[化学——选修5有机化学基础]
有机物F()是合成某种药物的中间体,它的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为______,分子中处于同一平面的原子最多有____个。
(2)E中官能团名称是_____,①~④中属于加成反应的是_______(填序号)。
(3)反应③的化学方程式为______________。
(4)反应⑤的生成物有两种,除了F以外,另一种生成物的名称是______。
(5)满足下列条件的D的同分异构体有______种。
①能与FeCl3溶液发生显色反应; ②能发生银镜反应; ③分子中有1个甲基
(6)仿照E的合成路线,设计一种由合成的合成路线___________________________。
自然界中存在大量的金属元素,其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子核外电子排布式为_________,S、O、N三种元素的电负性由大到小的顺序为_________。
(2)在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2−,CN−中提供孤电子对的原子是________,1 mol CN−中含有的π键的数目为_________。与CN−互为等电子体的离子有_________ (写出一种即可)。
(3)已知AlCl3的蒸气是缔合的双分子(Al2Cl6),更高温度下Al2Cl6则离解生成AlCl3单分子。单分子AlCl3的立体构型是________,缔合双分子Al2Cl6中Al原子的杂化轨道类型为_________。
(4)NaCl和MgO都属离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是_____。
(5)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为______,若该晶胞的参数为d nm,则该合金的密度为________g/cm3 (不必化简,用NA表示阿伏加德罗常数)。
砷元素广泛存在于自然界,砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。
(1)砷的常见氧化物有As2O3和As2O5,其中As2O5热稳定性差。根据图1写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式_________________。
(2)砷酸钠具有氧化性,298 K时,在100 mL烧杯中加入10 mL 0.1 mol/L Na3AsO4溶液、20 mL 0.1 mol/L KI溶液和20 mL 0.05 mol/L硫酸溶液,发生下列反应:AsO43-(无色)+2I-+2H+AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2O ΔH。测得溶液中c(I2)与时间(t)的关系如图2所示(溶液体积变化忽略不计)。
①下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______(填字母代号)。
a.溶液颜色保持不再变化 b.c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化
c.AsO43-的生成速率等于I2的生成速率 d. 保持不再变化
②0~10 min内,I−的反应速率v(I−)=_______。
③在该条件下,上述反应的平衡常数K=______。
④升高温度,溶液中AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)利用(2)中反应可测定含As2O3和As2O5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0.2000 g溶于NaOH溶液,得到含AsO33-和AsO43-的混合溶液。
②上述混合液用0.02500 mol•L-1的I2溶液滴定,用____做指示剂进行滴定。重复滴定2次,平均消耗I2溶液40.00 mL。则试样中As2O5的质量分数是______。
(4)雄黄(As4S4)在空气中加热至300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3),另一种氧化物为______(填化学式),可用双氧水将As2O3氧化为H3AsO4而除去,写出该反应的化学方程式________________________。
某工厂用软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等杂质)为原料制备MnO2和Zn(干电池原料),其简化流程如下:
已知:反应Ⅰ中所有金属元素均以离子形式存在。
回答下列问题:
(1)滤渣1中除了SiO2以外,还有一种淡黄色物质,该物质是由MnO2、CuS与硫酸共热时产生的,请写出该反应的离子方程式________________________________。
(2)反应Ⅱ中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属,滤渣2的主要成分是______(填名称)。
(3)反应Ⅲ中MnO2的作用是______,另外一种物质X可以是______。(填字母代号)
a.MgO b.Zn(OH)2 c.Cu2(OH)2CO3 d.MnCO3
(4)反应Ⅳ中电极均是惰性电极,写出阳极电极反应式_______________。本工艺可以循环利用的物质有MnO2、Zn和_____。
(5)已知:H2S的电离常数K1=1.0×10−7,K2=7.0×10−15。0.1 mol/L NaHS的pH___7(填“>”“=”或“<”),理由是________________________________________。
(6)在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020 mol·L−1 Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS−浓度为1.0×10−4 mol·L−1时,Mn2+开始沉淀,则a=________。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10−15]
四氯化钛(TiCl4)是生产金属钛及其化合物的重要中间体。室温下,四氯化钛为无色液体。某化学兴趣小组同学以TiO2和CCl4为原料在实验室制取液态TiCl4,装置如图所示。
有关信息如下:
①反应原理:TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g)。
②反应条件:无水无氧且加热。
③有关物质性质如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其它 |
CCl4 | −23 | 76 | 与TiCl4互溶 |
TiCl4 | −25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
请回答下列问题:
(1)装置F橡皮管的作用是_________________________,
装置F中有氮气生成,该反应的化学方程式为_______________。
(2)实验装置依次连接的顺序为F→B→___→____→____→___。
(3)实验开始前首先点燃____处酒精灯(填“D”或“F”),目的是___________________。
(4)E装置______(填“能”或“不能”)换成B装置,理由是_____________________。
(5)欲分离C中的液态混合物,所采用操作的名称是__________________。
(6)TiCl4是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。某钛合金的元素还有Al和Si等。已知在常温下,钛是一种耐强酸强碱的金属,请设计实验检验其中的Si元素:__________________________________________________________。
某温度下,向10 mL 0.1 mol/LCuCl2溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,滴加过程中溶液中−lgc(Cu2+)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示,下列有关说法正确的是
已知:lg2=0.3,Ksp(ZnS)=3×10-25 mol2/L2。
A. a、b、c三点中,水的电离程度最大的为b点
B. Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=2c(Na+)
C. 该温度下Ksp(CuS)=4×10-36 mol2/L2
D. 向100 mL Zn2+、Cu2+浓度均为10-5 mol•L-1的混合溶液中逐滴加入10-4 mol•L-1的Na2S溶液,Zn2+先沉淀