C 20℃时,H2C2O4的一级电离平衡常数Ka1=1×10-4.2
D.0.100mol/L的NaHC2O4溶液中:
c(OH-)=c(H+)-c(C2O42-)+c(H2C2O4)
26.(15 分)无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。
实验室可用熔融的锡(熔点231.9C)与Cl2 反应制备SnCl4装置如下图所示。
已知,①SnCl4在空气中极易水解生成SnO2•xH2O;②SnCl2、SnCl4有关物理性质如下表。
物质
颜色、状态
熔点/℃
沸点/℃
SnCl2
无色晶体
246
652
SnCl4
无色液体
-33
114
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________,其中发生反应的离子方程式为________。
(2)装置B、C 中盛装的试剂分别是_______、__________。
(3)当观察到装置F液面上方出现_____现象时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热。
此时继续加热的目的有:
①加快氯气与锡反应,②__________。
(4)E装置中b的作用是___________。
(5)若制得产品中含有少量Cl2,则可采用下列_____(填字母)措施加以除去。
A.加入NaOH 萃取分液B.加入足量锡再加热蒸馏
C.加入碘化钾冷凝过滤D.加入饱和食盐水萃取
(6)可用滴定法测定最后产品的纯度。
准确称取该样品mg加入到适量浓盐酸溶解,然后再加水稀释至250 mL,用移液管移取25.00 ml,稀释后的溶液于锥形瓶中,加入两滴淀粉溶液作指示制,用cmol/L 的KIO3 标准溶液进行滴定,平行滴定3 次,平均消耗V mL的标准溶液。
已知滴定时发生的反应为:
Sn2++IO3-+H+→Sn4++I2+H2O(未配平)。
回答下列问题:
①判断达到滴定终点的现象为____________。
②产品中SnCl2(摩尔质量为M g/mol )的含量为____%(用含m、c、V、M 的代数式表示)。
27.(14 分)稀土有工业“黄金”之称,我国稀土资源丰富。
目前从氟碳铈矿(主要化学成分为CeFCO3)提取铈族稀土元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种,其中一种提取铈的工艺流程如下:
已知:
①焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3 价的其它稀土氟氧化物:
②Ce4+能与SO42-结合成CeSO4,Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取。
请回答下列问题:
(1)CeFCO3中,Ce 元素的化合价为_____。
(2)“酸浸I”过程中CeO2转化为Ce3+,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和H2O2,替换HCl 就不会造成环境污染。
则稀硫酸.H2O2 与CeO2反应的离子方程式为:
__________。
(3 )“沉淀”步骤中发生的反应为:
Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3 (ag)。
已知Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则该反应的平衡常数为 ______( 用含a、b 的代数式表示)。
(4 )“浸 出 液”中含有少量Ce4+及其他稀土元素 的离子,可以通过“萃取”与“反萃取寻探作进一步分离、富集各离子。
“萃取”时Ce4+与萃取剂[(HA)2]存在的反应为:
Ce4++n(HA)2
Ce(H2a-4A2a)+4H+。
用D 表示Ce4+分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比(D=
) 其它条件不变,在浸出液中加入不同量的NaSO4以改变水层中的c(SO42-), D 随浸出液中c(SO42-)增大而减小的原因是__________。
(5)“操作I”后,向溶液中加入NaOH 溶液,调节溶液的pH 可获得Ce(OH)3沉淀,当溶液中离子浓度小于1.0×10-6 mol/L视为沉淀完全,常温下加入NaOH 调节溶液的pH 应大 于 _______ [已知:
Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21 ;1g2=-0.3]
(6)写出“氧化”步骤的化学方程式:
_______________。
(7)CeO2 是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧在尾气消除过程中发生着CeO2
CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循环。
写出CeO2 消除CO 尾气的化学方程式:
________________。
28.(14 分)甲烷、甲醇都是清洁能源。
(1)已知下列热化学方程式
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH+H2O△H= -49.0 kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
④H2O(g)=H2O(g) △H= -44.0 kJ-mol
则CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H=____________。
(2)工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) △H。
一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应,相关物理量见下表:
容器
温度/K
物质的起始浓度/mol•L-1
物质的平衡浓度/mol.L-1
c(H2)
c(CO)
c(CH3OH)
c(CH3OH)
I
400
0.20
0.10
0
0.080
II
400
0.40
0.20
0
III
500
0
0
0.10
0.025
①该反应的△H______0(填“>”或“<”)。
②达到平衡时,容器I中c(CH3OH)_____0.16mol/L(填“>”“<”或“=”)。
③400 K 时该反应的平衡常数K=________。
(3)文献报道某课题组利用CO2催化缺化制甲烷的研究过程如下:
反应结束后,气体中检测到CH4和H2,滤液中检测到HCOOH,固体中检测到镍粉和Fe3O4。
CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仪改变镍粉用量,其他条件不变)。
研究人员根据实验结果得出结论:
HCOOH 是CO2转化为CH4 的中间体,即:
①写出产生H2的反应方程式_________。
②由图可知,镍粉是_______(填字母)。
a.反应I的催化剂b.反应II 的催化剂
c.反应I和II的催化剂d.不是催化剂
③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol,反应速率的变化情况是______(填字母)。
a.反应1的速率增加,反应II的速率不变
b.反应I的速率不变,反应II的速率增加
c.反应I、II的速率均不变
d.反应I、II的速率均增加,且反应I的速率增加得快
e.反应I、II的速率均增加,且反应II 的速率增加得快
f.反应I的速率减小,反应II的速率增加
35.【化学-物质结构与性质】(15 分)
铁、铜的单质及它们的化合物与我们的生产、生活紧密相关。
(1)Cu 处于周期表中______区,其最高能层的符号为______,基态铜原子的价电子排布式为________。
(2)向硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水,首先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水。
沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,向深蓝色溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体。
①写出沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液的离子方程式:
________。
②为什么加入乙醇,能够析出深蓝色晶体?
