河北省隆化县存瑞中学2020届高三上学期质检化学试题
存瑞中学2019-2020学年度第一学期质检二
高三年级化学试题
1.本试卷分Ⅰ、Ⅱ卷满分100分,考试时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:He 4 C 12 O 16 S 32 Cl 35.5 N 14 Cu 64
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、选择题(单选,每题2分,计46分)
1.下列有关文献的理解错误的是( )
A. “所在山洋,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”过程包括了溶解、蒸发、结晶等操作。
B. 《物理小识》记载“青矾(绿矾)厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不没,”“气”凝即得“矾油”。青矾厂气是NO和NO2。
C. 《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作时如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”中药材铁华粉是醋酸亚铁。
D. 唐代《真元妙道要略》中有云“以硫磺、雄黄合销石并蜜烧之,焰起烧手、面及屋舍者”,描述了黑火药制作过程。
【答案】B
【解析】
【详解】A项,文中描述了提纯固体的方法:将固体溶解,通过煎炼蒸发水分,进一步析出晶体,涉及溶解、蒸发、结晶等操作,故A正确;
B项,青矾为硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O),“厂气熏人”中的“气”应为硫的氧化物,气凝即得“矾油”中的“矾油”应为硫酸,故B错误;
C项,醋的主要成分是醋酸,与铁反应生成醋酸亚铁和氢气,因此铁华粉是醋酸亚铁,故C正确;
D项,黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)和硝石(KNO3)按一定比例配制而成的,文中描述的应为制备黑火药的过程,故D正确。
综上所述,符合题意的选项为B。
【点睛】本题考查古代文献中的化学知识,此类题目是近几年高考的热点,解题时应抓住化学知识的核心,从物质制备、性质等角度理解文中所述内容,例如:题中A
项涉及物质的分离提纯方法;B项涉及硫及其化合物的性质;C项涉及铁和醋酸的反应;D项涉及黑火药的制备等。
2.[安徽省蚌埠市2019届高三第一次质量监测]下列有关化学用语表示正确的是
A. 水分子的比例模型
B. 过氧化氢的电子式为:
C. 石油的分馏和煤的气化、液化均为物理变化
D. 甲基环丁烷二氯代物的同分异构体的数目是10种(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【详解】A.所给确为比例模型,氢原子和氧原子的半径相对大小不对,应该是中间的氧的原子半径大,水分子为V形,不是直线形,A项错误;
B.过氧化氢是只由共价键形成的分子,B项错误;
C.石油的分馏是物理变化,煤的气化和液化均是化学变化,煤的气化是指将煤转化为CO、H2等气体燃料,煤的液化是指将煤变成液体燃料如甲醇等,C项错误;
D.甲基环丁烷中二个氯原子取代同一个碳的2个氢,共有3种可能,取代不同碳上的氢共有7种(用数字标出碳,则可表示为:1,2、1,3、1,5、2,3、2,5、3,4、3,5),D项正确;
所以答案选择D项。
3.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 3g 3He含有的中子数为1NA
B. 1 L 0.1 mol·L−1磷酸钠溶液含有的数目为0.1NA
C. 1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA
D. 48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA
【答案】B
【解析】
【详解】A. 的中子数为3-2=1,则3g的中子数为=NA,A项正确;
B. 磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则1L 0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NA mol-1 =0.1NA,B项错误;
C. 重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从+6降低到+3,1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NA mol-1 =6NA,C项正确;
D. 正丁烷与异丁烷的分子式相同,1个分子内所含共价键数目均为13个,则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目为×13×NA mol-1 =13NA,D项正确;
答案选B。
4.用“银-Ferrozine”法测室内甲醛含量的原理为:
已知:吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比。下列说法正确的是
A. 反应①中参与反应的HCHO为30g时转移电子2mol
B. 可用双氧水检验反应②后的溶液中是否存在Fe3+
C. 生成44.8 LCO2时反应②中参加反应的Ag一定为8mol
D. 理论上测得溶液吸光度越高,HCHO含量也越高
【答案】D
【解析】
【详解】A. 30g HCHO的物质的量为1mol,被氧化时生成二氧化碳,碳元素化合价从0价升高到+4价,所以转移电子4mol,故A错误;
B.过氧化氢能将Fe2+氧化为Fe3+,与Fe3+不反应,所以不能用双氧水检验反应②后的溶液中是否存在Fe3+,故B错误;
C. 没有注明温度和压强,所以无法计算气体的物质的量,也无法计算参加反应的Ag的物质的量,故C错误;
D. 吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比,吸光度越高,则说明反应②生成的Fe2+越多,进一步说明反应①生成的Ag越多,所以HCHO含量也越高,故D正确。
故选D。
5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 18g氨基(-ND2)中含有的电子数为10NA
B. 向NH4Al(SO4)2稀溶液中逐滴加入过量Ba(OH)2溶液,发生反应的离子方程式为:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=
2BaSO4↓+AlO2-+2H2O+NH3·H2O
C. 麦芽糖溶液中:SO42-、MnO4-、K+、H+可以大量共存
D. 标准状况下,2.24LCl2通入足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA
【答案】B
【解析】
【详解】A. 18g氨基(-ND2)的物质的量为1mol,一个氨基(-ND2)含有9个电子,即18g氨基(-ND2)中含有的电子数为9 NA,A项错误;
B. 过量的Ba(OH)2,Al3+要变成AlO2-,SO42-转化为硫酸钡沉淀,铵根转化为一水合氨,按照化学式中各离子的数量比例和电荷守恒可知,NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O+NH3·H2O,B项正确;
C. 麦芽糖为还原性糖,MnO4-在酸性条件下具有强氧化性,不能大量共存,C项错误;
D. 标准状况下,2.24LCl2的物质的量是0.1mol,通入足量NaOH溶液中发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,转移电子数为0.1NA,D项错误;
答案选B。
6.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是
A. NaClO3在发生器中作氧化剂
B. 吸收塔中1mol H2O2得到2mol电子
C. 吸收塔中温度不宜过高,会导致H2O2的分解
D. 从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据流程图,NaClO3与SO2发生氧化还原反应,化学方程式为
2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,其中NaClO3作氧化剂,故A说法正确;
B、吸收塔中发生的反应为2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2↑,1mol H2O2失去2mol电子,故B说法错误;
C、H2O2在高温下易分解,故吸收塔的温度不能太高,故C说法正确;
D、根据选项A的分析,母液中溶质主要为Na2SO4,故D说法正确。
答案选B。
7.BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示。下列说法不正确是
A. 该过程的总反应:C6H6O+7O26CO2+3H2O
B. 该过程中BMO表现较强氧化性
C. 降解产物的分子中只含有极性共价键
D. ①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1
【答案】B
【解析】
【详解】A、该过程用光催化降解苯酚生成二氧化碳和水,所以反应:C6H6O+7O26CO2+3H2O,故A正确;
B、该过程中BMO是催化剂,BMO与O2在光作用下,BMO被氧化成BMO+,故B错误;
C、降解苯酚的产物为二氧化碳和水,二氧化碳和水分子中都只含有极性共价键,故C正确;
D、 ①中1molO2-要得到3mol电子,而②中1molBMO+变为1molBMO只要得到1mol电子,根据氧化还原反应得失电子相等,所以①、②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1,故D正确;
正确答案选B。
8.主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Y、Z的族序数之和为12;X与Y的电子层数相同;向过量的ZWY
溶液中滴入少量硫酸铜溶液,观察到既有黑色沉淀生成又有臭鸡蛋气味的气体放出。下列说法正确的是
A. 原子半径由大到小的顺序为:r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
B. 氧化物的水化物的酸性:H2XO3
r(X)>r(Y) >r(W),故错误;
B. 硅酸为弱酸,亚硫酸为弱酸,但亚硫酸的酸性比碳酸强,碳酸比硅酸强,故酸性顺序H2SiO3Si
C
常温下,分别测定浓度均为0.1 mol·L-1 NaF和NaClO溶液的pH,后者的pH大
酸性:HFKHB>KHD
B. 滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C. pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D. 当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可知0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的起始pH值都大于1,说明三种酸都是弱酸。HA的PH最小,酸性最强,HD的pH最大,酸性最弱,酸性越强,电离平衡常数越大,三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD,A正确;
B.滴定至P点时溶质为等物质的量浓度的HB和NaB,溶液显酸性,HB的电离为主,但电离程度较小,因此c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-) ,B正确;
