精品解析：上海市宝山区2025-2026学年第二学期期中考试高三年级质量监测 化学试卷

2025学年第二学期期中 高三年级化学学科质量监测试卷 (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：H-1 N-14。 一 钙钛矿材料 1. 钙钛矿是一类具有相同晶体结构的材料的总称，其晶体立体结构如下图所示。这种高度灵活的结构赋予了钙钛矿材料优异的光学性能和电学性能，在光伏、电子等领域有重要应用。 图中A代表较大的正离子，B代表较小的正离子，X代表负离子。 卤化物钙钛矿常用于光伏产业，是常见的钙钛矿类太阳能电池材料，其中表示，晶胞边长为a pm。 （1）中碘离子替换了晶胞中的___________位置。 A．A B．B C．X （2）中C原子的杂化方式为___________。 A．sp B． C． （3）和之间最短距离为___________pm。 A. B. a C. 0.5a D. （4）Pb位于第6周期，与C为同族元素，其价电子轨道表示式为___________。 电子传输导体可解决钙钛矿类太阳能电池长时间使用后存在的晶体缺陷问题。电子传输导体结构示意图如下： 具体解决原理如下图： （5）电子传输导体Ⅰ中属于同周期元素的第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号表示)。 （6）电子传输导体Ⅰ可减少晶体缺陷是因为该结构与晶体之间存在的作用力有___________。(不定项) A. 配位键 B. 离子键 C. 金属键 D. 氢键 （7）Ⅰ和Ⅱ都是电子传输导体，稳定晶体表面效果更好的是___________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，可能的原因是___________。 钙钛矿型复合氧化物是一类由金属离子和氧离子组成的材料，其中A通常是碱金属、碱土金属、稀土金属、Bi或者Pb原子，B通常是位于氧八面体中心的过渡金属原子，如Mn、Co、Fe、Ni、Cr和Ti等。 （8）根据上图所示结构，该化合物化学式为___________(用“A”“B”“O”表示)。 （9）每个氧原子周围等距且紧邻的氧原子有___________个。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 二 电催化二氧化碳还原制乙烯 2. 可再生能源驱动的二氧化碳电催化还原制燃料和化学品是实现国家“双碳”目标的一条重要途径。以下是三种不同条件下电催化还原制乙烯的方法。 （1）已知： 共价键 键能() 799 467 413 615 498 根据上表数据求算电催化还原制总反应：的___________；该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）产物乙烯可用酸性高锰酸钾溶液检测，请配平以下离子方程式___________。 _________________________________________ Ⅰ 碱性条件 碱性膜电极电解器的装置图如下： （3）理论上阴极除了生成乙烯，同时也会生成。实际上在电解器中，电解液中还会生成___________(填写离子符号)，造成碳损失。 （4）实验发现，加大电流可以提高二氧化碳利用率，减少碳损失，可能的原因是___________。 Ⅱ 酸性条件 若使用酸性膜电极电解器，很大程度可以减少碳损失。 （5）写出酸性条件下阴极的电极反应式___________；若电解过程中转移6 mol电子，理论上生成C2H4的体积(标准状况)为___________L。 （6）用该法能量转化效率会偏低，可能的原因是___________。 Ⅲ 高低温串联 基于氧离子导体的高温固体氧化物电解池(SOEC)可在800℃左右的高温下将转化为中间产物，再联用碱性电催化还原。 （7）请完成上述装置图所缺物质，括号中可能的中间产物为___________。 （8）“高低温串联电催化还原法”能量效率(电能转化效率)较高，且几乎没有碳损失。根据上述装置说明该法具有这些优势的原因___________。 三 盐湖卤水提锂 3. 锂资源是新能源电池产业的核心战略资源，利用盐湖卤水梯度提锂是低成本获取锂资源的主流工业技术。