(12分)【化学——有机化学基础】
某有机化合物K的合成路线如下:‘
已知:
III.E的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰。
请回答下列问题:
(1)A的分子式为_______,C→D的反应类型为_______。
(2)鉴别E、G所用的试剂除NaOH溶液外,还需要的试剂有_______(填试剂名称)。
(3)符合下列条件的C的同分异构体共有_______种。
①能与溴水发生加成反应②能使氯化铁溶液显紫色
③苯环上有三个取代基且能发生银镜反应
(4)J在一定条件下可以发生聚合反应得到一种高聚物,该高聚物的结构简式为____ ____________________。
(5)D+J→K的化学方程式为________________________。
(12分)【化学一物质结构与性质】
已知A、B、C、D均为前四周期元素且原子序数依次增大,元素A的基态原子2p轨道有3个未成对电子,元素B的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍,元素C的一种常见单质为淡黄色粉末,D的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为l。
(1)在第2周期中,第一电离能大于B的元素有____种。
(2)A的最简单气态氢化物分子的空间构型为________;H2B在乙醇中的溶解度大于H2C,其原因是_______。
(3)AB3,中,A原子轨道的杂化类型是_______ ,与AB3互为等电子体微粒的化学式
为________(写出一种即可)。
(4)D(OH)2难溶于水,易溶于氨水,写出其溶于氨水的离子方程
式_______.
( 5)D2B的晶胞如图所示,已知晶体的密度为 ,阿伏加德罗常数为,则晶胞边长为_______cm(用含 、的式子表示)。
(18分)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法回收WC和制备CoxOy,的工艺流程简图如下:
(1)电解时废旧刀具作阳极,不锈钢作阴极,盐酸的作用是______。
(2)通人氨气的目的是调节溶液的pH,除去铁元素。由表中的数据可知,理论上可选择pH最大范围是____________。
(3)实验测得NH4HCO3溶液显碱性,制备CoCO3时,选用的加料方式是_______(填代号),原因是_______。
a.将滤液与NH4HCO3溶液同时加入到反应容器中
b.将滤液缓慢加入到盛有NH4HCO3溶液的反应容器中
c.将NH4HCO3溶液缓慢加入到盛有滤液的反应容器中
写出生成CoCO3的离子方程式______________________________________。
(4)实验中获得的若洗涤不充分,在焙烧时会产生污染性气体,该污染性气体的成分为_______________(填化学式)。
(5)实验室用下列装置制取,并测定其化学式。
①装置A制得的中含有少量Cl2,则装置B中所盛放的试剂为______(填代号)。
a.NaHCO3溶液 b.NaOH溶液 c.KMnO4溶液 d.饱和NaCI溶液
②在CoCO3完全转化为后,若称得E管增重4.40g,D管内残留物质的质量是8.30g,则生成物的化学式为____________。
③若缺少装置F,则导致的值______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(18分)NOx、SO2是主要的大气污染物,科学处理这些污染物对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ•mol-1
则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= kJ•mol-1。
(2)利用氧化氮氧化物的流程如下:
写出反应Ⅱ的化学方程式 ___________________;已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,若反应I中转移0.5mol电子,则反应Ⅱ中可生成N2的体积
为_________L(标准状况下)。
(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水的电离平衡_________移动(填“向左”、“向右”或“不”);试计算溶液中 。
(常温下H2SO3的电离常数:)
(4)利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气,其流程如下图所示。
①简述用Fe2(SO4)3晶体配制溶液A的方法__________________。
②假设反应过程中溶液的体积不变,A、C两溶液的pH大小关系为:pH___pH。(填
“>”、“=”或“<”)。
③设计实验验证溶液B是否仍具有处理废气的能力,简述实验的操作、现象和结论_____________________________________________________________________________。
(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则H 0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol。
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2+形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。
下列有关四个电化学装置的叙述正确的是
A.图I装置中MnO2作催化剂
B.图II装置工作一段时间后,滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液,无明显现象
C.图III装置中Cu作阳极,为电解液提供Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定
D.图IV装置工作时,为平衡电荷,a烧杯中的Zn2+经盐桥移向b烧杯中