C.pH=7时,三种溶液中阴离子的水解程度不同,加入的氢氧化钠的体积不同,三种离子浓度分别和钠离子浓度相等,但三种溶液中钠离子浓度不等,C错误;
D.此为混合溶液的质子守恒关系式,c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D正确;
答案选C。
【点晴】在判断溶液中微粒浓度大小的比较时,要重点从三个守恒关系出发分析思考。(1)两个理论依据:①弱电解质电离理论:电离微粒的浓度大于电离生成微粒的浓度。例如H2CO3溶液中:c(H2CO3)>c(HCO3-)≫c(CO32-)(多元弱酸第一步电离程度远远大于第二步电离)。②水解理论:水解离子的浓度大于水解生成微粒的浓度。例如Na2CO3溶液中:c(CO32-)>c(HCO3-)≫c(H2CO3)(多元弱酸根离子的水解以第一步为主)。(2)三个守恒关系:①电荷守恒:电荷守恒是指溶液必须保持电中性,即溶液中所有阳离子的电荷总浓度等于所有阴离子的电荷总浓度。②
物料守恒:物料守恒也就是原子守恒,变化前后某种元素的原子个数守恒。③质子守恒:由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),在碱性盐溶液中OH-守恒,在酸性盐溶液中H+守恒。质子守恒的关系式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。解答本题时,能够从图像的起始点得出三种酸的相对强弱是解题的关键。
【此处有视频,请去附件查看】
21.下列关于有机物因果关系的叙述中,完全正确的一组是( )
选项
原因
结论
A
乙烯和苯都能使溴水退色
苯分子和乙烯分子含有相同的碳碳双键
B
乙酸分子中含有羧基
可与NaHCO3溶液反应生成CO2
C
纤维素和淀粉的分子式均为(C6H10O5)n
它们属于同分异构体
D
乙酸乙酯和乙烯在一定条件下都能与水反应
两个反应属于同一类型反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯与溴水不反应,而乙烯中含碳碳双键与溴水发生加成反应,选项A错误;
B、乙酸分子中含有羧基,乙酸的酸性大于碳酸,可与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,选项B正确;
C、淀粉和纤维素虽具有相同的表示式,但n不同,则分子式不同,故不是同分异构体,选项C错误;
D、乙酸乙酯与水的反应为水解反应(取代反应),乙烯与水的反应为加成反应,两个反应不属于同一类型反应,选项D错误。
答案选B。
22.交联聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是(图中表示链延长)
A. 聚合物P中有酯基,能水解
B. 聚合物P的合成反应为缩聚反应
C. 聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得
D. 邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构
【答案】D
【解析】
【分析】
将X为、Y为带入到交联聚合物P的结构中可知,聚合物P是由邻苯二甲酸和丙三醇通过缩聚反应制备的,据此解题;
【详解】A.根据X为、Y为可知,X与Y直接相连构成了酯基,酯基能在酸性或碱性条件下水解,故A不符合题意;
B.聚合物P是由邻苯二甲酸和丙三醇通过缩聚反应制备的,故B不符合题意;
C.油脂为脂肪酸甘油酯,其在碱性条件下水解可生成脂肪酸盐和甘油即丙三醇,故C,不符合题意;
D.乙二醇的结构简式为HO-CH2CH2-OH,与邻苯二甲酸在聚合过程中只能形成链状结构,故D符合题意;
综上所述,本题应选D。
【点睛】
本题侧重考查有机物的结构和性质,涉及高聚物单体以及性质的判断,注意把握官能团的性质,缩聚反应的判断,题目有利于培养学生的分析能力,难度不大。
23.实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【解析】
分析】
在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。
【详解】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;
D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
第II卷(非选择题 共54分)
二、非选择题
24.习近平主席在《中央城镇化工作会议》发出号召:“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。消除含氮、硫、氯等化合物对大气和水体的污染对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。
(1)以HCl为原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染。反应为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H=−115.4kJ·mol−1,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。原理如图所示:
过程I的反应为:2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) ∆H1=−120.4kJ·mol−1,过程II反应的热化学方程式为___。
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。
①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是___。
②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=__。
③平衡时,K甲__K乙,P甲__P乙(填“>”、“<”或“=”)。
