题目内容

13．以下是合成芳香族有机高聚物PC的合成路线．

已知：ROH+R’OH$→_{△}^{浓硫酸}$ ROR’+H2O
完成下列填空：
（1）F中官能团的名称羧基、氯原子；写出反应①的反应条件光照；
（2）写出反应⑤的化学方程式HOOCCCl（CH3）CH2COOH+3NaOH$→_{△}^{乙醇}$+NaCl+3H2O．
（3）写出高聚物P的结构简式．
（4）E有多种同分异构体，写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式．
①分子中只有苯环一个环状结构，且苯环上有两个取代基；
②1mol该有机物与溴水反应时消耗4molBr2
（5）写出以分子式为C5H8的烃为主要原料，制备F的合成路线流程图（无机试剂任选）．合成路线流程图示例如下：CH3CHO$→_{催化剂}^{O_{2}}$ CH3COOH$→_{浓H_{2}SO_{4}}^{CH_{3}CH_{2}OH}$ CH3COOCH2CH3．

分析 据C7H8经过反应①生成的C7H7Cl能够在NaOH溶液中反应可知，C7H8为甲苯，甲苯在光照条件下，甲基上的氢原子被氯原子取代，C7H7Cl为，C为苯甲醇，结合已知反应和反应条件可知，D为，D→E是在浓硫酸作用下醇的消去反应，则E为，据M的分子式可知，F→M发生了消去反应和中和反应，M为，N为，E与N发生加聚反应得到高聚物P，P为，据此分析．

解答 解：（1）据F的结构简式可知，F中含有的官能团有羧基、氯原子，反应①的反应条件为光照，故答案为：羧基、氯原子；光照；
（2）F→M发生了消去反应和中和反应，M为，反应的化学方程式为：HOOCCCl（CH3）CH2COOH+3NaOH$→_{△}^{乙醇}$+NaCl+3H2O，故答案为：HOOCCCl（CH3）CH2COOH+3NaOH$→_{△}^{乙醇}$+NaCl+3H2O；
（3）E为，N为，E与N发生加聚反应得到高聚物P，P为，
故答案为：；
（4）E为，其同分异构体具有①分子中只有苯环一个环状结构，且苯环上有两个取代基；②1mol该有机物与溴水反应时消耗4molBr2的物质的结构简式可以是，故答案为：；
（5）用分子式为C5H8的烃为主要原料，制备F的合成路线流程图为CH2=C（CH3）CH=CH2$\stackrel{溴水}{→}$CH2BrC（CH3）=CHCH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$HOCH2C（CH3）=CHCH2OH$\stackrel{催化氧化}{→}$OHCC（CH3）=CHCHO$\stackrel{催化氧化}{→}$HOOCC（CH3）=CHCOOH$→_{催化剂}^{HCl}$F，
故答案为：CH2=C（CH3）CH=CH2$\stackrel{溴水}{→}$CH2BrC（CH3）=CHCH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$HOCH2C（CH3）=CHCH2OH$\stackrel{催化氧化}{→}$OHCC（CH3）=CHCHO$\stackrel{催化氧化}{→}$HOOCC（CH3）=CHCOOH$→_{催化剂}^{HCl}$F．

点评 本题考查了有机推断与合成，注意根据有机物的官能团和反应条件分析，解题的关键是据F的结构简式和D的分子式分析判断，题目难度较大．

练习册系列答案
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10．现有下列物质：①干冰；②氢氧化钠；③过氧化氢；④晶体硅；⑤过氧化钠；⑥醋酸钠；⑦溴化铵；⑧氖；⑨碘晶体；请用编号填写下列空白．
（1）只含极性键的物质有①．
（2）只含非极性键的物质有④⑨．
（3）只含极性键和非极性键的物质有③．
（4）只含离子键和极性键的物质有②⑦．
（5）只含离子键和非极性键的物质有⑤．
（6）既含离子键，又含极性键和非极性键的物质有⑥．
（7）不含化学键的物质有⑧．
4．纯碱作为基本化工原料在国民经济中占有重要地位，联合制碱法制得优质纯碱的同时，还可得到副产品氯化铵，且达到充分利用原料的目的，工业流程及相关溶解度曲线如图，请回答：

