2027届高三化学真题+各地区高质量模拟重组练习卷（14+4）（五）

**基本信息** 2027届高三化学模拟卷以“十五五”规划材料、废旧电池回收等真实情境为载体，融合化学观念与科学探究，突出核心素养考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14题|有机高分子材料、晶体结构、电解合成等|结合氢能储运、钙钛矿材料等科技前沿，考查科学思维| |解答题|4题|实验制备、工艺流程、有机合成|以双氯磺酰亚胺制备、镍矿提镍等为情境，体现科学探究与实践|

2027届高三化学模拟卷（五） 可能用到的相对原子质量： 一、单选题 1．我国“十五五”规划强调材料在战略性产业中的基础作用，下列属于有机高分子材料的是 A．绿色环保涂料——水性聚氨酯 B．氢能储运材料——储氢合金 C．深远海风电叶片——碳纤维材料 D．太阳能电池——钙钛矿材料 2．下列化学用语或图示表示正确的是 A．氧元素的三种核素：、、 B．和的球棍模型： C．用电子式表示NaCl的形成过程： D．基态P原子的价层电子轨道表示式： 3．下列离子方程式书写正确的是 A．强碱性条件下NaClO和反应制备高铁酸钠： B．用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的KIO3： C．Fe(OH)3溶于氢碘酸：Fe(OH)3+3H⁺=Fe3++3H2O D．实验室用MnO2与浓盐酸制氯气： 4．硫代硫酸钠()具有较强的还原性，可用作纺织工业和造纸工业的脱氯剂。其中脱氯原理：，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．标准状况下，含分子数为 B．中含有的质子数为 C．生成时，转移电子数为 D．的溶液中氧原子数为 5．下列装置不能达到实验目的的是 A．图①可用于实验室制 B．图②可用于除去中少量的 C．图③可用于分离和 D．图④可用于制备明矾晶体 6．一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅰ有2种官能团 B．Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离 C．常温下Ⅱ为固态 D．该反应为缩聚反应 7．X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是 A．X与Q组成的化合物具有还原性 B．Y与Q组成的化合物水溶液显碱性 C．Z、W的单质均可在空气中燃烧 D．Z与Y按原子数组成的化合物具有氧化性 8．下列对物质性质的解释错误的是 选项 物质性质 解释 A 氯化钠熔点高于氯化铯 氯化钠离子键强于氯化铯 B 碘易溶于四氯化碳 碘和四氯化碳都是非极性分子 C 草酸氢钠溶液显酸性 草酸氢根离子水解程度大于电离程度 D 离子液体导电性良好 离子液体中有可移动的阴、阳离子 A．A B．B C．C D．D 9．Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 A．是两性氢氧化物 B．和的晶体类型相同 C．中Be原子的杂化方式为 D．与反应： 10．型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 11．某兴趣小组探究沉淀的转化。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合，得悬浊液1，然后进行如下实验。下列叙述错误的是 A．溶液1中 B．溶液2中 C．溶液3中 D．上述实验可证明 12．以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 13．用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。 依据图示信息，下列说法正确的是 A．在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B．在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C．消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D．若原料更换为，经历TS3后可生成 14．常温下，用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液： I．硫酸酸化的溶液 Ⅱ．盐酸酸化的溶液 随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知：，；溶液中某离子的浓度时，可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是 A．d点水电离的 B．Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点 C．I中出现沉淀时的低于理论值，说明被氧化 D．g点的大于i点的 2、 解答题 15．双氯磺酰亚胺[]是制备某锂离子电池电解质的关键中间体。某研究小组设计实验对其进行制备，部分实验装置如图1。 实验步骤： Ⅰ．