摘要:常温下.下列溶液中能溶解铁的是( ). A.氢氧化钠溶液 B.浓硝酸 C.浓盐酸 D.浓硫酸

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A、B、C、D、E五种短周期元素,原子序数依次增大,A、E同主族,A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物的水化物X与其氢化物反应生成一种盐Y,A、B、C、E四种元素都能与D元素形成原子个数比不相同的常见化合物。回答下列问题:

   (1)常温下,X、Y的水溶液的pH均为5。则两种水溶液中由水电离出的H+浓度之比是            

   (2)A、B、D、E四种元素组成的某无机化合物,受热易分解。写出少量该化合物溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应的离子方程式                            

   (3)A、B、D、E四种元素组成的某无机化合物浓度为  0.1 mol/L时, pH最接近           

A.5.6             B.7.0              C.8.4                    D.13.0

(4)化学反应3A2(g)+C2(g)2CA3(g)。ΔH=-92.4kJ·mol-1

 
①当反应达到平衡时不断改变条件(不改变A2、C2

和CA3的量),右图表示反应速率与反应过程的关

系,其中表示平衡混合物中CA3的含量最高的一段

时间是          

②温度为T℃时,将4amolA2和2a molC2放入1L

密闭容器中,充分反应后测得C2的转化率为50%,

则反应的平衡常数                                     

③在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molC2和3molA2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是________   ____;

(5)已知0.4mol 液态C2 A4与足量的液态双氧水反应,生成C2和水蒸气,放出256.65 kJ

       的热量。写出该反应的热化学方程式                                    

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 选做题

本题有A、B两题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,每题12分。请选择其中一题作答,若两题都作答,则以A题得分计入总分。

20A.过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

  (1)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为      

 

 

 

 

 

  (2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为:[Fe2(OH)n(SO43-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。(填序号)  

    A.PFS中铁显+3价          

    B.铁原子的价电子排布式是3d64s2

    C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难

元素

Mn

Fe

电离能

(kJ・mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

 

 

 

 

 

  (3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物为:

 

①该化合物中存在的化学键类型有                                    

②该化合物中一个Cr的配位数为      

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是    。(填一种即可)

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____  。(填元素符号)


20B.阿斯匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的:

在生成乙酰水杨酸的同时,水杨酸分子之间也能发生聚合反应,生成少量聚合物(副产物)。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下:

 

①向150mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸,振荡,待其溶解后,控制温度在85℃~90℃条件下反应5~10 min,然后冷却,即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤,用滤液淋洗锥形瓶,直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次,继续抽滤,尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上,在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中,搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液,加完后继续搅拌2~3 min,直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤,用5~10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中,不断搅拌,慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸,将烧杯置于冰水中冷却,即有晶体析出。抽滤,用冷水洗涤晶体1~2次,再抽干水分,即得产品。

  (1)第①步中,要控制温度在85℃~90℃,应采用的加热方法是   ,用这种方法加热需要的玻璃仪器有    

  (2)在第②步中,用冷水洗涤晶体,其目的是       

  (3)在第③步中,加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是    ,加入盐酸的作用是   

  (4)如何检验产品中是否混有水杨酸?      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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本题有A、B两题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容,每题12分。请选择其中一题作答,若两题都作答,则以A题得分计入总分。

20A.过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

   (1)应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为      

 

 

 

 

 

   (2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为:[Fe2(OH)n(SO43-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。(填序号)  

    A.PFS中铁显+3价          

    B.铁原子的价电子排布式是3d64s2

    C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难

元素

Mn

Fe

电离能

(kJ・mol1

I1

717

759

I2

1509

1561

I3

3248

2957

 

 

 

 

 

   (3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物为:

 

①该化合物中存在的化学键类型有                                    

②该化合物中一个Cr的配位数为      

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是    。(填一种即可)

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____   。(填元素符号)


20B.阿斯匹林(乙酰水杨酸)是由水杨酸和乙酸酐合成的:

在生成乙酰水杨酸的同时,水杨酸分子之间也能发生聚合反应,生成少量聚合物(副产物)。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下:

 

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸,振荡,待其溶解后,控制温度在85℃~90℃条件下反应5~10 min,然后冷却,即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤,用滤液淋洗锥形瓶,直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次,继续抽滤,尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上,在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中,搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液,加完后继续搅拌2~3 min,直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤,用5~10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中,不断搅拌,慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸,将烧杯置于冰水中冷却,即有晶体析出。抽滤,用冷水洗涤晶体1~2次,再抽干水分,即得产品。

   (1)第①步中,要控制温度在85℃~90℃,应采用的加热方法是    ,用这种方法加热需要的玻璃仪器有    

   (2)在第②步中,用冷水洗涤晶体,其目的是       

   (3)在第③步中,加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是     ,加入盐酸的作用是   

   (4)如何检验产品中是否混有水杨酸?      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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(15分)工业中利用废铜(含有锌、铝等)制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中加热,使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L—1计算)。
 
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
沉淀溶解的pH
Cu2+
4.4
6.4
 
Al3+
3.0
5.0
10
Zn2+
5.9
8.9
11
(1)①为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为    ;该反应中产生尾气污染空气,请选择下图中合适的装置吸收尾气   。 

②由表可知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—,请写出金属锌与氢氧化钠溶液反应的离子方程式    
(2)为了符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:空气为氧化剂法
将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加入物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全。已知:Ksp[Fe((OH)3]≈10-38,然后过滤、浓缩、结晶。
请回答下列问题:
①方案为了使铁离子全部沉淀,应调节pH至少为    
②方案中甲物质可选用的是     
A.CaO    B.NaOH     C.CuCO3      D.Cu2(OH) 2CO3    E.Fe2(SO4) 3
③方案中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因    
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将铜粉放到 1.5 mol·L-1的足量稀硫酸中,控温在50℃加入10%的足量H2O2反应0.5 h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 。
请回答下列问题:
④用过氧化氢为氧化剂法比流程中采用硝酸和硫酸溶解的优点是   
⑤用少量95%的酒精淋洗的目的是    
(3)废铜溶解后经过一系列操作得到硫酸铜溶液,补充完整由溶解液制备纯净硫酸铜溶液的实验步骤    
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