A.[物质结构与性质]
CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题:
(1)Cu2+基态核外电子排布式为________,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小为________。
(2)SO42-的立体构型是______,与SO42-互为等电子体的一种分子为_____(填化学式)。
(3)往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NO3-中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O,其晶胞结构如图所示,其中O2-的配位数是______________。
B.[实验化学]
实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛 (实验装置见图,相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为:
步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤。
步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是________,锥形瓶中的溶液应为________。
(2)步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_________。
(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的______(填化学式)。
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_________。
(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止_____。
附表 相关物质的沸点(101kPa)
物质 | 沸点/℃ | 物质 | 沸点/℃ |
溴 | 58.8 | 1,2-二氯乙烷 | 83.5 |
苯甲醛 | 179 | 间溴苯甲醛 | 229 |
用零价铁(Fe)进行水体脱氮、(去除水体中的NO3-),已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。其中作负极的物质是________,正极的电极反应式是_________。
(2)研究表明,零价铁脱氮后最终会在表面生成不导电的FeO(OH)外皮,从而使得脱氮过程停止。补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;Ⅱ. Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
针对假设I:做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是_______。
②针对假设II:以同位素示踪法,证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。该反应的离子方程式为_______________,加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:____________。
(3)将足量铁粉投入水体中,测定不同初始pH对脱氧的影响见下边左图,初始PH为2.5时氮浓度与pH变化见下边图。结合两图分析,不同初始pH对脱氮产生影响的原因为_________________。
以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_________。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
i:2Fe2++PbO2+4H++SO42-═2Fe3++PbSO4+2H2O
ii:……
①写出ii的离子方程式:______________________。
②下列实验方案可验证上述催化过程.将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b.____________。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,其溶解度曲线如图1所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是___(选填序号)。
A.减小PbO的损失,提高产品的产率
B.重复利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯,结合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作:_________。
工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
物质 | SiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | FeCl2 |
沸点/℃ | 57.6 | 180(升华) | 300(升华) | 1023 |
(1)步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是_________________(只要求写出一种)。
(2)步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________________。
(3)结合流程及相关数据分析,步骤V中加入铝粉的目的是________________。
(4)称取含Fe2O3和Al2O3的试样0.2000g,将其溶解在pH=2.0的热溶液中(50℃左右),以磺基水杨酸为指示剂,用0.02000 mol/L EDTA标准溶液滴定试样中的Fe3+,用去18.00 mL。然后将试液调至pH=3.5,加入上述EDTA标准溶液25.00 mL,并加热煮沸,使Al3+与EDTA完全反应,再调试液pH=4.5,以PAN(1-(2-吡啶偶氨)-2-萘酚)为指示剂,趁热用CuSO4标准溶液(每毫升含CuSO4·5H2O 0.005000g)返滴定,用去8.00 mL。计算试样中Fe2O3和Al2O3的质量分数。________________(写出计算过程)
(已知:EDTA与Fe3+、Al3+、Cu2+均按物质的量之比1∶1进行反应)
某重要香料F的合成路线有多条,其中一条合成路线如下
请回答下列问题:
(1)化合物E中含氧官能团的名称为______、__________。
(2)在(a)~(e)反应中,属于取代反应是____。(填编号)
(3)写出E→F的化学反应方程式_______。
(4)写出同时满足下列四个条件的D的一种同分异构体结构简式:_____________。
①该物质属于芳香族化合物
②该分子中有4种不同化学环境的氢原子
③1mol该物质最多可消耗2molNaOH
④该物质能发生银镜反应。
(5)根据已有知识并结合相关信息,已知:
写出以乙醇和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见本题题干)_____________
七铝十二钙是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含__________,该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是_________。
(2)滤液I中主要的阴离子有_________;若滤液I中仅通入CO2,会生成________,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为______________。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为_______________。