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1、壓軸套題增分練2
1.亞硝酸鈉(NaNO2)外觀酷似食鹽且有咸味,是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑,使用過量會使人中毒,國際上對食品中亞硝酸鈉的用量控制在很低的水平上。某學(xué)習(xí)小組針對亞硝酸鈉設(shè)計了如下實驗:
【實驗Ⅰ】制備NaNO2
該小組查閱資料知:2NO+Na2O2===2NaNO2;2NO2+Na2O2===2NaNO3。
制備裝置如圖所示(夾持裝置略去):
(1)裝置D可將剩余的NO氧化成NO,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。
(2)如果沒有B裝置,C中發(fā)生的副反應(yīng)有_____________、____________。
(3)甲同學(xué)檢查完裝置氣密性良好后進(jìn)
2、行實驗,發(fā)現(xiàn)制得的NaNO2中混有較多的NaNO3雜質(zhì)。于是進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),改進(jìn)后提高了NaNO2的純度,則其改進(jìn)措施是________________________________。
【實驗Ⅱ】測定制取的樣品中NaNO2的含量
步驟:
a.在5個有編號的帶刻度試管(比色管)中分別加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫紅色,NaNO2濃度越大顏色越深),再加蒸餾水至總體積均為10 mL并振蕩,制成標(biāo)準(zhǔn)色階:
試管編號
①
②
③
④
⑤
NaNO2含量/(mg·L-1)
0
20
40
60
80
b.稱量0.10 g制得的樣
3、品,溶于水配成500 mL溶液。取5 mL待測液,加入1 mL M溶液,再加蒸餾水至10 mL并振蕩,與標(biāo)準(zhǔn)色階比較。
(4)步驟b中比較結(jié)果是:待測液顏色與③標(biāo)準(zhǔn)色階相同,則甲同學(xué)制得的樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。
(5)用目視比色法證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量。設(shè)計并完成下列實驗報告。
實驗方案
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
取5 mL待測液,加入______________,振蕩,再加入1 mL M溶液,_________
___________________________,再振蕩,與③標(biāo)準(zhǔn)色階對比
________________________
4、________
維生素C可以有效降低NaNO2的含量
答案 (1)5NO+3MnO+4H+===5NO+3Mn2++2H2O
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2NO+O2===2NO2 2NO2+Na2O2===2NaNO3
(3)在A、B之間增加裝有水的洗氣瓶
(4)40%
(5)維生素C 加入蒸餾水至總體積為10 mL 紫紅色比③標(biāo)準(zhǔn)色階淺
解析 (1)酸性KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性,能將NO氧化為NO,反應(yīng)的離子方程式為5NO+3MnO+4H+===5NO+3Mn2++2H2O。
(2)銅和稀硝酸反應(yīng)制得的NO中含有雜質(zhì)水蒸氣。
(3)制得的Na
5、NO2中混有較多的NaNO3雜質(zhì),說明制得的NO中混有NO2,故應(yīng)在裝置A、B之間增加裝有水的洗氣瓶,以除去雜質(zhì)NO2。
(4)待測液顏色與③標(biāo)準(zhǔn)色階相同,則甲同學(xué)制得的樣品中NaNO2的質(zhì)量是40 mg·L-1 ×0.01 L×=40 mg=0.04 g,故樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=40%。
(5)取5 mL待測液,然后加入維生素C,再加入1 mL M溶液,最后加入蒸餾水至總體積為10 mL,若紫紅色比③標(biāo)準(zhǔn)色階淺,說明NaNO2的含量低,則可以證明維生素C可以有效降低NaNO2的含量。
2.碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族,由該元素組成的物質(zhì)可用作石油裂化的催化劑,電鍍
6、液的光亮劑,玻璃的著色材料,合金材料的添加劑等。碲化銅渣是電解精煉銅時產(chǎn)生的一種礦渣,其主要含Cu2Te、Au、Ag等,利用下列工藝流程可回收碲:
已知:TeO2的熔點(diǎn)為733 ℃,微溶于水,可溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。
回答下列問題:
(1)Te與S的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱順序為________(用化學(xué)式表示)。
(2)“酸浸1”需加熱,加熱的目的是______________________,“酸浸1”發(fā)生反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是______________(寫化學(xué)式)。
(3)“水浸”后“濾液1”的顏色是________。
(4)“濾渣1”進(jìn)行“堿浸”的離子方程式是______
7、_______________。
(5)“濾液2”加雙氧水的目的是__________________________________,“操作1”的名稱是____________________。
(6)“還原”制備碲粉的離子方程式為_______________________。
