(15分)某有机物X(C13H13O7Br)遇到FeCl3溶液显紫色,其部分结构简式如下:
已知:①X在足量的氢氧化钠水溶液中加热,可以得到A、B、C三种有机物;
②室温下B经盐酸酸化可以得到苹果酸D,D的分子式为C4H6O5;
③C能发生银镜反应。
试回答:
⑴D中所含官能团的名称是 ,D不能发生的反应类型是 (填序号) 。①加成反应,②消去反应,③氧化反应,④酯化反应。
⑵D的一种同分异构体E有如下特点:lmol E可以和3 mol金属钠发生反应,放出33.6 L H2(标准状况下),lmolE可以和足量NaHCO3溶液反应,生成lmolCO2,lmolE还可以发生银镜反应,生成2 mol Ag。试写出E可能的结构简式 。
⑶A和D在一定条件下可以生成八元环酯,写出此反应的化学方程式 。
⑷若C经盐酸酸化后得到的有机物F,其苯环上的一溴代物只有两种,则F可能的结构简式为 ,写出其中任意一种和银氨溶液发生反应的化学方程式 。
⑸F的一种同分异构体是制取阿司匹林( )的原料,试写出其结构简式
,它在一定条件下生成高分子化合物的方程式为 。
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题:
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 。
⑵滤液中含钒的主要成分为 (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式 ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,反应的离子方程式为□VO2+ +□H2C2O4+□_____ =□VO2++□CO2↑+□H2O,试将其配平。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2+ +V2++2H+ VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为 。
(15分)已知2A(g)+B(g)2C(g),H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
⑴比较a b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。
T/K | T1 | T2 | T3 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度 (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系 (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是 。
A. 4 mol A和2 mol BB. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol BD. 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A. 及时分离出C气体B. 适当升高温度
C. 增大B的浓度D. 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d b(填“>”、“=”或“<”),理由是_ 。
⑹ 在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量 (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。
(14分)近年来我国的航天事业取得了巨大的成就,在航天发射时,肼(N2H4)及其衍生物常用作火箭推进剂。
⑴液态肼作火箭燃料时,与液态N2O4混合发生氧化还原反应,已知每1 g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ,试写出该反应的热化学方程式 。
⑵在实验室中,用N2H4·H2O与NaOH颗粒一起蒸馏,收集114~116 ℃的馏分即为无水肼。
①在蒸馏过程中不需要的仪器是 (填序号字母)。
A.酒精灯 B.长直玻璃导管C.锥形瓶 D.冷凝管
E.牛角管(接液管)F.蒸馏烧瓶 G.酸式滴定管
②除上述必需的仪器外,还缺少的玻璃仪器是 。
⑶肼能使锅炉内壁的铁锈(主要成分Fe2O3)变成磁性氧化铁(Fe3O4)层,可减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气,则每生成1 mol Fe3O4,需要消耗肼的质量为 g。
⑷磁性氧化铁(Fe3O4)的组成可写成FeO·Fe2O3。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe3O4、CuO组成(不含有其它黑色物质)。探究过程如下:
提出假设:假设1. 黑色粉末是CuO;假设2. 黑色粉末是Fe3O4;
假设3. 。
设计探究实验:
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立,则实验现象是 。
②若所得溶液显血红色,则假设 成立。
③为进一步探究,继续向所得溶液加入足量铁粉,若产生 的现象,则假设3成立。
有另一小组同学提出,若混合物中CuO含量较少,可能加入铁粉后实验现象不明显。
查阅资料:Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液,Cu2++4NH3·H2O=Cu(NH3)42++4H2O。
④为探究是假设2还是假设3成立,另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后,再加入足量氨水,若假设2成立,则产生 现象;若产生 现象,则假设3成立。
硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质。下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
难溶化合物的溶解能力可以用溶度积Ksp来表示,当溶液中相应离子浓度的乘积大于该值时,会形成沉淀。已知常温下AgCl的Ksp=1.8×10-10,AgI的Ksp=8.5×10-17。若在常温下,向5 mL含有KCl和KI各为0.01 mol/L的溶液中加入8 mL 0.01 mol/L AgNO3溶液,此时溶液中所含溶质的离子浓度大小关系正确的是( )
A.c(K+)>c(NO3- )>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-)
B.c(K+)>c(NO3- )>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)
C.c(NO3- )>c(K+)>c(Ag+)>c(Cl-)>c(I-)
D.c(K+)>c(NO3- )>c(Ag+)=c(Cl-)+c(I-)