同 C. D. 除去KNO3固体中混杂的NaCl 除去丁醇中的乙醚 重结晶 蒸馏 NaCl在水中的溶解度很大 丁醇与乙醚的沸点相差较大 26.(13分) 醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
OH 浓H2SO4+ H2O
可能用到的有关数据如下: 相对分子质量 密度(/ g· 沸点/℃ cm?3)溶解性 环己醇 100 0.9618 161 微溶于水 环己烯 82 0.8102 83 难溶于水 合成反应: 在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是____________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。 A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的_____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_____________。 (6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有__________(填正确...答案标号)。 A.圆底烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶 D.球形冷凝管 E..接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是______________(填正确答案标号)。 A.41% B.50% C.61% D.70%
27.锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应
+
为6C + xLi+ xe—=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源
(部分条件未给出)。
NaOH溶液滤液 滤液调pH过滤废旧Al(OH)3固体过滤正极碱浸 锂离子电池放电拆解滤渣处理滤渣酸浸过滤调pH 滤液 H2SO4、H2O2水相(Li2SO4溶液)再生回用有机相 萃取滤液有机相反萃取水相(CoSO4溶液)沉钴过滤 CoCO3固体 NH4HCO3溶液回答下列问题:
(1) LiCoO2中,Co元素的化合价为_________。
(2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式______________________。
(3) “酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学
方程式______________________________;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是___________________________。
(4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________。
(5) 充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式__________________________________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是___________________________。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有__________________________(填化学式)。 28.(15分)
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应:
(i) CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H1=?90.1KJ·mol?1 (ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H2=?49.0KJ·mol?1 水煤气变换反应:
(iii) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=?41.1KJ·mol?1 二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=?24.5KJ·mol?1 回答下列问题:
(1) Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿
制备较高纯度Al2O3主要流程是_________________________(以化学方程式表示)
(2) 分析二甲醚合成反应((iv)对于CO转化率的影响___________________。 (3) 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
________________________________________。根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响__________________________。
(4) 有研究者在催化剂(含Cu一Zn一Al一O和A12O3)、压强为5.OMPa的条
件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_________________________________________。
100 CO转化率 90 80
70
60
50CH3OCH3产率
40
30 260270280310290300320t/°C
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为__________________________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生___________个电子的电量:该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=_____________________________
(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW·h=3.6x106J)。 36.【化学—选修2:化学与技术](15分)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
Ca(OH)2
200℃,2MPa CO加热浓缩甲酸钠草酸钠钙化NaOH 脱氢
③ 浓缩过滤① H2SO4酸化
④ 干燥过滤②分离结晶
草酸成品滤渣
回答下列问题
(1) CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为 、 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作①的滤液是 ,滤渣是 ;过滤操作②的滤液是 和 ,滤渣是 ;
(3)工艺过程中③和④的目的是 。 (4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制各草酸。该方案的缺点是产品不
转化率或产率/% 纯,其中含有的杂质主要是 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水,用0.0500 mol ·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL, 反应的离子方程式为 ;列式计算该成品的纯度 。
37.[化学—选修3:物质结构与性质](15分)
硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,,该反应的化学方程式为 。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实: 化学键 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 键能/(KJ·356 413 336 226 318 452 mol?1) ① 硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 ② SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是
? (6)在硅酸盐中,SiO4四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、4链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为 。Si与O的原子数之比为 化学式为
OSiSi-O4-SiO4图(a)图(b)
38.[化学—选修5:有机化学基础](15分)
查尔酮类化合物G是黄酮类药物的主要合成中间体,其中一种合成路线如下: O2 / CuH2O/H+CBA
一定条件 G 稀NaOHCH3IDFE (C7H6O2)
已知以下信息:
① 芳香烃A的相对分子质量在100-110之间,1 mol A充分燃烧可生成72g水。 ② C不能发生银镜反应。
③ D能发生银镜反应、可溶于饱和Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示其有4种氢 ONa + RCH2I OCH2R④ 一定条件⑤RCOCH + R'CHORCOCHCHR'3
回答下列问题:
(1) A的化学名称为____________。
(2) 由B生成C的化学方程式为____________________。
(3) E的分子式为________________,由E生成F的反应类型为________。 (4) G的结构简式为____________________。
(5) D的芳香同分异构体H既能发生银镜反应,又能发生水解反应,H在酸催
化作用下发生水解反应的化学方程式为
(6) F的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应的
共有_______种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积为2:2:2:1:1的为________________(写结构简式)。
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