(7)從可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念來看,“濾渣2”進(jìn)行酸浸的意義是________________________________。
答案 (1)H2SO4>H2TeO4
(2)加快浸出速率 CuSO4、TeO2
(3)藍(lán)色(或淺藍(lán)色)
(4)TeO2+2OH-===TeO+H2O
(5)將Na2
8、TeO3氧化為Na2TeO4 加熱濃縮(或濃縮)
(6)TeO+3SO+2H+===3SO+Te↓+H2O
(7)“濾渣2”經(jīng)過酸浸可得到含CuSO4的濾液,并可達(dá)到回收Au、Ag的目的,符合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念
解析 (1)S、Te同主族,同主族元素從上到下,非金屬性逐漸減弱,故H2SO4的酸性比H2TeO4強(qiáng)。
(2)酸浸時加熱的目的是提高浸出速率,結(jié)合流程圖知,“酸浸1”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O,故其氧化產(chǎn)物為CuSO4、TeO2。
(3)“濾液1”的溶質(zhì)中含CuSO4,故“濾液1”的顏色為藍(lán)色。
(4)“
9、濾渣1”中含有TeO2,TeO2溶解于NaOH溶液生成亞碲酸鹽,故反應(yīng)的離子方程式為TeO2+2OH-===TeO+H2O。
(5)“堿浸”后濾液2中的溶質(zhì)的主要成分是Na2TeO3,該物質(zhì)與Na2SO3類似,具有較強(qiáng)的還原性,加入雙氧水可將其氧化為Na2TeO4?!安僮?”的后續(xù)物質(zhì)為“Na2TeO4濃溶液”,故該操作為加熱濃縮。
(6)由流程圖可知,“還原”的反應(yīng)物為Na2TeO4、Na2SO3、H2SO4,生成物有單質(zhì)Te,故發(fā)生的是酸性條件下Na2SO3還原Na2TeO4的反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為TeO+3SO+2H+===3SO+Te↓+H2O
(7)分析流程圖并結(jié)合碲化銅渣
10、中含Au、Ag等,知“濾渣2”經(jīng)酸浸后可得到含CuSO4的濾液,并可回收Au、Ag,符合可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念。
3.為了改善環(huán)境,科學(xué)家投入了大量的精力研究碳、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化。請回答下列有關(guān)問題:
(1)利用N2與H2合成氨是重要的工業(yè)反應(yīng),下圖為反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系。
①反應(yīng)中加入鐵粉可以提高反應(yīng)速率,其原因是____________________。
②已知某些化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵
H—H
N≡N
N—H
E/(kJ/mol)
436
946
391
反應(yīng)N2(g)+H2(g) NH3(g)的活化能Ea=254 kJ/mol,則反
11、應(yīng)NH3(g) N2(g)+H2(g)的活化能Eb=________ kJ/mol。
(2)汽車內(nèi)燃機(jī)工作時會將N2轉(zhuǎn)化為NO,反應(yīng)式為N2(g)+O2(g)2NO(g),該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)K如下表:
溫度
27 ℃
2000 ℃
K
3.8×10-31
0.1
溫度為2000 ℃,某時刻測得反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度分別為c(N2)=0.2 mol/L,c(O2)=0.03 mol/L,c(NO)=0.03 mol/L,此時該反應(yīng)的速率(v)應(yīng)滿足的關(guān)系為________(填字母序號)。
A.v正>v逆 B.v正=v逆
C.v正
12、
(3)工業(yè)上可將CO轉(zhuǎn)化成甲醇,反應(yīng)式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若在一容積可變的密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2進(jìn)行反應(yīng),初始體積為3 L,保持壓強(qiáng)不變,反應(yīng)后CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)的變化如圖中曲線所示。
①若所加的CO和H2的量以及反應(yīng)溫度均不變,則達(dá)到平衡狀態(tài)A、B時的壓強(qiáng)pA________pB(填“>”“<”或“=”),其原因是__________________________。
②若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)A時,CO的體積分?jǐn)?shù)為25%,此時CO的轉(zhuǎn)化率為__________;平衡常數(shù)KA=__________。
答案 (1)①降低了
13、合成氨反應(yīng)的活化能
②300 (2)C
(3)①< 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),有利于平衡正向移動,CO轉(zhuǎn)化率升高,故pA
14、N2(g)+H2(g)的活化能Eb=300 kJ/mol。
(2)Q==0.15>K=0.1,平衡逆向移動,v正
