将1mol·L-1H2SO4溶液100mL与质量分数为10%的NaOH溶液50g混合均匀后,滴入甲基橙指示剂,此时溶液的颜色是 ( )
A.浅紫色 B.黄色 C.红色 D.无色
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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。
(1) 中与互为等电子体,的电子式可表示为 ;1mol 中含有的键数目为 。
(2)将乙炔通入溶液生成红棕色沉淀。基态核外电子排布式为 。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ;分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。
(4) 晶体的晶胞结构与晶体相似(如图所示),但晶体中含有的中哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数目为 。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是 。
(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于 层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 。
(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 | n(催化剂) | 硝化产物中各种异构体质量分数(%) | 总产率(%) | ||
n(甲苯) | 对硝基甲苯 | 邻硝基甲苯 | 间硝基甲苯 | ||
浓H2SO4 | 1.0 | 35.6 | 60.2 | 4.2 | 98.0 |
1.2 | 36.5 | 59.5 | 4.0 | 99.8 | |
NaHSO4 | 0.15 | 44.6 | 55.1 | 0.3 | 98.9 |
0.25 | 46.3 | 52.8 | 0.9 | 99.9 | |
0.32 | 47.9 | 51.8 | 0.3 | 99.9 | |
0.36 | 45.2 | 54.2 | 0.6 | 99.9 |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是 。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_ 、 。
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(10分)钛被认为是21世纪的重要金属材料。纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
Ⅰ.目前大规模生产钛的方法是:第一步 首先将金红石(TiO2)、炭粉混合,在高温条件下通入氯气制得TiCl4;第二步 在氮气氛围中用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。
已知:① C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1 ② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H=-566kJ·mol-1 ③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) △H=+141kJ·mol-1
则:TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H= 。
Ⅱ.纳米TiO2可通过TiCl4水解制备,过程为:在冰水浴强力搅拌下,将一定量的TiCl4滴加到溶有HCl和(NH4)2SO4的冰的TiCl4水溶液中,控制TiCl4浓度为1.1mol/L时撤去冰浴,逐步升温到95℃,恒温水解1h后,滴加氨水,调节溶液pH约为6,自然冷却后过滤,产物经水洗至无Cl-和SO42-后,再用乙醇洗涤3遍,高温煅烧2h制备纳米TiO2。⑴TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_____________________。
⑵简述升温和调节溶液pH的目的: 。
Ⅲ.在制造TiO2过程中,需要测定Ti(Ⅳ)的含量。测定时首先将TiO2溶解为钛液,然后取10mL用水冲稀10倍,加过量铝粉,充分振荡,使其完全反应:
Ti(Ⅳ)+Al→Ti3++Al3+。过滤后,取出滤液20mL,向其中滴加2~3滴KSCN溶液,再加5 mL蒸馏水振荡,用酸式滴定管滴加0.1mol/L FeCl3溶液,终点到来时,用去了30mL的FeCl3溶液。⑴滴定终点的现象是____________________________________。[来
⑵原钛液的物质的量浓度为 。
⑶若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则使Ti(Ⅳ)的含量测定结果_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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