美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如下图所示),每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。 “纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是
A. 人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
B. “纳米车”的诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段
C. C60是一种新型的化合物
D. C60与金刚石互为同分异构体
有机化合物J是治疗心脏病药物的一种中间体,分子结构中含有3个六元环。其中一种合成路线如下:
已知:
①A既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,其核磁共振氢谱显示有4种氢,且峰面积之比为1︰2︰2︰1。
②有机物B是一种重要的石油化工产品,其产量可用来衡量国家的石油化工发展水平。
③
回答以下问题:
(1)A中含有的官能团名称是 。
(2)写出有机反应类型B→C ,F→G ,I→J 。
(3)写出F生成G的化学方程式 。
(4)写出J的结构简式 。
(5)E的同分异构体有多种,写出所有符合以下要求的E的同分异构体的结构简式
。
FeCl3溶液发生显色反应 ②能发生银镜反应 ③苯环上只有两个对位取代基 ④能发生水解反应。
[化学——选修3:物质结构与性质]
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F基态原子的核外电子排布式为______________________。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点___________(填“高于”或“低于”)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是______________________。
(4)由A、B、C形成的离子CAB−与AC2互为等电子体,则CAB−的结构式为___________。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为___________。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为___________。
(7)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因______________________。
草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将_____________还原(填离子符号)以便固体溶解。该步反应的离子方程式为 (写一个)。
(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,氯元素被还原为最低价。该反应的离子方程式为 。
(3)利用平衡移动原理分析:加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是 。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是 ;使用萃取剂适宜的pH=____(填序号)左右:
A.2.0 B.3.0 C. 4.0
(5)滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)= 。
碳酸亚铁(FeCO3)是菱镁矿的主要成分,将FeCO3加热到200℃开始分解为FeO和CO2,若在空气中高温煅烧FeCO3生成Fe2O3。
I.已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393 kJ/mol 2FeCO3(s)=2Fe(s)+ 3O2(g) △H=+148OkJ/mol
(1)请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式_______。
Ⅱ.生成的FeO和Fe2O3在一定条件下被还原为金属铁。
(2)据报道一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其反应为:
Fe2O3(s)+3CH4(g)=2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0
① 原子序数为26的铁元素位于元素周期表的第_______周期。
②反应在5L的密闭容器中进行,2min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量消耗4.8g。则该段时间内用H2表达的平均反应速率为____________。
③将一定量的Fe2O3(s)和一定量的CH4(g)置于恒温恒压容器中,在一定条件下反应,能表明该反应达到平衡状态的是___________。
a.CH4的转化率等于CO的产率 b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v正(CO):v逆(H2)=1:2 d.固体的总质量不变
(3)FeO可用CO进行还原,已知:t℃时,FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),K=0.5,若在1L密闭容器中加入0.04mol FeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%,则x=_______。
Ⅲ. Fe2O3还可用来制备FeCl3,FeCl3在水溶液中的水解分三步:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++ H2OFe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)2++ H2OFe (OH)3+H+ K3
(4)以上水解反应的平衡常效K1、K2、K3由大到小的顺序是_______。通过控制条件,以上水解产物聚合生成聚合物的离子方程式为:xFe3++yH2O===Fex(OH)y(3x-y)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是__________(填字母)
a.加水稀释 b.加入少量NaCl固体 c.升温 d.加入少量Na2CO3固体
I、现有含CaO杂质的CaC2试样。设计以下实验,测定CaC2试样的纯度。(反应方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑),请从下图中选用适当的装置,完成该实验。
(1)制取C2H2最好选④中的 装置(填“甲”“乙”或“丙”),所选用装置的连接顺序是 (填各接口A~E的顺序)。
(2)若实验时称取的试样为1.4g,产生的乙炔在标准状况下的体积为448mL,此试样中CaC2的质量分数为 。(保留3为有效数字)
II、某同学在实验室从如图标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验,实验后 发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测:
该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物。
根据题意和图示回答下面问题:
(1)装置图⑤中A的名称 。
(2)此氧化物可能是 或 (写化学式)。
(3)对黑色固体物质的组成作如图⑥所示研究
①实验I中加入盐酸溶液的目的是 。
②仅通过实验II,用最简步骤能快速确定黑色氧化物的组成,请完善该设计。(限选试剂:稀盐酸、KSCN溶液、10%H2O2溶液)
实验操作 | 预期现象与结论 | 相关离子方程式 |
取少量实验I中的澄清溶液,加入试剂 | | |