Question

為了開發(fā)新的功能材料，研究人員將碳納米管a進行下列化學反應，在強氧化條件下，碳納米管上的環(huán)被打開生成新的基團，得到改性碳納米管．
（1）反應①的類型是

氧化還原反應或氧化反應

，反應②的有機反應類型是

取代反應

，物質b中含氧官能團的名稱是

羧基

．
（2）研究人員對a、b、d三種物質的熱穩(wěn)定性進行了研究．分別取三種物質的樣品隔絕空氣加熱，得到固體的質量分數(shù)（殘留固體與樣品的質量比值）隨溫度變化的曲線見圖：
①b物質在加熱過程中質量發(fā)生變化的原因是

羧基脫去

；
②在200℃～400℃之間d物質比b物質固體質量下降快的原因是

d物質脫去的基團的質量比b物質脫去的基團的質量大很多，且易脫去

．
（3）通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，d物質對水中重金屬離子（Cu²⁺、Pb²⁺等）有富集作用．寫出改性碳納米管d物質的一種用途：

處理含Cu²⁺、Pb²⁺等離子的污水

．

Answer 1

分析：（1）比較a、b兩種物質的結構，可確定反應①為氧化反應；再由b、c兩種物質的分子結構，可推知反應②為取代反應；③b物質中含氧官能團的名稱是羧基；
（2）b、d兩種物質的結構的主要區(qū)別是碳環(huán)上連接的基團不同．b物質在受熱時會脫去羧基，故其質量變��；d物質受熱時脫去的基團的質量比b物質脫去的基團的質量大很多，且易脫去，結合圖可知，在200℃～400℃之間d物質比b物質固體質量下降快；
（3）根據(jù)d物質對水中重金屬離子（Cu²⁺、Pb²⁺等）有富集作用來分析．

解答：解：（1）比較a、b兩種物質的結構，反應條件為硝酸和硫酸，且a→b中加氧，可確定反應①為氧化反應；再由b、c兩種物質的分子結構，可知，b中-OH被-Cl取代，則反應②為取代反應；b物質中含氧官能團為-COOH，其名稱是羧基，
故答案為：氧化還原反應或氧化反應；取代反應；羧基；
（2）b、d兩種物質的結構的主要區(qū)別是碳環(huán)上連接的基團不同．b物質在受熱時會脫去羧基，故其質量變��；d物質受熱時脫去的基團的質量比b物質脫去的基團的質量大很多，且易脫去，故在200℃～400℃之間d物質比b物質固體質量下降快，
故答案為：羧基脫去；d物質脫去的基團的質量比b物質脫去的基團的質量大很多，且易脫去；
（3）由于d物質對水中重金屬離子（Cu²⁺、Pb²⁺等）有富集作用，因此改性碳納米管d物質可用于處理含Cu²⁺、Pb²⁺等離子的污水，故答案為：處理含Cu²⁺、Pb²⁺等離子的污水．

點評：本題考查有機物的合成，明確有機物的結構變化及習題中的信息是解答本題的關鍵，注重信息的挖掘和利用，題目難度中等．