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第第页江苏省苏州中学2024-2025学年高三上学期期中考试化学试题一、第Ⅰ卷(选择题,共39分)1.2024年1月,我国自主研制的AG60E电动飞机成功首飞。AG60E采用了SiC电控系统,SiC晶体属于A.分子晶体 B.金属晶体 C.离子晶体 D.共价晶体2.一种制取CaF2的反应为CaF2+Na2CO3+SiO2高温2NaF+CaSiO3+CO2↑。下列说法正确的是A.CaF2的电子式为B.中子数为10的F可表示为:9C.CO3D.SiO2熔点高于CO2的原因是SiO2的摩尔质量大3.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A.晶体硅为半导体,可用于制造光导纤维B.甲烷的热值(J/kg)高,可用于工业制备炭黑C.氧化铍熔点较高,可用作耐火材料D.石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力,可用作导电材料阅读下列资料,完成下列小题:水合肼(N2H4·H2O)具有强还原性。实验室将尿素[CO(NH2)2]与NaClO、NaOH溶液混合反应可制得肼,将反应后的溶液蒸馏可得到水合肼(装置如下图甲)。NaClO、NaOH混合溶液可由图乙装置制得,Cl2与NaOH溶液反应放热,温度较高时,NaClO会受热分解生成NaClO3和NaCl。碱性条件下水合肼与CrO42-反应得到Cr(OH)3沉淀和N2。尿素晶体晶胞如下图丙所示。工业上利用NH3和CO反应I:2NH3(1)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(1)△H=akJ/mol(a<0)反应Ⅱ:H2NCOONH4(1)⇌H2O(1)+CO(NH2)2(l)△H=bkJ/mol4.下列有关尿素的说法不正确的是A.尿素分子中碳原子的杂化方式为sp2B.尿素构成元素的第一电离能I(O)>I(N)>I(C)C.尿素晶体中存在分子间氢键D.1个尿素晶胞中含有2个氧原子5.下列有关实验装置的说法正确的是A.图甲装置中分液漏斗中盛放尿素水溶液,三颈烧瓶中盛放NaClO、NaOH溶液B.图甲装置中三颈烧瓶溶液充分反应后,蒸馏时应先用恒温磁力搅拌器升温,再通冷却水C.图乙装置Ⅱ中应盛放饱和NaHCO3溶液D.图乙装置Ⅲ使用冰水浴的目的是防止NaClO分解6.下列有关工业制取尿素的说法正确的是A.反应2NH3(l)+CO2(g)⇌H2O(l)+CO(NH2)2(1)的△H=(b-a)kJ/molB.采用高温,不利于提高反应Ⅰ的平衡转化率C.采用高压,能加快反应Ⅰ的速率、但不能提高原料的平衡转化率D.H2NCOONH4(氨基甲酸铵)中两个N的化合价不同7.下列有关反应书写正确的是A.制备水合肼的化学方程式为:CO(NH2)2+NaClO+H2O=N2H4·H2O+CO2↑+NaClB.制备Cl2的离子方程式为:MnO2+4HClΔMn2++Cl2↑+2Cl-+2H2OC.碱性条件下水合肼还原CrO42-的离子方程式为:3N2H4·H2O+4CrO42-+H2O=4Cr(OH)3D.NaClO受热分解的的化学方程式为:2NaClOΔNaClO3+NaCl8.我国科学家研发了一种由废水(含UO22+、A.电子从Fe电极经导线流向CCF电极B.CCF电极上发生的反应有:OC.生成(UO2OD.利用电解法再次获得含UO22+溶液,需将附着UO29.2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学方面作出贡献的科学家。一种点击化学反应如下:下列说法正确的是A.Y物质存在顺反异构体B.标况下,22.4LX物质含有1mol手性碳原子C.该反应的原子利用率为100%D.Z物质不能与溴水发生加成反应10.下列方案设计、现象和结论都正确的是选项方案设计现象结论A往2支试管中各加入1mL乙酸乙酯,再分别加入等体积等浓度的稀硫酸和NaOH溶液,置于同温度水浴加热NaOH溶液中酯层消失的快碱催化酯水解的效果比酸的催化效果好B向等浓度、等体积的H2O2中分别加入等浓度、等体积的KMnO4溶液和CuSO4溶液前者产生气泡速率快过氧化氢分解催化效果KMnO4>CuSO4C在4mL0.1mol/LK2Cr2O7溶液中加入数滴1mol/LNaOH溶液溶液由橙色变为黄色Cr2O72-(橙色)+H2O⇌D取少量“Fe粉与HNO3”反应后的溶液于试管中,依次加入H2SO4和Fe粉有有色气体产生HNO3过量A.A B.B C.C D.D11.