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预测卷02
(满分:61分 建议用时:45分钟)
二、非选择题:共4题,共61分
14.(17分)(2023·广东湛江·统考一模)镍钴锰酸锂材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等优点,这类材料可以同时有效克服钴酸锂材料成本过高、磷酸铁锂容量低等问题,工业上可由废旧的钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂电池正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机黏合剂等),经过一系列工艺流程制备镍钴锰酸锂材料,该材料可用于三元锂电池的制备,实现电池的回收再利用,工艺流程如下图所示:
已知:
①粉碎灼烧后主要成分是、、、MnO、Fe2O3、;
②萃取剂对选择性很高,且生成的物质很稳定,有机相中的很难被反萃取
请回答下列问题:
(1)正极材料在“灼烧”前先粉碎的目的是___________。
(2)“碱浸”的目的是___________,涉及的化学方程式是___________________。
(3)“酸浸”时加入的作用是___________。
(4)上述工艺流程中采用萃取法净化除去了,若采用沉淀法除去铁元素,结合下表,最佳的pH范围是___________。
开始沉淀时pH
1.5
3.4
6.3
6.6
6.7
7.8
完全沉淀时pH
3.5
4.7
8.3
9.2
9.5
10.4
(5)镍钴锰酸锂材料中根据镍钴锰的比例不同,可有不同的结构,其中一种底面为正六边形结构的晶胞如图所示。
①该物质的化学式为___________,写出基态Mn原子价层电子的轨道表示式___________。
②已知晶胞底面边长是anm,高是bnm,一个晶胞的质量为Mg,计算该晶胞的密度___________(用计算式表示)。
15.(14分)(2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测)2-氨基-3-苯基丁酸及其衍生物可作为植物生长调节剂,其同系物G的人工合成路线如图:
(1)A是可与碳酸氢钠溶液反应的芳香族化合物,写出A的结构简式_____________。
(2)写出C→D的反应方程式_____________________。
(3)A→B使用NaOH的目的_____________________。
(4)比C相对分子质量小14的芳香族同分异构体,同时满足下列条件的共有_____种(不考虑空间异构)。
①可与碳酸氢钠溶液反应
②可以使溴水褪色
③苯环上为二取代,其中氯原子直接连接在苯环上
写出其中核磁共振氢谱五组峰,比值为2:2:2:2:1的同分异构体的结构简式_____。
(5)已知:+
写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)_____________________________________________。
16.(16分)(2023·辽宁·校联考一模)硫酸亚铁铵晶体[]又称摩尔盐,简称FAS,是一种重要的化工原料,可用作净水剂、治疗缺铁性贫血的药物等,常温下为浅绿色晶体,可溶于水,100℃时易失去结晶水。实验室利用废铁屑(主要成分为Fe,还有少量FeS和油污)合成硫酸亚铁铵品体的步骤如下:
Ⅰ.碱煮水洗:将6.0g废铁屑置于锥形瓶中,加入20mL30%的溶液,加热煮沸一段时间,倾去溶液,水洗至中性;
Ⅱ.的制备:向处理过的铁屑中加入稀反应,结束后趁热过滤;
Ⅲ.硫酸亚铁铵晶体的制备:向滤液中迅速加入一定体积的饱和溶液,经蒸发皿加热至出现晶膜时停止加热,冷却结晶硫酸亚铁铵晶体,再过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中对废铁屑进行碱煮的目的是___________。
(2)步骤Ⅱ在如图装置中进行,为加快反应速率,控制温度在70~75℃,对装置A加热的方式为___________,装置C的作用为___________,该步骤不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是___________。
(3)步骤Ⅲ制取硫酸亚铁铵晶体的反应中硫酸需过量,保持溶液的pH在1~2,其目的为___________,通过冷却结晶的方法,能够析出硫酸、亚铁铵晶体的原因可能是___________。
(4)测定硫酸亚铁铵晶体样品的纯度:
准确称量20.00g硫酸亚铁铵晶体样品,配制成100mL溶液。取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀酸化,用0.1000标准溶液滴定至终点,重复两次,平均消耗标准溶液18.00mL。
①判断达到滴定终点的标志是___________。
②样品中的质量分数为___________。
已知的。
(5)某实验小组通过下列装置探究硫酸亚铁铵晶体和绿矾晶体()
向两支注射器中分别放入0.05mol的绿矾晶体和硫酸亚铁铵晶体,向右侧拉动注射器活塞,各吸入20mL空气后关闭注射器针头