著名化学家徐光宪获得2008年度“国家最高科学技术奖”,以表彰他在稀土串级萃取理论方面作出的贡献。稀土元素铈(Ce)主要存在于独居石中,金属铈在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应。已知:铈常见的化合价为+3和+4,氧化性:Ce4+ >Fe3+ >I2。下列说法正确的是
A.铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:Ce + 4HI CeI4 + 2H2↑
B.在一定条件下,电解熔融状态的CeO2制Ce,在阴极获得Ce
C.用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液,其离子方程式为Ce4++2Fe2+=Ce3++2Fe3+
D.四种稳定的核素136 58Ce.138 58Ce.140 58Ce.142 58Ce,它们互称为同系物。
(8分)
苄佐卡因(D)是一种医用麻醉药品,它以对硝基甲苯为主要原料经下列反应制得:
已知,
请回答下列问题:
(1)写出A中含氧官能团的名称 。
(2)写出同时符合下列两项要求的C的一种同分异构体的结构简式: 。
①属于1,4—二取代苯,其中苯环上的一个取代基是硝基(—NO2)
②分子中含有结构的基因,但不显酸性
(3)写出反应A→C的化学方程式: ;该反应属于 反应。
(4)苄佐卡因(D)的水解反应如下:
化合物G经缩聚反应可制成高分子纤维,广泛用于通讯、导弹、宇航等领域。则该高分子纤维的结构简式为 。
(8分)
铜合金是人类使用最早的金属材料,铜在化合物中常见的化合价有+1、+2价,能形成多种铜的化合物。
(1)基态铜离子(Cu+)的电子排布式为 。
(2)+2价铜可形成化合物[Cu(NH3)4]SO4,下列各项中,该物质
中不含的化学键类型是 (填字母序号)。
A.离子键 B.金属键 C.配位键 D.共价键
(3)+1价铜形成的配合物溶液能吸收CO和乙烯(CH2=CH2),
乙烯分子中六个原子在同一平面内,则乙烯分子中C原子
的杂化轨道类型为 。
(4)金属铜的晶体类型属于金属晶体,其晶胞结构如右图所示,该晶胞实际拥有 个铜原子。
(8分)
磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O可以转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料。以下是转化的工艺流程示意图)
(1)本工艺中所用的原料除CsSO4·2H2O、KCl、H2O和NH3外,还需要 等原料。
(2)本工艺中,提高吸收CO2能力的方法是 。
(3)工业上用铁做催化剂合成原料气NH3时,常控制温度在700K左右,原因是 。
(4)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是 (写出三条即可)
(14分)钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO2-4(aq)KSP=2.5×10-7
SrSO3(s)Sr2+(aq)+CO2-4(aq)KSP=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为 ,该反应的平衡常数表达式为 ;该反应能发生的原因是 。(用沉淀溶解再平衡的有关理论解释)
(2)对于上述反应,实验证明增大CO2-3的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”、“减小”或“不变”):
①升高温度,平衡常数K将 ;
②增大CO2-3的浓度,平衡常数K将 。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。
实验所用试剂为 ;实验现象及其相应结论 。
(4)BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液是实验中检验SO2-4的常用试剂。某化学研究性学习小组检验某溶液中存在SO2-4时,首先加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,然后加入过量稀硝酸,白色沉淀不溶解,由此得出结论:溶液中一定含有SO2-4。
你认为该推理是否严密?试说明理由。
(13分)煤经过化学加工可转化为气体或液体燃料以及各种化工产品,从而提高了煤的利用率。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=131.5kJ·mol-1
①下列措施中,不能提高碳的转化率的是 (填字母序号)。
a.容器的容积不变,增加水蒸汽的物质的量
b.缩小容器的容积,增大压强
c.及时将水煤气从容器中移走
d.其他条件不变,升高温度
②又知,C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=172.5kJ·mol-1
则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的焓变(△H)为 。
(2)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可用于设计燃料电池。下图是甲醇燃料电池的原理示意图。
①a处通入的是 (填物质名称),左侧电极上发
生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②该电池工作过程中,H+的移动方向为从 到
(填“左”或“右”)
③该电池正极反应式为 。
④若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液,设有
0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的
Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH= 。
(3)将等量的CO(g)和H2O(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应,
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=akJ·mol-1,得到下列数据:
①在实验1中,以v(CO2)表示该反应的反应速率为 mol·L-1·min-1;
②在实验2中,t 5。(填“>”、“<”或“=”)