已知:Ka1H2CO3实验实验操作和现象1测量0.1mol·L-1的NaHCO3溶液的pH为7.82向0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中持续通入CO2,溶液的pH减小3向0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中加入少量CaOH4向0.5mol·L-1的NaHCO3溶液中滴加少量0.5mol·L-1的CaCl2溶液,产生白色沉淀和无色气体下列有关说法正确的是A.实验1溶液中存在:cB.实验2中随CO2的不断通入,溶液中cHCOC.实验3反应的离子方程式为CaD.实验4所得溶液中存在c12.已知室温下,KspFe(OH)3=1×10−36A.0.1mol⋅B.pH=11的NaClO溶液中:C.“调pH”得到的上层清液中:cD.“氧化”时主要发生反应:213.CH3OH是一种液体燃料。利用CO2和H反应ⅠCO2(反应ⅡCO2(在密闭容器中,1.01×105Pa,n起始CO2:n起始H2下列说法不正确的是A.0~tmin内,240℃下反应Ⅰ的速率比在280℃下大B.从220℃~280℃,H2C.280℃时增大压强,CO2D.需研发低温下CO2转化率高和CH二、第Ⅱ卷(非选择题,共61分)14.以钛白副产品(含FeSO4及少量TiOSO4)和H2C2O4为原料制备的超微细FeC2O4·2H2O,可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。已知:①TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+;25℃时,Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29Ksp[Fe(OH)2]=1×10-16;②FeC2O4·2H2O不溶于水,溶于硫酸。③沉淀速度过快,沉淀的粒径会变大,包裹的杂质会变多。(1)FeC2O4·2H2O的制备。将一定量的钛白副产品用热水溶解,在搅拌下加入还原铁粉,反应后pH为4~5,过滤得到FeSO4溶液。在搅拌下先后加入氨水和草酸溶液,经H2SO4调节pH、过滤、水洗、烘干后得到超微细FeC2O4·2H2O。①TiO2++2H2O=TiO(OH)2↓+2H+的平衡常数K=。②加入还原铁粉的作用是;生成FeC2O4·2H2O的离子方程式为。③温度对沉淀粒径的影响如图,加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40℃的原因是。④pH对产品纯度的影响如图。沉淀过程中pH在2~3.5范围内,随pH增大会导致产品纯度降低,产生的杂质为。(2)FeC2O4·2H2O的结构。①FeC2O4·2H2O晶体为片层结构,FeC2O4·2H2O晶体层与层之间的作用力为。②每层层内每个Fe2+与2个C2O42-(3)FeC2O4·2H2O的性质。将FeC2O4·2H2O在氮气的氛围中加热分解。加热过程中固体残留率[固体残留=剩余固体质量起始固体质量×100%]随温度的变化如图所示,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,则AB段发生反应的化学方程式:15.有机物G是合成一种药物的中间体,其一种合成路线如下图所示:(1)三乙基胺的结构简式为。(2)B→C反应的目的是。(3)A→B的反应中,若第二步不加入CH3OH,则会生成分子式为C4H2O4的有机物X,X分子中含有2个四元环。X的结构简式为。(4)F的一种同分异构体符合下列条件,写出该同分异构体的结构简式:。①能使FeCl3溶液发生显色反应,能使Br2的CCl4溶液褪色;②属于一种α-氨基酸,分子中含有5种化学环境不同的氢原子。(5)写出以、CH3OH和为原料制取的合成路线图,无机试剂及有机溶剂任用,合成示例见本题题干。16.氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造杀虫剂、分析试剂和红色玻璃等。Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜离子和铜单质。以黄铜矿(主要成分为CuFeS2(1)写出“浸泡”时CuFeS2发生反应的离子方程式(2)判断“操作1”反应已完成的实验操作及现象为。(3)“热还原”时,将新制Na2SO3溶液和CuSO反应时A装置原料反应配比为nNa2SO3:n(4)反应完成后,利用装置B中的溶液(NaOH与Na2SO3混合溶液)可制备Na2SO4⋅10H2O晶体。请补充完整实验方案,取装置B中的溶液,,洗涤、干燥得Na2SO4(5)工业上常以铜做阳极,石墨做阴极,电解含有NaOH的NaCl水溶液制备Cu2O。已知:该电解过程中阳极先生成难溶物CuCl,再与NaOH反应转化为①写出阳极的电极反应方程式:。②若电解时理论上生成14.4gCu2O时,电路中通过17.选择性催化还原烟气中的NOx是环境保护研究中的热点,用NH3在有O2存在时催化还原NOx是其中常见的一种方法。(1)将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因除催化剂活性降低外,还可能是。(2)150℃时,一种含MnO2的催化剂催化还原NO的过程如图所示。①转化(I)中会生成分子式为H2N2O的中间体,该中间体的结构式为。②图中所示转化总反应的化学方程式为。(3)烟气中通常含有一定浓度SO2和水蒸气。充有SO2和水蒸气的模拟烟气在通过某锰氧化物催化剂表面时,可得到如图所示的各种结构:①充入SO2后,NO的转化率降低的原因是。②实验研究发现,图(b)所示结构既可吸附NH3得到图(c)所示结构,也可吸附H2O得到图(d)所示结构,但图(d)所示结构的生成不影响NH3吸附的总量,原因是。③长时间通入含SO2的烟气,会造成催化剂失活,失活的原因除了(3)①中的原因外,还有可能是和。
答案解析部分1.【答案】D【解析】【解答】SiC中的Si和C以共价键结合,SiC中只含共价键,SiC属于共价晶体,故选D。【分析】只含共价键的物质是共价化合物。2.【答案】C【解析】【解答】A、CaF2是离子化合物,由Ca2+和F-构成。其电子式中,两个F-应分别位于Ca2+两侧,正确形式为,而非题干中的写法,A错误;
B、氟元素的质子数为9,中子数为10时,质量数=质子数+中子数=19,应表示为919F,B错误;
C、CO32-中,中心C原子的价层电子对数计算如下:成键电子对数为3,孤电子对数=12×(4+2-2×3)=0,总对数为3,采取sp2杂化,空间构型为平面三角形,C正确;
D、SiO2属于共价晶体,微粒间通过共价键结合;CO2属于分子晶体,微粒间靠范德华力结合。共价键远强于范德华力,导致SiO2熔点更高,与摩尔质量无关,D错误;
故答案为:C。3.【答案】C【解析】【解答】A、晶体硅因半导体性质可用于制造芯片等电子元件;而光导纤维的主要成分是SiO2,并非晶体硅。两者性质与用途不对应,故A不符合题意;
B、甲烷用于工业制备炭黑是利用其不完全燃烧可生成炭黑的性质,与它的热值高低无关,故B不符合题意;
C、氧化铍熔点高,能在高温环境下保持稳定,这一性质使其适合用作耐火材料,性质与用途直接对应,故C符合题意;
D、石墨能导电是因为层内碳原子形成的大π键中电子可自由移动,与层间的分子间作用力无关,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析·】判断各选项中物质的性质与其用途是否存在直接对应关系,需结合物质的成分、结构及性质特点逐一分析。【答案】4.B5.D6.B7.C【解析】【分析】(1)A.判断碳原子杂化方式。B.比较元素第一电离能顺序。C.判断晶体中是否存在分子间氢键。D.计算晶胞中氧原子数目。(2)A.判断分液漏斗与三颈烧瓶中试剂的合理性。B.判断蒸馏操作的先后顺序。C.判断除杂试剂的正确性。D.分析冰水浴的作用。(3)A.应用盖斯定律计算总反应焓变。B.分析温度对反应I平衡的影响。C.分析压强对反应I速率和平衡的影响。D.判断H2NCOONH4中N的化合价。(4)A.分析碱性条件下产物的合理性。B.判断离子方程式的拆分与配平。C.验证氧化还原反应的配平合理性。D.判断NaClO分解反应的配平。4.【解答】A、尿素分子结构为H2N-CO-NH2,中心C原子与O形成双键,与2个N形成单键,价层电子对数为3,杂化方式为sp2,A正确;
