(12分)乙二胺四乙酸可由乙二胺(H2NCH2CH2NH2)、氰化钠(NaCN)和甲醛水溶液作用制得,能和Fe3+形成稳定的水溶性配合物乙二胺四乙酸铁钠,原理如下:
(1)Fe3+基态核外电子排布式为 。
(2)与CN-互为等电子体的一种非极性分子为 (填化学式)。
(3)乙二胺四乙酸中C原子的轨道杂化类型是 ;C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
(4)乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是 。
(5)请在乙二胺四乙酸铁钠结构图中用“箭头”表示出配位键。
(14分)脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。
(1)热解气还原法。已知CO还原SO2生成S(g)和CO2过程中,每转移1mol电子需吸收2.0 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 。
(2)离子膜电解法。利用硫酸钠溶液吸收SO2,再用惰性电极电解。将阴极区溶液导出,经过滤分离硫磺后,可循环吸收利用,装置如图1所示,则阴极的电极反应式为 ,阳极产生气体的化学式为 。
(3)氧化锌吸收法。配制ZnO悬浊液(含少量MgO、CaO),在吸收塔中封闭循环脱硫,发生的主要反应为ZnO+SO2 = ZnSO3(s),测得pH、吸收效率η随时间t的变化如图2所示。
①该反应常温能自发进行的原因是 。
②纯ZnO的悬浮液pH约为6.8,结合图2和图3,下列说法正确的是 。
A.向ZnSO3与水混合体系中加稀硫酸,硫元素会以SO2形式逸出
B.pH-t曲线ab段发生的主要反应为ZnO+SO2=ZnSO3
C.pH-t曲线cd段发生的主要反应为ZnSO3+SO2+H2O = Zn (HSO3)2
D.pH=7时,溶液中c(SO32-) = c(HSO3-)
③为提高SO2的吸收效率η,可采取的措施为 。
A.增大悬浊液中ZnO的量
B.适当提高单位时间内烟气的循环次数
C.调节溶液的pH至6.0以下
(16分)高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:
(1)浸出:浸出时温度控制在90℃~95℃之间,并且要连续搅拌3小时的目的是 ,植物粉的作用是 。
(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5;
②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;
③…
操作①中使用碳酸锰调pH的优势是 ;操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率。写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式 。
(3)制备:在30 ℃~35 ℃下, 将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5~7.0,得到MnCO3沉淀。温度控制35 ℃以下的原因是 ;该反应的化学方程式为 ;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。
(4)计算:室温下,Ksp(MnCO3)=1.8×10-11,Ksp(MgCO3)=2.6×10-5 ,已知离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,表示该离子沉淀完全。若净化液中的c(Mg2+)=10-2mol/L,试计算说明Mg2+的存在是否会影响MnCO3的纯度。
(12分)镁铝碱式碳酸盐[MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O]阻燃剂具有阻燃、消烟、填充等功能,是一种不溶于水的新型无机阻燃剂。
(1)将MgaAlb(OH)c(CO3)d·x H2O表示成氧化物形式 。
(2)为确定镁铝碱式碳酸盐的组成,进行如下实验:
准确称取15.050 g样品进行灼烧至恒重,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。分析测得残留物中MgO为6.000 g,Al2O3为2.550 g,通过计算确定该镁铝碱式碳酸盐的化学式。(写出计算过程)
(3)该镁铝碱式碳酸盐可以由MgCl2、NaAlO2、NaOH和Na2CO3反应制备,制备的化学方程式为 。
(14分)药物F具有抗肿瘤、降血压、降血糖等多种生物活性,其合成路线如下:
已知:
(1)原料A中含氧、含氮的官能团名称是 、 。
(2)写出中间产物E的结构简式 。
(3)反应②、⑤的反应类型是 、 。
(4)物质B有多种同分异构体,写出满足下列条件的一种同分异构体的结构简式 。
①属于α-氨基酸
②苯环上有两种一氯代物
③能发生银镜反应
④核磁共振氢谱显示其有7种不同化学环境的氢原子
(5)以和苯、乙醇为原料,可合成,写出合成流程
图(无机试剂任用)。合成流程图示例如下:
(12分)氯化亚铜是一种应用较广的催化剂,易水解。以低品位铜矿砂(主要成分CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下:
(1)酸溶1步骤中加入MnO2的作用是 。
(2)除锰步骤Mn2+转化为MnCO3沉淀,该反应的离子方程式为 。溶液中CuSO4转变为Cu(NH3)4CO3留在溶液中。
(3)蒸氨步骤会得到CuO固体,该步骤在减压条件下进行的原因是 。
(4)合成步骤加入Na2SO3的速率不宜过快,否则会产生SO2气体,除可能与酸溶时硫酸过量有关,还可能的原因是 。
(5)有工艺将合成步骤的NaCl与Na2SO3换为NH4Cl和(NH4)2SO3,则可获得一种可作为氮肥的副产品,其化学式为 。
(6)洗涤步骤先用 洗,再用无水乙醇洗涤。