加深;
(2)根据实验II说明NaNO2溶液与KMnO4 溶液在酸性条件下发生氧化还原反应而使KMnO4 溶液的紫色褪去,即KMnO4被还原,说明NO2-具有还原性。NO2-具有还原性的原因是:N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性,
故答案为还原性;N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示),+3价不稳定,易失电子,体现还原性;
(3)①实验IV在FeSO4 溶液(pH=3)中滴加NaNO2溶液,溶液先变黄,后迅速变为棕色,滴加KSCN溶液变红,说明有Fe3+生成,NO2-被还原为NO。若要证明棕色物质是是NO与Fe2+,而非Fe3+发生络合反应的产物,需要作对照实验,即向pH均为3,含Fe2+和Fe3+浓度均为1mol/L的FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液中通入NO,若通入FeSO4溶液出现溶液由浅绿色迅速变为棕色,而通入Fe2(SO4)3溶液无现象,则可证明;
L?1Fe2(SO4)3溶液(pH=3)故答案为浅绿色;棕色;0.5mol·;
②加热实验IV中的棕色溶液,有气体逸出,该气体在接近试管口处变为红棕色,说明加热后生成了NO气体;溶液中有红褐色沉淀生成,说明生成了Fe(OH)3,原因是棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,NO被空气氧化为NO2,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀,
NO被空气氧化为NO2,故答案为棕色溶液中的[Fe(NO)]2+受热生成NO和Fe2+,加热有利于Fe2+被氧化为Fe3+,促进Fe3+水解,产生Fe(OH)3沉淀;
(4)①将K闭合后电流表指针发生偏转,向左侧滴加醋酸后偏转幅度增大,由图可知,该装置构成了原电池,两电极分别产生NO和Fe3+,U形管中间盐桥的作用是阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生; 故答案为阻碍Fe2+与NO接触,避免络合反应发生;
②该原电池负极反应为:Fe2+-e-= Fe3+,正极反应为NO2-+e-+2H+=NO↑+H2O,所以电池总反应式为Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O;
故答案为Fe2+ +NO2-+2H+= Fe3+ +NO↑+H2O。 三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.用两种不饱和烃A和D为原料可以合成一类新药有机物J ,合成路线如下:
17
已知①
②有机物J结构中含两个环。 回答下列问题:
(1)C的名称是________________。
(2)A→B试剂和反应条件为________________。 (3)H→J的化学反应方程式为_______________。 (4)已知
符合下列条件的 N的同分异构体有___________种,其中核磁共
振氢谱显示环上只有 3 组峰,且峰面积之比为 4:4:1,写出符合条件一种同分异构体的结构简式____________。 ①含有基团
、环上有三个取代基②与NaHCO3反应产生气泡 ③可发生缩聚反应,M的所有同分异构
体在下列表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同是_____。 a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.元素分析仪 d.核磁共振仪 (5)利用题中信息和所学知识,写出以A和甲烷为原料,合成它试剂自选)。
的路线流程图____________(其
【答案】邻溴苯甲醛 Br2、FeBr3(或Fe) +H2O 19
、、 c
【解析】 【分析】
由题可知,A和D为两种不饱和的烃,根据已知①,C和F发生反应生成G,可知C的结构式为
,
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F为,则E为,D与HBr发生加成反应得到E,故D为,B到C为催化
氧化,则B为,A发生取代反应得到B,故A为,G在该条件下得到H,结合已知①
可以得到H为,由于有机物J结构中含两个环,故可能是H发生分子内的酯化,得到
J,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据上述分析,C的结构式为
,叫做邻溴苯甲醛,故答案为:邻溴苯甲醛;
(2)A→B为苯环上的取代反应,条件为Br2、FeBr3(或Fe),故答案为:Br2、FeBr3(或Fe);
(3) H为,由于有机物J结构中含两个环,故可能是H发生分子内的酯化,得到
JH→J的化学反应方程式为
H2SO4垐浓垐垎噲垐垐?+H2O,故答案为:
浓H2SO4垐垎噲垐垐垐?+H2O;
(4),根据以上分析C为,由转化关系可推出M为,
N为,其分子式为C8H14O3,N的同分异构体中符合下列条件:①含有基团、环上有三
个取代基②与NaHCO3反应产生气泡说明含有羧基 ③可发生缩聚反应,说明含有羧基和羟基,则环上有三
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个不同取代基分别为甲基、羟基和羧基。先分析环上有两个取代基时共有4种结构(邻间对和同一个碳上),这4种结构对应的第三个取代基的取代产物分别有6种,6种,4种,3种,所以共有6+6+4+3=19种同分异构体,其中核磁共振氢谱显示环上只有 3 组峰,且峰面积之比为 4:4:1且满足条件的物质有
、
、
。
M的同分异构体的元素组成相同,c;在元素分析仪中显示的信号完全相同,故答案为:、
、 (任选其一即可);
(5) 根据题干信息,以和甲烷为原料,合成的路线如下:
。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.硫酸锰是一种重要的化工中间体,是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。 ②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃):
L?1时,可认为离子沉淀完全。 ③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54;当离子浓度≤10?5mol·
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