Fe(SO4)2溶液混合，加入三颈烧瓶中，连接好装置，通入氮气排尽装置内的空气，然后通过滴液漏斗加入H3PO4溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品，据此回答。 （1）①为防止Fe2＋被氧化，需防止空气中的O2与反应物接触，则通入N2的目的是：排除装置中的氧气，防止Fe2＋被氧化；该步骤中为达到相同目的还有：将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液；②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4，由HSO4－的电离常数，可确定HSO4－在离子方程式中以化学式表示，则该反应的离子方程式为Fe2＋＋Li＋＋OH－＋H3PO4＋2SO42－＝LiFePO4↓＋H2O＋2HSO4－；③LiFePO4为锂离子电池的正极材料，应具有导电性，同时注意防止焙烧时发生Fe2＋的氧化，常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是：改善成型后LiFePO4的导电性能，防止＋2价铁被氧化；（2）当≤≤时，随着水的比例增加，一方面，c(H3PO4)减小，c(H＋)减小，另一方面反应放热，则铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是当≤≤时，随着水的比例增加，H3PO4的浓度变稀，使c(H＋)减小，使反应速率减慢，同时反应放热能加快反应速率，前者对反应速率的影响略大于后者；②a项，用Ca(OH)2调节溶液pH＝7时，Fe2＋会生成Fe(OH)2沉淀，同时生成Ca3(PO4)2沉淀，不能达到目的；b项，加热，使反应在较高温度下进行，此时H2O2大量分解，不能达到目的；c项，缓慢滴加H2O2溶液并搅拌，H2O2与Fe2＋充分接触，反应充分，能达到目的；d项，加入适当过量的H2O2溶液，确保Fe2＋完全被氧化为Fe3＋，能达到目的；故选ab；③从图中可以看出，pH约为1.5时，Fe的有效转化率最高。设计制备磷酸铁的方案时，需考虑：加入硫酸保证磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)完全溶解，加入过氧化氢保证Fe2＋完全氧化，控制溶液的pH在1.5左右，则实验方案：边搅拌边向磷酸亚铁粗产品中加入1 mol·L－1 H2SO4至完全溶解，向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反应，边搅拌边逐滴加入1 mol·L－1Na2HPO4溶液至溶液pH约为1.5，充分反应至沉淀不再产生，过滤、洗涤、干燥；滴定时发生的离子方程式为Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，则由题可得如下转化关系：6Fe3＋～6Fe2＋～Cr2O72－，Cr2O72－的物质的量为c mol·L－1×V×10－3 L＝10－3cV mol，则产物中铁元素的质量分数为×100%＝%。 12．（2025·江苏省丹阳高级中学期中）某研究小组通过下列路线合成平喘药物利喘贝。 已知：①R－COOHR－COClR－CONHR ②R－CH2－COOH ③ 请回答： （1）利喘贝中含氧官能团为羧基、___________________(写名称)。 （2）化合物D转化为E的过程涉及_______、_______两步反应。 （3）化合物F的结构简式是___________________；由G与C7H7NO2制备利喘贝，C7H7NO2的结构 简式为__________________。 （4）写出同时满足下列条件化合物D的一种同分异构体X的结构简式：_________________。 ①l mol X在碱性条件下完全水解需消耗3 mol NaOH； ②X中含有4种不同化学环境的氢原子。 （5）写出以和CH2(COOCH3)2为原料制备的合成路线流图(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）醚键、酰胺基 （2）①加成 ②消去 （3）① ② （4）、 （5）→。 【解析】由A、C的结构简式和B的分子式以及A到B、B到C的转化条件可知，B的结构简式为：，由C到D的转化条件和D的分子式可知，D的结构简式为：，由E的结构简式和F的分子式以及E到F的转化条件可知，F的结构简式为：，由G的分子式和已知信息①可知，G的结构简式为：，由利喘贝的结构简式和G到利喘贝的转化条件可知，C7H7NO2的结构简式为：，据此分析解题； （1）由题干合成路线图可知利喘贝中含氧官能团为羧基、醚键、酰胺基；（2）由分析可知，D的结构简式为：，结合D到E的转化条件可知，化合物D转化为E的过程涉及加成（）、消去两步反应（）；（3）根据分析可知，化合物F的结构简式是；由G与C7H7NO2制备利喘贝，C7H7NO2的结构简式为；（4）D的结构简式为：，D的一种同分异构体X，①l mol X在碱性条件下完全水解需消耗3 mol NaOH，说明含有一个酚羟基，以及酚羟基形成的酯；②X中含有4种不同化学环境的氢原子，说明结构对称，则X的结构为、 ；（5）由题中D→E→F信息可将转化为，水解后生成，再将硝基还原为氨基，氨基与羧基反应生成，合成流程为：→。 2 细节决定成败 目标成就未来 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