非选择题
16、(12分)碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O]是重要的无机化工产品。
一种由白云石[主要成分为CaMg(CO3)2,还含少量SiO2、Fe2O3等]为原料制备碱式碳酸镁(国家标准中CaO 的质量分数≤0.43% )的实验流程如下:
(1)“煅烧”时发生主要反应的化学方程式为_________。
(2)常温常压下“碳化”可使镁元素转化为Mg(HCO3)2,“碳化”时终点pH对最终产品中CaO含量及碱式碳酸镁产率的影响如图-1和图-2所示。
图-1CaO含量与碳化终点pH的关系图-2碱式碳酸镁产率与碳化终点pH的关系
①应控制“碳化”终点PH 约为__________,发生的主要反应的化学方程式为___________和_________。
②图-2 中,当pH= 10.0时,镁元素的主要存在形式是_____(写化学式)。
(3)“热解”生成碱式碳酸镁的化学方程式为_____。
(4)该工艺为达到清洁生产,可以循环利用的物质是_______(写化学式)。
17、(15 分) 盐酸米多君是临床常用的升压药,其一种合成路线如下:
(1)盐酸米多君中含氧官能团名称为_____________ (只写两种)。
(2) B→C 的反应类型为___________。
(3)写出满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:
_______。
①含有苯环,分子中有一个手性碳原子,能发生银镜反应,与FeCl3溶液发生显色反应,在酸性条件下水解可生成两种有机物。
②分子中只有5 种不同化学环境的氢。
(4)E的分子式为C10H15O3N,经取代得到F。
写出E 的结构简式:
:
_______。
(5)已知:
,请写出以
和
为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18、(12分)硫酸锰铵晶体可用作织物和木材加工的防火剂等。
由二氧化锰等作原料制取硫酸锰铵晶体步骤如下:
(1)实验前,需称量MnO2的质量,这是因为________。
(2)“制取MnSO4”时,可用C6H12O6(葡萄糖)、H2C2O4(草酸)等物质作还原剂。
①用C6H12O6作还原剂(被氧化为CO2)时,发生反应的n(MnO2)/n(C6H12O6)=_______。
②用H2C2O4作还原剂,发生反应的化学方程式为_________________。
(3)一种测定硫酸锰铵晶体[设为:
(NH4)xMny(SO4)2·wH2O]组成的方法如下:
①称取一定量的硫酸锰铵晶体配成250mL溶液A。
②取25.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液得BaSO40.5126g。
③另取25.00mL溶液A,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min[4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+滴定时,Imol(CH2)6N4H+与ImolH+相当],加入1~2滴酚酞溶液,用0.100mol·L-1NaOH标准溶液滴定至终点(在该过程中Mn2+不沉淀),消耗NaOH溶液22.00mL。
④取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如右图所示(样品在371℃时已完全失去结晶水)。
根据以上实验数据计算确定硫酸锰铵晶体的化学式(写出计算过程)。
19、(15分)PbCrO4是一种黄色颜料,制备PbCrO4的一种实验步骤如下:
已知:
①Cr(OH)3(两性氢氧化物)呈绿色且难溶于水
②Pb(NO3)2、Pb(CH3COO)2均易溶于水,PbCrO4的Ksp为2.8×10-13,Pb(OH)2开始沉淀时pH为7.2,完全沉淀时pH为8.7。
③六价铬在溶液中物种分布分数与pH关系如右图所示。
④PbCrO4可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得,含PbCrO4晶种时更易生成