B、尿素含H、C、N、O元素。H的第一电离能最小;同周期元素中,第一电离能随原子序数增大总体升高,但N的2p轨道半满更稳定,故第一电离能:I(N)>I(O)>I(C)>I(H),选项中遗漏H且顺序错误,B错误;
C、尿素分子含N-H键,分子间可通过N-H…O形成氢键,C正确;
D、根据晶胞结构,顶点O原子贡献为8×1/8=1,面心O原子贡献为2×12=1,总氧原子数为2,D正确;
5.【解答】A、水合肼有强还原性,若分液漏斗中放NaClO、NaOH溶液,易过量氧化产物。应将尿素溶液放入分液漏斗,逐滴加入三颈烧瓶的NaClO、NaOH溶液中,A错误;
B、蒸馏时需先通冷却水,再升温加热,否则馏分会挥发损失,B错误;
C、装置II目的是除去Cl2中的HCl,应选饱和食盐水;饱和NaHCO3溶液会与Cl2反应生成CO2,C错误;
D、Cl2与NaOH反应放热,温度过高会导致NaClO分解,冰水浴可降温防分解,D正确;
故答案为:D。6.【解答】A、总反应为反应I+反应II,ΔH=(a+b)kJ/mol,而非(b-a)kJ/mol,A错误;
B、反应I的ΔH<0(放热),高温会使平衡逆向移动,降低反应物平衡转化率,B正确;
C、反应I是气体分子数减少的反应(1mol气体变成0mol气体),高压既能加快反应速率,又能促进平衡正向移动,提高原料转化率,C错误;
D、两个N原子均来自NH3,化合价均为-3价,D错误;
故答案为:B。7.【解答】A、制备水合肼时存在NaOH,CO2会与碱反应生成碳酸盐,不会以气体形式放出,A错误;B、浓盐酸应拆分为H+和Cl-,正确离子方程式为MnO2+4H++2Cl-=ΔMn2++Cl2↑+2H2C、碱性条件下,N2H4·H2O(N为-2价)还原CrO42-(Cr为+6价),生成Cr(OH)3(Cr为+3价)和N2(N为0价),配平符合电子、电荷及元素守恒,C正确;D、正确分解反应为3NaClO=ΔNaClO3+2NaCl,原方程式配平错误,D错误;
8.【答案】C【解析】【解答】A、Fe电极是负极(Fe失电子),CCF电极是正极(得电子),电子从负极经导线流向正极,即从Fe电极到CCF电极,A正确;
B、CCF电极上O2得电子,结合H2O生成H2O2和OH-,反应为O2+2H2O+2e-=H2O2+2OH-,B正确;
C、反应中UO2作还原剂(U元素化合价升高),H2O2作氧化剂(O元素化合价降低),根据反应式,n(氧化剂):n(还原剂)=2:1,而非1:2,C错误;
D、UO2、(UO2)O2・2H2O需被氧化为UO22+,应置于阳极(发生氧化反应),D正确;
故答案为:C。
【分析】A.根据原电池正负极判断电子流向。B.分析CCF电极(正极)的还原反应。C.判断生成(UO2)O2・2H2O反应中氧化剂与还原剂的比例。D.分析电解法回收UO22+时的电极设置。9.【答案】C【解析】【解答】A、Y物质的结构中含有碳碳三键(Ph—C≡C—H),碳碳三键为直线形结构,相连的原子或基团无法形成不同的空间排列,不存在顺反异构现象,A错误;
B、X物质含有多个羟基和叠氮基,相对分子质量较大,且分子中含多个羟基,标准状况下应为液态而非气态,无法通过22.4L计算其物质的量,也就不能确定手性碳原子的物质的量,B错误;
C、从反应式可知,X与Y发生反应只生成Z一种产物,没有其他副产物生成,所有反应物的原子全部进入产物中,因此原子利用率为100%,C正确;
D、Z物质的结构中含有碳碳双键(从反应产物结构可看出存在双键),碳碳双键能与溴水发生加成反应,D错误;
故答案为:C。
【分析】根据有机物的结构特点,分析其是否存在顺反异构、手性碳原子数目,结合反应类型判断原子利用率及能否发生加成反应,进而判断各选项的正确性。A.判断Y物质是否存在顺反异构。B.计算标准状况下X物质中手性碳原子的物质的量。C.判断该反应的原子利用率。D.判断Z物质能否与溴水发生加成反应。10.【答案】C【解析】【解答】A、乙酸乙酯在酸性条件下的水解是可逆反应,稀硫酸起催化作用;在碱性条件下,NaOH不仅催化还会与水解生成的乙酸反应,使平衡正向移动,加快酯层消失。这里NaOH是反应物而非催化剂,不能说明“碱的催化效果更好”,A错误;
