非选择题专练3
非选择题：本题共4小题。
1.CuCl是常见的有机合成催化剂。某实验小组设想用CuCl2和Na2SO3溶液制备CuCl。
资料：①CuCl为难溶于水和酸的白色固体
②CuI为难溶于水的白色固体
③Cu＋在酸性环境中易歧化为Cu和Cu2＋
④2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
Ⅰ.CuCl的制备
(1)用离子方程式表示CuCl制备的设想依据：__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)Na2SO3溶液易变质，使用前需要标定，配制该Na2SO3溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒和 。
【实验一】CuCl的制备
实验操作 实验现象
2 mL 0.2 mol·L－1 CuCl2溶液和1 mL 0.2 mol·L－1 Na2SO3溶液混合 立即有橙黄色沉淀生成，3 min后沉淀颜色变浅并伴有少量白色沉淀产生，再振荡1 min后沉淀全部变为白色
(3)将实验一中的白色沉淀分离后，通过 (填字母)证明了白色沉淀为CuCl，且不含其他杂质。
A.X射线衍射实验 B.柱色谱 C.核磁共振氢谱
Ⅱ.橙黄色沉淀的成分探究
(4)实验一中橙黄色沉淀存在时间较短，难以获得。为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的 。
【实验二】实验小组依据体系中相关物质的性质推测：橙黄色沉淀可能为Cu2SO3、CuSO3，或二者的混合物。为进一步证明该推测，实验小组继续做了下列实验。
实验 实验操作
a 取少量洗净的橙黄色沉淀于试管中，并加入一定量的稀硫酸
b 注：实验所用试剂均经过除氧处理
(5)实验小组观察到实验a中 (填字母)，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3。
A.反应后溶液呈蓝色 B.有紫红色固体析出
(6)若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于___________________________________
___________________________________________________________________，
实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
2.以电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)为原料，制备电池级碳酸锂的工艺流程如下：
已知： AlF3、LiF难溶于水，LiOH溶于水，Li2CO3微溶于水，Ksp(Li2CO3) ＝2.5×10－2、Ksp( CaCO3)＝2.8×10－9。回答下列问题：
(1)①电解氧化铝生成铝的化学方程式为_____________________________
___________________________________________________________，
无碳电解铝技术是利用陶瓷材料替代碳作阳极，该技术的优点之一是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②已知AlCl3可形成共价分子， AlF3为离子晶体，从电负性的角度解释其原因：____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)“气体1”是 ( 填化学式，下同)，“滤渣1”的主要成分是 。
(3)已知“碱解”同时生成白色沉淀，写出生成“气体2”的离子方程式___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)“苛化”中存在如下反应：Li2CO3(s)＋Ca2＋(aq)2Li＋(aq)＋CaCO3(s)。通过计算解释生石灰能使Li2CO3完全转化的原因：__________________________
____________________________________________________________________。
(5)Al－Li合金具有低密度、耐腐蚀等特点，已成为航天器的重要结构材料。一种Al3Li合金的晶胞如图所示，其中白球代表的是 ；若其晶胞参数为a pm，则该合金的晶体密度为 g·cm－3 (列出计算式，阿伏加德罗常数用NA表示)。
3.化学链燃烧(CLC)是利用载氧体(OC)将空气中的氧传输至燃料的新技术，CLC原理如图所示。回答下列问题：
已知：①Cu2Fe2O3(s)＋O2(g)Cu2Fe2O5(s) ΔH1<0
②2C4H10(g)＋13Cu2Fe2O5(s)13Cu2Fe2O3(s)＋8CO2(g)＋10H2O(g) ΔH2<0
(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝ (用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。相对传统的燃烧方式，化学链燃烧的优点是_________________________________________________________________
__________________________________，有助于实现碳达峰、碳中和目标。
(2)在密闭容器中加入足量的Cu2Fe2O5(s)、C4H10(g)和N2(g)，在总压强保持96.8 kPa不变的条件下，仅发生反应②，测得在不同温度下C4H10的平衡转化率与起始投料比[x＝]的关系如图所示。
①其他条件不变，x的值增大，C4H10的平衡转化率减小的原因是________________________________________________________________。
②T1 (填“>”、“<”或“＝”)T2。
③T2 ℃时，该反应的平衡常数Kp＝ (只列计算式，不带单位)。提示：分压＝总压×气体物质的量分数。
(3)一定温度下，在恒压密闭容器中充入足量的Cu2Fe2O5(s)、C4H10(g)，仅发生反应②，达到平衡后，再充入少量C4H10(g)，平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动，再次达到平衡时，丁烷的平衡转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
4.诺氟沙星为第三代喹诺酮类抗菌药，会阻碍消化道内致病细菌的DNA旋转酶的作用，阻碍细菌DNA复制，对细菌有抑制作用，是治疗肠炎痢疾的常用药。但此药对未成年人骨骼形成有延缓作用，会影响发育，故禁止未成年人服用。一种合成诺氟沙星的路线如图所示。回答下列问题：
(1)诺氟沙星中含氧官能团的名称是__________________________________。
(2)A→C的反应类型是 。C→D中，另一产物是 (填结构简式)。
(3)E→F的反应条件是____________________________________________。
(4)D→E的化学方程式为__________________________________________。
(5)在G的链状同分异构体中，同时具备下列条件的结构有 种(不包括立体异构)。
①含2个氨基(—NH2)；
②同一个碳原子上不连接2个氨基。
(6)已知：硝基苯在铁粉和盐酸作用下被还原成苯胺。以苯、为原料合成某药物中间体( )，设计合成路线(无机试剂任选)。
非选择题专练3
1．答案 （1）2Cu2＋＋SO＋H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋2H＋
（2）烧杯、量筒、胶头滴管
（3）A
（4）CuSO4溶液
（5）B
（6）Cu2＋（或CuSO3）与I－反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被SO还原为I－ 取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3
解析 （1）铜离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，CuCl制备的离子方程式2Cu2＋＋SO＋H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO＋2H＋；（2）配制0.2 mol·L－1 Na2SO3溶液所需要的玻璃仪器有：试剂瓶、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管；（3）晶体可以发生X射线的衍射，则通过X射线衍射实验可证明白色沉淀为CuCl；（4）反应过程中需要铜离子参与反应，且不含有具有氧化性的离子，为成功制备该沉淀，可将实验一中的CuCl2溶液替换为等体积等浓度的CuSO4溶液；（5）根据Cu＋在酸性环境中易歧化为Cu和Cu2＋，实验小组观察到实验a中有紫红色固体析出，证明了橙黄色沉淀中含有Cu2SO3；（6）若橙黄色沉淀中含有CuSO3，由于Cu2＋（或CuSO3）与I－反应生成白色沉淀CuI和I2，I2可继续被SO还原为I－，实验b中上清液呈无色且不能使淀粉溶液变蓝；若橙黄色沉淀仅有Cu2SO3，现象与实验b相同。因此仅通过实验b不能证明橙黄色沉淀中含CuSO3，但可以通过检验上层清液中某种离子的存在证明橙黄色沉淀中含有CuSO3，其实验方案为：取少量实验b中的上层清液于洁净的试管中，先加入足量盐酸酸化，再滴加几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明橙黄色沉淀中含有CuSO3。
2．答案 （1）①2Al2O3 （熔融）4Al＋3O2↑ 防止阳极与氧气反应（或减少阳极的更换频率） ②F的电负性大于Cl，Al与F的电负性之差很大，形成离子键，而Al和Cl的电负性之差不大，形成共价键
（2）HF CaSO4
（3）2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al （OH）3↓＋3CO2↑
（4）反应Li2CO3（s）＋Ca2＋（aq）2Li＋（aq）＋CaCO3（s）的平衡常数K＝×107>1×105，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化为CaCO3
（5）Al
解析 （1）①电解氧化铝，生成铝和氧气，方程式为2Al2O34Al＋3O2↑，比起碳来说，陶瓷更加稳定，不会与氧气发生反应，故优点就是防止阳极与氧气反应；②F的电负性大于Cl，F与Al的电负性相差较大，与Al形成的是离子键，而Al和Cl的电负性相差不大，形成的是共价键；（2）气体1是酸溶时，氟离子结合氢离子生成的HF。滤渣1是在水浸时将微溶于水的硫酸钙沉淀了出来。（3）碱解时，加入的碳酸钠与溶液中的铝离子发生双水解，生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，其方程式为2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al（OH）3↓＋3CO2↑；（4）Li2CO3（s）＋Ca2＋（aq） 2Li＋（aq）＋CaCO3（s）的平衡常数K＝＝＝＝＝×107>1×105，故该反应可以进行完全，可以使溶液中的Li2CO3比较彻底地转化为CaCO3。（5）该晶胞中白球的个数为6×＝3个，黑球为8×＝1，根据化学式Al3Li可知，白球为Al，黑球为Li。该晶胞的质量为 g，体积为（a×10－10）3 cm3，故密度为 g/cm3。
3．答案 （1） 便于回收纯净的CO2
（2）①正反应是气体分子数增大的反应，总压强一定，随着x增大，N2分压减小，参与反应的气体分压增大，平衡向逆反应方向移动，C4H10的平衡转化率减小 ②> ③ （3）正向 不变
解析 （1）已知：①Cu2Fe2O3（s）＋O2（g）Cu2Fe2O5（s） ΔH1<0
②2C4H10（g）＋13Cu2Fe2O5（s）13Cu2Fe2O3（s）＋8CO2（g）＋10H2O（g） ΔH2<0
根据盖斯定律，由①×＋②×得反应C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（g） ΔH＝；相对传统的燃烧方式，化学链燃烧的优点是便于回收纯净的CO2；（2）①其他条件不变，x的值增大，C4H10的平衡转化率减小的原因是正反应是气体分子数增大的反应，总压强一定，随着x增大，N2分压减小，参与反应的气体分压增大，平衡向逆反应方向移动，C4H10的平衡转化率减小；②H1<0，ΔH2<0，故ΔH＝<0，升高温度平衡逆向移动，C4H10的平衡转化率减小，故温度越高C4H10的平衡转化率越小，则T1>T2；③设投入了4 mol C4H10和1 mol N2，根据三段式知，平衡时气体总物质的量为1.6 mol＋9.6 mol＋12 mol＋1.0 mol＝24.2 mol。故C4H10的分压p（C4H10）＝96.8 kPa×＝6.4 kPa，同理，p（CO2）＝38.4 kPa，p（H2O）＝48 kPa，K＝＝；（3）一定温度下，在恒压密闭容器中充入足量的Cu2Fe2O5（s）、C4H10（g），仅发生反应②，达到平衡后，再充入少量C4H10（g），平衡正向移动，再次达到平衡时，反应在恒压密闭条件下进行，反应物一边只有丁烷一种气体，达等效平衡，丁烷的平衡转化率不变。
4．答案 （1）羧基、酮羰基
（2）取代反应 CH3CH2OH
（3）NaOH水溶液、加热，稀硫酸酸化或稀硫酸、加热
（4）＋CH3CH2Br―→＋HBr （5）12
(6)
解析 (1)根据诺氟沙星的结构简式可知，其中含氧官能团的名称是羧基、酮羰基；(2)对比A和C的结构可知该反应是A中氨基上的氢原子被取代，为取代反应；对比C和D的结构可知该反应的另一产物为CH3CH2OH；(3)对比E和F的结构可知，E→F为酯的水解反应，反应条件为：NaOH水溶液、加热，稀硫酸酸化或稀硫酸、加热；(4)D→E为D中氨基上的氢被乙基取代，则方程式为：＋CH3CH2Br→＋HBr；
(5)G的不饱和度为1，链状同分异构体分子含1个碳碳双键、2个氨基，可以看成是丁烯分子中2个氢被氨基取代，丁烯有3种同分异构体：、、，2个氨基连接在两个碳原子上，a、b、c依次得到的同分异构体有6种、4种、2种，共12种；(6)苯发生硝化反应生成硝基苯，随后还原氨基得到苯胺，随后根据D→E的反应条件可知，合成路线为：。
