题目内容
16．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究．
步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜（催化剂），氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收．2.12g有机物X的蒸气氧化
产生7.04g二氧化碳和1.80g水．
步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106．
步骤三：用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3．如图Ⅰ．
步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ．
试填空：
（1）X的分子式为C8H10；X的习惯命名为对二甲苯．
（2）步骤二中的仪器分析方法称为质谱法．
分析 （1）烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C8H10，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为
；
（2）通过仪器分析得相对分子质量的方法为质谱法．
解答 解：（1）烃烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C8H10，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为，名称为对二甲苯，
故答案为：C8H10；对二甲苯；
（2）步骤二通过仪器分析得知X的相对分子质量，该方法称为质谱法，
故答案为：质谱法．
点评 本题考查有机物的推断、限制条件同分异构体书写，注意有机物研究的一般方法与步骤，难度中等，侧重考查学生的分析能力和计算能力．
练习册系列答案
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7．为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：
部分含钒物质在水中的溶解性见表．回答下列问题：
（1）工业上用铝热剂法由V2O5冶炼金属钒的化学方程式为3V2O5+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3．
（2）滤渣1中含矾的物质被Na2SO3还原的离子方程式为V2O5+SO32-+4H+═2VO2++SO42-+2H2O；
请配平滤液2中VOSO4被KClO3氧化的化学方程式：6VOSO4+KClO3+3H2O═3（VO2）2SO4
+KCl+3H2SO4．
（3）步骤⑤沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中
V2O5的质量比）和温度．根据图判断沉矾最佳控制氯化铵系数和温度分别为4、80℃；从平
衡移动角度解释沉矾过程中控制n（NH4+）：n（VO3-）＞1：1，原因是增大铵根离子浓度，可以提高VO3-转化率，以保证VO3-沉淀完全．
（4）步骤⑥反应的化学方程式为2NH4VO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V2O5+2NH3↑+H2O．
（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为：
VO2++V2++2H+$?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+，电池充电时阳极的电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+；
若用放电的电流强度I=2.0A，电池工作10分钟，电解精炼铜得到铜mg，则电流利用效率为$\frac{965}{384}$m×100%（写出表达式，不必计算出结果．已知：电量Q=It，t为时间秒；电解时Q=znF，$电流利用效率=\frac{负载利用电量}{电池输出电量}×100%$
z为每摩尔物质得失电子数、法拉第常数F=96500C/mol，）．
部分含钒物质在水中的溶解性见表．回答下列问题：
| 物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | （VO2）2SO4 |
| 溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
（2）滤渣1中含矾的物质被Na2SO3还原的离子方程式为V2O5+SO32-+4H+═2VO2++SO42-+2H2O；
请配平滤液2中VOSO4被KClO3氧化的化学方程式：6VOSO4+KClO3+3H2O═3（VO2）2SO4
+KCl+3H2SO4．
（3）步骤⑤沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中
V2O5的质量比）和温度．根据图判断沉矾最佳控制氯化铵系数和温度分别为4、80℃；从平
衡移动角度解释沉矾过程中控制n（NH4+）：n（VO3-）＞1：1，原因是增大铵根离子浓度，可以提高VO3-转化率，以保证VO3-沉淀完全．
（4）步骤⑥反应的化学方程式为2NH4VO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V2O5+2NH3↑+H2O．
（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为：
VO2++V2++2H+$?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+，电池充电时阳极的电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+；
若用放电的电流强度I=2.0A，电池工作10分钟，电解精炼铜得到铜mg，则电流利用效率为$\frac{965}{384}$m×100%（写出表达式，不必计算出结果．已知：电量Q=It，t为时间秒；电解时Q=znF，$电流利用效率=\frac{负载利用电量}{电池输出电量}×100%$
z为每摩尔物质得失电子数、法拉第常数F=96500C/mol，）．
4．对某含铜矿石【主要成分xCuCO3•yCu（OH）2•zCuSiO3，含少量SiO3，FeCO3】进行处理的流程如下：
已知：ⅰ．试剂价格：漂液（含25.2%NaClO）450元/吨，双氧水（含30%H2O2）2400元/吨．
