高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂,具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用,高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备流程如下:
试回答下列问题
(1)反应器中,NaOH、NaClO、Fe(NO3)3发生反应生成Na2FeO4,完成并配平下列离子反应方程式:
□Fe3++□ClO─+□OH─ ==□FeO42─+□Cl─+□___________
(2)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响,当NaClO浓度为298g/L时,高铁酸钠的产率最高,此时NaClO的物质的量浓度为_______________。
(3)你认为操作①能够发生转化的原因是__________,慢慢滴加的原因的是___________。
(4)操作②如果温度过高会造成高铁酸钾的分解,高铁酸钾受热分解时生成金属氧化物和氧气,该反应的化学方程式为__________________。
(5)可以用电化学法制取Na2FeO4,其装置如图所示,则阳极的电极反应式为 ;
阴极的电极反应式为______________;电解一段时间后溶OH─的浓度会_________(填“升高”、“降低”
或“不变”)。
铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)高温煅烧时CuS发生的反应为:____CuS+____NaCl+____ O2→____CuCl2+ _____Na2SO4,配平该反应方程式。
(2)工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体:
①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是________________;
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在___________范围;
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
不用加水的方法调节溶液pH的原因是________________;
③进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是____________(结合离子方程式说明)。
(3)通过下述图1装置可制取硫酸铜溶液(已知:2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O)。
烧瓶内发生反应的离子方程式为____________________________________________;图2是图1的改进装置,其优点有①__________________________,②_________________________。
(4)已知在常温下Cu2+和Fe3+在溶液中随pH变化时水解的曲线如图所示
对图中a点的说法正确的是 (填序号)。
①加适量NH4C1固体可使溶液由a点沿水平方向变到Cu2+曲线上。
②溶液中a点和水平线在Fe3+和Cu2+曲线上任意截点的C(H+)与c(OH-)乘积相等
③Fe(OH)3、Cu(OH)2在a点代表的溶液中均达到饱和
(16分)氮及其化合物在工农业生产中具有重要作用,人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
(1)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入_________极(填“阴”或“阳”;向另一电极通入N2,该电极的反应式为__________________________。
(2)目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ/mol。某小组进行工业合成氨的模拟研究,在1L密闭容器中,分别加入0.1mol N2和0.3mol H2。实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示。
实验②从开始到达到平衡状态的过程中,用H2表示的平均反应速率为 。与实验①相比,实验②所采用的实验条件可能为 (填字母),实验③所采用的实验条件可能为 (填字母)。
a.增大压强
b.减小压强
c.升高温度
d.降低温度
e.使用催化剂
(3)NCl3遇水发生水解反应,生成NH3的同时得到 (填化学式)。ClO2是广谱高效消毒剂,制备原理为NCl3+6ClO2-+3H2O=NH3↑+6ClO2+3OH-+3Cl-。若制取27g ClO2,则反应中转移电子的物质的量是 。
(4)25℃时,将amol·L-1的氨水与bmol·L-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a b(填“>”、“<”或“=”)。用a、b表示NH3·H2O的电离平衡常数为 。
(16分) 苹果酸是饮料苹果醋的成分之一。合成聚苹果酸的流程如下:
已知:①0.1mol苹果酸与足量碳酸氢钠溶液反应能产生4.48L二氧化碳(标准状况下);
②苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物;
③RC≡CH+HCHORC≡C-CH2OH;
④RCH2BrRCH2COOH;
⑤X、Y都是烃,在核磁共振氢谱图上都只有1个峰。
请回答下列问题:
(1)A的名称是__________;C分子中的含氧官能团名称是___________________;
(2)E的结构简式是______________________;
(3)由F制苹果酸可能发生的有机反应类型为___________________;
(4)下列关于苹果酸的说法中不正确的是________;
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种 |
B.1mol苹果酸可与3mol NaOH发生中和反应 |
C.1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1mol H2 |
D.与苹果酸具有相同官能团的同分异构体有2种 |
(5)写出下列反应的化学方程式:
①苹果酸制备聚苹果酸:___________________________________;
②D生成F:_____________________________________________;
(6)B的同分异构体中符合以下条件的有________种。
a.能发生银镜反应;
b.能与碳酸氢钠溶液反应;
c.分子中不存在
化学-有机化学基础(13分)
G是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成
已知:Ⅰ、
Ⅱ、F变成G相当于在F分子中去掉1个X分子。请回答下列问题:
(1)有机物A的化学名称为___________;由B生成C的反应类型为____________。
(2)E分子中的官能团名称为______________;X催化氧化可生成一种常温下为气体的物质,写出该气体分子的结构式_____________。
(3)下列关于G的说法正确的是 (填序号)。
a.属于芳香族化合物 b.1molG与氢气反应最多消耗5mol氢气
c.遇氯化铁溶液显紫色 d.该有机物的分子式为C9H6O3
(4)写出F与足量的NaOH溶液反应的化学方程式_______________________。
(5)含酯基且遇FeCl3溶液显紫色,与D互为同分异构体的有机物有________种,写出其中苯环上的一卤代物只有2种的同分异构体的结构简式______________。
【化学-物质结构与性质】(13分)
物质结构理论有助于人们理解物质变化的本质,进行分子设计和研究反应规律。请回答下列问题:
(1)已知硒是一种非金属,可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂。
①Se是元素周期表中第34号元素,其基态原子的核外电子排布式为_________。
②根据价层电子对互斥理论,可以推知SeO3的分子空间构型为_________,其中Se原子采用的轨道杂化形式为__________。
③CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的,已知CSe2与CO2结构相似,则CSe2分子内σ键与π键个数之比为________。
(2)金属铜广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
①CuO受热易分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构来说明CuO受热易分解的原因:____________。
②向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体。上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有________和_____________。
(3)硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。
①立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料,同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是_______________________。
②科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。如图是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_________。