草酸(H2C2O4)是一种重要的化工原料。已知常温下0.01 mol·L-1的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如下表所示。
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H2C2O4 |
KHC2O4 |
K2C2O4 |
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pH |
2.0 |
3.1 |
8.1 、 |
(1)在其它条件不变时，下列措施能使KHC2O4溶液中c(K+)∶c（HC2O4-）接近1∶1的是_________(填字母)。
A．加入适量的H2C2O4 B．加入适量的KHC2O4
C．加入适量的Na2C2O4 D．升高溶液的温度
(2)取一定质量H2C2O4·2H2O和KHC2O4的混合物，加水溶解，配成250 mL溶液，取两份此溶液各25 mL，向第一份溶液中先加入几滴酚酞试液，再滴加0.25 mol·L-1 NaOH溶液至20.00 mL时，溶液由无色变为浅红色；向第二份溶液中滴加适量3mol·L-1 H2SO4溶液酸化后，用0.10mol·L-1KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液16.00 mL时，溶液由无色变为浅紫红色。请回答下列问题：
①完成离子方程式：5C2O42-+2Mn04-+16H+ ＝10______+2Mn2++8H2O。
②原混合物中H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量之比为__________。
(3)某实验小组用如图所示的装置探究FeC2O4·2H2O在隔绝空气条件下受热分解的产物。当36.0g FeC2O4·2H2O充分反应后，残留固体质量为13.6g，浓硫酸增重7.2g，碱石灰增重11.0g。求残留固体的成分和物质的量。(已知FeC2O4·2H2O的相对分子质量为180；设反应产生的气体被充分吸收)
聚-3-羟基丁酸酯(PHB)可用于制造可降解塑料等。PHB是由许多3-羟基丁酸分子聚合而成，合成聚-3-羟基丁酸酯的途径有很多，其中一种途径的副产品少、污染小、原子利用率高，其合成路线如下：
请回答下列问题：
(1)写出C中含有的官能团的名称：__________________。
(2)上述转化过程中属于加成反应的是________________(填序号)。
(3)反应②符合绿色化学思想(碳原子的有效利用率为100％)，则A的结构简式为
_________________________。
(4)写出与C互为同分异构体，能发生银镜反应，且核磁共振氢谱有两个吸收峰的有机物的结构简式：_____________________________。
(5)反应④的化学方程式为_____________________________________________________。
(6)4-羟基丁酸钠(HOCH2CH2CH2COONa)是一种麻醉药。现以上述合成路线中的C物质为原料制取4-羟基丁酸钠，请写出其合成路线流程图(合成过程中无机试剂任选，并注明反应条件)。
提示：由乙醇制取聚乙烯的合成路线流程图可表示为：
随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10-5 mol·L-1时通常认为该离子沉淀完全)。
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金属离子 |
Ksp |
pH(10-1 mol·L-1) |
pH(10-5 mol·L-1) |
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Fe3+ |
4.0×10-38 |
2.7 |
3.7 |
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Cr3+ |
6.0×10-31 |
4.3 |
5.6 |
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Cu2+ |
2.2×10-20 |
4.7 |
6.7 |
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Ca2+ |
4.0×10-5 |
12.3 |
14.3 |
(1)某厂排出的废水中含有Cu2+和Fe3+，测得其浓度均小于0.1 mol·L-1。为除去其中的Fe3+，回收铜，需控制的pH范围是_______________________________。
(2)为了处理含有Cr2O72-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。
①Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式为______________________。
②pH对废水中Cr2O72-去除率的影响如右图。你认为电解过程中溶液的pH取值在______范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：____________________________________________。
[注：去除率(％)=[(c0-c)／co]×100％，式中：co—理前废水中Cr2O72-的浓度，c—处理后废水中Cr2O72-的浓度]
(3)沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na2CO3溶液可以将锅炉水垢中的CaSO4转化为较疏松而易清除的CaCO3，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K＝_________(写数值)。[已知Ksp (CaSO4)=9.1x10-6，Ksp (CaCO3)=2.8×10-9]
近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态。
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应，每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_________________________________。
(2)混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池，镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式是:
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将_______(填“增大”、“不变”或“减小”)，该电极的电极反应式为_________________。
(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：
CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g)。
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。
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容器编号 |
c(CO)／mol·L-1 |
c (O2)／mol·L-1 |
c (CO2)／mol·L-1 |
v(正)和v (逆) 比较 |
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I |
2.0×10-4 |
4.0×10-4 |
4.0×10-2 |
v(正)=v(逆) |
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Ⅱ |
3.0×10-4 |
4.0×10-4 |
5.0×10-2 |
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②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.0×10-4mol·L-1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O2并使其浓度保持为1.0×10-4mol·L-1，则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L-1。
锂被誉为“高能金属”。工业上用硫酸与β-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在250～300℃反应，生成Li2SO4以及硅铝化合物、MgSO4等，其工业生产流程如下：
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：___________________。
(2)沉淀X的主要成分是(写化学式)________________________。
(3)流程中两次使用了Na2CO3溶液，试说明前后浓度不同的原因:
____________________________________________________________________。
(4)锂和氢气在加热时能反应生成白色固体氢化锂，氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体。试写出氢化锂遇水反应的化学方程式：_______________________________________。
(5)将盐酸与Li2C03完全反应后的溶液，加热蒸干得到固体，再将其熔融电解生产锂。电解时产生的氯气中会混有少量氧气，原因是____________________________________________。
为了探究铁与氯气在一定条件下反应后的固体中铁元素的价态，化学兴趣小组的甲、乙、丙三同学分别进行了如下实验。
(1)甲取少许反应后的固体，加入适量稀硝酸，在所得溶液中滴加KSCN溶液出现血红色，则此时溶液显血红色的离子方程式为_________________________________________________。该同学由此得出铁与氯气的反应产物中含有+3价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由_________________________________________________________。
(2)乙取少许反应后的固体，加入盐酸，溶解、过滤，向滤液中滴加KSCN溶液，溶液呈无色。乙由此得出铁与氯气的反应产物中含有+2价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由
_____________________________________________________________________________。
(3)丙取11.2g铁粉与氯气反应，将反应后所得固体研碎分成两等份，其中一份用磁铁吸引，吸出的固体质量为1．4g；另一份用水完全溶解后加入足量的硝酸银溶液，所得白色沉淀经洗涤干燥后称重为32.29g。根据以上数据确定反应产物中铁元素的价态是____________(写出计算和推理过程)。
