精品解析：上海市格致中学2024-2025学年高三下学期开学摸底考试 化学试题

格致中学2024学年度第二学期开学摸底考试 高三化学 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Fe-56 一、爆竹声中一岁除(本题共22分)。 1. 春节是中华民族的传统节日，燃放烟花爆竹是庆祝春节的重要习俗。爆竹的主要成分是黑火药，含有硫黄、木炭和硝酸钾。其反应原理为。 （1）上述反应涉及的元素中电负性最大的是_______(填元素符号)，K、S、N、O四种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______，基态C原子的价层电子排布式为_______。 （2）中，的空间结构是_______。 （3）硫单质的一种结构(如下图所示)被称为王冠结构，分子中S原子的杂化方式为______，该物质______于水。 A．可溶 B．难溶 （4）获得晶体的结构，可应用的仪器是_______。 （5）的晶胞结构如下图，距离最近且等距数目为_______；若晶胞中A点坐标参数为(0，0，0)，B点坐标参数为()，C点坐标参数为()，则D点坐标参数为_______。 （6）若晶胞的棱长为apm，则其密度ρ=_______(用含a、NA的代数式表示)。 2. 烟花之所以能够绽放出五彩缤纷的图案，离不开各种化学物质的参与。其中，镁粉、硝酸钾、硫黄、高氯酸钾等是烟花中常见的成分。 （1）烟花绽放时，钾元素电子跃迁的方式是_______。 A．低能量状态到高能量状态 B．高能量状态到低能量状态 （2）烟花燃烧时，镁粉与硝酸钾发生反应，生成氧化镁、氧化钾和一种无污染的气C体。写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_______。 二、甲醇燃料电池(本题共20分)。 3. 将CO2催化加氢不仅有利于实现“双碳”目标，还能制取重要的化工原料和优良的替代燃料——甲醇，该过程涉及的主要反应有： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0 反应IⅡ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 （1）已知几种化学键的键能数据如下表所示，则ΔH1=_______。 化学键 H-H C=O O-H C-H C-O 键能() 436 803 464 414 326 （2）在_______条件下有利于反应I的自发进行。 A．高温 B．低温 C．任何温度 （3）一定温度下，向恒容密闭容器中按初始进料比n(CO2)：n(H2)=1：3投入反应物 ①若只发生反应I．下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。 A．容器内气体的压强不再发生改变 B．混合气体的平均摩尔质量不再发生改变 C．n(CH3OH) ： n(H2O)不再发生改变 D．反应的ΔH不再变化 ②若只发生反应I和II。在不同温度下达到平衡，体系中CH3OH、CO的选择性(如：CH3OH的选择性)和CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。 图中表示CH3OH选择性变化的曲线是_______，其原因是_______。 A．a B．b C．c （4）一定温度下，在体积为VL的恒容密闭容器中通入1 molCO2和3molH2发生上述三个反应。达到平衡时，容器中CH3OH(g)的物质的量为amol，CO(g)的物质的量为b mol，反应Ⅱ的平衡常数表达式为_______。(用含a、b的代数式表示)。 4. 甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 （1）氧气的进气口为_______。 A. a B. b C. c D. d （2）X电极上的电极反应式为_______。此电池工作过程中，理论上每消耗16gCH3OH转移_______mol电子。 （3）此燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性_______。 A．增强 B．减弱 C．不变 三、铁的化合物(本题共18分)。 5. 可形成多种配合物，邻二氮菲(，平面分子，简称为phen)能与生成稳定的橙红色配合物，可测定的浓度，其与反应的原理如图所示：。中的配位数为_______。 6. 可与配体分别形成配离子。某同学按如图步骤完成实验： 已知：向的溶液中加入溶液生成蓝色的配离子；不能与形成配离子。 （1）为浅紫色，但溶液I却呈黄色，其原因是水解产物颜色所致，为了能观察到溶液I中的浅紫色，已知呈黄色，可采取的方法是：_______。 （2）已知与的反应在溶液中存在以下平衡：；。向溶液II中加入后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为_______，平衡常数为_______(用K1和K2表示)。 （3）已知用溶液检验时，若有存在会产生干扰，请完善检验溶液中是否含有的实验方法：取溶液于试管中，___。 7. 是一种新型绿色消毒剂。 （1）对水体杀菌消毒时会产生胶体，同时产生一种气体，写出该反应的离子方程式_______。 （2）作为水处理剂的作用有_______、_______。 （3）向置于U型管中的胶体中插入两根电极，接通直流电源，发现阴极区附近红褐色加深，说明Fe(OH)3胶粒_______。 A．带正电 B．带负电 C．不带电 （4）常温下，计算在纯水中的物质的量浓度_______。(列式计算) 四、多沙唑嗪的合成(本题共18分)。 8. 多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下： （1）已知A(丙烯腈，CH2=CHCN)分子中碳原子杂化轨道类型为sp、sp2，A分子中σ键数目和π键的数目比值为_______，A分子中处于同一平面的原子数目最多为_______。 （2）B→C的反应类型是_______。 （3）写出D中两种含氧官能团的名称_______和_______。 （4）E→F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为_______。 （5）由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl)，X的结构简式为_______。 （6）写出满足下列条件的D的两种同分异构体的结构简式_______和_______。 ①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；②与Na2CO3溶液反应放出气体；③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应 （7）已知：①(R1和R2表示烃基或氢，R3表示烃基)；②(R1、R2、R3、R4表示烃基或氢)。写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线_______(无机试剂任选)。 五、甘氨酸亚铁的制备(本题共22分)。 9. 甘氨酸亚铁[，]一种补铁强化剂，实验室用绿矾(FeSO4·7H2O，)制备甘氨酸亚铁。 （1）写出常温下pH=13的溶液中，甘氨酸NH2CH2COOH的主要存在形态(结构简式)_______。 （2）制备碳酸亚铁：配制绿矾溶液后，取出200mL于烧杯中，并向其中缓慢加入溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤得到FeCO3。 ①配制绿矾溶液，需要用电子天平称量绿矾_______g。 ②实验中使用FeSO4溶液和NH4HCO3溶液制备FeCO3固体，同时产生一种无色无味气体，写出该反应的离子方程式_______。 （3）制备甘氨酸亚铁：实验室利用FeCO3与甘氨酸制备甘氨酸亚铁的实验装置如图(夹持和加热仪器已省略) 已知：i.甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇。ii.柠檬酸易溶于水，有强酸性和还原性。 实验过程： I．装置C中盛有17.4gFeCO3和甘氨酸溶液。实验时，先打开活塞a，待装置C中空气排尽后，再向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液，加热。 II．经过一系列操作得到产品。 ①仪器b的名称_______。 ②写出装置C中生成甘氨酸亚铁的化学方程式：_______。 ③过程I中，加入柠檬酸可促进FeCO3溶解并调节溶液pH，体系pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图。由图可知pH过低或过高均会导致产率下降，请说明理由_______。柠檬酸除了可以促进FeCO3溶解并调节溶液pH外，还可以_______。 ④完成过程II的实验操作：反应结束后过滤，将滤液进行蒸发浓缩，加入____、过滤、洗涤、干燥。 ⑤测定产品的含量，实验步骤如下：称量ag产品于锥形瓶中，溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成200mL溶液，量取20.00 mL，并加入2滴指示剂。用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为bmL。计算产品中甘氨酸亚铁的质量分数表达式为___。(已知滴定反应为：) ⑥最终得到的产品质量为16.32g，该实验产率为_______%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学2024学年度第二学期开学摸底考试 高三化学 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 K-39 Fe-56 一、爆竹声中一岁除(本题共22分)。 1. 春节是中华民族的传统节日，燃放烟花爆竹是庆祝春节的重要习俗。爆竹的主要成分是黑火药，含有硫黄、木炭和硝酸钾。其反应原理为。 （1）上述反应涉及的元素中电负性最大的是_______(填元素符号)，K、S、N、O四种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______，基态C原子的价层电子排布式为_______。 （2）中，的空间结构是_______。 （3）硫单质的一种结构(如下图所示)被称为王冠结构，分子中S原子的杂化方式为______，该物质______于水。 A．可溶 B．难溶 （4）获得晶体的结构，可应用的仪器是_______。 （5）的晶胞结构如下图，距离最近且等距数目为_______；若晶胞中A点坐标参数为(0，0，0)，B点坐标参数为()，C点坐标参数为()，则D点坐标参数为_______。 （6）若晶胞的棱长为apm，则其密度ρ=_______(用含a、NA的代数式表示)。 【答案】（1） ①. O ②. N＞O＞S＞K ③. （2）平面三角形 （3） ①. sp3 ②. B （4）X射线衍射仪 （5） ①. 8 ②. (，，) （6） 【解析】 【小问1详解】 根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则上述反应涉及的元素中电负性最大的是O；根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，则K、S、N、O四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S＞K；C是第6号元素，基态C原子的价层电子排布式为； 【小问2详解】 中心原子价层电子对数，其空间结构是平面三角形； 【小问3详解】 根据结构分析，分子中每个S原子形成2个S-S键，还有2对孤电子对，则S原子的杂化方式为sp3杂化，该物质是非极性分子，根据“相似相溶”原理，水是极性分子，则该物质难溶于水，故选B； 【小问4详解】 获得晶体的结构，可应用的仪器是X射线衍射仪； 小问5详解】 硫化钾的晶胞结构如图，黑球个数为，白色小球为8个，则黑球为硫离子，则根据图中右侧面面心硫离子分析，与周围8个钾离子连接，其配位数为8；若晶胞中A点坐标参数为(0，0，0)，B点坐标参数为()，C点坐标参数为()，则D点在体对角线的四分之一处，其坐标参数为(，，)； 【小问6详解】 S原子的个数为4，K的个数为8，根据，储氢后的晶体密度为。 2. 烟花之所以能够绽放出五彩缤纷的图案，离不开各种化学物质的参与。其中，镁粉、硝酸钾、硫黄、高氯酸钾等是烟花中常见的成分。 （1）烟花绽放时，钾元素的电子跃迁的方式是_______。 A．低能量状态到高能量状态 B．高能量状态到低能量状态 （2）烟花燃烧时，镁粉与硝酸钾发生反应，生成氧化镁、氧化钾和一种无污染的气C体。写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_______。 【答案】（1）B （2） 【解析】 【小问1详解】 焰色反应属于发射光谱，故电子是由高能量状态跃迁到低能量状态，故选B； 【小问2详解】 镁粉与硝酸钾发生反应，生成氧化镁、氧化钾和N2，KNO3中N的化合价MH +5价降低至0价，得5个电子， Mg元素化合价由0价升高到+2价，失2个电子，根据得失电子守恒进行配平，并标出电子转移，。 二、甲醇燃料电池(本题共20分)。 3. 将CO2催化加氢不仅有利于实现“双碳”目标，还能制取重要的化工原料和优良的替代燃料——甲醇，该过程涉及的主要反应有： 反应I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0 反应IⅡ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 （1）已知几种化学键的键能数据如下表所示，则ΔH1=_______。 化学键 H-H C=O O-H C-H C-O 键能() 436 803 464 414 326 （2）在_______条件下有利于反应I的自发进行。 A．高温 B．低温 C．任何温度 （3）一定温度下，向恒容密闭容器中按初始进料比n(CO2)：n(H2)=1：3投入反应物。 ①若只发生反应I．下列能说明该反应达到平衡状态的是_______。 A．容器内气体的压强不再发生改变 B．混合气体的平均摩尔质量不再发生改变 C．n(CH3OH) ： n(H2O)不再发生改变 D．反应的ΔH不再变化 ②若只发生反应I和II。在不同温度下达到平衡，体系中CH3OH、CO的选择性(如：CH3OH的选择性)和CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。 图中表示CH3OH选择性变化的曲线是_______，其原因是_______。 A．a B．b C．c （4）一定温度下，在体积为VL恒容密闭容器中通入1 molCO2和3molH2发生上述三个反应。达到平衡时，容器中CH3OH(g)的物质的量为amol，CO(g)的物质的量为b mol，反应Ⅱ的平衡常数表达式为_______。(用含a、b的代数式表示)。 【答案】（1）-46kJ/mol （2）B （3） ①. AB ②. a ③. 