内容正文:
考前模拟冲刺(四)
化学试题,满分:100分 考试时间:90分钟,
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Si 28 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Fe 56 Cu 64 Ag 108 Ba 137 Ce 140
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.某中德联合研究小组设计制造了一种“水瓶”,用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”,一种磷酸盐作“瓶盖”,恰好可将一个水分子关在里面。下列说法正确的是( )
A.“水瓶”、冰水混合物、CuSO4·5H2O都是混合物
B.富勒烯和石墨互称为同位素,C.磷酸钙是难溶性弱电解质
D.一定条件下石墨转化为C60是化学变化,属于有单质参加的非氧化还原反应
答案:D
2.化学用语是学习化学的重要工具,以下化学用语表述正确的是( )
A.CH3CH2CH3的空间填充模型:
B.HClO分子的VSEPR模型:直线形
C.基态Mn2+的价层电子轨道表示式
D.1,3丁二烯的键线式:
答案:D
3.次氯酸钠是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )
A.次氯酸钠属于弱电解质
B.次氯酸钠可分解生成氯化钠与氧气
C.次氯酸钠可由NaOH溶液与氯气反应制得
D.次氯酸钠可用于游泳池的消毒
答案:A
4.非金属氧化物在生产生活中广泛应用。下列氧化物性质与用途对应关系错误的是( )
A.SiO2硬度大,因此可用于制备光导纤维
B.SO2具有还原性,因此可在允许范围内用作食品添加剂
C.NO2具有氧化性,因此在火箭燃料中用作氧化剂
D.P2O5易吸湿潮解,因此可用作干燥剂
答案:A
5.下列装置能用于相应实验的是( )
答案:D
6.近日,《国家科学评论》在线发表了某研究团队的合作研究成果,该研究团队完成了具有二十面体结构的[Fe@Fe12]16+铁团簇(如图所示)的合成与计算化学研究。下列说法正确的是( )
A.56Fe比54Fe多2个电子
B.[Fe@Fe12]16+具有还原性
C.Fe位于元素周期表第10纵列
D.[Fe@Fe12]16+中铁与铁之间存在离子键
B 解析:56Fe、54Fe互为同位素,电子数相同,中子数相差2,A错误;根据离子所带电荷数可知,该团簇中的Fe存在0价的Fe和Fe2+,因此具有还原性,B正确;Fe位于元素周期表第8纵列,C错误;[Fe@Fe12]16+铁团簇中不存在阴离子,因此不含离子键,D错误。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.18 g HO中含有的中子数为10NA
B.42 g环己烷()中含有σ键的数目为9NA
C.标准状况下,22.4 L CHCl3中含有的分子数为NA
D.6.0 g SiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中SiO的个数为0.1NA
答案:B
8.下列说法不正确的是( )
A.冠醚、杯酚、RNA和蛋白质都是超分子
B.甲苯、甘油都与浓硝酸发生取代反应分别生成TNT和硝化甘油
C.只用新制氢氧化铜(可加热)就能区分乙醇、乙醛、己烷、四氯化碳、葡萄糖
D.疫苗一般采用冷藏存放,以避免蛋白质变性
答案:C
9.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸:3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O
B.氯化铝溶液与浓氨水混合:Al3++4NH3·H2O===4NH+[Al(OH)4]-
C.银氨溶液中加入足量盐酸:[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-===AgCl↓+2NH+H2O
D.用惰性电极电解氯化镁溶液:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑
C 解析:碘离子的还原性比亚铁离子强,碘化亚铁中滴入少量稀硝酸,与碘离子反应的离子方程式为2NO+6I-+8H+===3I2+2NO↑+4H2O,A错误;氯化铝与浓氨水反应只能生成氢氧化铝沉淀,不能生成四羟基合铝酸根,B错误;银氨溶液与盐酸反应生成氯化银、氯化铵和水,离子方程式正确,C正确;Mg2+与OH-不能大量共存,会生成氢氧化镁沉淀,反应的离子方程式错误,D错误。
10.增塑剂DCHP可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得,下列说法正确的是( )
A.邻苯二甲酸酐的二氯代物有2种
B.环己醇分子中有1个手性碳原子
C.DCHP能发生加成反应、取代反应、消去反应
D.1 mol DCHP与氢氧化钠溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
D 解析:邻苯二甲酸酐结构对称,苯环上有两种位置的氢原子,则邻苯二甲酸酐的邻位二氯代物有2种、间位二氯代物有1种,对位二氯代物有1种,共4种,A错误;中不存在连接4个不同原子或原子团的碳原子,故不存在手性碳原子,B错误;DCHP中含有苯环能发生加成反应,含—COOC—能发生取代反应,不能发生消去反应,C错误;1 mol DCHP含2 mol酯基,则1 mol DCHP最多可与2 mol氢氧化钠反应,D正确。
11.经科学家们研究发现,火星气体及岩石中含有原子序数依次增大的短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q,其中 X 与Q 同主族,XZ2 是造成温室效应的重要气体,Y 的基态原子核外的单电子数是同周期中元素最多的,W 基态原子的第一电离能比同周期的相邻原子都要小,下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Q>Z>Y>X
B.简单氢化物的沸点:X>Y>Z
C.X 和 Q 分别与 Z 形成的二元化合物所含化学键类型和晶体类型完全相同
D.Y 与 W 形成的化合物能与 NaOH 溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
D 解析:由题干信息可知,X与Q同主族,XZ2 是造成温室效应的重要气体,是CO2,则X为C,Q为Si,Z为O;Y 的基态原子核外的单电子数是同周期中元素最多的,则Y为N;W基态原子的第一电离能比同周期的相邻原子都要小,则W为Al。原子半径:Al>Si>C>N>O>即W>Q>X>Y>Z,A错误;X的氢化物有CH4(g)、C6H6(l),Y的氢化物有NH3(g)、N2H4(l)等,Z的氢化物可能为H2O(l)、H2O2(l),所以X、Y、Z的氢化物沸点不一定是X>Y>Z,B错误;C与O、Si与O形成的二元化合物分别为CO2、SiO2,前者是分子晶体,含有极性键,后者是共价晶体,含有极性键,C错误;Y与W形成的化合物AlN能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和NH3,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D正确。
12.已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ .HCOOHCO+H2O K1
Ⅱ .HCOOHCO2+H2 K2
T温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol/L HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有关说法不正确的是( )
A.混合体系达平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)
B.活化能:反应 Ⅰ <反应 Ⅱ
C.c(CO)变小的原因是CO2的生成导致反应 Ⅰ 平衡逆向移动
D.c(HCOOH)可降为0
D 解析:根据图像可知混合体系达平衡后,c(CO2)·c(H2)>c(CO),A正确;根据图像可知,CO浓度达到最大值时表明反应 Ⅰ 达到平衡,此时CO2浓度未达最大值,即反应 Ⅱ 尚未达到平衡状态,说明反应 Ⅰ 的反应速率大于反应 Ⅱ ,即活化能:反应 Ⅰ <反应 Ⅱ ,B正确;根据图像中CO2和CO浓度变化,即由反应 Ⅰ 和 Ⅱ 可知,c(CO)变小的原因是CO2的生成导致反应 Ⅰ 平衡逆向移动,C正确;反应 Ⅰ 和 Ⅱ 均为可逆反应,则c(HCOOH)不可能降为0,D错误。
13.通过NO协同耦合反应,实现了NO的电催化歧化,并同时合成了双氮产物(NH3和硝酸盐)是实现可持续固氮的一种极具潜力的方法,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.电解液E为阳极电解液,呈酸性
B.电极B的电极反应:NO+2H2O-3e-===HNO3+3H+
C.中间层的OH-、H+分别透过选择性离子膜向A、B极迁移
D.若电解一段时间后,取两极所有产物于溶液中反应,可得硝酸盐和硝酸
D 解析:A极为阴极,电极反应式为NO+5H++5e-===NH3+H2O,则电解液E为阴极电解液,呈酸性,A错误;B极为阳极,电极反应式为NO+2H2O-3e-===NO+4H+,B错误;由两极反应式可知,阳极区产生氢离子,阴极区消耗氢离子,故中间层的OH-、H+分别透过选择性离子膜向B、A极迁移,C错误;由图可知,A极NO~NH3~5e-,B极NO~NO~3e-,根据得失电子守恒,电解一段时间后,取两极所有产物于溶液中反应,可得硝酸盐和硝酸,D正确。
14.一定条件下,CH3CH===CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能,反应进程中能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①、②焓变不同,与产物稳定性有关,与反应的中间状态无关
B.反应①、②均经过两步反应完成,对应的分步反应过程中均放出能量
C.其他条件不变,适当提高反应温度,可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例
D.相同条件下,CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
B 解析:焓变在给定反应中,只与始态和终态有关,与中间状态无关,根据图像可知,该反应为放热反应,放出热量越多,产物能量越低,该物质越稳定,A正确;根据图像可知,反应①、②的第一步都是产物能量高于反应物,即第一步为吸收热量,B错误;CH3CH2CH2Cl(g) CH3CHClCH3(g),该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,可以提高CH3CH2CH2Cl(g)的比例,C正确;反应②的活化能比反应①的活化能低,化学反应速率快,因此相同条件下,CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g),D正确。
15.向某Na2A、NaHA的混合液中加入CaCl2固体(忽略溶液体积、温度的变化),测出溶液中离子浓度变化如图所示。已知Ksp(CaA)=2×10-9,H2A为二元弱酸,其Ka1=10-1.2,Ka2=10-4.2,Ca(HA)2易溶于水。下列说法正确的是( )
A.当c(A2-)=c(H2A)时,pH=5.4
B.Y点存在:c(A2-)=c(HA-)=2×10-3mol/L
C.X点存在:c(A2-)<c(HA-)
D.向Y溶液中通入HCl,可使Y点溶液向Z点转化
D 解析:Ka1==10-1.2,Ka2==10-4.2,Ka1·Ka2=×,当c(A2-)=c(H2A)时,Ka1·Ka2=c2(H+)=10-5.4,c(H+)=10-2.7,pH=2.7,A错误;Y点-lg=0,说明c(HA-)=c(A2-),lgc(Ca2+)=-7,则c(Ca2+)=1.0×10-7 mol/L,Ksp(CaA)=2×10-9,则c(A2-)=2.0×10-2 mol/L,B错误;X点-lg<0,>1,则c(A2-)>c(HA-),C错误;向Y点溶液中通入HCl气体,A2-与H+反应,c(A2-)减小,减小,-lg则增大,因此可以使Y点溶液向Z点溶液转化,D正确。
16.碳酸钠、碳酸氢钠是实验室中常见的物质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
实验方案
现象
结论
A
测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH
Na2CO3溶液的pH较大
非金属性是S>C
B
将Al2(SO4)3溶液和CaCl2溶液分别加入Na2CO3溶液中
均出现白色沉淀
Al2(SO4)3溶液和CaCl2溶液均可使CO的水解平衡正向移动
C
将稀苯酚溶液逐滴加入滴有酚酞的碳酸钠溶液中至过量
溶液红色褪去但无气泡产生
Ka1(H2CO3)>Ka(苯酚)>Ka2(H2CO3)
D
向少量NaHCO3溶液加入一小块打磨过的镁条,观察实验现象
产生气泡
该气体主要是CO2
C 解析:Na2CO3溶液的pH较大,说明水解程度:CO>SO,酸性:HCO<HSO,但是不能由此得出非金属性S>C的结论,因为比较非金属性强弱,要比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而S和C对应的酸应为H2SO4和H2CO3,A错误;CO存在水解平衡CO+H2OHCO+OH-,碳酸钠溶液中加入硫酸铝,Al3+结合OH-生成Al(OH)3沉淀,使得OH-浓度减小,水解平衡正向移动;加入CaCl2,Ca2+结合碳酸根离子生成CaCO3沉淀,碳酸根浓度减小,水解平衡逆向移动,B错误;将稀苯酚溶液逐滴加入滴有酚酞的碳酸钠溶液中至过量,发生反应C6H5—OH+CO―→C6H5—O-+HCO,溶液红色褪去但无气泡产生,由此可得酸性:H2CO3>苯酚>HCO,则Ka1(H2CO3)>Ka(苯酚)>Ka2(H2CO3),C正确;向少量 NaHCO3溶液加入一小块打磨过的镁条,镁和碳酸氢根电离出的氢离子反应生成H2,D错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(16分) Ⅰ .氢是清洁能源,甲烷与水蒸气催化重整制氢反应为CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)。
(1)[Cu(NH3)2]Ac可除去混合气中CO:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac(Ac表示CH3COO-)。
①C、N、O中电负性最大的是______,[Cu(NH3)2]Ac中碳原子的杂化类型是________。
②下列有关叙述正确的是________(填标号)。
A.N的第二电离能>O的第二电离能
B.[Cu(NH3)3CO]+中既有σ键,也有π键
C.Cu原子变成Cu+,优先失去4s轨道上的电子
D.As与N同主族,As的基态原子简化电子排布式为[Ne]4s24p3
(2)比较键角(∠HNH)大小:[Cu(NH3)3]+____NH3(填“>”“<”或“=”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________。
(3)常见金属储氢材料的晶胞结构分别如下所示。
①图1为镧镍合金(LaNix)则x=________。
②图2为铝合金(AlMg2),则Mg的配位数(紧邻的Al的原子个数)为________。
Ⅱ .氯化亚砜()常用作脱水剂和氯化剂。如图流程表示其制备及用途,回答下列问题:
(1)用硫黄、氯气和三氧化硫为原料,在一定条件下可合成SOCl2,原子利用率达100%。写出该反应的化学方程式________________________________。
(2)下列有关说法不正确的是________。
A.SO3是极性分子,容易与H2O发生反应
B.途径①能制得无水氯化铁是因为SOCl2吸水性强且产物HCl能抑制Fe3+水解
C.FeCl3在溶液中分步水解,第一步反应为Fe3++H2OFe(OH)2++H+
D.CH3COCl能与NH3反应生成乙酰胺
(3)途径②除了CH3COCl外还产生两种酸性气体,写出该反应的化学方程式_______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(16分) Ⅰ .(1)①O sp2、sp3 ②BC
(2)> N原子均sp3杂化,[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N—H成键电子对的排斥 (3)①5 ②4
Ⅱ .(1)2S+3Cl2+SO33SOCl2 (2)A
(3)CH3COOH+SOCl2===CH3COCl+SO2↑+HCl↑
