某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,质谱法测定其相对分子质量为92。现以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,F的分子式为C7H7NO2,Y是一种功能高分子材料。
已知:①
② (苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的名称_____________,其核磁共振氢谱图有____________个吸收峰。
(2)反应⑤的化学方程式是____________。
(3)阿司匹林分子中含有的官能团的名称是_______;1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为_______。
(4)Y的结构简式为_______。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有______种。
(6)以下是由A和其它物质合成的流程图:A甲⟶乙 。甲→乙反应的化学方程式为________。
硫酸铜溶液中滴入乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)即可形成配离子A,其结构如图:
(1)基态的Cu2+核外电子排布式为________。
(2)元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为_______;的空间构型为________。
(3)A中所形成的配离子中含有的化学键类型有__________(填标号)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
(4)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为___________,乙二胺和三甲胺 [N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是________。
(5)硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如图所示,则该化合物的化学式是____。已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=______cm。(用含ρ、NA的计算式表示)
高纯碳酸锰(MnCO3)广泛应用于电子行业,制造高性能磁性材料。工业利用含锰废水(主要含Mn2+、、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+)制备碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下:
已知某些物质完全沉淀的pH值如表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 | CuS | MnS | MnCO3 |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 5.2 | 6.4 | 9.8 | ≥0 | ≥7 | ≥7 |
回答下列问题:
(1)试剂X是___________ (填标号)。
a.Cl2 b.MnO2 c.浓HNO3 d.H2O2
(2)“滤渣1”中主要成分的化学式为__________。
(3)“除重金属”时发生反应的离子方程式是______;反应中使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是________。
(4)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_____,反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8~7.4,加入稍过量的NH4HCO3的目的是______使MnCO3沉淀完全,溶液的pH不能过低的原因是_____。
(5)由 MnCO3可制得重要的催化剂MnO2,2MnCO3+O2=2MnO2+2CO2。现在空气中加热460.0g的MnCO3,得到332.0g产品,若产品中杂质只有MnO,则该产品MnO2的质量分数是___________。
4-溴甲苯、2-溴甲苯以及HBr都是重要的有机中间体。以甲苯、液溴、铁粉、水为原料生产上述物质的实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中(装置如图所示)加入0.3g铁粉,46g甲苯和60 mL水,在分液漏斗中加入80 g液溴,再加入10 mL水。
步骤2:打开分液漏斗滴加液溴,不断搅拌保持反应温度在20~25℃之间。最后将分液漏斗中的水也全部加入三颈烧瓶中,继续搅拌0.5h,即可反应完全。
步骤3:移走冷水浴装置,加热三颈烧瓶至反应温度在122~126℃,馏出液进入分水器中,打开分水器阀门将下层液体仍加入三颈烧瓶中,上层液体倒入烧杯中。
步骤4:将三颈烧瓶中液体进行处理,分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,两者的总产量为51.3g。
回答下列问题:
(1)实验中液溴的滴加方式是__________;在分液漏斗中加入80g液溴,再加入10mL水的目的是_________。
(2)冷凝水应从冷凝管的________(a或b)端进入;实验中发现分水器中的液体出现回流,应采取操作是_____________________。
(3)写出反应装置中生成4-溴甲苯的化学方程式:_________。分离出4-溴甲苯和2-溴甲苯,应采用的操作是___________。
(4)该实验装置中还缺少的必要实验仪器是____________。
(5)反应温度保持在20~25℃之间,其原因是__________。
(6)本实验中,一溴甲苯(4-溴甲苯和2-溴甲苯)的产率为_________。
当前,全球资源紧张、气候变暖已对人类的生存和发展形成了严峻的挑战。发展低碳经济、倡导低碳生活是形势所迫,更是大势所趋。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)工业上将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁,其反应原理为:
①Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJ·mol-1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________。
(2)适当条件下将CO2和H2以1:3的体积比混合合成甲醇和水:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1。在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
①该反应的平衡常数表达式为________。
②从反应开始到平衡,(H2)=______;氢气的转化率=______;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施是___________。
(3)CO还可以用作燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,其负极反应式为:2CO-4e-+2=4CO2,则正极反应式为__________。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp =3.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合(忽略混合后溶液体积的变化),若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___________。
某矿石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、锰矿(MnO2和MnCO3)、氧化铝(Al2O3)、石棉Mg3Si3O7(OH)4等。其中锰矿含量大于磁铁矿含量。工业上将该矿石处理后提取铝的工业流程如下:
已知:二氧化锰难溶于水、稀硫酸,溶于热浓盐酸。碳酸锰不溶于水,溶于稀硫酸。
(1)MnO2和MnCO3中,Mn元素的化合价分别是_________。
(2)石棉化学式为Mg3Si3O7(OH)4,它与硫酸反应的化学方程式为_________。
(3)滤渣A为____________(填化学式)
(4)步骤②中加入氢氧化钠的作用是_________。
(5)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如表:
离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 9.3 | 7.8 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 10.8 | 9.8 |
步骤②中加入氢氧化钠调节溶液的pH等于11,则滤渣B的成份是________。
(6)步骤③是往滤液中加入一种物质后过滤,这种物质是__________,过滤操作中使用的玻璃仪器有漏斗、_________;由D电解制备铝的化学方程式为_____________。