ⅱ．溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol•L-1时，认为该离子沉淀完全．
ⅲ.25℃时，金属离子生成氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示，
请回答：
（1）含铜矿石粉碎的目的为增大矿石与稀硫酸的接触面积，加快酸浸速率并使酸浸更充分，滤渣Ⅰ灼烧所得固体的用途为制备光导纤维、制备玻璃、生产硅单质等（任写一种）．
（2）操作Ⅰ所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒．
（3）试剂1的名称为漂液，选择该试剂的理由为节约成本，所发生反应的离子方程式为ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O．
（4）加入试剂2，需调节溶液的pH的合理范围为3.7≤PH＜4.0，试剂2可以选择下列物质中的BC（填选项字母）．
A．Cu B．CuO C．Cu（OH）2 D．Fe
（5）操作3包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、洗涤的方法为用玻璃棒引流向过滤器中加入冷水至浸没沉淀，待水自然流下，重复2-3次．
（6）25℃时，Cu（OH）2 的溶度积常数K溶[Cu（OH）2]=1.0×10-20．
已知：ⅰ．试剂价格：漂液（含25.2%NaClO）450元/吨，双氧水（含30%H2O2）2400元/吨．
ⅱ．溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol•L-1时，认为该离子沉淀完全．
ⅲ.25℃时，金属离子生成氢氧化物时，开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示，
| 物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
| Fe（OH）2 | 7.6 | 9.6 |
| Fe（OH）3 | 2.7 | 3.7 |
| Cu（OH）2 | 4.0 | 6.5 |
（1）含铜矿石粉碎的目的为增大矿石与稀硫酸的接触面积，加快酸浸速率并使酸浸更充分，滤渣Ⅰ灼烧所得固体的用途为制备光导纤维、制备玻璃、生产硅单质等（任写一种）．
（2）操作Ⅰ所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒．
（3）试剂1的名称为漂液，选择该试剂的理由为节约成本，所发生反应的离子方程式为ClO-+2Fe2++2H+=Cl-+2Fe3++H2O．
（4）加入试剂2，需调节溶液的pH的合理范围为3.7≤PH＜4.0，试剂2可以选择下列物质中的BC（填选项字母）．
A．Cu B．CuO C．Cu（OH）2 D．Fe
（5）操作3包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥、洗涤的方法为用玻璃棒引流向过滤器中加入冷水至浸没沉淀，待水自然流下，重复2-3次．
（6）25℃时，Cu（OH）2 的溶度积常数K溶[Cu（OH）2]=1.0×10-20．
11．表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
（1）写出下列元素符号：⑥Si⑪Ca．
（2）在这些元素中，最活泼的金属元素和最活泼的非金属元素分别是K、F（用元素符号作答）．
（3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，有一种呈两性的用来治疗胃酸过多反应的化学方程式：Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O．
（4）在这些元素中，某元素的最高价氧化物对应的水化物可以和其气态氢化物反应，写出该方程式NH3+HNO3=NH4NO3或 H2S+3H2SO4（浓）=4SO2+4H2O．
（5）在⑤与④中，设计简单的实验（只要写出实验方案即可），证明其金属性的强弱，方案分别取大小和形状相同的Mg和Al与浓度相同的盐酸反应，观察产生气泡的速率，比较快的是Mg，故Mg金属性强；
（6）如何元素⑦与⑧的非金属性强弱，写出可以验证该结论的一个离子反应方程式S2-+Cl2=S↓+2Cl-．
 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
| 2 | ① | ② | ||||||
| 3 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | |
| 4 | ⑩ | ⑪ | ⑫ |
（2）在这些元素中，最活泼的金属元素和最活泼的非金属元素分别是K、F（用元素符号作答）．
（3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，有一种呈两性的用来治疗胃酸过多反应的化学方程式：Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O．
（4）在这些元素中，某元素的最高价氧化物对应的水化物可以和其气态氢化物反应，写出该方程式NH3+HNO3=NH4NO3或 H2S+3H2SO4（浓）=4SO2+4H2O．
（5）在⑤与④中，设计简单的实验（只要写出实验方案即可），证明其金属性的强弱，方案分别取大小和形状相同的Mg和Al与浓度相同的盐酸反应，观察产生气泡的速率，比较快的是Mg，故Mg金属性强；
（6）如何元素⑦与⑧的非金属性强弱，写出可以验证该结论的一个离子反应方程式S2-+Cl2=S↓+2Cl-．
8．下列说法正确的是（ ）
| A． | H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ/mol，所以该过程是放热反应 | |
| B． | 人类利用的能源都是通过化学反应获得的 | |
| C． | 2CO（g）+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2（g）△H＜0，则56gCO和32gO2所具有的总能里大于88g所具有的总能量 | |
| D． | 需要加热的反应一定是吸热反应 |
5．截至1999年，人们已经发现了113种（ ）
| A． | 原子 | B． | 分子 | C． | 核素 | D． | 元素 |
6．将29.5g乙烷和乙烯的混合气体通入足量的溴水后，溴水质量增加7g，则混合气体中乙烯的体积分数是（ ）
| A． | 21% | B． | 25% | C． | 30% | D． | 35% |