【题目】碳酸钠、碳酸氢钠是日常生产生活中常用的两种盐。在实验室中制取NaHCO3的方法有多种。请
依据下列方法回答问题:
方法一:模拟工业“侯氏制碱法”制取:(原理NaCl+H2O+CO2+NH3 = NaHCO↓+NH4Cl)
第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装人药品。
第二步:让某一装置先发生反应,直到产生的气体不能再在Ⅲ中溶解,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,Ⅲ中出现固体。继续向Ⅲ中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:分离Ⅲ中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:向滤液中加入适量的某固体粉末,有NH4Cl晶体析出。
(1)图中所示装置的连接顺序是:a接f;e接________;b接_________(填接口编号)。
(2) I中盛放稀盐酸的仪器名称是_____________,IV中应选用的液体为________________。
(3 )第二步中让 _____________ (填序号)装置先发生反应。
(4)第四步中所加固体粉末为________。所得的晶体中常含有少置的NaCl和NaHCO3(约占5%~8%),请设计一个简单的实验,不使用其他任何试剂,证明所得晶体大部分是NH4Cl。简要写出操作和现象______________________。
方法二:把CO2通人饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3。装置如下图所示(气密性已检验,部分夹持装置略):
(5 )请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用_________________。
(6)当C中有大量白色固体析出时,停止实验,将固体过滤、洗涤、干燥备用。为确定固体的成分,实验小组设计方案如下(取一定量的固体,配成溶液作为样液,其余固体备用):
①方案1:取样液与澄清的Ca(OH)2溶液混合,出现白色沉淀。
实验小组对现象产生的原理进行分析,认为该方案不合理,理由是________________。
②方案2:取样液与BaCl2溶液混合,出现白色沉淀并有气体产生。
实验小组认为固体中存在NaHCO3,其离子方程式是________________。
方法三:(7)请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法(用相关的化学反应方程式来表示):__________________________________。
【答案】 d,c 长颈漏斗 饱和碳酸氢钠溶液 Ⅱ NaCl 取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口内壁又有较多的固体凝结。 CO2在水中存在平衡:CO2+H2OH2CO3HCO+H+,有H2SO4存在时,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体。 Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3 2HCO+Ba2+ = BaCO3↓+ CO2↑+H2O NaOH + CO2=NaHCO3 Ca(HCO3)2+ NaOH== NaHCO3+ CaCO3 +H2O 其它合理方法均可。
【解析】(1)生成的CO2中混有氯化氢气体,需要通过饱和碳酸氢钠溶液除去,即a接f;由于氨气极易溶于水,所以c口通入氨气,则e接d,b接c;(2) I中盛放稀盐酸的仪器名称是分液漏斗,IV中应选用的液体为饱和碳酸氢钠溶液;(3)由于CO2在水中的溶解度较小,所以首先通入氨气,则第二步中让Ⅱ装置先发生反应;(4)滤液中含有铵根和氯离子,因此要得到氯化铵晶体,需要增大氯离子浓度,则第四步中所加固体粉末为NaCl。氯化铵受热易分解,且生成的氨气和氯化氢又极易结合生成氯化铵,则证明所得晶体大部分是NH4Cl的操作和现象为取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口内壁又有较多的固体凝结。
(5)CO2在水中存在平衡:CO2+H2OH2CO3HCO+H+,有H2SO4存在时可以增大氢离子浓度,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体;(6)①由于Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,因此无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3;②取样液与BaCl2溶液混合,出现白色沉淀并有气体产生,白色沉淀是碳酸钡,气体是CO2,因此反应的离子方程式为2HCO3-+Ba2+ =BaCO3↓+ CO2↑+H2O。
(7)可以将过量的CO2通入NaOH溶液或Na2CO3中制备碳酸氢钠,反应的化学方程式为:NaOH+CO2=NaHCO3或Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。
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【题目】已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子的基态电子排布式为 ,该元素的符号是 。
(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为 ,该元素的名称是 。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为 。
(4)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物的稳定性顺序(由大到小) ,沸点顺序(由高到低) 。
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【题目】工业合成氨反应:N2+3H22NH3是一个放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。
(1)已知1 mol N2完全反应生成NH3可放出92kJ热量。如果将1 mol N2和3 mol H2混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是___________________________________。
(2)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2 L的密闭容器内,反应经过10 min后,生成10 mol NH3,则用N2表示的化学反应速率为_______________。
(3)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法正确的是_____________。
