2023年高考化学压轴题训练④（模拟题选编）

2023年高考化学压轴题训练④（模拟题选编）

【试题目录】

晶胞的计算（共1小题）..........................................................1

二.有机物的合成（共10小题）.....................................................2

三.物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用（共2小题）..........................12

四.性质实验方案的设计（共2小题）...............................................15

五.制备实验方案的设计（共2小题）...............................................18

【答案目录】

晶胞的计算（共1小题）.........................................................21

—,有机物的合成（共10小题）......................................................22

三.物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用（共2小题）..........................51

四.性质实验方案的设计（共2小题）...............................................57

五.制备实验方案的设计（共2小题）...............................................62

一.晶胞的计算（共1小题）

1.（2023•东城区一模）LiFePCU常用作车载动力电池的正极材料。以碳酸锂、草酸亚铁、

磷酸二氢钱为主要原料经高温煨烧可制备LiFePCU。

（1）草酸亚铁晶体由C、H、0、Fe4种元素组成，其结构片段如图所示。

①基态26Fe2+的价层电子排布式为。

②草酸亚铁晶体中Fe2+的配位数为。

③草酸亚铁晶体的化学式为。

（2）将原料与适量乙醇充分混合后，在氮气保护气氛中高温煨烧，得到LiFePCU。

①从结构的角度分析，氮气能用作保护气的原因是。

②反应体系在100〜400℃之间具有较大的失重,导致失重的原因之一是NH4H2P04分解,

补全方程式。NH4H2P04I。。，400c+

+P2O5O

（3）LiFePO4晶体中，FeO6八面体和PO4四面体组成空间链状结构，Li卡填充在链之间

的孔道内，晶胞如图a所示。充放电时，LiFePO4中的Li+会不断脱嵌或嵌入，晶体结构

变化示意图如图。

(a)LiFePO,(b)FePO,

①i表示(填“充电”或“放电”)过程。

②已知：Li+的脱嵌率=―脱嵌出的：+数_xi00%o某时刻，若正极材料中n

LiFeP()4中Li卡的总数

(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1,则Li卡的脱嵌率为,平均每个晶胞脱嵌个

Li+。

二.有机物的合成(共10小题)

2.(2023•门头沟区一模)D是一种具有交联结构的吸附性高分子材料，其部分合成路线如

图。

下列说法不正确的是()

A.A、B、C生成D的反应是加聚反应

B.C中的核磁共振氢谱图吸收峰面积之比为2：1：1：1

C.D在碱性条件下水解可以生成NH3

D.生成ImolD参与反应的A、B物质的量之比为1：1

3.(2023•海淀区校级模拟)布洛芬可有效缓解因新型冠状病毒感染引起的发烧和全身酸痛。

许多药企生产布洛芬采用的BHC法是一种生产步骤简单，原料利用率高的原子经济性反

应，其合成路线如图:

回答下列问题：

(1)E中官能团的名称为。

(2)D的分子式为o

(3)由A制备TNT(三硝基甲苯)的化学反应方程式为o

(4)C~D的化学反应方程式为o

(5)D~E的反应类型为o

(6)终止剂可将0一(“转化为从而使BfC反应终止，下列物质

中最适合作为终止剂的物质是(填序号)。

a.H2O

b.CCI4

c.C2H5OH

(7)E有多种同分异构体，其中同时符合下列条件的有种(不考虑立体异构)。

①含有六元碳环

②六元碳环上有3个取代基，其中一个为-CH2-C三CH,另一个为-CH2-CH=CH2

LX,TC-CH--

人2n

(8)缓释布洛芬(O)可长时间维持退烧、镇

痛效果，请以布洛芬、乙二醇、2-甲基丙烯酸为原料，设计路线合成缓释布洛

芬：»

4.(2023•顺义区二模)药物M可用于治疗动脉硬化，其合成路线如图。

已知：

i.B的核磁共振氢谱只有1个峰;

(1)M的官能团为。

(2)A的名称为。

(3)C与B含氧官能团相同,C可能的结构简式为(任写一种)。

(4)反应④的反应类型是。

(5)反应⑤的化学方程式为o

(6)G的同分异构体有多种，写出同时满足下列条件的同分异构体的结构简

式o

①不存在顺反异构

②结构中含有酚羟基

③苯环上有两个取代基且位于间位

-卜OH_»—A«O+HQ

(7)已知：6H，以G为起始原料，选择必要的无机试剂合

成I,写出合成路线(用结构简式表示有机物，用箭头表示转

化关系，箭头上注明试剂和反应条件)。

5.(2023•东城区一模)己二腾［NC(CH2)4CN］是合成尼龙-66的中间体。其制备方法如

图。

I.己二酸氨化法

OH

NH3脱水

⑤,己一睛

(1)下列说法正确的是(填字母)。

a.己二月青的分子中含有碳氮三键

b.反应②和④中均有H2O生成

c.该方法原子利用率低

(2)若反应③中硝酸的还原产物为NO2,理论上生产Imol己二酸产生NO2的物质的量

是mol»

I[.丙烯曙(CH2=CHCN)电解二聚法(两极均为惰性电极)

电解原理如图a,总反应为4cH2—CHCN+2H2。邈：2NC(CH2)4CN+O2f,主要副产

物为丙月青(C2H5CN)。

质子交换膜

051015202530

稀硫酸丙慌晴、水、季铁盐季镶盐浓度/。。"皿。1.!/】)

图a图b

(3)电极X为(填“阴”或“阳”)极。

(4)Y极区溶液呈酸性会加快丙腊的生成，导致己二晴的产率降低。结合图a分析原因

是a

(5)写出i的电极反应式：。

(6)己二晴、丙脂的生成速率与季钱盐浓度的关系如图b。当季钱盐的浓度为1.5X10一

2moi・L।时，每小时通过质子交换膜的H+的物质的量最少为molo

6.(2023•朝阳区一模)氟唾菌酰羟胺是新一代琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂，合成路线如

图:

0R2R,

催化剂I-H,0I

Rt-C-R,+R,-NHj---------►R)_C_N—R,---------—C=N-Rj

已知：i.OHH

(1)A能与Na2cO3溶液反应产生CO2。A的官能团有。

(2)A的某种同分异构体与A含有相同官能团，其核磁共振氢谱也有两组峰，结构简式

为_______________________

(3)B-D的化学方程式是

(4)G的结构简式为«

(5)推测J-K的过程中，反应物NaBNCN的作用是

已知：ii.R-O-R'+H，O催化剂ROH+R，OH

异构化I

R—C=C-OH---------►Rt—C-C=O

iii1丸RJRzR,

①反应［的化学方程式为

②M的结构简式为o

③设计步骤I和IV的目的是

7.(2023•东城区一模)有机物A(C6H8N2)可用于合成药物、塑料等物质。

I.由A合成佐匹克隆（J）的路线如图。

________CHOO____

HO广'丫\）物质.JE

|A]CHO厂B乳化反应」C-

------人/

1|ICJHJNJCH,N时[c“H,NQ,C1]

.D。T

90

J/\

ac"「cH

」G-KBH4IF--------1

N厂，Ci.fLNACi**|C,H,NQ.CI

O-C-NM-CH.；t

A3

J«

已知：i.RNH’R'CHqRN=CHR，

u

0II

o>—Oc："R

ii.00

(1)A属于芳香族化合物，核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为2：1：1。A-B的化

学方程式为______________________»

(2)OHC-CHO中官能团的检验方法：向__________________(填试剂)中加入待测

液，加热，产生红色沉淀。

(3)C中含氧官能团名称为________

(4)物质a的结构简式为______________________O

(5)G-J的反应类型为___________。

II.以A为原料合成PAI塑料的路线如图

1AK

1--------------1

M】-〃HQ?ONH1H

黎虹-------NHH

KpociqL-J

WQ"[CtH,O4CI0L

PAI

(6)参照I中流程的信息分析，K、M的结构简式分别

为、o

8.(2023•丰台区一模)依匹哌口坐M(

一种多巴胺活性调节剂，其合成路线如图:

已知:

RCHQH,Et,N>R

i.

KCQDMF

ii.Ri-X+R2-NH223'RI-NH-R2（R表示H或炫基）

(1)A分子中含有的官能团名称是«

(2)C为反式结构，其结构简式是。

(3)D-E的化学方程式是o

(4)G的结构简式是;G-H的反应类型为。

(5)K转化为L的过程中，K2c03可吸收生成的HBr,则试剂a的结构简式

是。

(6)X是E的同分异构体，写出满足下列条件的X的结构简式。

a.1molX与足量的Na反应可产生2molH?

b.核磁共振氢谱显示有3组峰

NH2

(7)由化合物NSH)经过多步反应可制备试剂b,其中Q-W过程中有CH30H

生成，写出P、w的结构简式

9.(2023•西城区校级模拟)一种合成异苯并吠喃酮类化合物的前体H的路线如图。

已知:

OOOO

-C-OR+-CH;-C-^^>-C-CH-C-+ROH

OOO

IIIIIIII

—C—I—CH,—C—ac—CH—c—

I

ii.OH

回答下列问题：

(1)试剂a的分子式是,其中含有的官能团有

(2)CuCb催化C-D的过程如下，补充完整步骤②的方程式。

已知：R-COOH与CuCh反应生成CO2

步骤①：C+2CuC12fD+CO2t+2CuCl+2HCl

步骤②：。

(3)下列说法不正确的是(填序号)

a.A的核磁共振氢谱有2组峰

b.B存在含碳碳双键的酮类同分异构体

c.C存在2个手性碳原子

d.D存在含酚羟基的环状酯类同分异构体

(4)已知E的分子式为C4H8。2,EfF的化学方程式是

(5)D和G经五步反应合成H,写出中间产物2和3的结构简

式_______________________。(结构简式中的“

可用“-R”表示)

10.(2023•朝阳区校级二模)“点击化学”是指快速、高效连接分子的一类反应，例如铜催

化的Huisgen环加成反应:

GHN,+eg—侬”©-CQ

N=N

我国科研人员利用该反应设计、合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。合

成线路如下图所示：

CH,

HC«C-€-OH

OHC-O-Br^j^^OH&OoC-卜OH爵OHC-O-SCH-^^D

CuHJiFs

3①CH,反应②取

ABcN«N.代

反反

患,应

耶.籍。CHO坦侬|聚合物F|<^^

C“NE

G

已知：QHCHO+Q^NH2GHCH=N^+H2O

(l)化合物A的官能团是。

(2)反应①的反应类型是。

(3)关于B和C,下列说法正确的是(填字母序号)。

a.利用质谱法可以鉴别B和C

b.B可以发生氧化、取代、消去反应

c.可用酸性高镒酸钾溶液检验C中含有碳碳三键

(4)B生成C的过程中还有另一种生成物X,分子式为C3H60,核磁共振氢谱显示只有

一组峰，X的结构简式为。

(5)反应②的化学方程式为。

（6）E的结构简式为=

（7）为了探究连接基团对聚合反应的影响，设计了单体K,其合成路线如下，写出H、

I、J的结构简式：

0

氧气

OHC-HQ-BFNII-C-^^-C=CII

催化剂

（8）聚合物F的结构简式为

11.（2023•房山区一模）葛根素具有广泛的药理作用，临床上主要用于心脑血管疾病的治疗,

其一种合成路线如图:

B

①试剂2、逮＜0H

质&02Br|QHQiBr②巾i°CCLO

A1CJ|o

D

:多步反应

OH

ii.

OH-

RCH2cH0+KCH2CHO>RCH2cH=CCHO+H2O

iii.

Mg

RCH2Br----------►RCHMgBrRCH禺

iv.四氢吠响

（1）A中含氧官能团为。

（2）由B到C所发生的化学反应方程式为

（3）试剂2的结构简式是。

（4）E分子中含有3个六元环，下列描述正确的是.

a.E分子中存在手性碳原子

b.E分子中存在2种含氧官能团

c.ImolE与溟水反应最多可消耗4moiBr2

（5）已知G分子中有六元环状结构，它的一种同分异构体含有五元环，且其官能团的种

类和个数与G相同，请写出该同分异构体的结构简式。

（6）反应2的化学反应方程式为。

（7）在有机合成反应时，往往需要先将要保护的基团“反应掉”，待条件适宜时，再将

其“复原”，这叫做“基团保护”。上述反应中起基团保护作用的是（填选项）。

a.反应1和反应3

b.反应4和反应5

c.反应2和反应6

三.物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用（共2小题）

12.（2023•海淀区校级模拟）金属钮（Y）具有重要的国防价值，但因过度开采已濒临枯竭。

通过硫酸浸泡深海磷灰石矿，可以得到丫3+的浸出液：

表1浸出液成分

3+3+2+丫3+

AlFeCapofMg2+Mi?+

浓度/(mg・I/—767094605506405600150070.2

（1）浸出液可用有机溶剂（HR）进行萃取，实现丫3+的富集（已知：丫3+与Fe3+性质相

3++

似），原理如下：Fe+3HR#FeR3+3H

Y3++3HRUYR3+3H，（已知：FeR3、YR3均易溶于HR）浸出液在不同pH下萃取的结果

如图。

①用化学平衡原理解释，随pH增大，丫3+萃取率增大的原因。

②结合图1解释，工业上萃取丫3+之前，应首先除去Fe3+的原因

是O

（2）采用“中和沉淀法”和“磷酸法”可以除铁。表2Fe3+、丫3+去除率

终点pH去除率/%

Fe3+丫3+

3.087.8419.86

3.592.3323.63

4.599.9944.52

5.099.9989.04

中和沉淀法：向浸出液中加入NaOH除Fe3+,去除率如表2所示。

①该实验条件下，Fe3+去除率比丫3+大的可能原因

磷酸法：将磷酸（H3Po4：三元弱酸）加入到浸出液中，再加入Na2c03溶液，调pH为

2.5,过滤除去磷酸铁沉淀（FePCM）,滤液中剩余的Fe3+、丫3+浓度如表3.表3滤液中

Fe3+>丫3+的浓度

Fe3+丫3+

浓度/(mg・L1)50868.9

②配平“磷酸法”除铁过程中的离子方程式

3+

Fe++=FePO4I+

2t+_________

③综合分析表1、表2、表3,工业上采用“磷酸法”除铁的原因o

（3）经“磷酸法”除铁后，用有机溶剂HR萃取丫3+,可通过（填操作）收

集含丫3+的有机溶液。

（4）综合分析以上材料，下列说法合理的是o

a.分析图1可知，pH在0.2〜2.0范围内，有机溶剂中的Fe3+多于水溶液中的Fe3+

b.表2中丫3+损失率在20%左右的原因可能是生成的Fe（OH）3对丫3+的吸附

c.表2中pH在4.5〜5.0范围内，丫3+损失率变大的可能原因：Y3++3OH=Y（OH）3

I

d.有机溶剂萃取丫3+的优点是Ca2+、Mg2+、MJ+等金属离子萃取率极低

g

8o

%

6o

、

树

岩4o

糊

2O

L2£乙

O.PH.O

13.（2023•门头沟区一模）为回收利用废钿催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣）,

科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺，主要流程如图。

已知：i.部分含钮物质常温下在水中的溶解性如下表所示:

物质

V0S04V2O5NH4V03(V02)2so4

溶解性可溶难溶难溶易溶

ii-V0j+2OH#V03+H20°

回答下列问题：

（1）用水浸泡废钿催化剂，为了提高单位时间内废钮的浸出率，可以采取的措施

为、（写两条）。

（2）滤液1和滤液2中含钿的主要物质成分相同。在滤渣1中加入Na2s03和过量H2s04

溶液发生反应的化学方程式为。

（3）生成vo；的反应中消耗lmolKClO3时转移6mol电子，该反应的离子方程式

为。

（4）结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的作用为。

（5）最后钥，以NH4V03的形式沉淀出来。以沉钿率（NH4V03沉淀中V的质量和废催化

剂中V的质量之比）表示该步反应钢的回收率。请解释如图温度超过80℃以后，沉钿率

下降的可能原因是（写两条）。

（6）测定产品中V2O5的纯度称取ag产品，先用硫酸溶解，得到（VO2）2SO4溶液，再

+2+

加入bimLcimo「l/iH2c2。4溶液（2yQ++H2C2O4+2H=2VO+2CO2t+2H2O）,最后

用c2moiiKMnCU溶液滴定过量的H2c2。4至终点，消耗KMnCU溶液的体积为b2mL。

已知MnO［被还原为Mp,假设杂质不参与反应。则产品中V2O5（摩尔质量：182g・mol

'1）的质量分数是（列出计算式）。

5060708090100

沉淀温度/C

四.性质实验方案的设计（共2小题）

14.（2023•门头沟区一模）某小组同学探究MM）［HnOj的性质。

资料：力MnO；的氧化能力与溶液的酸碱度有关，在酸性环境、中性环境、碱性环境能

被SO：分别还原为Mn"（无色）、MnCh、MnOj（绿色）。

ii』nOj在强碱溶液中能稳定存在，在酸性或纯水环境中易转化为Mn。/口MnO^

I.验证MnO］与的反应，实验如下：

实验序号试剂X现象

①2滴3moi比一由2s04溶液褪为无色

3滴0.1mol•L”Na2sO3

试剂X

0②2滴纯水产生棕色沉淀

3滴0.1mol・L“Na2so3

后

ImLO.Olmol•L-1③2滴6moiLiNaOH溶液变为绿色

容液

KMnO4j

3滴0.1mol(Na2sO3

④2滴6moi・L“NaOH溶液变为绿色溶液，有浑浊，绿色

10滴0.1mol，L/1Na2s03很快消失，有大量棕色沉淀生成

（1）实验①参与反应的高镒酸钾和亚硫酸钠物质的量之比为。

（2）实验④中绿色很快消失，有大量棕色沉淀生成，结合离子方程式分析可能的原

因。甲同学补做了实验（填操作和

现象），证明猜测合理。

II.验证MnOj的性质。

某同学用b试管得到的绿色溶液设计实验如图：

abcd

2滴6moi•LNaOH溶液.8滴2mcd.L>6滴2moi•L.

5滴0.由01・172250；溶液gCH；COOH溶液密CH；COOH溶液缪

ImLO.Olmol•L-1绿色溶液紫色溶液无色溶液

KM0nO,溶液棕色沉淀

（3）c试管中得到紫色溶液和棕色浑浊的离子反应方程式为。

继续滴加醋酸，沉淀溶解，得到无色透明溶液，有如下两种猜想：

①MnO；、M11O2可能被CH3coOH还原。

设计实验：将lmL0.01mol・LiKMn04溶液与少量MnCh固体混合，再向其中加入少许

2moi•L“CH3co0H溶液，（填现象），证明猜想不合理。

②MnO：、Mn02可能被还原，发生的反

应：，。

经实验验证，猜想合理。

由以上实验可知：so2-.MnO2的性质不仅与溶液的酸碱度有关；还与试剂的用量等有

关。

15.（2023•海淀区校级模拟）CO2的绿色减排、捕捉、转化是人类可持续发展的重要战略之

（1）C02来源之一是汽车尾气

汽油一►

空气一

①根据如图1,写出气缸内产生NO的热化学方程式

②写出转换器中在催化剂作用下NOx和CO反应的化学方程式。

③在催化转换器中机动车尾气转化效率与空燃比(空气与燃油气的体积比)的关系如图

2.若空燃比小于14.7,氧气不足，CxHy和CO不能被完全氧化，导致其转化效率降低;

若空燃比大于14.7,则NOx的转化效率降低，原因是。

(2)利用NaOH溶液可以“捕捉”CO2

已知：0.448LCO2(已折算标准状况)被NaOH溶液充分吸收，得到100mL含有Na2c。3

和NaHCO3的吸收液。

①向吸收液中加入足量BaC12溶液得到沉淀，经过滤、洗涤、干燥后，称重为1.97g,则

吸收液中c(Na2co3)=。(该条件下NaHCO3与BaCb不反应)

②对该吸收液，下列判断正确的是。

a.c(CQ2-)>C(氏0])12c(C0『)+。(HCOg)(OH)=c(H+)+c(Na+)

c.c(H2co3)+c(HCOg)+c(C0，)=0-2mol,L1

(3)工业上可用CO2来制甲醇

①CO2(g)+3H2(g)UCH30H(g)+H2O(g)AH<0根据图3分析，实际工业生产

中，反应温度选择250℃的理由______________________。

②利用光电催化原理，由CO2和H2。制备CH30H的装置如图4.写出右侧的电极反应

式_______________________

§

470

虫60

皿50

40

30

OI

X00200250300温度/七

图3

1

00

/80

：••+OO；2X632kJ・mol：2・o、60

榔40

楼

N20

946kJ,mol-'498kJ'mol-1蹴

MOO

131414.71516

图1空燃比

图2

五.制备实验方案的设计(共2小题)

16.(2023•朝阳区校级二模)稀土(RE)包括锢、钮等元素，是高科技发展的关键支撑。

我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取

稀土的工艺如图：

酸化MgSOJ容液月桂酸讷盐酸

速渣速液2月桂酸

已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。

该工艺条件下，稀土离子保持+3价不变；(CiiH23coO)2Mg的Ksp=1.8X10"；A1(0H)

3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。

离子Mg2+Fe3+Al3+RE3+

开始沉淀时的pH8.81.53.66.2〜7.4

沉淀完全时的pH/3.24.7/

(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是«

(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至的范围内，该过程中Al3+

发生反应的离子方程式为o

(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg?+浓度为2.7g-L'o为尽可

能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(CuH23coO

')低于mokl/i(保留两位有效数字).

(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率，其原因是o

②“操作X”的过程为：先,再固液分离。

(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有(写化学式)。

(6)稀土元素铝(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。

①还原YC13和PtCLt熔融盐制备Pt3Y时，生成lmolPt3Y转移mol电子。

②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化02的还原，发生的电

极反应为«

17.(2023•西城区校级模拟)MnO2是重要化工原料，由软镒矿制备MnCh的一种工艺流程

如图。

软修"研.♦""黄"*Mn*这出液.疝•MiT.纯化液~^麻*MnO：

资料：

①软钵矿的主要成分为MnO2,主要杂质有AI2O3和SiO2

②金属离子沉淀的pH

Fe3+Al3+Mn2+Fe2+

开始沉淀1.53.45.86.3

时

完全沉淀2.84.77.88.3

时

③该工艺条件下，MnC>2与H2so4不反应。

(1)溶出

①溶出前，软镭矿需研磨。目的是o

②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mr?+的主要途径如图所示。

MnO;Mn"

Ee-------►Fe"'F'e'

III

i.II是从软镭矿中溶出Mr?+的主要反应，反应的离子方程式是

+2+

ii.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H=Fe+H2t,完全溶出Mi?+所需Fe与MnO2的物

质的量比值为2.而实际比值（0.9）小于2,原因是。

（2）纯化

已知：MnCh的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnCh，后加入NH3・H2。，调溶液

pHg5,说明试剂加入顺序及调节pH的原因：。

（3）电解：Mi?+纯化液经电解得MnCh.生成MnCh的电极反应式

是。

（4）产品纯度测定

向ag产品中依次加入足量bgNa2c2O4和足量稀H2SO4.加热至充分反应，再用cmol-L

iKMnCU溶液滴定剩余Na2c2O4至终点，消耗KMnCh溶液的体积为dL.（已知：MnO2

及MnOj均被还原为Mn2+.相对分子质量：MnO286.94；Na2c2。4134.0）产品纯度

为。（用质量分数表示）

2023年高考化学压轴题训练④（模拟题选编）

参考答案与试题解析

晶胞的计算（共1小题）

1.（2023•东城区一模）LiFePCU常用作车载动力电池的正极材料。以碳酸锂、草酸亚铁、

磷酸二氢镂为主要原料经高温煨烧可制备LiFePCU。

（1）草酸亚铁晶体由C、H、0、Fe4种元素组成，其结构片段如图所示。

③草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4・2H2O。

（2）将原料与适量乙醇充分混合后，在氮气保护气氛中高温煨烧，得到LiFePCU。

①从结构的角度分析，氮气能用作保护气的原因是氮气分子中存在氮氮三键，键能大,

N2化学性质稳定。

②反应体系在100〜400℃之间具有较大的失重，导致失重的原因之一是NH4H2P04分解,

补全方程式。2NH4H2P04100-400也2NH3t+3H2O+1

P2O5。

（3）LiFePO4晶体中，FeO6八面体和PO4四面体组成空间链状结构，Li卡填充在链之间

的孔道内，晶胞如图a所示。充放电时，LiFePCU中的Li+会不断脱嵌或嵌入，晶体结构

变化示意图如图。

(a)LiFePO«(b)FePO4

①i表示充电（填“充电”或“放电”）过程。

②已知：Li+的脱嵌率=―脱嵌出的Li+数_xiOO%0某时刻，若正极材料中n

LiFeP(\巾Li卡的总数

(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1,贝ULi卡的脱嵌率为25%,平均每个晶胞脱嵌1个

Li+»

【解答】解：(1)①基态26Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6,其3d能级上的电子为其价

层电子，所以其价电子排布式为3d6,

故答案为：3d6；

②根据图知，草酸亚铁晶体中Fe?+与2个H20中O原子、2个草酸根离子中4个0原子

相连，所以其配位数是6,

故答案为：6；

③草酸亚铁晶体中，每个基本单元中含有1个Fe2+、2个H2O分子、1个C2oj,化学

式为FeC2O4-2H2O,

故答案为：FeC2O4・2H2O;

(2)①键能越大，化学键越稳定，该物质越不易发生反应，氮气分子中存在氮氮三键，

键能大，N2化学性质稳定，所以可以作保护气，

故答案为：氮气分子中存在氮氮三键，键能大，N2化学性质稳定；

②弱酸酸式的钱盐受热分解生成氨气、水等物质，根据方程式知，NH4H2P04受热分解

生成P2O5、H20>NH3,2NH4成P04100-400七2NH3t+3H2O+P2O5,

故答案为：2；2；NH3t；3；H2O；1；

(3)①根据图知，(a)LiFePCU失电子发生氧化反应生成(b)中的FePCU，所以为充电

过程，

故答案为：充电；

②根据图知，Fe2+失电子生成Fe3+,同时脱嵌1个Li+,某时刻，若正极材料中n(Fe?*)：

n(Fe3+)=3：1,脱嵌的Li+与总Li+个数之比为1：4,所以Li卡的脱嵌率为工义100%=

4

25%；(a)中Li*个数=8XJL+4X1+4X工=4,脱嵌的Li卡与总Li*个数之比为1：4,所

824

以该晶胞中脱嵌1个Li+,

故答案为：25%；k

二.有机物的合成(共