(3)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。可用次氯酸钠除去氨氮,同时产生一种大气组成的气体。写出总反应化学方程式:__。
(4)工业上可用Na2SO3溶液吸收法处理SO2,25℃时用1mol·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为___。(已知25℃时:H2SO3的电离常数
Ka1=1.3×10−2,Ka2=6.2×10−8)
【答案】 (1). 2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g) ∆H2= +125.4kJ·mol−1 (2). 反应放热,体系的温度升高,反应速率加快 (3). 225 (4). < (5). > (6). 2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O (7). c(Na+)>c(HSO3−)>c(SO32−)>c(H+)=c(OH−)
【解析】
【分析】
(1).①,过程I的反应为②,盖斯定律计算①-2×②得到过程II反应的热化学方程式;
(2)①.甲为绝热容器,反应为放热反应,放出的热量对反应速率影响大;
②.相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应: 达到平衡状态时二氧化氮浓度为 0.02mol/L,结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数;
③.甲为绝热容器,乙为恒温容器,反应为放热反应,温度升高平衡逆向进行,据此分析判断;
(3).①根据流程可知,、是反应物,次氯酸、盐酸、氢氧化钠为中间产物,氯化钠,氮气,水是生成物,据此可得;
(4)25℃时用1mol/l的溶液吸收,当溶液pH=7时,溶液中的溶质为和,且最大,=,根来判断和的大小;
【详解】(1). ①,过程I的反应为②,盖斯定律计算①-2×②得到过程II反应的热化学方程式;故答案为: ;
(2).①.甲为绝热容器,反应为放热反应,放出的热量对反应速率影响大,0~3S内,甲容器中
的反应速率增大的原因是:0 ~3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响,故答案为:0-3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响;
②相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应: 达到平衡状态时二氧化氮浓度为 0.02mol/L,结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数,
起始量() 0.2 0
变化量() 0.18 0.09
平衡量() 0.02 0.09
平衡常数 故答案为:225;
③.容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器,相同温度下,分別充入0.2mol的,发生反应,甲容器中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数 平衡逆向进行其他物质的量增大,气体压强增大,,故答案为:<,>;
(3).①根据流程可知,、是反应物,次氯酸、盐酸、氢氧化钠为中间产物,氯化钠,氮气,水是生成物,所以反应为:;
(4). .25℃时用1mol/l的溶液吸收,当溶液pH=7时,溶液中的溶质为和,且最大,=,根,则=0.62,故,则有
25.元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。请回答下列问题:
(1)+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利,可用 Na2SO3 将Cr2O72—还原为Cr3+。该反应的离子反应方程式为___________。
(2)利用铬铁矿(FeO•Cr2O3)冶炼制取金属铬的工艺流程如图所示:
①为加快焙烧速率和提高原料的利用率,可采取的措施之一是__________________________ 。
②“水浸”要获得浸出液的操作是_________________________________。浸出液的主要成分为Na2CrO4,向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成,则 “还原”操作中发生反应的离子方程式为___。
③加热Cr(OH)3可得到Cr2O3,从工业成本角度考虑,用Cr2O3制取金属Cr的冶炼方法是 _______。
(3)已知 Cr3+完全沉淀时溶液pH为5,(Cr3+浓度降至10-5mol∙L-1可认为完全沉淀)则Cr(OH)3的溶度积常数 Ksp=_______________。
(4)用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液,可制重铬酸钠(Na2Cr2O7),实验装置如图所示(已知:2Cr+2H+Cr2+ H2O)。
①电极b连接电源的______极(填“正”或“负”) , b 极发生的电极反应式为_________________。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则理论上生成重铬酸钠的物质的量是 _______________mol 。
【答案】 (1). Cr2O72—+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O (2). 铬铁矿粉碎 (3). 过滤 (4). 8CrO42—+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH- (5). CO高温还原Cr2O3(热还原法) (6). 1×10-32 (7). 正 (8). 2H2O-4e-=O2↑+4H+ (9).