某盐湖富含LiCl、NaCl、、等物质，利用盐湖卤水提锂工艺流程如下图所示。 已知：①草酸盐受热易分解； ②常温下，部分物质的溶度积常数。 物质 （1）步骤Ⅰ中“蒸发”的目的是___________，滤渣I的主要成分为___________。 （2）步骤Ⅰ的浓缩液中的浓度为，求该条件下开始沉淀时的pH___________。 （3）步骤Ⅱ向浓缩液中添加稍过量生石灰时，会出现如下两种现象： ①滤液1中仍存在比理论计算值更多的镁离子，可能的原因是___________。 ②该环境下会有少量硫酸钠析出，持续加入生石灰能实现硫酸钠的复溶，请依据化学平衡原理进行解释___________。 （4）步骤Ⅲ中主要发生反应的离子方程式___________。 （5）步骤Ⅳ中的操作是___________。 A. 煅烧 B. 洗涤 C. 过滤 D. 结晶 （6）步骤Ⅵ沉锂过程中可判断已达沉淀最大限度的方法是___________。(不定项) A．溶液不再发生任何变化，反应停止 B．沉淀质量不再发生变化 C．溶液中不存在和 D．溶液中 在该步骤中，适宜温度是80~90℃，参考下图分析温度不宜过低和过高的原因___________。 （7）得到较纯的后，常用高温固相合成法进一步制备动力电池的原料钴酸锂()，按和的物质的量之比为1:2配制，在700~900℃的空气氛围中反应。该过程的化学方程式为___________。 四 盐酸凯普拉生 4. 盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物，其部分合成路线如下图所示(部分试剂及反应条件略)。 已知：为平面结构。 （1）化合物D中官能团的名称是___________。 （2）化合物B的结构简式为___________；A+B→C过程中，加入的作用是___________。 （3）可形成分子内氢键，写出该氢键的表达式___________。 （4）C→D的反应类型为___________。 A. 取代反应 B. 加成反应 C. 还原反应 D. 氧化反应 （5）化合物I中，存在的不对称碳原子数为___________。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 （6）关于H的说法正确的是___________。(不定项) A. 存在酰胺基 B. 1 mol H分子中含有14 mol σ键 C. 能发生银镜反应 D. 1个H分子中最多有22个原子共面 （7）写出C的一种同时满足下列条件的同分异构构体的结构简式___________。 ①该物质遇溶液能发生显色反应 ②存在一个六元环，不存在结构 ③具有氨基酸结构 ④核磁共振氢谱显示分子中含有7类化学环境不同的氢原子，其个数之比为1:1:2:2:2:2:3 （8）参照以上合成路线，写出以、乙醇和乙酸乙酯为主要原料制备的合成路线___________。(无机试剂任选) 五 肼产品的制备与含量测定 5. 肼类推进剂是航天领域不可或缺的动力核心，其工业化制备的优化程度与纯度定量的准确性，是保障推进剂燃烧效率与安全应用的关键。某研究小组结合工业生产与实验室检测，开展系列探究。 一、工业制备水合肼(尿素法) 工业上用尿素制备水合肼()的简化流程如下： 已知：(ⅰ)NaClO受热易分解： (ⅱ)②中主要反应如下： NaClO过量会发生副反应： (ⅲ)水合肼为无色透明发烟液体，熔点约为℃，沸点约为120.1℃，受热会分解。属于二元弱碱，电离方程式为：()、()。 （1）步骤①“低温氯化”需控制温度℃的原因是___________。 （2）步骤②“混合反应”需将“含NaClO的NaOH溶液”缓慢滴入尿素中，原因是___________。 （3）步骤③“除杂”中，加入过量溶液的目的是除去___________杂质。(填写离子符号或化学式) （4）步骤④“催化蒸馏”采用减压蒸馏的优点是___________。 （5）常温下，溶液呈酸性还是碱性？请结合电离平衡常数计算说明___________。 二、无水肼的含量测定 方法一：仲裁法 酸性条件下，采用碘酸钾()标准液滴定无水肼样品，用四氯化碳萃取反应的中间产物碘单质，通过四氯化碳层颜色变化判断滴定终点。 