B、KMnO4与H2O2反应时,KMnO4是氧化剂(Mn元素化合价降低),H2O2是还原剂(O元素化合价升高),二者发生氧化还原反应,并非KMnO4催化H2O2分解,不能比较催化效果,B错误;
C、K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2CrO42-(黄色)+2H+。加入NaOH后,OH-与H+结合使H+浓度降低,平衡正向移动,溶液由橙色变为黄色,现象与结论一致,C正确;
D、Fe与HNO3反应后,溶液中可能含NO3-。加入H2SO4后,酸性条件下NO3-可与Fe粉反应生成NO(有色气体),无论原HNO3是否过量,均可能出现该现象,无法证明HNO3过量,D错误;
故答案为:C。
【分析】逐一分析每个选项的实验设计是否合理,现象与结论之间是否存在必然逻辑关系,结合化学反应原理判断正误。A.区分催化剂与反应物对反应的影响。B.判断物质是否作为催化剂参与反应。C.分析外界条件对化学平衡的影响。D.分析气体产生的多种可能性。11.【答案】D【解析】【解答】A、实验1中NaHCO3溶液pH=7.8(碱性),说明HCO3-的水解程度大于电离程度(水解生成H2CO3,电离生成CO32-)。但水解是微弱过程,大部分HCO3-未参与反应,故溶液中c(H2CO3)<c(HCO3-),A错误;
B、由Ka2(H2CO3)=c(CO32-)・c(H+)c(HCO3-),可得cHCO3-cCO32-=cH+Ka2H2CO3。通入CO2后溶液酸性增强,c(H+)增大,而Ka2不变,故该比值应逐渐增大,B错误;
C、向NaHCO3溶液中加少量Ca(OH)2,OH-完全反应,1molCa(OH)2提供2molOH-,与2molHCO3-反应生成2molCO32-,其中1mol与Ca2+结合为CaCO3沉淀,剩余1molCO32-,离子方程式应为Ca2++2HCO3−+2OH−=CaCO3↓+2H2O+CO32−,C错误;
D、实验4中,NaHCO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀、CO2和NaCl,溶液中含Na+、Cl-及碳元素的各种存在形式(H2CO3、HCO3-、CO3B.分析通入CO2对cHCOC.判断反应的离子方程式是否正确。D.利用物料守恒分析粒子浓度关系。12.【答案】C【解析】【解答】A、物料守恒:c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol·L-¹(因Na+浓度为0.2mol·L-¹);电荷守恒:c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)=c(H+)+c(Na+)。联立得
c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3),c(OH-)-c(H+)=c(HCO3−)+2c(H2CO3)=0.1mol/L+c(H2CO3)-c(CO32−)<0.1mol•L-1+c(HB、由Ka=c(ClO−)·c(H+C、调pH后,Fe3+沉淀(c(Fe3+)·c3(OH−)≥D、碱性中ClO-作氧化剂,Cl元素应被还原为Cl-(而非Cl2),反应为2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O,D错误;故答案为:C。
【分析】A.通过Na2CO3溶液中的物料守恒和电荷守恒,推导c(OH-)-c(H+)的表达式并判断。B.根据HClO的电离常数,计算pH=11时ClO-与HClO的浓度比。C.利用Fe(OH)3和Ni(OH)2的溶度积,推导上层清液中c2D.分析碱性条件下ClO-氧化Ni2+生成NiOOH的反应产物。13.【答案】B【解析】【解答】A、由图可知,0~tmin内,240℃下CH3OH的选择性几乎为100%,280℃下为90%。这表明在240℃时,反应Ⅰ进行得更迅速,所以240℃下反应Ⅰ的速率比280℃下大,A正确;
