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13.Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料.用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3.已知10℃和70℃时,Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g.常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3•5H2O.现实验室欲制取Na2S2O3•5H2O晶体(Na2S2O3•5H2O的分子量为248)
步骤如下:
①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水.
②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中.
③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤.
④滤液在经过蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3•5H2O晶体.
⑤进行减压过滤并干燥.
(1)仪器B的名称是球形冷凝管.其作用是冷凝回流.加入的硫粉用乙醇润湿的目的是增加反应物接触面积,提高反应速率.
(2)步骤④应采取的操作是蒸发浓缩、冷却结晶.
(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4.如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是:取出少许溶液,加稀盐酸至酸性,静置后,取上层清液或过滤除去S,再加BaCl2溶液,若出现浑浊则含Na2SO4,反之不含.
(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32-+I2=S4O62-+2I-),滴定结果如下:
滴定次数滴定前读数(mL)滴定滴定后读数(mL)
第一次0.3031.12
第二次0.3631.56
第三次1.1031.88
则所得产品的纯度为103.2%,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差)含有的Na2SO3也会和I2发生反应,从而影响纯度.

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12.重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3)为原料生产.实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,试结合如图回答问题:

试回答下列问题:
(1)配平在反应器①中发生的主要反应:
6Fe•Cr2O3+24NaOH+7KClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$12Na2CrO4+3Fe2O3+KCl+H2O
(2)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出二氧化硅与碳酸钠反应的化学方程式:SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑.
(3)NaFeO2能强烈水解,经操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH.
(4)操作③调节pH=7-8,其目的是由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时能使它们完全水解生成沉淀(请用简要的文字说明)
(5)写出操作④的离子方程式:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.
(6)操作⑤获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、冷却结晶过滤、洗涤干燥.
(7)称取制得的K2Cr2O7晶体2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+).放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-).
①判断达到滴定终点的依据是:当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,计算所得产品中的重铬酸钾的纯度(设整个过程中其它杂质不参与反应)

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11.硅基太阳电池需用化合物甲作钝化材料,甲的摩尔质量为140g•mol-1,其中硅元素的质量分数为60%.已知1mol NH3与足量的化合物乙充分反应后可得到35g 甲与6g H2.工业上制乙的流程如图:

请回答下列问题:
(1)乙的电子式是;比较热稳定性:乙<NH3(填>,<或=).
(2)NH3与足量的化合物乙反应制甲的化学方程式是3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2
(3)合成炉内物质需在保护气氛下高温合成,下列气体可作保护气的有BE(填字母编号).
A.O2    B.H2    C.N2    D.CO2    E.Ar
(4)上述生产乙的过程中液氨的作用是制冷或降温.
(5)甲与少量H2SO4溶液反应只得到H2SiO3和盐M两种产物,写出该反应的离子方程式Si3N4+4H++9H2O=3H2SiO3↓+4NH4+.请设计验证产物盐M的实验方案取少量滤液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成;另取少量滤液于试管中,加入氢氧化钠固体(或浓溶液)并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)变蓝色,则说明盐M是(NH42SO4

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10.无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等.工业制备无水AlCl3的流程如下:

(1)已知:C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g);△H=-110.5kJ•mol-1  ①
2Fe(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)═Fe2O3(s);△H=-822.1kJ•mol-1 ②
请写出C还原Fe2O3生成CO的热化学方程式3C(s)+Fe2O3(s)═3CO(g)+2Fe(s)△H=+490.6kJ/mol.
(2)氯化炉中通入O2的目的是与C反应,提供反应所需的热量.
(3)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式是A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2A1C13+3CO.
(4)氯化炉中导出的气体,通常用亚硫酸钠溶液来吸收,请写出用Na2SO3溶液处理尾气时发生反应的离子方程式SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2H++2Cl-
(5)在升华器中加入铝粉的目的是除去FeCl3

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9.工业上SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:

提示:①已知在酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式.
②已知Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10-26
回答下列问题:
(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是抑制Sn2+水解,加入Sn粉的作用是防止Sn2+被氧化.
(2)反应I生成的沉淀为SnO,写出该反应的离子方程式Sn2++CO32-═SnO↓+CO2↑.
(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法取最后一次洗涤液,向其中加入AgNO3溶液,若无沉淀,则说明洗涤干净.
(4)反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol•L-1,则应控制溶液pH
小于1.
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,请写出发生反应的离子方程式Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O.

