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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内...

本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。

(1)基态砷原子的电子排布式为    ▲    ;砷与溴的第一电离能较大的是    ▲    

(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是    ▲   

(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为    ▲    ,与其互为等电子体的一种分子为    ▲   

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示。该化合物的分子式为    ▲    ,As原子采取    ▲    杂化。

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与    ▲    个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有    ▲    (填字母)。

A.离子键  B.σ键  C.π键  D.氢键  E.配位键  F.金属键  G.极性键

B某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇。反应原理如下:

6ec8aac122bd4f6e

有关物质的部分物理性质如下:

  

熔点/℃

沸点/℃

溶解性

苯甲醛

—26

179

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲酸

122

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲醇

-15.3

205.0

稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚

乙醚

-116.2

34.5

微溶于水,易溶于乙醇

实验步骤:

(1)在250 mL锥形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷却至室温。加入10.5 g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24 h。

①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使   ▲   (填物质名称)的产量相对减少。

②用力振荡的目的是   ▲  

(2)分离苯甲醇

①向锥形瓶中加入30 mL水,搅拌,使之完全溶解。冷却后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层)。30 mL 乙醚分三次萃取的效果比一次萃取的效果   ▲   (填“好”或“差”)。

②将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5 mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙醚溶液转移到100 mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是   ▲   (填字母代号)。

A.水浴加热      B.油浴加热      C.沙浴加热      D.用酒精灯直接加热

③改用空气冷凝管蒸馏,收集   ▲   ℃的馏分。

(3)制备苯甲酸

在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右。冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥。抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先   ▲  

 

A.(1) (5)4(2分)     BEG(2分) B.(每空2分,共12分) (1)①苯甲醇  ②使苯甲醛和氢氧化钾溶液充分混合,提高产率 (2)①好   ②A  ③205.7 (3)先断开漏斗与安全瓶的连接,再关闭水龙头 【解析】略
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(14分)过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

已知CaO2·8H2O呈白色,微溶于水,加热至350℃左右开始分解放出氧气。

(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是         ▲          

(2)检验“水洗”是否合格的方法是         ▲          

(3)沉淀时常用冰水控制温度在0℃左右,其可能原因是(写出两种):

         ▲           ;②         ▲          

(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是:

第一步:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液,充分反应。

第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。

第三步:逐滴加入浓度为c mol·L—1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。

已知:I2+2S2O32= 2I+S4O62

①CaO2的质量分数为         ▲            (用字母表示);

②某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能     ▲    (填“不受影响”、“偏低”或“偏高”),原因是_______________

 

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(14分) 草酸亚铁可用于合成锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)等,其制备过程主要包括:

a.将硫酸亚铁铵【(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O】晶体溶于适量蒸馏水,加入适量稀硫酸酸化。

b.将上述溶液煮沸,逐滴加入H2C2O4溶液,直至沉淀完全。

c.静置、倾去上层清液、过滤、洗涤、50℃以下烘干。试回答下列问题:

(1)配制(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液时,需加入少量稀硫酸,目的是    ▲      

(2)将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行热重分析,结果如右图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

① 则A-B发生反应的化学方程式为:                 ▲                

说明: 6ec8aac122bd4f6e

② 精确研究表明,B­-C实际是分两步进行的,每步释放一种气体,其中第一步释放的气体相对分子质量较第二步的小,试写出B-C两步反应的方程式:          ▲             、          ▲      

(3)Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800℃.  

的氩气中烧结6小时,即可制成硅酸亚铁锂。①合成硅酸

亚铁锂的化学方程式为:                      

②该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4, 

写出相应的电极反应式:

正极                 、负极        ▲       

 

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(10分)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。

(1)汽油在不同空/燃比(空气与燃油气的体积比)时尾气的主要成分不同,空/燃比较小时的有毒气体主要是   ▲   (填化学式)。

(2)人们把拆开1 mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。

已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1

查阅资料获知如下反应的热化学方程式:

N2(g)+O2(g)=2NO(g)  ΔH=+180 kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)  ΔH=+68 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH=-221 kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH=-393.5 kJ·mol-1

① 一定条件下,N2与O2反应生成NO能够自发进行,其原因是   ▲   ;NO分子中化学键的键能为   ▲   kJ·mol—1

② CO与NO2反应的热化学方程式为4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)

说明: 6ec8aac122bd4f6eΔH   ▲   。对于该反应,温度不同(T2T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是   ▲   (填代号)。

 

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(16分)CYP73A1炔抑制剂的合成路线如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)化合物A核磁共振氢谱有____________种蜂。

(2)化合物C中含氧官能团有_______________、______________(填名称)。

(3)鉴别化合物B和C最适宜的试剂是____________________。

(4)写出A—B的化学方程式_____________________________。

(5)B的同分异构体很多,符合下列条件的异构体有______________种。  

 ①苯的衍生物  ②含有羧基和羟基 ③分子中无甲基

(6)试以苯酚、氯乙酸钠(ClCH2COONa)、正丁醇为原料(无机试剂任用),结合题中有关信息,请补充完整的合成路线流程图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(14分)无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(A12O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为        ▲        

(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为     ▲     

(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是      ▲      

(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取16.25 g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,残留固体质量为0.32 g。

①写出除杂过程中涉及的离子方程式         ▲                  ▲       

②AlCl3产品的纯度为     ▲     

(5)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3,实现这一步的方法是   ▲  

 

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