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    (化学)湖南省娄底市2019-2020学年高二下学期期末考试化学试题

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    (化学)湖南省娄底市2019-2020学年高二下学期期末考试化学试题

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    2020年上学期高二期末考试化学试题
    说明:本卷满分100分,考试时间90分钟
    可能用到的相对原子质量: H-1 O-16 Ti-48 Fe-56
    一、选择题:(每小题只有一个正确选项, 每小题3分,共48分)
    1.中国是瓷器的故乡,钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一,以“入窑一色出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法正确的是(   )
    A. 高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物
    B. 瓷器中含有大量的金属元素,因此陶瓷属于金属材料
    C. 氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
    D. "窑变"是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A. 陶瓷中含有多种物质,属于混合物,不符合题意,A错误;
    B. 瓷器属于无机非金属材料,不符合题意,B错误;
    C. 氮化硅属于新型无机非金属材料,不符合题意,C错误;
    D. “窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化,符合题意,D正确;
    答案为D。
    2.下列变化中,不属于化学变化的是(   )
    A. SO2使品红溶液褪色 B. 氯水使有色布条褪色
    C. 活性炭使红墨水褪色 D. 漂粉精使某些染料褪色
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    二氧化硫和次氯酸具有漂白性,活性炭具有吸附性,据此回答问题。
    【详解】A. SO2具有漂白性,使品红溶液褪色,属于化学变化,A不符合题意;
    B. 氯水中含有漂白性的次氯酸,使有色布条褪色,属于化学变化,B不符合题意;
    C. 活性炭具有吸附性,使红墨水褪色,属于物理变化,不属于化学变化,C符合题意;
    D. 漂粉精溶于水,水解生成次氯酸,使某些染料褪色,属于化学变化,D不符合题意;
    答案为C。

    3.NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(   )
    A. 10g质量分数为34%的H2O2溶液含有的氢原子数为0.2NA
    B. 0.1mol Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.4NA
    C. 标准状态下,11.2LSO2含有的氧原子数为NA
    D. 100 mL 0.1 mol/L醋酸中含有的醋酸分子数是0.01NA
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A. 10g质量分数为34%的H2O2溶液中过氧化氢的质量为3.4g,物质的量为0.1mol,即过氧化氢含有的氢原子数为0.2NA,但水分子也含有氢原子,故溶液中氢原子含量远大于0.2NA,A错误;
    B. Na2O2和Na2O两物质阳离子和阴离子的比例均为2:1,即0.1mol Na2O2和Na2O的混合物中含有的离子总数等于0.3NA,B错误;
    C. 标准状态下,11.2LSO2的物质的量为0.5mol,含有的氧原子数为NA,C正确;
    D. 醋酸在水溶液中部分发生电离,100 mL 0.1 mol/L醋酸中含有的醋酸分子数小于0.01NA,D错误。
    答案为C。
    4.能正确表示下列反应的离子方程式是
    A. 向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体:ClO-+SO2+H2O===HClO+HSO3-
    B. 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液与0.2 mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4+AlO2-+2H2O
    C. 用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
    D. Fe2O3溶于过量氢碘酸溶液中:Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O
    【答案】D
    【解析】
    A项,次氯酸钠溶液具有氧化性,亚硫酸氢根离子具有还原性,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:ClO-+SO2+H2O=SO42-+Cl-+2H+,故A错误;B项,NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2物质的量之比1:2,离子方程式为:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3•H2O,故B错误;C项,高锰酸钾具有强的氧化性,能氧化氯离子,所以不能用盐酸酸化,一般用稀硫酸酸化,故C错误;D项,Fe2O3可溶于氢碘酸,Fe3+具有氧化性能氧化I-,反应的离子方程式为:Fe2O3+2I-+6H+=2Fe2++3H2O+I2,故D正确。
    点睛:本题考查了离子方程式的书写,侧重考查氧化还原反应型离子方程式书写,明确反应实质是解题关键,如题中A、C、D均涉及氧化还原反应的判断,注意与反应物的用量有关的反应,如B项属于复分解型的离子反应,SO42-和Ba2+为1:1正好生成BaSO4沉淀,NH4+、Al3+、OH-为1:1:4,NH4+和Al3+都能与OH-反应,因为Al(OH)3难溶于NH3•H2O,所以生成Al(OH)3和NH3•H2O。
    5.在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是
    A. FeFeCl3 FeCl2
    B. Al(OH)3AlCl3(aq)无水AlCl3
    C. C6H5ONaC6H5OHCO2
    D NH4Cl(s) NH3Mg(OH)2
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A. Fe和盐酸反应生成氯化亚铁,A错误;
    B. Al(OH)3和盐酸反应生成氯化铝,溶液蒸发时,铝离子水解生成氢氧化铝和盐酸,盐酸受热易挥发,促进平衡右移,故最后蒸干得到氢氧化铝固体,不能得到氯化铝固体,B错误;
    C. C6H5ONa加盐酸生成苯酚,苯酚与碳酸钠反应,生成苯酚钠和碳酸氢钠,没有二氧化碳气体放出,C错误;
    D. NH4Cl(s)和氢氧化钙反应生成氨气,氨气溶于水显碱性,与氯化镁反应生成氢氧化镁,D正确。
    答案为D。
    6.下列说法正确的是(   )
    A. 有化学键断裂不一定发生化学反应 B. 吸热反应只有加热才能发生
    C. 有能量变化的一定是化学反应 D. 活化分子间的碰撞一定发生化学反应
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A. 有化学键断裂不一定发生化学反应,可能是晶体溶解,如氯化钠固体溶于水中,离子键被破坏,A正确;
    B. 吸热反应是指反应物能量比生成物能量小的关系,与反应条件无关,B错误;
    C. 有能量变化的不一定是化学反应,可能是物质状态发生变化,如固体变液体,C错误;
    D. 活化分子间的有效碰撞才能发生化学反应,D错误。
    答案为A。
    7.短周期元素X、Y、Z、W 原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X 的原子半径比Y 的小,X 与W 同主族,Z 是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是( )
    A. 原子半径的大小顺序: r(Y)>r(Z)>r(W)
    B. 元素Z、W 的简单离子的电子层结构不同
    C. 元素Y 的简单气态氢化物的热稳定性比Z 的强
    D. 只含X、Y、Z 三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
    【答案】D
    【解析】
    【详解】由题推知:X为H(氢),Y为N(氮),Z为O(氧),W为Na(钠)。
    A.原子半径大小应该是:r(W)>r(Y)>r(Z),选项A错误;
    B.元素Z、W 的简单离子分别为O2-和Na+,电子层结构相同,选项B错误;
    C.Y、Z气态氢化物分别是NH3和H2O,稳定性H2O大于NH3 ,选项C错误;
    D.只含X、Y、Z三种元素的化合物可以是共价化合物如:HNO3,也可以是离子化合物如:NH4NO3 ,选项D正确。
    答案选D。
    8.下列说法正确的是( )
    A. 乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的本质是不同的
    B. 蛋白质、油脂、纤维素等均属于天然高分子化合物
    C. 保鲜膜按材质可分为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等,PVC的单体可由PE的单体与氯化氢加成制得
    D. 乙醇用作医用消毒剂时,无水乙醇消毒效果最好
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A.乙烯使溴水褪色发生了加成反应,乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色发生了氧化反应,故A正确;
    B.油脂不是高分子化合物,故B错误;
    C.聚乙烯(PE)的单体不含碳碳双键,不能发生加成反应,故C错误;
    D.乙醇用作医用消毒剂时,75%效果最好,故D错误;
    答案选A。
    9.10mL浓度为1mol/L的盐酸和过量的锌反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是
    A. 再加入10mL浓度为0.5mol/L的硫酸
    B. 加入几滴CuCl2溶液
    C. 加入几滴NaNO3溶液
    D. 加入少量CH3COONa溶液
    【答案】B
    【解析】
    0.5mol/L硫酸溶液中c(H+)=1mol/L与1mol/L的盐酸溶液中c(H+)=1mol/L相同,反应速率不变,A错误;CuCl2溶液与锌反应生成铜,锌、铜、盐酸构成原电池,反应速率加快,B正确;NO3-、H+与锌反应不产生氢气,C错误;CH3COONa溶液与盐酸相遇生成CH3COOH,强酸变为弱酸,反应速率减慢,但是生成氢气的量不变,D错误;正确选项B。
    10.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL浓度为1.00mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,有气体放出,所得溶液中加入KSCN溶液后无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量此混合物,能得到铁的质量是( )
    A. 11.2g B. 5.6g C. 2.8g D. 1.4g
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可以知道n(FeCl2)=n(HCl);用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可以知道n(Fe)=n(FeCl2),据此结合m=nM计算得到的铁的质量。
    【详解】盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可以知道n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1×1=0.05mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可以知道n(Fe)=n(FeCl2)=0.05mol,质量为0.05×56=2.8g;综上所述,本题正确选项C。
    11.某种碱性氢氧燃料电池的的正极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-。下列有关该电池的叙述正确的是(   )
    A. 工作时,电解质溶液中的OH-向正极移动
    B. 工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量浓度减小
    C. 负极上发生的反应为H2-2e-=2H+
    D. 若电池在工作过程中有0.4mol电子转移,则正极消耗2.24L O2
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A. 正极发生还原反应,得到电子,电子带负电,阴离子如OH-向反方向,即负极移动,A错误;
    B. 燃烧电池总反应为2H2+O2=2H2O,反应生成大量的水,电解液中KOH的物质的量浓度减小,B正确;
    C. 负极发生氧化反应,在碱性环境下发生的反应为H2+2OH--2e-=2H2O,C错误;
    D. 若电池在工作过程中有0.4mol电子转移,则正极消耗0.1mol氧气,但状况不知,体积无法计算,D错误。
    答案为B。
    12.海水开发利用的部分过程如图所示,下列说法错误的是

    A. 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
    B. 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
    C. 实际生产中常选用Ca(OH)2作为沉淀剂
    D. 工业生产中电解氯化镁溶液的方法制取镁
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A. 粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42−等杂质,精制时通常在溶液中依次中加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性,再进行重结晶进行提纯,故A正确;
    B. 向苦卤中通入Cl2置换出溴单质,分离得到溴,通入Cl2是为了提取溴,故B正确;
    C. 实际生产中常选用碳酸钙、氧化钙制取得到的Ca(OH)2作镁离子的沉淀剂,故C正确;
    D. 获取金属Mg是电解熔融氯化镁得到金属镁,氧化镁的熔点太高,不宜采用电解熔融物的方法,故D错误;
    故选D。
    13.在盛有饱和硫酸钠溶液的烧杯中,保持温度不变,用惰性电极电解一定时间后( )
    A. 溶液的pH值将增大 B. 钠离子数和硫酸根离子数的比值将变小
    C. 溶液的浓度逐渐增大,有一定量晶体析出 D. 溶液的浓度不变,有晶体析出
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    电解饱和硫酸钠溶液的总反应式为2H2O 2H2↑+ O2↑,一段时间后,水减少,则溶解的硫酸钠减少,溶液仍旧为饱和溶液,硫酸钠的浓度不变,有固体析出。
    【详解】A. 溶液仍旧为中性溶液,pH值将不变,A错误;
    B. 硫酸钠溶液仍旧为此温度下的饱和溶液,则钠离子数和硫酸根离子数的比值将不变,B错误;
    C. 溶液的浓度不变,有一定量晶体析出,C错误;
    D. 溶液的浓度不变,溶剂的质量减少,则溶解的溶质的量减少,有晶体析出,D正确;
    答案为D。
    【点睛】温度不变时,某溶质的饱和溶液的浓度、pH不变。
    14.下列说法正确的是
    A. 水的电离方程式:H2O = H++ OH-
    B. pH=7的溶液一定是中性溶液
    C. 升高温度,水的电离程度增大
    D. 将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,c(OH-)也减小
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A、水的电离是可逆反应,A错误;
    B、没有说明温度,pH=7的溶液不一定是中性溶液,B错误;
    C、水的电离是吸热反应,升高温度电离程度增大,C正确;
    D、醋酸加水稀释c(H+)减小,c(OH-)增大,D错误。
    答案选C。
    【点睛】本题考查了电解质的电离,明确电离平衡常数与酸的强弱之间的关系,电离平衡常数用来表示弱电解质的电离程度及其相对强弱,而平衡常数只受温度的影响。
    15.下列有关实验能达到相应实验目的的是

    A. 实验①用于实验室制备氯气 B. 实验②用于制备干燥的氨气
    C. 实验③用于石油分馏制备汽油 D. 实验④用于制备乙酸乙酯
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.实验①的图中利用MnO2和浓盐酸反应制备氯气,但是该反应需要加热才发生,没有加热装置,达不到实验目的,A项错误;
    B.NH3的密度小于空气,应该用向下排空气法收集,实验②达不到实验目的,B项错误;
    C.装置③为分馏装置,不管是温度计水银球的位置还是冷凝管进水出水的方向都没有错误,C项正确;
    D.右侧试管中使用的是饱和NaOH溶液,酯在碱性环境下易水解,得不到产物,D项错误;
    本题答案选C。
    16.298 K时,在20.0 mL 0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1 氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是

    A. 该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
    B. M点对应的盐酸体积为20.0 mL
    C. M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
    D. N点处的溶液中pH”或“ (7). 溶液的酸碱性不同
    【解析】
    【分析】
    装置A中KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2;由于Cl2中混有HCl气体和H2O,HCl气体会消耗Fe(OH)3和KOH,装置B中应盛放饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体;C装置中Cl2与KOH、Fe(OH)3反应制备K2FeO4,在此装置中Cl2还可以直接与KOH反应生成KCl、KClO和H2O;D装置中NaOH溶液用于吸收多余Cl2,防止污染大气。
    【详解】(1)①根据题意,KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,反应中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,Cl元素的化合价由-1价升至0价,根据电子守恒和原子守恒配平,A中反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
    ②装置A中KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2,由于Cl2中混有HCl气体和H2O,装置B中盛放饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体;
    ③C中得到紫色固体和溶液,C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有氯气与水反应Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O;
    (2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等。
    i.溶液a中滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明溶液a中含有Fe3+,Fe3+的产生不能判断FeO42-与Cl-一定发生了反应,根据资料“K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2”,自身被还原成Fe3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O;
    ②制备K2FeO4的原理为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在该反应中Cl元素的化合价由0价降至-1价,Cl2是氧化剂,Fe元素的化合价由+3价升至+6价,Fe(OH)3是还原剂,K2FeO4为氧化产物,根据同一反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,得出氧化性Cl2>FeO42-;根据方案II,方案II的反应为2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,由方案II得出氧化性FeO42->Cl2,实验表明,Cl2和FeO42-氧化性强弱关系相反;对比两个反应的条件,制备K2FeO4在碱性条件下,方案II在酸性条件下;说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
    【点睛】与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。进行物质性质实验探究是要控制反应的条件、排除其他物质的干扰。
    18.工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。回答下列问题:

    (1)步骤①中为了提高酸浸的速率可采取的措施有________。
    (2)FeTiO3与稀硫酸反应的离子方程式为________。
    (3)步骤②③④中,均需进行的操作是_________(填操作名称),若在实验室中进行步骤⑤操作,需要的硅酸盐材质的仪器有酒精灯、泥三角、____________。
    (4)步骤④中选择热水的原因是____________。
    (5)步骤③中实现混合物的分离是利用物质的_________(填字母序号)。
    a 熔、沸点差异 b 溶解性差异 c 氧化性、还原性差异
    (6)工业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛,则钛铁矿中钛元素的质量分数是______。(假设生产过程中钛没有损失)
    【答案】 (1). 将矿石粉碎、适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌等 (2). (3). 过滤 (4). 坩埚 (5). 促进水解,同时增大的溶解度 (6). b (7). 24%
    【解析】
    【分析】
    钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价,加入硫酸后主要产生铁离子、TiO2-等离子,加入过量铁粉后,三价铁离子还原为亚铁离子,溶液经过冷却结晶后生成绿矾,剩余溶液加入热水生成H2TiO3,最后煅烧生成二氧化钛。
    【详解】(1)步骤①中为了提高酸浸的速率可采取的措施有将矿石粉碎、适当提高硫酸的浓度、加热、搅拌等。
    (2)根据流程图,FeTiO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
    (3)步骤②③④中,均为固液分离,得到滤渣,即均需进行的操作是过滤,若在实验室中进行步骤⑤操作,需要的硅酸盐材质的仪器有酒精灯、泥三角、坩埚。
    (4)上步冷却结晶得到绿矾,故步骤④中选择热水的原因是促进水解,同时增大的溶解度。
    (5)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的溶解性差异,选b。
    (6)工业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛,则钛铁矿中钛元素的质量分数是 (假设生产过程中钛没有损失)。
    19.甲醇是一种可再生能源,又是一种重要的化工原料.具有广阔的开发和应用前景。工业上可用如下方法合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
    (1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ·mol-1;
    ②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H=-566.0kJ·mol-1;
    ③H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1。
    则甲醇液体不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为_____。
    (2)在一定温度下,向2L密闭容器中充人1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),5min反应达到平衡,此时CO的转化率为80%。
    ①前5min内甲醇平均反应速率为______;已知该反应在低温下能自发进行,则反应的△H__________0(填“>”“=” 或“<”)。
    ②在该温度下反应的平衡常数K=__________。
    (3)"甲醇---过氧化氢燃料电池"的结构主要包括燃料腔、 氧化剂腔和质子交换膜三部分。放电过程中其中一个腔中生成了CO2。放电过程中生成H+的反应,发生在__________腔中,该腔中的电极反应式为__________。
    【答案】 (1). CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ·mol-1 (2). 0.08mol·L-1·min-1 (3). < (4). 100 (5). 燃料 (6). CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
    【解析】
    【分析】
    根据盖斯定律计算热反应方程式焓变,根据可逆反应三段式计算平衡反应速率和平衡常数。
    【详解】(1)根据盖斯定律,甲醇液体不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为CH3OH(l) +O2(g) =CO(g)+2H2O(l)△H=-1275.6kJ·mol-1×0.5+566.0kJ·mol-1×0.5-44.0kJ·mol-1×2=-442.8kJ·mol-1。
    (2)设反应到平衡时,一氧化碳的物质的量变化了xmol,以此列三段式:

    5min反应达到平衡,此时CO的转化率为=80%,即x=0.8;
    ①前5min内甲醇的平均反应速率为mol·L-1·min-1;已知该反应在低温下能自发进行,根据自发进行吉布斯自由能ΔG=ΔH-TΔS <0可知,ΔS>0,反应的△H<0。
    ②在该温度下反应的平衡常数K=。
    (3)"甲醇---过氧化氢燃料电池"的结构主要包括燃料腔、 氧化剂腔和质子交换膜三部分。放电过程中其中一个腔中生成了CO2,即甲醇发生氧化反应生成了二氧化碳,为燃料腔,过氧化氢作为氧化剂,处于氧化剂腔,生成氧气和水。放电过程中生成H+的反应,发生在燃料腔中,该腔中的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+。
    20.(石油是一种重要的资源。A~F是常见有机物,它们之间的转化关系如图1所示(部分产物和反应条件已略去),其中A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,E是最简单的芳香烃。回答下列问题:

    (1)D的官能团名称是______;
    (2)F的结构简式为______;
    (3)写出下列步骤中的化学方程式(注明反应条件):
    步骤③________;
    步骤④_______;
    (4)用图2所示实验装置制取乙酸乙酯。请回答:试管b中所装溶液应为______,乙酸乙酯生成后,分离出产品时的操作方法是______。
    【答案】 (1). 羧基 (2). (3). 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (4). CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O (5). 饱和碳酸钠溶液 (6). 分液
    【解析】
    【分析】
    A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,即A为乙烯,E是最简单的芳香烃,即E为苯,苯在浓硫酸和浓硝酸的混酸环境中反应生成硝基苯,B经过2步氧化生成D,最后B、D结合生成乙酸乙酯,即B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,A与水在加压条件下反应生成乙醇。
    【详解】(1)D为乙酸,官能团名称是羧基;
    (2)F为硝基苯,结构简式为;
    (3)步骤③为乙醇的催化氧化,2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
    步骤④为酯化反应,CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O;
    (4)制取乙酸乙酯时,杂质可能包括挥发的乙醇和乙酸,即试管b中所装溶液应为饱和碳酸钠溶液,吸收杂质,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,乙酸乙酯生成后,分离出产品时的操作方法是分液。





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