铁是一种典型的过渡金属,铁和铁的化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算:
(1)将11.802 g钢样粉末(只含铁和碳)于高温下置于足量的纯氧中充分反应,冷却后得到16.240 g磁性氧化铁。
①钢样中含铁________g。
②生成的CO2在标准状况下体积为________mL。
(2)向10 mL氯化铁溶液(含盐酸0.001 mol)中加入16.8 g 5%的烧碱溶液(足量),充分反应后过滤。洗涤沉淀,将洗涤液与滤液合并后稀释至250mL。取25mL稀释液,用0.100 mol/L盐酸滴定,终点时消耗盐酸的体积15.50mL。计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度。
(3)铁锈的主要成分实为羟基氧化铁[化学式FeO(OH)]。将一块带锈铁片放入700mL pH=0的稀硝酸中充分反应,收集到标准状况下NO气体3.584 L,最终剩余2.020g铁。求:
①反应后溶液中溶质的成分与物质的量。
②原带锈铁片中铁锈的质量分数。
(4)用FeSO4和NaOH制备Fe(OH)2时,往往会形成一种灰绿色的中间物(用X表示)。经分析,X中含有三种阴离子与两种阳离子,阴、阳离子的总质量之比为11:12。已知两种阳离子为Fe2+与Fe3+,物质的量之比为2:1。请通过计算确定X的化学式。
钯催化偶联反应可表示为:R-X + CH2=CH-R’R-CH=CH-R’ + HX。美国化学家Richard F. Heck因研究此反应获2010年诺贝尔化学奖。以下是利用钯催化偶联反应合成一种香料A()的流程:
完成下列填空:
(1)写出结构简式。B________________ E________________
(2)写出反应②的化学方程式______________________________________________。
(3)反应④属于____________(填反应类型)。反应⑤的条件是____________。
(4)为了促进反应⑥的进行,通常可以加入一种显_________的物质。
a. 强酸性 b. 弱酸性 c. 弱碱性 d. 强碱性
(5)写出A的两种符合下列条件的同分异构体的结构简式____________、___________。
i. 含有两个苯环(除苯环外不含其它环状结构);
ii. 只存在四种化学环境不同的氢原子。
(6)仅以B为有机原料,任选无机试剂,经过三步反应可得到一种含有六元环的酯。写出相关反应的化学方程式。
胡萝卜中含有大量的β-胡萝卜素,被人体吸收后可转化成视黄醇(即维生素A),是目前最安全补充维生素A的产品。在体内酶的催化下,1 mol β-胡萝卜素可氧化为2 mol视黄醛,然后再转化为视黄醇,其过程如下:
已知:
完成下列填空:
(1)β-胡萝卜素的化学式为_________________。反应I的类型为_________。
(2)β-胡萝卜素在人体吸收时需要相应的溶剂,下列适合作为溶剂的是________(选填编号);
a. 水 b. 油脂 c. 苯 d. 乙醇
许多保健品中都含有β-胡萝卜素,从其结构推测可能的作用是________(选填编号)。
a. 提供蛋白质 b. 补充微量元素 c. 抗氧化剂 d. 调节pH
(3)视黄醛的一种同分异构体属于萘(,C10H8)的衍生物,其可能具有的化学性质有________(选填编号)。
a. 与溴水发生加成反应 b. 能与氯化铁溶液发生显色反应
c. 发生银镜反应 d. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)丁烯酮(CH2=CHCOCH3)是合成视黄醇和β-胡萝卜素的重要原料之一。工业上采用如下流程合成丁烯酮:
写出A的结构简式:__________。 写出反应II的化学方程式:___________________。
精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物。完成下列填空:
(1)工业氯化钾中含有Fe3+、SO42—、Br—等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容。
①溶解;②加入试剂至Fe3+、SO42—沉淀完全,煮沸;③_____________________;④加入盐酸调节pH;
⑤___________________(除Br—);⑥蒸干灼烧。
步骤②中,依次加入的沉淀剂是NH3·H2O、________、________。
证明Fe3+已沉淀完全的操作是_________________________________________________。
(2)有人尝试用工业制纯碱原理来制备K2CO3。他向饱和KCl溶液中依次通入足量的______和______两种气体,充分反应后有白色晶体析出。将得到的白色晶体洗涤后灼烧,结果无任何固体残留,且产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。
写出生成白色晶体的化学方程式:___________________________________________。
分析该方法得不到K2CO3的原因可能是_______________________________________。
(3) 用氯化钾制备氢氧化钾的常用方法是离子交换膜电解法。氢氧化钾在_________极区产生。为了避免两极产物间发生副反应,位于电解槽中间的离子交换膜应阻止_______(填“阴”、“阳”或“所有”)离子通过。
(4)科学家最近开发了一种用氯化钾制氢氧化钾的方法。其反应可分为5步(若干步已合并,条件均省略)。请写出第⑤步反应的化学方程式。
第①、②步(合并):2KCl + 4HNO3 → 2KNO3 + Cl2 + 2NO2 + 2H2O
第③、④步(合并):4KNO3 + 2H2O → 4KOH + 4NO2 + O2
第⑤步:____________________________________________
总反应:4KCl + O2 + 2H2O → 4KOH + 2Cl2
与电解法相比,该方法的优势可能是______________。
无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:2Al + 6HCl(g) → 2AlCl3 + 3H2。
完成下列填空:
(1)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式:_______________________________________。
(2)C中盛有的试剂为__________。进行实验时应先点燃_____(选填“B”或“D”)处酒精灯。
(3) 用粗短导管连接D、E的目的是_________(选填序号)。
a. 防堵塞 b. 防倒吸 c. 平衡气压 d. 冷凝回流
E瓶的作用是_______________________________________________________。
(4)F中盛有碱石灰,其目的是_________(选填序号)。
a. 吸收HCl b. 吸收Cl2 c. 吸收CO2 d. 吸收H2O
(5)①将D中固体改为市售氯化铝(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是_____________________________________________。
②若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为_______。
(6)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,也能制备无水AlCl3。事实证明这样做比较危险,请简述理由 _________________________。
1200℃时可用反应 2BBr3(g) + 3H2(g)2B(s) + 6HBr(g) 来制取晶体硼。完成下列填空:
(1)下列说法能说明该反应达到平衡的是______(选填序号,下同)。
a. v正(BBr3)= 3v逆(HBr) b. 2c(H2) = c(HBr)
c.密闭容器内压强不再变化 d. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
(2)若密闭容器体积不变,升高温度,晶体硼的质量增加,下列说法正确的是_________。
a. 在平衡移动时正反应速率先增大后减小
b. 在平衡移动时逆反应速率始终增大
c. 正反应为放热反应
d. 达到新平衡后反应物不再转化为生成物
(3)若上述反应在10L的密闭容器内反应,5min后,气体总质量减少1.1 g,则该时间段内氢气的平均反应速率为__________________。
(4)往容器中充入0.2 mol BBr3和一定量H2,充分反应达到平衡后,混合气体中HBr百分含量与起始通入H2的物质的量有如图关系。在a、b、c三点中,H2 的转化率最高的是______(选填字母)。b点达到平衡后,再充入H2使平衡到达c点,此过程中平衡移动的方向为__________(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。