实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 ,其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 气体,生成 ,反应为 ,其平衡常数 与 的代数关系式为 __________;下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收 效率的有_____(填序号)。
A. |
水浴加热氧化镁浆料 |
B. |
加快搅拌速率 |
C. |
降低通入 气体的速率 |
D. |
通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 |
(2)在催化剂作用下 被 氧化为 。已知 的溶解度为 , 氧化溶液中 的离子方程式为__________;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中 被 氧化的速率随 的变化如题图甲所示。在 范围内,pH增大,浆料中 的氧化速率增大,其主要原因是__________。
(3)制取 晶体。在如题图乙所示的实验装置中,搅拌下,使一定量的 浆料与 溶液充分反应。 浆料与 溶液的加料方式是__________;补充完整制取 晶体的实验方案:向含有少量 的 溶液中,_______________。(已知: 在 时完全转化为氢氧化物沉淀;室温下从 饱和溶液中结晶出 , 在 下干燥得到 ,实验中需要使用 粉末)
催化剂能催化 脱除烟气中的 ,反应为 。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的 粉末置于 的水中,在搅拌下加入一定量的 溶液,经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状 催化剂。在水溶液中 水解为 沉淀的离子方程式为__________;反应选用 溶液而不选用 溶液的原因是__________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的 (其余为 )气体匀速通过装有 催化剂的反应器,测得 的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在 范围内, 转化率随温度变化不明显的原因是__________;反应温度高于 , 转化率下降,除因为进入反应器的 被还原的量减少外,还有__________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收 废催化剂并制备 的过程可表示为
①酸浸时,加料完成后,以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有__________。
②通过萃取可分离钒和钨,在得到的钒酸中含有 。已知 具有八元环结构,其结构式可表示为__________。
③向 的 溶液中加入过量的 溶液,生成 沉淀。已知: ,加过量 溶液的目的是__________。
含有吡喃萘醌骨架的化合物常具有抗菌、抗病毒等生物活性,一种合成该类化合物的路线如图(部分反应条件已简化):
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_____;
(2)从F转化为G的过程中所涉及的反应类型是_____、_____;
(3)物质G所含官能团的名称为_____、_____;
(4)依据上述流程提供的信息,下列反应产物J的结构简式为_____;
(5)下列物质的酸性由大到小的顺序是_____(写标号);
①②③
(6)(呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除 外,还有_____种;
(7)甲苯与溴在 催化下发生反应,会同时生成对溴甲苯和邻溴甲苯。依据由C到D的反应信息,设计以甲苯为原料选择性合成邻溴甲苯的路线 _____(无机试剂任选)。
超纯 是制备第三代半导体的支撑源材料之一,近年来,我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术,在研制超纯 方面取得了显著成果,工业上以粗镓为原料,制备超纯 的工艺流程如图:
知:①金属 的化学性质和 相似, 的熔点为 ;
② (乙醚)和 (三正辛胺)在上述流程中可作为配体;
③相关物质的沸点:
物质 |
|
|
|
|
沸点/ |
|
|
|
|
回答下列问题:
(1)晶体 的晶体类型是_____;
(2)“电解精炼”装置如图所示,电解池温度控制在 的原因是__________,阴极的电极反应式为_____;
(3)“合成 ”工序中的产物还包括 和 ,写出该反应的化学方程式_______________;
(4)“残渣”经纯水处理,能产生可燃性气体,该气体主要成分是_____;
(5)下列说法错误的是_____;
A.流程中 得到了循环利用
B.流程中,“合成 ”至“工序 ”需在无水无氧的条件下进行
C.“工序 ”的作用是解配 ,并蒸出
D.用核磁共振氢谱不能区分 和
(6)直接分解 不能制备超纯 ,而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 的理由是 ____________________;
(7)比较分子中的 键角大小: _____ (填“>”“<”或“=”),其原因是__________。
聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算反应④ _____ ;
(2)在某温度、 下,向反应器中充入 气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为 ,欲将平衡转化率提高至 ,需要向反应器中充入_____ 水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在 下,以水蒸气作稀释气、 作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性 ( )随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线 代表的产物是_____,理由是__________;
(4)关于本反应体系中催化剂 的描述错误的是_____;
A. |
射线衍射技术可测定 晶体结构 |
B. |
可改变乙苯平衡转化率 |
C. |
降低了乙苯脱氢反应的活化能 |
D. |
改变 颗粒大小不影响反应速率 |
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某 (Ⅰ)的配合物促进 (引发剂, 表示卤素)生成自由基 ,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂 中活性最高的是_____;
(6)室温下,① 在配体 的水溶液中形成 ,其反应平衡常数为 ;
② 在水中的溶度积常数为 。由此可知, 在配体 的水溶液中溶解反应的平衡常数为_____(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。
金属 对 有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氧化反应。将块状Ni转化成多孔型雷尼 后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼 暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼 的制备
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如图(夹持装置和搅拌装置略),装置Ⅰ用于储存 和监测反应过程。
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是__________;
(2)操作(d)中,判断雷尼 被水洗净的方法是__________;
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是_____;
A. |
丙酮 |
B. |
四氯化碳 |
C. |
乙醇 |
D. |
正己烷 |
(4)向集气管中充入 时,三通阀的孔路位置如图所示;发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为_____;
(5)仪器M的名称是:_____;
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入 一段时间,目的是__________;
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是__________;
(8)判断氢化反应完全的现象是__________。
2﹣噻吩乙醇( )是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如图:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入 液体A和 金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至 ,加入 噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至 ,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应 。
Ⅳ.水解。恢复室温,加入 水,搅拌 ;加盐酸调 至 ,继续反应 ,分液;用水洗涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水 ,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后,得到产品 。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择__________。
A. |
乙醇 |
B. |
水 |
C. |
甲苯 |
D. |
液氨 |
(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是__________。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为__________。
(4)步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是__________。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节 的目的是__________。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是__________(填名称);无水 的作用为__________。
(7)产品的产率为__________(用 计算,精确至 )
钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O
具体步骤如下:
Ⅰ.称取2.0gNH4Cl,用5mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2•6H2O后,将溶液温度降至10℃以下,加入1g活性炭、7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55~60℃反应20min。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入4mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如图。
仪器a的名称是 。加快NH4Cl溶解的操作有 。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10℃以下以避免 、 ;可选用 降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处: 。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为 。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 。
某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题:
(1)实验方案中出现的图标和,前者提示实验中会用到温度较高的设备,后者要求实验者_____(填防护措施)。
(2)灰化:干燥样品应装入_____中(填标号),置高温炉内,控制炉温 ,在充足空气氛中燃烧成灰渣。
A. |
不锈钢培养皿 |
B. |
玻璃烧杯 |
C. |
石英坩埚 |
(3)向灰渣中滴加 的硝酸,直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是_____(填化学式),因而本实验应在实验室的_____中进行(填设施名称)。
若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示),存在安全风险,原因是__________。
(4)测定铁含量基本流程:将滤液在 容量瓶中定容,移取 ,驱尽 并将 全部还原为 。用 微量滴定管盛装 标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是__________。
②三次平行测定的数据如表。针对该滴定数据,应采取的措施是_____。
序号 |
1 |
2 |
3 |
标准溶液用量/ |
|
|
|
③本实验中,使测定结果偏小的是_____(填标号)。
A. |
样品未完全干燥 |
B. |
微量滴定管未用标准溶液润洗 |
C. |
灰渣中有少量炭黑 |
磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组用质量分数为 的磷酸与 反应制备 ,反应方程式为 一定条件下的实验结果如图1所示。
回答问题:
(1)该条件下,反应至 时 的转化率为_____。
(2)该制备反应的ΔH随温度变化关系如图2所示。该条件下反应为_____反应(填“吸热”或“放热”),且反应热随温度升高而_____。
(3)该小组为提高转化率采用的措施中有:使用浓磷酸作反应物、向系统中不断通入水蒸气等。它们能提高转化率的原因是:不使用稀磷酸__________;通入水蒸气__________。
(4) 时, 的平衡常数 _____。(已知 的 )
水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 碱性悬浊液(含有 )混合,反应生成 ,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化, 被 还原为 ,在暗处静置 ,然后用标准 溶液滴定生成的 ( )。
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是_____________。
(2)"氧的固定"中发生反应的化学方程式为_______________。
(3) 溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和____________;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除____及二氧化碳。
(4)取 水样经固氧、酸化后,用 溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为________________;若消耗 溶液的体积为 ,则水样中溶解氧的含量为_________mg·L − 1。
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏___________。(填"高"或"低")
丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷( )脱氢制1-丁烯( )的热化学方程式如下:
① Δ H 1
已知:②
③
反应①的Δ H 1为________kJ·mol −1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图, x_________0.1(填"大于"或"小于");欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是__________(填标号)。
A. |
升高温度 |
B. |
降低温度 |
C. |
增大压强 |
D. |
降低压强 |
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 n(氢气)/ n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是___________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 、 ,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________,还可使用___________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是_________________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为____________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B的主要成分为_____________、____________(写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀 处理后,用 标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含 量,滴定反应为: 。实验中称取 水泥样品,滴定时消耗了 的 溶液 ,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
[化学——选修5:有机化学基础]
氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为________。C的化学名称是________。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是________,该反应的类型是________。
(3)⑤的反应方程式为________。吡啶是一种有机碱,其作用是________。
(4)G的分子式为________。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有________种。
(6)4-甲氧基乙酰苯胺( )是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线________(其他试剂任选)。
重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为 ,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:
上述反应配平后 与 的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________,滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的 使之变________(填"大"或"小"),原因是________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向"滤液3"中加入适量 ,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到 固体。冷却到________(填标号)得到的 固体产品最多。
a.
b.
c.
d.
步骤⑤的反应类型是________。
(5)某工厂用 铬铁矿粉(含 40%)制备 ,最终得到产品 ,产率为________。