本题难点(3),信息型氧化还原反应方程式的书写,要注意对反应物和生成物进行分析,在根据得失电子守恒配平;易错点(5),硝酸根存在时,要注意与氢离子在一起会有强氧化性。 三、推断题(本题包括1个小题,共10分) 17.H是一种氨基酸,其合成路线如下:
已知:
①
②RMgBr
RCH2CH2OH+
?③R-CHO???NH4Cl完成下列填空:
NaCH?H+
(1)A的分子式为C3H4O,其结构简式为____________。 (2)E→F的化学方程式为____________。
(3)H的结构简式为_________________。写出满足下列条件的苯丙氨酸同分异构体的结构简______________、________________。
I.含有苯环;II.分子中有三种不同环境的氢原子。 (4)结合题中相关信息,设计一条由CH2Cl2和环氧乙烷(
)制备1,4-戊二烯的合成路线(无
反应试剂反应试剂?B……?????目标产物) 机试剂任选)。___________。(合成路线常用的表示方式为:A????反应条件反应条件【答案】CH2=CHCHO 2
??2+O2??加热Cu+2H2O
?? ClMgCH2MgCl CH2Cl2 ??干醚MgHOCH2CH2CH2CH2CH2OH????H2C=CHCH2CH=CH2 加热【解析】 【分析】
A的分子式为C3H4O,而1,3?丁二烯与A反应生成B,且B与氢气反应得到
,结合信息①
浓硫酸可知A为CH2?CHCHO,B为成C为G为【详解】
D为,
,H为
。结合转化关系与信息②可知
E为,
。
,由信息③可知F为
发生取代反应生
,
(1)A的分子式为C3H4O,其结构简式为:CH2?CHCHO,故答案为:CH2?CHCHO; (2)E→F羟基的催化氧化,反应的化学方程式为
,故答案为:;
(3)H的结构简式为
,满足下列条件的苯丙氨酸同分异构体的结构简式:Ⅰ、含
有苯环;Ⅱ、分子中有三种不同环境的氢原子,符合条件的同分异构体有:、,
故答案为:;、;
(4)由CH2Cl2与Mg/干醚得到ClMgCH2MgCl,再与环氧乙烷得到由
HOCH2CH2CH2CH2CH2OH,然后再浓硫酸加热条件下发生消去反应得到CH2?CH2CH2CH?CH2,合成路线流程图为:
, 故答案
为:
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
。
18.LiFePO4可作为新型锂离子也池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4,同时得到的绿矾(FeSO4·7H2O)与磷酸和LiOH反应可制各 LiFePO4, LiFePO4的制备流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)酸溶时 FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为____________________。
(2)①加铁屑还原的目的是__________,②过滤前需要检验还原是否完全,其实验操作可描述为_________。 (3)①“反应”需要按照一定的顺序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH,其加入顺序应为____________________,②其理由是______________________________。
(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu2O,Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O
Cu2O+H2↑。则该装置中铜电极应连接直流电源的__________
极,石墨电极的电极反应式为____________________,当有0. 1mol Cu2O生成时电路中转移__________mol电子。
【答案】FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O 把铁离子还原为亚铁离子,置换出铜 取少量反应液于试管中,加入几滴硫氰化钾溶液,如果溶液变红色,说明还原没有完全,如果溶液不变红色,说明还原已经完全 磷酸 硫酸亚铁溶液 LiOH 先加磷酸,在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化,又避免生成氢氧化铁沉淀 正 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 0.2 【解析】 【分析】
(1)酸溶时 FeTiO3与硫酸反应生成FeSO4和TiOSO4,据此写出方程式;
(2)①铁具有还原性,能够把铁离子还原为亚铁离子,能够把铜离子还原为铜;
②还原的是否完全,通过检验反应后的溶液中是否含有铁离子即可,选用试剂硫氰化钾溶液; (3)亚铁离子能够发生水解,易被氧气氧化,需要加酸抑制其水解,据此分析三种试剂加入的顺序; (4)电解池的阳极与电源的正极相连,发生氧化反应,电解池的阴极与电源的负极相连,发生还原反应;根据总反应方程式及电子转移数目进行计算; 【详解】
(1)酸溶时 FeTiO3与硫酸反应生成FeSO4和TiOSO4,化学方程式为:FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O; 综上所述,本题答案是:FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O。
(2)①铁具有还原性,能够与铁离子、铜离子反应;因此加铁屑的目的是把铁离子还原为亚铁离子,并置换出铜;
综上所述,本题答案是:把铁离子还原为亚铁离子,置换出铜。
②加入的还原剂铁能够把铁离子还原为亚铁离子,能够把铜离子还原为铜,还原的是否完全,可以通过检验还原后的溶液中是否存在铁离子,其操作方法为:取少量反应液于试管中,加入几滴硫氰化钾溶液,如果溶液变红色,说明还原没有完全,如果溶液不变红色,说明还原已经完全;
综上所述,本题答案是:取少量反应液于试管中,加入几滴硫氰化钾溶液,如果溶液变红色,说明还原没有完全,如果溶液不变红色,说明还原已经完全。
(3)①“反应”需要按照磷酸、FeSO4溶液和LiOH顺序加入试剂; 综上所述,本题答案是:磷酸、 硫酸亚铁溶液、LiOH。
②亚铁离子能够发生水解,易被氧气氧化,因此先加磷酸,产生酸性环境,然后再加入FeSO4溶液,在酸性环境下可以抑制亚铁离子的水解、氧化,又避免生成氢氧化铁沉淀;最后加入LiOH;
综上所述,本题答案是:在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化,又避免生成氢氧化铁沉淀; (4) 根据电解总反应:2Cu+H2O
Cu2O+H2↑可知,Cu发生氧化反应,做阳极,应与电源的正极相连;
石墨电极的为电解池的阴极,发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;根据该反应可知2e-~Cu2O,所以当有0.1mol Cu2O生成时电路中转移0.2mol电子。 综上所述,本题答案是:正,2H2O+2e=H2↑+2OH, 0.2。 19.工业上利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下:
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(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是_______________(填字母)。 a.将FeSO4溶液与Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中 b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中 c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是________________。
nH2O被空气氧化为FeOOH,其化(3)干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3·学方程式为________________。
(4)取干燥后的FeCO3样品12.49 g隔绝空气焙烧至600℃,质量变为8.00 g,继续加热最终得到Fe 6.16 g,则600℃产物的可能组成为_______________(写出一种即可),计算FeCO3样品中FeCO3与FeOOH的质量_____________(写出计算过程)。
【答案】 c 取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色nH2O)+O2沉淀产生,则表明已洗涤干净 4(FeCO3·
4FeOOH+4CO2+(4n?2)H2O FeO与Fe2O3(或FeO
与Fe3O4或FeO、Fe2O3、Fe3O4等) 设样品中FeCO3物质的量为x;FeOOH物质的量为y;依据铁元素守x+y=6.16 g/56 g·mol?1;116 g·mol?1×x+89 g·mol?1×y=12.49 g,y=0.01 mol;恒得到:质量关系:解得x=0.1 mol;得到质量为FeCO3:11.6 g,FeOOH:0.89 g。
【解析】(1)利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液反应制备FeCO3,由于Na2CO3溶液碱性较强,可能会生成Fe(OH)2沉淀,如果将Na2CO3加入FeSO4溶液中,Fe2+是过量的,并且FeSO4溶液为酸性,Fe2+不易形成Fe(OH)2沉