将(0.5mol)氨基磺酸()、()二氯亚砜()和()氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中。 Ⅱ．连接好装置，在一定温度下持续搅拌至反应液变成深红棕色黏稠液体，停止加热。 Ⅲ．待反应液冷却至室温后，先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物，再减压蒸馏，收集、左右的馏分，得到淡黄色粗品。 已知：①总反应为；所有原料均经精制后用于反应。 ②沸点为；遇水剧烈水解产生大量白雾；在高温下易分解，。 回答下列问题： (1)装置A中球形冷凝管的进水口为_________(填“a”或“b”)。 (2)装置B的作用是_____________________。 (3)发生水解反应的化学方程式为_____________________________________。 (4)装置C和D的连接顺序不宜互换，原因是___________________________________(答两点)。 (5)步骤Ⅲ中采用减压蒸馏的原因是___________________。 (6)研究小组在不同温度下进行了制备实验，并对粗品进行核磁共振氢谱测试，结果如图2。已知中H的化学位移为9.2 ppm，则_______℃时更有利于的制备，原因是________________________。 (7)通过电位滴定法测定氯含量，初步推算粗品纯度，方法及步骤如下： ①将粗品加入适量NaOH溶液中，加热，中的氯以形式进入溶液； ②加入溶液使溶液呈酸性后，用标准溶液进行滴定。平行滴定3次，消耗标准溶液的平均体积为。 的纯度为________(用含m、c和V的代数式表示)。在操作无误、仪器正常的情况下，推算出的粗品纯度比实际纯度高，最可能的原因是________。 16．一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 17．某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： (1)依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 (2)“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 (3)滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 (4)“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 (5)滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 (6)近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 18．一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件，忽略立体化学，路线中R为() 回答下列问题： (1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。 (2)A→B的反应类型为______。 (3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。 (4)E与NaOH反应的化学方程式为______。 (5)G→H中另一产物的结构简式为______。 (6)I→J中DMP的作用为______。 (7)K中手性碳原子的个数为______。 (8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。 ①能发生银镜反应。 ②能与FeCl3发生显色反应。 ③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1。 (9)参照B→D的过程，结合所学知识，设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基；无机试剂和有机溶剂任选)。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027届高三化学模拟卷（五） 可能用到的相对原子质量： 一、单选题 1．我国“十五五”规划强调材料在战略性产业中的基础作用，下列属于有机高分子材料的是 A．绿色环保涂料——水性聚氨酯 B．氢能储运材料——储氢合金 C．深远海风电叶片——碳纤维材料 D．太阳能电池——钙钛矿材料 【答案】A 【详解】A．水性聚氨酯是聚氨酯类聚合物，由有机单体聚合而成，属于有机高分子材料，A符合题意； B．储氢合金属于金属材料，B不符合题意； C．碳纤维材料属于无机材料，C不符合题意； D．钙钛矿材料属于无机材料，D不符合题意； 故选A。 2．下列化学用语或图示表示正确的是 A．氧元素的三种核素：、、 B．和的球棍模型： C．用电子式表示NaCl的形成过程： D．基态P原子的价层电子轨道表示式： 【答案】A 【详解】A．氧的质子数为8，核素的表示方法为左上角质量数、左下角质子数，、、这三种核素的表示正确，A正确； B．的分子构型为V形（角形），而为直线形，选项中给出的直线形球棍模型仅能代表，B错误； C．