对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在CCl4溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用),45 ℃反应1 h。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(1)上述实验中过滤的目的是_________。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于 层(填“上”或“下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有_________。
(3)下表给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是__________。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有 、 。
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在一定条件下,将1 mol的CO和水蒸气通入容器中发生下述反应:CO+H2O(g) CO2+H2,达到
平衡后,测得CO2为0.6 mol,再通入4 mol水蒸气,又达到平衡后,CO2的物质的量为( )
A.等于0.6 mol B.等于1 mol
C.大于0.6 mol小于1 mol D.大于1 mol
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臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为:
2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
A | B | C | D |
升高温度,平衡常数减小 | 0~3s内,反应速率为: v(NO2)=0.2mol·L-1 | t1时仅加入催化剂,平衡正向移动 | 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2) |
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相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-197 kJ·mol-1。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器 | 起始各物质的物质的量/mol | ||||
SO2 | O2 | SO3 | Ar | 达到平衡时体系能量的变化 | |
甲 | 2 | 1 | 0 | 0 | 放出热量:Q1 |
乙 | 1.8 | 0.9 | 0.2 | 0 | 放出热量:Q2 |
丙 | 1.8 | 0.9 | 0.2 | 0.1 | 放出热量:Q3 |
下列叙述正确的是 ( )
A.Q1=Q2=Q3=197 kJ
B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大
C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等
D.若在上述条件下反应生成2 mol SO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1>-197 kJ·mol-1
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在恒温时,向某密闭容器中通入2 mol X和1 mol Y气体,发生如下反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),
压强一定时,测得在平衡时Z的体积分数为0.4。
(1)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4 mol X(g)和2 mol Y(g),达到平衡,则Z的体积分数为__________;平衡时,气体的总物质的量是__________。
(2)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入X(g)和Y(g)的物质的量分别记为n(X)、n(Y),并满足平衡时Z的体积分数为0.4,则的取值范围为__________。
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某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为测定其组成,进行如下实验。
①氨的测定:精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1 mol·L—1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol·L—1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是 。
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。
(3)样品中氨的质量分数表达式为 。
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10—5 mol·L—1,c(CrO42—)为 mol·L—1。(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12)
(6)经测定,样品X中钴.氨.氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为 ,制备X的化学方程式为 ;X的制备过程中温度不能过高的原因是 。
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Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。
I.制备Na2S2O3•5H2O
反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫粉,用3ml 乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分加持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。
回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。
(2)仪器a的名称是 ,其作用是 。
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 ,检验是否存在该杂质的方法是 。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因:
。
II.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000 mol•L‾1碘的标准溶液滴定。
反应原理为:2S2O32‾+I2=S4O62-+2I‾
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化: 。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为 mL。产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M) 。
III.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42‾,常用作脱氧剂,该反应的离子方程式为 。
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已知SO2和CO2都是酸性氧化物,其化学性质具有一定的相似性;镁和钠的化学性质也有一定的相似性。氧化铜和氧化铁都是碱性氧化物,其化学性质也有一定的相似性。三个研究性学习小组分别根据不同的课题进行研究,其方案如下:
Ⅰ.第一个研究性学习小组用如图Ⅰ所示的装置进行镁粉与二氧化硫反应的实验。
(1)实验室制取二氧化硫类似于制取二氧化碳,在下列物质中选择合适的试剂制取二氧化硫:________。
A.10%的硫酸 B.80%的硫酸
C.浓盐酸 D.稀硝酸
E.亚硫酸钠固体 F.亚硫酸钙固体 G.饱和亚硫酸钠溶液
(2)反应后,发现B管壁中有固体粉末产生,取反应后B管中的固体粉末溶于稀盐酸中,产生具有臭鸡蛋气味的气体,写出B管中发生反应的化学方程式:__________________________________________________。
(3)你认为该装置是否有不足之处?________。如果有,请写出改进方法: ________________________________________________________________。(如果无,此空不答)
Ⅱ.第二个研究性学习小组利用图Ⅱ所示装置来探究氨气的还原性。
(4)分别注明所用试剂:甲:________,乙:________,丙:氧化铜,丁:________。确定反应已发生的实验现象:_____________________________________________________________________________。
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用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.含有NA个氮原子的氮气在标准状况下的体积约为11.2L
B.25℃,1.01×105Pa,64gSO2中含有的原子数小于3NA
C.在常温常压下,11.2L Cl2含有的分子数为0.5NA
D.标准状况下,11.2LH2O含有的分子数为0.5NA
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