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10 g。
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% 答案：(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B
(3) (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C
解析：(2)如果立即补加碎瓷片，可能使反应液暴沸，发生危险，A选项错误；C选项不能防止暴沸，错误；D选项浪费药品，错误；(3)醇在浓硫酸作催化剂时，加热条件下可能发生分子内脱水生成烯烃，也可能发生分子间脱水生成醚；(4)环己烯的密度比水小，位于分液漏斗中液体的上层，分液时要先把下层液体从下口放出，再将上层液体从上口倒出，防止从下口放出时混有部分下层液体；(5)无水氯化钙能与水结合，也能与乙醇结合；(7)n(环己醇)＝产率＝
20g10g＝0.2 mol、n(环己烯)＝＝0.122 mol，
100g?mol?182g?mol?10.122mol×100%＝61%。
0.2mol27． (15分)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)。
回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为______。
16
(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)。
答案：(1)＋3
－－
(2)2Al＋2OH＋6H2O===2[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)2LiCoO2＋3H2SO4＋H2O2Li2SO4＋2CoSO4＋O2↑＋4H2O,2H2O22H2O＋O2↑ 有氯气生成，污染较大
(4)CoSO4＋2NH4HCO3===CoCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑ (5)Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C
＋
(6)Li从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
解析：(2)正极材料中含有与强碱溶液反应的Al；(3)LiCoO2经酸浸生成CoSO4，Co化合价由＋3降低为＋2，化合价升高的只能为H2O2，H2O2中的O化合价由－1升高为0，生成O2，据此配平即可；注意题干中有对温度的要求，可知H2O2会发生分解；抓住信息“用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液”，把还原剂H2O2去掉了，所以作为还原剂的只能为盐酸，盐酸被氧化生成Cl2，Cl2有毒，污染环境；(5)正极发生得电子的反应，Co的化合价降低，由Li1－xCoO2生成LiCoO2化合价由＋(3＋x)降低到＋3，降低
－＋
了x，故正极反应式为Li1－xCoO2＋xe＋xLi===LiCoO2，由充电时电池负极反应式可知放电时负极反应
－＋
式为LixC6－xe===6C＋xLi，两电极反应式相加可得电池反应式；(6)注意信息“有利于锂在正极的回收”结合原电池的工作原理，阳离子向正极移动即可分析；沉淀有Al(OH)3、CoCO3，水相为Li2SO4溶液，可知回收的金属化合物。
28． (15分)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。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＝－90.1 kJ·mol1
－
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ?H2＝－49.0 kJ·mol1 水煤气变换反应：
－
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ?H3＝－41.1 kJ·mol1 二甲醚合成反应：
－
(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ?H4＝－24.5 kJ·mol1 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
的主要工艺流程是____________________________________________(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－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是______________________。
17
(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)。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1.20 V，能量密度E＝______________________(列式计算。能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1 kW·h＝3.6×106 J)。
答案：(1)Al2O3(铝土矿)＋2NaOH＋3H2O===2NaAl(OH)4，NaAl(OH)4＋CO2===Al(OH)3↓＋
－1
NaHCO3,2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(ⅲ)消耗部分CO
－
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ?H＝－204.7 kJ·mol1 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
－＋
(5)CH3OCH3＋3H2O－12e===2CO2＋12H 12
1.20V?1000g?12?96500C?mol?1?146g?mol－－－
÷(3.6×106 J·kW1·h1)＝8.39 kW·h·kg1
1kg解析：(1)从铝土矿(主要成分Al2O3)中提取Al2O3，主要应用Al2O3能与强碱溶液反应，生成可溶性NaAlO2或NaAl(OH)4溶液，过滤除去其他不溶性杂质，向滤液中通入酸性气体CO2，生成Al(OH)3沉淀，过滤洗涤加热分解Al(OH)3得到Al2O3；
－
(3)由反应式ⅳ＋ⅰ×2可得所求热化学方程式，所以?H＝?H4＋2?H1＝(－24.5－90.1×2)kJ·mol
－1
＝－204.7 kJ·mol1；化工生产中既要考虑产率(化学平衡移动原理)，也要考虑化学反应速率；(4)正反应放热，温度升高，平衡左移，CO的转化率降低；(5)燃料电池中，燃料在负极发生失电子的反应，二甲醚
－
的分子式为C2H6O，在酸性条件下生成CO2，碳的化合价从－2价升至＋4价，一个二甲醚失去12个e，
－
书写过程：第一步CH3OCH3－12e―→CO2，第二步配平除“H、O”之外的其他原子CH3OCH3－12e－＋－＋―→2CO2，第三步用“H”配平电荷CH3OCH3－12e―→CO2＋12H，第四步补水配氢CH3OCH3－12e
－
＋3H2O===2CO2＋12H，第五步用“O”检查是否配平；1 kg二甲醚可以产生
＋
1000g×12电子，1 mol?146g?mol电子可以提供96 500 C的电量，电压×电量＝功，故可求出能量密度。
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：
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备草酸。该方案的缺点是产品不纯，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0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L1
18
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__________________________。
答案：(1)CO＋NaOHHCOONa 2HCOONaNa2C2O4＋H2↑ (2)NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4 (3)分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染 (4)Na2SO4
＋2?2＋
(5)5C2O4＋2MnO?4＋16H===2Mn＋8H2O＋10CO2↑
515.00mL?0.0500mol?L?1??126g?mol?12×100%＝94.5% ?11000mL?L?0.250g解析：(1)由“甲酸钠加热脱氢”生成Na2C2O4，依据原子守恒可知有H2生成；(2)Na2C2O4中加入Ca(OH)2生成CaC2O4和NaOH，过滤①后得CaC2O4沉淀和NaOH溶液，NaOH溶液经③可循环利用；向CaC2O4沉淀中加入H2SO4，生成H2C2O4和CaSO4，过滤②后得CaSO4沉淀和H2C2O4溶液，溶液中还有过量的H2SO4；(3)NaOH溶液和H2SO4可循环利用，是该流程的优点；(4)Na2C2O4和H2SO4反应生成的
2
H2C2O4和Na2SO4均可溶，故会使草酸中混有Na2SO4；(5)草酸被氧化为CO2，MnO?4被还原为Mn，
＋
依据化合价升降总数相等和电子得失守恒配平即可；n(MnO?L1，依据离子方4)＝0.015 L×0.050 0 mol·
－
2?程式n(C2O4)＝
－1
55－1
n(MnO?)＝0.015 L×0.050 0 mol·L×，m(H2C2O4·2H2O)＝0.015 L×0.050 0 mol·L422×
5－
×126 g·mol1。 237． [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为______，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NH4Cl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： C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 化学键 键能 kJ?mol?1356 413 336 226 318 452 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____________________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。
?(6)在硅酸盐中，SiO44四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、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__________________。
图(a)
19
图(b)
答案：(1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
n?2?(6)sp3 1∶3 [SiO3]2n(或SiO3)
解析：硅的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，M能层有s、p、d三个能级，共9个原子轨道；(3)立方体共有6个面，面心位置上贡献3个原子；(4)此反应不属于氧化还原反应，产物除SiH4外，还应有MgCl2，另一生成物只能是NH3；(5)由信息可知应从反应物、产物键能的差异角度进行分析；(6)一个硅原子与四个氧原子相连，形成4个σ键，硅原子最外层四个电子全部参与成键，无孤电子对，为sp3杂化；
①、②两个氧原子有两个结构单元共用，如图，中间的结构单元均摊1，再加上其他2个氧原子，一个结构单元中含有一个硅原子、3个氧原子，依据化合价可知一个
2?n?结构单元表现的化合价为－2，即化学式为SiO3或[SiO3]2n。
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：
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72 g水。 ②C不能发生银镜反应。
③D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。 ④
⑤RCOCH3＋R′CHORCOCH===CHR′ 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在酸催化下发生水解反应的化
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