③为什么NH3 常在配合物中作配体,而NH4+却不能作配体?
_______。
(3)Fe3+可以与SCN-、CN-、H2NCONH2(尿素)等多种配体形成很多的配合物。
①请写出一种与SCN-互为等电子体的分子:
________。
②CN-的电子式为________。
③H2NCONH2(尿素)中N、C 原子的杂化方式分别为_______、_______,组成尿素的4种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。
国IFeN品陀结构示意图
(4)某FeN,的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。
FexNy 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。
36.【化学-有机化学基础】(15 分)
2-aminco-3-chlorobenzoicdi acid 是重要的医药中间体,其合成路线如下:
已知:
①
;②酰胺键(
)的性质类似于酯基。
回答下列问题:
(1)C的名称为________,2-amino-3-chlorobenzoicacid 含有的官能团名称为氯原子、_____。
(2)反应①~⑨中,不属于取代反应的有_____(填序号)。
(3)符合下列条件C 的同分异构体共有______种。
a.含有苯环b.既能与酸反应又能与碱反应c.不能发生水解反应
(4)不使用甲苯直接硝化的方法制备C 的原因是_____________。
(5)写出⑥的化学反应方程式:
________,该步反应的主要目的是________。
(6)写出⑧的反应试剂和条件:
_______。
(7)写出以
为原料,制备含酰胺键(
)的聚合物的合成路线(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
参考答案
7.D 8.A 9.C 10.C 11.B 12.D 13.D
26.(15分)
(1)蒸馏烧瓶(1分);2MnO4-+ 16H+ + 10Cl-=2Mn2+ +5Cl2 ↑+8H2O(2 分)
(2)饱和食盐水(1分) ; 浓硫酸(1分)
(3)黄绿色气体时(1分);使SnCl4 气化,利于从混合物中分离出来(1分)
(4)冷凝回流SnCl4、导气(2 分,两个要点各1分)
(5)B(2 分)
(6)①当滴入最后一滴KIO3标准溶液时,锥形瓶中的溶液恰好由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
(2 分);②
(2 分)
27.(14 分)
(1)+3(或+3 价) ( 1分)
(2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++4H2O+O2↑(2 分)
(3)a/b3(2 分);
(4)随着c(SO42-)增大,水层中Ce4+被SO42-结合成[CeSO4]2+,c([CeSO4]2+)增大,同时导致Ce4++n(HA)2
Ce(H2n-4A2n)+4H+向左(逆向)移动,致使c[Ce(H2n-4A2n)]减小。
(2分,两个要点各1分)
(5)9.3(3 分)
(6 )2Ce(OH)3+ NaClO + H2O = 2Ce(OH)4 + NaCl( 2 分 )
(7)2xCO + CeO2=CeO2(1-x)+ 2xCO2 (2 分 )
28.(14 分)
(1)- 125.9kJ/mol(2 分,不带单位扣1分)
(2)①< (2 分) ;②> (2 分);③2.5×103( L/mol)2(2 分,不带单位不扣分)
(3)①3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2(2 分,条件写“高温”、“△”均可);②c(2分);③e(2 分)
35.(15 分)
(1)ds(1分) ;N(1分) ;3d104s1(1分)
(2)①Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-(2 分)
②乙醇的极性小于水,在溶液中加入乙醇能够减小溶剂的极性,降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度(1分,说明:
能答出“乙醇的分子极性小”即可得分。
)
③NH3中N 原子能够提供孤电子对,而NH4+中N 原子价电子层无孤电子对(1分,说明:
能答出“NH4+无法提供孤电子对”即可得分。
)
(3)①CO2(或CS2、N2O、BeCl2)(1分);②
(2 分);③sp3(1分);sp2( 1分);N>O>C>H(1分)
(4)Fe3CuN(2 分)
36.(15 分)
(1)邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯) (1分);氨基、羧基(2 分,少写、错写均不得分)
(2)④⑤(2 分,多填少填均不得分)
(3)13(2 分)
(4)保证硝基能取代在甲基的邻位(或防止硝基取代在甲基的对位)(1分)
(5)
(2 分);保护氨基不被后续反应氧化(1分)
(6)Cl2,FeCl3(或Fe)(1分)
(7)
(3 分)