(1)仪器2的名称是________,仪器3中盛装的固体是_________,其作用是______________。
(2)仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应,若反应初期观察到装置内浓硫酸中产生气泡,则应该______________(填“加快”“减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。
(3)另一种制备氨基甲酸氨的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介质)如图所示。
①液体石蜡鼓泡瓶的作用是_____________________。
②若无冰水,则氨基甲酸铁易分解生成尿素[CO(NH)2]2请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式:
_______________________。
③当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,立即停止反应,过滤分离得到粗产品,为了将所得粗产品干燥,可采取的方法是_______________(填字母)。
A.蒸馏B.真空微热烘干C.高压加热烘干(4)制得的氨基甲酸铵中可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种杂质(不考虑氨基甲酸铵与水的反应)。
①设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:
蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤步骤1:
取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解步骤2:
向试管中加入过量的BaCl2溶液,预期现象和结论得到无色溶液若溶液不变浑浊,则证明固体中不含碳酸铵静置_____________________________,步骤3:
向试管中继续加入___________则证明固体中含有碳酸氢铵②根据①的结论,取15.8g氨基甲酸氨样品,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤洗涤、干燥测得沉淀质量为1.97g。
则样品中氨基甲酸铵的质量分数为_________________。
【答案】
(1).三颈烧瓶
(2).碱石灰(3).干燥氨气,防止仪器5中生成的氨基甲酸铵水解(4).加快(5).通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例(或通过观察气泡,控制通入NH3与CO2的速率)(6).H2NCOONH4CO(NH2)2+H2O(7).B(8).少量澄清石灰水(9).若溶液变浑浊(10).0.95(或95%)【解析】
(1)仪器2为三颈烧瓶;由于氨基甲酸铵易水解,U型管内氢氧化钠干燥氨气,防止生成的氨基甲酸铵水解;故答案为:
三颈烧瓶;干燥氨气,防止生成的氨基甲酸铵水解;
(2)若反应初期观察到装置内稀硫酸溶液中产生气泡,说明有二氧化碳排出,通入氨气的量不足,应该适当加快产生氨气的流速;故答案为:
加快;(3)①液体石蜡鼓泡瓶的作用是:
通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例(或通过观察气泡,控制通入NH3与CO2的速率)。
②氨基甲酸铁易分解生成尿素和水,方程式为:
H2NCOONH4CO(NH2)2+H2O。
③因为氨基甲酸铵受热分解,所以不能用高温,所以选B。
(4)①检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种,实验操作为取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解,向试管中加入过量的BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵,取试管中的上层清液,滴加澄清石灰水,若溶液变浑浊,证明固体中含有碳酸氢铵,故答案为:
实验步骤步骤3:
少量澄清石灰水预期现象和结论溶液变浑浊②最终达到沉淀为碳酸钡,碳酸钡物质的量为,根据碳元素守恒可知碳酸氢铵的质量为0.01mol,则可得样品中氨基甲酸铵的质量为15.8g−0.01mol×79g/mol=15.01g,故样品中氨基甲酸铵的质量为,故答案为:
95%。
点睛:
最终达到沉淀为碳酸钡,通过碳原子守恒计算碳酸氢铵的质量,可得样品中氨基甲酸铵的质量,进而计算质量分数。
9.掺杂硒的纳米氧化亚铜常用作光敏材料、能源行业催化剂等。
(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO2和H2SeO4还原为硒单质的反应如下:
H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=Se(s)+2H2SO4(aq)△H12H2SeO4(aq)+Se(s)+H2O(l)=3H2SeO3(aq)△H2H2SeO4(aq)+3SO2(g)+2H2O(l)=Se(s)+3H2SO4(aq)△H3则△H2=_____________(用△H1和△H3表示)。
(2)H2S与CO2在纳米Cu2O催化作用下反应可生成羰基硫(COS),羰基硫的结构式为____________________。
(3)用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O,阳极及溶液中物质的有关转化如图1所示,①阳极的电极反应式为_________________________。
②电解一段时间后,向电解液中补充一定量的_________________可将溶液恢复至初始状态。
(4)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)按CH3OH(g)△H=akJ·mol-1。
=1的投料比将H2与CO充入VL的恒容密团容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①a_____(填“>”或“<”)0;压强p1、p2、p3由小到大的顺序是___________________。
②T1℃时若向该容器中充入2.0molH2和2.0molCO发生上述反应,5min后反应达到平衡(M点),则0~5min内,v(H2)=____mol·L-1·min-1,M点对应条件下反应的平衡常数为________________。
(5)将CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。
CuCl水解的反应为CuC(s)+H2O(l)CuOH(s)+Cl(aq)+H(aq)。
该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=________________。
【答案】
(1).2△H3-3△H1
(2).O=C=S(3).CuCl--e-+Cl-=CuCl2-(4).H2O(或“水”(5).<(6).p3 (3)①用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液得到氧化亚铜,阳极的电极反应:
CuCl-e+Cl=CuCl2,故答案为:
CuCl-e+Cl=CuCl2;②综合反应过程分析,实质是铜和水反应生成氧化亚铜和氢气,减少的是水,故答案为:
水。
(4)①由图可知,温度一定时,CO的转化率α(P3)<α(P2)P2>P3,故答案为:
p3 ②CO的转化率为40%,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)--------2mol2mol00.8mol1.6mol0.8mol1.2mol0.4mol0.8mol故答案为:
;4.17V2(5)CuCl(s)+H2O(l)⇌CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),平衡常数,故答案为:
10.以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料制取复合氧化钴的流程如下:
(1)用H2SO4溶解后过滤,得到的滤渣是_________(填化学式)。
将滤渣洗涤2~3次,再将洗液与滤液合并的目的是____________________。
(2)在加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式是___________________。
(3)已知:
铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe(CN)6]。
3Fe+2[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)4Fe+3[Fe(CN)6]=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)确定Fe2+是否氧化完全的方法是__________________。
(仅供选择的试剂:
铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液铁粉、KSCN溶液)(4)向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度,使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的离子方程式:
_______________________。
(5)弱酸和弱碱的电离平衡常数的负对数可用pK表示,根据下表中数据判断(NH4)2C2O4溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__________________。
H2C2O4pKa1=l.25,pKa2=4.133+4-2+3-NH3·H2OpKb=4.76(6)已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。
向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤其原因是_____________________。
(7)准确称取1.470gCoC2O4,在空气中充分灼烧得0.814g复合氧化钴,写出复合氧化钴的化学式:
_________________________。
【答案】
(1).SiO2
(2).提高钴元素的利用率(3).6Fe2++6H++ClO3-6Fe3++Cl-+3H2O(4).取少许氧化后的溶液于试管中滴加几滴铁氰化钾2+溶液,若无蓝色沉淀生成,则说明Fe已全部被氧化(5).6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑(6).c(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(HC2O4-)>c(OH-)(7).防止因温度降低,CoCl2晶体析出(8).Co5O7【解析】
(1)钴废催化剂加入稀硫酸,发生Co+H2SO4=CoSO4+H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,过滤滤渣是不溶的二氧化硅,洗液与滤液合并,提高洗涤和滤液中钴的利用率,故答案为:
SiO2;提高钴等元素的利用率;
(2)亚铁离子被氯酸根离子氧化成铁离子,1mol的亚铁离子失去1mol的电子,而1mol的氯酸根离子得到6mol的电子,根据电子得失守恒,可知离子方程式为:
6Fe2++6H++ClO3-6Fe3++Cl-+3H2O,(3)取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,则Fe2+已全部被氧化;(4)生成硫酸铁与碳酸钠发生双水解得到黄钠铁矾,离子方程式为:
6Fe3++4SO42-+6H2O+2Na++6CO32-=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑。
(5)根据pK的大小关系,可以判断出电离常数的大小关系为Ka1>Ka2>Kb,所以对应离子的水解程度大小为NH4>C2O4>HC2O4,水解程度越大溶液中剩余离子浓度就越小,所以溶液中的离子浓度大小顺序为:
c(NH4+)>c(C2O42-)>c(H+)>c(HC2O4-)>c(OH-)(6)CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以趁热过滤,防止温度降低氯化钴析出,故答案为:
防止因温度降低,CoCl2晶体析出;(7)CoC2O4的质量为1.470g,其物质的量为0.01mol,Co元素质量为0.59g,钴氧化物质量为0.814g,氧化物中氧元素质量为0.814g-0.59g=0.224g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.01mol:
≈5:
7,故Co氧化物为Co5O7,故答案为:
Co5O7。
+2--11.氯磺酰氰酯(结构简式为)是一种多用途的有机合成试剂,在HClO4-NaClO4介质中,K5[CoO4W12O36](简写为CoW)可催化合成氯磺酰氰酯。
(1)基态钴原子的核外电子排布式为________________。
组成HClO4-NaClO4的4种元素的电负性由小到大的顺序为____________________。
(2)氯磺酰氰酯分子中硫原子和碳原子的杂化轨道类型分别是____________、___________,1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为______________,氯磺酰氰酯中5种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
(3)ClO4的空间构型为__________________。
(4)一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图1所示,其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心,每个铁原子又为两个八面体共用,则该化合物的化学式为________________。
-3+3+(5)电石(CaC2)是制备氯化氰(ClCN)的重要原料。
四方相碳化钙(CaC2)的晶胞结构如上图2所示,其晶胞参数分别为a、b、c,且a=b,c=640pm。
已知四方相碳化钙的密度为1.85g·cm-3,[C≡C]2-中键长为120pm,则成键的碳原子与钙原子的距离为________pm和_______pm。
(设阿伏加德罗常数的数值为6×10)【答案】
(1).1s22s22p63s23p63d7{或[Ar]3d7}
(2).NaCl>C>S(7).正四面体(8).Fe3C(9).260(10).306【解析】
(1)1s2s2p3s3p3d{或[Ar]3d};Na 1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为5个,其中包含的五种元素的第一电离能大小顺序为:
N>O>Cl>C>S,故答案为:
sp3;sp;5;N>O>Cl>C>S。
(3)ClO4-中心原子Cl最外层共有8个电子,与4个O形成了4个σ键,VSEPR模型为正四面体型,没有孤电子对,所以ClO4的空间构型为正四面体型。
(4)每个八面体中包含了一个C原子,一共6个Fe每个Fe被两个八面体公用,所以化学式为:
Fe3C。
(5)侧面碳原子与钙原子的距离,一个晶胞中包含了Ca:
-2262677231+8×1/8=2,C2:
2×1/2+4×1/4=2,一个晶胞中包含了2个CaC2,所以一个晶胞的质量为:
,又因为可以求出;底面碳原子与钙原子的距离故答案为:
260;306。
12.有机物Q是一种治疗关节炎的止痛药,合成Q的路线如下:
(1)A的名称为_______________。
D中官能团的名称为_________________。
(2)E→F的反应类型为_______________。
G→M的反应类型为_______________。
(3)B与(ClCH2CO)2O反应生成C和另一有机物H,该反应的化学方程式为_______________。
(4)有机物J为M的同分异构体。
J有多种结构,写出满足下列条件的J的所有结构简式____________。
①苯环上只有两个取代基②能发生银镜反应③核磁共振氢谱图中只有5组吸收峰,且峰面积之比为9:
2:
2:
2:
1④酸性条件下能发生水解反应,且水解产物之一能与氧化铁溶液发生显色反应(5)请写出以1-丙醇、苯、乙酸酐[(CH3CO)2O]为原料合成的路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题干):
__________________________。
【答案】
(1).苯
(2).醛基、氯原子(3).消去反应(4).取代反应(或水解反应)(5).(6).(7).【解析】
(1)苯;醛基、氯原子
(2)E→F脱去一个水分子,C与N之间由双键变为三键,属于消去反应。
(3)B与(ClCH2CO)2O发生取代反应,取代B中位于烷基对位的H原子,方程式为:
(5)。