【题目】硫氰化钾可用于农药、医药、电镀、化学试剂、检定铁离子、铜和银等。某兴趣小组同学在实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN),实验装置如图所示。
实验步骤如下:
(1)制备NH4SCN溶液:CS2+2NH3NH4SCN+H2S,该反应进行的比较缓慢,NH3不溶于CS2。
①实验前,应进行的操作是__;三颈烧瓶内盛放有一定量的CS2、水和催化剂。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口,目的是__。
②实验开始时打开K1,加热装置A、D,缓慢地向装置D中充入气体。装置A中发生反应的化学方程式是__,装置C的作用可能是__。
(2)制备KSCN溶液:移去装置A处的酒精灯,关闭K1,打开K2,利用耐碱分液漏斗边加液边加热,则此时装置D中发生反应的化学方程式是__。
(3)制备KSCN晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶,___,得到硫氰化钾晶体。
(4)测定KSCN的含量:称取10.00g样品配成1000mL溶液,量取25.00mL溶液于锥形瓶中,并加入几滴Fe(NO3)3溶液,用0.1000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定。经过3次平行试验,达到滴定终点时,消耗AgNO3标准溶液的体积平均为20.00mL。滴定反应的离子方程式为SCN-+Ag+=AgSCN↓。
①判断达到滴定终点的方法是__。
②样品中KSCN的质量分数为__(KSCN的摩尔质量为97g·mol-1,保留4位有效数字)。
【答案】检查装置的气密性 使反应物充分接触,防止发生倒吸 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 通观察C中产生气泡的流速,便于控制装置A的加热温度 KOH+NH4SCNKSCN+NH3↑+H2O 过滤、洗涤、干燥 当滴入最后一滴AgNO3溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复 77.60%
【解析】
(1)①气体的制备或有气体参与的反应,一般需要装置有良好的气密性;氨气易溶于水,要防倒吸;
②CS2和NH3在催化剂作用下加热生成NH4SCN和H2S;该反应需要NH3,则装置A为氨气发生装置;
(2)在装置C中发生反应获得NH4SCN,装置D耐碱分液漏斗中装入的KOH与NH4SCN反应生成KSCN;
(3)从溶液中获取KSCN晶体,常用冷却结晶;
(4)①滴定时发生的离子反应为SCN﹣+Ag+=AgSCN↓,以Fe(NO3)3为指示剂,SCN﹣与Fe3+反应时溶液呈红色,滴定结束时溶液红色消失,检查判断滴定终点现象;
②20.00mL 0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定,n(Ag+)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,根据SCN﹣+Ag+=AgSCN↓可知,25.00mL待测液中n(SCN﹣)=0.002mol,1000mL待测液中n(SCN﹣)=0.002mol×=0.08mol,结合m=nM计算KSCN的质量分数。
(1)①连接好装置后,必须确保装置气密性良好,则实验前需要是检查装置气密性;根据相似相容原理,氨气易溶于水、不溶于二硫化碳,为了使反应物充分接触,防止发生倒吸,所以三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口;
②制备 NH4SCN溶液的反应为CS2+2NH3 NH4SCN+H2S,该反应需要NH3,则装置A为氨气发生装置,实验室通过加热NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制取氨气,方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,装置C盛放的二硫化碳,作用是观察C中产生气泡的流速,便于控制装置A的加热温度;
(2)在装置C中发生反应获得NH4SCN,装置D耐碱分液漏斗中装入的KOH与NH4SCN反应生成KSCN,反应方程式为KOH+NH4SCNKSCN+NH3↑+H2O;
(3)制备KSCN晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再减压蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,干燥,得到硫氰化钾晶体;
(4)①滴定时发生的离子反应为SCN﹣+Ag+=AgSCN↓,以Fe(NO3)3为指示剂,SCN﹣与Fe3+反应时溶液呈红色,所以滴定终点现象为:当滴入最后一滴AgNO3溶液时,红色恰好褪去,且半分钟内颜色不恢复;
②20.00mL 0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定,n(Ag+)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,根据SCN﹣+Ag+=AgSCN↓可知,25.00mL待测液中n(SCN﹣)=0.002mol,1000mL待测液中n(SCN﹣)=0.002mol×=0.08mol,则KSCN的质量分数为×100%=77.60%。
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【题目】下图是部分短周期元素的常见化合价与原子序数的关系:
(1)元素A在周期表中的位置为________________________。
(2)用电子式表示D2G的形式过程:_________________________________________________,其所含化学键类型为__________。
(3)C2-、D+、G2-半径由大到小的顺序是________(填离子符号)。
(4)C、G的简单氢化物中,沸点较低的是________(填化学式),原因是________________。两种气态氢化物的稳定性C________G(填“>”或“<”)。
(5)C与D形成的具有强氧化性、可以做供氧剂的化合物的电子式为_________________。
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【题目】实验室制备少量乙酸乙酯的装置如图所示。下列有关该实验说法正确的是
A.乙酸乙酯的沸点小于100℃
B.反应前,试管甲中先加入浓硫酸,后加入适量冰酸醋和乙醇
C.试管乙中应盛放NaOH浓溶液
D.实验结束后,将试管乙中混合液进行蒸发结晶可得到乙酸乙酯
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【题目】Cl2O能与水反应生成次氯酸,可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备Cl2O的原理为HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O,装置如图所示。
已知:①Cl2O的熔点为-116℃、沸点为3.8℃,具有强烈刺激性气味、易溶于水;
②Cl2O与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。
下列说法中正确的是( )
A.装置③中盛装的试剂是饱和食盐水
B.装置④与⑤之间可用橡胶管连接
C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,减小爆炸危险
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【题目】某有机物的结构简式如图所示,下列有关该有机物的说法正确的是
A.分子中含有四种官能团
B.1mol该有机物完全燃烧消耗O2的物质的量为10mol
C.能发生加成、取代、水解等反应
D.相同条件下,等量的该有机物分别与足量的Na和NaHCO3溶液反应产生的气体的量相同
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【题目】[化学-选修3:物质结构与性质]
铁铜是人类最早大规模使用的金属,它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答以下问题:
(1)铁元素在周期表中的位置是 ,铜的基态原子核外电子排布式为 ,元素铁与铜的第二电离能分别为:ICu=1958 kJ·mol-1、IFe=1561 kJ·mol-1,ICu比IFe大得多的原因是 。
(2)二茂铁[Fe(C5H5)2],橙色晶型固体,有类似樟脑的气味,抗磁性。熔点172.5~173℃,100℃以上升华,沸点249℃。据此判断二茂铁晶体类型为______________。
(3)蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如下图所示:
图中虚线表示_____________,SO42-的立体构型是__________,其中S原子的杂化轨道类型是___________;O原子的价电子排布图为__________________。
(4)铁有δ、γ、α三种同素异形体,下图是它们的晶体结构图,三种晶体中铁原子周围距离最近的铁原子个数之比为 。
(5)某种具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,该晶体中原子之间的作用力是_______________。氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与 CaF2的结构(晶胞结构如右图)相似,该晶体储氢后的化学式为 。
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【题目】丁苯酞(J)是治疗轻、中度急性脑缺血的药物,合成J的一种路线如下:
已知:①R-Br
②E的核磁共振氢谱只有一组峰;
③C能发生银镜反应;
④J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为__________,其反应类型为__________;
(2)D的化学名称是__________,由D生成E的化学方程式为__________;
(3)J的结构简式为__________;
(4)G的同分异构体中核磁共振氢谱有4组峰且能与FeCl3溶液发生显色反应的结构简式__________(写出一种即可);
(5)由甲醛和化合物A经下列步骤可得到2—苯基乙醇:A KL。反应条件1为__________;反应条件2所选择的试剂为__________;L的结构简式为__________。
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【题目】如图是用一种新型锂电池电解处理含NH4+的工业废水的装置图。处理过程中,NH4+转化为可参与大气循环的气体。下列说法正确的是( )
A.废水处理过程中,Y电极上发生氧化反应
B.废水处理过程中,X电极附近溶液酸性减弱
C.废水处理过程中,W电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O
D.若消耗7gLi则质子交换膜左侧电解质溶液减少g
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【题目】金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。
①Ti2+基态电子排布式可表示为_____。
②与BH4-互为等电子体的阳离子的化学式为_____。
③H、B、Ti原子的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(2)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。纳米TiO2催化的一个实例如图所示。
化合物乙的分子中采取sp3杂化方式的原子个数为_____。
(3)水溶液中并没有[Ti(H2O)6)]4+离子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+离子,1mol[Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ键的数目为____。
(4)氮化钛(TiN)具有典型的NaCl型结构,某碳氮化钛化合物,结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,则此碳氮化钛化合物的化学式是_____。
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