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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷03(福建专用)
化 学
考情速递
高考·新考法:注重“宏观辨识与微观探析”(如晶胞参数与性能关联)和“科学态度与社会责任”
(如环境污染治理方案)。要求考生要具备较强的逻辑推理、探究分析思维能力,引导考生告别机械
刷题,注重提升自身的思维方法以及实践探索素养。关注可持续能源(钠电、光催化)、环境治理
(脱硫技术、检测传感)、健康科学(药物合成、食品安全)。强化工艺流程题训练(如从矿石到功
能材料的全流程),关注福建省质检卷中的创新题型(如三明市联考“传感器原理分析题”)。考生
需注重知识迁移能力,将课本基础(如氧化还原、晶体结构)与新情境深度融合,提升综合解题素
养。
高考·新情境:关注能源存储与电化学技术新突破,如钠离子电池材料研发,环境污染监测与治理技
术,新型催化剂与高效反应体系,考查材料分析、图像分析与实验探究能力。
命题·大预测:预计2025 年命题可能会出现材料阅读题,这类试题选材广泛、设问跨度大、角度多变,
可考查化学实验、电化学、热化学等知识模块,具有很强的综合性。2025 命题,以“氧化还原反应”
为主线串联无机、电化学模块,以“官能团转化”整合有机反应类型。关注实验装置创新(如微型实
验、数字化传感器应用)。关注社会热点与科研进展,追踪2024-2025 年科技新闻(如“人工合成淀粉
技术”“新型太阳能材料”),关联化学考点。如第7 题电化学在实际生产中的应用,第8、11 题资
源回收与循环利用,第9 题以前沿科技为背景考查反应原理,第13 题以有机合成为背景考查化学在医
药健康方面的应用。
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ca 40
一、选择题:本题共10 小题,每小题4 分,共40 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.2024 年5 月8 日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措
施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是
A.喷涂油漆
B.阳极氧化
C.表面渗镀
D.发蓝处理
【答案】A
【详解】A.喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜,A 符合题意;
B.阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B 不符合题意;
1
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C.表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从
被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法,C 不符合题意;
D.发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,
可在金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防锈,D 不符合题意;
故答案选A。
2.
是一种重要的化工原料。1898 年德国弗兰克等人研究了
与
反应制备氨的方法,其
反应原理为
、
。
为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述错误的是
A.
理论上能产生
的数目为
B.
中含有离子的总数为
C.标准状况下,
中所含σ 键的数目为
D.每生产
,反应转移电子的总数为
【答案】C
【详解】A.由化学方程式可知,3.2g
产生
数目为
,A 正确;
B.
中含有的离子为
和
中含有离子的总数为
,B 正确;
C.标准状况下,
为1mol,
的结构式为
中所含σ 键的数目为
,C 错误;
D.第一步反应为氧化还原反应,第二步为非氧化还原反应,生成
消耗
,根据第
一步反应可知生成
转移6mol 电子,因此每生产
,反应转移电子的
总数为
,D 正确;
答案选C。
3.化合物
是一种治疗支原体感染的药物的中间体,它的结构简式如图所示。下列关于该化合物的说法
正确的是
A.M 属于烃类化合物
B.
与足量
加成后的分子结构中含6 个手性碳
C.