a.正反应速率和逆反应速率相等 b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.该条件下,N2的转化率达到最大值 d.N2和H2的浓度相等
e.N2、H2和NH3的体积分数相等 f.恒容时体系压强保持不变
(4)在四个不同容器中,不同条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果,判断该反应的速率由大到小的顺序是__________________________(用编号填写)。
A.V(NH3)=0.5 mol L-1-min-1 B.V(H2)=0.3 mol L-1-min-1
C.V(N2)=0.2 mol L-1-min-1 D.V(H2)=0.01 mol L-1- s -1
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【题目】I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq),某I2、KI混合溶液中,c(I3﹣)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A.反应 I2(aq)+I﹣(aq)I3﹣(aq)△H>0
B.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K2>K1
C.若T1时,反应进行到状态d时,一定有υ正>υ逆
D.状态a与状态b相比,状态b时I2的转化率更高
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【题目】NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,11.2L氧气所含的O原子数为NA
B. 1mol/L的CaCl2溶液中含有的Cl﹣为2NA
C. 2.4g镁转化为Mg2+时失去的电子数目为0.2NA
D. 标准状况下,2g氦气所含原子数目为NA
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【题目】游离态的氮经一系列转化可以得到硝酸,如下图所示。
(1)NH3和O2在催化剂作用下反应,其化学方程式是______________。
(2)NO2→HNO3反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________________。
(3)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)是制造硝酸的重要反应之一。在800℃时,向容积为1L的密闭容器中充入0.010molNO和0.005molO2,反应过程中NO的浓度随时间变化如下图所示。
①2min内,v(O2)=________mol/(L·min)
②800℃时,该反应的化学平衡常数为__________。
③判断该反应达到平衡的依据是(写出2条即可)____________。
④已知:ⅰ.
ⅱ.N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1,写出NO生成NO2热化学方程式_____________,温度对于NO生成NO2平衡转化率的影响是:___________________。
(4)电解法处理含氮氧化物废气,可以回收硝酸。实验室模拟电解法吸收NO,装置如图所示(均为石墨电极)。请写出电极过程中NO转化为硝酸的电极反应式:______________。
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【题目】通过膜电池可除去废水中的乙酸钠和对氯笨酚(),其原理如下图所示,下列说法正确的是
A. B为电池的正极,发生还原反应
B. 电流方向从B极沿导线经小灯泡流向A极
C. A极的电极反应式为:
D. 当外电路中有0.2mole-转移时,A极区增加的H+的数目为0.1NA
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【题目】(1)化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。如图是某同学利用稀硫酸和硫代硫酸钠(Na2S2O3)的反应来测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率:已知:S2O+2H+ === H2O+S↓+SO2↑
① 除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是__________。
② 若在2 min时收集到224 mL(标准状况下)气体,可计算出该2 min内H+的反应速率,而该测定值比实际值偏小,其原因是_____________________。
③ 利用该化学反应,试简述一种测定反应速率的其他方法:_______________。
Ⅱ.探究化学反应速率的影响因素:已知 I2+2S2O32- === S4O62- +2I-
为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表。
(已知Na2S2O3溶液足量)
实验序号 | 体积V/mL | 时间/s | |||
Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | 碘水 | 水 | ||
① | 10.0 | 2.0 | 4.0 | 0.0 | t1 |
② | 8.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | t2 |
③ | 6.0 | 2.0 | 4.0 | V | t3 |
④ 表中V =__________mL,t1、t2、t3的大小关系是____________________________。
( 2 ) 恒温条件下,在体积固定的密闭容器中,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1molL﹣1、0.3molL﹣1、0.08molL﹣1。
请回答下列问题:
① c1+c2+c3的取值范围为____________________
② c1:c2的值为__________________
③下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是 __________
A.混合气体密度不再变化 B.v正(X)=2 v逆(Z)
C.容器内压强不再发生变化 D.混合气体的平均相对分子质量
E. X的物质的量和Y的物质的量之比
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【题目】下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是
A. 使用容量瓶和分液漏斗前必须检漏 B. 可以用温度计代替玻璃棒搅拌溶液
C. 进行中和滴定实验时,需用待测液润洗锥形瓶 D. 熔化氢氧化钠固体需在玻璃坩埚中进行
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