已知:① Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓) Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓ ② 某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ S(Li2CO3)/g S(Li2SO4)/g 20 1.33 34.2 40 1.17 32.8 60 1.01 31.9 80 0.85 30.7 250℃ ~ 300℃
研磨 (1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是 。
滤渣1 ( ) I ( ) 灼烧 II III Al2O3
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述) 。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是 。 (4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。 ① a中,阳极的电极反应式是 。
② b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是 。 解析:此题是典型的化学工艺流程题。考查考生对化学基本原理的掌握和综合分析判断的能力,较难。(1)要抓住可溶的强碱会溶解氢氧化铝。
(2) 此题关键是必须抓住平衡,不答出平衡就是错误的,不得分。 (3)从给出的溶解度表,很容易作出判断。 (4)①解题关键是分清电极。
②此题是陌生反应方程式的书写,由于题给条件多,较简单。 答案:(1) Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ (2) Ca(OH)2(s)
Ca2++2OH
+ Mg2+
-
Mg(OH)2(s)
使氢氧化钙的电离平衡向右移动,除去Mg2+
(3) Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li2CO3的损失 (4)① 2Cl――2e― === Cl2↑
② 2LiOH+NH4HCO3 === Li2CO3+NH3+2H2O 难度:中等
【活学活用】
1.(中)以乙炔为原料,通过下图所示步骤能合成有机物中间体E(转化过程中的反应条件及部分产物已略去)。
HCHO CH A 22
其中,A、B、C、D分别代表一种有机物;A的化学式为C4H6O2,分子中含有碳碳三键;B的化学式为C4H10O2,分子中无甲基。 请回答下列问题:
(1)A生成B的化学反应类型是 。
(2)写出生成A的化学方程式: 。 (3)B在浓硫酸催化下加热,可生成多种有机物。写出2种相对分子质量比A小的有机物的结构简式: 、 。
(4)含有苯环,且与E互为同分异构体的酯有 种,写出其中一种同分异构体的结构简式: 。
解析:(1)A到B是与氢气反应属于加成反应或还原反应,由A的分子式及结构式和B的分子式和结构式相比较,可知B也是A加氢后生成的物质,故也属于加成反应。 (2)根据生成C4H6O2可以判断是1mol C2H2和2mol CH2O反应生成。又因为A中有碳碳三键,所以反应为H—C≡C—H+2CH2O → HO—CH2—C≡C—CH2—OH。
(3)A与H2发生加成反应生成B(HOCH2CH2CH2CH2OH)。B在浓硫酸作用下发生反应,可以是两个B分子发生反应,生成醚类物质,也可以B自身发生消去反应,因为要求相对分子质量小于A,所以只
O CH2 CH2
H2 O2 一定 条件 浓硫酸 B C D E O O H—C— —C—H CH2—CH2
考虑自身的脱水反应,即CH2=CH—CH2CH2OH、CH2=CH—CH=CH2、 。
(4)含有苯环、酯基且与E互为同分异构体的同分异构体可以是酚羟基形成的酯、也可以是醇羟基形成的酯、也可以是苯甲酸形成的酯,再考虑上是否可以摘出甲基与苯环直接相连,所以可以形成的同分异构体有:
O O O
—O— C—CH3 —C—O—CH3 —CH2—O— C—H O O
CH3— —O—C—H —O—C—H
CH3
共6种。
O —O—C—H CH3 答案:(1)加成反应(还原反应)
(2)H—C≡C—H+2CH2O → HO—CH2—C≡C—CH2—OH
O
CH2 CH2
(3)CH2=CH—CH2CH2OH、CH2=CH—CH=CH2、
CH2—CH2
(4)6
O O O O —O—C—H —O—C—CH —C—O—CH 3—CH—O— C—H 32 CH3 O O CH3— —O—C—H —O—C—H CH3
2.(中)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2 和Mn(NO3)2 溶液中加入Na2CO3 溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
2
①Mn+基态的电子排布式可表示为 。 -
②NO3的空间构型是 (用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO 被氧化为CO2,HCHO 被氧化为CO2 和H2O。 ①根据等电子体原理,CO 分子的结构式为 。 ②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为 。 ③1 mol CO2 中含有的σ键数目为 。
2-[Cu(OH)4]2-(3)向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu(OH)4 ]。不考虑空间构型,
的结构可用示意图表示为 。
解析:(1)①Mn是25号元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,故Mn2+基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 ,或者可表示为 [Ar]3d5。
②NO3-的空间构型是平面三角形。
(2)①原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。为保证电子总数相同,故CO分子的结构式为:C≡O。
②在H2O分子中,O原子采取sp3杂化,在四个sp3杂化轨道中,有两个杂化轨道被两对孤电子对占据,另外两个杂化轨道与两个H原子形成两个σ共价键。
③CO2的结构式为O=C=O,其中含有的σ键数目为2×6. 02×1023个,即2 mol。
2262655答案:(1)①1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) ②平面三角形 3
6. 02×1023个(或2 mol) (2)①C≡O ②sp ③2×
(3)
3.(中)以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。
?(1)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO24,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号) 。
结晶、过滤
a.Na2CO3 b.NaOH c.BaCl2
(2)将滤液的pH调至酸性除去的离子是 。 (3)电解饱和食盐水反应的离子方程式是 。
(4)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的物质,其化学式是 。 (5)纯碱在生产生活中有广泛的应用。
①纯碱可用于除灶台油污。其原因是(结合离子方程式表述) 。
②常温下,向某pH=11的Na2CO3溶液中加入过量石灰乳,过滤后所得溶液pH=13。则反应前的溶液中与反应后的滤液中水电离出的c(OH—)的比值是 。
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