最多可以与
发生反应
2
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D.M 分子中碳原子的杂化方式有3 种
【答案】C
【详解】A.M 分子中除C、H 元素外,还含有N、O 元素,属于烃的衍生物,故A 错误;
B.酯基、酰胺基不与氢气发生加成反应,苯环、碳碳双键和氢气发生加成反应,则1mol 该分子最多
能与4mol H2发生加成反应,得到的物质中手性碳原子如图:
,共4 个
手性碳,故B 错误;
C.酚羟基、酰胺基、酯基以及酯基水解生成的酚羟基能与NaOH 反应,即1mol M 最多可以与4mol
NaOH 反应,故C 正确;
D.该分子中,饱和碳原子采用sp3杂化,双键上的碳原子和苯环上的碳原子采用sp2杂化,故该分子中
碳原子有2 种杂化方式,故D 错误;
答案选C。
4.离子液体被广泛应用于化学研究的各个领域,下图是一种离子液体的结构。E、W、X、Y、Z 是原子序
数依次增大的短周期主族元素,其中E 原子半径最小,W 的一种同位素应用于年代测定,Y 原子核外
电子有7 种空间运动状态,下列说法正确的是
A.阳离子中含有
大π 键
B.Z 原子存在sp3杂化
C.X 原子连接的基团越大,阳离子体积越大,离子液体的熔点越高
D.电负性:X>E>W
【答案】B
【分析】E、W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中E 原子半径最小,由于其只能
形成1 个共价键,则E 是H 元素;W 的一种同位素应用于年代测定,则W 是C 元素,Y 原子核外电子
有7 种空间运动状态,则Y 原子核外电子排布是1s22s22p63s23p1,Y 是Al 元素,结合Z 形成化学键可以
是1 个,原子序数比Al 大,可知Z 是Cl 元素,然后根据问题分析解答。
【详解】根据上述分析可知:E 是H,W 是C,X 是N,Y 是Al,Z 是Cl 元素。
A.在阳离子的五元环上,有3 个C 原子的3 个电子、2 个N 原子的4 个电子形成1 个大π 键,但阳离
子整体带一个正电荷,故阳离子中含有
大π 键,A 错误;
B.在阴离子中的Cl 原子最外层有8 个电子,三对孤电子对,一个成键电子对,因此Cl 形成4 个共价
3
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键,该Cl 原子sp3杂化,B 正确;
C.X 原子连接的基团越大,阳离子体积越大,离子半径就越大,阳离子与阴离子形成的离子键就越
弱,该离子键就越容易断裂,因此该离子液体的熔点就越低,C 错误;
D.根据上述分析可知:E 是H,W 是C,X 是N。C、N 是同一周期元素,原子序数越大,元素的电负
性就越大,所以电负性:N>C;在C、H 两种元素形成的化合物CH4中,C 为-4 价,H 为+1 价,说明
吸引电子能力:C>H,即电负性:C>H,故这三种元素的电负性大小关系为:X(N)>W(C)>E(H),D
错误;
故合理选项是B。
5.亚氯酸钠(
)用于各种纤维和某些食品的漂白,其制备流程如下:
已知:
下列有关离子反应错误的是
A.
溶液呈碱性的原因:
B.用足量氨水吸收含
的尾气:
C.反应①中主要发生的反应:
D.反应②中主要发生的反应:
【答案】D
【分析】由流程图可知,反应①为NaClO3和SO2在硫酸存在的条件下发生氧化还原反应生成ClO2和
NaHSO4;反应②是ClO2在氢氧化钠存在条件下和H2O2发生反应生成产品NaClO2,根据元素化合价变
化分析解答。
【详解】A.NaClO2溶液呈碱性是因为
发生水解反应,水解方程式为:
,故A 项正确;
B.用足量氨水吸收含SO2的尾气,离子方程式为:
,故B 项错
误;
C.反应①为NaClO3和SO2在硫酸存在的条件下发生氧化还原反应生成ClO2和NaHSO4,离子方程式
为:
,故C 项正确;
D.反应②中发生主要反应为:ClO2与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2,离子方程式为:
,故D 项错误;
故本题选D。
6.为探究
是否与
发生反应,某化学小组进行了如下两组实验:
4
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下列说法错误的是
A.②中溶液变为深红色,证明
比
还原性更强
B.通过②和⑤对比,能证明①中
与
已经发生反应
C.③比⑥红色深是因为③中的
浓度大,证明①中
与
发生反应
D.①中
的沉淀溶解平衡
正向移动
【答案】B
【详解】A.②中溶液变为深红色,说明溶液中含有
,
与
反应生成
,滴加H2O2
后,
被氧化成
,故
的还原性比
还原性更强,A 正确;
B.②中溶液变为深红色,⑤中溶液基本无色,可能是因为⑤中铁离子浓度太小,由⑥中溶液变浅红色
可知,FeCO3中加水时,能产生Fe2+,则②中溶液变为深红色不能说明
与
已经发生反应,B
错误;
C.由实验现象可知,③中溶液颜色比⑥中深,故③中
浓度更大,则
溶解的更多,
,加入KSCN 后促进
溶解,上层清液中
浓度大,证明①中
与
发生反应,C 正确;
D.
