【实验化学】

工业上用异丙苯氧化法合成苯酚，其生产流程如下图：

有关物质的性质如下表：

（1）检验有机相中是否含有水的方法是   ▲   ；

（2）“操作2”的名称是   ▲   ；

（3）丙酮中常含有苯酚和异丙苯中的一种或者两种有机物杂质，某同学做了如下检验。

（4）为测定某工厂排放的污水中苯酚的含量，进行如下实验：取污水试样10.00mL加水稀释至100mL，加入10.0mL一定浓度的KBrO₃和KBr的混合溶液，立即加入5mL盐酸，摇匀后加入1gKI固体（足量），再摇匀，放置5min。用0.01000mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定至淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去，用去Na₂S₂O₃标准溶液14.46mL。同时以水代替污水试样做对比实验，用去Na₂S₂O₃标准溶液38.46 mL。已知上述实验中发生的反应有：

KBrO₃+5KBr+6HCl＝3Br₂+3H₂O+6KCl       2Na₂S₂O₃+I₂＝Na₂S₄O₆+2NaI

则此污水中苯酚的含量（以mg/L表示）   ▲   。

【物质结构与性质】

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O(PO₄)₂，可通过下列反应制备：

2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃·H₂O＝Cu₄O(PO₄)₂↓+3Na₂SO₄+(NH₄)₂SO₄+H₂O

（1）写出基态Cu²⁺的核外电子排布式   ▲   ，上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为   ▲   。

（2）PO₄^3－的空间构型是       ▲       。

（3）与NH₃互为等电子体的分子、离子有    ▲    、    ▲    （各举一例）。

（4）氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为   ▲   。

（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2－，则1 mol [Cu(CN)₄]^2－中含有的ơ键的数目为   ▲   。

（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为    ▲   。

镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。

（1）Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：

Mg(s) + H₂(g) ＝ MgH₂(s)                △H₁＝－74.5kJ·mol^－1

     Mg₂Ni(s) + 2H₂(g) ＝ Mg₂NiH₄(s)         △H₂＝－64.4kJ·mol^－1

     Mg₂Ni(s)+2MgH₂(s) ＝ 2Mg(s)+Mg₂NiH₄(s)  的△H₃＝      ▲      。

（2）一种用水氯镁石(主要成分为MgCl₂·6H₂O)制备金属镁工艺的关键流程如下：

①为探究MgCl₂•6H₂O“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl₂•6H₂O在不同温度下分解，测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示（X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在）。

测得E中Mg元素质量分数为60.0%，则E的化学式为   ▲   。

“一段脱水”的目的是制备MgCl₂·2H₂O，温度不高于180 ℃的原因是      ▲       。

②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率。生成MgO的化学方程式为        ▲        。

③该工艺中，可以循环使用的物质有    ▲    。

（3）储氢材料Mg(AlH₄)₂在110-200°C的反应为：

Mg(AlH₄)₂＝MgH₂ +2A1+3H₂↑

每生成27gAl转移电子的物质的量为    ▲    。

（4）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示，该电池的正极反应式为   ▲   。

利用硫酸渣(主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是       ▲     。

（2）“还原”是将Fe³⁺转化为Fe²⁺，同时FeS₂被氧化为SO₄^2-，该反应的离子方程式为   ▲    。

（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe³⁺的量以控制加入FeS₂的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl₂，再加HgCl₂除去过量的SnCl₂，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定。有关反应的化学方程式如下：

2Fe³⁺+Sn²⁺+6Cl^—＝2Fe²⁺+SnCl₆^2—

Sn²⁺+4Cl^—+2HgCl₂＝SnCl₆^2-+Hg₂Cl₂↓

6Fe²⁺+Cr₂O₇^2—+14H⁺＝6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

滴定时，K₂Cr₂O₇标准溶液应盛放在      ▲      滴定管中（填“酸式”、“碱式”）；若不加HgCl₂，则测定的Fe³⁺量   ▲    （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

（4）①可选用      ▲      （填试剂）检验滤液中含有Fe³⁺。产生Fe³⁺的原因是     ▲     （用离子方程式表示）。

②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：

a．氧化：          ▲           。

b．沉淀：          ▲           。

c．分离，洗涤。

d．烘干，研磨。

通过血液中的钙离子的检测能够帮助判断多种疾病。某研究小组为测定血液样品中

Ca^2＋的含量（100 mL血液中含Ca^2＋的质量），实验步骤如下：

①准确量取5.00 mL血液样品，处理后配制成50.00 mL溶液；

②准确量取溶液10.00 mL，加入过量(NH₄)₂C₂O₄溶液，使Ca^2＋完全转化成CaC₂O₄沉淀；

③过滤并洗净所得CaC₂O₄沉淀，用过量稀硫酸溶解，生成H₂C₂O₄和CaSO₄稀溶液；

④加入12.00 mL 0.0010 mol·L^－1的KMnO₄溶液，使H₂C₂O₄完全被氧化，离子方程式为：

2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝10CO₂↑＋2Mn^2＋＋8H₂O；

⑤用0.0020 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液滴定过量的KMnO₄溶液，消耗(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液20.00 mL。

（1）已知室温下CaC₂O₄的K_sp＝2.0×10^－9，欲使步骤②中c(Ca^2＋)≤1.0×10^－5 mol·L^－1，应保持溶液中c(C₂O₄^2－)≥   ▲    mol·L^－1。

（2）步骤⑤中有Mn^2＋生成，发生反应的离子方程式为   ▲   。

（3）若步骤⑤滴定管在使用前未用标准(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液洗涤，测得血液中Ca²⁺的含量将  ▲（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

（4）计算血样中Ca^2＋的含量（写出计算过程）。

   ▲   。

非索非那定(化合物H)是一种重要的抗过敏药，其部分合成路线如下：

（1）B→C的反应类型为     ▲   ，E分子中含氧官能团有    ▲      (写名称)。

（2）D的结构简式为        ▲          。

（3）F→G反应的化学方程式为        ▲           。

（4）请写出一种同时满足下列条件的B的同分异构体的结构简式      ▲      。

①苯环上有3个取代基；②具有α—氨基酸结构；③有6种不同化学环境的氢原子。

（5） 是一种重要的有机合成中间体，请完成以苯乙烯（）为主要原料（其他试剂自选）合成该化合物的合成路线流程图。合成路线流程图示例如下：

无水AlCl₃可用作有机合成的催化剂，食品膨松剂等。已知AlCl₃、FeCl₃分别在183℃、315℃时升华，无水AlCl₃遇潮湿空气即产生大量白雾。

I．工业上由铝土矿（主要成分是Al₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳单质）制备无水AlCl₃的流程如下：

（1）焙烧炉中发生反应：①Fe₂O₃(s) +3C(s)  2Fe(s) +3CO(g)；

                       ②3CO(g)+Fe₂O₃(s)  2Fe(s)+3CO₂(g)

    则反应②的平衡常数的表达式为K＝      ▲     。

（2）氯化炉中Al₂O₃、Cl₂和C在高温下发生反应的化学方程式为     ▲     ；炉气中含有大量CO和少量Cl₂，可用Na₂SO₃溶液除去Cl₂，其离子方程式为     ▲     。

（3）精制无水AlCl₃的合格品中，AlCl₃的质量分数不得低于96%。现称取16.25 g精制后的无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，其残留固体质量为0.16g。该样品中AlCl₃的质量分数为    ▲     。

II．实验室可用下列装置制备无水AlCl₃。装置B、C中应盛放的试剂名称分别为      ▲     、

     ▲      ，F中所盛放试剂的作用是       ▲        。

25℃时，0.1 mol Na₂CO₃与盐酸混合所得的一组体积为1 L的溶液，溶液中部分微粒与pH 的关系如图所示。下列有关溶液中离子浓度关系叙述正确的是

A．W点所示的溶液中：

c(CO₃^2－)＝c(HCO₃^－)>c(OH^－)> c(H⁺)

B．pH＝4的溶液中：

c(H₂CO₃)+ c(HCO₃^－)+ c(CO₃^2－)＝0.1 mol·L^－1

C．pH＝8的溶液中：

c(Na⁺)>c(HCO₃^－) >c(H₂CO₃)>c(CO₃^2－)

D．pH＝11的溶液中：

c(Na⁺)+ c (H⁺)＝c(OH^－)+c(Cl^－)+ c(CO₃^2－)+c(HCO₃^－)

一定温度时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO₂和O₂，发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)。反应过程中测定的部分数据见下表(表中t₁＜t₂)，下列说法正确的是

A．反应在0～t₁ min内的平均速率为v(SO₃)＝0.088/t₁ mol·L^－1·min^－1

B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.10molSO₃和0.010 molO₂，到达平衡时，n(SO₂)＝0.012 mol

C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(SO₂)＝0.0070mol·L^－1，则反应的△H＞0

D．相同温度下，起始时向容器中充入0.050molSO₂和0.030molO₂，达到平衡时SO₂转化率小于88%

下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是