为了证实木炭和浓H2SO4的反应产物，可用下列流程进行验证(箭头表示气体的流向)。
回答下列问题：
根据上述流程中什么现象证明产物是H2O、CO2、SO2：
； ； 。
(2)酸性KMnO4溶液的作用是 ，能否用溴水代替酸性高锰酸钾溶液? 。(填“能”或“不能”)，请写出化学反应方程式 （若回答不能，则此空不用答题）
苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
名称 |
相对分子质量 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/（g•mL﹣1） |
溶解性 |
甲苯 |
92 |
﹣95 |
110.6 |
0.867 |
不溶于水，易溶于乙醇 |
苯甲酸 |
122 |
122.4（100℃左右开始升华） |
248 |
﹣﹣ |
微溶于冷水，易溶于乙醇、热水 |
实验步骤：
（1）在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g （约0.03mol）高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
（2）停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0g。
（3）纯度测定：称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液，用0.01000mol•L﹣1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
回答下列问题：
（1）根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为 （填标号）。
A.100mL B.250mL C.500mL D.1000mL
（2）在反应装置中应选用 冷凝管（填“直形”或“球形”），当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是 。
（3）加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是 ；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理 。
（4）“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是 。
（5）干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是 。
（6）本实验制备的苯甲酸的纯度为 ； 据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于 （填标号）。
A.70% B.60% C.50% D.40%
（7）若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中 的方法提纯。
化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 离子通过，氯气的逸出口是 （填标号）。
（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X） ，X为HClO或ClO ﹣]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数K a值为 。
（3）Cl 2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl 2反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl 2O的化学方程式为 。
（4）ClO 2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO 2、NaHSO 4、NaHCO 3的"二氧化氯泡腾片"，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO 2溶液。上述过程中，生成ClO 2的反应属于歧化反应，每生成1mol ClO 2消耗NaClO 2的量为 mol；产生"气泡"的化学方程式为 。
（5）"84消毒液"的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是 （用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为 kg（保留整数）。
有机碱，例如二甲基胺（ 
）、苯胺（ 
）、吡啶（ 
）等，在有机合成中应用很普遍，目前"有机超强碱"的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱F的合成路线：
已知如下信息：
①H 2C＝CH 2
② 
+RNH 2
③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
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）C中所含官能团的名称为 。
（4）由C生成D的反应类型为 。
（5）D的结构简式为 。
（6）E的六元环芳香同分异构体中，能与金属钠反应，且核磁共振氢谱有四组峰，峰面积之比为6：2：2：1的有 种，其中，芳香环上为二取代的结构简式为 。
Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
（1）基态Fe 2+与Fe 3+离子中未成对的电子数之比为 。
（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能（I 1）如表所示。I 1（Li）＞I 1（Na），原因是 。 I 1（Be）＞I 1（B）＞I 1（Li），原因是 。
| I 1/（kJ•mol ﹣ 1） |
||
| Li 520 |
Be 900 |
B 801 |
| Na 496 |
Mg 738 |
Al 578 |
（3）磷酸根离子的空间构型为 ，其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
（4）LiFePO 4的晶胞结构示意图如（a）所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO 4的单元数有 个。
电池充电时，LiFePO 4脱出部分Li +，形成Li 1 ﹣ xFePO 4，结构示意图如（b）所示，则x＝ ，n（Fe 2+）：n（Fe 3+）＝ 。
硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化：SO 2（g） O 2（g） SO 3（g）△H＝﹣98kJ•mol ﹣ 1．回答下列问题：
（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图（a）所示，V 2O 5（s）与SO 2（g）反应生成VOSO 4（s）和V 2O 4（s）的热化学方程式为： 。
（2）当SO 2（g）、O 2（g）和N 2（g）起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO 2平衡转化率α随温度的变化如图（b）所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝ ，判断的依据是 。影响α的因素有 。
（3）将组成（物质的量分数）为2m% SO 2（g）、m% O 2（g）和q% N 2（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO 2转化率为α，则SO 3压强为 ，平衡常数K p＝ （以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
（4）研究表明，SO 2催化氧化的反应速率方程为：v＝k（ 1） 0.8（1﹣nα′）式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO 2平衡转化率，α′为某时刻SO 2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图（c）所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t m．t＜t m时，v逐渐提高；t＞t m后，v逐渐下降。原因是 。
粤公网安备 44130202000953号