温度升高，平衡逆向移动， CH3OH的选择性降低，则曲线a表示CH3OH选择性随温度的变化趋势 （4） 【解析】 【小问1详解】 的=反应物的总键能-生成物的总键能=2×803kJ/mol+3×436 kJ/mol-3×414 kJ/mol- 326kJ/mol- 464kJ/mol-2×464kJ/mol=-46kJ/mol； 【小问2详解】 该反应是气体体积减小的放热反应，、，当时反应能够自发进行，则在低温条件下有利于反应Ⅰ的自发进行，故选B； 【小问3详解】 ①A．反应Ⅰ是正向气体系数减少的反应，反应正向进行，容器内气体的压强减小，所以容器内气体的压强不再发生改变能说明该反应达到平衡状态，故A正确； B．反应Ⅰ是正向气体系数减少的反应，反应正向进行，气体的总物质的量减小，而总质量不变，混合气体的平均摩尔质量减小，所以混合气体的平均摩尔质量不再发生改变能说明反应达到平衡，故B正确； C．、均为反应产物，始终为1:1，所以不再发生改变不能说明该反应达到平衡状态，故C错误； D．焓变不随反应的进行而变化，所以反应的焓变不再变化不能说明该反应达到平衡状态，故B错误； 故选AB。 ②反应Ⅰ是放热反应，所以温度升高，平衡逆向移动， CH3OH的选择性降低，则曲线a表示CH3OH选择性随温度的变化趋势，故选a； 【小问4详解】 设反应I消耗的CO2的物质的量为x，反应Ⅱ消耗的CO2的物质的量为y，反应I、反应Ⅱ达平衡时各组分的浓度恰好使反应Ⅲ达平衡，列三段式：，，则有x=a，y=b，所以，，，反应Ⅱ的平衡常数。 4. 甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一，这种燃料电池由甲醇、氧气、KOH溶液(电解质溶液)构成。甲醇碱性燃料电池工作原理如图所示。 （1）氧气的进气口为_______。 A a B. b C. c D. d （2）X电极上的电极反应式为_______。此电池工作过程中，理论上每消耗16gCH3OH转移_______mol电子。 （3）此燃料电池工作一段时间后，电解质溶液的碱性_______。 A．增强 B．减弱 C．不变 【答案】（1）C （2） ①. ②. 3 （3）减弱 【解析】 【分析】该装置为燃料电池，氢氧根向负极移动，故左侧X电极为负极，b通入甲醇，X电极上的电极反应式为：；右侧Y电极为正极，c口通入O2，电极反应为，据此分析； 【小问1详解】 根据分析可知，c口通入O2，故选C； 【小问2详解】 根据分析可知，左侧X电极为负极，b通入甲醇，X电极上的电极反应式为：；此电池工作过程中，理论上每消耗，即0.5mol，由负极电极式可知转移电子； 【小问3详解】 此燃料电池总反应，工作一段时间后，消耗氢氧根同时生成水，故电解质溶液的碱性减弱。 三、铁的化合物(本题共18分)。 5. 可形成多种配合物，邻二氮菲(，平面分子，简称为phen)能与生成稳定的橙红色配合物，可测定的浓度，其与反应的原理如图所示：。中的配位数为_______。 【答案】6 【解析】 【详解】[Fe(phen)3]2+中，1个Fe2+与3个配体中的6个N原子形成配位键，配位数为6，配体数为3。 6. 可与配体分别形成配离子。某同学按如图步骤完成实验： 已知：向的溶液中加入溶液生成蓝色的配离子；不能与形成配离子。 （1）为浅紫色，但溶液I却呈黄色，其原因是水解产物颜色所致，为了能观察到溶液I中的浅紫色，已知呈黄色，可采取的方法是：_______。 （2）已知与的反应在溶液中存在以下平衡：；。向溶液II中加入后，溶液颜色由红色转变为无色。若该反应是可逆反应，其离子方程式为_______，平衡常数为_______(用K1和K2表示)。 （3）已知用溶液检验时，若有存在会产生干扰，请完善检验溶液中是否含有的实验方法：取溶液于试管中，___。 【答案】（1）向该溶液中加HNO3 （2） ①. ②. （3）加入适量溶液KSCN溶液，再加入足量的NaF溶液，溶液呈蓝色，证明原溶液中含有Co2+ 【解析】 【分析】加水，形成黄色溶液Ⅰ可知，铁元素以形式存在，加入KSCN形成红色溶液Ⅱ，铁元素以形式存在，加入NaF形成无色溶液Ⅲ，铁元素以形式存在，据此分析； 【小问1详解】 由于Fe3+水解产物的颜色导致溶液Ⅰ却呈黄色，为了能观察到溶液Ⅰ中的浅紫色，可向该溶液中加HNO3，抑制铁离子的水解 【小问2详解】 向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液颜色由红色转变为无色，说明和氟离子转化为，其离子方程式为，和，相减得到，所以平衡常数为； 【小问3详解】 检验FeCl3溶液中含有Co2+的实验方法是：[Fe(SCN)6]3-能转化为[FeF6]3-，Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子，Co2+不能与F-形成配离子，取FeCl3溶液于试管中，加入适量溶液KSCN溶液，再加入足量的NaF溶液，溶液呈蓝色，证明原溶液中含有Co2+。 7. 是一种新型绿色消毒剂。 （1）对水体杀菌消毒时会产生胶体，同时产生一种气体，写出该反应的离子方程式_______。 （2）作为水处理剂的作用有_______、_______。 （3）向置于U型管中的胶体中插入两根电极，接通直流电源，发现阴极区附近红褐色加深，说明Fe(OH)3胶粒_______。 A．带正电 B．带负电 C．不带电 （4）常温下，计算在纯水中的物质的量浓度_______。(列式计算) 【答案】（1）4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH- （2） ①. 杀菌消毒 ②. 净水 （3）A （4） 【解析】 【小问1详解】 K2FeO4具有强氧化性，能够与水反应产生Fe(OH)3胶体，同时反应产生O2，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-； 【小问2详解】 高铁酸钾在水中反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂的作用是高铁酸钾具有强氧化性，能够起到杀菌消毒作用，反应产生的Fe3+发生水解作用产生的Fe(OH)3胶体表面积大，吸附力强，可以除去水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而从水中析出，又具有净水作用； 【小问3详解】 异种电荷相互吸引，阴极附近红褐色加深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷，故选A； 【小问4详解】 常温下，，在纯水中的物质的量浓度为xmol/L，则，，在纯水中的物质的量浓度为。 四、多沙唑嗪的合成(本题共18分)。 8. 多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下： （1）已知A(丙烯腈，CH2=CHCN)分子中碳原子杂化轨道类型为sp、sp2，A分子中σ键的数目和π键的数目比值为_______，A分子中处于同一平面的原子数目最多为_______。 （2）B→C的反应类型是_______。 （3）写出D中两种含氧官能团的名称_______和_______。 （4）E→F的反应中还可能生成一种有机副产物，该副产物的结构简式为_______。 （5）由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl)，X的结构简式为_______。 （6）写出满足下列条件的D的两种同分异构体的结构简式_______和_______。 ①苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种；②与Na2CO3溶液反应放出气体；③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应 （7）已知：①(R1和R2表示烃基或氢，R3表示烃基)；②(R1、R2、R3、R4表示烃基或氢)。写出以和CH3MgBr为原料制备的合成路线_______(无机试剂任选)。 【答案】（1） ①. 2：1 ②. 7 （2）取代反应 （3） ①. 羧基 ②. 醚键 （4） （5） （6） ①. 为 ②. 或 （7） 【解析】 【分析】A与溴发生加成反应生成B，B邻苯二酚在碳酸钾作用下发生取代反应生成C，C在酸性条件下水解生成D，D上羧基在SOCl2作用下发生取代反应生成E，E与反应，N-H键中H被取代，生成F，对比多沙唑嗪与F的结构，X的结构简式为，据此分析； 【小问1详解】 CH2=CHCN分子中σ键的数目为6，π键的数目为3，比值为2：1；CH2=CHCN分子中碳碳双键及相连原子处于一平面，-CN处于一个平面，最多7个原子共平面； 【小问2详解】 根据流程图，B与邻二苯酚发生取代反应生成C； 【小问3详解】 D分子中含有-COOH和-O-，分别为羧基和醚键； 【小问4详解】 E→F的反应中，N-H键中H被取代，而中有2个N-H键，副产物为2个N-H键中的H均发生反应生成； 【小问5详解】 由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2C1)，对比多沙唑嗪与F的结构，X的结构简式为； 【小问6详解】 属于苯的衍生物，且苯环上的一取代产物只有两种，苯环上有2个取代基且位于对位；②与Na2CO3溶液反应放出CO2气体，含有-COOH；③水解后的产物能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有-COO-（酯基）、且苯环直接与O原子相连，由此可写出同分异构体的结构为或或； 【小问7详解】 与CH3MgBr发生反应①生成，再催化氧化生成，再自身发生反应②生成，故合成路线为：。 五、甘氨酸亚铁的制备(本题共22分)。 9. 甘氨酸亚铁[，]是一种补铁强化剂，实验室用绿矾(FeSO4·7H2O，)制备甘氨酸亚铁。 （1）写出常温下pH=13的溶液中，甘氨酸NH2CH2COOH的主要存在形态(结构简式)_______。 （2）制备碳酸亚铁：配制绿矾溶液后，取出200mL于烧杯中，并向其中缓慢加入溶液，边加边搅拌，反应结束后过滤并洗涤得到FeCO3。 ①配制绿矾溶液，需要用电子天平称量绿矾_______g。 ②实验中使用FeSO4溶液和NH4HCO3溶液制备FeCO3固体，同时产生一种无色无味的气体，写出该反应的离子方程式_______。 （3）制备甘氨酸亚铁：实验室利用FeCO3与甘氨酸制备甘氨酸亚铁的实验装置如图(夹持和加热仪器已省略) 已知：i.甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇ii.柠檬酸易溶于水，有强酸性和还原性。 实验过程： I．装置C中盛有17.4gFeCO3和甘氨酸溶液。实验时，先打开活塞a，待装置C中空气排尽后，再向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液，加热。 II．经过一系列操作得到产品。 ①仪器b的名称_______。 ②写出装置C中生成甘氨酸亚铁的化学方程式：_______。 ③过程I中，加入柠檬酸可促进FeCO3溶解并调节溶液pH，体系pH与甘氨酸亚铁产率关系如图。由图可知pH过低或过高均会导致产率下降，请说明理由_______。柠檬酸除了可以促进FeCO3溶解并调节溶液pH外，还可以_______。 ④完成过程II的实验操作：反应结束后过滤，将滤液进行蒸发浓缩，加入____、过滤、洗涤、干燥。 ⑤测定产品的含量，实验步骤如下：称量ag产品于锥形瓶中，溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成200mL溶液，量取20.00 mL，并加入2滴指示剂。用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为bmL。计算产品中甘氨酸亚铁的质量分数表达式为___。(已知滴定反应为：) ⑥最终得到的产品质量为16.32g，该实验产率为_______%。 【答案】（1）H2NCH2COO- （2） ①. 34.750g ②. Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O （3） ①. 恒压滴液漏斗 ②. FeCO3+2NH2CH2COOH=(NH2CH2COO)2Fe+H2O+CO2↑ ③. pH过低时，甘氨酸亚铁溶解，H2NCH2COO)22Fe + 2H+ =2H2NCH2COOH + Fe2+，从而影响其与Fe2+的结合；pH过高，Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，这两种情况都会影响反应的产率 ④. 防止Fe2+被氧化 ⑤. 乙醇 ⑥. % ⑦. 80 【解析】 【分析】由CaCO3和稀盐酸在A中制备二氧化碳，经过B装置吸收混有的HCl气体，先用A生成的二氧化碳排尽装置内的空气，再向C中滴入柠檬酸溶液并加热反应制备(NH2CH2COO)2Fe，D用来判断空气是否排尽，反应结束后过滤，滤液经蒸发浓缩、加入乙醇后过滤、洗涤、干燥得到产品，据此分析； 【小问1详解】 常温下，pH=13的溶液显碱性，甘氨酸中羧基变为酸根形式，即主要存在粒子为H2NCH2COO-； 【小问2详解】 ①要用250mL的容量瓶进行配制，0.250L×0.500mol·L-1×278g/mol=34.750g，需要用电子天平(精确到0.001g)称量绿矾34.750g； ②FeSO4和NH4HCO3反应生成沉淀FeCO3和二氧化碳，离子方程式为Fe2++2=FeCO3↓+CO2↑+H2O； 【小问3详解】 ①仪器b的名称为恒压滴液漏斗； ②装置C中FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)反应生成甘氨酸亚铁，反应的化学方程式：FeCO3+2NH2CH2COOH=(NH2CH2COO)2Fe+H2O+CO2↑； ③pH过低，甘氨酸亚铁溶解，H2NCH2COO)22Fe + 2H+ =2H2NCH2COOH + Fe2+；从而影响其与Fe2+的结合；pH过高，Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀，这两种情况都会影响反应的产率；柠檬酸易溶于水，有强酸性和还原性，促进FeCO3溶解并调节溶液pH，同时还可以防止Fe2+被氧化； ④甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇，因此加入乙醇可以使甘氨酸亚铁结晶析出，然后进行过滤、洗涤、干燥最终得到产品； ⑤滴定反应为，n(Fe2+)= n(Ce4+)=cb×10-3mol/L，甘氨酸亚铁的质量为m=nM= cb×10-3mol/L，ag产品中甘氨酸亚铁的质量分数为%； ⑥根据制备反应FeCO3+2NH2CH2COOH=(NH2CH2COO)2Fe+H2O+CO2↑可知，FeCO3过量，用甘氨酸可以计算出甘氨酸亚铁的理论产量为，m[(NH2CH2COO)2Fe]=204g/mol×0.1mol=20.4g，因此产率为=80%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $