Mg(ClO3)2析出;重结晶。 23、(11分)
磷单质及其化合物的、有广泛应用。
(1) 同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为:
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ;?H ①上述反应中,副产物矿渣可用来 。
解析:由方程式可以看出副产物矿渣应该是CaSiO3(s),结合炼铁我们不难得出答案是制水泥。
②已知相同条件下:
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g) ;?H1 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g);?H2 SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ;?H3
用?H1、?H2和?H3表示?H,?H=
解析:运用盖斯定律,反应1—反应2×3+反应3×18=总反应,则△H=△H1—3△H2+18△H3
(2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式见右图)之间脱去两个水分子产物,其结构式为 。三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为
解析:结合题意三聚磷酸钠(俗称“五钠”)可知产物三聚磷酸应含有五个羟基,即三个磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子,所以三聚磷酸的结构式为
,三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10。
(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。 ①NaH2PO2中P元素的化合价为 。
解析:因为Na、H的化合价为+1,O为—2,所以由化合价代数和为0可得P的化合价为:+1。
-
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2,在酸性等条件下发生下述反应:
--
(a) Ni2+ + H2PO2+ → Ni++ H2PO3+ (b)6H2PO—2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 请在答题卡上写出并配平反应式(a)。 ...
解析:由得失电子数目守恒(2—1)×2=(3—1)×1,可知Ni2+ 和Ni+的化学计量数为
--
2,H2PO2和H2PO3的化学计量数为1,再由电荷守恒2×2—1=2×1—1+2×1,可知H+在方
程式的右边,H2O在方程式的左边,化学计量数分别为2和1。即总方程式为:2Ni2+ +
--
1H2PO2+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3+ 2 H+ ③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常
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见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点: ;原理上的不同点: ;化学镀的优点: 。
解析:比较化学镀与电镀应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题,从方法上分析,电镀是利用电解原理通过外加直流电源,在镀件表面形成的镀层,镀层一般只有镍,而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触,在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,这是两者的不同;从原理上分析,无论电镀还是化学镀均有电子的转移,均是利用了氧化还原反应,这是两者的相同点,不同点是化学镀用的是化学反应,而电镀用的是电化学;很明显化学镀装置简单,而且不需要消耗电能,装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的。
答案:(1)水泥;△H1—3△H2+18△H3(2)
-
-
,Na5P3O10,(3)
+1;2Ni2+ + 1H2PO2+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3+ 2 H+(4)化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应;电镀通过外加电流,在镀件外形成镀层 ;化学镀是利用化学腐蚀反应;电镀是利用电解池,外加电流进行氧化还原反应 ; 装置简便,节约能源,操作简便 。 24.(11分)
超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。
(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,该沉淀高温分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式________________。 解析:解答该题的关键是要判断出反应的产物,由题意NH4AlO(OH)HCO3热分解的产物应该有Al2O3,结合所学知识可知产物还应有NH3、CO2和H2O,配平化学方程式得:2NH4AlO(OH)HCO3
2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑
(2)NH4Al(SO4)2?的相对分子质量为453。欲配制100mlPH为2浓度约为0.1mol—1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为 ①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体_________g
②将上述固体置于烧杯中____________________________________
解析:注意配置一定物质的量浓度溶液的操作步骤地准确性,一般是计算、溶解、转移、洗涤、定容、装瓶。计算时要注意规范,同时要注意托盘天平的精确度是±0.1g,100ml 0.1mol/LNH4Al(SO4)2中,物质的量为0.01mol,M[NH4Al(SO4)2]=453g/mol ,所以m(NH4Al(SO4)2)=453g/mol×0.01mol=4.53g=4.5g;溶解时要注意玻璃棒搅拌,转移时注意用到玻璃棒引流,同时还要注意洗涤操作,定容时距刻度2~3cm处应改用胶头滴管,同时还要注意上下震荡,使之混合均匀,装瓶时要注意贴上标签。
+
(3)在0.1mol·l—1NH4Al(SO4)2溶液中,铝各形态的浓度(以Al3计)的对数(lgc)随溶液ph变化的关系见下图
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①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7,该过程中发生反应的离子方程式有 ②请在答题卡的框图中,画出0.01mol·l—1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图,并进行必要的标注。
解析:①从题给图示可以看出,pH至7时铝离子完全转化为氢氧化铝沉淀,没有出现沉淀的溶解,又因为铵根离子水解使溶液显酸性,所以中性溶液中必须是铵根离子和一水合氨的混合物,说明必需有铵根离子与氢氧根的反应。该过程中发生反应的离子方程式为:Al3+ +3OH—===Al(OH)3↓;NH4+ +OH—=NH3·H2O②作图时注意NH4Al(SO4)2浓度的变化,由于浓度变为0.01mol·l—1,所以起始与最终数值为—2,又因为Al3+浓度减少减少为0.01mol·l—1,而溶度积常数不变,所以刚开始产生沉淀时PH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样不能改变,但注意氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。 答案:(1)2NH4AlO(OH)HCO3
2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑(2)将4.5g固体置于
烧杯中,边加蒸馏水溶解边用玻璃棒搅拌,待完全溶解后,用玻璃棒移液至100ml的容量瓶中,用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转移到容量瓶中,加蒸馏水至刻度线2~3cm处应改用胶头滴管,上下振荡,静置,将配置好的溶液装入试剂瓶中,并贴上标签。(3)图略。作图要点:起始与最终数值为—2;刚开始产生沉淀时PH要增大;完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样;氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。 五、(本题包括1小题,9分) 25.(9分)
叠氮化合物应用广泛,如NaN3,可用于汽车安全气毂pHCH2N3可用于合成化合物V(见下
图,仅列出部分反应条件Ph—代表苯基
)
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(1)下列说法不正确的是____________(填字母) A.反应①④属于取代反应
B.化合物I可生成酯,但不能发生氧化反应 C.一定条件下化合物II能生成化合物I
D.一定条件下化合物II能与氢气反应类型与反应②相同
解析:反应①是氯原子取代侧链上的氢原子,属于取代反应,④是氯原子被N3基团所取代,也应属于取代反应,A正确;化合物I中含有羟基,而且与之相连的碳原子上有1个氢原子,应该可以发生酯化反应和氧化反应,B错误;按反应机理若用化合物II所得产物会少一个氢原子,C错误;化合物II与氢气和溴水或溴的四氯化碳溶液均发生加成反应,D正确。答案BC。
(2)化合物II发生聚合反应的化学方程式为______________(不要求写出反应条件) 解析:化合物II
中含有碳碳双键,应该发生加聚反应,书写时不要漏写n,注意
将苯基写为侧链。反应方程式:
(3)反应③的化学方程式为______________(要求写出反应条件)
解析:甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应,书写时千万不要漏写反应条件光照,不要漏写小分子氯化氢,反应的方程式:
(4)化合物III与PhCH2N3发生环加成反应成化合物V,不同条件下环加反应还可生成化合物V的同分异构体。该同分异物的分子式为____________结构式为______________。
解析:书写分子式应该没有问题,因为同分异构体的分子式是相同的,但要注意苯基原子个数不要计算错误,分子式为:C14H13N3。书写同分异构体要从结构式出发,注意碳碳双键上
苯基位置的变化,即。
(5)科学家曾预言可合成C(N3)4。其可分解成单质,用作炸药。有人通过NaN3与NC-CCl3,反应成功全成了该物质下列说法正确的是___________(填字母) A.该合成反应可能是取代反应
B.C(N3)4与甲烷具有类似的空间结构 C.C(N3)4不可能与化合物Ⅲ发生环加反应
D.C(N3)4分解爆炸的化学反应方程式可能为C(N3)4?C+6N2?
解析:从NaN3与NC-CCl3,反应分析不难看出反应过程中有C、N三键的破坏,不符合取代反应的要求,所以A错误;C(N3)4可视作甲烷分子中的氢原子被N3基团所替代代,所以C(N3)4与甲烷具有类似的空间结构,B正确;因为C(N3)4分子中存在N、N 不饱和键,应该可以发生加成反应,C错误;由题给信息科学家曾预言可合成C(N3)4。其可分解成单质,可以判断D正确。答案BD。
答案:(1)BC(2)
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(3)(4)
(5)BD
26.(10)光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有呲啶环(呲啶的结构式为 其性质类似于苯)的化合物II作为中间体,实现了循环法制氢,示意图如下(仅列出部分反应条件):
(1)化合物II的分子式为______________。
解析:由题给结构简式可以数出分子中所含原子个数,注意不要数掉了环上的氢原子,分子式为:C11H13NO4。
(2)化合物I合成方法如下(反应条件略,除化合物III的结构未标明外,反应式已配平);
化合物III的名称是________________。
解析:结合题(1)可以得到化合物I的分子式为C11H15NO4,接着计算出化合物Ⅳ的分子式为C5H8O3,再由质量守恒定律,可得化合物III的分子式为:CH(11+1—2×(15+8——2×5—1)8—5)N(1—1)O(4+4×1+2—2×3—3),结合所学知识可确定其为甲醛。
(3)用化合物V(结构式见右图)代替III作原料,也能进行类似的上述反应,所得有机物的结构式为___________________。
解析:结合题(3)可以得到有机物的分子式为C(7+2×5+1—1)H(6+2×8+5—8)O(2+2×3+3—4×1—2)
N,所得化合物与化合物I相比多出部分为C6H4NO,由此可以确定甲醛在反应中提供化合
物ICH2部分,化合物V应该提供部分替代CH2部分,所以所得化合物的结构式为:
。
(4)下列说法正确的是_____________(填字母)
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