【题目】这次中美贸易战的矛盾激化,也让我们看到了中国半导体产业存在的诸多不足,俗话说“亡羊补牢,为时未晚”,找出存在的不足,然后针对地去解决问题,才能让半导体产业链发展壮大起来。三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应制备POCl3并测定产品含量。
资料卡片:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -93.6 | 76.1 | 137.5 | 遇水剧烈水解,易与O2反应 |
POCl3 | 1.25 | 105.8 | 153.5 | 遇水剧烈水解,能溶于PCl3 |
SOCl2 | -105 | 78.8 | 119 | 遇水剧烈水解,受热易分解 |
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓H2SO4制取SO2,反应的化学方程式是:____________。
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为__________(填“P2O5”或“碱石灰”或“浓H2SO4”或“无水硫酸铜”);反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择______(填“己”或“庚”)。
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有________________。
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是___________。
(5)通过佛尔哈德法可测定经过提纯后的产品中POCl3的含量:准确称取1.600g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100 mL溶液,取10.00 mL于锥形瓶中,加入0.2000 mol·L-1的AgNO3溶液20.00 mL(Ag++C1- AgC1↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000 mol·L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN- AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00 mL。
①达到滴定终点的现象是____________。
②POCl3的质量分数为___________。
③已知:KSP(AgC1)=3
【答案】Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O P2O5 己 通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速 温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发 滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色 95.9% 偏小
【解析】
由实验装置图和实验原理可知,装置A甲中盛有饱和食盐水,除去氯气中混有的氯化氢,装置乙中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷,干燥氯气,装置丁中盛有浓硫酸,干燥二氧化硫,装置丙为三氯化氧磷的制备装置,装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷,防止三氯化氧磷受热挥发,盛有碱石灰的干燥管的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时吸收空气中水蒸气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解。
(1)Na2SO3固体与70%浓H2SO4反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2SO4 ═Na2SO4 +SO2↑+H2O;
(2)溶液A中饱和食盐水的作用是除去氯气中混有的氯化氢,装置乙中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷,干燥氯气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解;装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化磷,防止三氯化磷、三氯化氧磷等受热挥发,降低三氯化氧磷的产率,为增强冷凝效果不能选用直形冷凝管,故答案为:P2O5;己;
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还可以起到观察产生气泡的速率控制通入气体的流速,有利于反应充分进行,故答案为:通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速;
(4)因若温度太低,反应速率太慢,若温度太高,PCl3等物质受热挥发,降低三氯化氧磷的产率,所以实验时用水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,故答案为:温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发;
(5)①由题意可知,测定POCl3产品含量时以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂,用KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到终点时的现象是滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色,故答案为:滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
②KSCN的物质的量为0.1mol/L×0.01L=0.001mol,根据反应Ag++SCN-=AgSCN↓,可知溶液中剩余的银离子的物质的量为0.001mol,则与POCl3和水反应生成氯化氢的银离子的物质的量为(0.004mol —0.001mol)=0.003mol,水解生成的氯化氢的物质的量为0.003mol,由题意可知1.600g样品中POCl3的物质的量为×10=0.01mol,所以产品中POCl3的质量分数为×100%=95.9%,故答案为:95.9%;
③加入少量硝基苯可以使生成的氯化银沉淀离开溶液,如果不加硝基苯,在水溶液中部分氯化银可以转化成AgSCN,已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),使得实验中消耗的AgSCN偏多,根据(7)的计算原理可知,会使测定结果将偏低,故答案为:偏低。
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【题目】铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。
(1)写出Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的化学方程式:__________________。
(2)绿矾(FeSO4·7H2O)是补血剂的原料,易变质。检验绿矾是否变质的试剂是________。设计实验检验绿矾是否完全变质:________________。
(3)(I)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下:
①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3·nH2O在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为_____________________。
②取干燥后的FeCO3样品12.49 g,焙烧,最终得到还原铁粉6.16 g,计算样品中杂质FeOOH的质量为________g。(FeOOH也能被C还原得到Fe)
(II)用下列方法可制得Fe(OH)2白色沉淀:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
①用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。
②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
③生成白色沉淀Fe(OH)2的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_________________。
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【题目】某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如图的实验装置。
(1)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。若有6mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为____。
(2)①反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是:B____,D____。
②停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为:B____,D____。
(3)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1∶1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示):____。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Z是合成某药物的中间体,其合成原理如下:
下列说法正确的是.
A.用NaHCO3溶液可以鉴别X和ZB.X、Y、Z都能发生取代反应
C.X分子所有碳原子可能共平面D.与X具有相同官能团的同分异构体还有5种
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】(Ⅰ)工业尾气SO2、NO2是污染大气、形成酸雨的罪魁祸首。请回答下列问题:异氰酸(化学式:HNCO,C为+4价)可用于消除尾气中的NO2。其反应原理为:HNCO+NO2→N2+CO2+ (未配平)。
①上述反应的氧化剂是____________。
②配平后方框内应填写____________。
③每处理33.6LNO2(标准状况),反应中转移电子的数目为____________。
(Ⅱ)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2.已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=﹣566.0kJ mol﹣1;2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ mol﹣1;2H2O(g)═H2O(l)△H=﹣44.0kJ mol﹣1。
(1)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:____________。
(2)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92.4kJmoL﹣1。
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示.图中t3时引起平衡移动的条件可能是______,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______。
②温度为T℃时,将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中,充分反应后测得N2的平衡转化率为50%.则反应在T℃时的平衡常数为______mol﹣2L2。
③目前工业合成氨的原理是:N2+3H22NH3如图表示随条件改变,平衡体系中氨气体积分数的变化趋势,当横坐标为压强时,变化趋势正确的是(填序号,下同)___,当横坐标为温度时,变化趋势正确的是___。
(3)常温下氨气和HCl均极易溶于水,现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合,所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为____>____>____>____。
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【题目】在不同温度下,水溶液中与有如图所示关系。下列说法正确的是
A.b点溶液中不可能存在
B.b、c两点pH相同,但溶液的酸碱性不同
C.通过降温的方法,可使溶液的状态从d点变为a点
D.a点溶液中可能大量共存的离子:、、、
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【题目】工业合成氨反应在催化剂表面的反应历程及能量变化如图所示,下列说法正确的是
A.增大压强,①→②之间的能量差值会增大
B.合成氨的正逆反应的焓变相同
C.合成氨的过程是吸热反应
D.若使用催化剂,生成等量的NH3需要的时间更短
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【题目】某工厂的工业硫酸盐废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、较多的Cu2+和少量的Na+。工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜,设计如下流程图。
回答下列问题;
(1)A的化学式为_________,D的化学式为_______。
(2)在工业废水中加入过量A时,发应的离子方程式有:___________、__________。
(3)得到FeSO47H2O晶体的操作Ⅲ为:加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。
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【题目】有关物质的量的计算是中学化学的重要部分,请回答下列有关物质的量的计算问题。
(1)在标准状况下,67.2 L CO2是__________mol,质量为_______g,含有__________个CO2分子,其中含有__________mol氧原子。
(2)在标准状况下,1.7 g氨气所占的体积约为_________L,它与同条件下_____mol H2S含有相同的氢原子数。
(3)某气态氧化物化学式为RO2,在标准状况下,1.28 g该氧化物的体积是448 mL,则氧化物的摩尔质量为_______,R的相对原子质量为__________。
(4)实验室常用浓硫酸的质量分数为98%,密度为1.80 g·mL1,其物质的量浓度是_______。
(5)标准状况下,将V L A气体(摩尔质量为M g/mol)完全溶于0.1 L水(密度1 g/cm3)中,所得溶液的密度为d g/mL,则此溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
A. B. C. D.
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