选考【化学—选修5:有机化学基础】 (15分)
有机物Ⅰ可以用E和H在一定条件下合成:
请根据以下信息完成下列问题:
①A为丁醇且核磁共振氢谱有2种不同化学环境的氢;
②
③一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
(1)B的分子式为: 。
(2)C→D、G→H的反应类型为 、 。
(3)芳香族化合物F的分子式为C7H8O,苯环上的一氯代物只有两种,则F的结构简式为: 。
(4)D生成E的化学方程式为 。
E与H反应生成I的方程式为 。
(5)I的同系物K相对分子质量比I小28。K的结构中能同时满足如下条件:①苯环上只有两个取代基;②分子中不含甲基。共有 种(不考虑立体异构)。试写出上述同分异构体中任意一种消耗NaOH最多的有机物结构简式 。
【化学---选修3:物质结构与性质(15分)】“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源。它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成。
(1)水分子间通过 相互结合构成水分子笼。N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(2)从海底取得的“多金属结核”样本,样本中含铁、锰等多种金属。
①基态铬原子的电子排布式为 。
②金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
①写出基态Cu2+的核外电子排布式 。
②胆矾中含有的粒子间作用力是 (填序号)。
a.离子键
b.极性键
c.金属键
d.配位键
e.氢键
f.非极性键
③在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,指出1molCN-中键的数目为 。胆矾受热分解得到铜的某种氧化物,其晶胞结构如上图所示,则氧的配位数是 。
选考【化学---选修2:化学与技术(15分)】
MgSO4·7H2O在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
pH值 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/ ℃ | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 |
CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.19 |
MgSO4·7H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | / |
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)沉淀C的化学式是
(2)过滤Ⅲ需趁热过滤的理由是
(3)操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称分别为 、
(4)滤液I中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,可除去滤液Ⅰ中 (填离子符号);加入NaClO溶液加热煮沸,可将Fe2+氧化成Fe3+的同时,还会将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,写出Mn2+被氧化成MnO2的离子反应方程式为
(5)硼镁泥是硼镁矿生产硼砂(Na2B4O7·10H2O)时的废渣。将硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)煅烧、粉碎后加水和纯碱,在加热加压下通入CO2可得硼砂。此反应为熵减小反应,试写出反应方程式
(15分)常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是 。
(2)操作A的名称为 。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。
铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,
试写出该反应的化学方程式: 。
(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.84g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液20mL。请回答下列问题:
(1)将样品研细后再反应,其目的是 。
(2)装置a和c的作用分别是_ ___和__ __(填标号,可以多选)。
a.除去SO2气体
b.除去空气中的水蒸气
c.有利于气体混合
d.有利于观察空气流速
e.除去反应后多余的氧气
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。
(4)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为 。
(5)若用下图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是 (填序号)。
(6)若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2,测得的黄铜矿纯度会产生误差,假设实验操作均正确,可能的原因主要有_______________________________________。
(14分)
(1)已知:① N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+179.5 kJ/mol
②2NO(g) + O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3 kJ/mol
③2NO(g) +2CO(g)=N2(g) +2CO2(g) △H=-759.8 kJ/mol
NO2(g)+CO(g)=NO(g) +CO2(g) △H= kJ/mol。
(2)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,
进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
③ | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为 ,此温度下的平衡常数为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②650℃时,若在此容器中开始充入2mol H2O(g)、1mol CO、1 mol CO2和 2 molH2,若要使反应在开始
时 进行。(填“正向”、“逆向”)
③若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系
为α2 (H2O) α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。