内容正文:
海安中学2025—2026学年度第二学期期中考试
高二化学
一、单项选择题,每题只有一个选项最符合题意,共13题,共39分
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 乙醇的结构式: B. 的VSEPR模型:
C. 全氟丙烷的球棍模型: D. 分子的空间填充模型:
2. 不断进步的材料构筑了现代社会的文明。下列说法正确的是
A. 宇航服所用的聚酯纤维属于无机非金属材料
B. 高铁列车所用镁合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点
C. 石墨烯具有较强的导电性能,与金刚石互为同系物
D. 芯片常用作半导体器件和集成电路的电子材料,其主要成分为
3. 由制备时,需要经过下列哪几步反应
A. 加成→消去→取代 B. 消去→加成→取代
C. 取代→消去→加成 D. 取代→加成→消去
4. 利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A. 分离苯和甲苯 B. 制备溴苯
C. 证明乙炔可使溴水褪色 D. 制备硝基苯
5. 下列有关有机化合物性质的比较错误的是
A. 密度:溴乙烷>水>苯
B. 质量相同,完全燃烧时的耗量:
C. 沸点:
D. 一溴代物种数:
阅读下列资料,回答以下2个小题:
工业合成氨反应为 ,液氨可发生微弱电离产生,液氨能与碱金属反应产生;以硫酸为电解质,通过电解可将转化为;碱性条件下,能被NaClO氧化成,常温下为液体,具有很高的燃烧热()。
6. 下列有关合成氨反应的说法正确的是
A. 反应的(E表示键能)
B. 反应活化能:
C. 合成氨生产中将氨气液化分离,可加快正反应速率,提高氢气转化率
D. 密闭容器中充入和充分反应放出热量
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 液氨与钠反应:
B. 肼在氧气中燃烧:
C. 氧化制备:
D. 电解法制备的阴极反应:
8. 下列指定反应的方程式表达正确的是
A. 溶于稀
B. 溶液与过量溶液反应制
C. 用溶解
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
9. 中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下,下列关于绿原酸判断正确的是
A. 绿原酸与足量反应,生成气体
B. 绿原酸分子中含4个手性碳原子,且所有碳原子可能共平面
C. 1 mol绿原酸与足量反应,最多消耗
D. 1 mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗
10. 根据下列实验操作及现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯酚的苯溶液中滴加几滴浓溴水,未出现白色沉淀
在苯中苯酚不与反应生成2,4,6-三溴苯酚
B
在试管中取约溶液,加入5滴10%溶液,振荡后加入0.5 mL有机物X溶液并加热,无砖红色沉淀产生
X中不含醛基
C
将无水乙醇与浓硫酸共热至,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
D
向盛放苯和甲苯的试管中分别滴加少量酸性溶液,充分振荡,盛放苯的试管中下层溶液为紫红色,盛放甲苯的试管中溶液为无色
苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
11. 硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法不正确的是
A. 若以铅蓄电池为电源,a为Pb电极
B. 参与的电极反应为:
C. 电解一段时间后阳极区溶液的pH增大
D. 标准状况下,产生时,理论上可产生
12. 室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得10mL 0.1 溶液的pH<7
实验2:向0.1 溶液中通入一定量,测得溶液pH=7.
实验3:向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液,无明显现象。
下列说法正确的是
A. 实验1中:
B. 根据实验1推测:
C. 实验2所得溶液中:
D. 实验3所得溶液中:
13. 在压强、和起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验测得,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。下列说法不正确的是
A. 曲线①表示的平衡转化率
B. 其它条件不变时,升高温度,的含量增大
C. 选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性
D. 温度高于280℃时,曲线①随温度升高而升高,说明此时主要发生反应Ⅱ
二、非选择题,共4题,共61分
14. 回答下列问题。
(1)用系统命名法命名:
①_______。
②_______。
(2)已知:。
①最多有_______个原子共平面;
②与按物质的量之比为1:1反应时,存在顺反异构的产物的结构简式为_______。
③反应③的化学方程式为_______。
(3)准确称取样品(只含、、三种元素),充分燃烧后,产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者的质量分别增加和。已知的质谱图和红外光谱图分别如图所示,核磁共振氢谱有3组峰,则的分子式为_______,结构简式可能为_______。
(4)①2-溴丙烷制备丙烯的反应方程式_______。
②乙醛与银氨溶液发生银镜反应的反应方程式_______。
15. 化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体,其合成路线之一如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①分子中有4种不同化学环境的氢,能与发生显色反应,但不能与溴水发生取代反应。
②在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
(4)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为。M的结构简式为_______。
(5)请写出以和甲酸乙酯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. 氧化铁红()广泛应用于油漆、油墨、橡胶等工业中。用废铁皮可以制取铁红、聚合硫酸铁等物质,其中制取铁红的流程如下:
(1)“酸浸”后所得浸出液中主要含有和。
①写出“酸浸”时反应的离子方程式_______;生成的的核外电子排布式为_______。
②由反应可知,硝酸反应所得还原产物的种类除与硝酸浓度有关外,还与_______有关。
③设计检验浸出液中含有的实验方案_______。
(2)酸浸过程中必须控制温度低于,其可能的原因是_______。
(3)聚合硫酸铁(Fe为+3价)的组成可通过下列实验测定:
步骤1:称取一定质量的聚合硫酸铁溶于稀盐酸中,往所得溶液中滴加溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65 g;
步骤2:另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀硫酸中,加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成溶液;
步骤3:准确量取溶液,用的溶液滴定至终点,消耗溶液。该步反应为:。
通过计算确定该聚合硫酸铁的化学式(写出计算过程)_______。
17. 锗是一种重要半导体材料,中国是世界上锗主要生产国之一。工业上可用锌粉置换镓锗渣制备高纯度,相关流程包含浸出、沉锗、氯化、水解等步骤。
(1)浸出:一定条件下,锗的单次浸取率最高为59.5%。不改变条件,为充分浸出锗,可采取的措施为_______。
(2)可用草酸(HOOC-COOH)作为浸出剂,将转化为,转移到溶液中。
①中含有两个五元环,为六配位,配位原子均为氧,画出该离子的结构式_______。
②草酸浸取缺点在于矿渣中其他金属阳离子易与草酸形成沉淀或配合物,草酸的利用率降低。已知室温下,的电离平衡常数,;溶度积,则反应的平衡常数K的数值为_______。
③以热的浓硫酸作为氧化剂,可将彻底氧化,将锗元素转化为进入溶液,反应的化学方程式为_______。
(3)丹宁酸沉锗:丹宁酸是一种多酚(简记为),易与配位得到最终转化为沉淀,将溶液中锗沉出,反应为,若反应体系中存在较多不利于锗的沉淀,原因是_______。
(4)粗品中常含有少量。为了提纯,可先将其转化为,再在下水解得到高纯。已知:
①与均为两性氧化物,部分晶型的难溶于盐酸;
②常温下是液体,沸点为,易与共沸;
③在为时有还原性;
现有已知砷含量的粗品,补充完整提纯的实验方案:向粗品中分批加溶液,直至粗品完全溶解,向溶液中加入_______,随后加入足量固体充分反应;控制温度为_______,进行蒸馏,将馏分_______;充分搅拌直至无沉淀生成,过滤,洗涤2~3次,干燥。(实验中须使用的试剂:盐酸、蒸馏水)
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海安中学2025—2026学年度第二学期期中考试
高二化学
一、单项选择题,每题只有一个选项最符合题意,共13题,共39分
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 乙醇的结构式: B. 的VSEPR模型:
C. 全氟丙烷的球棍模型: D. 分子的空间填充模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇中含有两个碳和一个羟基,结构式为,A正确;
B.分子中中心S原子的价层电子对数为3,包括2对成键电子和1对孤对电子成,呈平面三角形,B正确;
C.球棍模型中球的大小代表原子半径,碳原子半径大于氟原子,故该图球的大小不对,C错误;
D.分子中中心C原子的价层电子对数为4,包括4对成键电子,分子构型为四面体形,其中碳原子为大球,氢原子为小球,D正确;
故选C。
2. 不断进步的材料构筑了现代社会的文明。下列说法正确的是
A. 宇航服所用的聚酯纤维属于无机非金属材料
B. 高铁列车所用镁合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点
C. 石墨烯具有较强的导电性能,与金刚石互为同系物
D. 芯片常用作半导体器件和集成电路的电子材料,其主要成分为
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚酯纤维俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,简称PET纤维,属于高分子化合物,A错误;
B.镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金,其特点是密度小,强度高,弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好,主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门,B正确;
C.石墨烯与金刚石是由同种元素形成的不同单质,属于同素异形体,C错误;
D.芯片中主要使用Si单质,D错误;
故选B。
3. 由制备时,需要经过下列哪几步反应
A. 加成→消去→取代 B. 消去→加成→取代
C. 取代→消去→加成 D. 取代→加成→消去
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由氯代环己烷制备1,2-环己二醇,第一步要把氯代环己烷中唯一的氯原子脱掉,制造出一个碳碳双键,为后续引入两个官能团做准备,将氯代环己烷在强碱的乙醇溶液中加热,脱去一个HCl分子生成环己烯,从一个分子中脱去小分子形成不饱和键即为消去反应,第二步利用双键的活性,在相邻的两个碳原子上各加成一个原子,即让环己烯与氯气发生加成反应生成1,2-二氯环己烷,该反应把原子“加”到双键两端的碳上,双键变单键,为加成反应,第三步要把两个氯原子换成最终产物中的羟基,让1,2-二氯环己烷在氢氧化钠的水溶液中加热,发生水解反应生成1,2-环己二醇,每个氯原子都被羟基所取代,为取代反应;
综上所述,反应顺序为消去→加成→取代,故答案选B。
4. 利用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A. 分离苯和甲苯 B. 制备溴苯
C. 证明乙炔可使溴水褪色 D. 制备硝基苯
【答案】D
【解析】
【详解】A.蒸馏时冷凝管应选用直形冷凝管,且温度计水银球需位于蒸馏烧瓶支管口处,图中装置不符合要求,不能达到目的,A不符合题意;
B.苯与液溴(不是浓溴水)在催化下发生取代反应;浓溴水中溴浓度过低,无法反应,不能达到目的,B不符合题意;
C.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有、PH3等杂质,也可还原溴水使其褪色,未除杂会干扰实验,不能达到目的,C不符合题意;
D.水浴加热控制温度 50~60℃;温度计测量水浴温度;长导管起到冷凝回流作用,装置完全符合要求,能达到目的,D符合题意;
故选D。
5. 下列有关有机化合物性质的比较错误的是
A. 密度:溴乙烷>水>苯
B. 质量相同,完全燃烧时的耗量:
C. 沸点:
D. 一溴代物种数:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴代烃的密度大于水,苯的密度小于水,A正确;
B.质量相同,完全燃烧时的耗量:,B正确;
C.邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键,对羟基苯甲酸能形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,熔、沸点升高,分子内氢键使熔、沸点降低,C正确;
D.、、分别含有4种、5种、2种H原子,一溴代物种数分别为4种、5种、2种,D错误;
故选D。
阅读下列资料,回答以下2个小题:
工业合成氨反应为 ,液氨可发生微弱电离产生,液氨能与碱金属反应产生;以硫酸为电解质,通过电解可将转化为;碱性条件下,能被NaClO氧化成,常温下为液体,具有很高的燃烧热()。
6. 下列有关合成氨反应的说法正确的是
A. 反应的(E表示键能)
B. 反应活化能:
C. 合成氨生产中将氨气液化分离,可加快正反应速率,提高氢气转化率
D. 密闭容器中充入和充分反应放出热量
7. 下列化学反应表示正确的是
A. 液氨与钠反应:
B. 肼在氧气中燃烧:
C. 氧化制备:
D. 电解法制备的阴极反应:
【答案】6. B 7. A
【解析】
【6题详解】
A.反应焓变反应物总键能生成物总键能 ,选项表达式相反,A错误;
B.该反应,放热反应满足 ,故,B正确;
C.液化分离出氨气,生成物浓度降低,平衡正向移动,仅能提高氢气转化率,不能加快正反应速率,C错误;
D.合成氨为可逆反应,和不能完全反应,实际放出热量小于92.4 kJ,D错误;
故答案选B。
【7题详解】
A.液氨电离出,与Na反应生成和,化学方程式为,原子守恒且符合反应事实,A正确;
B.燃烧热要求1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,N元素的稳定燃烧产物为,不是,B错误;
C.NaClO氧化制备的正确离子方程式为,选项系数、多余的均错误,C错误;
D.阴极发生得电子的还原反应,正确的电极反应为,选项写为失电子,D错误;
故答案选A。
8. 下列指定反应的方程式表达正确的是
A. 溶于稀
B. 溶液与过量溶液反应制
C. 用溶解
D. 向苯酚钠溶液中通入少量:
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶于稀,生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,A错误;
B.溶液与过量溶液反应制,生成氢氧化亚铁和一水合氨,反应的离子方程式为,B错误;
C.用溶解,生成醋酸钙、二氧化碳和水,醋酸是弱酸,反应的离子方程式为,C错误;
D.向苯酚钠溶液中通入少量,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:,D正确;
答案选D。
9. 中成药连花清瘟胶囊可用于新冠肺炎的防治,其成分之一绿原酸的结构简式如下,下列关于绿原酸判断正确的是
A. 绿原酸与足量反应,生成气体
B. 绿原酸分子中含4个手性碳原子,且所有碳原子可能共平面
C. 1 mol绿原酸与足量反应,最多消耗
D. 1 mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗
【答案】C
【解析】
【详解】A.仅1个- COOH与NaHCO₃反应,生成1 mol CO₂,A错误;
B.环己烷环为饱和结构,所有 C 不可能共平面,B错误;
C.2个酚羟基+1个羧基+1个酯基,共消耗4 mol NaOH,C正确;
D.酚羟基邻对位取代消耗3 mol +碳碳双键加成消耗1 mol,共4 mol Br₂,D错误;
故答案选C。
10. 根据下列实验操作及现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯酚的苯溶液中滴加几滴浓溴水,未出现白色沉淀
在苯中苯酚不与反应生成2,4,6-三溴苯酚
B
在试管中取约溶液,加入5滴10%溶液,振荡后加入0.5 mL有机物X溶液并加热,无砖红色沉淀产生
X中不含醛基
C
将无水乙醇与浓硫酸共热至,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
D
向盛放苯和甲苯的试管中分别滴加少量酸性溶液,充分振荡,盛放苯的试管中下层溶液为紫红色,盛放甲苯的试管中溶液为无色
苯环使甲基活化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.2,4,6-三溴苯酚易溶于有机溶剂苯,即使苯酚与反应,生成产物也会溶解在苯中无法析出白色沉淀,不能说明苯酚不与反应,A错误;
B.醛基与新制氢氧化铜的反应需要在强碱性环境下进行,该实验中用量远不足,过量导致溶液呈酸性,反应无法发生,不能说明X不含醛基,B错误;
C.无水乙醇易挥发,同时反应可能生成副产物,乙醇和都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明乙醇消去生成了乙烯,C错误;
D.苯不能使酸性溶液褪色,甲苯中甲基可被酸性氧化,对比可知苯环使甲基的活性增强,D正确;
答案选D。
11. 硫酸盐还原菌可以处理含的酸性硫酸盐废水,同时实现有机废水的处理,原理如图所示,下列说法不正确的是
A. 若以铅蓄电池为电源,a为Pb电极
B. 参与的电极反应为:
C. 电解一段时间后阳极区溶液的pH增大
D. 标准状况下,产生时,理论上可产生
【答案】D
【解析】
【分析】由装置图可知右侧石墨电极上发生反应: ,可知右侧石墨电极作阳极,则左侧石墨电极为阴极,a为负极,b为正极,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知a为负极,若以铅蓄电池为电源,a为Pb电极(正极),故A正确;
B.左侧石墨电极为阴极,在该电极得电子转化为CuS,电极反应为:,故B正确;
C.结合阳极反应可知,每转移8mol电子时,阳极区生成7mol氢离子,但为满足电荷守恒,同时有8mol氢离子通过质子交换膜进入阴极区,则阳极区溶液中氢离子浓度减小, pH增大,故C正确;
D.标准状况下,2.24L CO2物质的量为0.1mol,转移0.4mol电子,阴极发生两个反应,除转化为CuS外,H+还转化为H2,结合阴极反应可知,此时阴极生成CuS小于0.05mol,质量小于4.8g,故D错误;
故选D。
12. 室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得10mL 0.1 溶液的pH<7
实验2:向0.1 溶液中通入一定量,测得溶液pH=7.
实验3:向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液,无明显现象。
下列说法正确的是
A. 实验1中:
B. 根据实验1推测:
C. 实验2所得溶液中:
D. 实验3所得溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验1中:室温下溶液的pH<7,说明 电离大于水解,则,故A错误;
B.根据实验1,室温下溶液的pH<7,说明电离大于水解,即 ,所以,故B错误;
C.实验2所得溶液pH=7,则根据电荷守恒有,根据物料守恒有,所以,故C正确;
D.根据物料守恒,实验3所得溶液中,故D错误;
选C。
13. 在压强、和起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
实验测得,的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。下列说法不正确的是
A. 曲线①表示的平衡转化率
B. 其它条件不变时,升高温度,的含量增大
C. 选择合适的催化剂能够同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性
D. 温度高于280℃时,曲线①随温度升高而升高,说明此时主要发生反应Ⅱ
【答案】C
【解析】
【分析】反应Ⅰ的,反应Ⅱ的,则升高温度,反应Ⅰ平衡逆向移动,平衡时的选择性随温度升高不断减小,反应Ⅱ平衡不断正向移动,所以曲线②表示的选择性,则曲线①表示的平衡转化率。
【详解】A.由分析可知,曲线①表示的平衡转化率,A正确;
B.其它条件不变时,升高温度,反应Ⅱ平衡不断正向移动,所以的含量增大,B正确;
C.催化剂只能改变化学反应速率,不影响化学平衡状态,故催化剂不能改变的平衡转化率,C错误;
D.温度高于280 ℃时,曲线①随温度升高而升高,则表明的转化率不断增大,由于反应Ⅰ平衡逆向移动,的转化率减小,而反应Ⅱ平衡正向移动,的转化率增大,所以此时主要发生反应Ⅱ,D正确;
故选C。
二、非选择题,共4题,共61分
14. 回答下列问题。
(1)用系统命名法命名:
①_______。
②_______。
(2)已知:。
①最多有_______个原子共平面;
②与按物质的量之比为1:1反应时,存在顺反异构的产物的结构简式为_______。
③反应③的化学方程式为_______。
(3)准确称取样品(只含、、三种元素),充分燃烧后,产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者的质量分别增加和。已知的质谱图和红外光谱图分别如图所示,核磁共振氢谱有3组峰,则的分子式为_______,结构简式可能为_______。
(4)①2-溴丙烷制备丙烯的反应方程式_______。
②乙醛与银氨溶液发生银镜反应的反应方程式_______。
【答案】(1) ①. 4,6,6-三甲基-1,4-庚二烯 ②. 4-甲基-2-戊醇
(2) ①. 9 ②. ③.
(3) ①. ②.
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①该有机物含有两个碳碳双键,放到主链上,为使碳碳双键的碳原子编号更小,应从右向左编号,主链7个碳原子,碳碳双键位于一号碳原子和四号碳原子,四号碳上有一个甲基,六号碳上有两个甲基,用系统命名法命名为:4,6,6-三甲基-1,4-庚二烯;
②该有机物含有一个羟基,为使连接羟基的碳原子编号更小,应从右向左编号,主链5个碳原子,羟基位于二号碳原子上,四号碳上有一个甲基,用系统命名法命名为:4-甲基-2-戊醇;
【小问2详解】
①碳碳双键为平面结构,三个甲基上最多有一个氢能旋转到碳碳双键的平面,最多有9个原子共平面;
②顺反异构要求碳碳双键两端碳原子连接两个不同的基团,共轭烯烃的1,4-加成产物符合要求,存在顺反异构体,结构简式为:;
③反应③为共轭烯烃的加聚反应,化学方程式为:;
【小问3详解】
产物通过浓硫酸质量增加,为燃烧生成水的质量, ;通过碱石灰质量增加,为燃烧生成二氧化碳的质量, ; , ,根据最大质荷比为88,则X的分子式为;
由红外光谱图得:X含有酯基和不对称的甲基,核磁共振氢谱有3组峰说明X有三种等效氢,结构简式可能为;
【小问4详解】
①2-溴丙烷制备丙烯的反应方程式为: ;
②乙醛与银氨溶液发生银镜反应的反应方程式为: 。
15. 化合物G是一种酪氨酸激酶抑制剂中间体,其合成路线之一如下:
(1)A分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)B→C的反应类型为_______。
(3)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:_______。
①分子中有4种不同化学环境的氢,能与发生显色反应,但不能与溴水发生取代反应。
②在碱性条件下发生水解反应,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。
(4)D到E的反应需经历D→M→E的过程,M的分子式为。M的结构简式为_______。
(5)请写出以和甲酸乙酯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】(1)sp2、sp3
(2)还原反应 (3)或
(4) (5)
【解析】
【分析】A发生硝化反应生成B,B中的硝基变为氨基生成C,C与甲酸乙酯反应生成D,D中氨基、醛基先发生加成反应,再发生消去反应生成E,E中羟基被氯原子取代生成F,F发生取代反应生成G。
【小问1详解】
A分子中单键碳原子采用sp3杂化,双键碳、苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3;
【小问2详解】
B中的硝基变为C中的氨基,B→C的反应类型为还原反应;
【小问3详解】
①分子中有4种不同化学环境的氢,说明结构对称,能与发生显色反应,说明含有酚羟基,但不能与溴水发生取代反应,说明酚羟基的邻位、对位都有取代基。②在碱性条件下发生水解反应,说明含有酯基,酸化后产物之一苯环上含有2种含氧官能团。符合条件的C的同分异构体为或;
【小问4详解】
D到E的反应需经历D→M→E的过程,D中氨基、醛基发生加成反应生成M,M的分子式为,M发生消去反应生成E, M的结构简式为。
【小问5详解】
苯乙烯和氯化氢加成、水解生成,催化氧化为;与甲酸乙酯反应生成,与POCl3反应生成,合成路线为 。
16. 氧化铁红()广泛应用于油漆、油墨、橡胶等工业中。用废铁皮可以制取铁红、聚合硫酸铁等物质,其中制取铁红的流程如下:
(1)“酸浸”后所得浸出液中主要含有和。
①写出“酸浸”时反应的离子方程式_______;生成的的核外电子排布式为_______。
②由反应可知,硝酸反应所得还原产物的种类除与硝酸浓度有关外,还与_______有关。
③设计检验浸出液中含有的实验方案_______。
(2)酸浸过程中必须控制温度低于,其可能的原因是_______。
(3)聚合硫酸铁(Fe为+3价)的组成可通过下列实验测定:
步骤1:称取一定质量的聚合硫酸铁溶于稀盐酸中,往所得溶液中滴加溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65 g;
步骤2:另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀硫酸中,加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成溶液;
步骤3:准确量取溶液,用的溶液滴定至终点,消耗溶液。该步反应为:。
通过计算确定该聚合硫酸铁的化学式(写出计算过程)_______。
【答案】(1) ①. ②. ③. 铁的用量或反应物用量比或温度 ④. 取少量浸出液于试管中,加入浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,证明浸出液中含有
(2)温度过高,硝酸易分解和挥发,不利于酸浸反应的进行
(3)
【解析】
【分析】向废铁皮中加入稀硝酸酸浸,得到含和的溶液,后通入空气将氧化并沉淀,得到,加热分解得到铁红,据此作答。
【小问1详解】
①酸浸时Fe与硝酸发生氧化还原反应,Fe被氧化为,被还原为,离子方程式为;生成的核外电子排布式为;
②废铁皮过量时,Fe作为还原剂可能促使硝酸生成更多低价态还原产物,故硝酸反应所得还原产物的种类除与硝酸浓度有关外,还和铁的用量有关;
③利用铵根离子和碱加热反应产生进行检验,故方案为:取少量浸出液于试管中,加入浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,证明浸出液中含有;
【小问2详解】
温度过高,硝酸易分解和挥发,不利于酸浸反应的进行,故必须控制温度不太高,此处为低于60°C;
【小问3详解】
步骤1中向聚合硫酸铁中加入稀盐酸和溶液,使硫酸根完全沉淀,得到11.65 g(0.05 mol),则原固体中含0.05 mol,步骤2中加入足量铜粉,得到250.00 mL和混合溶液,再用酸性溶液滴定,消耗物质的量为 ,故25.00 mL反应液中含 ,原固体中含0.04 mol,结合化合价推断聚合硫酸铁化学式为。
17. 锗是一种重要半导体材料,中国是世界上锗主要生产国之一。工业上可用锌粉置换镓锗渣制备高纯度,相关流程包含浸出、沉锗、氯化、水解等步骤。
(1)浸出:一定条件下,锗的单次浸取率最高为59.5%。不改变条件,为充分浸出锗,可采取的措施为_______。
(2)可用草酸(HOOC-COOH)作为浸出剂,将转化为,转移到溶液中。
①中含有两个五元环,为六配位,配位原子均为氧,画出该离子的结构式_______。
②草酸浸取缺点在于矿渣中其他金属阳离子易与草酸形成沉淀或配合物,草酸的利用率降低。已知室温下,的电离平衡常数,;溶度积,则反应的平衡常数K的数值为_______。
③以热的浓硫酸作为氧化剂,可将彻底氧化,将锗元素转化为进入溶液,反应的化学方程式为_______。
(3)丹宁酸沉锗:丹宁酸是一种多酚(简记为),易与配位得到最终转化为沉淀,将溶液中锗沉出,反应为,若反应体系中存在较多不利于锗的沉淀,原因是_______。
(4)粗品中常含有少量。为了提纯,可先将其转化为,再在下水解得到高纯。已知:
①与均为两性氧化物,部分晶型的难溶于盐酸;
②常温下是液体,沸点为,易与共沸;
③在为时有还原性;
现有已知砷含量的粗品,补充完整提纯的实验方案:向粗品中分批加溶液,直至粗品完全溶解,向溶液中加入_______,随后加入足量固体充分反应;控制温度为_______,进行蒸馏,将馏分_______;充分搅拌直至无沉淀生成,过滤,洗涤2~3次,干燥。(实验中须使用的试剂:盐酸、蒸馏水)
【答案】(1)多次浸取
(2) ①. ②. ③.
(3)丹宁酸中有大量酚羟基,易与反应,使丹宁酸浓度下降,从而使浓度下降
(4) ①. 10 mol/L盐酸至pH在范围内 ②. 84℃ ③. 冷却后,与0℃的蒸馏水混合
【解析】
【小问1详解】
不改变条件,为充分浸出锗,可采取的措施为多次浸取;
【小问2详解】
①两个草酸根各以2个O配位,2个的O配位,Ge六配位,形成两个五元环,整体带2个单位负电荷,该离子的结构式为:;
②反应,;
③被热的浓硫酸氧化为进入溶液,反应的化学方程式为: ;
【小问3详解】
丹宁酸是一种多酚,有大量酚羟基,易与反应,使丹宁酸浓度下降,从而使浓度下降,不利于锗的沉淀;
【小问4详解】
①与均为两性氧化物,加溶液后完全溶解;要得到和,需向溶液中加入10 mol/L盐酸,同时应该控制pH在范围内,确保有还原性,以便后续反应;
②加入足量固体充分反应,被氧化,不随蒸出,常温下是液体,沸点为,应控制温度为 ;
③蒸馏得到馏分后,将其冷却后与0℃的蒸馏水混合,发生水解得到高纯。
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