糖类、油脂、蛋白质是人类生活必需的三大营养物质。
(1)为探究蔗糖的某些化学性质,某研究性学习小组的同学设计了三种实验方案,下表是他们进行实验后填写的实验报告中的部分内容。
方案 | 实验步骤 | 实验现象 |
A | 向一支洁净的试管中加入2mL20%的蔗糖溶液,放在水浴中加热5min,然后加入银氨溶液,在水浴中加热 | 无明显变化 |
B | 向一支洁净的试管中加入2mL20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸后放在水浴中加热5min,然后加入新制氢氧化铜悬浊液并加热至沸腾 | 无砖红色沉淀产生 |
C | 向一支洁净的试管中加入2mL20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸后放在水浴中加热5min,然后加入足量氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜悬浊液并加热至沸腾 | 有砖红色沉淀产生 |
①A、B两方案无明显现象的原因分别是________________________________________________。
②确定某糖溶液是蔗糖而不是葡萄糖的方法是________________________________________________。
(2)不同油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是________,油脂在________(填“酸”或“碱”)性条件下水解更彻底。
(3)在实验中,有时手上不慎沾上少许浓硝酸,处理后沾过硝酸的部位可能出现的明显现象是________,原因是________________________________________________。
(1)将淀粉水解并用新制Cu(OH)2悬浊液检验水解产物的实验中,要进行的主要操作有:①加热;②滴入稀硫酸;③加入新制的Cu(OH)2悬浊液;④加入NaOH溶液中和。以上各步操作的先后顺序排列正确的是________。
A.②③④① B.②④③① C.②①④③ D.④③②①
(2)若某学生称取9g淀粉溶于水,按以下步骤做淀粉水解实验,回答下列问题。
①写出淀粉水解的化学方程式:________________。
②沉淀的单质是________________(写化学式)。
③填写所加试剂名称及其作用:
A________,作用________________________________;
B________,作用________________________________。
④当析出3.24g单质沉淀时,淀粉的水解率为________(已知1mol醛基发生银镜反应时生成2molAg)。
伪麻黄碱(D)是新康泰克的成分之一,能够缓解感冒时带来的鼻塞、流鼻涕和打喷嚏等症状,其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)伪麻黄碱(D)的分子式为_____;B中含有的官能团为:_____(写名称)。
(2)写出B→C的化学方程式:___________;C→D的反应类型为__________。
(3)B的消去产物可以用于合成高分子化合物E,请写出E的结构简式:______。
(4)满足下列要求的A的同分异构体有______种;
①能发生银镜反应 ②苯环上的一氯代物有两种结构
其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1的是(写出所有有机物的结构简式):________
(5)已知:RCOOHRCOCl。参照上述合成路线,设计一条以苯和乙酸为原料制备的合成路线。_______
硼及其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。
(1)硼原子的价电子排布图为____________。
(2)B2H6是一种高能燃料,它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造。由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为________。
(3)氮硼烷化合物(H2N→BH2)和Ti(BH4)3均为广受关注的新型储氢材料。
①B与N的第一电离能:B__________N(填“>”“<”或“=”,下同)。H2N―→BH2中B原子的杂化类型为________。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。BH4-的立体构型是________;写出制备反应的化学方程式:____________。
(4)磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨材料,它可用作金属表面的保护层。如图为磷化硼晶胞。
①磷化硼晶体属于______________晶体(填晶体类型),____________(填“是”或“否”)含有配位键。
②晶体中P原子的配位数为____________。
③已知BP的晶胞边长为a nm,NA为阿伏加德罗常数的数值,则磷化硼晶体的密度为____________g·cm-3(用含a、NA的式子表示)。
我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品位的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法。
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有生成。
①该反应的离子方程式为____________________________________________。
②该反应在25~50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因:_____________________________________________________。
Ⅱ.配位浸出
反应原理为:(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有____________________(至少写出两点)。
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4Cl,构成NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液。某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向a mol·L-1的氨水中缓慢加入等体积0.02mol·L-1的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性。则NH3·H2O的电离常数Kb=________(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
Ⅲ.生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示。
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有________(填化学式),微生物参与反应的离子方程式为______________________(任写一个)。
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2mol 生成时,理论上消耗O2的物质的量为________。
碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分,将其隔绝空气加热到200 ℃开始分解为FeO和CO2,若将其在空气中高温煅烧则生成Fe2O3。
(1)已知25 ℃、101 kPa时:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1
②铁及其化合物反应的焓变示意图如图:
请写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式:___________。
(2)据报道,一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁。其化学方程式为Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) ΔH
①反应在3 L的密闭容器中进行,2 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少4.8 g,则该段时间内用H2表示该反应的平均反应速率为________________。
②将一定量的Fe2O3(s)和CH4(g )置于恒温恒容密闭容器中,在一定条件下反应,能说明反应达到平衡状态的是____________。
A CO和H2的物质的量之比为1∶2
B 混合气体的密度不再改变
C 铁的物质的量不再改变
D v正(CO)=2v逆(H2)
③在容积均为V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同的密闭容器中加入足量“纳米级”的金属铁,然后分别充入a mol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时,CO的体积分数如图所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是________;上述反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(3)Fe2O3用CO还原焙烧的过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示。
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
若在800 ℃,混合气体中CO2体积分数为40%的条件下,Fe2O3用CO还原焙烧,写出反应的化学方程式:__________。
(4)Fe2O3还可以用来制备FeCl3,通过控制条件FeCl3可生成聚合物,其离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)+yH+。下列措施不能使平衡正向移动的是________(填字母)。
A 加水稀释 B 加入少量铁粉
C 升温 D 加入少量Na2CO3