(1)实验时需要配置100mL3mol·L-1CrCl3溶液,现有量筒、玻璃棒、烧杯,还需要玻璃仪器是______。
(2)“制NaCrO2(aq)”时,控制NaOH溶液加入量的操作方法是______。
(3)“氧化”时H2O2滴加速度不宜过快,其原因是______;“氧化”时发生反应的离子方程式为______。
(4)“煮沸”的目的是______。
(5)请设计用“冷却液”制备PbCrO4的实验方案:
_______[ 实验中须使用的试剂有:
6mol·L-1 的醋酸,0.5mol·L-1 Pb(NO3)2=溶液,pH 试纸]。
20、(14 分) 硫氰酸盐、苯酚及硫代硫酸盐是HPF脱硫废液中的主要污染物(其中还含有Cl-、SO42-、Na+等),可用NaClO3、H2SO4作脱除的试剂。
(1)Cl2与热的NaOH 溶液反应生成NaClO3,该反应的化学方程式为________。
(2)常温时,反应C6H5O-+H2O
C6H5OH+OH -的平衡常数为K=________(C6H5OH的Ka=1×10-10)(3)处理该废水需经预处理和再处理阶段。
①用浓硫酸对600mLHPF 脱硫废液进行酸化预处理(反应温度100℃ ),其结果如表-1所示:
表-1预处理前后三种离子浓度变化情况
项目
S2O32-(g·L-1)
SCN-(g·L-1)
苯酚(g·L-1)
PH
处理前
34.28
70.11
1.3
8.55
处理后
0.91
69.76
1.35
2.4
由表-1可知,该处理过程中主要被除去的污染物是______。
②对预处理后废液进行再处理(反应温度100℃)时,分13次依次向废液中加入试剂情况如表-2所示:
表-2 13 次依次加入试剂情况
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
NaClO3/g
16.3
0
0
0
0
0
7.6
0
5.7
0
10.9
0
7.1
浓H2SO4/mL
0
2
2
2
4
4
0
4
0
4
0
4
0
实验结果如图-1所示
前6次苯酚脱除率可达到80%左右,该过程苯酚转化为白色沉淀(含苯环),这与溶液中ClO3-和Cl-反应产生Cl2有关,该白色沉淀可能的结构简式为_________。
③由表-2和图-1中数据得出,第7~13次操作中SCN-在较强酸性条件下被ClO3-(不水解)氧化的依据是_____________。
此过程中产生大量砖红色沉淀(夹杂少量白色沉淀),对沉淀进行XPS分析,部分元素的物质的量分数如图-2所示,已知SCN-可被某些氧化剂(如Cu2+等)最终氧化为转红色沉淀(SCN)x。
一种推测认为该实验中产生的砖红色沉淀为(SCN)x,支持该推测的证据有:
______。
21、(12 分)【选做题】本题包括A、B两小题。
请选定其中一个小题,并在相应的答题区域内作答。
若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
通过反应
,可制备有机中间体异氰酸苯酯。
(1)Ni3+基态核外电子排布式为____________。
(2)异氰酸苯酯分子中碳原了杂化轨道类型是____________,Imol 异氰酸苯酯分子中含有σ键数目为_______________。
(3)Na、O、C、N四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______________。
(4) C2H5OH 的沸点高于
,这是因为_____________。
(5)Ni 与Al 形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片,其晶胞结构如右图所示,该合金的化学式为___________。
B.[实验化学]
生物柴油是一种用植物油、动物油或废弃油脂等为原料加工而成的清洁燃料,主要成分为高级脂肪酸甲酯。
一种用菜籽油等为原料制备生物柴油的实验步骤如下:
1向右图所示的三口烧瓶中加入3.2gCH3OH、0.2gNaOH,溶解后向其中加入20g (0.021~0.023mol) 菜籽油及60mL正己烷。
2加热至60~65℃,搅拌2.5~3h,静置。
上层为生物柴油、正己烷及甲醇,下层主要为甘油。
③分液、水洗。
④蒸馏,保持120℃时至无液体流出,剩余物为生物柴油。
(1)步骤①中控制n(CH3OH)/n(油脂)>3 的目的是_________;正己烷的作用是_________。
(2) 步骤②适宜的加热方式_________;菜籽油的成分之一油酸甘油酯(结构简式如右图) 与甲醇反应的化学方程式为___________。
(3)步聚③用分液漏斗分离时,获取上层液体的方法是___________;用水洗涤上层液体时,说明已洗涤干净的依据是_______。
答案
单项选择题:
本题包括10小题,每题2分,共计20分。
1-5CADBC6-10DABDB
不定项选择题:
本题包括5小题,每小题4分,共计20分。
每小题只有一个或两个选项符合题意。
若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.B12.CD13.A14.BC15.BD
非选择题(共80分)
16、(12分)
(1)CaMg(CO3)2
CaO+MgO+2CO2↑(2分)
(2)①9.0(2分)
Mg(OH)2+2CO2+Mg(HCO3)2(2分)Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O(2分)
3Mg(OH)2(1分)
(3)2Mg(HCO3)2
4MgCO3·Mg(OH)2+4H2O↓+6CO2↑(2分)
(4)CO2(1分)
17、(15分)
(1)羟基、醚键、酰胺键(2分)
(2)取代反应(2分)
(3)
(3分)(4)
(2分)
(5)(6分)
18、(12分)
(1)确定制备硫酸锰铵时应加入硫酸、还原剂及(NH4)2SO4的质量(2分)
(2)①12(2分)②MnO2+H2C2O4+H2SO4=MnSO4+2CO2↑+2H2O(2分)
(3)n(SO42-)=n(BaSO4)=
=2.200×10-3mol(1分)
n(NH4+)=n(NaOH)=0.1000mol·L-1×22.00mL×10-3L·mL-1=2.200×10-3mol (1分)
n(Mn2+)=
[2n(SO42-)-n(NH4+)]=1.100×10-3mol (1分)
x:
y:
z=2:
1:
2(1分)
设化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·WH2O
=69.2%w=7,化学式为(NH4)2Mn(SO4)2·7H2O(2分)
19、(15 分)
(1)100mL容量瓶和胶头滴管(共2分)
(2)不断搅拌下逐滴加入NaOH溶液,至产生的绿色沉淀恰好溶解(2分)
(3)减小H2O2自身分解损失(2分)2CrO2- +3H2O2 +2OH-=2CrO42-+4H2O (2分)
(4)除去过量的H2O2(2分)
(5)在不断搅拌下,向“冷却液”中加入6mol·L-1的醋酸至弱酸性(pH略小于7),将溶液加热至沸,先加入一滴0.5mol·LPbQNO3)2溶液搅拌片刻产生少量沉淀,然后继续滴加至有大量沉淀,静置,向上层清液中滴入Pb(NO3)2溶液,若无沉淀生成,停止滴加,静置、过滤、洗涤、干燥(5 分)
20、(14分)
(1)3Cl2+6NaOHNaClO3+5NaCl+3H2O(2分)
(2)1×10-4(2分)
(3)①S2O32-(硫代硫酸盐)(2分)
②
(或
)(2分)
③第7、9、11、13次加入NaClO3时,pH明显增大,SCN-脱除率相应增大(或:
7~13次加入NaClO3时SCN-脱除率明显增大,而苯酚脱除率增大不明显)(3分)
SCN可被某些氧化剂(如Cu2+等)氧化为砖红色的沉淀,ClO3-具有较强的氧化性,沉淀中N、S物质的量之比几乎为1∶1且还含C(3分)
21、(12分)【选做题】
A.[物质结构与性质]
(1)[Ar]3d7或1s22s22p63s23p63d7(2分)
(2)sp和sp2(2分)14mol(2分)
(3)N>O>C>Na(2分)
(4)乙醇分子间存在氢键(2分)
(5)Ni3Al(2分)
B.[实验化学]
(1)提高酯交换时油脂的转化率(2分)溶剂(2分)
(2)水浴加热(2分)
(2分)
(3)先分离出下层液体然后关闭活塞,从分液漏斗上口倒出上层液体(2分)
用pH试纸检验,水相呈中性(2分)