相关反应如下： 第一步： 第二步： 总反应： 已知：ICl可溶于水，不溶于四氯化碳。 （6）该方法选择四氯化碳作为萃取剂判断滴定终点，滴定终点的现象为___________。 （7）下列滴定操作会导致测得肼含量偏高的是___________。(不定项) A. 碘酸钾标准液滴定前未润洗滴定管 B. 滴定终点时，俯视碘酸钾标准液滴定管读数 C. 锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入待测肼溶液 D. 滴定过程中，锥形瓶振荡过猛，有少量液体溅出 方法二：电位滴定法 移取0.3000 g无水肼样品，置于盛有少量水的50 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀得待测液。移取5.00 mL待测液于烧杯中，加入适量浓盐酸和水，用碘酸钾标准液进行电位滴定，消耗标准液体积为6.20 mL。 相关反应如下： （8）计算该无水肼样品中用电位滴定法得到的肼的质量分数(写出计算过程，结果保留4位有效数字)，并根据计算结果判断哪种滴定法更好？___________。已知：该无水肼样品w(肼)为99.19%，用仲裁法得到的w(肼)为99.28%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第二学期期中 高三年级化学学科质量监测试卷 (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：H-1 N-14。 一 钙钛矿材料 1. 钙钛矿是一类具有相同晶体结构的材料的总称，其晶体立体结构如下图所示。这种高度灵活的结构赋予了钙钛矿材料优异的光学性能和电学性能，在光伏、电子等领域有重要应用。 图中A代表较大的正离子，B代表较小的正离子，X代表负离子。 卤化物钙钛矿常用于光伏产业，是常见的钙钛矿类太阳能电池材料，其中表示，晶胞边长为a pm。 （1）中碘离子替换了晶胞中的___________位置。 A．A B．B C．X （2）中C原子的杂化方式为___________。 A．sp B． C． （3）和之间最短距离为___________pm。 A. B. a C. 0.5a D. （4）Pb位于第6周期，与C为同族元素，其价电子轨道表示式为___________。 电子传输导体可解决钙钛矿类太阳能电池长时间使用后存在的晶体缺陷问题。电子传输导体结构示意图如下： 具体解决原理如下图： （5）电子传输导体Ⅰ中属于同周期元素的第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号表示)。 （6）电子传输导体Ⅰ可减少晶体缺陷是因为该结构与晶体之间存在的作用力有___________。(不定项) A. 配位键 B. 离子键 C. 金属键 D. 氢键 （7）Ⅰ和Ⅱ都是电子传输导体，稳定晶体表面效果更好的是___________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，可能的原因是___________。 钙钛矿型复合氧化物是一类由金属离子和氧离子组成的材料，其中A通常是碱金属、碱土金属、稀土金属、Bi或者Pb原子，B通常是位于氧八面体中心的过渡金属原子，如Mn、Co、Fe、Ni、Cr和Ti等。 （8）根据上图所示结构，该化合物化学式为___________(用“A”“B”“O”表示)。 （9）每个氧原子周围等距且紧邻的氧原子有___________个。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 【答案】（1）C （2）B （3）D （4） （5） （6）AD （7） ①. Ⅰ ②. Ⅰ可与晶体表面形成更多的配位键和氢键 （8） （9）C 【解析】 【小问1详解】 钙钛矿晶胞均摊得：A（顶点），B（体心），X（面心），通式为，中（较大的正离子）对应A，（较小的正离子）对应B，（负离子）对应X。故选C。 【小问2详解】 中心C原子形成3个键，无孤电子对，价层电子对数为3，杂化方式为。故选B。 【小问3详解】 位于晶胞顶点，位于晶胞体心，二者最短距离为体对角线的一半，即。故选D。 【小问4详解】 Pb为第6周期ⅣA族元素，价电子排布为，故价电子轨道表示式为。 