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壓軸套題增分練3 1．用含鈷廢料(主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、NiO、SiO2等)制備草酸鈷晶體(CoC2O42H2O)的流程如圖： (1)濾渣Ⅰ的成分是________；浸鈷時(shí)Al2O3溶解的離子方程式為_______；Co2O3溶解的離子方程式為_______________________。 (2)濾液Ⅰ加入H2O2的目的是__________________________________；加入CoO產(chǎn)生Fe(OH)3和Al(OH)3的原因是____________________________；若要將濾液Ⅰ中Fe3＋和Al3＋全部沉淀，則應(yīng)將濾液Ⅰ的pH控制在_______________。(已知：溶液中離子濃度小于110－5 molL－1，則認(rèn)為離子完全沉淀；Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分別為110－15、110－38、110－32) (3)加入有機(jī)萃取劑的目的是________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)加入(NH4)2C2O4反應(yīng)的離子方程式為______________________；過濾得到的CoC2O42H2O需用蒸餾水洗滌，檢驗(yàn)是否洗滌干凈的方法是___________。 答案　(1)SiO2　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　Co2O3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋2H2O (2)將Fe2＋氧化成Fe3＋，以便生成Fe(OH)3沉淀而除去　CoO與溶液中的H＋反應(yīng)，使c(H＋)減小，F(xiàn)e3＋和Al3＋的水解平衡正向移動(dòng)，從而生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀　5 molL－1＝110－11 molL－1，此時(shí)溶液pH>3；當(dāng)Al3＋沉淀完全時(shí)，溶液中c(OH－)＝> molL－1＝110－9 molL－1，此時(shí)溶液pH>5；當(dāng)Ni2＋沉淀完全時(shí)，溶液中c(OH－)＝> molL－1＝110－5 molL－1，此時(shí)溶液pH>9；故要使Fe3＋、Al3＋全部沉淀，應(yīng)使濾液Ⅰ的pH控制在5c(Cl－)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－) 解析　(1)根據(jù)題意，有①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJmol－1，②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1，③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，由③2－①得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝(－2832－180.5) kJmol－1＝－746.5 kJmol－1。 (2)①v(CO)＝≈4.410－3 molL－1min－1。由題圖知，12 min后，NO、CO的物質(zhì)的量濃度降低，N2的物質(zhì)的量濃度增大，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入NO，NO的濃度應(yīng)增大，但題圖中NO的濃度卻減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度，平衡正向移動(dòng)，D項(xiàng)正確。②24 min達(dá)到平衡時(shí)，CO的物質(zhì)的量減少0.10 mol－0.04 mol＝0.06 mol，則生成n(CO2)＝0.06 mol，此時(shí)n(NO)＝0.14 mol，n(CO)＝0.04 mol，n(N2)＝0.03 mol，故CO2的體積分?jǐn)?shù)為100%≈22.2%。化學(xué)平衡常數(shù)K＝＝≈3.4。 (3)①SO2和NaOH溶液反應(yīng)，溶質(zhì)可能是NaOH、Na2SO3或Na2SO3或Na2SO3、NaHSO3或NaHSO3，根據(jù)題圖，Oa段消耗的鹽酸的物質(zhì)的量大于ab段消耗的鹽酸的物質(zhì)的量，且Oa段無(wú)氣體產(chǎn)生，可知O點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2SO3。②a點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)為NaCl、NaHSO3，HSO的電離程度大于水解程度，因此溶液顯酸性，結(jié)合題圖中消耗的HCl的物質(zhì)的量，知a點(diǎn)含有0.3 mol NaCl和0.2 mol NaHSO3，則溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c(Na＋)>c(Cl－)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)。 4．[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 鋁、鋅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問題： (1)基態(tài)Zn2＋的價(jià)電子排布圖為________________，其核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號(hào)是________。 (2)原子簇是由幾個(gè)到幾百個(gè)原子形成的聚集體，如鋁原子簇Al13、Al14。其中Al13的性質(zhì)與鹵素的性質(zhì)相似，鋁原子簇Al13屬于________晶體，鋁原子間的作用力為________。 (3)三乙基鋁和三氯化鈦可用作丙烯定向聚合的催化劑，如：  該反應(yīng)中涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有________，CH的空間構(gòu)型為________，反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是________。 (4)已知Zn2＋等過渡元素離子形成的水合離子的顏色如下表所示： 離子 Sc3＋ Cr3＋ Fe2＋ Zn2＋ 水合離子的顏色 無(wú)色 綠色 淺綠色 無(wú)色 請(qǐng)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)推測(cè)Sc3＋、Zn2＋的水合離子為無(wú)色的原因：_________。 (5)金屬鋅是人體必需的微量元素之一，其堆積方式如圖甲所示，晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示。若鋅原子的半徑為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，則該鋅晶體的密度為________ gcm－3(用含a的代數(shù)式表示)。 答案　(1)　M (2)分子　共價(jià)鍵 (3)sp2、sp3　三角錐形　Cl (4)3d軌道上沒有未成對(duì)電子(或3d軌道為全空或全滿狀態(tài)) (5) 解析　(1)Zn的核外電子數(shù)為30，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s2，故基態(tài)Zn2＋的價(jià)電子排布圖為，核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號(hào)為M。 (2)Al13的性質(zhì)與鹵素的性質(zhì)相似，故Al13晶體應(yīng)為分子晶體，Al13中鋁原子間的作用力為共價(jià)鍵。 (3)—CH3、—CH2—中碳原子都形成了4個(gè)單鍵，采取sp3雜化，而雙鍵碳原子形成1個(gè)雙鍵和2個(gè)單鍵，采取sp2雜化、CH的中心原子碳的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3＋＝4，含1對(duì)孤對(duì)電子，空間構(gòu)型為三角錐形。反應(yīng)涉及的元素有C、H、Cl、Al、Ti，電負(fù)性最大的是非金屬元素Cl。 (4)基態(tài)Sc3＋、Zn2＋的核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d10，3d軌道上未成對(duì)電子數(shù)都為0，故可推測(cè)水合離子的顏色與3d軌道上未成對(duì)電子數(shù)有關(guān)，當(dāng)3d軌道上沒有未成對(duì)電子時(shí)，水合離子為無(wú)色。 (5)在六方最密堆積中，晶胞的底面積為2a2 pm2，晶胞的高為a pm。晶胞的體積V＝ pm3＝8a310－30 cm3。1個(gè)晶胞中所含Zn原子個(gè)數(shù)為4＋4＋1＝2，鋅晶胞密度ρ＝ gcm－3＝ gcm－3。 5．[化學(xué)——選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)] 2017年治療膀胱癌的有機(jī)小分子藥物M被批準(zhǔn)使用，其合成路線如圖： 已知： 請(qǐng)回答： (1)A的名稱為________，G中含氧官能團(tuán)的名稱為________。 (2)⑤的反應(yīng)類型為________________。H的分子式為________________。 (3)①的化學(xué)方程式為______________________________________。 (4)④的化學(xué)方程式為________________________________。 (5)D的同分異構(gòu)體中，同時(shí)滿足下列條件的共有________種(不含立體異構(gòu))； a．能與Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體 b．既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng) 其中核磁共振氫譜有4組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____________________ ______________________________________________________(任寫一種)。 (6)參照上述合成路線，設(shè)計(jì)由2甲基丙酸和甲醇為起始原料制備2甲基丙烯酸甲酯的合成路線(無(wú)機(jī)試劑任選)：______________________。 答案　(1)1，4戊二醇　羰基、酯基 (2)消去反應(yīng)　C6H7O4N (3) 4) (5)12　或 (6) 解析　(1)根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可推知F為，結(jié)合已知信息及合成路線圖知，E為，C為，B為 CH3COCH2CH2CHO，B為A的催化氧化產(chǎn)物， A為，其名稱為1，4戊二醇。G中含氧官能團(tuán)的名稱為羰基、酯基。 (2)反應(yīng)⑤為轉(zhuǎn)化為，為消去反應(yīng)。根據(jù)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可知其分子式為C6H7O4N。 (3)反應(yīng)①為的催化氧化反應(yīng)。 (4)C為，其還原所得產(chǎn)物D為，反應(yīng)④為D發(fā)生縮聚反應(yīng)得到高分子化合物 。 (5)D為，根據(jù)能與Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體及既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng)，則該同分異構(gòu)體含有甲酸酯基和羥基，可看成由HCOO—和—C4H8OH形成的化合物，由于—C4H9有—CH2CH2CH2CH3、、、四種，用—OH取代四者中的1個(gè)H后所得產(chǎn)物分別有4、4、3、1種，即—C4H8OH有12種，故HCOO—和—C4H8OH形成的化合物共有12種。核磁共振氫譜中有4種氫原子的同分異構(gòu)體為 或。 (6)運(yùn)用逆合成分析法，倒推中間產(chǎn)物，確定合成路線。