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(12分)某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产...

(12分)某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)填写装置的作用:B             ,C             ,G             

(2)先点燃          处酒精灯(填“A”或“E”), 点燃E处酒精灯前一步操作                  

(3)证明有SO2生成的现象是                               

(4)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是:________________________。如果去掉装置D,还能否根据F中的现象判断气体中有氢气?________(填“能”或“不能”),原因是__________________________。

(5)反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+,检验其中的Fe2+的方法是                  

 

(1)防止倒吸;验证有SO2生成;防止空气中的H2O进入F(3分) (2)A;(1分)    检验氢气的纯度(1分) (3)酸性高锰酸钾溶液变浅(1分) (4)黑色(CuO)变成红色(Cu);白色粉末变成蓝色;不能;因为混合气体中可能含H2O,会干扰H2的检验(4分) (5)取A的溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,若红色褪去,证明有Fe2+。(2分) 【解析】(1)由于浓硫酸的还原产物SO2易溶于水,所以B的作用是防止倒吸。酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,能氧化SO2,所以C的作用是验证有SO2生成。由于随反应的进行,浓硫酸会变稀,从而产生氢气,氢气能还原氧化铜,生成铜和水,所以F装置是检验生成的水蒸气的,因此G是防止空气中的H2O进入F,干扰实验。 (2)由于装置中含有空气,所以首先点燃A处的酒精灯,将装置中的空气排尽。由于氢气是可燃性气体,所以点燃之前要检验氢气的纯度。 (3)证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液变浅。 (4)如果含有氢气,则黑色(CuO)变成红色(Cu);白色粉末硫酸铜变成蓝色。因为混合气体中可能含H2O,会干扰H2的检验,所以不能去掉装置D。 (5)亚铁离子检验还原性,据此可以检验,即取A的溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,若红色褪去,证明有Fe2+。
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(9分)芳香族化合物C的分子式为C9H9OCl。C分子中有一个甲基且苯环上只有一条侧链;一定条件下C能发生银镜反应;C与其他物质之间的转化如下图所示:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)F中含氧官能团的名称是           ;B→A的反应类型是          

(2)C的结构简式是                ,H的结构简式是                。

(3)写出下列化学方程式:

① D与银氨溶液反应___________;② E→I         

(4)有的同学认为B中可能没有氯原子,你是__________(填“同意”或“不同意”),你的理由_______________。

(5)D的一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体,则符合以下条件W的同分异构体有________种,写出其中核磁共振氢谱有4个峰的结构简式____________。

①属于芳香族化合物 

②遇FeCl3溶液不变紫色 

③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应

 

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(12分)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

I:CH4 ( g ) + H2O ( g ) =CO ( g ) + 3H2 ( g )△H =+206.0 kJ·mol1

II:CO ( g ) + 2H2 ( g ) = CH3OH ( g )        △H =—129.0 kJ·mol1

(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为                             

(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为     

②100℃时反应I的平衡常数为          

(3)在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是           (填字母序号)。

A.c ( H2 )减少                                              B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 

C.CH3OH 的物质的量增加                   D.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小

E.平衡常数K增大

(4)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

① 写出阳极电极反应式                          

② 写出除去甲醇的离子方程式               

③若右图装置中的电源为甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式:                                    ,净化含1 mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH

            mol。

 

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(10分)自2010年8月7日,甘肃省舟曲县发生特大泥石流后,各地的救援物资远远不断运往灾区。下图为地方捐助的一种国家准字号补铁补血用药——复方硫酸亚铁叶酸片,其主要成分是绿矾——硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)。

Ⅰ、某校课外活动小组为测定该补血剂中铁元素的含量特设计实验步骤如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

请回答下列问题:

(1)步骤②中加入过量H2O2的目的是                                 

(2)步骤③中反应的离子方程式为                                   

(3)步骤④中一系列处理的操作步骤是:过滤、                  、灼烧、            、称量。

(4)若实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量为        g(用含a的代数式表示)。

(5)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2+MnO+8H===5Fe3++Mn2+4H2O)。

某同学设计的下列滴定方式中,最合理的是         (夹持部分略去)(填字母序号)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

Ⅱ、灾难过后,灾区的饮用水变得非常的浑浊,不能饮用。因此对污染的饮用水的处理成了非常重要的事,其中处理的方法有很多:

(1)可以用适量绿矾和氯气一起作用于污染的自来水,而起到较好的净水效果;理由是(用离子方程式表示)                                     

(2)在使用过程中发现绿矾和氯气的混合使用对酸性废水中的悬浮物处理效果较差,其原因是                                          

 

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(9分) 已知X、Y、Z是阳离子,K是阴离子,M、N是分子。它们都由短周期元素组成,且具有以下结构特征和性质:

①它们的核外电子总数都相同;

②N溶于M中,滴入酚酞,溶液变红;   

③Y和K都由A.B两元素组成,Y核内质子数比K多2个;

④X和N都由A、C两元素组成,X和Y核内质子总数相等;

⑤X和K的浓溶液在加热条件下生成M和N;

⑥Z为单核离子,向含有Z的溶液中加入少量含K的溶液,有白色沉淀生成,再加入过量的含K或Y的溶液,沉淀消失。        

回答下列问题:

(1)Y的化学式为                  ;N的电子式为                           

(2)试比较M和N的稳定性:M      (填“>”或“<”)N。     

(3)写出Z和N的水溶液反应的离子方程式:                

(4))上述六种微粒中的两种可与硫酸根形成一种含三种离子的盐,向该盐的浓溶液中逐滴加入0.16ec8aac122bd4f6e的NaOH溶液,出现了如图中a、b、c三个阶段的图像,

①写b出阶段的离子方程式:                

②根据图像判断该盐的化学式为            。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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氯化钠是我们日常生活的必需品,也是重要的化工原料,可以制备一系列物质。氯化钠的用途如图所示,下列说法错误的是(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.NaHCO3 受热分解的方程式为:6ec8aac122bd4f6e

B.Cl2与Ca(OH)2的反应中,Cl2作氧化剂,Ca(OH)2作还原剂

C.Cl2与过量的Fe反应的产物为FeCl3

D.电解熔融态氯化钠的方程式为:2NaCl 说明: 6ec8aac122bd4f6e2Na+Cl2

 

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