【小问5详解】 Ⅰ中同周期元素为C、N、O，同周期第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能大于O，故顺序为 。 【小问6详解】 由原理图可知，Ⅰ中O原子可与缺陷处形成氢键，O的孤对电子可与有空轨道的形成配位键，无离子键、金属键。故选AD。 【小问7详解】 Ⅰ含有多个含氧基团，可同时与晶体缺陷处的形成氢键、与形成配位键，作用位点更多，稳定效果优于Ⅱ。 【小问8详解】 均摊法：A（晶胞内），B（顶点），O（棱心），故化学式为。 【小问9详解】 O位于棱心，以坐标为例，周围等距且紧邻的O共有8个。故选C。 二 电催化二氧化碳还原制乙烯 2. 可再生能源驱动的二氧化碳电催化还原制燃料和化学品是实现国家“双碳”目标的一条重要途径。以下是三种不同条件下电催化还原制乙烯的方法。 （1）已知： 共价键 键能() 799 467 413 615 498 根据上表数据求算电催化还原制总反应：的___________；该反应在___________(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。 （2）产物乙烯可用酸性高锰酸钾溶液检测，请配平以下离子方程式___________。 _________________________________________ Ⅰ 碱性条件 碱性膜电极电解器的装置图如下： （3）理论上阴极除了生成乙烯，同时也会生成。实际上在电解器中，电解液中还会生成___________(填写离子符号)，造成碳损失。 （4）实验发现，加大电流可以提高二氧化碳利用率，减少碳损失，可能的原因是___________。 Ⅱ 酸性条件 若使用酸性膜电极电解器，很大程度可以减少碳损失。 （5）写出酸性条件下阴极的电极反应式___________；若电解过程中转移6 mol电子，理论上生成C2H4的体积(标准状况)为___________L。 （6）用该法能量转化效率会偏低，可能的原因是___________。 Ⅲ 高低温串联 基于氧离子导体的高温固体氧化物电解池(SOEC)可在800℃左右的高温下将转化为中间产物，再联用碱性电催化还原。 （7）请完成上述装置图所缺物质，括号中可能的中间产物为___________。 （8）“高低温串联电催化还原法”能量效率(电能转化效率)较高，且几乎没有碳损失。根据上述装置说明该法具有这些优势的原因___________。 【答案】（1） ①. +1303 ②. 高温 （2） （3）、 （4） 加大电流可以加快CO2还原为乙烯的反应速率，使更多的CO2在与反应前被还原为目标产物，从而减少生成碳酸盐/碳酸氢盐的副反应，因此碳损失减少 （5） ①. ②. 11.2 （6）阴极存在析氢副反应（），消耗电能，因此能量转化效率偏低 （7）CO （8）阴极不会出现析氢反应，CO2转化为CO后进入碱性溶液也不会发生副反应而造成碳损失 【解析】 【小问1详解】 =反应物总键能-生成物总键能，反应物中含有4个C=O键和4个O-H键，反应物总键能=，生成物中含有1个C=C键、4个C-H键和3个O=O键，生成物总键能=，则该反应；当时反应可自发进行，该反应，若，该反应不可能自发进行，只有当，在高温条件下可自发进行； 【小问2详解】 该反应中，C元素从-2升至+4价，Mn元素从+7降至+2价，结合质量守恒和电荷守恒可写出该反应方程式：； 【小问3详解】 会与反应生成或； 【小问4详解】  增大电流，单位时间内转移电子数增多，更多​在阴极得到电子还原为乙烯，减少了​与反应生成碳酸盐的量，因此碳损失减少。 【小问5详解】 在电解池阴极，转化为，该反应过程中，C元素从+4价降至-2价，结合电荷守恒和质量守恒可写出该电极反应方程式：；从电极反应方程式可知，若电解过程转移6 mol电子，理论上生成的物质的量，其在标准状况下的体积为； 【小问6详解】 在阴极会发生反应：，使能量转化率降低； 【小问7详解】 从图像可以看出，固体氧化物电解池阳极生成，该电解池的总反应方程式为：，阴极反应为：，因此中间产物为CO； 【小问8详解】 由第（7）问分析可知，中间产物CO进入碱性电解池，避免了与发生副反应生成碳酸盐，造成碳损失。与酸性条件相比碱性条件下阴极的析氢反应得到抑制，降低了能量损耗。 