在含有硫酸铈(III)催化剂和Br-的溶液中,用BrO3-氧化丙二酸,可以看到溶液由无色变黄,一会儿又变为无色,如此振荡。反应机理为:
第一阶段:当溶液中Br-浓度较高时,Br-与BrO3-在酸性条件下生成Br2,后者立即与丙二酸发生一取代反应。
第二阶段:当Br-浓度较小时,反应切换到此阶段,即BrO3-氧化Ce3+到Ce4+,本身被还原为HOBr。
第三阶段:Br-再生,并把丙二酸彻底氧化。
分别写出三个阶段的总反应式:
第一阶段:BrO3-+2Br-+3H++3CH2(COOH)2===3BrCH(COOH)2+3H2O(3分)
第二阶段:BrO3-+4Ce3++5H+===HOBr+4Ce4++2H2O(3分)
第三阶段:HOBr+4Ce4++BrCH(COOH)2===2Br-+4Ce3++3CO2(g)+6H+(3分)
反应究竟在哪个阶段,是由Br-的浓度(2分,不点出浓度扣1分)决定的。
使溶液呈现黄色的物质是:Ce4+(1分)
第二题 (9分)某无色溶液其中可能存在Na+、Ba2+、AlO2-、S2-、SO32-、SO42-。取该溶液进行有关实验,实验结果如下图所示:(暂缺)
请回答:
1、沉淀甲的化学式为S(2分)。
2、由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为Al3++3HCO3-==Al(OH)3(s)+3CO2(g)(2分)。
3、沉淀丙中一定含有BaCO3(1分)可能含有BaSO4(1分)。
4、综合上述信息,该溶液中肯定存在的离子有: Na+、AlO2-、S2-、SO32- (Na+2分,其它离子一个1分,因溶液中不可能只有阴离子,漏写扣对应分数,但多写一个给0分)。(3分)
第三题、(9分)1964年Eaton和Cole报道了一种称为立方烷的化合物,它的分子式为C8H8,核磁共振谱表明其中的碳原子和氢原子的化学环境均无差别。若用四个重氢(氘)原子取代氢原子而保持碳架不变,则得到的四氘立方烷C8H4D4有异构体。
1)用简图画C8H4D4的所有立体异构体,并用编号法表明是如何得出这些异构体的。给出异构体的总数。(每个1分)
C8H4D4有7个异构体。(暂缺)
2)用五个氘原子取代立方烷分子里的氢原子得到五氘立方烷C8H3D5,其异构体有多少个?(2分)
C8H3D5有3个异构体,(其中有2对映异构体)。
第四题(15分)
聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮沉剂,广泛用于水的处理,通常用铁的氧化物来制备它。其制备过程如下:(暂缺)
试回答下列问题:
4-1、 Ⅱ取样分析的溶液中Fe2+、Fe3+的含量,其目的是确定下一步所加还原剂和氧化剂的所需量。(2分)
Ⅲ中所加的还原剂是 Fe 。(1分)
4-2、 Ⅳ中氧化剂通常可用NaClO3,其反应方程式
为6FeSO4 + NaClO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + NaCl + 3H2O(2分)
或用稀硝酸,其反应方程式为6FeSO4 + 2HNO3+ 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O(2分)(正确的离子方程式也可以)
4-3、 Ⅴ所得的产品中Fe3+和SO42- 的物质的量之比不是2:3,为测定Fe3+和SO42-的物质的量之比,所需要加入的试剂是 NaOH 和 BaCl2。(2分)
需要测定Fe2O3(2分)和BaSO4(2分)的质量(填化学式),测定过程中基本操作(按顺序,填字母)是 B、E、D 。(2分)
A、萃取、分液 B、过滤、洗涤 C、蒸发、结晶D、冷却、称量 E、烘干或灼烧
第五题(9分)2004年是俄国化学家马科尼可夫(V. V. Markovnikov,1838-1904)逝世100周年。马科尼可夫因提出C=C双键的加成规则(Markovnikov Rule)而著称于世。本题就涉及该规则。给出下列有机反应序列中的A、B、C、D、E、F和G的结构简式,并给出D和G的系统命名。(共9分)
答案: (每式1分,每个命名1分,共9分)。(暂缺)
D 2-溴-2-甲基丙酸 G 2,2-二甲基丙二酸二乙酯
第六题(14分)(10分)将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合,隔绝空气加强热。
⑴可能发生的化学反应有
① Fe+C=Fe+CO↑ ② 2FeO+C=2Fe+CO2↑ ③FeO+CO=Fe+CO2↑
和 ④ C+CO2 = 2CO (1分)
⑵若n<1/4,反应后,反应器中的固体物质是FeO和Fe(1分) ,气体产物是CO 2分)
