6道主观大题组合练1．以硫酸渣(含Fe 2O 3、SiO 2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：(1)“酸溶”中加快溶解的方法为____________________(写出一种)。

(2)“还原”过程中的离子方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为___________________。

②若用CaCO 3“沉铁”，则生成FeCO 3沉淀，当反应完成时，溶液中c (Ca 2＋)c (Fe 2＋)＝________。

[已知K sp (CaCO 3)＝2.8×10－9，K sp (FeCO 3)＝2×10－11](4)“氧化”时，用NaNO 2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，虽然能缩短氧化时间，但缺点是________________________________________。

(5)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、n (C )n (O )＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15 min 金属产率下降的原因是_____________________。

解析：(1) 硫酸渣加酸溶解，为了加快溶解可采取加热、搅拌、适当增大硫酸浓度或将硫酸渣粉碎等方法。

(2)Fe2O3溶于酸，生成Fe3＋，加入铁粉使之还原，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。

(3)过滤Ⅰ，除去SiO2等不溶于酸的杂质，加入NH4HCO3，使铁沉淀，同时产生了CO2，则①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑。

②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中c(Ca2＋) c(Fe2＋)＝K sp(CaCO3)K sp(FeCO3)＝2.8×10－92×10－11＝140。

(4)用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，缺点是NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气。

(5)焙烧时间超过15 min金属产率下降，原因是还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化。

答案：(1)加热或搅拌或适当增大硫酸浓度(写一种)(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)①FeSO4＋2NH4HCO3===Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑②140(4)NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气(5)还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化2．化合物F(盐酸地拉普利)是一种治疗高血压的药物，其合成路线流程图如下：(1)D 中的官能团有酰胺键、____________(写名称)。

(2)E →F 的反应类型为______________。

(3)B 的分子式为C 15H 21O 2N ，写出B 的结构简式：__________________________。

(4)A 的一种同分异构体M 同时满足下列条件，写出M 的结构简式：______________________。

①M 是一种芳香族化合物，能与NaOH 溶液发生反应；②M 分子中有4种不同化学环境的氢。

(5)已知：R —X ――→NaCN R —CN ――→H 2催化剂，△R —CH 2NH 2。

写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选，合成路线流程图示例见本题题干)。

解析：(1)D中的官能团有酰胺键、氨基、酯基。

(2) 比较E、F结构，从E→F中酯基转化为羧基，则该反应的反应类型为取代反应。

(3) 由题中信息的变化可知B中—NH—转化为酰胺键，结合B的分子式为C15H21O2N，则B的结构简式为。

(4)A()的一种同分异构体M同时满足①M是一种芳香族化合物，说明含有苯环，由于只有1个O 原子，且能与NaOH溶液发生反应则含有酚羟基；②M分子中有4种不同化学环境的氢，说明结构高度对称。

由其不饱和度可知应含有碳碳三键，则M的结构简式为。

答案：(1) 氨基、酯基(2)取代反应(3)(4)(5)3．纳米级Co3O4是一种电极材料，可用草酸盐湿式沉淀—煅烧分解法制备。

(1)先用(NH4)2C2O4溶液和CoCl2溶液为原料制取难溶于水的CoC2O4·2H2O晶体。

①已知25 ℃，K b(NH3·H2O)＝1.8×10－5，H2C2O4的K a1＝5.6×10－2，K a2＝5.4×10－5。

(NH4)2C2O4溶液的pH________(填“>”“＝”或“<”)7。

②反应时，使(NH4)2C2O4过量的原因是________________________。

(2)为确定由CoC2O4·2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575 g的CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示(已知385 ℃以上残留固体均为金属氧化物)①B 处的物质为________(填化学式)。

②经测定，205～385 ℃的煅烧过程中，产生的气体为CO 2，计算AB 段消耗O 2在标准状况下的体积。

(写出计算过程，结果保留2位有效数字)解析：(1)①由于K b (NH 3·H 2O)＝1.8×10－5，H 2C 2O 4的K a2＝5.4×10－5，则在相同条件下NH ＋4的水解程度比C 2O 2－4大，(NH 4)2C 2O 4溶液呈酸性，pH<7。

②反应时，使(NH 4)2C 2O 4过量的原因是使Co 2＋充分沉淀(或提高Co 2＋的沉淀率)。

(2)①n (CoC 2O 4·2H 2O)＝ 4.575 g 183 g ·mol －1＝0.025 mol CoC 2O 4·2H 2O 中m (H 2O)＝0.025 mol ×2×18 g ·mol －1＝0.9 gCoC 2O 4·2H 2O 中m (CoC 2O 4)＝4.575 g －0.9 g ＝3.675 g根据图中A 点数据可知，A 处物质为CoC 2O 4。

B 处固体质量为2.008 g ，其中m (Co)＝0.025 mol ×59 g ·mol －1＝1.475 g ，则含m (O)＝2.008 g －1.475 g ＝0.533 gn (Co)∶n (O)＝0.025 mol ∶0.533 g 16 g ·mol －1≈3∶4，故B 处物质为Co 3O 4。

②已知205～385 ℃的煅烧过程中，产生的气体为CO 2，则AB 段发生反应的化学方程式为3CoC 2O 4＋2O 2===Co 3O 4＋6CO 2V (O 2)＝23×0.025 mol ×22.4 L ·mol －1≈0.37 L 。

答案：(1) ①< ②使Co 2＋充分沉淀(或提高Co 2＋的沉淀率)(2)①Co 3O 4②AB 段发生反应的化学方程式为3CoC 2O 4＋2O 2===Co 3O 4＋6CO 2V (O 2)＝23×0.025 mol ×22.4 L ·mol －1≈0.37 L(其他合理计算步骤也给分) 4．硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。

生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na 2SO 4)－炭粉还原法，其流程如图所示。

(1)上述流程中采用稀NaOH 溶液比用热水更好，理由是________________________________________________________________________。

(2)同学甲根据氧化还原反应的原理认为上述流程中产生的气体可能是CO 、CO 2、SO 2，他从下列装置中选择必要的装置设计简易的实验方案验证他的假设(加热装置省略)。

①选择装置连接导管接口，其气流从左到右的顺序为________。

②能证明有CO 2气体的现象为____________。

③正确连接装置并反应一段时间后，用集气瓶能收集到一定体积的气体，说明混合气体中含有CO 。

确认气体中含有CO 的另一种方法是______________________。

(3)同学乙认为煅烧后的固体中可能含有Na 2SO 3。

①检验反应后的固体中是否还有剩余的无水芒硝，需要的试剂是__________。

②设计实验证明反应后的固体中是否含有Na 2SO 3，完成实验报告。

供选择的试剂：酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、品红溶液、澄清石灰水。

(4)实验测得硫酸钠与焦炭的反应产物由温度、反应物质量比决定。

如果反应产物为两种盐，两种气体产物体积比为1∶3，且平均相对分子质量为32，则煅烧反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

解析：(1)硫化钠是强碱弱酸盐，在热水中促进其水解，而在稀氢氧化钠溶液中其水解被抑制。

(2)①制备气体(装置A)、检验SO 2(装置E)、除去SO 2并确定SO 2被除尽(装置B)、检验CO 2(装置D)、除去CO 2并收集CO(装置C)，连接装置时，洗气瓶中长导管进气，短导管出气，故装置连接顺序为a →g →h →c →b →e →f →d 。

②因为SO 2、CO 2都能使澄清石灰水变浑浊，所以，必须强调装置B 中溶液不褪色，说明SO 2被除尽。

③检验CO 用点燃、还原等方法都可以。

(3)①检验反应后固体中是否还有剩余的无水芒硝时，加入盐酸除去可能存在的亚硫酸钠，用氯化钡检验硫酸根离子，故所用试剂是稀盐酸和氯化钡溶液。

②2S 2－＋SO 2－3＋6H ＋===3S ↓＋3H 2O ，若硫化钠中含有亚硫酸钠，则除去炭粉等难溶性的杂质后，加入足量稀盐酸会产生淡黄色固体。

(4)根据氧化还原反应原理，硫酸钠与焦炭反应生成硫化钠、亚硫酸钠、CO 、CO 2。

若CO 、CO 2的体积比为1∶3，则平均相对分子质量为40，不符合题意，舍去；若CO 、CO 2的体积比为3∶1，则平均相对分子质量为32，符合题意。

则煅烧反应的化学方程式为2Na 2SO 4＋4C=====高温Na 2S ＋Na 2SO 3＋3CO ↑＋CO 2↑。

答案：(1)热水会促进Na 2S 水解，而稀NaOH 溶液能抑制Na 2S 水解(2)①a →g →h →c →b →e →f →d ②装置B 中溶液不褪色，装置D 中澄清石灰水变浑浊 ③取出水槽中导气管，导出的气体能点燃(其他合理答案均可)(3)①稀盐酸和氯化钡溶液 ②滴加足量稀盐酸 若产生淡黄色沉淀，则含有亚硫酸钠，反之，则不含亚硫酸钠(4)2Na 2SO 4＋4C=====高温Na 2S ＋Na 2SO 3＋3CO ↑＋CO 2↑ 5．铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。