【解析】
【分析】
(1)分析元素化合价变化情况,依据得失电子守恒,原子个数守恒,得出离子反应方程式。
(2)①影响化学反应速率的因素:物质的表面积大小,表面积越大,反应速率越快。
②依据原子守恒和得失电子守恒,得出离子方程式。
③用Cr2O3制取金属Cr,可以采取CO高温还原Cr2O3(热还原法)
(3)根据Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)求算。
(4)①根据装置图和离子放电顺序得出阳极的电极反应式。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则溶液中移动的电荷为(a-b)mol,所以外电路转移的电子为(a-b)mol,阳极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,则阳极生成的氢离子为(a-b)mol。
【详解】(1)反应中铬元素化合价从+6价降为+3价,硫元素从+4价升高到+6价,依据得失电子守恒,原子个数守恒,离子反应方程式为Cr2O72—+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O,故答案为Cr2O72—+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
(2)①影响化学反应速率的因素:物质的表面积大小,表面积越大,反应速率越快,为加快焙烧速率和提高原料的利用率,可采取的措施将铬铁矿粉碎,故答案为铬铁矿粉碎。
②“水浸”要获得浸出液,要过滤出浸渣,采取的操作是过滤;浸出液的主要成分为Na2CrO4,向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成,说明加入的Na2S被氧化成SO42-,Cr元素由+6价降为+3价,S元素由-2价升到+6价,依据原子守恒和得失电子守恒,得到反应为:8CrO42—+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-,故答案为过滤;8CrO42—+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-。
③从工业成本角度考虑,用Cr2O3制取金属Cr,可以采取CO高温还原Cr2O3(热还原法),故答案为CO高温还原Cr2O3(热还原法)。
(3)pH为5,c(OH-)=10-9,Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=10-5×(10-9)3=1×10-32,故答案为1×10-32。
(4)①根据图示,在b极所在电极室得到Na2Cr2O7,根据2CrO42-+2H+ Cr2O72—+ H2O ,电解过程中b极c(H+)增大,则b极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,a是阴极,b是阳极,电极b连接电源的正极,故答案为正;2H2O-4e-=O2↑+4H+。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则溶液中移动的电荷为(a-b)mol,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,则电路中通过电子物质的量为(a-b)mol;阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,则阳极生成的氢离子为(a-b)mol,结合2CrO42-+2H+ Cr2O72—+ H2O,所以阳极生成的Cr2O72—物质的量是mol,故答案为。
26.无水MgBr2常用于催化剂。某化学小组在实验室选用下图所示装置 (
夹持装置略)采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2。
已知:①在浓硫酸存在下,加热到140℃时乙醇脱水生成乙醚(C2H5OC2H5),加热到170℃时乙醇脱水生成CH2 = CH2。
②乙醚的熔点为34.6℃,沸点为132℃。
③Mg和Br2剧烈反应,放出大量的热;MgBr2具有强吸水性;MgBr2能与乙醚发生反应 MgBr2 +3C2H5OC2H5 MgBr2 • 3C2H5OC2H5。
实验主要步骤如下:
I.选用上述部分装置,正确连接,检查装置的气密性。向装置中加入药品。
II.加热装置A,迅速升温至140℃,并保持140℃加热一段时间,停止加热。
III.通入干燥的氮气,让液溴缓慢进入装置B中,直至完全加入。
IV.装置B中反应完毕后恢复至室温,过滤反应物,将得到的滤液转移至干燥的烧瓶中,在冰水中冷却,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗产品。
V.用苯洗涤粗产品,减压过滤,得三乙醚合溴化镁,将其加热至160℃分解得无水 MgBr2。
回答下列问题:
(1)装置A中使用仪器m的优点是________。
(2)步骤I中所选装置的正确连接顺序是a________ (填小写字母)。装置D的作用是________。
(3)若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片,应该采取正确操作是________。
(4)步骤V中用苯洗涤三乙醚合溴化镁的目的是________。
(5)步骤V采用减压过滤(使容器内压强降低,以达到固液快速分离)。下列装置可用作减压过滤的是________(填序号)。
(6)实验中若温度控制不当,装置B中会产生CH2Br—CH2Br。请设计实验验证 CH2Br—CH2Br的存在:从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br,_______。
【答案】 (1). 使系统内压强相等,便于液体顺利流下 (2). efbcg(ef可颠倒,bc可颠倒) (3). 防止倒吸 (4). 停止加热,冷却后补加碎瓷片 (5). 除去乙醚和乙醇 (6). bc (7). 取少量CH2Br-CH2Br于试管中,加入NaOH溶液,加热,再加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,证明有CH2Br-CH2Br。
【解析】
【分析】
从实验目的和实验步骤看,以镁屑与液溴等为原料先制备三乙醚合溴化镁,再加热分解制备无水MgBr2。故用A装置制备乙醚并导入装置B,中间加装置D防止倒吸;用装置E将溴蒸气缓慢导入装置B,使溴与镁反应。
【详解】(1)装置A中仪器m为恒压漏斗,其左侧导管可使漏斗内和烧瓶内气体相通、压强相等,打开恒压漏斗时液体能顺利流下。
(2)为使镁、溴、乙醚反应生成MgBr2 • 3C2H5OC2H5,由装置A制备乙醚并导入装置B,用装置D防止装置B中液体倒吸至装置A中;装置E用干燥的氮气将溴蒸气缓慢导入装置B。故仪器连接顺序为a-e,f-b,c-g(ef可颠倒,bc可颠倒)。
(3)加热液体易发生暴沸现象,常加入碎瓷片防止暴沸。若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片,应该停止加热,冷却后补加碎瓷片。
(4)步骤IV得到的三乙醚合溴化镁粗产品吸附有乙醚和乙醇,步骤V中用苯洗涤就是为了除去这些杂质。
(5)减压过滤能使容器内压强降低而容器外压强不变,以快速分离固液混合物。装置 b用水流冲出装置内空气、装置c用抽气泵抽出装置内空气,使装置内压强减小。装置a、d都不能使固液混合物上下压强差变大,不能加速固液分离。
(6)若装置A温度控制不当,可能生成CH2=CH2气体,在装置B中与溴加成产生
CH2Br—CH2Br。检验CH2Br—CH2Br即检验溴原子,可将其水解为溴离子,再用稀硝酸、AgNO3溶液检验溴离子,从而证明其存在。具体操作为:从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br,取少量CH2Br-CH2Br于试管中,加入NaOH溶液,加热,再加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,证明有CH2Br-CH2Br。
27.美托洛尔可用于治疗各类型高血压及心绞痛,其一种合成路线如下:
已知:①CH3COCH2R CH3CH2CH2R
② B- F苯环上均只有两个取代基
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___,C中含氧官能团的名称是___
(2)E→F的反应类型是___,G的分子式为___。
(3)D的结构简式为___。
(4)反应B→C的化学方程式为___
(5)芳香族化合物W是G的同分异构体,W能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为9:3:2:2,写出一种符合要求的W的结构简式:___.
(6)4一苄基苯酚()是一种药物中间体,请设计以苯甲醇和苯酚为原料制备4-苄基苯酚的合成路线:______(无机试剂任用)。
【答案】 (1). 乙醛 (2). 羟基、羰基 (3). 取代反应 (4). C12H16O3 (5). (6).
(7). (8).
【解析】
【分析】
由B的分子式、C的结构,可知B与氯气发生取代反应生成C,故B为,逆推可知A为CH3CHO。
C发生信息①中还原反应生成D为.对比D、E的分子式,结合反应条件,可知D中氯原子水解、酸化得到E为.由G的结构可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,F中酚羟基上H原子被取代生成G,故F为.对比G、美托洛尔的结构可知,G发生开环加成生成美托洛尔。
苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛与苯酚反应生成,最后与Zn(Hg)/HCl作用得到目标物。
【详解】(1)由B的分子式、C的结构,可知B与氯气发生取代反应生成C,故B为,逆推可知A为CH3CHO,A的名称为乙醛。由结构可知C
中含氧官能团为:羟基、羰基,
故答案为乙醛;羟基、羰基;
(2)E为,由G的结构可知,E中醇羟基与甲醇发生分子间脱水反应生成F,属于取代反应。由结构简式可知G的分子式为:C12H16O3,
故答案为取代反应;C12H16O3;
(3)C发生信息①中还原反应生成D,故D的结构简式为,
故答案为;
(4)反应B→C的化学方程式为:,
故答案为;
(5)芳香族化合物W是G的同分异构体,W能发生水解反应,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为9:3:2:2,一种符合要求的W的结构简式:,
故答案为;
(6)苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛与苯酚反应生成,最后与Zn(Hg)/HCl作用得到目标物,合成路线流程图为:,
故答案为。