三 盐湖卤水提锂 3. 锂资源是新能源电池产业的核心战略资源，利用盐湖卤水梯度提锂是低成本获取锂资源的主流工业技术。某盐湖富含LiCl、NaCl、、等物质，利用盐湖卤水提锂工艺流程如下图所示。 已知：①草酸盐受热易分解； ②常温下，部分物质的溶度积常数。 物质 （1）步骤Ⅰ中“蒸发”的目的是___________，滤渣I的主要成分为___________。 （2）步骤Ⅰ的浓缩液中的浓度为，求该条件下开始沉淀时的pH___________。 （3）步骤Ⅱ向浓缩液中添加稍过量生石灰时，会出现如下两种现象： ①滤液1中仍存在比理论计算值更多的镁离子，可能的原因是___________。 ②该环境下会有少量硫酸钠析出，持续加入生石灰能实现硫酸钠的复溶，请依据化学平衡原理进行解释___________。 （4）步骤Ⅲ中主要发生反应的离子方程式___________。 （5）步骤Ⅳ中的操作是___________。 A. 煅烧 B. 洗涤 C. 过滤 D. 结晶 （6）步骤Ⅵ沉锂过程中可判断已达沉淀最大限度的方法是___________。(不定项) A．溶液不再发生任何变化，反应停止 B．沉淀质量不再发生变化 C．溶液中不存在和 D．溶液中 在该步骤中，适宜温度是80~90℃，参考下图分析温度不宜过低和过高的原因___________。 （7）得到较纯的后，常用高温固相合成法进一步制备动力电池的原料钴酸锂()，按和的物质的量之比为1:2配制，在700~900℃的空气氛围中反应。该过程的化学方程式为___________。 【答案】（1） ①. 富集锂 ②. 、 （2）8.45 （3） ①. 反应产生的硫酸钙沉淀会附着在石灰的表面，阻止与石灰进一步反应，使得滤液1中仍存在比理论计算值更多的 ②. 加入石灰后与结合成沉淀，使溶解平衡正向移动，导致持续加入石灰能实现的复溶 （4）、 （5）A （6） ①. B ②. 的溶解度随温度的升高而降低，温度过低不易析出晶体，收率低，温度高于90℃，溶液蒸发导致其他离子析出，纯度降低 （7） 【解析】 【分析】盐湖卤水蒸发得到浓缩液，可提高溶液的浓度，将锂元素富集在一起；加入生石灰和水反应生成，调节pH值，和部分生成沉淀，部分钙离子和生成沉淀，过滤后得到滤渣1，主要成分为和；向滤液1中加入，过滤得到滤渣2，主要成分为和；将滤渣2煅烧，使其受热分解得到和；滤液2经过蒸发过滤得到滤渣3，主要成分为NaCl和KCl；向滤液3中加入，设定温度为80~90℃，得到。 【小问1详解】 由分析知，“蒸发”的目的是富集锂，滤渣I的主要成分为和； 【小问2详解】 根据， mol/L ，，故； 【小问3详解】 ①反应产生的硫酸钙沉淀会附着在石灰的表面，阻止与石灰乳进一步反应，使得滤液1中仍存在比理论计算值更多的； ②加入生石灰后与结合成沉淀，使溶解平衡正向移动，导致持续加入生石灰能实现的复溶； 【小问4详解】 由分析知，步骤Ⅲ的离子方程式为、； 【小问5详解】 由分析知，步骤Ⅳ中的操作是煅烧，故选A； 【小问6详解】 A．溶液不再发生变化，反应停止不能作为沉淀达到最大限度的标志，因为沉淀溶解平衡是动态的平衡，达到平衡时反应并未停止，只是正逆反应速率相等，溶液中离子浓度保持不变，并非不再发生任何变化，A错误； B．沉淀质量不再变化，说明单位时间内生成沉淀的质量与溶解沉淀的质量相等，即沉淀溶解达到平衡状态，此时沉淀量达到最大限度，B正确； C．溶液中不存在和，不符合沉淀溶解平衡的特征；任何难溶电解质的溶解都是可逆的过程，达到平衡时溶液中仍存在少量溶解的离子，只是离子浓度不再变化，并非完全不存在，C错误； D．溶液中，仅表示溶解时离子浓度的比例关系，但不能说明沉淀是否达到最大限度，即使沉淀未达到最大限度，只要溶解，溶液中的浓度始终是的2倍，D错误； 故选B； 在该步骤中，适宜温度是80~90℃，可能的原因是的溶解度随温度的升高而降低，温度过低不易析出晶体，收率低，温度高于90℃，溶液蒸发导致其他离子析出，纯度降低； 【小问7详解】 根据题干信息可知，该反应方程式为。 四 盐酸凯普拉生 4. 盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物，其部分合成路线如下图所示(部分试剂及反应条件略)。 已知：为平面结构。 （1）化合物D中官能团的名称是___________。 （2）化合物B的结构简式为___________；A+B→C过程中，加入的作用是___________。 （3）可形成分子内氢键，写出该氢键的表达式___________。 （4）C→D的反应类型为___________。 A. 取代反应 B. 加成反应 C. 还原反应 D. 氧化反应 （5）化合物I中，存在的不对称碳原子数为___________。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 （6）关于H的说法正确的是___________。(不定项) A. 存在酰胺基 B. 1 mol H分子中含有14 mol σ键 C. 能发生银镜反应 D. 1个H分子中最多有22个原子共面 （7）写出C的一种同时满足下列条件的同分异构构体的结构简式___________。 ①该物质遇溶液能发生显色反应 ②存在一个六元环，不存在结构 ③具有氨基酸结构 ④核磁共振氢谱显示分子中含有7类化学环境不同的氢原子，其个数之比为1:1:2:2:2:2:3 （8）参照以上合成路线，写出以、乙醇和乙酸乙酯为主要原料制备的合成路线___________。(无机试剂任选) 【答案】（1）氨基、醚键 （2） ①. ②. 中和反应生成的，促进反应正向进行，提高产物产率 （3） （4）C （5）A （6）CD （7）或或或 （8） 【解析】 【分析】由A和C的结构简式可知，化合物A（邻硝基苯酚）与化合物B在碳酸钾的作用下发生取代反应，得到化合物C；化合物C在镍作催化剂的作用下和氢气发生还原反应，得到化合物D；化合物D在亚硝酸钠、盐酸以及氯化亚铜和二氧化硫作用下，得到化合物E；化合物F在盐酸、乙酸乙酯和钯催化下加氢得到化合物G；化合物G在一定条件下，得到化合物H；化合物E和化合物H在氢化钠的作用下得到化合物I，化合物I在一定条件下，得到盐酸凯普拉生。 【小问1详解】 根据化合物D的结构简式可知，其中官能团的名称是氨基、醚键； 【小问2详解】 化合物A（邻硝基苯酚）的酚羟基与B发生取代反应生成C和，对比A、C结构，结合B分子式可得B结构为；反应生成，可以中和酸，促进平衡正向移动 【小问3详解】 该化合物为邻硝基苯酚，的与邻位电负性大的形成分子内氢键，氢键表示为，因此该氢键为； 【小问4详解】 化合物C中硝基被还原为氨基​，加H去氧属于还原反应； 【小问5详解】 不对称碳原子是连4个不同基团的饱和碳，化合物I中所有饱和碳都存在相同基团，没有符合条件的手性碳，数目为0； 【小问6详解】 根据化合物E和I的结构简式以及化合物H分子式分析可知，化合物H的结构简式为：，因此进行分析：A．不存在酰胺基，A错误；B．化合物H中含有σ键数目为，B错误；C．化合物H中含醛基，能发生银镜反应，C正确；D．吡咯、苯、醛基均为平面结构，单键旋转可让所有22个原子共面，D正确； 【小问7详解】 符合条件的C的同分异构体中满足①遇显色，则含酚羟基；②苯环为六元环，无醚键；③含-氨基酸结构，即：；④核磁共振氢谱符合氢种类和比例，满足条件的结构有：或或或； 【小问8详解】 根据化合物F生成化合物G的流程，目标产物的合成为：。 五 肼产品的制备与含量测定 5. 肼类推进剂是航天领域不可或缺的动力核心，其工业化制备的优化程度与纯度定量的准确性，是保障推进剂燃烧效率与安全应用的关键。某研究小组结合工业生产与实验室检测，开展系列探究。 一、工业制备水合肼(尿素法) 工业上用尿素制备水合肼()的简化流程如下： 已知：(ⅰ)NaClO受热易分解： (ⅱ)②中主要反应如下： NaClO过量会发生副反应： (ⅲ)水合肼为无色透明发烟液体，熔点约为℃，沸点约为120.1℃，受热会分解。属于二元弱碱，电离方程式为：()、()。 （1）步骤①“低温氯化”需控制温度℃的原因是___________。 （2）步骤②“混合反应”需将“含NaClO的NaOH溶液”缓慢滴入尿素中，原因是___________。 （3）步骤③“除杂”中，加入过量溶液的目的是除去___________杂质。(填写离子符号或化学式) （4）步骤④“催化蒸馏”采用减压蒸馏的优点是___________。 （5）常温下，溶液呈酸性还是碱性？请结合电离平衡常数计算说明___________。 