电子,被氧化,发生氧化反应,得到的产物为氧化产物,可以用“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,作还原剂,具有还原性;反应物所含元素化合价降低,得到电子,发生还原反应,作氧化剂,具有氧化性。 评卷人 得分 四、计算题
17.(8分)用MnO2,和浓HCl反应制Cl2,当有被氧化时,生成的Cl2全部用石灰水吸收,则(1)生成多少Cl2mol(2)可制得漂白粉多少克 【答案】(1)0.2 mol Cl2mol(2)漂白粉质量为克 【解析】略
18.(6分)过氧化钙是一种安全无毒的氧化物,通常含有部分CaO,且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧化钙样品的组成,进行了如下实验。
① 称取 g样品,灼热使之完全分解,生成CaO、O2和H2O,得到的O2在标准状况下体积为 mL。 ② 另取 g样品,溶于稀盐酸,加热煮沸,使生成的H2O2完全分解。然后将溶液中的Ca 完全转化为CaC2O4沉淀,经过滤洗涤后,将沉淀溶于热的稀硫酸,用 mol·L KMnO4溶液滴定,共用去 mL KMnO4溶液。化学方程式如下:
5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4= K2SO4+2MnSO4+5CaSO4+10CO2↑+8H2O (1) 写出CaO2受热分解的化学方程式。 (2) 计算样品中CaO2的质量分数。 (3) 计算样品中CaO2·x H2O的x值。 【答案】
(1) 2CaO2= 2CaO+O2↑(1分) (2) w (CaO2)=
×100%=80%(2分)
-1
2+
2+--
(3) n (CaC2O4)=n (Ca)=×103 L× mol·L1×= mol
其中CaO2所含的n (Ca)=
2+
= mol
-
m (CaO)= mol- mol)× g·mol1= g
m (H2O)= g― ×%― g= g
∶
=2∶1x=(3分)
【解析】略
19.氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。工业上常通过下列反应制备CuCl: 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3→2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑
(1)CuCl制备过程中需要配制质量分数为%的CuSO4溶液,配制该溶液所需的CuSO4·5H2O与H2O的质量之比为。
-
(2)准确称取所配制的 CuCl样品置于一定量的·L1 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,-
加水20mL,用·L1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗(SO4)2溶液。有关反应的离子方程式为: 3+
2+
2+
-4+
2+
3+
3+
Fe+CuCl→Fe+Cu+ClCe+Fe→Fe+Ce
已知国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于%。试通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合国家标准。 【答案】(1)5∶11 (2)符合国家标准
【解析】(1)5∶11(2分)
(2)设样品中CuCl的质量为x,由化学方程式可知: CuCl ~ Fe~ Ce
2+
4+
x=·L××10L×·mol=\(1分)
样品中CuCl的质量分数=
>%(1分)
-1-3-1
故样品中CuCl的质量分数符合国家标准。(1分)
20.(12分)化学需氧量(COD)常作为衡量水体中有机物含量多少的指标。某化学课外小组的同学拟采用碱性高锰酸钾溶液测定某海水试样的COD,实验流程如下:
已知:①弱碱性条件下MnO4-被还原性物质还原为MnO2 ②10I+2MnO4-+16H=5I2+2Mn+8H2O ③2S2O32-+I2=2I+S4O62-
(1)测定海水试样的COD,采用碱性高锰酸钾溶液而不采用酸性高锰酸钾溶液,其可能原因是。
--+
2+
(2)氧化后的水样煮沸后,需冷却并在暗处再加入KI和硫酸,需在暗处的原因是。用Na2S2O3,标准溶液滴定,终点时溶液颜色的变化是。
(3)滴定到终点时消耗Na2S2O3标准溶液。根据以上实验数据计算海水试样的COD(用每升水样相当于消耗多少毫克O2表示,单位:mgL)(写出计算过程)。 【答案】(1)海水中含有大量的Cl,Cl酸性条件能还原MnO4—; (2)防止生成的单质碘受热、见光时挥发;由蓝色变为无色;
-
--1
(3)
【解析】
试题分析:根据题意知,该化学课外小组的同学采用碱性高锰酸钾溶液测定某海水试样的COD 的原理和流程为:先向海水试样中加入碱性高锰酸钾溶液将海水中的有机物氧化,然后再加入KI溶液将剩余的高锰酸钾溶液还原,最后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的碘,最后计算出海水试样消耗的高锰酸钾的量,确定COD。(1)测定海水试样的COD,采用碱性高锰酸
--
钾溶液而不采用酸性高锰酸钾溶液,其可能原因是海水中含有大量的Cl,Cl酸性条件能还原MnO4—;(2)氧化后的水样煮沸后,需冷却并在暗处再加入KI和硫酸,需在暗处的原因是防止生成的单质碘受热、见光时挥发;用Na2S2O3标准溶液滴定,终点时溶液颜色的变化是由蓝色变为无色;(3) 根据题给信息①弱碱性条件下MnO4-被还原性物质还原为MnO2②10I
+
2+
--
+2MnO4-+16H=5I2+2Mn+8H2O ③2S2O32-+I2=2I+S4O62-得关系式:MnO4-——5 S2O32-,根据硫代硫酸钠的物质的量计算剩余高锰酸钾的物质的量,进一步计算与海水试样反应的高锰酸钾的量,又碱性条件下MnO4-被还原性物质还原为MnO2,1mol高锰酸钾得3mol电子,1mol氧气得4mol电子,根据电子守恒得关系式:4KMnO4——3O2,计算消耗氧气的物质的量,确定COD,计算过程见答案。
考点:以海水试样COD的测定为载体考查氧化还原反应及相关计算。 评卷人 得分 五、简答题
21.高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步: 2Cu2S+3O2
2Cu2O+ 2SO2 2 Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S和bmol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):
(1)若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是____________________。
(2)若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应后容器内固体的成分_____________________ 【答案】b=5aCu 和 Cu2O
【解析】(1)反应后固体全部是Cu时,则:2Cu2S+3O26Cu+SO2↑,两方程式相加得: Cu2S+O2=2Cu+SO2 a 解得b=5a; (2)2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2,消耗3mol氧气生成2mol二氧化硫,当产物为Cu2O时,反
2Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S
应后容器内的压强小于反应前,Cu2S+O2=2Cu+SO2,反应后固体为Cu时,反应前后气体的体积未变,P1=P2,但反应后固体为Cu2O、Cu时,反应后容器内的压强小于反应前,所以反应后容器内的压强小于反应前,反应前为Cu2S,反应后容器内固体的成分为Cu2O或Cu和Cu2O。 评卷人 得分 六、推断题
22.用于汽车刹车片的聚合物Y是一种聚酰胺纤维,合成路线如下:
已知:①
②W、D均为芳香化合物,分子中均只含两种不同化学环境的氢原子。
(1)生成A的反应类型是______,试剂a是______,B中所含的官能团名称是_______。 (2)① F的结构简式是______。 ②“
”的反应中,除X外,另外一种产物是______。
③ 生成聚合物Y的化学方程式是_______。
(3)Q是W的同系物且相对分子质量比W大14,则Q有_____种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为________、__________(写结构简式)。 (4)只以
为有机原料,选用必要的无机试剂合成
,写出合成路线
__________(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
【答案】取代反应浓硝酸、浓硫酸硝基氯原子
H2O
10
【解析】先推理上面一行合成过程:由苯→A→B→D 的路径观察发现,对硝基苯胺之中的硝基缺少引入步骤。而未注明所用试剂的过程只有 A→B 一步,因此这一步是进行硝化,于是 B 应是对硝基氯苯。(1)苯与氯气在氯化铁催化下发生取代反应生成氯苯;反应A→B是硝化反应,试剂a为浓硝酸、浓硫酸;B是对氯硝基苯,官能团的名称是硝基、氯原子;(2)①接下来推理下面一行。由反应知 E 是乙烯,E→F 的反应可参照信息①反应,产物 F 应为
,考虑到芳香化合物 W不饱和度为 6,而分子中除苯环外有两个碳四个氧(含两个不
饱和度),结合只含有两种不同化学环境的氢需要的高对称性,这两个碳四个氧应该是两个羧基,W 应该是对苯二甲酸。②考虑 W 是由 X 经高锰酸钾氧化得到,而 F 中含有两个甲基,猜测X 是对二甲苯,从而 X 化学式是 C8H10,F 化学式是 C8H12O,从而可以推测 F→X 的过程中另一种产物为水。由已知③D 为芳香化合物,分子中含有两种不同环境的氢原子,故 D 为对苯二胺,D与W发生缩聚反应生成的聚合物Y的化学方程式是:
; (3)Q是W的同系物且相对分子质量比
W大14,则多一个CH2,分子中除了苯环,还有两个羧基,碳原子还剩下一个,则若苯环上只有一个取代基则为-CH(COOH)2,结构只有一种;若有两个取代基,则为-COOH和-CH2COOH,两者在苯环上的位置为邻、间、对位三种;若有三个取代基,则两个羧基和一个甲基,先看成苯二甲酸,苯二甲酸两个羧基的位置有邻、间、对位,而苯环上的氢再被甲基取代的分别有2种、3种和1种;总计10种同分异构体;其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:2:2:3的为
;(4)原料只有 1,3-丁二烯,因而合成六元
环必须利用题中所给的信息反应;产物上下对称,因而应该是将 1,3-丁二烯进行 1,4-加成之后再与另一分子 1,3-丁二烯反应成环;两个醛基相隔两个碳,因而需要 1,3-加成之后叠加水解、氧化步骤;而产物中不存在碳碳双键,因而应该存在催化加氢环节,这一步必须安排在氧化生成醛基之前。具体合成流程为:
。
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