15、CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%。根據(jù)同溫同壓下,氣體的物質(zhì)的量與氣體體積成正比規(guī)律,反應(yīng)前混合氣體為3 mol,體積為3 L,反應(yīng)后混合氣體為2 mol,體積為2 L,平衡后各物質(zhì)濃度為c(CH3OH)==0.25 mol/L,c(CO)==0.25 mol/L,c(H2)==0.5 mol/L,平衡常數(shù)KA===4 L2/mol2。
4.[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
氫化鋁鈉(NaAlH4)是一種新型輕質(zhì)儲氫材料。摻入少量Ti的NaAlH4在150 ℃時釋氫,在170 ℃、15.2 MPa條件下又重復(fù)吸氫。NaAlH4可由AlCl3和NaH在適當(dāng)條件下合成。NaAlH4的晶胞結(jié)構(gòu)
16、如圖所示。
(1)基態(tài)Ti原子的價電子軌道表示式為_________________。
(2)NaH的熔點(diǎn)為800 ℃,不溶于有機(jī)溶劑。NaH屬于________晶體,其電子式為________。
(3)AlCl3在178 ℃時升華,其蒸氣的相對分子質(zhì)量約為267,蒸氣分子的結(jié)構(gòu)式為________(標(biāo)明配位鍵)。
(4)AlH中,Al的軌道雜化方式為________;列舉與AlH空間構(gòu)型相同的兩種離子________(填化學(xué)式)。
(5)NaAlH4晶體中,與Na+緊鄰且等距的AlH有________個;NaAlH4晶體的密度為________g·cm-3(用含a的代數(shù)式表示)
17、。若NaAlH4晶胞底心處的Na+被Li+取代,得到的晶體為________(填化學(xué)式)。
(6)NaAlH4的釋氫機(jī)理為:每3個AlH中,有2個分別釋放出3個H原子和1個Al原子,同時與該Al原子最近鄰的Na原子轉(zhuǎn)移到被釋放的Al原子留下的空位,形成新的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)變化由表面層擴(kuò)展到整個晶體,從而釋放出氫氣。該釋氫過程可用化學(xué)方程式表示為___________________。
答案 (1)
(2)離子 Na+[H]-
(3)
(4)sp3 NH、BH(或SO、PO等其他合理答案)
(5)8 Na3Li(AlH4)4
(6)3NaAlH4===Na3AlH6+2Al+3H2
18、↑
解析 (3)AlCl3的相對分子質(zhì)量為133.5,蒸氣的相對分子質(zhì)量約為267,顯然蒸氣由兩個AlCl3分子聚合而成,AlCl3中1個Al與3個Cl形成3個共價鍵,Al最外層電子全部參與成鍵,因此配位鍵只能是Cl提供孤對電子,Al提供空軌道,結(jié)構(gòu)式為。
(5)根據(jù)圖示,NaAlH4晶體中,與Na+緊鄰且等距的AlH有8個(頂點(diǎn)4個、面心4個)。該晶胞中Na+個數(shù)為4×+6×=4,AlH個數(shù)為8×+4×+1=4,NaAlH4晶體的密度為 g÷(a×10-7 cm×a×10-7 cm×2a×10-7 cm)=×1021 g·cm-3。
5.[化學(xué)——選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]
咖啡酸乙酯具
19、有抗炎作用且有治療自身免疫性疾病的潛力,其合成路線如圖所示:
回答下列問題:
(1) C+D→E反應(yīng)類型為________。F中含氧官能團(tuán)的名稱是________。
(2)D分子中位于同一平面上的原子最多有________個。G的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(3)H→咖啡酸乙酯的化學(xué)方程式為_______________________。
(4)芳香族化合物M是H的同分異構(gòu)體,1 mol M與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成2 mol CO2,M的結(jié)構(gòu)有________種;其中核磁共振氫譜為5組峰,峰面積比為1∶2∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(5)以上圖中的C和甲醛為
20、原料,設(shè)計合成C5H12O4()的路線(無機(jī)試劑任選)。
答案 (1)加成反應(yīng) 醛基
(2)14
(3)
(4)10
(5)
解析 A的相對分子質(zhì)量是28,A是乙烯,與水加成生成B乙醇,催化氧化生成C乙醛。C與D發(fā)生醛基的加成反應(yīng)生成E,E在濃硫酸的作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成的F為,F(xiàn)發(fā)生銀鏡反應(yīng)并酸化后生成的G為。G發(fā)生水解反應(yīng)生成H,H與乙醇發(fā)生取代反應(yīng)生成咖啡酸乙酯。
(1)根據(jù)以上分析可知C+D→E的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。F中含氧官能團(tuán)的名稱是醛基。
(2)醛基和苯環(huán)均是平面形結(jié)構(gòu),則D分子中位于同一平面上的原子最多有14個。G的結(jié)構(gòu)簡式為
。
(3)H→咖啡酸乙酯的化學(xué)方程式為
。
(4)芳香族化合物M是H的同分異構(gòu)體,1 mol M與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成2 mol CO2,說明含有2個羧基,如果苯環(huán)上有3個取代基,應(yīng)該是2個羧基和1個甲基,有6種;如果是兩個取代基,應(yīng)該是—COOH和—CH2COOH,有3種;如果是一個取代基,應(yīng)該是—CH(COOH)2,M的結(jié)構(gòu)其有10種;其中核磁共振氫譜為5組峰,峰面積比為1∶2∶2∶2∶1的結(jié)構(gòu)簡式為
、。
(5)根據(jù)已知信息結(jié)合逆推法可知以甲醛、C為原料合成C5H12O4的路線為CH3CHO
。