⑶若n<4,充分反应后,反应器中的固体物质是C和Fe(2分),气体产物是CO(2分)。
⑷若反应的气体产物是混合物,n的取值范围是。
1/2<n<1 (3分)
⑸若反应的气体产物是混合物,且混合物中CO和CO2的物质的量相等,则n的值为2/3 (3分)。
第七题(10分)(9分)现有等物质的量的NaHCO3和KHCO3的混合物ag与100mL盐酸反应。题中涉及的气体体积以标准状况计,填空时可以用带字母的分式表示。
(1)该混合物中NaHCO3和KHCO3的质量比为 84∶100(1分) 。
(2)如碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应,则盐酸的浓度为 5a/46(2分) mol·L-1
(3)如盐酸过量,生成CO2体积为 22.4a/92或5.6a/23(2分) L。
(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余,盐酸不足量,要计算生成CO2的体积,还需知道盐酸的物质的量浓度(2分)
(5)若NaHCO3和KHCO3不是以等物质的量混合,则ag固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成CO2的体积(V)范围是 22.4a/100 < V < 22.4a/84(3分)
第八题(10分)1mol丁烷(气)与不足量的氧气共贮于一固定容器中,压强为p,点火燃烧后,回到室温,得到水若干(其体积可不计)和CO2和CO两种气体,总压强降为0.557p,试求:
(1)生成的水的质量;(2分)
(2)反应前氧气的物质的量;(3分)
(3)反应后气体中CO2和CO的物质的量;( 5分)
(1)根据C4H10→5H2O,可知1mol C4H10生成5mol水,即90g。
(2)反应后和反应前的压强之比即为气体的物质的量之比,设反应消耗氧气的物质的量为y,则 P前/P后 = 4/(1+y) = 0.557,y=6.18mol。
(3)燃耗后气体物质的量减少:1+6.18-4=3.18mol,设生成CO2的丁烷为amol,生成CO的丁烷为(1-a)mol,则有:
C4H10+6.5O2→4CO2+5H2O Δn
1 6.5 4 3.5
a 3.5a
C4H10+4.5O2→4CO+5H2O Δn
1 4.5 4 1.5
1-a 1.5(1-a)
由题意:3.5a +1.5(1-a)=3.18 解得:a=0.84mol
即丁烷有84%转化为CO2,16%转化为CO,它们的物质的量分别为:n(CO2)=4×84%=3.36mol,n(CO)=4×16%=0.64mol。
(评卷时考虑有效数字)
第九题(12分)现有AlCl3和FeCl3混合溶液,其中Al3+和Fe3+的物质的量之和为0.1摩,在此溶液中加入90毫升4摩/升的NaOH溶液,使其充分反应.设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x.
(1)根据反应的化学方程式计算x=0.4时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量有多少? (3分)
按反应 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
0.1-0.4×0.1 3×0.06
=0.06摩 =0.18摩 0.06摩
Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O
0.4×0.1 4×0.04
n(OH-)过量(可计算)
∴有0.06摩Fe(OH)3沉淀
(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3的x取值范围. (4分)
请在下图中画出沉淀总量(摩)随x(0→1)变化的曲线。(暂缺)
x的最大取值为 0.1(1-x)×3+0.4x=0.09×4,x=0.6
∴在0≤x≤0.6时,沉淀只有Fe(OH)3
x=0时,Fe(OH)3沉淀量为0.1摩,
x=0.4时,Fe(OH)3沉淀量为0.06摩,
x=0.6时,Fe(OH)3沉淀量为0.04摩,
在0.6≤x≤1内,总沉淀量:
n总=0.1(1-x)+0.1x=0.04摩
(3)若Al3+和Fe3+物质的量之和为A摩(A为合理数值),其他条件不变时,求沉淀中同时有Fe(OH)3、Al(OH)3的x取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示). (5分)
( 0.36/A -3) < X <= 1
Fe(OH)3 A(1-X)
Al(OH)3 A(3+X) -0.6