題目列表(包括答案和解析)
過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑,常用于消毒、殺菌、漂白等。請回答相關(guān)問題:
(1)目前常用乙基蒽醌法制備過氧化氫,主要過程如下圖,此過程的總方程式為 。
(2)實(shí)驗(yàn)測得常溫下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.51%H2O2水溶液(密度為1g/mL)的pH為5
i.寫出H2O2溶于水的電離方程式 .
ii.測定H2O2水溶液pH的方法為(填編號)
A.用酸堿指示劑測定 B.用廣泛pH試紙測定
C.用精密pH試紙測定 D.用pH計(jì)測定
(3)某實(shí)驗(yàn)小組擬研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)編號 | 反應(yīng)物 | 催化劑 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 無 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 無 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 0.1gMnO2粉末 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 | 0.1gMnO2粉末 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 0.1gMnO2粉末 |
i.實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_______。實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2較穩(wěn)定,不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模銓υ瓕?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是_________。
ii.實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中,測得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。
分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____________。
(4)實(shí)驗(yàn)室常用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測定雙氧水的濃度,反應(yīng)原理為:
MnO4-+H2O2+H+ —Mn2++H2O+ O2↑
i.請配平以上離子方程式
ii.用移液管吸取25.00mL試樣置于錐形瓶中,重復(fù)滴定四次,每次消耗0.1000 mol·L-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示:
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | |
體積(mL) | 17.10 | 18.10 | 18.00 | 17.90 |
計(jì)算試樣中過氧化氫的濃度為 mol·L-1。
iii.若滴定前尖嘴中有氣泡滴定后消失,則測定結(jié)果 (“偏高”或“偏低”或“不變”)。
(20分)A物質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室一種無色有毒的揮發(fā)性液體,由X、Y兩種短周期元素組成。A在空氣中極易著火生成B氣體和C氣體;A不溶于水,但加熱到423K可以和水反應(yīng),生成B氣體和D氣體,D只含兩種元素,其中一種是Y。在交流放電的情況下,分解生成E氣體、F固體兩種物質(zhì),E物質(zhì)和B化學(xué)式量幾乎相等,含Y元素約72.7%;F是環(huán)狀單質(zhì)分子,具有冠狀結(jié)構(gòu),易溶于A,F(xiàn)的式量約是C的4倍。E可在液氮條件下與HBr于77K生成含雙鍵結(jié)構(gòu)的物質(zhì)G,冷卻至室溫可得G的環(huán)狀三聚體H。
6-1 寫出A、B、C、D、E、F、G、H的結(jié)構(gòu)簡式。
6-2 用X射線衍射法測得F的晶體為正交晶系,晶胞參數(shù)a=1048pm,b=1292pm,c=2455pm。已知該物質(zhì)的密度為2.07g?cm-3。計(jì)算每個(gè)晶胞中F分子的數(shù)目。
6-3 自發(fā)現(xiàn)富勒烯以來,其神奇的結(jié)構(gòu)和性能引起了人們對碳原子團(tuán)簇廣泛和深入的研究。除了碳原子團(tuán)簇之外,其它元素的原子團(tuán)簇是否也具有類似碳原子團(tuán)簇的奇異的特性,這是個(gè)十分有趣的研究課題。F物質(zhì)有很多同分異構(gòu)體,在實(shí)驗(yàn)手段受到各種條件的限制時(shí),理論研究是一種重要的補(bǔ)充。廈門大學(xué)化學(xué)系對F物質(zhì)的原子團(tuán)簇進(jìn)行了理論計(jì)算,發(fā)現(xiàn)除了冠狀結(jié)構(gòu)外還有多種結(jié)構(gòu)。其中一種X具有2次對稱軸,以及兩個(gè)包含對稱軸的對稱面,一配位和三配位原子數(shù)目相等;另外一種Y是一種椅式結(jié)構(gòu)原子團(tuán)簇增加2個(gè)原子形成,也具有二次對稱軸,對稱面和對稱軸垂直。請畫出這兩種結(jié)構(gòu)的原子團(tuán)簇。
6-4 五氟化砷AsF5(2.93g)和上述物質(zhì)F(0.37g)用四氮化四硫S4N4(0.53g)在液態(tài)SO2溶劑中發(fā)生完全的反應(yīng),溶劑和揮發(fā)性產(chǎn)物被泵抽出后得黃色固體殘留物L(fēng)(3.08g),分析J知其含有:As 28.04%,F(xiàn) 42.70%,N 5.25%,經(jīng)分析L是離子化合物,陰離子為正八面體結(jié)構(gòu),陽離子為兩種元素組成,結(jié)構(gòu)是直線形。固體L(0.48g)溶于液態(tài)二氧化硫,和疊氮化銫Cs+N3-(0.31g)完全反應(yīng),收集應(yīng)釋放出得氮?dú)庥?6.5kPa、298K為67.1cm3。反應(yīng)混合物過濾得難溶藍(lán)黑色纖維狀固體J(0.16g)。分析J知其含有2種元素,其中含N 30.3%。紅外光譜、X射線粉末衍射結(jié)果表明抽出SO2后殘留物是六氟砷(V)酸銫。
(1)L的實(shí)驗(yàn)式是什么?
(2)提出L的結(jié)構(gòu)式;
(3)寫出配平的生成L的方程式;
(4)1mol L發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量;
(5)J的化學(xué)式;
(6)寫出n mol L生成J的普遍離子方程式。
生物體內(nèi)重要氧化還原酶大都是金屬有機(jī)化合物,其中金屬離子不止一種價(jià)態(tài),是酶的催化性中心。研究這些酶的目的在于闡述金屬酶參與的氧化過程及其電子傳遞機(jī)理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)這些酶的化學(xué)模擬。
據(jù)最近的文獻(xiàn)報(bào)道,以(Cy3P)2Cu(O2CCH2CO2H)(式中Cy-為環(huán)己基的縮寫)與正丁酸銅(Ⅱ)在某惰性有機(jī)溶劑中氬氣氛下反應(yīng)1小時(shí),然后真空除去溶劑,得到淡紫色的沉淀物。該沉淀被重新溶解,真空干燥,如此反復(fù)4次,最后在CH2Cl2中重結(jié)晶,得到配合物A的純品,產(chǎn)率72%。元素分析:A含C(61.90%)、H(9.25%)、P(8.16%),不含氯。紅外譜圖顯示,A中-CO2-基團(tuán)υ(-CO2-)(CH2Cl2中)有3個(gè)吸收峰:1628,1576,1413cm-1,表明羧基既有單氧參與配位,又有雙氧同時(shí)參與配位;核磁共振譜還表明A含有Cy、-CH2-,不含-CH3基團(tuán),Cy的結(jié)合狀態(tài)與反應(yīng)前相同。單晶x-射線衍射數(shù)據(jù)表明有2種化學(xué)環(huán)境的Cu,且A分子呈中心對稱。(已知相對原子質(zhì)量C:12.0,H:1.01,N:14.0,Cu:63.5,P:31.0,O:16.0)。
3-1寫出配合物A的化學(xué)式;
3-2寫出配合物A的生成化學(xué)方程式;
3-3淡紫色沉淀物被重新溶解,真空干燥,如此反復(fù)操作多次的目的是除去何種物質(zhì)?
3-4畫出配合物A的結(jié)構(gòu)式;
3-5文獻(xiàn)報(bào)道,如用(Ph3P)2Cu(O2CCH2CO2H)(Ph-為苯基)代替(Cy3P)2Cu(O2CCH2CO2H),
可發(fā)生同樣反應(yīng),得到與A相似的配合物B。但B的紅外譜圖CH2Cl2中υ(-CO2-)只有2個(gè)特征吸收峰:1633和1344 cm-1,表明它只有單氧參與配位。畫出配合物B的結(jié)構(gòu)式。
(12分)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低。某同學(xué)取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示(C>0)。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)過程中的離子反應(yīng)方程式:
OC段 ,
DE段 ,
EF段___________________________________ __________。
(2)硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1
(3)B的值為_________mol,C的值為 mL。
【解析】由題意知,金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物為NH4NO3,由圖又可看出金屬與硝酸反應(yīng)后,硝酸是過量的,故金屬的氧化產(chǎn)物為Fe(NO3)3、Al(NO3)3。圖中:①O→C:H++OH-===H2O;②C→88:R3++3OH-===R(OH)3↓(R代表Fe或Al);③88→94:NH+OH-===NH3·H2O;④94→104:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.01 L×4 mol·L-1=0.04 mol=n(Al)。由③知,n(NH4NO3)=0.006 L×4 mol·L-1=0.024 mol,根據(jù)反應(yīng)中得失電子相等的原則得:3n(R3+)=0.024×8=0.192 mol,則n(R3+)=0.064 mol=n(合金),故混合物中n(Fe)=0.024mol。0→88 mL中,用于沉淀金屬離子的OH-有0.064 mol×3=0.192 mol,故C點(diǎn):(0.088 L×4 mol·L-1-0.192 mol)÷4 mol·L-1=0.04 L,即40 mL。據(jù)原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量是0.094L×4mol/L=0.376mol。其濃度是3.76mol/L。
(12分)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低。某同學(xué)取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示(C>0)。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)過程中的離子反應(yīng)方程式:
OC段 ,
DE段 ,
EF段___________________________________ __________。
(2)硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1
(3)B的值為_________mol,C的值為 mL。
【解析】由題意知,金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物為NH4NO3,由圖又可看出金屬與硝酸反應(yīng)后,硝酸是過量的,故金屬的氧化產(chǎn)物為Fe(NO3)3、Al(NO3)3。圖中:①O→C:H++OH-===H2O;②C→88:R3++3OH-===R(OH)3↓(R代表Fe或Al);③88→94:NH+OH-===NH3·H2O;④94→104:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.01 L×4 mol·L-1=0.04 mol=n(Al)。由③知,n(NH4NO3)=0.006 L×4 mol·L-1=0.024 mol,根據(jù)反應(yīng)中得失電子相等的原則得:3n(R3+)=0.024×8=0.192 mol,則n(R3+)=0.064 mol=n(合金),故混合物中n(Fe)=0.024mol。0→88 mL中,用于沉淀金屬離子的OH-有0.064 mol×3=0.192 mol,故C點(diǎn):(0.088 L×4 mol·L-1-0.192 mol)÷4 mol·L-1=0.04 L,即40 mL。據(jù)原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量是0.094L×4mol/L=0.376mol。其濃度是3.76mol/L。
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