(14分) 草酸亚铁可用于合成锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)等,其制备过程主要包括:

a.将硫酸亚铁铵【(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O】晶体溶于适量蒸馏水,加入适量稀硫酸酸化。

b.将上述溶液煮沸,逐滴加入H2C2O4溶液,直至沉淀完全。

c.静置、倾去上层清液、过滤、洗涤、50℃以下烘干。试回答下列问题:

(1)配制(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液时,需加入少量稀硫酸,目的是    ▲      

(2)将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行热重分析,结果如右图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

① 则A-B发生反应的化学方程式为:                 ▲                

② 精确研究表明,B­-C实际是分两步进行的,每步释放一种气体,其中第一步释放的气体相对分子质量较第二步的小,试写出B-C两步反应的方程式:          ▲             、          ▲      

(3)Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800℃.  

的氩气中烧结6小时,即可制成硅酸亚铁锂。①合成硅酸

亚铁锂的化学方程式为:                      

②该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO4+Li=Li2FeSiO4, 

写出相应的电极反应式:

正极                 、负极        ▲       

 

本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。

(1)基态砷原子的电子排布式为    ▲    ;砷与溴的第一电离能较大的是    ▲    

(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是    ▲   

(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为    ▲    ,与其互为等电子体的一种分子为    ▲   

(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示。该化合物的分子式为    ▲    ,As原子采取    ▲    杂化。

(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与    ▲    个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有    ▲    (填字母)。

A.离子键  B.σ键  C.π键  D.氢键  E.配位键  F.金属键  G.极性键

B某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇。反应原理如下:

有关物质的部分物理性质如下:

  

熔点/℃

沸点/℃

溶解性

苯甲醛

—26

179

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲酸

122

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚

苯甲醇

-15.3

205.0

稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚

乙醚

-116.2

34.5

微溶于水,易溶于乙醇

实验步骤:

(1)在250 mL锥形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷却至室温。加入10.5 g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24 h。

①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使   ▲   (填物质名称)的产量相对减少。

②用力振荡的目的是   ▲  

(2)分离苯甲醇

①向锥形瓶中加入30 mL水,搅拌,使之完全溶解。冷却后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层)。30 mL 乙醚分三次萃取的效果比一次萃取的效果   ▲   (填“好”或“差”)。

②将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5 mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙醚溶液转移到100 mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是   ▲   (填字母代号)。

A.水浴加热      B.油浴加热      C.沙浴加热      D.用酒精灯直接加热

③改用空气冷凝管蒸馏,收集   ▲   ℃的馏分。

(3)制备苯甲酸

在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右。冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥。抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先   ▲  

 

 0  73481  73489  73495  73499  73505  73507  73511  73517  73519  73525  73531  73535  73537  73541  73547  73549  73555  73559  73561  73565  73567  73571  73573  73575  73576  73577  73579  73580  73581  73583  73585  73589  73591  73595  73597  73601  73607  73609  73615  73619  73621  73625  73631  73637  73639  73645  73649  73651  73657  73661  73667  73675  203614 

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