1、6道主观大题组合练(二)16以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：(1)“酸溶”中加快溶解的方法为_(写出一种)。(2)“还原”过程中的离子方程式为_。(3)“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为_。若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中_。已知Ksp(CaCO3)2.8109，Ksp(FeCO3)21011(4)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，虽然能缩短氧化时间，但缺点是_。(5)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 、1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过1
2、5 min金属产率下降的原因是_。解析：(1) 硫酸渣加酸溶解，为了加快溶解可采取加热、搅拌、适当增大硫酸浓度或将硫酸渣粉碎等方法。(2)Fe2O3溶于酸，生成Fe3，加入铁粉使之还原，离子方程式为Fe2Fe3=3Fe2。(3)过滤，除去SiO2等不溶于酸的杂质，加入NH4HCO3，使铁沉淀，同时产生了CO2，则“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO42NH4HCO3=Fe(OH)2 (NH4)2SO42CO2。若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中140。(4)用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，缺点是NaNO2被还原为氮氧化物，污染
3、空气。(5)焙烧时间超过15 min金属产率下降，原因是还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化。答案：(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度(写一种)(2)Fe2Fe3=3Fe2(3)FeSO42NH4HCO3=Fe(OH)2 (NH4)2SO42CO2140(4)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气(5)还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化17化合物F(盐酸地拉普利)是一种治疗高血压的药物，其合成路线流程图如下：(1)D中的官能团有酰胺键、_(写名称)。(2)EF的反应类型为_。(3)B的分子式为C15H21O2N，写出B的结构简式：_。(4)A的一种同分异构体M同时满足下列条件，写出M的结构简式：_
4、。M是一种芳香族化合物，能与NaOH溶液发生反应；M分子中有4种不同化学环境的氢。(5)已知：RXRCNRCH2NH2。写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)。解析：(1)D中的官能团有酰胺键、氨基、酯基。(2) 比较E、F结构，从EF中酯基转化为羧基，则该反应的反应类型为取代反应。(3) 由题中信息的变化可知B中NH转化为酰胺键，结合B的分子式为C15H21O2N，则B的结构简式为。(4) A()的一种同分异构体M同时满足M是一种芳香族化合物，说明含有苯环，由于只有1个O 原子，且能与NaOH溶液发生反应则含有酚羟基；M分子中有4种不同化学环境的氢，说
5、明结构高度对称。由其不饱和度可知应含有碳碳三键，则M的结构简式为。答案：(1) 氨基、酯基(2)取代反应(3)(4) (5)18纳米级Co3O4是一种电极材料，可用草酸盐湿式沉淀煅烧分解法制备。(1)先用(NH4)2C2O4溶液和CoCl2溶液为原料制取难溶于水的CoC2O42H2O晶体。已知25 ，Kb(NH3H2O)1.8105，H2C2O4的Ka15.6102，Ka25.4105。(NH4)2C2O4溶液的pH_(填“”“”或“”)7。反应时，使(NH4)2C2O4过量的原因是_。(2)为确定由CoC2O42H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575 g的CoC2O42H2O
6、样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385 以上残留固体均为金属氧化物)B处的物质为_(填化学式)。经测定，205385 的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积。(写出计算过程，结果保留2位有效数字)解析：(1)由于Kb(NH3H2O)1.8105，H2C2O4的Ka25.4105，则在相同条件下NH的水解程度比C2O大，(NH4)2C2O4溶液呈酸性，pH7。反应时，使(NH4)2C2O4过量的原因是使Co2充分沉淀(或提高Co2的沉淀率)。(2)n(CoC2O42H2O)0.025 molCoC2O42H2O中m(H2O)0.02
7、5 mol218 gmol10.9 gCoC2O42H2O中m(CoC2O4)4.575 g0.9 g3.675 g根据图中A点数据可知，A处物质为CoC2O4。B处固体质量为2.008 g，其中m(Co)0.025 mol59 gmol11.475 g，则含m(O)2.008 g1.475 g0.533 gn(Co)n(O)0.025 mol34，故B处物质为Co3O4。已知205385 的煅烧过程中，产生的气体为CO2，则AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O42O2=Co3O46CO2V(O2)0.025 mol22.4 Lmol10.37 L。答案：(1) 使Co2充分沉淀(或提高C
8、o2的沉淀率)(2)Co3O4AB段发生反应的化学方程式为3CoC2O42O2=Co3O46CO2V(O2)0.025 mol22.4 Lmol10.37 L(其他合理计算步骤也给分)19硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)炭粉还原法，其流程如图所示。(1)上述流程中采用稀NaOH溶液比用热水更好，理由是_。(2)同学甲根据氧化还原反应的原理认为上述流程中产生的气体可能是CO、CO2、SO2，他从下列装置中选择必要的装置设计简易的实验方案验证他的假设(加热装置省略)。选择装置连接导管接口，其气流从左到右的顺序为_。能证明有CO2气体的现象为
9、_。正确连接装置并反应一段时间后，用集气瓶能收集到一定体积的气体，说明混合气体中含有CO。确认气体中含有CO的另一种方法是_。(3)同学乙认为煅烧后的固体中可能含有Na2SO3。检验反应后的固体中是否还有剩余的无水芒硝，需要的试剂是_。设计实验证明反应后的固体中是否含有Na2SO3，完成实验报告。供选择的试剂：酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、品红溶液、澄清石灰水。实验步骤实验操作现象及结论取少量制得的硫化钠晶体溶于水，过滤得到滤液除去炭粉等难溶性的杂质取少量滤液于试管中，_(4)实验测得硫酸钠与焦炭的反应产物由温度、反应物质量比决定。如果反应产物为两种盐，两种气体产物体积比为13，且平均相对分子质量为
10、32，则煅烧反应的化学方程式为_。解析：(1)硫化钠是强碱弱酸盐，在热水中促进其水解，而在稀氢氧化钠溶液中其水解被抑制。(2)制备气体(装置A)、检验SO2(装置E)、除去SO2并确定SO2被除尽(装置B)、检验CO2(装置D)、除去CO2并收集CO(装置C)，连接装置时，洗气瓶中长导管进气，短导管出气，故装置连接顺序为aghcbefd。因为SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以，必须强调装置B中溶液不褪色，说明SO2被除尽。检验CO用点燃、还原等方法都可以。(3)检验反应后固体中是否还有剩余的无水芒硝时，加入盐酸除去可能存在的亚硫酸钠，用氯化钡检验硫酸根离子，故所用试剂是稀盐酸和氯化钡溶
11、液。2S2SO6H=3S3H2O，若硫化钠中含有亚硫酸钠，则除去炭粉等难溶性的杂质后，加入足量稀盐酸会产生淡黄色固体。(4)根据氧化还原反应原理，硫酸钠与焦炭反应生成硫化钠、亚硫酸钠、CO、CO2。若CO、CO2的体积比为13，则平均相对分子质量为40，不符合题意，舍去；若CO、CO2的体积比为31，则平均相对分子质量为32，符合题意。则煅烧反应的化学方程式为2Na2SO44CNa2SNa2SO33COCO2。答案：(1)热水会促进Na2S水解，而稀NaOH溶液能抑制Na2S水解(2)aghcbefd装置B中溶液不褪色，装置D中澄清石灰水变浑浊取出水槽中导气管，导出的气体能点燃(其他合理答案均
12、可)(3)稀盐酸和氯化钡溶液滴加足量稀盐酸若产生淡黄色沉淀，则含有亚硫酸钠，反之，则不含亚硫酸钠(4)2Na2SO44CNa2SNa2SO33COCO220铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。(1)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气，原理如下：MnFe2O4(s)=MnFe2O(4x)(s)O2(g)H1MnFe2O(4x)(s)xH2O(g)=MnFe2O4(s)xH2(g)H22H2O(g)=2H2(g)O2(g)H3则：H3与H1、H2的关系为H3_。(2)纳米铁是重要的储氢材料，可用下列反应制得：Fe(s)5CO(g)Fe(CO)5(g)H”或“T2。T2
13、温度下，Fe(s)5CO(g)Fe(CO)5(g)起始/(molL1) 0.50转化/(molL1) 0.4 0.08平衡/(molL1) 0.1 0.08平衡常数K8103。(3)ClO与Fe3反应生成FeO，ClO被还原为Cl，根据得失电子守恒和电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式为3ClO2Fe310OH=2FeO3Cl5H2O。制备K2FeO4时，K2FeO4在酸性至弱碱性条件下不稳定，应把Fe(NO3)3饱和溶液滴加到KClO饱和溶液中。由图可知，pH6时溶液主要存在HFeO，加入KOH溶液发生中和，反应的离子方程式为HFeOOH=FeOH2O。(4)铁棒是阳极，失去6个电子生成K
14、2FeO4，因此阳极电极反应式为Fe6e8OH=FeO4H2O。答案：(1)(2)8103(3) 3ClO2Fe310OH=2FeO3Cl5H2O在搅拌下，将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中HFeOOH=FeOH2O(4)Fe6e8OH=FeO4H2O21铜是人类最早使用的金属之一，铜的化合物丰富多彩。(1)铜与N2O4在一定条件下可制备无水Cu(NO3)2。基态Cu2的电子排布式为_。与NO互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。(2)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如图1所示。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_。邻氨基吡
15、啶的铜配合物中，C原子轨道杂化类型为_。1 mol中含有键的数目为_mol。(3)铜的某种氯化物的链状结构如图2所示。该氯化物的化学式为_。解析：(1) Cu原子序数为29，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu2的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9 或Ar3d9；NO的原子个数为4，价层电子数为22，从相邻或同族元素原子考虑，则与NO互为等电子体的一种分子为SO3或BF3。(2) 同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但A族元素的p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于同周期相邻元素，则C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC；邻氨基吡啶的铜配合物中，苯环中的碳原子和酯基中碳原子发生sp2、甲基中碳原子发生sp3杂化；1 mol中含有4 mol CC键、4 mol CH键、2 mol CN键、1 mol C=N键、2 mol NH键，共含有键13 mol。(3) 铜的氯化物的链状结构中1个Cu与4个Cl相连，1个Cl与2个Cu相连，则Cu与Cl个数比为1412，该氯化物的化学式为 CuCl2。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9 或Ar3d9SO3或BF3(2)NOCsp2、sp313(3)CuCl2- 8 -
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