23.下列实验操作、现象和结论均正确的是()
选项
实验操作
现象
结论
A
向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡静置
下层溶液显紫色
原溶液中含有I-
B
过量铁粉加入稀硝酸中充分反应,再加入KSCN溶液
溶液呈红色
稀硝酸将铁氧化为Fe2+
C
向淀粉溶液中滴加稀硫酸,加热,取水解液少许,滴加银氨溶液,并水浴加热
没有银镜出现
淀粉没有发生水解
D
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴到蓝色石蕊试纸上
试纸变黑
浓硫酸具有脱水性
23.AD
【命题立意】本题考查实验操作、现象和结论的正误。
【解析】A正确;B、铁过量,铁与硝酸反应生成Fe3+,然后过量的铁与Fe3+反应生成Fe2+,现象、结论都错误;C、操作错误,应该是取水解液少许,加入氢氧化钠溶液中和硫酸,然后滴加银氨溶液,并水浴加热,由此得到的现象与结论是错误的;D正确。
30.(16分)合成化合物II(
)的流程如下:
化合物I化合物II
(1)化合物I的分子式为___________,步骤2的反应类型是___________。
(2)检验化合物II中可能混有萘酚(
),所需的试剂是___________。
T℃,amol/L萘酚溶液的pH=b,则该温度下萘酚的电离平衡常数K=___________。
(3)甲醇有类似CH3NH2的性质,与CO在一定条件下也能进行步骤1反应生成化合物III,IV是III的同分异构体,水溶液呈酸性,IV的结构简式是___________。
(4)有关化合物II,下列说法正确的是___________。
A.化合物II是一种芳香烃
B.催化作用下1mol化合物II最多能与6molH2加成
C.化合物II核磁共振氢谱有9组峰
D.化合物II能进行取代、加成反应
【命题立意】本题是有机合成与推断题,考查反应类型、物质的性质、景观居所的书写、同分异构体等。
【解析】
(1)化合物I含2个C原子,1个N原子,1个O原子,分子式为C2H5NO,步骤2的反应是脱H反应是氧化反应。
⑵萘酚含酚羟基,可用氯化铁溶液或浓溴水检验。
,c(H+)=c(
)=10-bmol/L,K=10-b×10-b/a-10-b≈10-2b/a
⑶根据题意模仿步骤1知化合物III是HCOOCH3,IV是III的同分异构体,水溶液呈酸性,则是CH3COOH,生成Ⅲ的反应是CH3OH+CO→CH3OOCH
⑷化合物II是芳香化合物,不是芳香烃,A错误;1mol化合物II最多能与5molH2加成,B错误;C正确;化合物II含苯环能发生加成反应,含肽键,能发生取代反应,D正确。
【易错提醒】解答⑷的B项不能认为Ⅱ含2个苯环,加成时需要6mol氢气;要看清化合物II的结构:
含肽键,能发生取代反应。
31.用CaSO4代替O2与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,如图1所示。
燃烧器中反应①1/4CaSO4(s)+H2(g)=1/4CaS(s)+H2O(g)△H1(主反应)
反应②CaSO4(s)+H2(g)=CaO(s)+SO2(g)+H2O(g)△H2(副反应)
再生器中反应:
1/2CaS(s)+O2(g)=1/2CaSO4(s)△H3
(1)气化反应器中发生反应的化学方程式是。
(2)燃烧器中SO2物质的量分数随温度T、压强p(MPa)的变化曲线见图2,从图2中可以得出三条主要规律:
1其他条件不变,温度越高,SO2含量越高;
2;
3;
由图2,为减少SO2的排放量,可采取的措施是。
(3)该燃烧技术中可循环的物质除CaSO4、CaS外,还有(写名称)。
(4)在一定条件下,CO可与甲苯反应,在其苯环对位上引入一个醛基,产物的结构简式为。
(5)欲采用氯化钯(PdCl2)溶液除去H2中的CO,完成以下实验装置图:
(注:
CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd+2HCl)
【命题立意】本题考查与硫有关的物质的性质、实验、平衡等。
【解析】⑴根据图1知气化反应器中的反应物是C与水蒸气,生成CO、H2.,反应是H2O(g)+c(s)
H2(g)+CO(g)
⑵从图2中还可以看出,随着压强的增大,SO2含量降低,即其他条件不变,压强越大,SO2含量越低;另外其他条件不变,温度对SO2含量的影响比压强大,因此为减少SO2的排放量,可采取的措施是加压、降温。
⑶由反应①知生成的水可以循环。
⑷根据题意知该物质是对甲基苯甲醛
⑸H2、CO的混合气通入含PdCl2溶液的洗气瓶,注意导管是“深入浅出”
32、由钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制备TiCl4、绿矾等产品的一种综合工艺流程图如下:
【提示】TiO2+的水解平衡TiO2++(n+1)H2O
TiO2.nH2O+2H+
回答下列问题:
(1)硫酸与二氧化钛反应的离子方程式是。
(2)已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)ΔH=+140kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:
。
(3)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。
该过程中有如下反应发生。
A:
2Fe3++Fe=3Fe2+
B:
2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
C:
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
I.结合信息判断Fe3+、TiO2+、H+氧化性强弱:
>>
II.加入铁屑的作用是。
(4)往②中不断通入高温水蒸气,维持溶液沸腾一段时间,析出水合二氧化钛沉淀。
请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用:
。
(5)依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是(只要求写出一项)。
(6)绿矾(摩尔质量为278g/mol)可用于生产红色颜料(Fe2O3),556akg绿矾,理论上可生产红色颜料mol。
【命题立意】本题是工艺流程题,考查离子方程式的书写、热化学方程式的书写、氧化性强弱比较、化学平衡、计算等。
【解析】⑴根据流程中①的成分知硫酸与二氧化钛反应生成TiOSO4,离子反应为TiO2+2H+=TiO2++H2O
⑵根据盖斯定律TiO2(s)+2c(s)+Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g)的△H=+140kJ·mol-1-221kJ·mol-1=-81kJ·mol-1
⑶I:
根据氧化性:
氧化剂>氧化产物并结合C项知Fe3+>TiO2+,根据B项知TiO2+氧化了Fe,而不是H+氧化了Fe,即氧化性TiO2+>H+。
Ⅱ:
往①中加入铁屑至浸出液显紫色,说明浸出液中含有Ti 3+ ,由方程式可知,Fe 3+ 可氧化Ti 3+ ,加入铁屑作还原剂,将Fe 3+ 还原为Fe 2+ ,防止Ti 3+ 被Fe 3+ 氧化成TiO 2+ 。
⑷通入高温水蒸气即加热促进TiO2+水解、而加水稀释也可促进水解、加入水,H+浓度降低,平衡正向移动,也促进水解。
⑸根据流程知生产过程中产生“三废”,对环境有污染。
⑹2FeSO4·H2O~Fe2O3
2×278g1mol
556a×103gn,n=1000amol。
33.地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题,某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程,理想的脱氮原理为:
4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。
(1)研究发现:
随着KNO3溶液酸性的减弱,对应还原产物中氮元素的化合价越低。
课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验,没有观察到气体生成,则该条件下KNO3的还原产物可能是(化学式)。
(2)实验发现:
反应一段时间后,反应体系中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是。
a.生成的Fe2+水解b.Fe2+被氧化生成Fe3+c.Fe2+被还原成Fe
(3)该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。
可能用到的试剂和仪器:
粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2.0mol/LKNO3、0.1mol/LH2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。
①设计实验方案:
在不同的自变量(温度、铁粉颗粒的大小)时,测定
(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
②参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据:
数据用字母表示)。
【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO3-)
物理量
实验序号
V(2.0mol/LKNO3)/
mL
……
1
a
……
2
a
……
3
a
……
③进一步的研究表明:
将铁粉和活性炭同时加入上述KNO3溶液中,可以明显提高脱氮速率,其原因是。
【命题立意】本题考查氧化还原反应、水解、实验方案设计与评价。
【解析】⑴根据“随着KNO3溶液酸性的减弱,对应还原产物中氮元素的化合价越低”知
该条件下KNO3的还原产物可能是NH4+。
⑵根据反应方程式知反应体系中NH4+的浓度在增大,则Fe2+的浓度也在增大,可是结果是Fe2+的浓度却没有增大,表明Fe2+被消耗,可能是Fe2+被氧化生成Fe3+或生成的Fe2+水解,ab正确;反应体系中没有将Fe2+还原成Fe的还原剂,c错误,选ab。
⑶①反应速率大小的测定与反应时间、物质的浓度变化有关,根据提示知可用离子色谱仪测定相同反应时间时溶液中NO3-的浓度的变化值或测定NO3-浓度变化值相同需要的时间。
②根据题意自变量是温度、铁粉颗粒的大小,其它量如硝酸钾溶液的浓度、硫酸溶液浓度固定,实验1作对比实验,实验2探究温度对反应的影响,则铁粉颗粒的大小相同,实验3探究铁粉颗粒的大小对反应的影响,则温度相同(实验2、3可互换),具体见答案。
【易错提醒】解答本题的⑶②要控制变量,题目探究的是温度、颗粒度对反应的影响,故硝酸钾溶液的浓度、溶液酸度应该是不变量,解题时要从题目所给的试剂与仪器中选,不能随意任选,如控制溶液酸度相同用硫酸,不能用硝酸;铁用粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉,不能答成铁块与铁粉。