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1、综合大题规范练(二)必做题26钛用途广泛，焦磷酸镁(Mg2P2O7)不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为TiO2，含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料，分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图：已知：TiO2不与碱反应，与酸反应后以TiO2的形式存在。回答下列问题：(1)“碱浸”和“酸浸”操作的目的是_。(2)适当升高温度可有效提高钛的浸出率，工业上“酸浸”时，温度选择40 而不选择更高温度的原因是_。(3)“反应”步骤中加入适量铁粉，加入铁粉的目的为_；滤渣2的主要成分为_(填化学式)。(4)“氧化”时S2O转化为SO的离子方程式为_。(5
2、)离子浓度1.0105 molL1时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使Fe3沉淀完全，调节pH的最小值为_(已知：KspFe(OH)38.01038，lg 20.3)。(6)向滤液中加入Na4P2O7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2O7)的化学方程式为_。答案(1)除去Al2O3、Cu，使TiO2生成TiO2(2)防止TiO2水解，减少损失(3)将Fe3还原成Fe2FeSO47H2O(4)S2O2Fe2=2Fe32SO(5)3.3(6)Na4P2O72MgSO4=Mg2P2O72Na2SO4解析以含钛废料(主要成分为TiO2，含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料，分离提纯Ti
3、O2并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiO2外还含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3，所以碱浸是为了除去能与碱反应的Al2O3，然后过滤，向滤渣中加入过量的稀硫酸除去不与酸反应的Cu，再次过滤，向滤液中加铁粉，将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出从而除去大部分亚铁离子；然后过滤，将滤液加热水解生成TiO(OH)2，过滤得到TiO(OH)2固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液；煅烧TiO(OH)2得TiO2；将滤液氧化后调pH使铁离子生成氢氧化铁而被除去，然后过滤，向滤液中加焦磷酸钠溶液得到焦磷酸镁，据此分析可得。(1)“碱浸”的目的是
4、除去能与碱反应的Al2O3，“酸浸”的目的是除去不与酸反应的Cu，并使TiO2以TiO2形式存在，同时产生Fe2、Fe3以及Mg2。(3)“酸浸”后溶液中存在的离子有Fe2、Fe3、Mg2、TiO2以及SO，所以加铁粉是为了将Fe3还原成Fe2，便于冷却结晶生成FeSO47H2O晶体而析出，所以滤渣2的主要成分为FeSO47H2O。(5)当c(Fe3)1.0105 molL1时表示该离子沉淀完全。由KspFe(OH)38.01038，可知Fe3恰好完全沉淀时c(OH) molL121011 molL1，则pH3.3。27海洋是人类未来赖以生存和发展的资源宝库，合理开发和有效利用应得到重视。如从
5、海藻灰中可得到NaI溶液。(1)以NaI溶液为原料，经过一系列变化和操作，可得到粗碘，进一步提纯粗碘时，不需要的仪器有_(填字母)。(2)某学习小组以空气氧化NaI溶液为研究对象，探究溶液的酸碱性对反应的影响。实验编号pHa现象34分钟左右，溶液呈黄色760分钟左右，溶液呈浅黄色810小时后，溶液呈很浅的黄色1010小时后，溶液颜色无明显变化用CCl4萃取反应后、的溶液，萃取后下层CCl4均为无色，取萃取后的上层溶液，用淀粉检验：、的溶液变蓝色；的溶液蓝色不明显；的溶液未变蓝。i写出实验中反应的离子方程式：_。ii.查阅资料：I2易溶于NaI溶液。下列实验证实了该结论并解释、的萃取现象：用CC
6、l4萃取、反应后的溶液，萃取后下层CCl4颜色均无色的原因是_。查阅资料：pH11.7时，I能被O2氧化为I2；pH9.28时，I2发生歧化反应：3I26OH=IO5I3H2O，pH越大，歧化速率越快。某同学利用原电池原理设计实验证实：pH10的条件下实验确实可以发生I能被O2氧化为I2的反应，如图所示：据此分析，试剂1是_；试剂2是_。实验现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝(t30 min)。综合实验现象。说明I被空气氧化的影响因素及对应关系为_。(3)测定NaI溶液中I含量。量取25.00 mL NaI溶液于250 mL锥形瓶中，分别加入少量稀H2SO4和稍过量的NH4Fe(SO4
7、)212H2O溶液，摇匀。小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，用c molL1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至终点，重复3次。平均每次消耗酸性KMnO4标准溶液V mL(已知反应：2Fe32I=2Fe2I2、5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O)。该实验达到滴定终点时，现象为_。根据滴定有关数据，该NaI溶液中I含量是_gL1。答案(1)BE(2)4IO24H=2I22H2OI2在NaI溶液中的溶解度大于在CCl4中的溶解度滴有淀粉的1 mol L1 NaI溶液pH10的NaOH溶液与H浓度有关，H浓度越大，I越易被氧化(3)溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色解析(1
8、)碘单质受热易升华，粗碘应用升华的方法提纯，升华用到的仪器有酒精灯、石棉网、烧杯和圆底烧瓶，用不到容量瓶和坩埚。(2)i实验中发生的反应为碘离子在酸性条件下与氧气反应生成碘和水，离子方程式为4IO24H=2I22H2O。ii.由题意可知，碘易溶于NaI溶液，而NaI溶液与四氯化碳不互溶，用CCl4萃取、反应后的溶液，萃取后下层CCl4颜色均无色，说明I2在NaI溶液中的溶解度大于在CCl4中的溶解度。(3)由题意可知，该实验达到滴定终点时，亚铁离子完全反应，再滴入一滴酸性高锰酸钾标准溶液，溶液会变为浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色。由题给方程式可得如下关系式：5I5Fe2MnO，滴定消耗c
