【题目】某实验小组设计实验制备NaHSO2·HCHO·2H2O[次硫酸氢钠甲醛(雕白块)]。回答下列问题:
⑴甲同学用下列装置制备实验原料Na2S2O5(焦亚硫酸钠),装置如图:
已知pH=4.1的过饱和NaHSO3溶液能自动脱水生成Na2S2O5。
①通入H2的目的是___。
②通入SO2发生反应的化学方程式依次为___、___和2NaHSO3=Na2S2O5↓十H2O。
③从环境保护和安全考虑,尾气处理方法正确的是___ (填字母)。
④实验若用稀NaOH溶液,则不能制得Na2S2O5,其原因是___。
⑵乙同学用甲同学制得的Na2S2O5通过下列装置(夹持装置已略)合成雕白块。
①仪器W的名称是___。
②合成反应温度需保持在75℃,采用的合适加热方式是___,已知反应中Zn转化为ZnO和Zn(OH)2,三口烧瓶中发生反应的化学方程式为___。
③三口烧瓶中的反应液需经过过滤、___、过滤、洗涤及干燥,得雕白块。
【答案】排除系统内空气 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3 D 不能得到NaHSO3过饱和溶液 (球形)冷凝管 热水浴 Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2HCHO2H2O]+ZnO+Zn(OH)2 蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
Na2S2O5(焦亚硫酸钠)易被氧化,先将装置内空气排出,再通入二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠,继续通入生成亚硫酸氢钠,得到饱和亚硫酸氢钠,自然脱水得到Na2S2O5(焦亚硫酸钠),再将Na2S2O5(焦亚硫酸钠)与Zn、HCHO溶液在水浴中加热反应生成ZnO、Zn(OH)2、NaHSO2HCHO2H2O,经过过滤,再将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品。
⑴①Na2S2O5(焦亚硫酸钠)容易被氧化,因此通入H2的目的是排除系统内空气;故答案为:排除系统内空气。
②通入SO2,二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,亚硫酸钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠,反应依次为2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O、2NaOH+SO2 =Na2SO3+H2O和2NaHSO3=Na2S2O5↓十H2O;故答案为:2NaOH+SO2 = Na2SO3+H2O;2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。
③从环境保护和安全考虑,二氧化硫会污染环境,用氢氧化钠溶液处理,要注意防倒吸,氢气用点燃方法进行处理,因此尾气处理方法正确的是D;故答案为:D。
④根据题中信息pH=4.1的过饱和NaHSO3溶液能自动脱水生成Na2S2O5,因此用稀NaOH溶液不能得到NaHSO3过饱和溶液;故答案为:不能得到NaHSO3过饱和溶液。
⑵①根据图中信息得到仪器W的名称是(球形)冷凝管;故答案为:(球形)冷凝管。
②合成反应温度需保持在75℃,温度低于100℃,且控制温度,因此采用的合适加热方式是热水浴,已知反应中Zn转化为ZnO和Zn(OH)2,三口烧瓶中发生反应的化学方程式为Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2HCHO2H2O]+ZnO+Zn(OH)2;故答案为:热水浴;Na2S2O3+2Zn+2HCHO+6H2O2[NaHSO2HCHO2H2O]+ZnO+Zn(OH)2。
③三口烧瓶中的反应液需经过过滤,滤液为雕白块溶液,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥,得雕白块;故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶。
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【题目】在密闭容器中进行如下反应:2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A. SO2为0.4mol/L
B. SO2为 0.25mol/L
C. SO2、SO3均为0.15mol/L
D. SO3为0.4mol/L
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【题目】下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.有氧气参与的反应都是放热反应
B.热化学方程式既表示能量的变化,又表示物质的变化
C.若2CO2(g)2CO(g)+O2(g)△H=+566kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H=-566 kJ·mol-1
D.放热反应理论上都可以设计为原电池,将化学能转化为电能
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【题目】NH3极易溶于水,可用作喷泉试验。回答下列问题:
(l)实验室制取NH3通常有两种方法:i用固体氢氧化钙与氯化铵共热;ii在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合。
①方法i制取氨气的化学方程式为 ___。
②方法ii应选用的发生装置是 ___(填“A”或“B”),生成NH3的原因是____
(2)进行如图所示喷泉实验时,上部烧瓶中已充满干燥的NH3,引发喷泉的操作是____;若在烧杯内的水中滴加几滴无色酚酞试液,则形成喷泉后,烧瓶里的溶液呈____色。
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【题目】含铬化合物及铬合金用途非常广泛。回答下列问题:
⑴基态Cr原子价电子排布式为___;第三电离能I3(Cr)=2987kJ·mol-1,I3(Mn)=3248kJ·mol-1,I3(Cr)<I3(Mn),其原因是___。
⑵Cr-Ni-Si是具有八边形相的准晶体,准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过___法区分晶体、准晶体和非晶体。
⑶已知反应:6KSCN+13K2Cr2O7+55H2SO4=13Cr2(SO4)3+6SO2↑+6CO2↑+6NO2↑+16K2SO4+55H2O。
①根据价层电子对互斥理论,SO2、CO2、H2O的气态分子中,中心原子价层电子对数目依次为___、___、___。
②写出一种与SCN-互为等电子体的分子:___(填化学式)。
③KSCN可制备配合物[Cr(NH3)6][Cr(SCN)6],该配合物中铬元素的化合价为___,两个配体NH3、SCN-中,中心原子杂化类型依次为___、___。
⑷一种具有萤石结构的CrO2的晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm。则两个氧原子间的距离为___pm,Cr-O键的键长为___pm;设NA为阿伏加德罗常数的值,则CrO2的密度为___g·cm-3(列出计算式)。
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【题目】在某恒温密闭容器中,投入一定量的A发生可逆反应:A(s)B(g)+C(g) △H=-QkJ·mol-1(Q>0)。一段时间后反应达到平衡,然后缩小容器体积,重新达到平衡。下列分析不正确的是
A. 两次平衡时,C(g)的浓度相等
B. 平衡时,单位时间内:n(B)生成:n(C)消耗=1:1
C. 若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C,则达到平衡时吸收Q kJ热量
D. 若再向平衡体系中加入少量A,平衡不移动
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【题目】氯气是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下:
包装 | 钢瓶 |
储运要求 | 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪 |
泄漏处理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
下列解释事实的方程式不正确的是
A. 氯气用于自来水消毒:Cl2 + H2O2H+ + Cl-+ ClO-
B. 电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl- +2H2O 2OH-+ H2↑+Cl2↑
C. 浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH3 + 3Cl2 === 6 NH4Cl + N2
D. 氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-
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【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行了探究。己知在不同温度下的化学平衡常数(K1、K2、K3)如表所示。
化学反应 | 焓变 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | △H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) | △H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | △H3 | K3 |
请回答下列问题:
(1)反应②是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示);根据反应③判断△S_______(填“>”“=”或“<”)0,在_______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有______(填字母,后同)。
A.缩小反应容器的容积 B.增大反应容器的容积
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g的浓度分别为 0.1mol/L、0.8 mol/L、0.3 mol/L、0.15 mol/L,则此时v(正)_______v(逆) (填“>”“=”或“<”)。
(5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在下列不同条件下随时间的变化曲线,开始时升高温度,t1时平衡,t2时减小压强,t3时增大CO的浓度,t4时又达到平衡。在下图中画出t2至t4的曲线。_____
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【题目】一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:
相关信息如下:
①[Cu(NH3)2]SO4·H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程:
[Cu(NH3)4]SO4·H2O=[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O [Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3
②(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中难溶。
③[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇、水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如图
请根据以上信息回答下列问题:
(1)方案1的实验步骤为:a.加热蒸发,b.冷却结晶,c.抽滤,d.洗涤,e.干燥。
①步骤1的抽滤装置如图所示,下列有关抽滤操说法作正确的是_____。
A.完毕后的先关闭水龙头,再拔下导管
B.上图装置中只有一处错误
C.抽滤后滤液可以从上口倒出,也可从支管倒出
D.滤纸应比漏斗内径小且能盖住所有小孔
②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有_____杂质,产生该杂质的原因是______。
(2)方案2的实验步骤为:a.向溶液C中加入适量____,b.抽滤,c.洗涤,d.干燥。
①请在上述空格内填写合适的试剂或操作名称。
②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液是________。
A.乙醇 B.蒸馏水 C.乙醇和水的混合液 D.饱和硫酸钠溶液
洗涤的具体操作是:____________。
③步骤d采用________干燥的方法。
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