的沉淀溶解平衡
,①中
与
发生反应,生成可溶性
物质,使得
的沉淀溶解平衡正向移动,D 正确;
故选B。
7.某大学青年学者发表的电催化氢化还原技术对硝基苯酚有良好的还原性。设计的电催化氢化简化装置
如图所示。产生的活性氢原子(H*)经钯膜将不饱和有机物氢化,实现不饱和有机物的电催化氢化。
下列说法错误的是
A.装置中电极a 应与电源负极相连
5
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B.M 电极上发生的电极反应为
+6H*→
+2H2O
C.工作时,阳极区溶液的酸性增强
D.若不考虑电量损耗,电路中转移的电子数目为6NA时,最多生成1mol
【答案】B
【分析】根据图中物质转化情况,水在
极得到电子,则是电解池的阴极,对应的
是电源的负极;
水在
极失去电子,则是电解池是阳极,对应的
是电源的正极。对硝基苯酚在电解池中被还原为对氨
基苯酚。
【详解】A.根据上述分析可知,装置中电极a 应与电源负极相连,A 正确;
B.水在
极得到电子,电极反应式为:
,生成的活性氢原子在电解质溶液中再和
对硝基苯酚反应:
+6H*→
+2H2O,B 错误;
C.工作时,阳极区的电极反应为:
,酸性增强,C 正确;
D.根据反应:
+6H*→
+2H2O,可知当转移的电子数
目为
时,产生
,最多生成
,D 正确;
故选B。
8.白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3和SiO2等杂质),利用白硼钙石制
取强还原剂NaBH4的工艺流程如下:
已知H3BO3微溶于水,易溶于乙醇;偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,溶解度随温度升高而增大,难溶于乙
醇,碱性条件下稳定。下列说法错误的是
A.“气体”的主要成分是NO2
B.“滤渣1”的主要成分是SiO2
C.“操作X”涉及蒸发浓缩、降温结晶、过滤
D.“反应Y”的化学方程式是NaBO2+2MgH2=2MgO+NaBH4
【答案】A
【分析】由题干流程图可知,将白硼钙石的主要成分是Ca4B10O19·7H2O(含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3
和SiO2等杂质)粉碎后加入浓硝酸,将Ca 转化为Ca(NO3)2、Fe 转化为Fe(NO3)3、B 转化为H3BO3,SiO2
6
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不溶于硝酸,过滤得到滤液1,主要含有Ca(NO3)2、Fe(NO3)3,和滤渣主要含有SiO2和H3BO3,向滤渣
中加入乙醇进行醇浸过滤得到滤渣1,主要成分为SiO2,滤液中含有H3BO3的酒精溶液,向滤液中加入
NaOH 溶液进行水浴加热,将H3BO3转化为NaBO2,将乙醇蒸馏出来后,对滤液进行蒸发浓缩、降温结
晶,过滤干燥,获得纯净的NaBO2固体,将固体NaBO2和MgH2混合反应生成NaBH4和耐火材料即
MgO,据此分析解题。
【详解】A.气体为浓硝酸与氧化亚铁反应后生成的NO2及与碳酸钙反应产生的CO2,A 错误;
B.由分析可知,“滤渣1”的主要成分是SiO2,B 正确;
C.由题干信息状况,偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,溶解度随温度升高而增大,难溶于乙醇,碱性条件
下稳定,故“操作X”涉及到蒸发浓缩、降温结晶、过滤,C 正确;
D.由分析可知,耐火材料为MgO,故“反应Y”的化学方程式是
,D
正确;
故答案为:A。
9.南京理工大学朱卫华等人基于单簇催化剂(
),提出了一种一氧化氮还原反应(
)的新型结构~
活性关系,经研究发现主要反应如下:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
在T℃、100
反应条件下,向密闭容器中充入2
和6
,发生上述反应,测得含氮元素
占比[如
的含氮元素占比
与时间的关系如图所示。
已知:反应Ⅱ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅰ、Ⅲ的影响;
为用物质的量分数表示的平衡常数。
下列有关说法正确的是
A.曲线c 表示的是氨气的含氮元素占比
B.若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,则F 点将移向E 点
C.Ⅰ点时,0~45min 内用氨气表示的平均反应速率约为1
7
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D.若95min 时达到平衡,则反应Ⅲ的平衡常数
的计算式为
【答案】D
【详解】A.反应Ⅱ为快反应,曲线a 中物质快速减少,故表示
,
快速增加,故曲线b 表示氨
气,曲线表示c 氮气,A 错误;
B.若选择对反应Ⅱ催化效果更好的催化剂,反应Ⅱ会更快,生成
达到最高点所用时间短,
的
占比更大,因此F 点可能移向E 点上方的某个点,B 错误;
C.起始时,压强为100
、2
、6
,Ⅰ点时,由图知,
的氮含量为6%,
,
的氮含量为47%,
,
的氮含量
为47%,
,由氧原子守恒得,
,由氢
原子守恒得,
,此时的总压为
,氨气的分压为
,则0~45min 内用氨气表示的平均反应速率
约为
,C 错误;
D.由图可知曲线a 中物质快速减少,故表示
,95min 时达到平衡时由H 点可知
的氮含量为
6%,
,
的氮含量为86%,
,
的氮含
量为8%,
,由氧原子守恒得,
,由氢
原子守恒得,
,此时的总物质的量为
,
物质的量分数为
,
物质的量分数为
,
物质的量分数为
,故反应Ⅲ的平衡常数
的计算式为
,D 正确;
故答案为:D。
10.常温下,分别向
溶液中滴加
溶液,
代表
8
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]与
的关系如图所示。下列叙述错误的是
已知:
,
完全电离;当平衡常数
时该反应不可逆。
A.代表
和
关系的直线是
B.
C.
点坐标近似为(5.47,-0.77)
D.
和
的反应不可逆
【答案】D
【分析】HX、HY 都是一元弱酸,它们两条直线是平行的,故
代表
与
的关系,
,相同
时,
,
,故L1代表
与
的关系,L2代表
与
的关系。
【详解】A.根据分析,
代表
与
的关系,A 正确;
B.根据a 点坐标,
=
,根据b 点坐标,
=
,
,B 正确;
C.根据c 点坐标,
=7 时,
,可得
,
,m 点代表
,可得
,常温下,
,求出m 点
,
≈5.47,
9
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,可得纵坐标约为-0.77,
点坐标近似为(5.47,-0.77),C 正确;
D.
的平衡常数
,属于可逆反应,D 错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4 小题,共60 分。
11.(14 分)铜阳极泥(含有Au、
、
、
等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属
的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于
时,可忽略该离子的存在;
②
;
③
易从溶液中结晶析出;
④不同温度下
的溶解度如下:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
14.4
26.1
37.4
33.2
29.0
回答下列问题:
(1)Cu 属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 。
(2)“滤液1”中含有
和
,“氧化酸浸”时
反应的离子方程式为 。
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的
:
①在“氧化酸浸”工序中,加入适量
的原因是 。
②在“除金”工序溶液中,
浓度不能超过
。
(4)在“银转化”体系中,
和
浓度之和为
,两种离子分布分数
随
浓度的变化关系如图所示,若
浓度为
,则
的浓度为
。
10
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(5)滤液4 中溶质主要成分为 (填化学式);在连续生产的模式下,“银转化”和“银还原”工序
需在
℃左右进行,若反应温度过高,将难以实现连续生产,原因是 。
【答案】(1)ds(1 分) 3d104s1(1 分)
(2)
(2 分)
(3)使硒化银完全转化为AgCl,防止氯化钠过少导致转化不完全,并且防止氯化钠过量导致AgCl 转化
为
(2 分) 0.5(2 分)
(4)0.05(2 分)
(5)
(2 分) 高于40℃后,
的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降
低,且易堵塞管道,难以实现连续生产(2 分)
【分析】铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)加入H2O2、H2SO4、NaCl 氧化酸浸,由题中
信息可知,滤液1 中含有Cu2+和H2SeO3,滤渣1 中含有Au、AgCl、PbSO4;滤渣1 中加入NaClO3、
H2SO4、NaCl,将Au 转化为Na[AuCl4]除去,滤液2 中含有Na[AuCl4],滤渣2 中含有AgCl、PbSO4;
在滤渣2 中加入Na2SO3,将AgCl 转化为
和
,过滤除去PbSO4,滤液3 中
加入Na2S2O4,将Ag 元素还原为Ag 单质,Na2S2O4转化为Na2SO3,滤液4 中溶质主要为Na2SO3,可
继续进行银转化过程。
【详解】(1)Cu 的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB 族,位于ds 区,其基态原子的价电子排布
式为3d104s1,故答案为:ds;3d104s1;
(2)滤液1 中含有Cu2+和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se 与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,生成
、
和
,反应的离子方程式为:
,故答案
为:
;
(3)①在“氧化酸浸”工序中,加入适量
的原因是:使硒化银完全转化为AgCl,防止氯化钠过
少导致转化不完全,并且防止氯化钠过量导致AgCl 转化为
;
②由题目可知
,在“除金”工序溶液中,若
加入过多,AgCl 则
会转化为
,当某离子的浓度低于1.0×10−5mol L
⋅
−1时,可忽略该离子的存在,为了不让AgCl
11
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发生转化,则令
,由
,可得
,即
浓度不能超过
,故答案为:0.5;
(4)在“银转化”体系中,
和
浓度之和为
,溶液中存在平衡
关系:
,根据图可知当
时,此时
,则该平衡关系的平衡常数
,当
时,
,解得此时
,故
答案为:0.05;
(5)由分析可知滤液4 中溶质主要成分为Na2SO3;由不同温度下
的溶解度可知,高于40℃
后,
的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降低,且易堵塞管道,难以实现连续生
产,故答案为:
;高于40℃后,
的溶解度下降,“银转化”和“银还原”的效率降
低,且易堵塞管道,难以实现连续生产。
12.(16 分)
和
可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)
具有良好的结构稳定性,与
的结构密切相关,
的空间构型为 (用文字描
述)。
(2)
的制备。在氮气的氛围中,将一定量的
溶液与
、
溶液中的一
种混合,然后加到三颈烧瓶中(如下图),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滴液漏斗中的溶液是 。
②
与
、
反应得
和
,该反应的离子方程式为 。
已知
12
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③工业制取
在高温成型前,常向
中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后
的导电性能外,还能 。
(3)
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
,同时加入适量水调节
,静置后过滤、洗涤、干燥得到
,高温煅烧
,即可得到
。
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图所示:
当
时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率迅速升高的原因是 。
②将
和
溶液混合也可以得到
,反应原理为:
。不同
对磷酸铁沉淀的影响如图所示。
请补充完整以
溶液制备
的方案:取一定量的
溶液, 。固体干燥,得到较纯
净的
。[必须使用的试剂:
溶液、
溶液、
溶液(用于检验
亚铁离子的试剂,现象是生成蓝色絮状沉淀)、盐酸、
溶液、蒸馏水]
③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
13
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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+,平行滴定三次,平均消耗K2Cr2O7标准溶液V mL。
产物中铁元素的质量分数为 。(写出计算过程)
【答案】(1)正四面体(1 分)
(2)
溶液(2 分)
(2 分) 利用
其还原性,防止
(II)被氧化(2 分)
(3)当
时,随着水的比例增加,促进了
的电离,使
显著增大,反应速率
较快,同时反应放热,也加快了反应速率(2 分) 向其中滴加的
双氧水溶液,直至取少量溶
液滴加
溶液不出现蓝色絮状沉淀为止,边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加
溶液,至溶液的
约为2.5,静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤至最后一次洗涤
液滴加盐酸酸化的
溶液无白色沉淀出现(3 分) ab(2 分)
(2 分)
【分析】硫酸亚铁铵是强酸弱碱盐,在溶液中水解使溶液呈酸性,能与氢氧化锂溶液反应,则制备磷
酸铁锂的实验操作为在氮气的氛围中,将一定量的硫酸亚铁铵溶液和磷酸溶液混合加到三颈烧瓶中,
在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂;制
备磷酸铁的过程为取―定量比例的铁粉、浓磷酸、水放入容器中,加热充分反应制得亚铁盐。向反应
后的溶液中加入一定量过氧化氢溶液,同时加入适量水调节溶液的pH,将溶液中的亚铁盐氧化并转
化为二水磷酸铁沉淀,过滤、洗涤、干燥得到二水磷酸铁,高温煅烧二水磷酸铁得到磷酸铁。在以
FeSO4和NaHPO4为原料制备FePO4时,先用H2O2氧化Fe2+为Fe3+,然后边搅动边向其中加入NaHPO4
溶液到溶液pH=2.5,得到FePO4沉淀,将其洗涤干净,就得到纯净的FePO4。
【详解】(1)
中的中心P 原子价层电子对数是:
=4,无孤对电子,因此的空间结构为正四
面体形;
(2)①由分析可知,滴液漏斗中的溶液是LiOH 溶液;
②由分析可知:制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、磷酸混合溶液反应生成磷酸铁
锂、硫酸氢铵和水,反应的离子方程式为:
;
Fe
③
2+易被氧化变为Fe3+,活性炭黑能够导电,具有较强的还原性,则在氮气氛围下,焙烧时向磷酸铁
锂中加入少量活性炭黑的目的是除了能够改善成型后磷酸铁锂的导电性能,同时可利用其具有的还原
性,防止Fe2+被氧化变为Fe3+;
(3)①磷酸是三元中强酸,在溶液中分步电离产生氢离子,向磷酸中加水时,磷酸在溶液中电离出
氢离子,溶液中氢离子浓度增大,氢离子与铁生成亚铁离子的速率增大,且反应放出的热量,使反应
温度增大,也会导致反应速率加快,所以当
时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率
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迅速升高;
②以FeSO4溶液制备FePO4时,首先向溶液中加入3%的H2O2溶液作氧化剂,将Fe2+氧化变为Fe3+,然
后向该溶液中加入Na2HPO4溶液,反应产生FePO4沉淀。操作为:取一定量的FeSO4溶液,向其中滴
加的3%双氧水溶液,直至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不出现深蓝色沉淀为止,此时溶液中不再
含有Fe2+,然后边搅拌边向所得溶液中缓慢滴加1 mol·L-1Na2HPO4溶液,至溶液的pH 约为2.5,Fe3+与
电离产生的
反应产生FePO4沉淀。静置后过滤,将所得沉淀用蒸馏水洗涤,直至向最后一
次洗涤液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液无白色沉淀出现,说明洗涤液中无
,则所得沉淀就是纯净的
FePO4沉淀。
③a.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,故a 项不能
达到目的;
b.加热,使反应在较高温度下进行,此时H2O2大量分解,故b 项不能达到目的;
c.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌,H2O2与Fe2+充分接触,反应充分,故c 项能达到目的;
d.加入适当过量的H2O2溶液,确保Fe2+完全被氧化为Fe3+,故d 项能达到目的;
故答案为:ab;
④滴定时发生的离子方程式为
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,则由题可得如下转化关系:
~6Fe2+~6Fe3+,
的物质的量为:cmol/L×V×10-3L=10-3 cVmol,则产物中铁元素的质量分
数为:
,故答案为:
。
13.(16 分)以肉桂醛为原料制备某药物中间体的一种路线如下:
已知:Et 代表乙基。
回答下列问题:
(1)A 中官能团有 (填名称),B 的结构简式为 。
(2)C 分子含 个手性碳原子;C→D 中参与反应的碳原子杂化类型变化情况为
。
(3)如果E→F 转化分两步进行,第一步是加成反应,则第二步反应类型是 。
(4)G→H 的化学方程式为 。
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(5)在G 的芳香族同分异构体中,同时具备下列条件的结构有 种(不考虑立体异构体)。
①苯环上只有2 个取代基;
②有机物含3 种官能团;
③能发生银镜反应,在稀硫酸中水解产物之一与FeCl3溶液发生显色反应。
其中,苯环上一氯代物只有2 种且核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1:1:2:2 的结构简式为
。
【答案】(1)碳碳双键、醛基(2 分)
(2 分)
(2)2(2 分) sp3→sp(2 分)
(3)消去反应(2 分)
(4)
+CH3CH2OH
+H2O(2 分)
(5)9(2 分)
(2 分)
【分析】
根据A 结构简式,结合B 分子式及C 结构,可知B 是
。B 在酸性条件下与
CH3CH2OH 发生酯化反应产生C、H2O,C 与NaNH2反应产生D、NaBr、NH3;D 在酸性条件下反应产
生E、CH3CH2OH;E 与CH2(COOEt)2在EtONa 条件下先是亚甲基与醛基发生加成反应产生醇羟基,
然后再发生消去反应产生F 分子中的碳碳双键;F 先与碱作用,然后酸化产生G,G 与C2H5OH 在酸性
条件下发生酯化反应产生化合物H、H2O。
【详解】(1)根据化合物A 结构简式,可知A 分子中含有的官能团为碳碳双键、醛基;
比较A、B、C 的结构或分子式可知,A 中碳碳双键与溴发生加成反应生成B,故化合物B 结构简式为
;
(2)手性C 原子是连接4 个不同的原子或原子团的C 原子,根据化合物C 结构简式,可知C 分子中
含有2 个手性C 原子,就是连接Br 元素的C 原子;
在C→D 的反应中,参与反应的C 原子就是手性C 原子变为碳碳—C≡C—的C 原子,C 原子的杂化类
型由sp3杂化变为sp 杂化;
(3)如果E→F 转化分两步进行,第一步是亚甲基与醛基发生加成反应,生成醇羟基,第二步是醇羟
基与邻位上的C 原子上的H 原子发生消去反应生成F 分子中不饱和的碳碳双键,同时反应产生H2O;
故滴二步反应类型是消去反应;
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(4)
G 与乙醇在酸性条件下加热发生酯化反应生成化合物H 和H2O,反应方程式为:
+CH3CH2OH
+H2O;
(5)
化合物G 是
,在其芳香族同分异构体中,要求:①苯环上只有2 个取代
基;②有机物含3 种官能团;③能发生银镜反应,在稀硫酸中水解产物之一与FeCl3溶液发生显色反
应,则这三种官能团分别是碳碳三键、碳碳双键、甲酸酯基且甲酸酯基与苯环连接,其同分异构体可
以看成是
分子上1 个氢原子被
取代,
的苯环上有三种不同
位置的H 原子,
分子上有三种不同位置的H 原子,因此同分异构体共有:3×3=9 种不同结
构,故符合要求的G 的同分异构体共有9 种。其中,
的苯环上一氯代物只
有2 种,且核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1:1:2:2。
14.(14 分)
加氢转化为二甲醚(
)的反应过程如下:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)若
逆反应的活化能为
,则正反应的活化能
为
(用含
的式子表示)。
(2)在
的恒压密闭容器中充入
和
发生上述反应,
的平衡转化率、
和
生成物的选择性随温度变化如下图所示。
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已知:生成物
的选择性
①表示
选择性的曲线是 (填“
”“ ”或“ ”);温度高于
时,曲线随温度
升高而增大的原因是 。
②
,达到平衡时,容器内
;反应Ⅰ用气体分压表示的平衡常数
(气体分压
气体总压
体积分数)。
(3)在恒温密闭容器中将等物质的量的
和
混合,选择适当的催化剂进行反应Ⅱ,已知该温度下
反应Ⅱ的平衡常数
,平衡时体系中
的物质的量分数为
,则 (填标号)。
a.
b.
c.
d.
(4)某温度时,将
引入一个抽空的
恒容容器中,发生分解反应:
。在不同时间测定容器内总压的数据如下表:
0
反应速率可以用单位时间内分压的变化表示,即
,前
内二甲醚的平均反应速率
。
【答案】(1)
(2 分)
(2) (2 分)
之后主要发生反应Ⅱ,反应Ⅱ吸热,升高温度,平衡正向移动,
平衡转
化率增大(2 分)
(2 分)
(2 分)
(3) (2 分)
(4)
(2 分)
【详解】(1)观察可知,反应
可由2×I+ III 得到,根据盖斯
定律,该反应的
,则该反应的
正反应的活化能为
。
(2)①反应III 放热,升高温度,其平衡逆向移动,
的选择性降低,反应II 吸热,升高温
度,其平衡正向移动,
的选择性变大,故表示
选择性的曲线是b;反应I 放热,升高温
度,其平衡逆向移动,
平衡转化率降低;反应II 吸热,升高温度,其平衡正向移动,
平衡转
化率增大;故
平衡转化率随温度升高是
之前主要发生反应I,
之后主要发生反应II;
②由图知,260℃达平衡时,
平衡转化率为50%,
共转化了1mol,CO 的选择性为36%,则
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CO 生成了
,二甲醚的选择性为50%,则二甲醚生成了
,甲醇的选择性为1-36%-50%=14%,则甲醇转化生成了
,可列出三个反应的转化量情况:
I.
II.
III.
,
则平衡时容器内
,
,
,
,
,
,气体的总物质的量为6.12mol,反应Ⅰ的平衡常数
;
(3)设
和
初始均加入1mol,对于反应II 列出三段式:
,则其平衡常数
,解得
,平衡体系中CO 的物质的量分数
,则
,选c;
(4)可列出三段式:
,则2amin 时气
体的总压强为
,解得
,所以前2amin 内二甲
醚的平均反应速率
。
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