(3)“过滤2”所得滤液中溶质的主要成分为(填化学式)。
(4)用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水,防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。
CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl 的化学方程式为。
17.(15分)托特罗定(G)是毒蕈碱受体拮抗剂,其一种合成路线流程图如下:
(1)C中含氧官能团名称为和。
(2)D生成E的反应类型为。
(3)化合物X 的分子式为C9H8O2,写出X的结构简式:
。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:
。
能发生水解反应,两种水解产物均能与FeCl3溶液发生显色反应且分子中均只有4种不同化学环境的氢。
(5)已知:
R1-CHO
(R1、R2代表烃基或H)
请写出以
、CH3CHO和(CH3)2SO4为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18.(12分) KMnO4是实验室常用的氧化剂,可用作水处理剂等。
(1)实验室用MnO2等为原料制取少量KMnO4的实验流程如下:
①“熔融”时,可用作坩埚材质的是(填序号)。
a.氧化铝b.陶瓷c.铁d.玻璃
②“K2MnO4歧化”的离子方程式为。
③“蒸发浓缩”时,温度需控制在80℃,适宜的加热方式是。
(2)高锰酸钾法测定水体COD (化学雷氧量) 的实验步骤如下:
步骤1.准确移取100mL 水样,置于250mL 锥形瓶中。
加入10mL1∶3 的硫酸,再加入
15.00mL0.0200 mol·L-1KMnO4 溶液(此时溶液仍呈紫红色)。
步骤2.用小火煮沸10min (水中还原性物质被MnO4-氧化,本身还原为Mn2+),取下锥形瓶趁热加10.00mL0.0500mol·L-1Na2C2O4溶液,充分振荡(此时溶液为无色)。
步 骤3.趁热用0.0200mol·L-1KMnO4溶液滴定至呈微红色,消耗KMnO4 溶液4.500mL。
通过计算确定该水样的化学需氧量(写出计算过程)。
[已知:
COD是指在一定条件下,以氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量,通常换算为需要的O2的质量(mg),COD的单位mg·L-1。
]
19.(15 分)用废雷尼镍(主要成分为NiO、Al,少量Cr、Fe、C、S 及有机物)制备Ni(NO3)2·6H2O的实验流程如下:
已知:
①在实验条件下,Ni2+、Cr3+在溶液中不能被NaClO或HNO3氧化。
②NiSO4易溶于水,NiCO3难溶于水;Ni(NO3)2在20℃、90℃时溶解度依次为79.2、188g/100g 水。
③己知“酸溶”后的溶液中主要的四种离子开始沉淀与沉淀完全的pH 如下:
Ni2+
Fe2+
Fe3+
Cr3+
开始沉淀pH
6.2
7.6
2.3
4.5
沉淀完全pH
8.5
9.1
3.3
5.6
(1)“除铝”所用试剂及主要操作为。
(2)“灼烧”的主要目的是。
(3)“酸溶” 时,用浓硫酸和水代替稀硫酸的目的是。
(4)“除铁、铬”时,Fe2+被氧化为Fe3+的离子方程式为;氧化后需将溶液 pH调整到的范围是。
(5)请设计由“净化液”制取Ni(NO3)2·6H2O的实验方案:
,离心分离、洗涤、干燥得Ni(NO3)2·6H2O(实验中须使用的试剂有:
6mol·L-1硝酸,3mol·L-1Na2CO3溶液)。
20.(14分) Ca10(PO4)6(OH)2(羟基磷酸钙,简写HAP)是一种新型的环境功能矿物材料,可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+ 及Cu2+等。
(1)制备HAP的步骤如下:
分别配制250mL浓度均为0.5mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH
约为8),按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液,加热至50℃,不断搅拌下,按特定的方式加料,强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。
①特定的加料方式是(填序号)。
a.将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中, 再用氨水调节pH至10.5
b.将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中,再用氨水调节pH至10.5
c.将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5,再滴入Ca(NO3)2溶液
②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为。
(2) HAP脱除F-的操作是:
在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15g
Ca10(PO4)6(OH)2,在恒温下振荡,每隔1h测定一次溶液中F-浓度,直至达到吸附平衡。
①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃,其原因是。
②除氟反应形式之一是:
Ca10(PO4)6(OH)2+20F-
10CaF2+6PO43-+2OH-,该反应的平衡常数K=[用Ksp(CaF2)和Ksp(HAP)表示]。
(3)HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。
物理吸附时,HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为:
Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)
10Ca2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)(溶解)
10Pb2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)
Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)
已知Pb(Ⅱ)的分布分数如题20图-1所示;一定条件下HAP对Pb
(1)平衡吸附量与pH的关系如题20图-2所示。
①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性,该过程中主要反应的离子方程式为。
②当pH<3.0时,pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小,其原因是。
③当pH> 7.0时,生成的沉淀为(填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小,其原因是。
21.(12分)【选做题】本题包括A、B两小题。
请选定其中一个小题,并在相应的答题区域内作答。
若多做,
则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广泛。
(1) Mn2+基态核外电子排布式为。
(2)砷与镓、硒是同周期的主族元素,其第一电离能从小到大的顺序是。
(3)BrCH2CN可用于制备砷叶立德,BrCH2CN 分子中碳原子杂化轨道类型是。
(4)在AlCl3存在下,将C2H2通入AsCl3可得到(ClCH=CH)2AsCl等物质,AsCl3分子的几何构型为,1mol(ClCH=CH)2AsCl分子中含σ键的数目为。
(5) GaAs是一种重要的半导体材料,按图示掺杂锰后可得稀磁性半导体材料(晶体结构不变),则该材料晶体中n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)=。
B.[实验化学]
硫代硫酸钠(Na2S2O3)不溶于乙醇,20℃、80℃时溶解度依次为70.1、231g/100gH2O。
可用作纸浆漂白时的脱氯剂等。
用工业硫化钠(主要成分Na2S,含少量Na2SO4、Na2CO3等)及纯碱等为原料制备Na2S2O3·5H2O的实验流程如下:
(1)用Na2S2O3 脱除纸浆中多余Cl2的离子反应方程式为。
(2)“净化”时加入的试剂X 可能是(填化学式)。
(3)“趁热过滤”时,用双层滤纸过滤的原因是。
(4)制备Na2S2O3的实验装置如下图所示:
①装置连接好并装入药品后,检验装置是否漏气的方法是。
②实验过程中打开螺旋夹并调节螺旋夹至适当的位置,一方面使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S-Na2CO3溶液中,另一方面的作用是。
③请设计由三口烧瓶中的反应液制备Na2S2O3·5H2O的实验方案:
拆解装置,,将固体放在40℃烘箱中干燥40min,制得Na2S2O3·5H2O (实验中须使用的试剂有:
2mol·L-1NaOH溶液、95%乙醇)。
选择题(共40分)单项选择题:
本题包括10小题,每小题2分,共计20分。
1-5CABCD6-10BADDC
不定项选择题:
本题包括5小题,每小题4分,共计20分。
每小题只有一个或两个选项符合题意。
若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11.B 12.B 13.CD 14.BD 15.AC
非选择题(共80分)
16.(12 分)
(1)c(2分)
(2)①2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O =2CuCl↓+SO42-+2H+(2分)
②随着n(Na2SO3)/n(CuSO4)不断增大,溶液的碱性不断增强,Cu2+及CuCl的水解程度增大(2分)
③适当增大c(Cl-),有利于平衡Cu+(aq)+Cl-(aq)
CuCl(s)向生成 CuCl方向移动(2分)
(3)Na2SO4 (2分)
(4)4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl(2 分)
17.(15分)
(1)醚键羧基(2分)
(2)取代反应(2分)
(3)
(2分)
(4)
(3分)
(5)
(6分)
18.(12分)
(1)①c(2分)
②3MnO42-+4CH3COOH=2MnO4-+MnO2↓+4CH3COO-+2H2O (2 分)
③水浴加热(2 分)
(2)n(Na2C2O4)=0.0500mol·L-1×10.00mL×10-3L·mL-1=5.000×10-4mol
两次共消耗n(KMnO4)=0.0200mol·L-1×(15.00+4.500)mL×10-3L·mL-1
= 3.900×10-4mol (1分)
氧化有机物消耗n(KMnO4)=3.900×10-4mol-
n(Na2C2O4)-3.900×10-4mol-
×5.000×10-4mol=1.900×10-4mol (2 分)
n(O2)=
×1.900×10-4mol= 2.375×10-4mol
m(O2)=2.375×10-4mol×32g·mol-1=7.600×10-3g= 7.600mg (2分)
COD=
=76.0mg·L-1(1分)
19.(15 分)
(1)用NaOH 溶液浸泡、过滤、洗涤及干燥(2 分)
(2)除去C、S及有机物(2分)
(3)利用浓硫酸与水混合放热,使溶液温度升高,加快酸溶速率( 2 分)
(4)2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O (2 分) 5.6(5)边搅拌边向“净化液”中滴加3mol·L-1Na2CO3溶液至有大量沉淀,静置,向上层清液中滴加3mol·L-1Na2CO3溶液,若无沉淀,过滤,水洗,向滤渣中加入6mol·L-1硝酸至滤渣恰好溶解,蒸发浓缩、冷却结晶(5 分)
20.(14分)
(1)①b(2分)
②10Ca2++6HPO42-+8NH3·H2O
Ca10(PO4)6(OH)2↓+8NH4++6H2O (2 分)
(2)①防止F-及其水解生成的HF与玻璃中SiO2反应(1分)
②Ksp(HAP)/K10sp(CaF2) (2 分)
(3)①Pb2++OH-=Pb(OH)+ (1分)
②溶液中c(H+)大,大量H+占据HAP 对Pb2+的吸附位,物理吸附能力减弱(2 分)
③Pb10(PO4)6(OH)2 和Pb(OH)2 (2 分)
c(H+)减小,会减少HAP 在溶液中的溶解量,便生成的c(PO43-)减小,溶解-沉淀吸附能力减弱且改变了吸附机理(2 分)
21.(12 分) 【选做题】
A.[物质结构与性质]
(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2 分)
(2)Ga镓<硒<砷) (2 分)
(3)sp和sp3(2分)
(4)三角锥(2分) 11mol (2分)
(5)27∶5∶32 (2分)
B.[实验化学]
(1)S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+ (2分)
(2)Ba(OH)2 (或BaS) (2分)
(3)防止单层滤纸因腐蚀而破损以及直径较小的颗粒穿过滤纸(2分)
(4)①打开螺旋夹,用酒精灯对烧瓶微热,若三口烧瓶及吸收瓶中有气泡冒出,停止加热后导管中液面上升形成一段液柱,说明装置不漏气(2分)
②防止发生倒吸(2分)
③向三口烧瓶中加入适量2 mol·L-1NaOH溶液,吸收溶液中未反应的SO2,趁热过滤,将烧杯中滤液加热蒸发至液面出现晶膜,停止加热,冷却结晶、过滤、水洗,最后用95%乙醇洗涤2~3次(2分)