（1）母液Ⅰ的主要成分是NaCl，氨母液Ⅰ碳酸化时发生反应的化学方程式为NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓；氨母液Ⅰ保持在30℃～35℃下碳酸化，原因是防止碳酸氢铵分解
（2）在NaHCO3过滤后，将NH4Cl分离并使用剩余的母液回至制碱系统复用，是联碱法与氨碱法的主要区别，母液循环析出，除加入NaCl固体外，还应采取的措施是通入氨气
（3）不用其他试剂，检验NH4Cl是否纯净的方法及操作是取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净．．
1．钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池．从含钒固体废弃物（含有SiO2、Al2O3及其他残渣）中提取钒的一种新工艺主要流程如图1：

部分含钒化合物在水中的溶解性如表：
物质V2O5NH4VO3VOSO4（VO2）2SO4
溶解性难溶难溶可溶易溶
请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有VO2+和Al3+
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是Al（OH）3（写化学式）．
（3）反应④的离子方程式为VO3-+NH4+=NH4VO3↓．
（4）25℃、101 kPa时，4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H1=-a kJ/mol
4V（s）+5O2（g）═2V2O5（s）△H2=-b kJ/mol
用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是10Al（s）+3V2O5（s）=5Al2O3（s）+6V（s）△H=-$\frac{5a-3b}{2}$KJ/mol．
（5）钒液流电池（如图2所示）具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H+通过．电池放电时负极的电极反应式为V2+-e-=V3+，电池充电时阳极的电极反应式是VO2+-e-+H2O=VO2++2H+．
（6）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VO+H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O．取25.00mL 0.1000 mol/LH2C2O4标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0mL，由此可知，该（VO2）2SO4溶液中钒的含量为10.6g/L．
8．硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色晶体，俗称摩尔盐，其化学式为：FeSO4•（NH4）2SO4•6H2O．硫酸亚铁在空气中易被氧化，而形成摩尔盐后就稳定了．硫酸亚铁铵可由硫酸亚铁与硫酸铵等物质的量混合制得．三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如下表：
温度/℃102030405070
（NH4）2SO473.075.478.081.084.591.9
FeSO4•7H2O40.048.060.073.3--
摩尔盐18.121.224.527.931.338.5
如图是模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置．

回答下列问题：
Ⅰ．（1）先用30%的氢氧化钠溶液煮沸废铁屑（含少量油污、铁锈、FeS等），再用清水洗净．用氢氧化钠溶液煮沸的目的是除去铁屑中油污
（2）将处理好的铁屑放人锥形瓶中，加入稀硫酸．锥形瓶中发生反应的离子方程式可能为ABCD（填序号）．
A．Fe+2H+═Fe2++H2↑    
B．Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
C．2Fe3++S2-═2Fe2++S↓     
D．2Fe3++Fe═3Fe2+
（3）利用容器②的反应，向容器①中通入氢气，应关闭活塞A，打开活塞BC （填字母）．容器③中NaOH溶液的作用是吸收硫化氢气体，防止污染空气；向容器①中通人氢气的目的是防止亚铁离子被氧气氧化．
Ⅱ．待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞B、C，打开活塞A，继续产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁（含极少部分未反应的稀硫酸）压到饱和硫酸铵溶液的底部．在常温下放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵．
硫酸亚铁与硫酸铵溶液混合就能得到硫酸亚铁铵晶体，其原因是硫酸亚铁铵的溶解度最小；从容器①中分离并得到纯净硫酸亚铁铵晶体的操作方法是过滤、用酒精洗涤、干燥．
Ⅲ．制得的硫酸亚铁铵晶体中往往含有极少量的Fe3+．为测定晶体中Fe2+的含量，称取一份质量为20.0g的硫酸亚铁铵晶体样品，制成溶液．用0.5mo1•L-1KMnO4溶液滴定，当溶液中Fe2+全部被氧化，MnO-4被还原成Mn2+时，耗KMnO4溶液体积20.00mL．
滴定时，将KMnO4溶液装在酸式（酸式或碱式）滴定管中，判断反应到达滴定终点的现象为溶液刚出现紫红色，保持30s不变；晶体中FeSO4的质量分数为38%．
18．（1）砷在元素周期表中的位置是ⅤA其气态氢化物的稳定性比NH3弱（填“强”或“弱”）
（2）砷的常见氧化物有As2O3和As2O2，其中As2O2热稳定性差，根据图1写出As2O2分解为As2O3的热化学方程式As2O5（s）=As2O3（s）+O2（g）△H=+295.4kJ•mol-1．
（3）砷酸盐可发生如下反应：AsO43-+2I-+2H+?AsO33-+I2+H2O．图2装置中，C1，C2是石墨电极．
①A中盛有棕色的KI和I2的混合溶液，B中盛有无色的Na2AsO2和Na2AsO3的混合溶液，当连接开关K，并向B中滴加浓盐酸时发现灵敏电流计G的指针向右偏转．此时C2上发生的电极反应是AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O．
②一段时间后，当电流计指针回到中间“0”位时，再向B中滴加过量浓NaOH溶液，可观察到电流计指针向左偏（填“不动”、“向左偏”或“向右偏”）．
（4）利用（3）中反应可测定含As2O5和As2O3的试样中的各组分含量（所含杂质对测定无影响），过程如下：
①将试样溶于NaOH溶液，得到含AsO43-和AsO33-的混合溶液，As2O5与NaOH溶液反应的离子方程式是As2O5+6OH-═2AsO43-+3H2O．
②上述混合液用0.02500mol•L-1的I2溶液滴定，消耗I2溶液20.00mL，滴定完毕后，使溶液呈酸性，加入过量的KI，析出的I2又用0.1000mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液30.00mL．列式计算试样中As2O5的质量为0.115．
5．利用废铝箔（主要成分为Al、少量的Fe、Si等）既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体．
I．实验室制取无色的无水AlBr3（熔点：97.5℃，沸点：263.3～265℃）可用如图1所示装置，主要实验步骤如下：
步骤l．将铝箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到烧瓶6中．
步骤2．从导管口7导入氮气，同时打开导管口l和4放空，一段时间后关闭导管口7和1；导管口4接装有五氧化二磷的干燥管．
步骤3．从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中，并保证烧瓶6中铝过剩．
步骤4．加热烧瓶6，回流一定时间．
步骤5．将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l．将装有五氧化二磷的干燥管与导管口1连接，将烧瓶6加热至270℃左右，使溴化铝蒸馏进入收集器2．
步骤6．蒸馏完毕时，在继续通入氮气的情况下，将收集器2从3处拆下，并立即封闭3处．
（1）步骤l中，铝箔用CCl4浸泡的目的是除去铝箔表面的油脂等有机物．
（2）步骤2操作中，通氮气的目的是排出装置中含有水蒸气的空气．
（3）步骤3中，该实验要保证烧瓶中铝箔过剩，其目的是保证溴完全反应，防止溴过量混入溴化铝中．
（4）铝与液溴反应的化学方程式为2Al+3Br2=2AlBr3．
（5）步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作当5的管中回流液呈无色或烧瓶6中物质呈无色．
（6）步骤5需打开导管口l和4，并从4通入N2的目的是将溴化铝蒸汽导入装置2中并冷凝得到溴化铝．
Ⅱ．某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH关系如图2所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔；2.0mol•L-1NaOH溶液：2.0mol•L-1硫酸
（7）由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为：
①称取一定质量的铝箔于烧杯中，分次加入2.0mol•L-1NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止．
②过滤    
③滤液用2.0mol/L硫酸在不断搅拌下调到pH4-10左右；
④过滤、洗涤  
⑤沉淀中不断加入2.0mol/L硫酸至恰好溶解；
⑥蒸发浓缩；
⑦冷却结晶； 
⑧过滤、洗涤、干燥．
2．将一溴丙烷和NaOH溶液共热煮沸几分钟后，冷却，滴入AgNO3溶液，结果没有看到浅黄色沉淀生成，其主要原因是（　　）
A．加热时间太短B．不应冷却后再滴入AgNO3溶液
C．加AgNO3溶液前未用稀HNO3酸化D．加AgNO3溶液后未加稀HNO3
3．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程．化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量．已知白磷和P4O6的分子结构如下图所示，现提供以下化学键的键能（kJ/mol）：P-P：198，P-O：360，O=O：498，则反应P4（白磷）+3O2═P4O6的反应热△H为（　　）
A．-1 638 kJ/molB．+1 638 kJ/molC．-126 kJ/molD．+126 kJ/mol

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