（共10分）铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
某化学小组在实验室中利用简易装置进行了铝和氧化铁的反应，发现生成的铁呈疏松多孔的褐色硬块。该小组成员认为主要原因是产生的铁中含有较多杂质，请你参与探究该褐色硬块的组成。
（1）首先将褐色硬块处理成粉末，通过实验来确定是否含有单质铝，经实验首先排除了铝的存在，则该小组成员在该实验中选用的试剂是________，证明不含铝的实验现象为______________________________。
（2）经初步确定后，可认为褐色硬块除Fe外，还含有Fe2O3、Al2O3，为验证其组成该小组设计如下流程：
①在上述流程中，操作①所用到的玻璃仪器有________________。
②通过上述实验该小组得出结论：该褐色硬块中除铁外，一定含有Al2O3，不含Fe2O3，你认为该结论是否可靠______(填“是”或“否”)，理由是______________________________________________(用离子方程式和必要的文字进行说明)。
近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为： 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 ， 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O 2)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ 过低、过高的不利影响分别是________。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
Δ
Δ
Δ
则 的 Δ H=________ 。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）
乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：
| |
水杨酸 |
醋酸酐 |
乙酰水杨酸 |
| 熔点/℃ |
157~159 |
-72~-74 |
135~138 |
| 相对密度/（g·cm ﹣ 3） |
1.44 |
1.10 |
1.35 |
| 相对分子质量 |
138 |
102 |
180 |
实验过程：在 锥形瓶中加入水杨酸 及醋酸酐 ，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加 浓硫酸后加热，维持瓶内温度在 左右，充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题：
（1）该合成反应中应采用__________加热。（填标号）
| A． |
热水浴 |
| B． |
酒精灯 |
| C． |
煤气灯 |
| D． |
电炉 |
（2）下列玻璃仪器中，①中需使用的有________（填标号），不需使用的________（填名称）。
（3）①中需使用冷水，目的是________。
（4）②中饱和碳酸氢钠的作用是________，以便过滤除去难溶杂质。
（5）④采用的纯化方法为________。
（6）本实验的产率是________%。
高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[ ]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 |
|
|
|
|
|
|
|
| 开始沉淀的pH |
8.1 |
6.3 |
1.5 |
3.4 |
8.9 |
6.2 |
6.9 |
| 沉淀完全的pH |
10.1 |
8.3 |
2.8 |
4.7 |
10.9 |
8.2 |
8.9 |
（1）"滤渣1"含有S和________；写出"溶浸"中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________。
（2）"氧化"中添加适量的 的作用是将________。
（3）"调pH"除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________~6之间。
（4）"除杂1"的目的是除去 和 ， "滤渣3"的主要成分是________。
（5）"除杂2"的目的是生成 沉淀除去 。若溶液酸度过高， 沉淀不完全，原因是________。
（6）写出"沉锰"的离子方程式________。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 ， 其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当 时， z=________。
咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华），有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸（K a约为10 −4， 易溶于水及乙醇）约3%~10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：
（1）实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是________，圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒________。
（2）提取过程不可选用明火直接加热，原因是________，与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是________。
（3）提取液需经"蒸馏浓缩"除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是________。"蒸发浓缩"需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有________（填标号）。
A．直形冷凝管 B．球形冷凝管C．接收瓶D．烧杯
（4）浓缩液加生石灰的作用是________ 和吸收________
（5）可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是________。
环戊二烯（ 
）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
（1）已知： 
(g) = 
(g)+H 2(g) Δ H 1=100.3kJ·mol −1 ①
H 2(g)+ I 2(g) =2HI(g) Δ H 2=−11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应： (g)+ I 2(g) = 
(g)+2HI(g) ③ Δ H 3=________kJ·mol −1。
（2）某温度下，等物质的量的碘和环戊烯（ 
）在刚性容器内发生反应③，起始总压为10 5Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数 K p=________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________（填标号）。
| A． |
通入惰性气体 |
B． |
提高温度 |
| C． |
增加环戊烯浓度 |
D． |
增加碘浓度 |
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。
| A． |
T 1＞ T 2 |
| B． |
a点的反应速率小于c点的反应速率 |
| C． |
a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 |
| D． |
b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L −1 |
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C 5H 5) 2结构简式为 
），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为________，总反应为________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为________。
粤公网安备 44130202000953号