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(12分)《物质结构与性质》 铁及其化合物在有机化学中应用广泛,例如有机合成中,...

(12分)《物质结构与性质》

铁及其化合物在有机化学中应用广泛,例如有机合成中,常用铁和盐酸将硝基(NO2)还原为氨基(NH2);在苯的溴代反应中用溴化铁作催化剂。

(1)Fe基态原子核外电子排布式                

(2)H、N、O的电负性从小到大的顺序是              

(3)与NO2+互为等电子体的一种分子为        (填化学式)。氨基(NH2)中氮原子的杂化类型            

(4)1mol苯分子中含有σ键的数目为                    

(5)Fe与N形成的某化合物晶胞如图所示,则该晶体的化学式为    

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(1)[Ar]3d64s2 (2)H<N<O(3)N2O (或CO2、CS2等);sp3 (4)12 mol(或12×6.02×1023) (5)Fe4N (每空2分) 【解析】 试题分析:(1)Fe的原子序数是26,根据核外电子排布规律可知,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2。 (2)非金属性越强,电负性越大,则H、N、O的电负性从小到大的顺序是H<N<O。 (3)价电子数与原子数分别都相等的互为等电子体,则与NO2+互为等电子体的一种分子为N2O(或CO2、CS2等)。氨基(-NH2)中氮原子有2个σ,1个孤对电子,1个未成对电子,所以氮原子的杂化类型为sp3杂化。 (4)苯分子里 6个碳原子的电子都以sp2杂化轨道相互重叠,形成 6个碳碳的σ键,又各以1个sp2 杂化轨道分别跟氢原子的 1s轨道进行重叠,形成6个碳氢的σ键。苯环上 6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道,它们垂直于环的平面,并从侧面相互重叠而形成一个闭合的π键,并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方,所以1mol苯分子中含有σ键的数目为12×6.02×1023。 (5)根据晶胞结构示意图可知,N原子在中心,共计1个。根据均摊法可知Fe原子个数是 =4,所以该晶体的化学式为Fe4N。 考点:考查核外电子排布、电负性、杂化轨道类型、共价键以及晶胞化学式计算等  
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考点分析:
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(14分)H2O2是一种常用绿色氧化剂,在化学研究中应用广泛。

(1)空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示,主要原理是在碱性电解质溶液中,通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。

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试回答

①直流电源的a极名称是     

②阴极电极反应式为             

③1979年,科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下制得了H2O2。相对于电解法,该方法具有的优点是安全、        

(2)Fe3+对H2O2的分解具有催化作用利用图(a)(b)中的信息按图(c)装置连通的AB瓶中已充有NO2气体进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的       (填“深”或“浅”),其原因是                

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(3)用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是          ,控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L-1H2SO4溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)

温度(℃)

20

30

40

50

60

70

80

Cu的平均溶解速率

(×10-3mol·min-1

7.34

8.01

9.25

7.98

7.24

6.73

5.76

当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,其主要原因是       

 

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(15)硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。

(1)同学甲设计实验检验废气A中含有的CO2,应选择的试剂有     

A.NaOH溶液     B.酸性KMnO4溶液     C.澄清石灰水   D.盐酸

(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。

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①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是          ,搅拌的目的是   

②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是                 

(3)兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾(ZnSO4•7H2O)。实验模拟制备皓矾工业流程如下:

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“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是                             

加入Zn粉的目的是                              

固体A主要成分是        

操作b得到纯净皓矾晶体,必要的操作是               、过滤、洗涤、干燥。

 

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(12分)铁钾矾[KxFey(SO4)m·nH2O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定:

①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。

②准确量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.466g

③准确量取25.00mL溶液A,加入足量的KI溶液,以淀粉为指示剂,用0.1250 mol·L1Na2S2O3溶液滴定消耗8.00mL至终点已知:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6

(1)检验出A溶液中存在的Fe3+,可以加入          溶液。

(2)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×1010,欲使溶液中c(SO42)1.0×105 mol•L1,应保持溶液中c(Ba2+)         mol·L1

(3)步骤③中判断滴定终点的方法                                        

(4)通过计算确定铁钾矾的组成(写出计算过程)。

 

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(15分)奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物用于合成奈必洛尔中间体G的部分流程如下:

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已知:乙酸酐的结构简式为满分5 manfen5.com

请回答下列问题:

(1)G物质中的含氧官能团的名称是             

(2)反应A→B的化学方程式为                                       

(3)上述变化过程的反应类型分别是                 

(4)写出满足下列条件C的同分异构体的结构简式:           

.苯环上只有两种取代基

.分子中只有4种不同化学环境的氢。

.能与NaHCO3反应生成CO2

(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以满分5 manfen5.com和乙酸酐为原料制备满分5 manfen5.com的合成路线流程图(无机试剂任)。合成路线流程图示例如下:

CH3CH2Br满分5 manfen5.comCH3CH2OH满分5 manfen5.comCH3COOCH2CH3

 

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(12分)钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O],煅烧可获得钛酸钡粉体。

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(1)酸浸时发生的反应的离子方程式为                              ;为提高BaCO3的酸浸率,可采取的措施为                   (任答一点)。

(2)配制TiCl4溶液时,通常将TiCl4溶于浓盐酸,目的是                       

(3)加入H2C2O4溶液时,发生反应的化学方程式为                            ;可循环使用的物质X是     

(4)煅烧得到BaTiO3的同时,生成高温下的气体产物CO、        

 

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