B、从反应式来看,消耗1molCO2会生成1molH2O。观察图像,220℃~280℃,CO2的平衡转化率是逐渐减小直至几乎不再变化的,所以H2O的平衡产率应逐渐减小直至几乎不再变化,并非先增大后缓慢减小,B错误;
C、反应Ⅰ是气体分子数减少的反应(1molCO2与3molH2反应生成1molCH3OH和1molH2O),280℃时增大压强,反应Ⅰ会正向进行;反应Ⅱ中气体分子数不变(1molCO2与1molH2反应生成1molCO和1molH2O),增大压强平衡不移动。结合图像,可推断CO2的转化率可能大于40%,C正确;
D、反应Ⅰ是放热反应(ΔH1=-58kJ・mol-¹),低温有利于其正向进行;反应Ⅱ是吸热反应(ΔH2=+41kJ・mol-¹),低温不利于其正向进行。所以需要研发低温下CO2转化率高且CH3OH选择性高的催化剂,D正确;
故答案为:B。
【分析】结合反应的热效应、图像中物质选择性和转化率的变化,以及压强对平衡的影响,分析各选项的正误。
A.通过CH3OH的选择性判断反应Ⅰ的速率大小。
B.根据CO2平衡转化率的变化,分析H2O平衡产率的变化。
C.分析压强对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡的影响,进而判断CO2转化率的变化。
D.结合反应Ⅰ和反应Ⅱ的热效应,分析研发催化剂的方向。14.【答案】(1)10;调节pH,促进TiO2+水解,提升Fe2+浓度;Fe2++(2)范德华力和氢键(或分子间作用力);(3)3FeC【解析】【解答】(1)①对于TiO2++2H2O=TiOOH2↓+2H+的平衡常数K=②TiOSO4用热水溶解,在热水中水解程度大,水解方程式为TiOSO4+2H2O⇌H2TiO3↓+H2SO4,促进FeC2O③加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40℃的原因是:温度过高,氨水挥发(分解),反应速度增加,产品粒径增大,包裹的杂质会变多;温度过低,反应速度减慢;④pH对产品纯度的影响如图,pH过高,亚铁离子被氧化的同时发生水解,生成沉淀,过程pH>2时会导致产品纯度降低,产生的杂质为Fe2(C2故答案为:10;调节pH,促进TiO2+水解,提升Fe2+浓度;Fe2++H2C2O4+2NH3⋅H②FeC2O4·2H2O晶体为片层结构,层内每个Fe2+与2个C2O42−故答案为:范德华力和氢键(或分子间作用力);;
(3)设固体物质的量为1mol,总质量为180g,则A点固体质量为180g×80%=144,A点恰好为FeC2O4,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,B点固体质量为180g×42.96%=77.328g,其中Fe为56g,则n(O)=77.328−5616mol,n(Fe):n(O)=56g56g/mol:(77.328−56)g16g/mol=1:1.333≈3:4,所以B点为Fe3O4,则AB段发生反应的化学方程式:3FeC2O4200∼400°CFe3O4+4CO↑+2CO2↑。
故答案为:3FeC2O4200∼400°CFe3O4+4CO↑+2CO2↑。
(1)①对于TiO2++2H2O=TiOOH2↓+2H+的平衡常数K=②TiOSO4用热水溶解,在热水中水解程度大,水解方程式为TiOSO4+2H2O⇌H2TiO3↓+H2SO4,促进FeC2O③加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40℃的原因是:温度过高,氨水挥发(分解),反应速度增加,产品粒径增大,包裹的杂质会变多;温度过低,反应速度减慢;④pH对产品纯度的影响如图,pH过高,亚铁离子被氧化的同时发生水解,生成沉淀,过程pH>2时会导致产品纯度降低,产生的杂质为Fe2(C2(2)①FeC2O4·2H2O晶体层与层之间的作用力为范德华力(或分子间作用力)因其含结晶水,所以含氢键(或分子间作用力);②FeC2O4·2H2O晶体为片层结构,层内每个Fe2+与2个C2O42−(3)设固体物质的量为1mol,总质量为180g,则A点固体质量为180g×80%=144,A点恰好为FeC2O4,B点时,固体只含有一种铁的氧化物,B点固体质量为180g×42.96%=77.328g,其中Fe为56g,则n(O)=77.328−5616mol,n(Fe):n(O)=56g56g/mol:15.【答案】(1)(CH3CH2)3N(2)保护羟基,防止发生副反应(3)(4)或(5)→H+、KMnO4→CH3【解析】【解答】(1)三乙基胺是三个乙基连在同一个N原子上,其结构简式为(CH3CH2)3N;故答案为:(CH3CH2)3N;
(2)由流程可知B→C过程中将羟基转化为醚键,而D→E过程中,又得到羟基,由此可知,B→C的目的是保护羟基,防止发生副反应;故答案为:保护羟基,防止发生副反应;
(3)若第二步不加入CH3OH,则A会发生分子内脱水成环的酯化反应,X分子中含有2个四元环,结合X的分子式可知,X的结构简式为;故答案为:;
(4)①能使FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,能使Br2的CCl4溶液褪色,说明含有不饱和键;②属于一种α-氨基酸,则氨基和羧基链在同一个碳原子上,分子中含有5种化学环境不同的氢原子,说明其结构对称,满足条件的结构简式有或;故答案为:或;
(5)根据E→F的条件可知,想要合成,则需要与在DMF作用下合成,根据逆推可知,首先发生氧化反应生成,与甲醇发生酯化反应生成,在NaBH4作用下发生还原反应得到,故合成路线为→H+、KMnO4→CH3OH浓硫酸、Δ→NaBH4。故答案为:→H+、KMnO4→CH3OH浓硫酸、Δ→NaBH4。
【分析】A分子中的羧基在SOCl2作用下与CH3OH发生酯化反应,生成含酯基的B;B中的羟基与环状醚类化合物:(1)三乙基胺是三个乙基连在同一个N原子上,其结构简式为(CH3CH2)3N;(2)由流程可知B→C过程中将羟基转化为醚键,而D→E过程中,又得到羟基,由此可知,B→C的目的是保护羟基,防止发生副反应;(3)若第二步不加入CH3OH,则A会发生分子内脱水成环的酯化反应,X分子中含有2个四元环,结合X的分子式可知,X的结构简式为;(4)①能使FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有酚羟基,能使Br2的CCl4溶液褪色,说明含有不饱和键;②属于一种α-氨基酸,则氨基和羧基链在同一个碳原子上,分子中含有5种化学环境不同的氢原子,说明其结构对称,满足条件的结构简式有或;(5)根据E→F的条件可知,想要合成,则需要与在DMF作用下合成,根据逆推可知,首先发生氧化反应生成,与甲醇发生酯化反应生成,在NaBH4作用下发生还原反应得到,故合成路线为→H+、KMnO4→CH3OH浓硫酸、Δ→NaBH4。16.【答案】(1)CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S(2)取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生(3)3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑;因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量(4)边搅拌边向溶液中通入SO2,用pH计测量溶液的pH值,至pH约为10时,再向溶液中通入O2至pH约为7,将溶液加热浓缩至有晶膜出现,降温结晶,过滤(5)Cu-e-【解析】【解答】(1)由图可知,加入硫酸铁,有硫单质生成,根据氧化还原反应,“浸泡”时CuFeS2发生反应的离子方程式CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S,答案:CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S;故答案为:CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S;
(2)判断“操作1”反应已完成即不含有二价铁,检验二价铁实验操作及现象为取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生,答案:取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生;故答案为:取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生;
(3)反应时A装置原料反应配比为n(Na2SO3):n(CuSO4)=3:2,B装置的作用是吸收反应产生的酸性气体,防止污染环境,说明有SO2生成,3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑,化学方程式为3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑;不断滴加NaOH溶液的作用是因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量,答案:因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量;故答案为:3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑;因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量;
(4)若装置B中的溶液(NaOH与Na2SO3混合溶液)可制备Na2SO4·10H2O晶体,取装置B中的溶液,边搅拌边向溶液中通入SO2,用pH计测量溶液的pH值,至pH约为10时(由微粒物质的量分数可知pH约为10,主要以亚硫酸根存在);再向溶液中通入O2(将亚硫酸根氧化为硫酸根)至pH约为7,将溶液加热浓缩至有晶膜出现,降温结晶,过滤,洗涤、干燥得Na2SO4·10H2O晶体,答案:边搅拌边向溶液中通入SO2,用pH计测量溶液的pH值,至pH约为10时,再向溶液中通入O2至pH约为7,将溶液加热浓缩至有晶膜出现,降温结晶,过滤;故答案为:边搅拌边向溶液中通入SO2,用pH计测量溶液的pH值,至pH约为10时,再向溶液中通入O2至pH约为7,将溶液加热浓缩至有晶膜出现,降温结晶,过滤;
(5)①阳极先生成难溶物CuCl,即Cu-e-+Cl-②生成14.4gCu2O时即0.1molCu2O生成,根据原子守恒,可知0.1molCu2O需要通过0.2mol电子;
故答案为:Cu-e-+Cl-=CuCl;0.2mol。
【分析】黄铜矿先经Fe2(SO4)3溶液浸泡,得到S、SiO2等残渣;浸出液经操作1后,加CuO调pH除去Fe3+(生成Fe(OH)3);剩余溶液加NaOH和Na(1)由图可知,加入硫酸铁,有硫单质生成,根据氧化还原反应,“浸泡”时CuFeS2发生反应的离子方程式CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S,答案:CuFeS2+4Fe3+=5Fe2++Cu2++2S;(2)判断“操作1”反应已完成即不含有二价铁,检验二价铁实验操作及现象为取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生,答案:取样,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀产生;(3)反应时A装置原料反应配比为n(Na2SO3):n(CuSO4)=3:2,B装置的作用是吸收反应产生的酸性气体,防止污染环境,说明有SO2生成,3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑,化学方程式为3Na2SO3+2CuSO4=Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑;不断滴加NaOH溶液的作用是因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量,答案:因为反应产生SO2,导致溶液酸性增强,Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质从而降低Cu2O含量;(4)若装置B中的溶液(NaOH与Na2SO3混合溶液)可制备Na2SO4·10H2O晶体,取装置B中的溶液,边搅拌边向溶液中通入SO2,用pH计测量溶液的pH值,至pH约为10时(由微粒物质的量分数可知pH约为10
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