21.(12分)本包括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。请选择其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A.生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出其态Zn原子的核外电子排布式     。

(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式     。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是     ;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为     。

②甲醛分子的空间构型是     ;1 mol 甲醛分子中键的数目为     。

③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为     。

B.环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:

物质
沸点(℃)
密度(g·cm-3,20 ℃)
溶解性
环己醇
161.1(97.8)
0.9624
能溶于水
环己酮
155.6(95)
0.9478
微溶于水

100.0
0.9982
 

括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55~60 ℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100℃的馏分,得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为    

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是   

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~156 ℃馏分,b.过滤; c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是    (填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需    

③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是    

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有    种不同化学环境的氢原子。

18.(10分)二氧化氧(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。

(1)在ClO2的制备方法中,有下列两种制备方法:

方法一:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O

方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4===2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O

用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是   

(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5-6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子的含量应不超过0.2mg·L-1

饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如下图所示。当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-完全还原成Cl-。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定:

2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI

①请写出pH≤2.0时,ClO2-与I-反应的离子方程式   

②请完成相应的实验步骤:

 步骤1:准确量取V mL水样加入到锥形瓶中。

 步骤2:调节水样的pH为7.0-8.0。

 步骤3:加入足量的KI晶体。

 步骤4:加少量淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V1mL。

步骤5:   

步骤6:再用c mol·L-1 溶液滴定至终点,消耗溶液ml

③根据上述分析数据,测得该饮用水样中CIO-2的浓度为   mol·L-1(用含字母的代数式表示。)

④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO2- 还原成Cl- , 该反应的氧化产物是    (填化学式)。

 0  174417  174425  174431  174435  174441  174443  174447  174453  174455  174461  174467  174471  174473  174477  174483  174485  174491  174495  174497  174501  174503  174507  174509  174511  174512  174513  174515  174516  174517  174519  174521  174525  174527  174531  174533  174537  174543  174545  174551  174555  174557  174561  174567  174573  174575  174581  174585  174587  174593  174597  174603  174611  447090 

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