高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料,工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4
Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4+2H2O
(1)绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸,加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间,过滤,可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中,TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀,写出该反应的化学方程式: ;加入铁粉的作用有 、 。
(2)由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时,需在真空环境下进行,原因是 。
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致
FeC2O4的产率 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)将含有FeC2O4的混合液过滤,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是 、 。
(4)某研究小组欲从某化工残渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备较纯净的FeSO4溶液,再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤, ,过滤,得到较纯净的FeSO4溶液。
(9分)A、B、C、D、E可能是NH4Cl、Ba(OH)2、KCl、K2SO4、(NH4)2SO4无色溶液中的一种,将它们两两混合时产生的现象是:
①A和B混合后产生白色沉淀,加热后无明显现象.
②B和C混合也产生白色沉淀,加热后有气体产生,气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
③B和E混合后无沉淀,但加热后也产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体.
④D和任何一种溶液混合后,都无明显变化.根据上述现象,回答:
(1)A:________,B:________,C:________,D:___________,E:________(用化学式表示).
(2)写出有关反应的离子方程式:
A+B:________________________________________________________;
B+C:________________________________________________________;
B+E:_________________________________________________________.
(6分)氮化硅(氮显-3价,硅显+4价)是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得.
(1)写出氮元素的原子结构示意图____________和氮化硅的化学式________.
(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除HF外,它不与其他无机酸反应.试推测该陶瓷被HF腐蚀的化学方程式__________________________________.
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为________________________________.
(7分)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体.
①D的化学式是________;
②在工业生产中B气体的大量排放被雨水吸收后形成了________而污染了环境.
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体.
①A、C的化学式分别是:A________;C________.
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式____________________________________________________________________________________________.该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应.
(6分)A、B两种气体组成的混合气体(相对分子质量A大于B),只含氮氢两种元素.不论A、B以何种比例混合,混合气体中氮氢两种元素的质量比始终大于14∶3,则A为________,B为________(填化学式).若混合气体中氮氢两元素的质量之比为14∶1,则混合物中A、B的物质的量之比为________.
(16分)直接生成碳-碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年倍受关注的一类直接生成碳-碳单键的新型反应,例如:
化合物Ⅰ可由以下合成路线获得:
Ⅱ(分子式为C3H8O2)氧化→
(1)化合物Ⅰ的分子式为;
其完全水解的化学方程式为(注明条件)。
(2)化合物II与氢溴酸反应的化学方程式为(注明条件)。
(3)化合物Ⅲ没有酸性,其结构简式为;Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和 NaHCO3溶液反应放出CO2,化合物Ⅴ的结构简式为。
(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式如图)分子获得2个氢原子后,转变成1个芳香族化合物分子。该芳香族化合物分子的结构简式为________。
(5)1 分子与 1 分子
在一定条件下可发生类似反应①的反应,其产物分子的结构简式为________;1 mol 该产物最多可与________mol H2发生加成反应。