(14分)铜、铁、铝是重要的金属材料,铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途。
(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜,该反应中氧化剂为________.电解粗铜制取精铜,电解时,阳极材料是________。
(2)铁元素与氯元素可形成FeCl2和FeCl3两种化合物,下列说法正确的是 (填序号)。
①保存FeCl2溶液时,需向溶液中加入少量Fe
②FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池,电子由铜片沿导线流向碳棒
④向淀粉-碘化钾溶液中滴加几滴FeCl2的浓溶液,原无色溶液变为蓝色
⑤纯铁与稀盐酸反应产生氢气的速率较慢;再加入少量CuCl2·2H2O晶体,速率加快
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。K2FeO4可以铁为电极,通过电解浓的KOH溶液来制取,写出电解法制取K2FeO4的阳极反应式: 。
(4)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是 。
a.NaOH溶液 b.氨水 c.CO2 d.盐酸
(5)四氢铝锂(LiAlH4)是有机合成中重要的还原剂,溶解于NaOH溶液时产生一种无色气体,请完成并配平该反应的离子方程式。
LiAlH4+ = + +
液化石油气中常存在少量有毒气体羰基硫(COS),必须将其脱除以减少环境污染和设备腐蚀。完成下列填空。
(1)写出羰基硫的电子式,羰基硫分子属于(选填“极性”、“非极性”)分子。
(2)下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是。
a.相同条件下水溶液的pH:Na2CO3>Na2SO4
b.酸性:H2SO3>H2CO3
c.CS2中碳元素为+4价,硫元素为-2价
(3)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,对钢铁设备产生电化学腐蚀。写出正极的电极反应式 ,负极的反应产物为(填化学式)。
为除去羰基硫,工业上常采用催化加氢转化法,把羰基硫转化为H2S再除去:COS + H2CO + H2S
(4)已知升高温度,会降低羰基硫的转化率。则升高温度,平衡常数K,反应速率(均选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(5)若反应在恒容绝热密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是。
a.容器内气体密度保持不变 b.容器内温度保持不变
c.c(H2)=c(H2S)d.υ(H2)正=υ(H2S)正
(6)已知该反应的平衡常数很大,说明。
氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和Cu。
(1)现有8.4克氧化铜被氢气完全还原后,得到红色固体6.96克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是;
(2)若将6.96克上述混合物与足量的浓硝酸充分反应:
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是,其物质的量之比是;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体20.328g。经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中,所得晶体的化学式为。
(3)Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL 0.6mol/L HNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mL NO气体(标准状况)。如原混合物中Cu的物质的量为X,求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围(写出解题过程)。
乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化为烃B、烃C。以C为原料可以合成聚对羟基苯甲酸 (G)。已知:
①A是一种有机酸,分子式为C9H10O3。
②B的相对分子质量为104,分子中含苯环且能使溴的四氯化碳溶液褪色。
③C的相对分子质量为78,且分子中只有一种氢原子。
(1)写出乙炔分子的电子式, F中的含氧官能团名称;
(2)上述①至⑧的反应中,属于加成反应的有,第④步反应所需的试剂和条件是;
(3)写出A的结构简式;
(4)下列有关的描述中,正确的是;
a. 1molB最多能与4molH2加成
b. B通过氧化反应可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
c. B、C、D是同系物
d. A→X的反应属于缩聚反应
(5)写出F→G反应的化学方程式。
有机物A ( )是有机工业的重要原料,可用于合成多种有机物。
I.由A为原料,可以合成有机物D。根据如下流程回答:
已知:R-CNR-COOH。
(1)A的名称为;
(2)D的结构简式为。
II.以A为主要原料合成有机物G:,合成路线流程图为:
(3)反应②的化学方程式;
(4)写出检验反应③的产物中残留有机反应物的试剂;
(5)写出符合下列条件的G的同分异构体的其中一种结构简式:①分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有一种;②能发生水解反应;③遇FeCl3溶液显紫色。。
(6)根据已有知识并结合相关信息,写出以A的最简单同系物为原料制备的合成路线流程图表示(有机物用结构简式,注明反应试剂和条件)
(合成路线常用的表示方式为:AB……
目标产物)
辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下:
(1)写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式、。
(2)回收S过程中温度控制50℃~60℃之间,不宜过高或过低的原因是、。
(3)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该物质的化学式为;向滤液M中加入(或通入)下列(填字母)物质,得到另一种可循环利用的物质。
a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.盐酸
(4)保温除铁过程中加入CuO的目的是、;
(5)过滤③所得到的滤液,加入硝酸后,经操作X、过滤④得到硝酸铜晶体。
硝酸的作用是;
操作X是、(填操作名称) 。