时间:3小时满分:100分)
第题(3分)
在近中性溶液中,1mol高碘酸与过量碘化物反应产生1mol i2,将所得溶液酸化,又产生3mol i2。用配平的化学方程式来说明上述现象。
第题(9分)
当前对饮用水进行消毒的一种较好消毒剂为clo2。制备它的一种方法是电解nacl溶液,用电解产物制成naclo3,然后用草酸和适量盐酸还原naclo3制得clo2。
1.写出nacl溶液电解和制备naclo3的化学反应方程式并注明反应条件。
2.写出naclo3与草酸反应的离子方程式。
3.若电流强度为1000安培,电解8.0小时,能制备多少千克clo2?
4.如何分离clo2?反应后剩余溶液如何处理?
第题(11分)
硼烷化学是二十世纪的产物,由于它有可能作为高能燃料而促使其化学迅速发展,五十年代后,硼烷的立体化学、结构和键合理论有很大发展,已成为现代无机化学的重要内容之一。
1.最简单的硼烷是b2h6(乙硼烷),它属于电子化合物(填缺、富、正常),b2h6分子中8个原子平面(共、不共);
2.b2h6燃烧能放出大量的热——1g的b2h6在氧气中燃烧释放出78.24kj的热量。写出b2h6燃烧的热反应化学方程式;但b2h6并没有实际应用作火箭燃料,分析原因。
3.在180℃时乙硼烷与nabh4反应,得到一种钠盐和一种气体。其钠盐中含有由b和h两种元素组成,电荷为-2的正二十面体型离子。在这种离子中,b和h的质量分数分别为:
b:91.47%,h:
8.53%。写出b2h6与nabh4反应的化学方程式。
4.乙硼烷还能与氨气反应,生成共价型离子化合物,且阴、阳离子都有四面体结构,写出化学反应方程式。
5.b2h6能与水反应,写出反应方程式,并计算1.0g b2h6与100ml水反应后溶液中ph值为多少?假设最后体积为100ml。(ka=7.3×10-10)
第题(6分)
据报道一种低温生产消化烷烃的新方法已经问世。该方法是以n-羟基邻苯二甲酰亚胺为催化剂用no2和o2在70℃下氧化烷烃。这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率高,不发生烷烃的断链,并且叔碳原子优先被硝化。
用该法硝化环己烷得到产率为70%的硝基环己烷和30%的硝酸环己酯及极少量的环己醇。异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝基烷的产率为46%。就以上信息完成下列各题:
1.写出该硝化反应的催化剂的结构式;
2.写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式(并配平)。
3.写出异丁烷发生上述反应得到产率为46%的产物的结构式并命名。
第题(7分)
回答下列问题:
1.解释为什么分子式形如zrh1.9的物质被看作是化合物而不是混合物呢?
2.说出在哪一特性上纯金属比其合金更有用?
3.解释:一非常干净的两端开口的毛细管,当把它的一端插入水中时,水将充满毛细管。
4.说明为什么hno3加入到浓h2so4中能生成no2+和no3-离子,如何用实验方法证明h2so4溶液中存在这类离子(不必设计具体实验)?
5.油气井开采到后期一般需要注水以开采深层油气,过一段时间后往往还要再注入甲醇之类有机溶剂才能产出更多的油气。简述注入甲醇的作用。
第题(11分)
我国每年都有一定量废锌铁合金的机械零件、废弃物的**是对我国有限的自然资源充分挖掘和利用。废锌铁合金机械零件中含锌约为80%,含铁18%左右,砷、铜合为2%左右。右图是用废锌铁合金机械零件为原料制备硫酸锌的工艺流程图:
酸溶:在带搅拌的耐酸反应器中加入30%的稀硫酸,然后加入破碎好过量的废锌铁合金零件,开始反应,用水蒸汽对反应器加热,温度控制在80~95℃之间,可间断加热、搅拌、反应至无气体放出,ph值为5.1即为反应终点。
过滤:反应终止后,趁热过滤。
用黄铁钒法净化除铁:向滤液中加入氧化剂naclo3,将fe2+全部转化为fe3+,控制加热温度为85~95℃之间,ph值在1.6~1.
8范围。在搅拌的条件下,加入na2so4,fe3+在热溶液中生成黄色黄铁矾大颗粒沉淀,趁热过滤,除去杂质铁。
蒸发和结晶:将最后过滤所得纯净的硫酸锌溶液注入蒸发器中,加热蒸发至外观溶液表面出现鳞片时,停止加热,趁热将浓溶液注入结晶器中,冷却结晶出无色的znso4·7h2o晶体。
离心脱水:把所得znso4·7h2o晶体放入离心机内离心脱水,包装。
1.写出酸溶中可能发生的主要反应方程式(7个);
2.为什么酸溶中要控制ph约5.1为终点?
3.步骤②中的过滤得到的滤渣是什么?
4.步骤①②所在的生产车间中通风和防护措施一定要良好,为什么?
5.写出步骤③中的两步反应方程式(已知黄铁钒晶体含4.74%的na和34.57%的fe)
第题(5分)
经验式为csaucl3的化合物具有抗磁性(化合物中的电子均是成对的),且其上不存在金属一金属键,则。
1.化合物中au为+2价吗?
2.写出其可能存在的一种结构。
第题(7分)
白色晶体x是用浓硫酸与尿素反应产生的。x不含结晶水,不吸潮,易溶于水,摩尔质量小于100g/mol,用途广泛,如造纸、纺织、电镀、水处理和有机合成等。野外地质人员用它来鉴定石灰岩远比用盐酸方便。
在酸性条件下,1摩尔x与过量亚硝酸钠水溶液反应,释放出1摩尔氮气,接着加入过量的bacl2水溶液,产生1摩尔baso4沉淀。
1.写出x的结构式和化学名称。
2.写出上述制备x的化学方程式。
3.写出x在酸性条件下与亚硝酸钠反应的化学方程式。
第题(12分)
目前商品化的锂离子电池正极几乎都是锂钴复合氧化物,其理想结构如答卷纸的右图所示。
1.在右图上用粗线框出这种理想结构的锂钴复合氧化物晶体的一个晶胞。
2.这种晶体的一个晶胞里有个锂原子、 个钴原子和个氧原子?
3.给出这种理想结构的锂钴复合氧化物的化学式(最简式。
4.锂离子电池必须先长时间充电后才能使用。写出上述锂钴氧化物作为正极放电时的电极反应。
5.锂锰复合氧化物是另一种锂离子电池正极材料。它的理想晶体中有两种多面体:lio4四面体和mno6八面体,个数比1︰2,lio4四面体相互分离,mno6八面体的所有氧原子全部取自lio4四面体。
写出这种晶体的化学式。
6.从右图获取信息,说明为什么锂锰氧化物正极材料在充电和放电时晶体中的锂离子可在晶体中移动,而且个数可变。并说明晶体中锂离子的增减对锰的氧化态有何影响。
第题(6分)
对羟甲基苯氧乙酸作为酸敏性手臂结构引入聚苯乙烯骨架;作为一种新型载体在固相肽合成中有广泛的应用。其合成路线如下:
a(ho--cho)+bcd(对羟甲基苯氧乙酸)
1.写出b、c、d所代表各物质的结构简式;
2.命名a、b、c。
第题(10分)
有机物x是平面型非极性分子,难溶于水,能做为配体与pd等金属离子形成配合物。将1.0g x在足量o2中完全燃烧,所得产物(干燥)恢复到标准状况下为1.
75l,如果所得产物被碱石灰完全吸收,则剩余0.9375g两种常见的气体,该混合气体对h2的相对密度为15.0。
1.确定x的最简式;
2.计算与1.0g x混合的o2质量;
3.画出x最可能的结构简式;
4.x是如何与pd等金属离子成键的。
第题(13分)
用edta配位滴定法可测定与cu2+和zn2+共存的al3+的含量,以pan为指示剂,测定的相对误差≤±0.1%。测定过程可表述如下(注:
表中的配合物电荷数被省略;游离的edta的各种形体均被简写为y):
附参考数据:配合物稳定常数的对数值lgk稳的数据:
cuy:18.8 zny:16.5 aly:16.1 alf63-:19.7 cu-pan:16
1.写出从d框状态到e框状态的反应式并配平。
2.f框状态内还应存在何种物质?
3.是否需确知所用edta溶液的准确浓度?v1是否需要准确读取并记录?简述原因。
4.若从c框状态到d框状态时cu2+溶液滴过量了,问:
1)对最终的测定结果将引入正误差还是负误差?还是无影响?
2)如你认为有影响,在实验方面应如何处理?
5.设试液取量v0和v1、v2、v3均以ml为单位,mal为al的摩尔质量(g/mol),c(edta)、c(cu)分别为edta和cu2+溶液的浓度(mol/l),列出试液中al含量(g/l)的计算式。
命题:胡波 2024年1月于浙江慈溪中学。
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