壓軸套題增分練11金屬釩被譽(yù)為“合金的維生素”。從廢釩(主要成分為V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一種工藝流程如下圖所示：已知：步驟、中的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為：Rn(水層)nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)nH(水層)(式中Rn表示VO2或Fe3，HA表示有機(jī)萃取劑)。回答下列問(wèn)題：(1)步驟酸浸過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)萃取時(shí)應(yīng)加入適量堿的作用是_。(3)步驟中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(4)步驟加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH2，釩沉淀率達(dá)到93%且不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，則此時(shí)溶液中c(Fe3)<_mol/L(按25 計(jì)算，25 時(shí)KspFe(OH)32.6×1039)。所得NH4VO3為離子化合物，NH的電子式為_(kāi)。(5)V2O5是兩性氧化物，在強(qiáng)酸性溶液中以VO形式存在，VO具有強(qiáng)氧化性，能將I氧化為I2，本身被還原為VO，則V2O5與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(6)為提高釩的回收率，步驟和需多次進(jìn)行，假設(shè)酸浸所得“強(qiáng)酸性浸出液”中c(VO2)a mol/L，步驟和每進(jìn)行一次，VO2萃取率為80%，4次操作后，“強(qiáng)酸性浸出液中”c(VO2)_mol/L(萃取率×100%)。答案(1)V2O5K2SO32H2SO4=K2SO42VOSO42H2O(2)加入堿中和產(chǎn)生的酸，使平衡向RAn移動(dòng)，提高釩的萃取率(3)ClO6VO23H2O=6VOCl6H(4)2.6×103(5)V2O56H4I=2VO2I23H2O(6)1.6a×103解析(1)根據(jù)圖示，SiO2不溶于硫酸，鐵離子的化合價(jià)沒(méi)有改變，所以亞硫酸根離子應(yīng)該被V2O5氧化，而V2O5被還原為VO2，化學(xué)方程式為V2O5K2SO32H2SO4=K2SO42VOSO42H2O。(2)根據(jù)已知：步驟、中的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為：Rn(水層)nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)nH(水層)(式中Rn表示VO2或Fe3，HA表示有機(jī)萃取劑)，可以看出加入適量的堿，是為了與上述反應(yīng)生成的氫離子反應(yīng)，使反應(yīng)正向移動(dòng)，提高RAn的生產(chǎn)率，增加萃取量。(3)根據(jù)圖示可以看出步驟中VO2被氧化為VO，ClO被還原為Cl，所以離子方程式為ClO6VO23H2O=6VOCl6H。(4)當(dāng)pH2時(shí)，c(OH)1.0×1012 mol/L，此時(shí)c(Fe3)·c(OH)3<2.6×1039，所以c(Fe3)<2.6×103 mol/L；NH的電子式為。(5)根據(jù)題意，V2O5與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為V2O56H4I=2VO2I23H2O。(6)根據(jù)題給數(shù)據(jù)，c(VO2)a×(180%)4 mol/L1.6a×103 mol/L。2某課外小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備氯氣并探究氯氣與氨氣反應(yīng)。.制備氯氣他們選擇下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)氯氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_(填代號(hào))；寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)選擇上述裝置制取一瓶純凈的氯氣。氣流從左至右，導(dǎo)管口連接順序?yàn)榘l(fā)生裝置_。.探究氯氣與氨氣的反應(yīng)注射器M中充入NH3，將上述收集到的Cl2充入硬質(zhì)玻璃管N中(兩端用夾子K1、K2夾好)。常溫下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(已知氧化產(chǎn)物為單質(zhì))。操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因()打開(kāi)K1，推動(dòng)注射器活塞，使M中的氣體緩慢充入N管中N管中_反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)()將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復(fù)到室溫N管中有“白煙”產(chǎn)生，內(nèi)壁有白色固體NH3HCl=NH4Cl(s)()打開(kāi)K2_答案.(1)AMnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O或B2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(2)zmxynpi(或j).黃綠色逐漸變淺，最終變?yōu)闊o(wú)色2NH33Cl2=N26HClP中溶液倒吸入N中反應(yīng)后，N中氣體物質(zhì)的量減小了解析.(1)A裝置可用于固液加熱反應(yīng)制氣體，若選擇A裝置，可以用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制氯氣；B裝置可用于常溫下固液反應(yīng)制氣體，若選擇B裝置，可以用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣。(2)氯氣中混有氯化氫、水蒸氣，先通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫，再通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣，氯氣的密度比空氣大，用向上排空氣法收集氯氣，尾氣用氫氧化鈉溶液或堿石灰吸收。裝置連接順序從左至右為發(fā)生裝置、D、C、E、F(或G)，連接洗氣瓶時(shí)長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)氣，短導(dǎo)管出氣，連接干燥管時(shí)大口進(jìn)氣，小口出氣，故導(dǎo)管口連接順序從左至右為發(fā)生裝置、z、m、x、y、n、p、i(或j)。.氧化產(chǎn)物為單質(zhì)，說(shuō)明氯氣與氨氣反應(yīng)生成了氮?dú)夂吐然瘹?，反?yīng)的化學(xué)方程式為2NH33Cl2=N26HCl；N管中產(chǎn)生“白煙”，說(shuō)明生成了氯化銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3HCl=NH4Cl(s)。將上述兩個(gè)化學(xué)方程式相加得到氯氣與氨氣總反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cl28NH3=N26NH4Cl(s)。從總反應(yīng)方程式可以看出，反應(yīng)后氣體總物質(zhì)的量減小，使N中氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓，故打開(kāi)K2，P中氫氧化鈉溶液倒吸入N中。3氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。(1)化合物L(fēng)iNH2是一種儲(chǔ)氫容量高、安全性好的固體儲(chǔ)氫材料，其儲(chǔ)氫原理表示為：Li2NH(s)H2(g)=LiNH2(s)LiH(s)H44.5 kJ·mol1Li3N(s)H2(g)=Li2NH(s)LiH(s)H165 kJ·mol1LiNH2的電子式為_(kāi)。寫(xiě)出Li3N固體與氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)iNH2的熱化學(xué)方程式_。(2)乙苯催化生產(chǎn)苯乙烯可得到副產(chǎn)物H2，反應(yīng)如下：在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，且向乙苯蒸氣中摻入水蒸氣。圖1是在不同溫度和不同投料比M情況下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率的變化曲線(xiàn)。用平衡分壓代替平衡濃度，列出540 下該反應(yīng)的平衡常數(shù)計(jì)算式K_(分壓總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。圖中A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大?。篕A_(填“>”“<”或“”)KB。投料比(M1、M2、M3)的大小順序?yàn)開(kāi)。(3)用惰性電極電解堿性尿素CO(NH2)2溶液可以制得氫氣，裝置如圖2，隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_(kāi)。答案(1)LiLi3N(s)2H2(g)=LiNH2(s)2LiH(s)H209.5 kJ·mol1(2) kPa<M1>M2>M3(3)CO(NH2)28OH6e=CON26H2O解析(1)LiNH2為離子化合物，電子式為L(zhǎng)i。依據(jù)蓋斯定律，將題中已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加得Li3N(s)2H2(g)=LiNH2(s)2LiH(s)H209.5 kJ·mol1。(2)用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，與投料比無(wú)關(guān)，現(xiàn)以投料比為M1進(jìn)行計(jì)算，540 下乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為70%，設(shè)起始乙苯的物質(zhì)的量為1 mol，則有起始量(mol)10 0轉(zhuǎn)化量(mol)0.7 0.7 0.7平衡量(mol)0.3 0.7 0.7540 下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K kPa。分析圖1可知，隨溫度升高，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明升溫可使平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度高于A點(diǎn)，故平衡常數(shù)：KA<KB。假設(shè)乙苯含量一定，水蒸氣起始投料量越多，投料比越大，乙苯轉(zhuǎn)化率越大。故M1>M2>M3。(3)由圖2可知，CO(NH2)2在陽(yáng)極上失電子生成N2，碳元素價(jià)態(tài)未變化，OH參與反應(yīng)，故還有碳酸鉀與水生成，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)28OH6e=CON26H2O。4化學(xué)選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)X、Y、Z、U、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。其中Y的原子核外有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；X、Z中未成對(duì)電子數(shù)均為2；U是第三周期元素形成的簡(jiǎn)單離子中半徑最小的元素；W的內(nèi)層電子全充滿(mǎn)，最外層只有1個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)X、Y、Z的第一電離能從大到小的順序是_(用元素符號(hào)表示，下同)。(2)寫(xiě)出W的價(jià)電子排布式_，W同周期的元素中，與W最外層電子數(shù)相等的元素還有_。(3)根據(jù)等電子體原理，可知化合物XZ的結(jié)構(gòu)式是_，YZ的VSEPR模型是_。(4)X、Y、Z的最簡(jiǎn)單氫化物的鍵角從大到小的順序是_(用化學(xué)式表示)，原因是_。(5)由元素Y與U組成的化合物A，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(黑球表示Y原子，白球表示U原子)，請(qǐng)寫(xiě)出化合物A的化學(xué)式：_，該物質(zhì)硬度大，推測(cè)該物質(zhì)為_(kāi)晶體。其中Y原子的雜化方式是_。(6)U的晶體屬于立方晶系，其晶胞邊長(zhǎng)為405 pm，密度是2.70 g·cm3，通過(guò)計(jì)算確定其晶胞的類(lèi)型為_(kāi)(填“簡(jiǎn)單立方堆積”“體心立方堆積”或“面心立方最密堆積”，已知：40536.64×107)。答案(1)N>O>C(2)3d104s1K、Cr(3)CO平面三角形(4)CH4>NH3>H2OCH4、NH3、H2O的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，VSEPR模型均為四面體，但中心原子的孤電子對(duì)數(shù)依次增加，導(dǎo)致鍵角變小(5)AlN原子sp3(6)面心立方最密堆積解析(1)C、N、O同周期，同周期主族元素從左到右第一電離能逐漸增大，但由于N的2p軌道半充滿(mǎn)，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能：N>O，故第一電離能：N>O>C。(5)由題圖可知，該晶胞中含有Al原子的個(gè)數(shù)為8×6×4，含有N原子的個(gè)數(shù)為4，故化合物A的化學(xué)式為AlN。該物質(zhì)硬度大，推測(cè)該物質(zhì)為原子晶體。由題圖可知，1個(gè)N原子周?chē)B有4個(gè)Al原子，故N原子的雜化方式為sp3。(6)設(shè)Al的晶胞中含有Al原子的個(gè)數(shù)為N，則 g2.70 g·cm3×(405×1010 cm)3，解得N4，故鋁的晶胞類(lèi)型為面心立方最密堆積。5化學(xué)選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)水芹烯是一種具有祛痰、抗菌、殺蟲(chóng)作用的添加劑，由水芹烯合成聚合物H的路線(xiàn)如圖所示。已知：?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)，C的化學(xué)名稱(chēng)是_。(2)反應(yīng)的反應(yīng)試劑和反應(yīng)條件分別是_，反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型是_。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)，反應(yīng)中濃H2SO4的作用是_。(4)H在NaOH水溶液中發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)M是G的同分異構(gòu)體，M能與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2，則M可能的結(jié)構(gòu)有_種。(6)乙酸異丙酯()是重要的有機(jī)化工中間體，寫(xiě)出以2­甲基­2­丁烯()為原料(其他無(wú)機(jī)試劑任選)制備乙酸異丙酯的合成路線(xiàn)。答案(1) 2­羥基丙酸(或­羥基丙酸)(2)濃氫溴酸、加熱消去反應(yīng)(3)CH2=CHCOOHCH3OHCH2=CHCOOCH3H2O作催化劑和吸水劑(4)(5)4(6)解析根據(jù)題中已知條件可推出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；根據(jù)D的分子式分析可知D為C中的羥基被溴原子取代的產(chǎn)物，則D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHBrCOOH；D與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)生成E(CH2=CHCOONa)，E酸化后得到F(CH2=CHCOOH)；F與甲醇在濃硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應(yīng)生成G(CH2=CHCOOCH3)，G在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)生成H。(1)根據(jù)以上分析知，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHOHCOOH，化學(xué)名稱(chēng)是2­羥基丙酸。(2)反應(yīng)是C在濃氫溴酸和加熱條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成D。(5)M能與NaHCO3反應(yīng)生成CO2，說(shuō)明M含有COOH，滿(mǎn)足條件的結(jié)構(gòu)有CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、，共4種。