G为为
、H为,I为,D和I发生缩聚反应生成高分子化合物,高分子化合物
,据此分析解答.
【解答】解:根据题给信息知,B为醛,结构简式为CH3CHO,A发生加成反应生成B,A为HC≡CH,C为HOCH2CH2CHO,C和氢气发生加成反应生成D,D结构简式为HOCH2CH2CH2OH; 芳香烃E的相对分子质量为106,设其分子式为CnH2n﹣6,n=
=8,E的一氯代物只有2种,
则E的结构简式为,
E和氯气在光照条件下发生取代反应生成F,F和氢氧化钠水溶液发生取代反应生成G,G能发生氧
化反应生成H,说明G是醇、H是醛,H发生银镜反应后酸化得到I,I是羧酸,所以F为、
G为为
、H为,I为,
,D和I发生缩聚反应生成高分子化合物,高分子化合物
(1)通过以上分析知,B为CH3CHO,C为HOCH2CH2CHO,C中官能团是醛基和羟基, 故答案为:CH3CHO;﹣CHO、﹣OH;
(2)D为HOCH2CH2CH2OH,其名称是,故答案为:1,3﹣丙二醇;
(3)通过以上分析知,E结构简式为,故答案为:;
(4)E生成F的反应是取代反应,生成PTT的方程式为
,
故答案为:取代;
;
(5)I的同分异构符合下列条件:①含有苯环、②核磁共振氢谱有三个峰,说明含有三种氢原子,符合条件的同分异构体结构简式为
,故答案为:
.
【点评】本题考查有机物推断,为高频考点,侧重考查学生分析推断能力,根据反应条件结合题给信息进行推断,难点是同分异构体种类判断,同分异构体有官能团异构、位置异构,题目难度不大.
16.知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一.某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理,形成如下问题(显示的电极均为石墨).
(1)图1中,电解一段时间后,气球b中的气体是 H2 (填化学式),U形管 右 (填“左”或“右”)边的溶液变红. (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,电解可制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的 负 极;该发生器中反应的总离子方程式为 Cl+H2O﹣
ClO+H2↑ .
﹣
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上.该工艺的相关物质传输与转化关系如图3所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过). ①燃料电池B中的电极反应式分别为:负极 2H2﹣4e+4OHˉ═4H2O ,正极 O2+4e﹣
+2H2O═4OH .
②分析图3可知,氢氧化钠的质量分数a%、b%、c%由大到小的顺序为 b%>a%>c% . 【考点】电解原理. 【专题】电化学专题. 【分析】(1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气,所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气,同时阴极附近有NaOH生成,溶液呈碱性,无色酚酞遇碱变红色;
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,次氯酸钠具有与漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成;
(3)①B是燃料电池,右边电池中通入空气、左边原电池中通入气体Y,则Y是氢气,则电解池中左边电极是阳极、右边电极是阴极,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电;
原电池中通入氧化剂的电极是正极、通入氢气的电极是负极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水;
﹣
﹣
﹣
②图3中电解池中加入的NaOH目的是增大溶液导电性,通入电解后生成氢氧化钠,所以加入的NaOH浓度小于出来的NaOH浓度;原电池中,正极上生成氢氧化钠,且其浓度大于加入的氢氧化钠.
【解答】解:(1)图1中,根据电子流向知,左边电极是电解池阳极、右边电极是电解池阴极,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气,所以a气球中气体是氯气、b气球中的气体是氢气,同时阴极附近有NaOH生成,溶液呈碱性,无色酚酞遇碱变红色,所以U形管右边溶液变红色,故答案为:H2;右;
(2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器,阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气同时阴极有NaOH生成,氯气和氢氧化钠反应生成NaClO,次氯酸钠具有与漂白性,为了使反应更充分,则下边电极生成氯气、上边电极附近有NaOH生成,上边电极生成氢气,为阴极,则c为负极、d为正极;其电池反应式为Cl+H2O
﹣
﹣
ClO+H2↑,故答案为:负;Cl+H2O
﹣﹣
ClO
+H2↑;
(3)①B是燃料电池,右边电池中通入空气、左边原电池中通入气体Y,则Y是氢气,则电解池中左边电极是阳极、右边电极是阴极,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电,负极、正极反应式为2H2﹣4e+4OHˉ═4H2O、O2+4e+2H2O═4OH,故答案为:2H2﹣4e+4OHˉ═4H2O; O2+4e﹣﹣
+2H2O═4OH;
原电池中通入氧化剂的电极是正极、通入氢气的电极是负极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水;
②图3中电解池中加入的NaOH目的是增大溶液导电性,通入电解后生成氢氧化钠,所以加入的NaOH浓度小于出来的NaOH浓度;原电池中,正极上生成氢氧化钠,且其浓度大于加入的氢氧化钠,所以氢氧化钠浓度大小顺序是b%>a%>c%,故答案为:b%>a%>c%.
【点评】本题考查电解原理,为高频考点,明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键,难点是(3)题氢氧化钠浓度大小比较及电极反应式的书写,电极反应式的书写要结合电解质溶液酸碱性书写,题目难度不大.
17.铝及其化合物用途广泛,研究其性质具有重要意义.
(1)铝离子的结构示意图为 .
(2)美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺,过程如图1所示:
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
①铝镓合金与水反应的化学方程式为 2Al+3H2OAl2O3+3H2↑ .
②该工艺过程中,能量的转化形式分别有 太阳能转变为电能,电能转化为化学能,化学能转变为热能 (填“什么能转变为什么能”).
③该工艺过程总反应的实质是 2H2O2H2↑+O2↑ .
(3)室温下,往0.2mol/LAl2 ( SO4)3溶液中逐滴加入1.0mol/L NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图2所示.解释c→d过程中pH增大且幅度较大的原因(请结合必要的化学用语) Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,c点开始主要是Al(OH)3溶于NaOH,生成显碱性的NaAlO2,体系是Al(OH)3和NaAlO2的混合,随着NaAlO2浓度的增大,pH增大,该过程类似于酸碱中和,因此pH有突跃 .
【考点】铝的化学性质;合金的概念及其重要应用. 【专题】元素及其化合物. 【分析】(1)铝原子核外有13个电子,核外有三个电子层,最外层3个电子,铝离子是铝原子失去最外层电子形成;
(2)铝镓合金与水反应得到氧化铝、氢气和镓,相当于镓未参加反应,是铝和水反应是氧化还原反应,氧化铝在通电条件下电解生成铝和氧气,电能是利用太阳能提供,开始的反应物是铝镓合金,最终的生成物是铝镓合金,
①流程分析可知镓合金与水的反应中生成物是氧化铝、氢气和镓,相当于镓未参加反应,所以实际上发生的反应是铝和水反应生成氢氧化铝和氢气;
②该工艺中能量的转化形式有:太阳能电池电解氧化铝是太阳能转化为电能、电能转化为化学能,铝和水反应是氧化还原反应,反应过程中放热是化学能转化为热能,所以有三种形式的能量转化; ③该工艺中发生的反应有:2Al+3H2O将方程式①×2+②得方程式2H2O
Al2O3+3H2↑①,2Al2O3H2↑+O2↑;
4Al+3O2②,
(3)室温下,往0.2mol/LAl2 ( SO4)3溶液中逐滴加入1.0mol/L NaOH溶液,硫酸铝为强酸弱碱
3++
盐,水解显酸性,水解离子反应为Al+3H2O?Al(OH)3+3Ha﹣b段,加入NaOH溶液,消耗氢
﹣﹣+3+
离子,发生反应:H+OH═H2O,b﹣c段溶液的pH变化不大,主要发生反应:Al+3OH═Al
﹣
(OH)3↓,则加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀;c﹣d段溶液pH变化较大,c点后pH发生突变,NaOH过量,Al(OH)3沉淀开始溶解,生成NaAlO2,碱性较强. 【解答】解:(1)铝原子核外有13个电子,核外有三个电子层,最外层3个电子,铝离子是铝原子失去最外层电子形成,离子结构示意图为
,
故答案为:;
(2)①铝镓合金与水的反应中生成物是氧化铝、氢气和镓,相当于镓未参加反应,所以实际上发生的反应是2Al+3H2O故答案为:2Al+3H2O
Al2O3+3H2↑, Al2O3+3H2↑;
4Al+3O2↑,
②流程图中分析可知,该工艺中能量的转化形式有:太阳能转化为电能,2Al2O3电能转化为化学能,2Al+3H2O
Al2O3+3H2↑,化学能转化为热能,所以有三种形式的
能量转化,
故答案为:太阳能转变为电能,电能转化为化学能,化学能转变为热能;
③该工艺中发生的反应有:2Al+3H2O将方程式①×2+②得方程式2H2O方程式为:2H2O故答案为:2H2O
2H2↑+O2↑, 2H2↑+O2↑;
Al2O3+3H2↑①,2Al2O34Al+3O2②,
H2↑+O2↑,所以反应的实质是水的分解反应,化学
(3)硫酸铝为强酸弱碱盐,水解显酸性,水解离子反应为Al+3H2O?Al(OH)3+3H,a﹣b段,
﹣+
加入NaOH溶液,消耗氢离子,发生反应:H+OH═H2O,b﹣c段溶液的pH变化不大,主要发生
﹣﹣3+
反应:Al+3OH═Al(OH)3↓,则加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀;c﹣d段溶液pH变化较大,c点后pH发生突变,NaOH过量,Al(OH)3沉淀开始溶解,生成NaAlO2,反应为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,体系是Al(OH)3和NaAlO2的混合,随着NaAlO2浓度的增大碱性较强,pH增大,
故答案为:Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,c点开始主要是Al(OH)3溶于NaOH,生成显碱性的NaAlO2,体系是Al(OH)3和NaAlO2的混合,随着NaAlO2浓度的增大,pH增大,该过程类似于酸碱中和,因此pH有突跃.
【点评】本题考查了原子结构、流程分析、盐类水解、图象分析判断,注意氢氧化铝的两性及图中c点pH突变为解答的关键,明确b→c段中铝离子过量,过程中的能量变化,题目难度中等.
18.大气中的部分碘源于O3对海水中Iˉ的氧化.某科学小组进行O3与含Iˉ溶液反应的相关研究.
3++
(1)O3将Iˉ氧化生成I2的过程由3步反应组成:
﹣﹣
①I(aq)+O3(g)═IO(aq)+O2(g)△H1
﹣+
②IO(aq)+H(aq)?HOI(aq)△H2
﹣+
③HOI(aq)+I(aq)+H(aq)?I2(aq)+H2O(l)△H3
﹣+
用热化学方程式表示O3氧化Iˉ生成I2的反应 O3(g)+2I(aq)+2H(aq)═I2(aq)+H2O(l)+O2(g)△H=△H1+△H2+△H3 .
(2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半时所需的时间(t)如下表所示.已知:O3的起始浓度为0.0216mol/L. pH 3.0 4.0 5.0 6.0 t/min T/℃ 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 ①在30℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为 1.00×10 mol/(L?min).
﹣
②pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是 OH .
﹣4