解析: Ⅰ .(1)②N失去一个电子后最外层有4个电子,2p轨道上有2个电子容易失电子,O失去一个电子后最外层有5个电子,2p轨道半充满较稳定,因此N的第二电离能<O的第二电离能,A错误;[Cu(NH3)3CO]+中NH3内部的N—H单键、配位键等都是σ键,CO中存在碳氧三键,含有π键,B正确;Cu电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,变成Cu+优先失去4s轨道上的电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,C正确;As为33号元素,其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3,D错误;(2)两种物质中NH3中的N均为sp3杂化,[Cu(NH3)3]+中N原子上的孤电子对因形成配位键而减小了对N—H成键电子对的排斥,因此键角∠H—N—H大小:[Cu(NH3)3]+>NH3。(3)①根据均摊法可知,该合金中La个数为×8=1,Ni个数为×8+1=5,则x=5。②以右下顶点的Mg为例,与其紧邻的Al位于面心,且只有竖直面4个面心上有Al,因此Mg的配位数为4。
Ⅱ .(2)SO3分子中硫形成3个共价键且无孤电子对,为平面三角形结构,分子中正负电中心重合,是非极性分子,三氧化硫容易与H2O发生反应生成硫酸,A错误;水溶液中铁离子能水解生成氢氧化铁,途径①能制得无水氯化铁是因为SOCl2吸水性强且产物HCl能抑制Fe3+水解,从而制得无水氯化铁,B正确;FeCl3在溶液中分步水解,第一步反应生成Fe(OH)2+和H+:Fe3++H2OFe(OH)2++H+,C正确;CH3COCl中Cl带负电荷,氨分子中氢带正电荷,则CH3COCl能与NH3反应生成乙酰胺和HCl,D正确。
18.(12分) “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,CO2加氢制CH4进行回收利用是实现“双碳”经济的有效途径之一、NiCeO2催化CO2加H2制CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,平衡时混合气体中含碳物质(CH4、CO2、CO)的物质的量随温度的变化如图2所示。
NiCeO2催化CO2加H2制CH4,主要涉及如下反应:
反应ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.7 kJ/mol
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ/mol
(1)反应 ⅰ 自发进行的条件是________。
(2)实验测得,随着CO2的浓度增大化学反应速率先增大后减小,试解释原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(已知:图1中步骤 Ⅱ 、 Ⅲ 是决速步)。
(3)根据图2,下列说法不正确的是________。
A.温度低于200 ℃时,测得反应一定时间后的产物中几乎无CH4,原因可能主要发生反应 ⅱ
B.曲线B表示平衡时n(CO)随温度的变化关系
C.在高温条件下,可同时提高CO2的平衡转化率和CH4的平衡产率
D.提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
(4)在图2中,高于600 ℃,曲线B随温度升高而减小的原因________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知CH4的选择性=×100%,CO的选择性=×100%,CH4的选择性+CO的选择性=1。则
①在图2中T1 ℃,平衡时容器容积为V L,则反应i的平衡常数K=________(用V、m列式表示)。
②在图中画出200~800 ℃之间CH4和CO选择性比(Y)与温度变化的趋势图,并标注a点的坐标。
答案:(12分)(1)低温
(2)CO2浓度增大,吸附在催化剂表面的CO2增多,解离出的*CO增多,反应速率增大;增大到一定程度后,吸附在催化剂表面的H2减少,H2解离出的*H减少,反应速率减小 (3)ABC
(4)ΔH1<0、ΔH2>0,温度升高,反应ⅱ正移程度大于反应ⅰ逆移程度,CO2平衡转化率增大,剩余CO2物质的量减小
(5)①×V2
②
解析:(3)图2中曲线A表示平衡时n(CH4)随温度变化的关系,曲线C表示平衡时n(CO)随温度变化的关系,由图可知,温度低于200 ℃时,测得反应一定时间后的产物中几乎无CO,产物主要是CH4,说明这一阶段主要发生反应i,A错误;曲线A表示平衡时n(CH4)随温度变化的关系,曲线C表示平衡时n(CO)随温度变化的关系,则曲线B表示平衡时n(CO2)随温度的变化关系,B错误;在高温条件下,CO2的平衡转化率较高,但CH4的含量和平衡产率较低,则高温不利于提高CH4的平衡产率,C错误;低温条件下CH4的含量较高,即在低温条件下有利于提高CO2转化为CH4的转化率,并且高效的催化剂可提高反应速率,所以研发在低温区高效的催化剂可提高CO2转化为CH4的转化率,D正确。
