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(本题共12分)
合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(I)、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:
Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac
完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是_________。(选填编号)
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物
(2)铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式。
_________________________________________
(3)简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。
__________________________________________
(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为____________________。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是_________________________。通过比较_____________可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。
(5)已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的电子式是____________。CS2熔点高于CO2,其原因是__________。
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[化学-选修5有机化学基础]
对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母和霉菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得.以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羧基;②D可与银氨溶液反应生成银镜;③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1﹕1.
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________;
(2)由B生成C的化学反应方程式为________,该反应的类型为________;
(3)D的结构简式为________;
(4)F的分子式为________;
(5)G 的结构简式为________;
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种,其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2﹕2﹕1的是________(写结构简式).
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ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途.请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式是S8,其环状结构如图1所示,S原子采用的轨道杂化方式是________;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________;
(3)Se的原子序数为________,其核外M层电子的排布式为________;
(4)H2Se的酸性比 H2S________(填“强”或“弱”).气态SeO3分子的立体构型为________,离子的立体构型为________;
(5)H2SeO3 的K1和K2分别是2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4的第一步几乎完全电离,K2是1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释:
①H2SeO3和H2SeO4的第一步电离程度大于第二步电离的原因:________;
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:________.
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛.立方ZnS晶体结构如图2所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为________g•cm-3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为________pm(列式表示)
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由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如图1所示:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为Fe的低价氧化物.该过程中两个主要反应的化学方程式分别是________、________,反射炉内生成炉渣的主要成分是________;
(2)冰铜(Cu2S 和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%.转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼.冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程中发生反应的化学方程式分别是________、________;
(3)粗铜的电解精炼如图2所示.在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极________(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为________,若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为________.
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溴苯是一种化工原料,实验室合成溴体的装置示意图及有关数据如下:
| 苯 | 溴 | 溴苯 |
密度/g•cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑.在b中小心加入4.0mL液态溴.向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了________气体.继续滴加至液溴滴完.装置d的作用是________;
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗涤.NaOH溶液洗涤的作用是________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤.加入氯化钙的目的是________;
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为________,要进一步提纯,下列操作中必须的是________;(填入正确选项前的字母)
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是________.(填入正确选项前的字母)
A.25mL B.50mL C.250mL D.500mL.
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光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用CO与Cl2在活性炭催化下合成.
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为________;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为________;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为________;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ•mol-1.反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8min时的平衡常数K=________;
②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2)________T(8)(填“>”、“<”或“=”)
③若12min时反应于T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=________mol•L-1
④比较产物CO在2~3min、5~6min、12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小________;
⑤比较反应物COCl2在5~6min、15~16min时平均反应速率的大小:v(5~6)________v(15~16)(填“>”、“<”或“=”),原因是________.
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(10分)将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(容器不参与反应),试判断下列情况溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有______________________________。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中一定有_______________可能有_______________。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有_____________,一定有_____________。
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(8分)
(1)氯气是最早用于饮用水消毒的物质,其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸,该反应的离子方程式为___________________
(2)写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式:_________________
(3)写出氯气实验室制法方程式:_____________________
(4)ClO2被称为“第四代”饮用水消毒剂,因其高效率、无污染而被广泛使用。北京永利科技有限公司已用电解法批量生产ClO2。其反应原理为4ClO-+4H+4ClO2↑+O2↑+2H2O,相同物质的量的氯气与二氧化氯消毒时转移电子数目之比是______________
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(12)在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究,将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,然后加入浓硫酸,生成黑色物质。
请回答下列问题:
(1)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是_____________(填化学式),反应的化学方程式为_________________
(2)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有___________(填序号)。
A.酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性
(3)将(1)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中,可以看到品红溶液______________,说明这种气体具有_________________性;将(1)中产生的有刺激性气味的气体也可使溴水褪色,请写出该反应的化学方程式:_______________________。
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(1)用热水配制AlCl3溶液,会出现浑浊现象,原因是(用离子方程式和必要的文字说明):
。要消除浑浊现象,又不污染药品,可加入适量的__________溶液。
(2)常温下,有①0.01 mol/L HCl溶液;②pH=12的氨水,其中水的电离程度① ②,(选填“>”、“<”或“=”);若将①、②混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:①________②(选填“>”、“<”或“=”)。若用①来滴定未知浓度的氨水,通常选用____________作指示剂,达滴定终点时各离子浓度由大到小的顺序是_________________________________。
(3)某温度(T℃)时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH=11,则在该温度下,将100 mL 0.2 mol·L-1的稀盐酸与100 mL 0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH=________。