化学已渗透到人类生产、生活的方方面面,下列说法正确的是( )
A.离子交换膜在工业生产中广泛应用,如氯碱工业使用了阴离子交换膜
B.白酒标签上注有“酒精度52%Vol”字样,它表示100g该白酒中含有52g酒精
C.开发氢能、太阳能、风能、生物质能等是实现“低碳生活”的有效途径
D.泡沫灭火器是最常见的灭火器之一,其内筒为塑料桶,盛有碳酸氢钠溶液;外筒为铁桶,外筒和内筒之间装有硫酸铝溶液
【实验化学】
乙酰苯胺为无色晶体,有“退热冰”之称。其制备原理为:
已知:①苯胺易被氧化; ②苯胺、醋酸和乙酰苯胺的部分物理性质如下表:
试剂名称 | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解度(20 ℃) |
苯胺 | -6.2 | 184.4 | 稍溶于水(3.4g),与乙醇、乙醚、苯混溶 |
乙酸 | 16.7 | 118 | 易溶于水、乙醇、乙醚等 |
乙酰苯胺 | 114~116 | 280~290 | 0.46g |
制备乙酰苯胺的实验步骤如下:
步骤1:在下图1装置的圆底烧瓶中,加入6.0 mL苯胺、9.0 mL冰醋酸及0.2g锌粉。
步骤2:控制温度,小火加热1 h。
步骤3:趁热将反应混合物倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,抽滤,洗涤,得到粗产品。
步骤4:通过重结晶提纯粗产品后,获得无色片状晶体,干燥后得目标产品。
图1 图2
(1)步骤1中使用过量的冰醋酸目的是 。
(2)步骤2中韦氏分馏柱的作用是 。
(3)步骤2中控制温度为 ℃。
(4)步骤3中,抽滤装置如图2所示,仪器c的名称是 ,当过滤的溶液具有强酸性、强碱性或强氧化性时要用 代替布氏漏斗,停止抽滤时的操作为 。
【物质结构与性质】
含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,其反应如下:
2CH3CHO+ 2Cu(OH)42- 2CH3COO-+Cu2O↓+5H2O
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 ;配合物Cu(OH)42-中与形成配位键的原子是 (填元素符号)。
(2)乙醛中碳原子的轨道杂化类型是 ;1mol乙酸分子中含有σ键的数目为 。
(3)与H2O互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。H2O与CH3CHO能够互溶,除了它们都是极性分子外,还因为 。
研究CO、CO2的开发和应用对建设文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH 2 =-28.5 kJ·mol-1
则C(s) + CO2(g)=2CO(g) △H = kJ·mol-1。
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)
第二步:HCOOCH3(g)CH3OH(g)+CO(g)
该两步反应常温下均不能自发进行,其原因是 。
在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有 (写两条措施)。
(3)节能减排是要控制温室气体CO2的排放。
①氨水可用于吸收低浓度的CO2。请写出氨水吸收足量CO2的化学方程式为: 。
②利用太阳能和缺铁氧化物[Fe(1-y)O]可将富集到的廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化过程如图所示,若生成1mol缺铁氧化物[Fe(1-y)O]同时生成 mol氧气。
③固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2/H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如图。
在c极上反应分两步进行:首先水电解产生氢气,然后氢气与CO2反应产生CO。
写出电极c上发生的电极反应式: 。
若电解得到的1:1的合成气(CO+H2)则通入的CO2和H2O物质的量比值为 。
实验室用下图所示装置制备AlCl3溶液,并用AlCl3溶液溶解一定量的CaCO3形成溶液,再用氨水沉淀,然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解,易升华。
(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气,其离子方程式为 ;C装置的作用 。
(2)氯气与废铝屑反应生成的AlCl3蒸气溶解在B中浓盐酸,为了防止AlCl3蒸气凝华堵塞导管,实验中可采取的措施是 、 。
(3)AlCl3溶液溶解CaCO3时,AlCl3溶液和碳酸钙粉末的混合方式为 。
(4)实验要控制碳酸钙和AlCl3的量, 要求n(CaCO3):n(AlCl3)>12:7,其原因是 。
(5)用白云石(主要成分为CaCO3、MgCO3)制备纯净碳酸钙的实验方案为:将一定量的白云石煅烧, 。
(实验中需用到的试剂有:硝酸铵溶液,氨气,二氧化碳;需要用到的仪器:pH计。已知:镁的化合物不溶于硝酸铵溶液;pH值为11~12时得到较纯净碳酸钙沉淀)。
以碳酸镁(含少量FeCO3)为原料制取硫酸镁晶体,并测定Mg2+含量:将原料完全溶于一定量的稀硫酸中,加足量的试剂X把Fe2+转化为Fe3+,用氨水调节溶液的pH,静置后过滤,除去滤渣,将滤液结晶得硫酸镁晶体。
(1)50.00mL 2.00 mol·L-1的稀硫酸充分与原料充分反应至多产生气体体积(标准状况下)为 。
(2)试剂X可能为 。
A.氯水 B.CaO C. SO2 D. H2O2
(3)已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-12。 室温下,若溶液中c(Mg2+)=1.00 mol·L-1,欲使溶液中的Fe3+沉淀完全(c(Fe3+)≤1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为 。
(4)常采用下列方法测定结晶硫酸镁中Mg2+的含量:
已知:①在pH为9~10时,Mg2+、Zn2+均能与EDTA(H2Y2-)形成配合物
②在pH为5~6时,Zn2+除了与EDTA反应,还能将Mg2+与EDTA形成的配合物中的Mg2+“置换”出来: Zn2+ +MgH2Y=ZnH2Y+Mg2+
步骤1:准确称取得到的硫酸镁晶体1.20g加入过量的EDTA,配成100mL pH在9~10之间溶液A
步骤2:准确移取20.00mL溶液A于锥形瓶中,用0.10mol·L-1Zn2+标准溶液滴定,滴定到终点,消耗Zn2+标准溶液的体积为18.00mL
步骤3:准确移取20.00mL溶液A于另一只锥形瓶中,调节pH在5~6;用0.10mol·L-1Zn2+标准溶液滴定,滴定至终点,消耗Zn2+标准溶液的体积为25.00mL。
计算该结晶硫酸镁中Mg2+的质量分数(请给出计算过程) 。