9、mol L1酸性KMnO4标准溶液V mL，则NaI溶液中I含量是 gL1gL1。28光气(COCl2)在工业上具有重要的用途。(1)相关的化学键键能数据如下表。化学键ClClCClCOC=OE/(kJmol1)2433301 076765写出工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学方程式：_。(2)在密闭体系中，充入体积比为11的CO和Cl2和适量的活性炭，发生反应，实验测得反应平衡体系中COCl2的体积分数与压强p和温度T的关系曲线如图所示：有利于提高光气(COCl2)平衡产率的反应条件是_。图中A点和C点化学平衡常数的大小关系：KA_KC(填“大于”“小于”或“等
10、于”)，理由是_。若用压强平衡常数Kp表示，计算B点对应的Kp_(用含p6的式子表示)(Kp为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，气体平衡分压总压气体体积分数)。答案(1)CO(g)Cl2(g),COCl2(g)H106 kJmol1(2)增大压强，降低温度，增大反应物浓度大于该反应正反应为放热反应，其他条件一定时，温度升高，平衡逆向移动，此时COCl2的体积分数减小而K值减小解析(1)工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学方程式：CO(g)Cl2(g)COCl2(g)H反应物总键能生成物总键能(2431 076)(2330765)kJmol1106 kJmol
11、1。(2)有利于提高光气(COCl2)平衡产率的反应条件是增大压强，因为反应物的总化学计量数大于生成物的化学计量数；降低温度，因为此反应为放热反应；增大反应物浓度。设B点光气转化x mol，列三段式： CO(g)Cl2(g)COCl2(g)起始量/mol 1 1 0转化量/mol x x x平衡量/mol 1x 1x xB点COCl2的体积分数为0.4，解得x，则CO的体积分数为0.3，Cl2的体积分数为0.3，B点对应的Kp。选做题35硼化镁是迄今发现的临界温度最高的简单的金属化合物超导材料。回答下列问题：(1)基态硼的电子排布图为_，基态镁原子的电子运动状态有_种。(2)BF3的键角_(填
12、“大于”“小于”或“等于”)NF3的键角，理由是_。(3)碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为MCO3(s)=MO(s)CO2(g)。从结构的角度解释：MgCO3的热分解温度小于CaCO3的热分解温度的原因是_。(4)已知硼化镁属六方晶系(如图1所示)abc，90，120。又知硼化镁是一种插层型离子化合物，镁层和硼层交替排列；镁原子层呈三角形结构，硼原子层具有规则的六角蜂房结构，与石墨相似。硼化镁晶体沿z轴方向的投影如图2所示，黑球代表硼原子，白球代表镁原子。硼化镁的化学式为_；B的配位数是_。(5)已知硼化镁的晶格常数为ab0.308 6 nm，c0.352 4 nm，则硼化镁晶体的密度表达式为
13、_gcm3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1)12(2)大于BF3立体构型是平面正三角形，键角为120，NF3立体构型是三角锥形，键角小于10928(或BF3中B原子采用sp2杂化，无孤电子对，键角为120，NF3中N原子采用sp3杂化，有一对孤电子对，键角小于10928)(3)镁离子、钙离子的电荷数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强(或MgO的晶格能大于CaO的晶格能)(4)MgB26(5)解析(3)碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为MCO3(s)=MO(s)CO2(g)。从结构的角度解释：MgCO3的热分解温度小于CaCO3的热分解温度的原因是镁离子、钙离子的电荷
14、数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强，所以碳酸镁的热分解温度低(或MgO的晶格能大于CaO的晶格能，所以MgCO3比CaCO3更容易分解)。(4)由均摊法，观察图1，晶胞中B的个数：6；Mg的个数：1223，硼化镁的化学式为MgB2；由于硼化镁是一种插层型离子化合物，镁层和硼层交替排列，镁原子层呈三角形结构，硼原子层具有规则的六角蜂房结构，所以，每个B原子所在层的上下两层分别有3个Mg原子与B相邻，故B的配位数是6。(5)已知硼化镁的晶格常数为ab0.308 6 nm，c0.352 4 nm，晶胞质量为g，晶胞体积为0.308 6230.352 4 nm3，则硼化镁晶体的密
15、度表达式为gcm3。36有机物G是一种新型聚合物，其一种合成路线如图所示。回答下列问题：(1)F中含的官能团有_。(2)反应需要选用的试剂和条件分别为_。(3)写出反应的化学方程式为_。(4)反应和反应的反应类型分别为_、_。(5)C的同分异构体中苯环上含6个取代基，其中4个为羟基的结构有_种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为_。(6)水杨酸甲醚()可用于有机合成、防腐消毒、香料、医药等，设计以苯酚、甲醛和一碘甲烷为原料制备水杨酸甲醚的合成路线：_。答案(1)酯基、醚键(2)O2/Cu、加热(3)nHOCH2CH2OHn(2n1)CH3OH(4)取代反应氧化反应(5)9(6) 解析A和甲醛发生加成反应生成B，B中酚羟基的H被甲基取代生成C，C发生醇的催化氧化生成D，D中醛基发生氧化反应生成E，E和甲醇发生酯化反应生成F，由E到F的条件可知：F的结构简式为，F和乙二醇发生缩聚反应生成G，结合有机化学基础相关知识解答。(5)苯环上含6个取代基，其中4个为羟基的结构，剩下两个取代基为甲基和或CH2CH2CH3；两个乙基，并且两个取代基的位置分别有邻、间、对三种，故共有339种；其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为。