【题目】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OHClO+Cl+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为____________________________________;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是____________________________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如题19图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________;使用冷凝管的目的是_________________________________。
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、、随pH的分布如题19图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如题19图3所示)。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_________________。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: _______________________,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
【答案】(15分)
(1)3Cl2+6OH5Cl+ClO3+3H2O 缓慢通入Cl2
(2)NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发
(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2
②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34℃条件下趁热过滤
【解析】分析:步骤I中Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO;步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,;步骤III分离出水合肼溶液;步骤IV由SO2与Na2CO3反应制备Na2SO3。
(1)温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O。由于Cl2与NaOH溶液的反应为放热反应,为了减少NaClO3的生成,应控制温度不超过40℃、减慢反应速率。
(2)步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,由于水合肼具有强还原性、能与NaClO剧烈反应生成N2,为了防止水合肼被氧化,应逐滴滴加NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110℃继续反应,N2H4·H2O沸点约118 ℃,使用冷凝管的目的:减少水合肼的挥发。
(3)①向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,根据图示溶液pH约为4时,HSO3-的摩尔分数最大,则溶液的pH约为4时停止通入SO2。
②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3,首先要加入NaOH将NaHSO3转化为Na2SO3,根据含硫微粒与pH的关系控制pH;根据Na2SO3的溶解度曲线,确定分离Na2SO3的方法。
详解:(1)温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O,反应的化学方程式为3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。由于Cl2与NaOH溶液的反应为放热反应,为了减少NaClO3的生成,应控制温度不超过40℃、减慢反应速率;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是:缓慢通入Cl2。
(2)步骤II中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,由于水合肼具有强还原性、能与NaClO剧烈反应生成N2,为了防止水合肼被氧化,应逐滴滴加NaClO碱性溶液,所以通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110℃继续反应,N2H4·H2O沸点约118 ℃,使用冷凝管的目的:减少水合肼的挥发。
(3)①向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,根据图示溶液pH约为4时,HSO3-的摩尔分数最大,则溶液的pH约为4时停止通入SO2;实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为:测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2。
②由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3,首先要加入NaOH将NaHSO3转化为Na2SO3,根据含硫微粒与pH的关系,加入NaOH应调节溶液的pH约为10;根据Na2SO3的溶解度曲线,温度高于34℃析出Na2SO3,低于34℃析出Na2SO3·7H2O,所以从Na2SO3溶液中获得无水Na2SO3应控制温度高于34℃。由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案为:边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34℃条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
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【题目】热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为。下列有关说法正确的是
A. 正极反应式:
B. 放电过程中,向负极移动
C. 常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针发生偏转
D. 每转移0.1mol电子,理论上生成10.35gPb
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【题目】下列各组物质,按酸、混合物、碱顺序排列的是
A. 空气、硫酸铜、硫酸 B. 乙酸、空气、纯碱
C. 氧化铁、胆矾、熟石灰 D. 硝酸、蔗糖水、氢氧化铁
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【题目】下列化学方程式或离子方程式,书写规范、正确的是(反应条件略)
A.
B.
C. 苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:+H2O+CO2→+HCO3-
D. 乙酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式:2H++CO32-=CO2↑+H2O
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【题目】下列说法中不正确的是
A. K2FeO4可代替Cl2处理饮用水,有杀菌消毒作用
B. CaO2属于碱性氧化物,也属于离子化合物,其阴阳离子个数比为1:2
C. 《本草纲目》中“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石”利用焰色反应区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)
D. 高温下可用金属钠还原四氯化钛来制取金属钛
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【题目】用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作中正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液
C.滴定时没有排除滴定管下端的气泡
D.滴定时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
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【题目】人体血红蛋白中含有Fe2+离子,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有
A. 还原性 B. 氧化性 C. 酸性 D. 碱性
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【题目】已知X、Y、Z、M、R五种元素中,原子序数依次增大,其结构或性质信息如下表。请根据信息回答有关问题:
元素 | 结构或性质信息 |
X | 原子的L层上s电子数等于p电子数 |
Y | 原子核外的L层有3个未成对电子 |
Z | 在元素周期表的各元素中电负性仅小于氟 |
M | 单质常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子 |
R | 第四周期过渡元素,其价电子层各能级处于半充满状态 |
(1)元素M的原子核外有 ______ 种不同运动状态的电子;
(2)五种元素中第一电离能最高的是_______写元素符号;
(3)在Y形成的单质中,键与键数目之比为______,在中Z原子的杂化方式为_____,其分子的空间构型为 ______;
(4)R的一种配合物的化学式为。已知在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生AgCl沉淀,此配合物最可能是 ______填序号。
A. B.
C. D.
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