〔化学——选修5:有机化学基础〕
某研究小组以甲苯为主要原料,采用以下路线合成医药中间体F和Y。
已知:
请回答下列问题:
(1)下列有关F的说法正确的是 。
A.分子式是C7H7NO2Br
B.可以和盐酸反应生成盐
C.不能形成高分子化合物
D.1 mol的 F最多可以和2 mol NaOH反应
(2)C→ D的反应类型是 。
(3) B→C的化学方程式是 。在合成F的过程中,B→C步骤不能省略,理由是 。
(4)D→E反应所需的试剂是 。
(5)写出3个同时符合下列条件的A的同分异构体的结构简式 。
①苯环上只有两种不同化学环境的氢原子 ②分子中含有能发生银镜反应的官能团
(6)以X和乙烯为原料可合成Y,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。
注:合成路线的书写格式参照如下示例流程图:
〔化学——选修4:物质结构与性质〕
Ⅰ.铬位于第四周期ⅥB族,主要化合价+2,+3 ,+6,单质硬度大,耐腐蚀,是重要的合金材料。
(1)基态铬原子的价电子排布图_ ,CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是________(填“极性”或“非极性”)分子。
(2)CrCl3·6H2O实际上是配合物,配位数为6,其固体有三种颜色,其中一种浅绿色固体与足量硝酸银反应时,1mol固体可生成2mol氯化银沉淀,则这种浅绿色固体中阳离子的化学式 。
Ⅱ.砷化镓为第三代半导体材料,晶胞结构如图所示
(3)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反应制得,反应的化学方程式为 。
(4)AsH3空间构型为 。已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式是______________________。
(5)砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm,砷化镓的摩尔质量为b g·mol-1,阿伏伽德罗常数值为NA,则砷化镓晶体密度表达式是 g·cm-3。
〔化学——选修2:化学与技术〕
海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用。
⑴海水中盐的开发利用:
Ⅰ.海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和_______池。
II.目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜的作用______________。(写一点即可)
⑵ 电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。请回答后面的问题:
Ⅰ.海水不能直接通入到该装置中,理由是 。
Ⅱ. B口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。
⑶ 用苦卤(含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如下:
Ⅰ.若吸收塔中的溶液含BrO3-,则吸收塔中反应的离子方程式为____________________
Ⅱ.通过①氯化已获得含Br2的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液?________
Ⅲ.向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在900C左右进行蒸馏的原因是________________
氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案。(已知:AlN+NaOH+ 2H2O==NaAlO2+ NH3)
【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
(1)上图C装置中球形干燥管的作用是 。
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先检查气密性,再加入实验药品,接下来的实验操作是 ,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是 。
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见 。
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。
(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是___________
A.CCl4 B.H2O C.NH4Cl溶液 D.苯
(5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),则AIN的质量分数是__________。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:
(6)步骤②生成沉淀的离子方程式为________________
(7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将__________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时:SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+1/x Sx(s) △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+3/x Sx(s) △H=bkJ/mol。
则COS(g)生成CO(g)与Sx(s)反应的热化学方程式是 。
(2)雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3可以和浓HNO3反应,当生成0.6mol的H3AsO4时,反应中转移电子的数目为3NA,则As2S3和浓HNO3反应的方程式是
(3)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS−、S2−的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如下图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。
①曲线B表示 的分布分数。
②滴加过程中,溶液中微粒浓度大小关系正确的是 (填字母)。
A.c(Na+)= c(HS−)+2c(S2−)
B.3c(H2S)+2c(HS−)+c(S2−)+c(H+)=c(OH−)
C.3c(Na+)=[c(H2S)+c(HS−)+c(S2−)]
③NaHS溶液呈碱性,当滴加盐酸至M点(A、B曲线的交叉点)时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
(4)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示:
①写出反应器中发生反应的化学方程式是 。
②电渗析装置如下图所示
写出阳极的电极反应式 。
该装置中发生的总反应的化学方程式是 。
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:
①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 50 | 75 | 100 |
Li2CO3的溶解度/g | 1.539 | 1.406 | 1.329 | 1.181 | 0.866 | 0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:_______________________
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是____________________
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:____________________
(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用“热水”还是“冷水”理由是____________________
(5)流程中两次使用了Na2CO3溶液,第一次浓度小,第二次浓度大的原因是____________________
(6)该工艺中,电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是____________________