B. [实验化学]实验室用粗锌(含铅等杂质)与过量的稀硫酸反应制氢气的废液制备硫酸锌晶体,其流程如下:
已知ZnSO4的溶解度如下表所示:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.6 | 47.5 | 53.8 | 61.3 | 70.5 | 75.4 | 71.1 | 60.5 |
(1)实验过程中多次用到如图所示的过滤装置,仪器a的名称为________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为________。X的化学式为________。
(3)溶解过程中加入的稀硫酸的作用是_________________________。
(4)结晶的操作为_________________________________。
(5)用酒精进行洗涤的原因是________________________________。
(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子,Z是地壳中含量最多的元素,W的原子序数为22。
(1)W基态原子的核外电子排布式为________。元素X、Y、Z的电负性由大到小的顺序为________。
(2)与XYZ-互为等电子体的一种分子、一种离子分别为________、________(填化学式)。
(3)二元弱酸H2X2Z4中X原子轨道的杂化类型是_______,1 molH2X2Z4分子中含有σ键的数目为_______。
(4)YH3极易溶于水的主要原因是________________。元素W的氧化物WO2可与氢氟酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWF6,该反应的化学方程式为________。
(5)Z、W与Ca形成晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为________。
(14分)CO和联氨(N2H4)的性质及应用的研究是能源开发、环境保护的重要课题。
(1)①用CO、O2和KOH溶液可以制成碱性燃料电池,则该电池反应的离子方程式为________。
②用CO、O2和固体电解质还可以制成如图1所示的燃料电池,则电极d的电极反应式为________。
(2)联氨的性质类似于氨气,将联氨通入CuO浊液中,有关物质的转化如图2所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是________(填元素名称)。
②在转化过程中通入氧气发生反应后,溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。转化中当有1 mol N2H4参与反应时,需要消耗O2的物质的量为________。
③加入NaClO时发生的反应为:Cu(NH3)+2ClO-+2OH-===Cu(OH)2↓+2N2H4↑+2Cl-+2H2O
该反应需在80℃以上进行,其目的除了加快反应速率外,还有________、________。
(3)CO与SO2在铝矾土作催化剂、773 K条件下反应生成CO2和硫蒸气,该反应可用于从烟道气中回收硫,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图3所示,写出该反应的化学方程式:________________。
(15分)亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。用木屑制备亚硝酸钠的流程如下:
已知氧化过程中,控制反应液的温度在55~60℃条件下发生的主要反应为:
C6H12O6+12HNO33H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
(1)酸溶过程中,硫酸的作用是_________。吸收完成后,将吸收液蒸发浓缩、________、________(填操作名称)、洗涤得到白色晶状的亚硝酸钠。
(2)实验室模拟氧化和吸收过程的装置如图所示,A装置须控制反应液的温度不高于60℃的原因是____;B装置用于制备亚硝酸钠,其中盛放的溶液是________(填字母)。
a.NaCl溶液 b.Na2CO3溶液 c.NaNO3溶液
(3)工业上在吸收过程中需控制NO和NO2的物质的量比接近1∶1。若(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致________;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1会使产品中混有的杂质为________。
(4)已知NaNO2能把酸性条件下的Fe2+氧化,同时产生一种有毒的气体,请写出该反应的离子方程式:________________________________。
(5)已知:①NaNO2有氧化性,在酸性条件下能把I-氧化为I2;S2O32-又能把I2还原为I-。②NaNO2也有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色。
为测定产品NaNO2的纯度,请补充完整实验方案:准确称量适量的NaNO2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,________。
实验中可供选择的试剂:稀硫酸、c1 mol·L-1 KI溶液、淀粉溶液、c2 mol·L-1 Na2S2O3溶液、c3 mol·L-1酸性KMnO4溶液。
(12分)达喜[AlaMgb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用于中和胃酸。
(1)1 mol达喜与足量的盐酸完全反应后生成水的物质的量为________(用含x等字母的代数式表示)。
(2)达喜化学式中a、b、c、d的关系为a+b________c+d(填“>”、“=”或“<”)。
(3)已知在常温下溶液中Al3+、Mg2+、AlO2-的浓度与溶液pH的关系如图所示。为测定达喜的组成,进行了下列实验:
①取达喜6.02 g研碎,缓慢加入2.00 mol·L-1盐酸使其溶解,当加入盐酸85.00 mL时开始产生CO2,加入盐酸至90.00 mL时正好反应完全。
②在①所得溶液中加入适量的________(填“氨水”、“氢氧化铝”或“氯化镁”)以调节溶液的pH至5.0~7.0,使有关离子完全沉淀。
③将②产生的全部沉淀过滤、洗涤,灼烧至恒重,称量为1.02 g。
请通过计算确定达喜的化学式(写出计算过程)。
(15分)白藜芦醇是一种抗肿瘤的药物,合成它的一种路线如下:
(1)化合物F中的含氧官能团的名称是________和________。
(2)反应④中加入试剂X的分子式为C9H10O3,X的结构简式为________________。
(3)在①~④反应中,属于取代反应的是________(填序号)。
(4)D的一种同分异构体满足下列条件:
Ⅰ.属于α氨基酸:
Ⅱ.能使溴水褪色,但不能使FeCl3溶液显色;
Ⅲ.分子中有7种不同化学环境的氢,且苯环上的一取代物只有一种。
写出该同分异构体的结构简式:____________(任写一种)。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以乙醛为原料制备CH3CH===C(CH3)COOH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: