工业上从煤干馏粗产品煤焦油中可以分离出萘,以萘为主要原料合成除草剂敌草胺的流程图如下:
(1)试剂D中的含氧官能团为 (填名称)。
(2)试剂X是 。
(3)向C的水溶液中通入少量的二氧化碳会析出有机物W和无机物,写出化学反应方程式: ;W是一种常用的抗氧剂,理由是 。
(4)D的一种同分异构体符合下列条件:
①能遇氯化铁溶液变紫色;②能发生水解反应;③它是A的衍生物;④在稀硫酸中水解,得到的含环产物在核磁共振谱图上有4个信号峰,另一种产物在核磁共振谱图上峰值比为3:2:1。写出其中一种同分异构体的结构简式: 。
(5)已知:
请以苯酚、乙醇为有机原料,制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
废铁屑(含铁锈)可用于地下水脱氮,某课题小组模拟地下水脱氮过程,并研究脱氮原理及脱氮效果。
(1)原料预处理
①先用稀硫酸洗涤废铁屑,其目的是(用离子方程式表示)______________________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入________(写化学式)。
(2)脱氮原理的研究
右图表示足量铁屑还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息回答:
①t1时刻前该反应的离子方程式:__________________。
②t1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因
是___。
(3)脱氮效果的研究
①将铁屑和活性炭同时加入上述KNO3溶液中,可以提高脱氮效果,其原因是。
②正常地下水中含有CO32-,会影响脱氮的效果,结合文字和化学用语回答其原因(答两点)。
纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
方法Ⅰ |
用炭粉在高温条件下还原CuO |
方法Ⅱ |
电解法:2Cu+H2O电解Cu2O+H2↑ |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2 |
(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是反应条件不易控制,若控温不当易生成而使Cu2O产率降低。
(2)方法Ⅰ制备过程会产生有毒气体,每生成1 g该有毒气体,能量变化a kJ,写出制备反应的热化学方程式。
(3)方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极生成Cu2O反应式为。
(4)方法Ⅲ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米
级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为。
(5)方法Ⅲ可以用甲醛稀溶液替代肼,但因反应温度较高而使部分产品颗粒过大,(填操作名称)可分离出颗粒过大的Cu2O。
(6)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:
2H2O(g)2H2(g)+O2(g)⊿H>0
水蒸气的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20min的平均反应速率ν(O2)=;实验温度T1T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验①实验②(填“>”、“<”)。
北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明:
产品标准 |
GB5461 |
产品等级 |
一级 |
配料 |
食盐、碘酸钾、抗结剂 |
碘含量(以I计) |
20~50 mg/kg |
分装日期 |
|
分装企业 |
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应,配平化学方程式(将化学计量数填于空白处): ___KIO3+___KI+___H2SO4 =___K2SO4+___I2+___H2O
(2)上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液,将I2还原,以回收四氯化碳。
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是_____________________________________。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为:
a.将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中;
b.加入适量Na2SO3稀溶液;
c.
d.分离出下层液体。
请补充填写上述操作步骤c处应进行的操作。
(3)已知:I2+2S2O32- = 2I-+S4O62-。某学生测定食用精制盐的碘含量,其步骤为:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉溶液为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液12.0 mL,恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是___________________________________。
②b中反应所产生的I2的物质的量是________mol。
③根据以上实验和包装袋说明,所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)_________mg/kg。
(Ⅰ)有一无色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、K+、CO32-、SO42-离子的几种,取此溶液分别进行了四个实验,其操作和有关现象如下图所示:
请根据上图推断:
(1)原溶液中一定存在的离子有。
(2)写出实验④中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式:。
(3)实验③中产生无色无味气体所发生的化学方程式为:。
(Ⅱ)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(4)该反应中,化合价升高的反应物是。
(5)上述反应中,1 mol氧化剂在反应中得到电子的数目为mol。
降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________ ____ ___。
(2)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。
①图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
②500℃达平衡时,CH3OH的体积分数为。
(3) 右图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),两容器分别发生上述(2)中反应的逆反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL,容器B中CH3OH转化率为 ;维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。