用电子式表示NaCl的形成过程时，需要明确标注离子电荷，正确的过程为：，题目中未标注的正电荷与的负电荷，书写不规范，C错误； D．基态P原子的价层电子排布为，根据洪特规则，轨道的3个P电子应分占不同轨道且自旋平行，而题目中3P轨道的排布违背了洪特规则，D错误； 故选A。 3．下列离子方程式书写正确的是 A．强碱性条件下NaClO和反应制备高铁酸钠： B．用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的KIO3： C．Fe(OH)3溶于氢碘酸：Fe(OH)3+3H⁺=Fe3++3H2O D．实验室用MnO2与浓盐酸制氯气： 【答案】A 【详解】A．该离子方程式电荷守恒（左边总电荷为-7，右边总电荷为-7）、原子守恒（Fe、Cl、O、H原子数目均平衡），且符合强碱性条件下被氧化为的氧化还原原理，A正确； B．醋酸（）为弱电解质，在离子方程式中不应写成H+，应写为分子形式，离子方程式：，B错误； C．氢碘酸（HI）具有还原性，会还原，实际反应产物为和，而非，离子方程式为，C错误； D．该离子方程式电荷不守恒（左边总电荷为0，右边总电荷为+2），该离子方程式的正确写法应为，D错误； 故答案选A。 4．硫代硫酸钠()具有较强的还原性，可用作纺织工业和造纸工业的脱氯剂。其中脱氯原理：，设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．标准状况下，含分子数为 B．中含有的质子数为 C．生成时，转移电子数为 D．的溶液中氧原子数为 【答案】D 【详解】A．标准状况下，2.24L Cl2的物质的量为0.1mol，所含分子数为0.1NA，A不符合题意； B．18g H2O的物质的量为1mol，每个H2O分子含10个质子，故1mol H2O中质子数为10NA，B不符合题意； C．反应中S元素从+2价升高到+6价，每生成1mol Na2SO4转移8mol电子，生成0.5mol Na2SO4时转移电子数为4NA，C不符合题意； D．溶液中除溶质H2SO4含有氧原子外，溶剂水也含有大量氧原子，故氧原子数远大于0.4NA，D符合题意； 故答案选D。 5．下列装置不能达到实验目的的是 A．图①可用于实验室制 B．图②可用于除去中少量的 C．图③可用于分离和 D．图④可用于制备明矾晶体 【答案】C 【详解】A．CaO与水反应生成Ca(OH)2使c(OH-)增大，溶剂(水)减少，且反应放热，促使NH3·H2O分解，化学方程式：NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2，试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球，既可以减小空气对流，使NH3充满试管，又可以吸收多余的氨气，防止污染空气，故A正确； B．硫化氢能和硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀，所以图②可用于除去中少量的，故B正确； C．和沸点不同，应采用蒸馏的方法分离，蒸馏时温度计水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处，故C错误；     D．制备明矾晶体时，先用饱和明矾溶液制取小晶体，再将小晶体悬挂在饱和明矾溶液的中央位置，有利于获得对称性更好的晶体，盖上硬纸片可防止空气中的灰尘等掉入溶液中，影响大晶体形成，故D正确； 故答案为：C。 6．一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是 A．Ⅰ有2种官能团 B．Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离 C．常温下Ⅱ为固态 D．该反应为缩聚反应 【答案】C 【详解】A．由Ⅰ的结构可知，其含有碳碳双键，酯基，氰基三种官能团，A错误； B．Ⅱ为高分子聚合物，含有酯基和氰基，氰基遇水不会水解，需要再一定条件下才能水解，所以遇水不会溶解，B错误； C．Ⅱ为高分子聚合物，相对分子质量较高，导致熔点较高，常温下为固态，C正确； D．根据Ⅰ转化为Ⅱ的结构分析，双键断开，且没有小分子生成，发生加聚反应，D错误； 故选C。 7．X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是 A．X与Q组成的化合物具有还原性 B．Y与Q组成的化合物水溶液显碱性 C．Z、W的单质均可在空气中燃烧 D．Z与Y按原子数组成的化合物具有氧化性 【答案】B 【分析】X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同，说明Y、Q为同主族元素，均为其K层电子数的3倍，说明价电子数为6，为氧元素和硫元素；X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和，所以只能推出W为镁，则Z为Na，X为H，据此解答。 【详解】A．X与Q组成的化合物如H与S形成的H2S，这些化合物中S处于最低价，具有还原性，A正确； B．Y与Q形成的化合物为SO2或SO3，溶于水生成亚硫酸或硫酸，溶液显酸性，B错误； C．