(12分)双氧水、过硫酸钾是工业上常用的氧化剂、消毒剂。工业上以铂为阳极,铅或石墨为阴极,电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵【(NH4)2S2O8】溶液,其工艺流程为:
(1)将电解后的溶液送往水解器中在减压条件下水解、蒸馏、浓缩分离,精馏得过氧化氢的水溶液,剩余溶液再循环使用。
①写出电解NH4HSO4溶液的化学方程式
②写出水解器中(NH4)2S2O8溶液的水解方程式 。
③铂价格昂贵,试分析电槽阳极用铂不用铅的原因 。
④试分析水解器中使用减压水解、蒸馏的原因 。
(2)在电解后的过硫酸铵溶液中加入硫酸氢钾,析出过硫酸钾固体,过硫酸钾具有强氧化性,常被还原为硫酸钾,80℃以上易发生分解。
①将0.40 mol过硫酸钾与0.20 mol硫酸配制成1 L溶液,在80 ℃条件下加热并在t时刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液,测定溶液中各成分的浓度如右图所示(H+浓度未画出)。图中物质X的化学式为 。
②已知硫酸锰(MnSO4)和过硫酸钾(K2S2O7)两种盐溶液在银离子催化下可发生反应,得到紫红色溶液。此反应的离子反应方程式 .
(14分)布洛芬、非诺洛芬、酮洛芬是一类芳基丙酸类非甾体抗炎药,具有抗炎作用强、毒副作用低的药效特点。
其中酮洛芬可由芳香族含氧衍生物A经以下路线合成得到:
请根据合成酮洛芬的路线回答下列问题。
(1)已知有机物A可以与NaHCO3反应,则A的结构简式为 。
(2)上述合成酮洛芬的路线中共有5步反应,其中属于取代反应的共有几步? 。其中有一步反应中用到有机物,请写出实验室保存该有机物方法: 。
(3) 布洛芬、非诺洛芬、酮洛芬都可视作2-苯基丙酸的衍生物,则芳香族含氧衍生物A与2-苯基丙酸的关系是 ;请写出满足下列条件的2-苯基丙酸的一种同分异构体的结构简式 。
①苯的衍生物,且苯环上的一硝基取代物只有两种;②能与银氨溶液反应产生光亮的银境;③能与FeCl3溶液发生显色反应。
(4)参照上述合成路线中的有关信息,写出由对二甲苯为主要原料制备的合成流程图(无机试剂任选)。
合成线路图示例如下:
(12分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
回答下列问题:
(1)工业上常用一定浓度的纯碱溶液清洗铁屑,目的是 。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH至 a,a的范围是 。
(3)已知室温下,Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
(4)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 ;O2参与反应的离子方程式为
(5)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。
光气(COCl2)的分解反应为:COCl2(g)Cl2(g)+CO(g);△H=+108kJ·mol-1。反应体系中各物质的浓度在不同条件下的变化如图8所示(10~14 min的COCl2浓度变化未标出):
下列说法正确的是
A.COCl2在5~6 min和15~16 min时平均反应速率:v(5~6)< v(15~16)
B.第10 min时,改变反应条件,反应重新达到平衡前:v(正)>v(逆)
C.第12 min时,反应重新达到平衡,c(COCl2)≈ 0.03 mol·L-1
D.第14 min时,改变的条件是减小压强,随着平衡的移动,COCl2的转化率减小
下列有关溶液中微粒浓度关系的叙述正确的是
A.c(NH4+)相等的(NH4)2SO4、NH4HSO4、NH4Cl溶液中:c(NH4HSO4) > c[(NH4)2SO4]> c(NH4Cl)
B.已知HF的酸性比CH3COOH强,pH相等的NaF与CH3COOK溶液中,[c(Na+)-c(F-)]< [c(K+)-c(CH3COO-)]
C.等物质的量浓度Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液中:c(CO32-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(HCO3-)+3c(H2CO3)
D.溶有等物质的量NaClO、NaHCO3的溶液中:c(HClO)+c(C1O-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)
空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是
A.转移0.1mol电子时,a电极产生标准状况下O2 1.12L
B.b电极上发生的电极反应是:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.c电极上进行还原反应,B电池中的H+可以通过隔膜进入A池
D.d电极上发生的电极反应是:O2+4H++4e-=2H2O