【題目】[化學――選修2:化學與技術]草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產。一種制備草酸(含兩個結晶水)的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應方程式分別為 、 。
(2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作①的濾液是 ,濾渣是 _____;過濾操作②的濾液是 __和 ,濾渣是________ 。
(3)工藝過程中③和④的目的是 。
(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產品不純,其中含有的雜質主要是 。
(5)結晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250g溶于水,用0.0500mol/L的酸性KMnO4溶液滴定,至淺粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反應的離子方程式為 ;列式計算該成品的純度 。
【答案】(1)CO+NaOHHCOONa;2HCOONa
Na2C2O4 + H2↑
(2)NaOH溶液;CaC2O4;H2C2O4溶液;H2SO4溶液;CaSO4 (5分)
(3)分別循環利用氫氧化鈉溶液和硫酸(降低成本),減小污染。(1分) (4)Na2SO4 (1分)
(5)5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑(2分) 94.5% (2分)
【解析】
試題分析:(1)根據工藝流程圖可知:CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉方程式為CO+NaOHHCOONa;甲酸鈉加熱脫氫的同時還有草酸鈉生成,因此反應的化學反應方程式為2HCOONa
Na2C2O4 + H2↑。
(2)根據反應原理和溶解性以及示意圖可知,過濾操作①的濾液是NaOH溶液,濾渣是CaC2O4;過濾操作②的濾液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液,濾渣是CaSO4。
(3)根據工藝過程可知,工藝③可以循環利用氫氧化鈉,工藝④可以循環利用硫酸,既提高了原料的利用率,又降低了成本,減小污染。
(4)甲酸鈉脫氫后的產物為草酸鈉,直接用硫酸酸化,生成草酸和硫酸鈉,其中含有的雜質主要是Na2SO4。
(5)在測定過程中,高錳酸鉀為氧化劑,草酸為還原劑,反應的離子方程式5C2O2- 4 + 2MnO- 4 + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2↑。根據方程式可得關系式:
5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4
5 2
n 0.05mol/L×15.0×10-3L
解得n(H2C2O4·2H2O)=1.875×10-3mol
則m(H2C2O4·2H2O)=1.875×10-3mol×126g/mol=0.236g
所以成品的純度ω=×100%=94.5%。
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【題目】【化學—選修5有機化學基礎】
姜黃素具有抗突變和預防腫瘤的作用,其合成路線如下:
已知:
i.1 mol G最多能消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質的量分別為3 mol、2 mol、1 mol。
ii.
iii.(R1、R2、R3為烴基或氫原子) 請回答:
(1)B→C的反應類型是 。
(2)C→D反應的化學方程式是 。
(3)E的核磁共振氫譜中有兩個峰,E中含有的官能團名稱是 。
E→G反應的化學方程式是 。
(4)下列有關香蘭醛的敘述不正確的是 。
a.香蘭醛能與NaHCO3溶液反應
b.香蘭醛能與濃溴水發生取代反應
c.1 mol香蘭醛最多能與3 molH2發生加成反應
(5)寫出一種符合下列條件的香蘭醛的同分異構體的結構簡式 。
①苯環上的一硝基取代物有2種
②1 mol該物質水解,最多消耗3 molNaOH
(6)姜黃素的分子中有2個甲基,其結構簡式是 。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,化學方程式如下:2NO + 2CO2CO2 + N2。為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1) 前3s的平均反應速率v(N2)=_____________。(答案保留2位小數)
(2) 計算4s時CO的轉化率α = 。
(3) 下列措施能提高NO和CO轉變成CO2和N2的反應速率的是( )
A.選用更有效的催化劑 B.升高反應體系的溫度
C.降低反應體系的溫度 D.縮小容器的體積
(4) 研究表明:在使用等質量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中。
實驗編號 | T/℃ | NO初始濃度/mol·L-1 | CO初始濃度/ mol·L-1 | 催化劑的比表面積/m2·g-1 |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | 124 | |||
Ⅲ | 350 | 124 |
①請在上表格中填入剩余的實驗條件數據。
②請在給出的坐標圖中,畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明各條曲線是實驗編號。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鍺及其化合物被廣泛應用于半導體、催化劑等領域。以鉛鋅礦含鍺煙塵為原料可制備GeO2,其工藝流程圖如下。
已知:GeO2是兩性氧化物;GeCl4易水解,沸點86.6℃
(1)第①步濾渣主要成分有_____________(填化學式),實驗室萃取操作用到的玻璃儀器有__________________。
(2)第③步萃取時,鍺的萃取率與V水相/V有機相(水相和有機相的體 積比)的關系如下圖所示,從生產成本角度考慮,較適宜的V水相/V有機相的值為 。
(3)第④步加入鹽酸的作用__________________________________(答兩點即可),應控制溫度的方法及范圍____________________________。
(4)第⑤步反應的化學方程式_______________________________。
(5)二氧化鍺可先用次亞磷酸鈉還原為Ge2+,用淀粉溶液作指示劑,用c mol/L碘酸鉀標準溶液滴定,消耗體積VmL,列出煙塵中鍺的質量分數的計算式________。(有關反應式為:3Ge2++IO3-+6H+=3Ge4++I-+3H2O,IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】[化學 選修2:化學與技術]
銨鹽是重要的化工原料,以N2和H2為原料制取硝酸銨的流程圖如下,請回答下列問題:
(1)在上述流程圖中,B設備的名稱是 ,其中發生反應的化學方程式為 。
(2)在上述工業生產中,N2與H2合成NH3的催化劑是 。1909年化學家哈伯在實驗室首次合成了氨,2007年化學家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程,示意圖如下:
分別表示N2、H2、NH3 。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面,圖②和圖③的含義分別是 、 。
(3)NH3和CO2在一定條件下可合成尿素,其反應為:2NH3(g)+CO2(g) CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右圖表示合成塔中氨碳比a與CO2轉化率ω的關系。a為[n(NH3)/n(CO2)],b為水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。則:
①b應控制在 ; A.1.5.1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
②a應控制在4.0的理由是 。
(4)在合成氨的設備(合成塔)中,設置熱交換器的目的是 ;在合成硝酸的吸收塔中通入空氣的目的是 。
(5)生產硝酸的過程中常會產生一些氮的氧化物,可用如下兩種方法處理:
堿液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3還原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有類似的反應)
以上兩種方法中,符合綠色化學的是 。
(6)某化肥廠用NH3制備NH4NO3。已知:由NH3制NO的產率是96%、NO制HNO3的產率是92%,則制HNO3所用去的NH3的質量占總耗NH3質量(不考慮其它損耗)的 %。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)反應3A(g)+B(g) ===2C(g)在三種不同的條件下進行反應,在同一時間內,測得的反應速率用不同的物質表示為①vA=1 mol/(L·min)、②vC=0.5 mol/(L·min)、③vB=0.5 mol/(L·min),三種情況下該反應速率由大到小的關系是 。(用序號表示)
(2)某溫度時,在一個5L的恒容容器中,X、Y、Z均為氣體,三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖中數據填空:
①該反應的化學方程式為____________________________。
②反應開始至2min,以氣體Z表示的平均反應速率為 。
③2min反應達平衡容器內混合氣體的平均相對分子質量比起 始時 (填“大”,“小”或“相等”下同),混合氣體密度比起始時 。
④上述反應,在第2min時,X的轉化率為 。
⑤將a mol X與b mol Y的混合氣體發生上述反應,反應到某時刻各物質的量恰好滿足:n (X) = n (Y) = n (Z),則原混合氣體中a : b =__________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】藥物阿司匹林可由水楊酸制得,它們的結構如圖所示。有關說法正確的是
A.服用阿司匹林,身體出現水楊酸不良反應時,可靜脈注射NaHCO3溶液
B.阿司匹林的分子式為C9H10O4
C.1 mol阿司匹林最多可消耗2 mol NaOH
D.水楊酸可以發生取代、加成、氧化、加聚反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-572kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-484kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g);△H=-890kJ/mol
(1)已知H-H的鍵能436kJ/molO=O的鍵能496kJ/molH-O的鍵能463kJ/mol,根據上述數據計算①②哪一個反應可以通過鍵能直接計算得出 。并計算寫出反應 H2O ( l ) = H2O ( g )的焓變△H= 。
(2)請根據題干計算CO2(g)+4H2( g ) =CH4( g ) +2H2O( g )的焓變△H= 。
(3)在①②③三個方程式中哪一個是燃燒熱的熱化學方程式 。(填反應方程式的序號)標準狀況下,取甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L完全燃燒后恢復到常溫,則放出的熱量為263.8kJ,試求混合氣體中甲烷和氫氣體積比 。
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【題目】工業上,向500-600℃的鐵屑中通入氯氣生產無水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產無水氯化亞鐵。現用如圖所示的裝置模擬上述過程進行實驗。
回答下列問題:
(1)制取無水氯化鐵的實驗中,A中反應的化學方程式為 ,當生成1molCl2時,轉移的電子數為 ,玻璃絲的作用是 ,裝置B中加入的試劑是 。裝置D中加入的試劑是 。
(2)制取無水氯化亞鐵的實驗中,尾氣的成分是 。若仍用D的裝置進行尾氣處理,存在的問題是 、 。
(3)若操作不當,制得的FeCl2會含有少量FeCl3雜質,下列說法中正確的是
A.檢驗FeCl3常用的試劑是KSCN溶液
B.可向固體混合物中加入適量Fe粉除去雜質
C.可向固體混合物中通入適量Cl2除去雜質
D.欲制得純凈的FeCl2,在實驗操作中應先點燃A處的酒精燈,在點燃C處的酒精燈。
(4)現有一包FeCl2和FeCl3混合物,某化學興趣小組為測定各成分的含量進行如下兩個實驗:
實驗1:①稱取一定質量的樣品,將樣品溶解;②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液,產生沉淀;③將沉淀過濾、洗滌、干燥得到白色固體28.7g。
實驗2:①稱取與實驗1中相同質量的樣品,溶解;②加入足量的NaOH溶液,③將沉淀過濾、洗滌后,加熱灼燒到質量不再減少,得到固體6.4g。則樣品中FeCl3的物質的量為 。
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