(5)①图2中T1 ℃时,n(CH4)= n(CO)=m mol,设n(CO2)=y mol,n(H2)=z mol,n(H2O)=x mol,根据C、H、O原子守恒列式有:2m+y=1,4m+2x+2z=8,m+2y+x=2,解得x=3m,y=1-2m,z=4-5m,则反应i的平衡常数K===×V2;②ΔH1<0、ΔH2>0,随着温度升高,CH4的选择性逐渐减小,CO的选择性逐渐增大,则CH4和CO选择性比(Y)逐渐减小,图中a点二者选择性相等,选择性比(Y)为1,据此画出变化趋势图示。
19.(12分)某化学小组模拟工业生产原理:以废铁屑(含少量Fe2O3、Mn、C等杂质)为原料生产配合物乙二胺四乙酸铁钠(EDTA铁钠盐),并测定所制取的样品中铁元素的含量。
已知:①乙二胺四乙酸铁钠易溶于水和稀酸,微溶于乙醇;该螯合型配合物稳定性好
②氢氧化铁沉淀通常呈胶体状态,有较强的吸附性
Ⅰ .制备乙二胺四乙酸铁钠晶体
实验原理:2Fe(OH)3+Na2CO3+2EDTA===2[NaFe(EDTA)·3H2O]+CO2↑+H2O
实验流程:
方案1:
(1)由Fe(OH)3制乙二胺四乙酸铁钠可以选择____________(填“酒精灯直接加热”或“水浴加热”)。
(2)氧化剂A可以选择O2,试写出该步反应的离子方程式_____________________
________________________________________________________________________。
(3)下列说法正确的是________________。
A.为避免Fe(OH)3沉淀中裹入过多杂质,可以采用一次性加入氨水
B.该流程中两次用到Na2CO3溶液,均可用NaOH溶液代替
C.操作④洗涤时宜采用冷水洗涤
D.“一系列的操作”是指“蒸发浓缩,趁热过滤、洗涤、干燥”
E.乙二胺四乙酸铁钠溶液中滴入KSCN溶液不一定会显红色
方案2:用EDTA、NaHCO3与FeCl3反应,制备乙二胺四乙酸铁钠,此法EDTA先被NaHCO3中和后再和FeCl3直接反应。两个方案都有不足之处,方案1的缺点:氢氧化铁沉淀成胶体状态,难以过滤和洗涤。
(4)为使沉淀颗粒增大,实验中往往可以采取______(填实验条件)。
(5)方案2的缺点:产品中含杂质多,纯度不好。方案2后剩余废液可用层柱法(利用筛网孔径与微粒孔径不同的一种分离方法)可得到反应的副产物________________(填名称)。
Ⅱ .测定所制取样品中铁的含量(EDTA标准溶液滴定法)
取20.00 g样品溶于水,然后将其中的铁元素用萃取剂从配合物中“反萃取”出来并配成250 mL溶液,取出25 mL加入过量的30.00 mL 0.160 0 mol/L EDTA标准溶液并加热煮沸,充分反应后,再用0.200 0 mol/L的Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗Zn2+标准溶液体积为5.00 mL。
已知:Fe3+、Zn2+与EDTA反应的化学计量数之比均为1∶1。
(6)实验室进行萃取操作时,需要打开分液漏斗活塞放气,正确的放气图示________。
(7)计算铁元素的质量分数________。
答案:(12分)(1)水浴加热
(2)4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O
(3)BE (4)煮沸 (5)氯化钠 (6)C (7)10.64%
解析:(1)由流程图可知制备乙二胺四乙酸铁钠需要的温度为70~80 ℃,故采取的加热方式为水浴加热。
(2)氧化剂A的作用是将滤液B中的Fe2+氧化为Fe3+,故可以用氧气,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。