Z为Na，W为Mg，都可以在空气中燃烧生成过氧化钠和氧化镁，C正确； D．Z与Y按1:1组成的化合物为过氧化钠，其中O为-1价，有氧化性，D正确； 故选B。 8．下列对物质性质的解释错误的是 选项 物质性质 解释 A 氯化钠熔点高于氯化铯 氯化钠离子键强于氯化铯 B 碘易溶于四氯化碳 碘和四氯化碳都是非极性分子 C 草酸氢钠溶液显酸性 草酸氢根离子水解程度大于电离程度 D 离子液体导电性良好 离子液体中有可移动的阴、阳离子 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．氯化钠中的钠离子半径（Na+）比氯化铯中的铯离子半径（Cs+）小，离子键强度更大，因此熔点更高，解释正确，A正确； B．碘和四氯化碳均为非极性分子，符合“相似相溶”原理，解释正确，B正确； C．草酸氢钠溶液显酸性是因为草酸氢根（HC2O）的电离程度（释放H+）大于水解程度（生成OH⁻），解释错误，C错误； D．离子液体的导电性源于其内部可自由移动的阴、阳离子，解释正确，D正确； 故选C。 9．Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是 A．是两性氢氧化物 B．和的晶体类型相同 C．中Be原子的杂化方式为 D．与反应： 【答案】B 【详解】A．由图中转化信息可知，既能与盐酸反应生成盐和水，又能与氢氧化钠反应生成盐，因此其是两性氢氧化物，A正确； B．由题中信息可知，的熔点远远高于的，因此不可能是分子晶体，而的熔点和沸点均较低，其为分子晶体，因此两者的晶体类型不相同，B错误； C．中 Be 原子与4个羟基形成4个σ键，没有孤电子对，只有4个成键电子对，因此，其杂化方式为 sp3，C正确； D．中的Be化合价为+2，C的化合价为-4，因此其与反应生成和，该反应的化学方程式为，D正确； 综上所述，本题选B。 10．型晶态半导体材料由与碳族元素形成，其立方晶胞结构如图。已知：晶胞参数。下列说法正确的是 A．与Z紧邻的有4个 B．晶胞内之间最近的距离为 C．晶胞密度： D．若晶胞顶点替换为，则 【答案】C 【详解】A．假设Z形成面心立方结构，每个Z原子周围有8个四面体空隙（填充Mg），故与Z紧邻的Mg有8个，A错误； B．Mg位于四面体空隙，最近Mg-Mg距离为晶胞边长的，晶胞内之间最近的距离为，B错误； C．密度公式，Mg-Ge中M(Z)=73、a=639 pm，计算出ρ(Mg-Ge)=，Mg-Si中M(Z)=28、a=634 pm，计算出ρ(Mg−Si)=，故ρ(Mg−Ge)>ρ(Mg−Si)，C正确； D．Z（Sn）在晶胞中顶点（8个）和面心（6个），仅替换顶点时，Sn在晶胞中的个数为，Ge在晶胞中的个数为，则，D错误； 故选C。 11．某兴趣小组探究沉淀的转化。将2mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液与同浓度同体积的NaCl溶液混合，得悬浊液1，然后进行如下实验。下列叙述错误的是 A．溶液1中 B．溶液2中 C．溶液3中 D．上述实验可证明 【答案】C 【分析】在2mL0.2mol/L的溶液中加入等体积等浓度的NaCl溶液得悬浊液1，经分离后，向中滴加6mol/L的氨水，发生反应，加入0.1mol/LKI溶液2mL，发生反应：，得到沉淀，由物质的量关系可知，不能完全反应，溶液3中可能还存在剩余的氨水以及； 【详解】A．溶液1中主要溶质是，同时由于存在溶解平衡：，还存在极少量的，选项中满足电荷守恒关系，A正确； B．根据元素守恒可知，若不水解，则，但会水解生成其他含银的微粒，故，B正确； C．溶液3中可能存在氨水过量的情况，不能得出的结论，C错误； D．由实验操作可知，存在转化，由此说明AgI更难溶，故可得出结论，D正确； 故选C。 12．以/SiC为阴极反应的催化剂，在溶液中电解和，两极协同合成(丙酰胺)的原理如图。 下列说法正确的是 A．b极与电源负极相连，发生氧化反应 B．a极涉及的反应有： C．当电路中转移2 mol电子时，理论上合成 D．合成时会生成副产物 【答案】D 【分析】a 极：被还原为、（得电子），故a 极为阴极，与电源负极相连；b 极：被氧化为（失电子），故b极为阳极，与电源正极相连，据此分析。 【详解】A．b 极发生氧化反应，应为阳极，与电源正极相连，而非负极，A不符合题意； B．溶液环境是溶液（呈弱碱性），反应式中不能出现，正确的反应应为，B不符合题意； C．合成可通过羟胺()与丙醛()反应生成，有 ，此时每生成，电极上转移6mol电子；也可通过氨气与丙醛反应生成，有，此时每生成 ，电极上转移8 mol电子，C不符合题意； D．b 极生成的，在碱性的溶液中，可进一步被氧化为，故会产生该副产物，D符合题意； 故选D。 13．用PdCu和PdZn催化甲醇重整制氢的反应有(主反应)、(副反应)，部分反应机理如图(TS表示过渡态，*表示吸附态)。 依据图示信息，下列说法正确的是 A．在PdZn催化剂表面解离的速率更快 B．在PdCu催化剂表面的更容易脱附 C．消耗相同质量的，选择PdZn催化剂有利于生成更多 D．若原料更换为，经历TS3后可生成 【答案】D 【详解】A．由主反应历程图可以看出，在PdZn催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为1.0 eV；在PdCu催化剂表面解离时，达到TS4过渡态所需活化能为0.93 eV。