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    15．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究．

    步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜（催化剂），氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收．2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水．
    步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106．
    步骤三：用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3．如图2．
    步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图3．
    试填空：
    （1）X的分子式为C8H10；X的名称为对二甲苯．
    （2）步骤二中的仪器分析方法称为质谱法．
    （3）写出X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式：．
    （4）写出X符合下列条件的同分异构体结构简式、．
    ①芳香烃    ②苯环上一氯代物有三种
    （5）X以醋酸为溶剂在催化剂作用下用氧气氧化得到另一种重要的化工原料PTA，查阅资料得知PTA的溶解度：25℃时0.25g、50℃时0.97g、95℃时7.17g．得到的粗产品中有部分不溶性杂质，请简述实验室中提纯PTA的实验方案：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体．

    分析 （1）烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C8H10，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为；
    （2）通过仪器分析得相对分子质量的方法为质谱法；
    （3）X与浓硝酸发生取代反应，由于硝酸足量，苯环上H原子全部为羟基取代；
    （4）X的同分异构体符合下列条件：①芳香烃，②苯环上一氯代物有三种，苯环上有3种H原子，为乙苯或间二甲苯；
    （5）PTA的溶解度随温度升高而变大，且粗产品中杂质不溶于水，所以可以较高温度溶解，趁热过滤，结晶析出晶体．

    解答 解：（1）烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C8H10，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而1H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为，名称为对二甲苯，
    故答案为：C8H10；对二甲苯；
    （2）步骤二通过仪器分析得知X的相对分子质量，该方法称为质谱法，
    故答案为：质谱法；
    （3）X与足量浓硝酸和浓硫酸混合物反应的化学方程式：，
    故答案为：；
     （4）X的同分异构体符合下列条件：①芳香烃，②苯环上一氯代物有三种，符合条件的同分异构体有：、，
    故答案为：、；
    （5）PTA的溶解度随温度升高而变大，且粗产品中杂质不溶于水，提纯PTA的实验方法：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体，
    故答案为：将粗产品溶于适量热水中，趁热过滤，冷却结晶，过滤出晶体．

    点评 本题考查有机物结构式的确定、限制条件同分异构体书写、物质的分离提纯，注意有机物研究的一般方法与步骤，难度中等．

    练习册系列答案
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    A．加成反应B．水解反应C．消去反应D．银镜反应

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    6．如图是可逆反应A（g）+2B（g）?2C（g）+3D（g），（正反应△H＜0）的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的关系图，下列条件的改变与图中情况相符的是（　　）
    A．t1时，降低了温度
    B．t2时，加了催化剂
    C．t2时，增大了压强
    D．t1时，减小了A或B的物质的量的浓度

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    3．（NH4）2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解．某兴趣小组拟探究其分解产物．
    [查阅资料]（NH4）2SO4在 260℃和 400℃时分解产物不同．
    [实验探究]该小组拟选用如图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）


    实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）．通入N2排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2．品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL．经检验滴定后的溶液中无SO42-．
    （1）仪器X的名称是圆底烧瓶．
    （2）装置B内溶液吸收气体的物质的量是0.03mol
    实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按如图所示重新加入试剂．通入N2排尽空气后，于 400℃加热装置A至（NH4）2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2．观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体．经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-．进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物．
    （3）检验装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是取少许D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-．
    （4）装置B内溶液吸收的气体是NH3．
    （5）（NH4）2SO4在 400℃分解的化学方程式是3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑．

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    10．我国古代四大发明之一的黑火药是由硫磺粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的．爆炸的反应为：S+2KNO3+3C═K2S+N2↑+3CO2↑．该反应中，KNO3被还原（填“被氧化”或“被还原”），C是还原剂（填“氧化剂”或“还原剂”）；得到1mol的N2需要消耗36g 的碳单质．

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    20．下表为元素周期表的一部分，列出了10种元素在周期表中的位置．试回答下列问题：

    （1）请画出元素⑤的原子结构示意图．
    （2）元素⑦的氢化物与⑧的单质反应的离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl -+HClO．
    （3）元素 ⑩在地壳中的含量居第四位，是目前应用最广泛的一种金属，该元素的原子序数为26，其单质与⑧的氢化物的水溶液反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑．
    （4）⑥与⑧形成化合物的化学式为CCl4；用该化合物将单质⑨从水溶液中提取出来的操作叫萃取．

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    7．根据下列装置组成的原电池填空：

    （1）甲中正极发生的反应式为：2H++2e-=H2↑甲中Cu电极现象为：铜片上有气泡生成
    （2）乙中负极发生的反应式为：Cu-2e-=Cu2+乙中溶液颜色变化为：溶液变成蓝色．

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    4．某小组以废铁屑、稀硫酸、饱和（NH4）2SO4溶液为原料，经过一系列反应和操作后，合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．
    Ⅰ．结晶水的测定：称取7.48g浅蓝绿晶体，加热至100℃失去结晶水，冷却至室温后，称重，质量为5.68g．
    （1）在实验Ⅰ中，不可能用到的实验仪器是AD（填正确答案标号）．
    A．烧杯   B．铁架台（带铁圈）   C．坩埚   D．蒸发皿   E．酒精灯   F．干燥器
    Ⅱ．$NH_4^+$的测定：将上述5.68g固体置于如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入氮气，用40.00mL 1mol•L-1的硫酸溶液吸收产生氨气．蒸氨结束后取下接收瓶，用2mol•L-1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸，到终点时消耗20.00mLNaOH溶液．

    Ⅲ．铁元素的测定：将上述实验结束后三颈瓶中的溶液全部倒入锥形瓶中，向其中加入适量3%H2O2的溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后；测得其质量为1.60g．回答下列问题：
    （2）在实验Ⅱ中，通入氮气的目的是将溶液中的氨全部赶出到装置③中被硫酸吸收．为保证实验准确实验操作前需要检查装置气密性．
    （3）在实验中，检验沉淀是否洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗净．
    （4）根据上述实验数据计算，该浅蓝绿晶体的化学式为FeSO4•（NH4）2 SO4•6H2O 或（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O．三颈瓶中发生反应的离子方程式为2NH4++Fe2++4OH-=Fe（OH）2↓+2NH3↑+2H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．2016年3•15晚会曝光：“北口义齿”用废钢料制造假牙，经过反复回收再利用的这种“碎钢”，有害元素浓度越来越高，危害人体!而纯钛、钴铬、诺必灵等都是正规的义齿金属原料．钛合金烤瓷牙是目前国内使用最为普遍的一种烤瓷牙．
    （1）TiCl4是生产金属钛和钛白的原料，工业上主要用TiO2氯化的方法来制取．
    ①有人拟用以下氯化反应来制取TiCl4：TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）△H=+151kJ/mol，你认为这一氯化反应是否可自发进行？理论根据是什么？反应不能自发进行，因为此反应中△H＞0，△S＜0，△G=△H-T•△S＞0，故此反应不能自发进行．
    ②工业上通常往TiO2和Cl2反应体系中加入碳单质，在一定条件下制取TiCl4，从化学平衡的角度解释此方法能顺利制取TiCl4的原因加入的碳单质与氧气反应，减小了产物O2的浓度，使TiO2（s）+2Cl2（g）?TiCl4（l）+O2（g）平衡向正反应方向移动，使反应能够顺利进行．
    （2）某化学实验小组以TiO2和足量 CCl4为原料制取TiCl4，装置图如图1：

    表是有关物质的性质：
    物质熔点/℃沸点/℃其他
    CCl4-2376.8与TiCl4互溶
    TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾
    请回答下列问题：
    ①实验开始时先点燃A处的酒精灯，待C中烧瓶里有液滴出现时再点燃B处的酒精灯，其主要目的是先排尽系统（装置）中的空气．
    ②本实验中仪器a采用题给的加热方式的突出优点是受热均匀，能为反应提供稳定的CCl4蒸汽流．
    ③B中TiO2发生反应的化学方程式是TiO2+CCl4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl4+CO2↑．
    ④欲分离C装置中的TiCl4，应采用的实验操作为蒸馏（填操作名称）．
    ⑤若将反应过程中生成的气体X（足量）缓缓通入Ba（ OH）2和NaOH的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和 通入气体X的体积（V）的关系如图2所示，则混合稀溶液中Ba（ OH）2和NaOH的物质的量之比为1：1； 从a点到b点依次发生的第一个反应的离子方程式是CO2+2OH-=CO32-+H2O．

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