(3)氢氧化铁沉淀通常呈胶体状态,有较强的吸附性,为避免Fe(OH)3沉淀中裹入过多杂质,可以分几次加入氨水,以便充分反应,减少杂质,A错误;该流程中两次用到Na2CO3溶液,第一次是溶解废铁屑表面的油脂,第二次是中和掉溶液中的H+,调节pH,因此均可用NaOH溶液代替,B正确;乙二胺四乙酸铁钠易溶于水和稀酸,微溶于乙醇,故操作④洗涤时宜采用乙醇洗涤,以便减少洗涤过程对产品的损耗,C错误;乙二胺四乙酸铁钠易溶于水,故“一系列的操作”是指“蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥”,D错误;乙二胺四乙酸铁钠为螯合型配合物,稳定性好,溶液中不含Fe3+,故滴入KSCN溶液不会显红色,E正确。
(5)方案2中EDTA先被NaHCO3中和后再和FeCl3直接反应,反应后的产物为乙二胺四乙酸铁钠和NaCl,因此反应的副产物为氯化钠。
(6)实验室进行萃取操作时,需要打开分液漏斗的活塞放气,分液漏斗放气时需要用右手掌压紧盖子,左手拇指、食指和中指握住活塞,把漏斗倒转过来,C正确。
(7)EDTA的总物质的量为0.160 0 mol/L×0.030 00 L=0.004 8 mol,已知Fe2+、Zn2+和EDTA反应的化学计量数之比为1∶1反应,反应后剩余的EDTA的物质的量等于消耗的Zn2+的物质的量,为0.200 0 mol/L×0.005 00 L=0.001 0 mol,25 mL中Fe2+的物质的量为0.004 8 mol-0.001 0 mol=0.003 8 mol,取20.00 g样品并配成250 mL溶液,铁元素的质量分数为×100%=10.64%。
20.(12分)化合物G是制备乌帕替尼的关键中间体,一种合成化合物G的路线如图:
回答下列问题:
(1)下列关于物质A的说法正确的是________。
A.分子式为C7H14O4
B.名称为丙二酸二乙酯
C.熔点高于乙酸乙酯
D.一氯代物有两种
(2)E→F的反应类型为________。
(3)B→C转化过程中还生成C的一种同分异构体M,M的结构简式为________________________________________________________________________。
(4)请写出同时符合下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:________________________________________________________________________。
①能与碳酸氢钠溶液反应产生气体。
②分子中含有碳碳π键,有3种不同化学环境的氢原子。
(5)设计以CH3CH2OH、CH3COOH、CH3NO2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)___________________________
________________________________________________________________________。
答案:(12分)(1)BC (2)还原反应
(3)
(4)
或 (符合要求即可)
(5)
解析:(1)根据A的结构简式,可知物质A的分子式为C7H12O4,A错误;物质A中含有两个酯基,可知其对应的酸和醇分别为丙二酸和乙醇,所以其名称为丙二酸二乙酯,B正确;根据不含氢键时,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔、沸点越高,所以物质A的熔点高于乙酸乙酯,C正确;根据物质A结构的对称性,可知有3种等效氢,所以其一氯代物有3种,D错误。
(2)对比E和F的结构可知,E中脱去氧原子生成F,所以E→F的反应类型为还原反应。
(3)根据流程图,B→C发生的是加成反应,由于结构不对称,所以B→C的转化过程中还生成C的一种同分异构体M,M的结构简式为。
(4)根据流程图中B的结构简式可知,B的分子式为C10H16O4,不饱和度为3,同时符合下列条件:①能与碳酸氢钠溶液反应产生气体,说明分子中含有—COOH,②分子中含有碳碳π键,有3种不同化学环境的氢原子,说明结构非常对称且含有碳碳双键,所以符合要求的同分异构体的结构简式为或。
(5)对比原料和产物结构,发现最大的不同是形成了含氮原子的环状化合物,结合流程图中A→B→C→D的转化过程,可知先让醇和羧酸反应形成酯,然后酯与醛在碱性条件下发生反应形成碳碳双键,碳碳双键再与CH3NO2发生加成反应,最后在Pt作催化剂的条件下与H2发生反应形成含氮原子的环状化合物。
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