B.[实验化学]卷心菜中含有丰富的维生素C,维生素C在酸性溶液中能被碘氧化。某实验小组通过如下实验对卷心菜中维生素C的含量进行测定。
第一步:配制维生素C标准溶液。将5片100 mg的维生素C药片碾碎、溶解,配成250 mL标准溶液。
第二步:制取卷心菜汁。取50 g新鲜的卷心菜,捣烂,加水充分搅拌,用下图所示装置抽滤制得卷心菜汁50 mL。
第三步:标准溶液中维生素C含量的测定。移取20.00 mL维生素C标准溶液于锥形瓶中,加入1 mL 0.1 mol·L-1盐酸酸化,加入2滴淀粉试液作指示剂,用0.010 mol·L-1碘水滴定到终点,记录消耗碘水的体积。重复上述操作两次,消耗碘水的平均体积为V1。
第四步:卷心菜汁中维生素C含量的测定。移取20 mL卷心菜汁于锥形瓶中,加入1 mL 0.1 mol·L-1盐酸酸化,加入2滴淀粉试液作指示剂,用0.010 mol·L-1碘水滴定到终点,记录消耗碘水的体积。重复上述操作两次,消耗碘水的平均体积为V2。
(1)与过滤相比,抽滤的优点是 。抽滤所用的滤纸应略 (填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径,将全部小孔盖住。
(2)移取20.00 mL待测液选用的仪器是 ,滴定终点溶液的颜色呈 色。
(3)上述滴定过程滴定速度要快,否则将会使测得的维生素C的含量偏低,其可能的原因是 。
(4)1kg卷心菜中所含维生素C相当于 片上述维生素药片。(用含V1、V2的代数式表示)
【选做题】(12分)本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
X、Y、Z、M为前四周期中除氢以外原子序数依次增大的四种元素,X基态原子未成对电子数在所处周期中最多;Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和;Z的单质常温下为淡黄色固体,ZY3分子呈平面正三角形;M原子外围电子排布式为3dn4sn。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是 。(用元素符号表示)
(2)某X氢化物分子结构式为:H-X=X-H,该分子中X原子的杂化方式是 ;Y元素简单氢化物的沸点高于Z的氢化物,主要原因是 。
(3)根据等电子原理,写出X2Y分子的电子式: 。
(4)M晶体的原子堆积方式为六方堆积(如图所示),则晶体中M原子配位数是 。某M配合物化学式是[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O,1 mol该配合物中含配位键的数目是 。
(15分)氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生产、生活中具有重要作用。
(1)利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g) △H1=44.0 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=229.3 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-906.5 kJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H4
则△H4= kJ·mol-1。
(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式: 。
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为: ;为抑制肼的分解,可采取的合理措施有 (任写一种)。
(3)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。
①氮化硅的化学式为 。
②a电极为电解池的 (填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式: ;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是 。
(14分)将某黄铜矿(主要成分为CuFeS2)和O2在一定温度范围内发生反应,反应所得固体混合物X中含有CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3及少量SiO2等,除杂后可制得纯净的胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。
(1)实验测得温度对反应所得固体混合物中水溶性铜(CuSO4)的含量的影响如图所示。生产过程中应将温度控制在 左右,温度升高至一定程度后,水溶性铜含量下降的可能原因是 。
(2)下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。实验中可选用的试剂和用品:稀硫酸、3 % H2O2溶液、CuO、玻璃棒、精密pH试纸。
①实验时需用约3 %的H2O2溶液100 mL,现用市售30%(密度近似为1g•cm—3)的H2O2来配制,其具体配制方法是 。
②补充完整由反应所得固体混合物X制得纯净胆矾晶体的实验步骤:
第一步:将混合物加入过量稀硫酸,搅拌、充分反应,过滤。
第二步: 。
第三步: ,过滤。
第四步: 、冷却结晶。
第五步:过滤、洗涤,低温干燥。
(3)在酸性、有氧条件下,一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌能将黄铜矿转化成硫酸盐,该过程反应的离子方程式为 。
(12分)碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料。以含镍(Ni2+)废液为原料生产NiOOH的一种工艺流程如下:
(1)加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 。
(2)已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,欲使NiSO4溶液中残留c(Ni2+)≤2×10-5 mol·L-1,调节pH的范围是 。
(3)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式: 。
(4)若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni(OH)2,其组成可表示为xNiOOH·yNi(OH)2。现称取9.18 g样品溶于稀硫酸,加入100 mL 1.0 mol·L-1 Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200 mL。取出20.00 mL,用0.010 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00 mL,试通过计算确定x、y的值(写出计算过程)。涉及反应如下(均未配平):
NiOOH+Fe2++H+—Ni2++Fe3++H2O Fe2++MnO4-+H+—Fe3++Mn2++H2O
(15分)罂粟碱是一种异喹啉型生物碱,其盐酸盐可用于治疗脑血栓、肢端动脉痉挛等。罂粟碱的合成方法如下:
(1)B分子中的官能团有 和 (填名称)。
(2)D→E的转化属于 反应(填反应类型)。
(3)E和F发生取代反应生成G的同时有HCl生成,则F的结构简式是 。
(4)E的同分异构体有多种,写出一种符合下列要求的异构体X的结构简式: 。
Ⅰ.含氧官能团种类与D相同。
Ⅱ.核磁共振氢谱图中有4个吸收峰。
Ⅲ.属于芳香族化合物,苯环上一取代物有两种。
(5)已知:(R、为烃基)。根据已有知识并结合相关信息,写出以乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下: