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FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制...

FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:

C6H5Cl(氯苯)

C6H4Cl2(二氯苯)

FeCl3

FeCl2

溶解性

不溶于水,易溶于苯、乙醇

不溶于C6H5ClC6H4Cl2、苯,

易溶于乙醇,易吸水

熔点/

-45

53

易升华

 

沸点/

132

173

 

 

 

 

(1)H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下:

H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________

②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_________(填字母装置可多次使用);C中盛放的试剂是_____________

③该制备装置的缺点为________________

(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按下图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。

①仪器a的名称是__________

②反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____,回收滤液中C6H5C1的操作方法是______

③反应后将锥形瓶中溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/LNaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL,则氯化铁的转化率为__________

④为了减少实验误差,在制取无水FeCl2过程中应采取的措施有:________(写出一点即可)。

 

H2+2FeCl32FeCl2+2HCl BACDCE(或BCDCE) 碱石灰 氯化铁易升华导致导管易堵塞 球形冷凝管 苯 蒸馏滤液,并收集沸点132℃的馏分 78.4% 反应开始前先通N2一段时间,反应完成后继续通N2一段时间;在装置A和B之间连接一个装有无水氯化钙(或P2O5或硅胶)的球形干燥管 【解析】 (1)①②用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2,B装置用锌和稀盐酸制备H2,A装置用来除去氢气中的氯化氢,C装置用来干燥氢气,可以盛放碱石灰,D装置H2还原FeCl3,再用C装置吸收反应产生的HCl,最后用E点燃处理未反应的氢气; ③该制备装置的缺点为FeCl3固体易升华,蒸气遇冷发生凝华分析; (2)①根据仪器结构判断其名称; ②三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2等,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,根据物质的熔沸点和溶解性可知,可以用苯洗涤;根据滤液中各种物质沸点的不同对滤液进行蒸馏可回收C6H5Cl,据此答题; ③根据消耗的NaOH计算反应生成的HCl,结合方程式2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑计算转化的FeCl3,最终计算FeCl3的转化率; ④FeCl3、FeCl2易吸水,反应产生的HCl会在容器内滞留。 (1)①H2具有还原性,可以还原无水FeCl3制取FeCl2,同时产生HCl,反应的化学方程式为H2+2FeCl32FeCl2+2HCl; ②用H2还原无水FeCl3制取无水FeCl2,装置连接顺序:首先是使用B装置,用锌和稀盐酸制备H2,所制H2中混有HCl和H2O(g),再用A装置用来除去氢气中的氯化氢,然后用C装置干燥氢气,C装置中盛放碱石灰,再使用D装置使H2还原FeCl3,反应产生的HCl气体用C装置的碱石灰来吸收,未反应的H2通过装置E点燃处理,故按照气流从左到右的顺序为BACDCE;也可以先使用B装置制取H2,然后通过C的碱石灰除去氢气中的杂质HCl、水蒸气,然后通过D发生化学反应制取FeCl2,再用碱石灰吸收反应产生的HCl,最后通过点燃处理未反应的H2,故按照装置使用的先后顺序也可以是BCDCE; C中盛放的试剂是碱石灰,是碱性干燥剂,可以吸收HCl或水蒸气; ③该制备装置的缺点为FeCl3固体易升华,蒸气遇冷发生凝华,导致导气管发生堵塞; (2)①根据图示装置中仪器a的结构可知该仪器名称为球形冷凝管; ②三颈瓶内物质为氯化亚铁、C6H5Cl、C6H4Cl2等,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后得到粗产品,根据物质的熔沸点和溶解性可知,C6H5Cl、C6H4Cl2容易溶解在苯、乙醇中,不溶于水,而FeCl3、FeCl2易溶于水、乙醇,难溶于苯,所以洗涤时洗涤剂用苯;根据滤液中C6H5Cl、C6H4Cl2这两种物质沸点的不同,对滤液进行蒸馏,并收集沸点132℃的馏分,可回收C6H5Cl; ③n(HCl)=n(NaOH)=0.40mol/L×0.0196L×=0.0784mol,根据反应2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,反应的FeCl3的物质的量为n(FeCl3)反应=2n(HCl)= 0.0784mol×2=0.1568mol,n(FeCl3)总=32.5g÷162.5g/mol=0.2mol,所以氯化铁转化率为×100%=78.4%; ④FeCl3、FeCl2易吸水,为防止B装置中的水蒸气进入A装置,导致FeCl2等吸水而变质,可以在装置A和B之间连接一个装有无水氯化钙(或P2O5或硅胶)的球形干燥管;同时为防止FeCl3、FeCl2与装置内空气中的水蒸气、O2等反应,同时避免反应产生的HCl气体会在容器内滞留,可以反应开始前先通N2一段时间排尽装置中空气,反应完成后继续通N2一段时间将反应生成的HCl全部排入锥形瓶中。
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具有抗HIV、抗肿瘤、抗真菌和延缓心血管老化的活性苯并呋喃衍生物(R)的合成路线如下:

已知:RCHOR1CH2CHOH2O(RR1表示烃基或氢)

(1)A的名称是________

D―→E的反应类型是________

F中含有的官能团有酯基、________________(写名称)

④写出F与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式___________

(2)物质G可通过如下流程合成:

1.08 gI与饱和溴水完全反应,生成2.66 g白色沉淀,则I的结构简式为_________写出M―→G中反应①的化学方程式______________________

(3)下列说法正确的是________(选填字母)

aY易溶于水

bB能使酸性高锰酸钾溶液褪色

cR的分子式为C12H10O3

dI互为同系物

(4)写出符合下列要求的E的同分异构体的结构简式:____(写反式结构)

①与E具有相同官能团 ②能发生银镜反应 ③有2个-CH3 ④存在顺反异构

 

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蛋白质是构成生物体内的基本物质,蛋白质的组成元素主要有氢、碳、氮、氧、硫,同时还有微量元素铁、锌等。回答下列问题:

(1)碳、氮、氧三元素的第一电离能由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)

(2)N3-的立体构型是__________形;与N3-互为等电子体的一种分子是____________(填分子式)

(3)将足量的氨水逐滴地加入到CuSO4溶液中,先生成沉淀,然后沉淀溶解生成配合物[Cu(NH3)4]SO4,配位化合物中的阳离子结构式为___________SO42-中的硫原子杂化方式为_________;用价层电子对互斥理论解释SO42-的键角大于SO32-的原因是____________

(4)碲化锌晶体有两种结构,其中一种晶胞结构如图:

晶胞中与Zn原子距离最近的Te原子围成__________体图形;与Te原子距离最近的Te原子有________个;若与Zn距离最近的Te原子间距为a pm,则晶体密度为__________g/cm3(已知相对质量:Zn—65Te—128)

 

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绿水青山就是金山银山,研究NxOyCOSO2等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

(1)已知:①NO2+COCO2+NO该反应的平衡常数为K1(下同),每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为

NO2

CO

CO2

NO

812kJ

1076kJ

1490kJ

632kJ

 

 

②N2(g)+O2(g)2NO(g)    H=+179.5kJ/mol    K2

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)    H=-112.3kJ/mol   K3

写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式_____________________,该热化学方程式的平衡常数K=______________________(用K1、K2、K3表示)

(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。可用NaOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3HSO3-SO32-)存在于反应后的溶液中,它们的物质的量分数X与溶液pH的关系如图所示。

①测得溶液的pH=8时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是___________

②向 NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降低,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因________________________

(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:

反应时

间/min

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

c(N2O)

/(mol/L)

0.100

0.090

0.080

0.070

0.060

0.050

0.040

0.030

0.020

0.010

0.000

 

 

①在0~40min时段,反应速率v(N2O)___________mol/(L·min)

②若N2O起始浓度c00.150 mol/L,则反应至30mnN2O的转化率a=___________

③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1___________T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1min时,体系压强p=___________(用p0表示)

 

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锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+,工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌,其工艺流程如下:

(1)滤渣1的成分为___________

(2)在S2O82-的结构式中只含有一根“O一O”非极性键,则S的化合价为___________;工业上常用惰性电极电解(NH4)2SO4生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵),阳极电极反应式为__________________。净化1是为了将Mn2+转化为MnO2而除去,写出该反应的离子方程式:______________________

(3)净化3的目的_________________________________

(4)碳化回收溶液的主要成分为___________,该物质循环使用的目的___________________

(5)碳化在50℃进行,“前驱体”的化学式为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,写出碳化过程生成“前驱体”的化学方程式:__________________________________________________

 

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超顺磁性的Fe3O4粒子(粒子平均直径为25nm)在医疗上有重要作用,实验室制备方法如下:在有N2保护和剧烈搅拌条件下,向FeCl3FeCl2混合溶液中滴加氨水,可得到黑色的Fe3O4。实验装置如图:

请回答下列问题:

(1)恒压滴液漏斗的优点是______________________

(2)N2的目的是___________,反应温度应控制在50℃,加热方法为___________

(3)制备超顺磁性Fe3O4粒子反应原理的离子方程式为______________________

(4)充分反应后,将三颈烧瓶中的混合物通过离心分离,然后水洗,最后用无水乙醇洗涤,用无水乙醇洗涤的优点是___________;为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子,实验操作:_______________。为了检验超顺磁性粒子中含有+2价的铁,需要的化学试剂为___________(填代号)

A.KSCN溶液  B.HCl溶液  C.H2O2溶液  D.K3[Fe(CN)6]溶液

(5)实验制得的超顺磁性的Fe3O4粒子中含有少量的Fe(OH)3,为测得Fe3O4的含量,称取mg试样,放在小烧杯中用足量稀硫酸溶解后定容于100mL容量瓶中,准确量取其中的20.00mL溶液置于锥形瓶中,然后用cmol/L的KMnO4溶液进行滴定,当______________________停止滴定,然后重复二次滴定,平均消耗KMnO4溶液ⅴmL,该样品的纯度为___________。(已知MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O)

 

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