反应活化能越小，反应速率越快。因此，在PdCu表面解离的速率更快，A错误； B．由副反应历程图可以看出，从PdZn表面脱附形成所需的能量为0.21 eV；从PdCu表面脱附所需的能量为0.83 eV。从PdCu表面脱附所需能量更多，因此更难脱附，B错误； C．由选项A和选项B的分析可知，与PdZn相比，在PdCu表面解离速率更快，可以生成更多。通过增大反应物的浓度促进主反应的进行。从副反应历程图可以看出，在PdCu表面更难脱附，通过增大生成物浓度抑制副反应的进行。因此PdCu对主反应的选择性更强。从题干给出的反应方程式可以看出，进行主反应时，每消耗1 mol 可以生成3 mol 。因此消耗相同质量的，选择PdCu催化剂有利于生成更多，C错误； D．结合主反应历程图可以看出，会被吸附在催化剂表面并转化为，之后经历TS3步骤转化为。与之类似，在催化剂表面会转化为。经历TS3之后，转化为，D正确； 故答案选D。 14．常温下，用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液： I．硫酸酸化的溶液 Ⅱ．盐酸酸化的溶液 随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知：，；溶液中某离子的浓度时，可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是 A．d点水电离的 B．Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点 C．I中出现沉淀时的低于理论值，说明被氧化 D．g点的大于i点的 【答案】D 【分析】由知，完全沉淀时，加入的氢氧化钠量更少，完全沉淀时，加入的氢氧化钠更多，所需要的时间更长，故defg曲线为滴定盐酸酸化的溶液曲线，hi曲线为滴定硫酸酸化的  0.02 mol ⋅ L -1 FeSO4溶液的曲线。 【详解】A．由图可知，d点为盐酸酸化的溶液，pH=1.50，溶液中，，溶液中有部分会水解消耗部分水电离出的，故d点水电离的，故A正确； B．Ⅱ中完全沉淀时c()，由得==，pH=14-11.2=2.80，f点pH=2.80，恰好为完全沉淀点，B正确； C．Ⅰ中理论开始沉淀时，=，则 pH≈14-7.3=6.7，若实际沉淀pH低于此值，说明存在更易沉淀的，即被氧化为，C正确； D．由图可知，g点和i点溶液中铁离子均完全沉淀，均达到沉淀溶解平衡，由知，越大，越小，g点和i点的pH相同，则g点的等于i点的， D错误； 故答案选D。 2、 解答题 15．双氯磺酰亚胺[]是制备某锂离子电池电解质的关键中间体。某研究小组设计实验对其进行制备，部分实验装置如图1。 实验步骤： Ⅰ．将(0.5mol)氨基磺酸()、()二氯亚砜()和()氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中。 Ⅱ．连接好装置，在一定温度下持续搅拌至反应液变成深红棕色黏稠液体，停止加热。 Ⅲ．待反应液冷却至室温后，先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物，再减压蒸馏，收集、左右的馏分，得到淡黄色粗品。 已知：①总反应为；所有原料均经精制后用于反应。 ②沸点为；遇水剧烈水解产生大量白雾；在高温下易分解，。 回答下列问题： (1)装置A中球形冷凝管的进水口为_________(填“a”或“b”)。 (2)装置B的作用是_____________________。 (3)发生水解反应的化学方程式为_____________________________________。 (4)装置C和D的连接顺序不宜互换，原因是___________________________________(答两点)。 (5)步骤Ⅲ中采用减压蒸馏的原因是___________________。 (6)研究小组在不同温度下进行了制备实验，并对粗品进行核磁共振氢谱测试，结果如图2。已知中H的化学位移为9.2 ppm，则_______℃时更有利于的制备，原因是________________________。 (7)通过电位滴定法测定氯含量，初步推算粗品纯度，方法及步骤如下： ①将粗品加入适量NaOH溶液中，加热，中的氯以形式进入溶液； ②加入溶液使溶液呈酸性后，用标准溶液进行滴定。平行滴定3次，消耗标准溶液的平均体积为。 的纯度为________(用含m、c和V的代数式表示)。在操作无误、仪器正常的情况下，推算出的粗品纯度比实际纯度高，最可能的原因是________。 【答案】(1)a (2)防止后端水蒸气进入反应装置，造成氯磺酸水解 (3) (4)若先经过NaOH溶液，易发生倒吸、大量消耗NaOH (5)防止分解 (6) 125 120℃时反应物反应不完全，130℃时得不到产品 (7) 杂质中含有氯 【分析】将氨基磺酸()、二氯亚砜()和氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中，连接好装置，在一定温度下持续搅拌，发生反应，至反应液变成深红棕色黏稠液体，停止加热，待反应液冷却至室温后，先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物，再减压蒸馏，收集、左右的馏分，得到淡黄色粗品，据此回答。 【详解】（1）球形冷凝管的冷凝水应由下口进，上口出，故进水口为a； （2）装置B中的导管为“长进短出”，表明装置B中应盛有液体试剂，已知信息提到氯磺酸会水解而装置C中的试剂为H2O，则装置B中应为干燥试剂浓硫酸，主要目的为防止水蒸气进入反应装置； （3）水解反应为非氧化还原反应，中氯元素显-1价，硫元素显+6价，与水反应生成HCl和，化学方程式为：； （4）装置C吸收反应生成的HCl气体，同时吸收一定量的SO2，装置D吸收残余的SO2，若装置C和D位置互换，SO2和HCl在NaOH溶液中溶解度更大，发生倒吸的可能性更大，且会大量消耗NaOH，导致NaOH溶液快速失效； （5）在高温下易分解，减压蒸馏可降低沸点，防止分解； （6）由图知，120℃时反应物反应不完全，130℃时得不到产品，125℃时才能得到含副产物或反应物较少的产品； （7）设m g粗品中的质量为xg，由题意可列关系式：，则，解得x=0.107cV，则产品纯度为；粗品中的杂质可能有SOCl2、等，其中的氯在测定时也会以形式进入溶液中，导致推算出的粗品纯度偏高。 16．一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： (1)废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 (2)“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 (3)“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 (4)“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 (5)“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀，需小于________(用含a、b的代数式表示)。 (6)滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 (7)滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 【答案】(1) (2) 适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） C（石墨） (3)+3 (4)NaOH溶液或Na2CO3溶液 (5) (6)Na2SO4 (7) 将氧化为，便于后续沉淀 铁氰化钾溶液（） 【分析】原料为含，混有少量、石墨、Al杂质的废旧电池粉，首先经硫酸酸浸，不溶于酸的石墨作为滤渣除去，等含锂物料与硫酸反应，浸出、、、、磷酸根等离子；随后调沉铝，沉铝后的滤液可单独回收得到，沉铝滤渣经焙烧、酸浸、调pH除杂除去铁铝杂质后，最终加饱和碳酸钠沉锂得到产品，焙烧产生的可吸收循环利用，实现了废旧锂电资源的高效清洁回收。 【详解】（1）磷酸铁锂电池放电时的总反应为：，正极与得电子生成，故正极的电极反应式为； （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种）均可提高酸浸速率；“酸浸I”时， LiFePO4与反应生成、和，化学方程式为：；原料含石墨，石墨不与稀硫酸反应，故滤渣主要为C（石墨）； （3）再中，设Fe化合价为x，为+1价，P为+5价，O为-2价，化合价代数和为0，即，解得x=+3，即Fe为+3价； （4）流程中 “沉铝” 步骤消耗NaF，HF 与NaOH或Na2CO3反应生成的NaF可循环，故选用NaOH溶液或Na2CO3溶液； （5）反应的平衡常数表达式为，为防止Li3PO4沉淀，反应逆向进行，需满足Q>K，即，带入为，，； （6）沉锂反应的反应方程式为，则体系阳离子为Na+，阴离子为（酸浸II引入硫酸根），故除过量Na2CO3外，主要含Na2SO4； （7）沉铝产物含，Fe 为+3价，由分析知，酸浸后溶液含，H2O2作氧化剂，将氧化为，便于后续沉淀；由于与铁氰化钾溶液（）生成蓝色沉淀，故取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加铁氰化钾溶液（），若产生蓝色沉淀，则未完全氧化为，则需补加H2O2溶液。 17．某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： (1)依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 (2)“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 (3)滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 (4)“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 (5)滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 (6)近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 【答案】(1)d (2) 增大氧气的溶解度（或浓度），加快反应速率 (3) (4)2 (5) (6) 2 被还原时发生反应：，溶液呈酸性，不利于“还原”步骤；而被还原时发生反应：，不会生成游离的，因此还原程度较高 【分析】镍矿的主要成分为，含少量和，在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水，生成、，浸渣为；“部分蒸氨”时挥发逸出的气体为氨气，减小，转化为，转化为CuS沉淀；向滤液2中通入足量O2，将滤液2中剩余的充分氧化为，最后通过H2还原，得到Ni粉，滤液3中的主要成分为硫酸铵； 【详解】（1）Ni是28号元素，价电子排布为，根据周期表分区规则，属于d区。 （2）加压可增大氧气的溶解度，提高浓度，加快浸出速率，提升镍的浸出率；与氧气、氨水反应生成，根据电子守恒、原子守恒可知化学方程式为。 （3）氨浸过程中，铜离子与氨水形成稳定的；“部分蒸氨沉铜”时，溶液中挥发出来的气体 a 显然是氨气。蒸发氨气会导致溶液中 减小，促使络合物解离进而使铜沉淀。 （4）被氧化为，中S 的平均化合价为 +2价，中S的化合价为+6价，总共失去电子，反应得到4 mol电子，根据电子守恒，消耗的物质的量为。 （5）在“还原”步骤中，被还原生成 Ni 粉，溶液中主要留下的阳离子是生成的（由和结合），阴离子是一直未参与后续反应的。因此滤液 3 浓缩结晶得到的副产品是，硫酸铵是常用氮肥，可做化肥。 （6）观察题给图像，当时，Ni(Ⅱ) 浓度随时间下降最快，且最终能降至 0（完全转化）。而时反应提前停滞（转化率低），时反应速率过慢。因此为提高速率和转化率，应选2； 当时，发生反应：，会释放一个游离的，游离会使溶液呈酸性，而题目已知“酸性条件不利于还原”，因此反应受到抑制，转化率低。 当时，发生反应：，恰好生成2个，体系不会生成游离的，反应能顺利进行到底。 18．一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件，忽略立体化学，路线中R为() 回答下列问题： (1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。 (2)A→B的反应类型为______。 (3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。 (4)E与NaOH反应的化学方程式为______。 (5)G→H中另一产物的结构简式为______。 (6)I→J中DMP的作用为______。 (7)K中手性碳原子的个数为______。 (8)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。 ①能发生银镜反应。 ②能与FeCl3发生显色反应。 ③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1。 (9)参照B→D的过程，结合所学知识，设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基；无机试剂和有机溶剂任选)。 【答案】(1)碳碳双键 (2)取代反应 (3)5 (4)+NaOH→+ (5)CH3CH2OH (6)作氧化剂，将醇羟基氧化为醛基 (7)2 (8)、、（任写一种） (9) 【分析】 由合成路线可知，A与发生取代反应生成B，B与C发生Diels-Alder反应生成D，D在一定条件下生成E，E与F反应后经重排得到G，G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH，H在一定条件下生成I，I被DMP 氧化剂氧化生成J，J在一定条件下生成K，据此回答 【详解】（1） A为，其中R为，A中官能团为羧基、醚键和碳碳双键； （2）A（羧酸）与反应，羧基的-OH被-NHSO2R'取代，属于取代反应； （3） C的结构简式为，两个碳碳双键均为平面结构，中间单键可旋转，使两个双键平面共面，所有碳原子均可共平面，主链4个C+甲基1个C ，共5个C； （4） E的结构简式为，含有酰胺键（-CONH-），在NaOH溶液中加热时，酰胺键发生水解，反应的化学方程式为：+NaOH+； （5） 由分析知，G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH； （6）由流程图知，DMP将I中的醇羟基（-OH）氧化为醛基（-CHO）； （7） 手性碳是指连有 4 个不同基团的饱和碳原子，如图（带*号），则K中手性碳原子的个数为2； （8） F的分子式为，不饱和度为5，满足①能发生银镜反应，则含有醛基或甲酸酯结构，②能与FeCl3发生显色反应，则含有酚羟基，③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体有、、； （9） B与C发生Diels-Alder反应生成D，参照B→D的过程，和发生Diels-Alder反应生成，与Br2发生加成反应生成，在NaOH乙醇溶液中加热，发生消去反应生成目标产物，则合成路线为：。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $