某化学兴趣小组在探究常见物质转化时,发现部分物质存在如图所示的三角转化关系(部分反应物或生成物已略去)。已知①图中每个小三角形的三种物质中至少含有一种相同元素,K与L、A与B分别含有相同的元素。②D,J为固体单质,R为气体单质,其余为常见化合物。③A能使品红溶液褪色,也能使澄清石灰水变浑浊。④E为淡黄色化合物,E与C或L反应都能生成R。⑤I为氧化物,I与F或C都能反应;G和L反应生成难溶物H,H具有较强的吸附性。
(1) J物质的化学式为 ,B所形成的晶体
为 晶体,工业上要让B转化为C,与B反应的原料是 。
(2)标况下,由E生成R 11.2 L时转移的电子数为 。
(3)C+JA+L的化学方程式为: 。
I+F→G的离子方程式为: 。
(4)常温下,测得一定浓度的G溶液的pH=10,试用离子方程式表示其原因 。
(5)J的最简单氢化物可与空气在碱性溶液中形成燃料电池,其负极电极反应式为 。
(12分)
雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得。
(1)元素第一电离能:Al ▲Mg(选填:“>”、“<”、“=”)
(2)雷尼镍催化的一实例为:
化合物b中进行sp3杂化的原子有: ▲。
(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是: ▲(选填序号)。
a.氯化钠b.氯化铯c.石英d.金刚石
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀。
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为: ▲。
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为4)。
β-拉帕醌(β-lapachone)是一种抗癌新药,合成路线如下:
(1)已知X的分子式为C5H9Cl,则X的结构简式为: ▲。
(2)反应类型A→B ▲。
(3)上述反应中,原子利用率达100%的是 ▲(选填:“A→B”、“B→C”、“D→E”、“E→F”)。
(4)D→E发生的是取代反应,还有一种副产物与E互为同分异构体,且属于醚类,该物质的结构简式为: ▲。
(5)化合物B的同分异构体很多,满足下列条件的同分异构体数目有 ▲种(不包括立体异构)。
①属于苯的衍生物②苯环上有两个取代基
③分子中含有一个手性碳原子④分子中有一个醛基和一个羧基
(6)已知:双烯合成反应:,试由2-甲基-1,3-丁二烯和乙烯为原料(无机试剂及催化剂任用)合成高分子
。
[提示]合成路线流程图示例如下:
已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4] ―,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法。
[方法一]还原法在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。
具体流程如下:
有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Cr3+ |
完全沉淀为对应氢氧化物的pH |
9.0[ |
3.2 |
5.6 |
(1)写出Cr2O72―与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式▲。
(2)还原+6价铬还可选用以下的 ▲试剂(填序号)。
A.明矾 B.铁屑 C.生石灰 D.亚硫酸氢钠
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为: ▲(填序号);
A.Na2O2 B.Ba(OH)2 C.Ca(OH)2 D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在 ▲(填序号)最佳。
A.3~4 B.6~8 C.10~11 D.12~14
[方法二]电解法将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72一发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH一结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(4)写出阴极的电极反应式 ▲。
(5)电解法中加入氯化钠的作用是: ▲。
尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l)△H=-103.7 kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)下列措施中有利于提高尿素的产率的是 ▲。
A.采用高温 B.采用高压 C.寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)△H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)△H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,
图Ⅰ图Ⅱ
实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第 ▲步反应决定,总反应进行到 ▲min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)= ▲。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2 ▲0(填“>”“<”或“=”)
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质,其流程如下图所示:
(1)粗盐中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,为除去这些杂质而得精盐,进行如下操作:①溶解;②加过量的BaCl2溶液;③加过量的NaOH溶液;④加过量的Na2CO3溶液;⑤ ▲;⑥加适量的盐酸;⑦ ▲。
(2)溶液Ⅱ中发生反应的化学方程式是: ▲。
(3)Mg(OH)2沉淀中因混有Ca(OH)2,可选用 ▲溶液进行洗涤以除之。
(4)高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)所得固体是氧化镁,试写出该反应的化学方程式 ▲。
(5)若在母液中通入氯气可提取海水中的溴,反应的离子方程式为: ▲。