二、无水肼的含量测定 方法一：仲裁法 酸性条件下，采用碘酸钾()标准液滴定无水肼样品，用四氯化碳萃取反应的中间产物碘单质，通过四氯化碳层颜色变化判断滴定终点。 相关反应如下： 第一步： 第二步： 总反应： 已知：ICl可溶于水，不溶于四氯化碳。 （6）该方法选择四氯化碳作为萃取剂判断滴定终点，滴定终点的现象为___________。 （7）下列滴定操作会导致测得肼含量偏高的是___________。(不定项) A. 碘酸钾标准液滴定前未润洗滴定管 B. 滴定终点时，俯视碘酸钾标准液滴定管读数 C. 锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入待测肼溶液 D. 滴定过程中，锥形瓶振荡过猛，有少量液体溅出 方法二：电位滴定法 移取0.3000 g无水肼样品，置于盛有少量水的50 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀得待测液。移取5.00 mL待测液于烧杯中，加入适量浓盐酸和水，用碘酸钾标准液进行电位滴定，消耗标准液体积为6.20 mL。 相关反应如下： （8）计算该无水肼样品中用电位滴定法得到的肼的质量分数(写出计算过程，结果保留4位有效数字)，并根据计算结果判断哪种滴定法更好？___________。已知：该无水肼样品w(肼)为99.19%，用仲裁法得到的w(肼)为99.28%。 【答案】（1）温度过高会导致歧化分解生成和，降低的产率   （2）防止过量，氧化产物水合肼，发生副反应降低水合肼产率  （3）（或）  （4）降低蒸馏沸点，避免高温下水合肼受热分解，同时降低能耗  （5）溶液呈酸性，电离出的存在水解和电离，水解：，水解常数，的电离：，电离常数等于，，说明​水解产生的程度大于电离产生的程度，溶液中，因此溶液呈酸性；  （6）当滴入最后半滴碘酸钾标准液时，四氯化碳层的紫红色恰好褪去，且半分钟内不恢复原色  （7）A （8）根据反应关系，消耗的物质的量：，5 mL待测液中，50 mL样品总肼的物质的量： ，肼的质量：， 质量分数：。已知真实值，仲裁法结果为，电位滴定法结果更接近真实值，误差更小，因此电位滴定法更好 【解析】 【分析】尿素法制备水合肼的流程逻辑：步骤①：溶液低温下通入，反应得到含的溶液；温度过高会歧化分解，因此控温低温；步骤②：将混合液滴入尿素和过量混合液，在下发生主反应，得到粗反应液，组成为产物，以及杂质、​；步骤③：加除去碳酸盐杂质，过滤得到精制液；步骤④：加​氧化分解杂质，减压蒸馏得到水合肼馏分，最终提纯得到产品。 【小问1详解】 已知信息ⅰ明确受热易歧化分解，温度过高会减少有效反应物的量，因此需要控制温度； 【小问2详解】 已知信息ⅱ说明过量会氧化生成的水合肼，将缓慢滴入尿素中，可以保证反应过程中尿素过量，避免过量氧化产物； 【小问3详解】 粗反应液中含杂质​，可与​生成沉淀，过滤即可除去碳酸根杂质； 【小问4详解】 已知水合肼受热易分解，减压蒸馏可降低体系沸点，在较低温度下蒸出产品，防止产物分解，同时减少加热能耗； 【小问5详解】 电离出的存在水解和电离，水解：，水解常数，的电离：，电离常数等于，，说明​水解产生的程度大于电离产生的程度，溶液中，因此溶液呈酸性； 【小问6详解】 滴定过程中生成的溶于四氯化碳显紫红色，达到滴定终点时，完全被反应转化为不溶于四氯化碳的，四氯化碳层紫色褪去；则滴定终点的现象为：当滴入最后半滴碘酸钾标准液时，四氯化碳层的紫红色恰好褪去，且半分钟内不恢复原色； 【小问7详解】 根据总反应与​物质的量之比为，肼含量： A．标准液未润洗滴定管，标准液被稀释，浓度降低，消耗偏大，测得结果偏高，A正确； B．终点俯视读数，读取的终点体积偏小，偏小，结果偏低，B错误； C．锥形瓶有水不改变溶质肼的总物质的量，对结果无影响，C错误； D．液体溅出，溶质肼损失，消耗偏小，结果偏低，D错误； 故选A； 【小问8详解】 根据反应关系，消耗的物质的量：，5 mL待测液中，50 mL样品总肼的物质的量： ，肼的质量：， 质量分数：。已知真实值，仲裁法结果为，电位滴定法结果更接近真实值，误差更小，因此电位滴定法更好。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $