(14分)
对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
(1)含氰废水中的CN-有剧毒。
①CN-中C元素显+2价, N元素显-3价,用原子结构解释N元素显负价的原因是 ,共用电子对偏向N原子,N元素显负价。
②在微生物的作用下,CN-能够被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,该反应的离子方程式为 。
(2)含乙酸钠和对氯酚()的废水可以利用微生物电池除去,其原理如下图所示。
①B是电池的 极(填“正”或“负”);②A极的电极反应式为 。
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子,A- 表示乳酸根离子)。
①阳极的电极反应式为 。
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理: 。
③ 电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6-8,此时进入浓缩室的OH-可忽略不计。400mL 10 g•L-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145 g•L-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为 L。(乳酸的摩尔质量为90 g• mol-1)
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(14分)
以锌锰废电池中的碳包(含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质 )为原料回收MnO2的工艺流程如下:
I. 将碳包中物质烘干,用足量稀HNO3溶解金属单质,过滤,得滤渣a;
II. 将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉,得到粗MnO2;
III. 向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液,MnO2溶解生成Mn2+,有气体生成;
IV. 向III所得溶液(pH约为6)中缓慢滴加0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液,过滤,得滤渣b,其主要成分为MnCO3;
V. 滤渣b经洗涤、干燥、灼烧,制得较纯的MnO2。
(1)Ι中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为 。
(2)已知II的灼烧过程中同时发生反应:
MnO2(s) + C(s) === MnO(s) + CO (g) △H = +24.4 kJ • mol – 1 ①
MnO2(s) + CO(g) === MnO(s) + CO2(g) △H = -148.1 kJ • mol – 1 ②
写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式: 。
(3)H2O2分子中含有的化学键类型为 、 。
(4)III中MnO2溶解的离子方程式为 ,溶解一定量的MnO2,H2O2的实际消耗量比理论值高,用化学方程式解释原因: 。
(5)IV中,若改为“向0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加III所得溶液”,滤渣b中会混有较多Mn(OH)2沉淀,解释其原因: 。
(6)V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为 。
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按要求写化学方程式或是水溶液中的离子反应也可书写离子反应方程式。
①Na和H2O的反应 ②Na2O2和H2O的反应
③NaH和水的反应 ④将NaOH与CO2按物质的量之比3:2充分反应
⑤向Na2CO3溶液中通入过量CO2 ⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合
⑦将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合 ⑧Al和NaOH溶液的反应
⑨Mg和稀硝酸溶液的反应⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合
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Ⅰ、下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为2︓1有________________。
A.乙酸甲酯 B.对苯二酚 C.2-甲基丙烷 D.对苯二甲酸
Ⅱ、已知羧酸在磷的催化作用下,可以和卤素反应生成a —卤代物:如,Ⅰ由二分子H合成,有机物A在一定条件下,最终转化成I的过程如图:
回答下列问题:
(1)有机物E的结构简式:_________。有机物 H的结构简式:__________。
(2)上述各步反应中,属于取代反应的有(填编号)_______________。
(3)写出有关反应方程式:
B→C:_______________________________________________。
C→D:______________________________________________。
H→I:______________________。
H生成高分子化合物: _________________。
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由环己烷可制备1,4环己醇二醋酸酯。下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都已略去)。
(1)在上述8步反应中,属于取代反应的有________,属于加成反应的有________,反应④属于________反应。
(2)写出下列化合物的结构简式。B:____,C:____。
(3)写出反应④、⑤、⑥的化学方程式。
④____________________________________________________________;
⑤___________________________________________________________;
⑥_______________________________________。
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实验室里需要纯净的NaCl溶液,但现在只有混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl。某学生设计了如图所示方案提取纯净的NaCl溶液。(已知:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O)
回答下列问题:
(1)过滤操作的的主要仪器是____________。(至少填两个)
(2)操作②________(填“能”或“不能”)硝酸钡溶液,其理由是___________________。
(3)进行操作②后,如何判断SO已除尽,方法是_______________________。
(4)操作③的目的是___________。为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?_______________。
(5)此设计方案________(填“严密”或“不严密”),说明理由_____________________ 。
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某有机物X的分子式为C4H8O2,X在酸性条件下与水反应,生成分子内均含有2个碳原子的有机物Y和Z,Y在铜催化下被氧化为W,W能发生银镜反应。
(1)写出X和Z的结构简式X____________________,Z________________________。
(2)写出下列反应的化学方程式
X在酸性条件下与水反应________________________,反应类型为__________________。
Y与浓硫酸的混合物共热发生消去反应_____________________________________________。
W与新制Cu(OH)2反应的现象是____________________________________________。
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高铁酸盐在环保、能源等方面有着广泛的用途。
Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种理想的水处理剂,试解释其原因_______。
Ⅱ.高铁电池的研制也在进行中。如图是高铁电池的模拟实验装置:
(1)该电池放电时正极的电极反应式为___________。
(2)盐桥中盛有饱和KCl溶液,此盐桥中氯离子向_______移动(填“左”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______移动(填“左”或“右”)。
(3)如图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有______。
Ⅲ.工业上湿法制备K2FeO4 的工艺流程如图。
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
___FeC13+___NaC1O+___NaOH=___NaFeO4+___NaCl+___H2O
(2)加入饱和KOH溶液的目的是___________________。
(3)己知25℃时Ksp [Fe(OH)3]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配制5 mol/L 100mLFeC13溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_____mL2mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
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普鲁卡因M(结构简式为)可用作临床麻醉剂,熔点约60℃。它的一条合成路线如下图所示(部分反应试剂和条件己省略):
已知:B和乙醛互为同分异构体;的结构不稳定。
完成下列填空:
(1)E中官能团名称为_______。
(2)写出反应类型:反应②_______,反应④_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)写出B和F的结构简式:B_______、F_______。
(5)写出同时满足下列条件的C的同分异构体的结构简式_______。
①滴加FeCl3溶液变为紫色 ②苯环上有2种不同环境的氢原子
(6)己知:苯环上原有取代基对第二次取代时有一定的影响,如,若-X为烃基或羟基,再次取代时,新取代基在-X的邻位或对位;若-X为羧基或硝基,再次取代时,新取代基在-X的间位。参照上述合成路线,设计由甲苯合成的合成路线_______。(用合成路线流程图表示,并注明反应条件,合成过程中无机试剂可任选)。
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化合物H是一种用于合成γ-分泌调节剂的药物中间体,其合成路线流程图如下:
(1)C中的含氧官能团名称为_______和__________。
(2)D→E 的反应类型为__________________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:_____________________。 ①含有苯环,且分子中有一个手性碳原子;②能发生水解反应,水解产物之一是α-氨基酸,另一水解产物分子中只有2种不同化学环境的氢。
(4)G 的分子式为C12H14N2O2 ,经氧化得到H,写出G的结构简式:__________________。
(5)已知: (R代表烃基,R'代表烃基或H) 请写出以和(CH3)2SO4为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干) __________________。
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