题目内容
已知A~G有如图所示的转化关系(部分生成物已略去),其中A、G为单质,D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,E、F均能与NaOH溶液反应。
请回答下列问题:
(1)写出F的电子式:____________。
(2)①C溶液与D反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
②F溶液与NaOH溶液共热反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)①请用离子方程式解释C溶液为何显酸性:________________________________________________________________________________________________________________________________________________,
②F溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________。
(4)将5.4 g A投入200 mL 2.0 mol/L某溶液中有G单质产生,且充分反应后有金属剩余,则该溶液可能是________(填代号)。
A.HNO3溶液 B.H2SO4溶液 C.NaOH溶液 D.HCl溶液
(5)将1 mol N2和3 mol G及催化剂充入容积为2 L的某密闭容器中进行反应,已知该反应为放热反应。平衡时,测得D的物质的量浓度为a mol/L。
①如果反应速率v(G)=1.2 mol/(L·min),则v(D)=________mol/(L·min)。
②在其他条件不变的情况下,若起始时充入0.5 mol N2和1.5 mol G达到平衡后,D的物质的量浓度________(填“大于”“小于”或“等于”)mol/L。
③该条件下的平衡常数为__________________(用含a的代数式表示)。
(1)[H∶N?,?H,H ∶H]+[∶Cl?,?∶]-
(2)①Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
②NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
(3)①Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+
②c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
(4)D
(5)①0.8 ②小于
③或
【解析】由A为单质且能与NaOH溶液和Fe2O3反应可知A为Al,则B为Al2O3,C为AlCl3;由D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体可知D为NH3,则G为H2,E为Al(OH)3,F为NH4Cl。(1)NH4Cl为离子化合物,NH4+离子中含有四个N-H共价键,故其电子式为[H∶N?,?H,H ∶H]+[∶Cl?,?∶]-。(2)NH3·H2O是弱电解质,不能拆开写,与Al3+反应产物为Al(OH)3。(3)①AlCl3为强酸弱碱盐,水解显酸性;②NH4Cl为强酸弱碱盐,水解显酸性,且其水解反应以及水的电离反应都是程度很微弱的反应,故溶液中c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)。(4)Al与HNO3溶液反应产物为NO或NO2,不是单质,A项错误;0.2 mol Al与0.4 mol的H2SO4溶液或NaOH溶液反应时Al可以反应完全,B、C项错误;D项正确。(5)该反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。①v(NH3)=v(H2)=0.8 mol/(L·min);②与原平衡相比,起始时充入0.5 mol N2和1.5 mol G相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,故D的物质的量浓度小于 mol/L;③由题目所给数据可得该反应的三段式:
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度 mol/L mol/L 0
浓度变化 mol/L a mol/L a mol/L
平衡浓度 mol/L mol/L a mol/L
则K=。
3,5?二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
甲醇、乙醚和3,5?二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表:
物质 | 沸点/℃ | 熔点/℃ | 密度(20 ℃) /g·cm-3 | 溶解性 |
甲醇 | 64.7 | — | 0.791 5 | 易溶于水 |
乙醚 | 34.5 | — | 0.713 8 | 微溶于水 |
3,5?二甲氧基苯酚 | — | 33~36 | — | 易溶于甲醇、乙醚,微溶于水 |
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取。①分离出甲醇的操作是________________。②萃取用到的分液漏斗使用前需________并洗净,分液时有机层在分液漏斗的________(填“上”或“下”)层。
(2)分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是________;用饱和食盐水洗涤的目的是________________________。
(3)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是________(填字母)。
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶
c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸,减压过滤完成后应先________,再________。