化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释错误的是
选项 | 现象或事实 | 解释 |
A | 食盐能腐蚀铝制容器 | Al能与Na+发生置换反应 |
B | 用铁罐贮存浓硝酸 | 常温下铁在浓硝酸中钝化 |
C | 用(NH4)2S2O8溶液蚀刻铜制线路板 | S2O82-的氧化性比Cu2+的强 |
D | 漂白粉在空气中久置变质 | Ca(ClO)2与CO2和H2O反应,生成的HClO分解 |
A.A B.B C.C D.D
甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
I.用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为-285.8 kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为-725.8kJ/mol,CH3OH(g)=CH3OH(l) △H= -37.3 kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(1) △H=____kJ/mol。
(2)将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应[生成 H2O(g)],如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb,表示,则Va ___Vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②列出a点对应的平衡常数表达式K= ____________________。
(3)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示,下列说法正确的是_____。
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2
D.在p2及512 K时,图中N点υ(正)<υ(逆)
(4)CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g) △H;m代表起始时的投料比,即m=
①图3中投料比相同,温度T3>T2>T1,则该反应的焓变△H____0(填“>”、“<”)。
②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20a MPa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示,则曲线b代表的物质为_________(填化学式),T4温度时,反应达到平衡时物质d的分压p(d)=___________。
Ⅱ.甲醇的应用
(5)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。
离子交换膜a为_____(填“阳膜”、“阴膜”),阳极的电极反应式为______________。
铁系元素是人体必需的微量元素, Fe3+可以与KSCN溶液、苯酚等发生显色作用。镁元素也是人体所必需的阳离子元素之一,它能够维持核酸结构的稳定性,调节机体免疫功能,对人体抵抗新冠病毒等病毒侵袭起着重要作用。
(1)Fe3+的基态核外电子排布式为____________________。
(2)与SCN−互为等电子体且为非极性分子的化学式为__________(任写一种)。
(3)普鲁士蓝俗称铁蓝,晶胞如图甲所示(K+未画出),平均每两个晶胞立方体中含有一个K+,又知该晶体中铁元素有+2价和+3价两种,则Fe3+与Fe2+的个数比为_________。
(4)血红素铁(图乙)用作铁强化剂,其吸收率比一般铁剂高3倍,在图乙中画出Fe2+与N原子间的化学键(若是配位键,需要用箭头加以表示)______________
(5)镁单质晶体中原子的堆积模型如图,它的堆积模型名称为____________;晶胞是图中的_________________(填a、b或c);配位数是__________________;紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm3,镁单质的密度为ρ g·cm-3,已知阿伏伏德罗常数为NA,则镁的摩尔质量的计算式是________________。
研究小组进行图所示实验,试剂A为0.2 mol·L−1 CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:
实验序号 | 试剂A | 实验现象 |
1 | 0.2 mol·L−1 CuCl2溶液 | 铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出 |
2 | 0.2 mol·L−1 CuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体 | 开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出 |
3 | 2 mol·L−1 CuSO4溶液 | 铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体 |
4 | 2 mol·L−1 CuCl2溶液 | 反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成 |
(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。
(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl−是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为_________ g。
(3)实验3的目的是_________。
(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl。甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu + CuCl22CuCl的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。
① A极的电极材料是_________。
② 能证明该反应发生的实验现象是_________。
(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:
实验序号 | 实验操作 | 实验现象 |
i | 加入浓NaCl溶液 | 沉淀溶解,形成无色溶液 |
ii | 加入饱和AlCl3溶液 | 沉淀溶解,形成褐色溶液 |
iii | 向i所得溶液中加入2 mol·L-1 CuCl2溶液 | 溶液由无色变为褐色 |
查阅资料知:CuCl难溶于水,能溶解在Cl-浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]-络离子,用水稀释含[CuCl2]-的溶液时会重新析出CuCl沉淀。
①由上述实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]-与_________作用的结果。
②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]-,应补充的实验是_________。
(6)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。
“奥司他韦”是化学家们合成的药品,能抗病毒,用于治疗流感。于2001年在我国投入使用。其合成路线如下
已知:+H2O
(1)莽草酸的含氧官能团名称有:__________,反应③的反应类型:_________。
(2)反应①的反应试剂和反应条件:_____________________ 。
(3)请写出反应②的化学方程式:____________________________________ 。
(4)芳香化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有_____种。
(5)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。C中有_____个手性碳。
(6)设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线_________________
工业用黄铜矿[主要成分CuFeS2,还含少量锌(Zn)、铅(Pb)的硫化物]冶炼铜的一种方法的流程如下:
(1)过程Ⅰ中发生下列反应:①CuFeS2 + 3Cu2+ + 4Cl- = 4CuCl+ Fe2+ +2S;②CuCl + Cl-CuCl2-上述反应中盐酸的作用是________________________。
(2)过程Ⅱ中通入空气,将Fe2+转化FeOOH沉淀,离子方程式是_________________。
(3)Ⅳ中加入Na2CO3溶液的目的是______________________________________。
(4)Ⅴ中反应的离子方程式是______________________________。
(5)秉承绿色化学的理念,请提出在冶炼厂中处理和利用副产品NaCl溶液的方案,并说明理由:__________________________________________________。