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铝有多种化合物,在工业上用途广泛。氮化铝(AlN)中混有碳和氧化铝,为确定某氮化...

铝有多种化合物,在工业上用途广泛。氮化铝(AlN)中混有碳和氧化铝,为确定某氮化铝样品的纯度,进行如下实验:(已知:AlN + H2O + NaOH→ NaAlO2 + NH3

1)称取5.00g样品,加入25mL5mol/LNaOH溶液,共热,样品中AlNAl2O3完全反应,测得放出氨气1.68L(标准状况)。 该样品中的A1N的质量分数为___________

2)过滤上述混合溶液,向滤液中滴加2mol/L的盐酸,当滴至202mL时生成的白色沉淀恰好完全消失,5.00g样品中Al2O3的物质的量是多少摩________?(写出计算过程)

碱式碳酸铝镁[MgxAlyOHaCO3b·nH2O]可做为塑料填料。为确定某碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:

3)称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应,生成二氧化碳0.560L(标准状况)。3.390g样品中含CO32―________g

4)另取100.00g样品在空气中加热,固体质量随温度的变化如图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水,600℃以上固体为金属氧化物的混合物)。

i100.00g样品中含结晶水_______mol

ii100.00g样品中OH的物质的量是多少_______?(写出计算过程)

iii)通过计算推测该碱式碳酸铝镁的化学式_______

 

0.615 0.009mol 1.5 1.475 0.4424mol Mg5Al (OH) 3(CO3)5∙10H2O 【解析】 (1)由题意可知,AlN和Al2O3均能和NaOH反应,但是,只有AlN和NaOH反应放出NH3,据此计算; (2)滤液中加盐酸,先产生沉淀,继续滴加盐酸,沉淀逐渐溶解,发生的两个反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O,NaAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O+NaCl,NaOH为(1)中未反应的部分,此时溶液中溶质有两种:AlCl3和NaCl,根据原子守恒进行计算; (3) 二氧化碳来源于碳酸根离子,根据C原子守恒计算n(CO32-),根据m=nM计算碳酸根离子质量; (4)(i)样品在270℃时已完全失去结晶水,结晶水的质量=(100.00-73.45)g=26.55g,根据n=计算水的物质的量; (ii)100.00g样品在270~600℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O,m(CO2)+m(H2O)=73.45-37.02=36.43g,根据质量分数不变计算100.00g该物质分解生成二氧化碳质量,从而计算氢氧根离子生成水的质量,从而计算氢氧根离子的物质的量; (iii)根据电荷守恒、质量守恒计算x、y,从而确定化学式。 (1)AlN + H2O + NaOH→ NaAlO2 + NH3↑,该反应产生NH3的物质的量=, AlN + H2O + NaOH→ NaAlO2 + NH3↑ 0.075mol 0.075mol 所以AlN的质量=0.075mol41g·mol-1=3.075g,所以AlN的质量分数=;故答案为:0.615; (2)向滤液中滴加2mol/L的盐酸,当滴至202mL时生成的白色沉淀恰好完全消失,溶液中溶质有两种:AlCl3和NaCl,设AlCl3的物质的量为x,NaCl的物质的量为y,根据Na原子守恒可知:y=5mol/L×25ml×10-3=0.125mol,由Cl守恒可知:3x+y=2mol/L×202×10-3L=0.404mol,解得x=0.093mol,所以此时溶液中有0.093molAlCl3,因为AlN物质的量=0.075mol,根据Al守恒可得n(Al2O3)=0.009mol,故答案为:0.009mol; (3) n(CO2)==0.025mol,二氧化碳来源于碳酸根离子,根据C原子守恒得n(CO32-)=n(CO2)=0.025mol,则m(CO32-)=nM=0.025mol×60g/mol=1.5g,故答案为:1.5; (2)①样品在270℃时已完全失去结晶水,结晶水的质量=(100.00-73.45)g=26.55g,n(H2O)===1.475mol,故答案为:1.475; ②100.00g样品在270~600℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O,m(CO2)+m(H2O)=73.45-37.02=36.43g,其中n(CO2)=0.56L/22.4mol/L=0.025mol;m(CO2)==32.45g,m(H2O)=36.43-32.45=3.98g,n(H2O)==0.2212mol,根据H原子守恒得n(OH-)=2n(H2O)=0.4424mol,故答案为;0.4424mol; ③根据电荷守恒得2x+3y=0.4424×1+2×……I,根据质量守恒得40x+0.5×102y=37.02……II,联合I、II得x=0.7374mol、y=0.1476mol,x:y:a:b:n=0.7374mol:0.1476mol:0.4424mol:0.7374mol::1.475mol=5:1:3:5:10,所以其化学式为Mg5Al (OH) 3(CO3)5∙10H2O,故答案为:Mg5Al (OH)3(CO3)5∙10H2O。
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化合物F是合成高活性、安全农药茚虫威的重要中间体。

已知:

以化合物A为原料合成化合物F的流程如下:

完成下列填空:

1)写出反应A→B的化学方程式_________

2)写出化合物D中含氧官能团的名称_______;写出B→C的反应类型__________

3)某化合物是D的同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,且分子中只有3种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式__________(任写一种)。

4E→F的转化中,会产生一种与F互为同分异构体且碳环上碳原子数目相同的副产物,其结构简式为________________

5)根据已有知识并结合所给信息,写出以化合物FCH2COOC2H52为有机反应原料制备的合成路线流程图(注明反应条件)_______。合成路线流程图示例如下:

 

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醛类是香料中重要的一族,铃兰醛具有令人愉快的香味。以下是合称铃兰醛的一种路线:

已知:① R1―CHO + R2―CH2―CHO R1―CH=C―CHO

R―Cl +   + HCl

完成下列填空:

1)写出A的名称_____________

2)写出结构简式:C_______E_________

3)化合物MG的芳香族同分异构体,M符合以下条件:

①能发生银镜反应;②在苯环的135位有三个侧链,其中两个烃基是‑C2H3‑C4H9,则符合条件M的同分异构体共_______种。

4)写出H生成铃兰醛的化学方程式:_______

5EG转化的过程中,常有分子式为C17H22O的副产物K产生。K的结构简式______

 

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实验室用如下图所示的装置,模拟工业用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O的过程。

锥形瓶C中发生反应:① Na2S+ H2O+SO2→ Na2SO3+ H2S 2H2S+ SO2→ 3S↓+ 2 S+ Na2SO3 Na2S

1)若配制11.5mol/L的硫酸50 mL,需98.3%(密度1.84 g/cm3)的浓硫酸______mL,配制所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________

2)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若_______,则整个装置气密性良好。装置D的作用是______。装置E中为______溶液。

3)装置B可用于观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择__________

a 饱和食盐水                           b 饱和Na2SO3溶液

c 饱和NaHSO3溶液                     d 饱和NaHCO3溶液

锥形瓶C的溶液中含有Na2S和过量的Na2SO3。已知反应③的速率是三个反应中最慢的,则锥形瓶C中反应达到终点的现象是_________

4)反应结束后,锥形瓶C的溶液中除含Na2S2O3,还可能含Na2SO3Na2SO4等杂质。用所给试剂设计实验,检测锥形瓶C的溶液中是否存在Na2SO4(供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)简要说明实验操作,现象和结论:_____________

5)实验前锥形瓶C溶液中含有0.08molNa2S0.04molNa2SO3,反应结束后经一系列操作,得到纯净的Na2S2O3·5H2O晶体19.11g,则Na2S2O3·5H2O产率是_______。(Na2S2O3·5H2O式量248

 

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做完海带提碘实验后,实验室得到了含碘废液(含水、CCl4、可能含I2IIO3的一种或几种),为测定废液中碘的存在形式,并回收废液中的碘和CCl4,设计了如下实验方案。完成下列填空:

Ⅰ.判断废液中碘的存在形式(已知:5SO32—+ 2IO3+2H+→I2+5SO42—+H2O

实验中可供选择的试剂是:稀盐酸、淀粉溶液、氯化铁溶液、亚硫酸钠溶液

1)观察废液,废液分为上下两次,有机层在____层(填),呈____色。

2)从废液中取少量水层溶液(pH≈8),滴加淀粉溶液,变为蓝色,该废水中含I2;另从废液中取适量水层溶液用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有I2存在;取________ ,该废水中含有I;取______,该废水中IO3

Ⅱ.回收该废液中的碘和CCl4

3)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将I2还原为I,该操作的目的是_______;操作X名称是________

4Na2S2O3CuSO4溶液和I反应生成CuI沉淀和Na2S4O6溶液,已知该含碘废液中碘元素的含量为10.33g/L,若回收500mL该含碘废液中的碘,则至少需要2mol/L的硫酸铜溶液_______mL

5)将CuI转移入烧杯中,加入氧化剂在如图所示的装置中反应,一段时间后在蒸馏烧瓶底得到____色的固体碘。H2O2是一种性能优良的绿色氧化剂可将CuI氧化为I2,本实验不选用H2O2,可能的原因是_______

 

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磷有多种化合物,次磷酸(H3PO2)和次磷酸钠(NaH2PO2)常为化工生产中的还原剂。完成下列填空:

1H3PO2一元中强酸,写出其电离方程式:_______;请将NaH2PO2溶液中的各离子按浓度由大到小的顺序排列:__________

2)室温下0.1mol/LNaH2PO2溶液和0.1mol/LNa2CO3溶液,pH更大的是_______,其原因是__________

3)化学镀银,可利用H3PO2把溶液中的Ag+还原为银的反应,已知该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4,则氧化产物是_______(填化学式)。

4)工业上可用白磷(P4)与BaOH2溶液反应生成PH3BaH2PO22。写出并配平该反应的化学方程式________,若反应中转移电子6NA,用去还原剂_____mol。再向BaH2PO22溶液中加入盐酸制备H3PO2,有人说应该用硫酸代替盐酸,请说明用硫酸代替盐酸的优点:_______

5)下图是利用电解原理制备H3PO2的示意图(阳离子交换膜和阴离子交换膜分别只允许阳、阴离子通过;已知电极反应为:

阳极   4OH4e→O2↑+ H2O

阴极   2H+ + 2e→H2):

分析在阳极室得到H3PO2原因:_______

 

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