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8.冬青油是天然香料之一,其主要成分为水杨酸甲酯,可由水杨酸(邻羟基苯甲酸)和甲醇作原料在浓硫酸催化下酯化而得.
实验步骤:
Ⅰ.如图,在100mL三口烧瓶中放入6.9g(0.05mol)水杨酸和24g(30mL,0.75mol)甲醇,向混合物中加入约10mL甲苯,再小心地加入8mL浓硫酸,摇动混匀:加入1~2粒沸石,装上回流冷凝管在石棉网上保持85-95℃,加热回流1.5-2小时:
Ⅱ.待装置冷却后,分离出甲醇,向烧瓶中加入50mL,水,然后转移至分液漏斗,分出下层产物,弃去上层水层,有机层再倒入分液漏斗中;依次用50mL 5% NaHCO3溶液洗1次(溶液呈弱碱性),30mL水洗一次(产物皆在下层),有机层得到粗酯;
Ⅲ.将粗酯进行蒸馏,收集221℃~224℃的馏分.产品经0.5g无水CaCl2干燥后称重.
已知:甲苯与水形成的共沸物,沸点为85℃,该实验中加入甲苯,易将水蒸出.
常用物理常数:
名称相对分子质量相对密度熔点(℃)沸点(℃)溶解度
水杨酸甲酯1521.5369-8.6223.3微溶
水杨酸1381.441572111.5g/L
甲醇320.79-97.864.5混溶
请根据以上信息回答下列问题:
(1)制备冬青油的化学方程式为;.
(2)制备冬青油时,最合适的加热方法是水浴加热.实验中加入甲苯作带水剂的目的是反应产生的水从反应体系中分离开来,使得平衡向右移动,同时可以减少甲醇的用量,从而提高反应的产率.
(3)反应结束冷却后,分离甲醇的操作是:蒸馏;
(4)在提纯粗产品的过程中,用碳酸氢钠溶液洗涤主要除去的杂质是水杨酸:若改用氢氧化钠溶液是否可以不可以(填“可以”或“不可以”),其原因是在氢氧化钠溶液中水杨酸甲酯发生水解.
(5)检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是取少量晶体于试管中,加蒸馏水溶解,滴加NaHCO3溶液,若出现无色气泡则含水杨酸.最终称得产品的质量为4.2g,则所得水杨酸甲酯的产率为55%(保留两位有效数字).

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7.正丁醚常用作有机反应的溶剂.实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH$?_{135℃}^{浓硫酸}$(CH3CH2CH2CH22O+H2O
反应物和产物的相关数据如下
相对分子质量沸点/℃密度/(g•cm-3水中溶解性
正丁醇74117.20.8109微溶
正丁醚130142.00.7704几乎不溶
合成反应:
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石.
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间.分离提纯.
③待A中液体冷却后将其缓慢倒人盛有70mL水的分液谝斗中,振摇后静置,分液得粗产物.
④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙.
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11g.
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加入正丁醇,再加入浓硫酸.
(2)加热A前,需先从b(填“a”或“b”)口向B中通入水.
(3)步骤③的目的是初步洗去浓硫酸,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的上(填“上”或“下”)口分离出.
(4)步骤③巾最后一次水洗的目的为洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐.
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集d(填选项字母)左右的馏分.
a.100℃b.117℃c. 135℃d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A.分水器中上层液体的主要成分为正丁醇,下层液体的主要成分为水.
(7)本实验中,正丁醚的产率为34%.

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6.某化学小组以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯.有关物质的沸点和相对分子质量如表:
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
物质甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯
沸点/℃64.7249199.6
相对分子质量32122136
在烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度约0.79g/mL),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品.
(1)该反应中浓硫酸的作用,若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式:C6H5CO18OH+CH3OH催化剂加热$?_{△}^{催化剂}$H5COOCH3+H218O,甲醇过量的原因该反应是可逆反应,甲醇比苯甲酸价廉,且甲醇沸点低,易损失,增加甲醇的量,可提高产率.
(2)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是冷却后补加.
(3)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图1三套实验室制取苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去).根据有机物的特点,最好采用装置乙(填“甲”、“乙”、“丙”).
Ⅱ.粗产品的精制
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用图2流程图进行精制,请根据流程图填入恰当操作方法的名称:操作I为,操作Ⅱ为分液,蒸馏.
(5)如图2流程图中加入Na2CO3溶液后,放入分液漏斗中振荡、静置,要得到有机层,其具体操作是将分液漏斗上口的玻璃塞打开(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),再旋开分液漏斗活塞,用锥形瓶接收下层液体,待下层液体刚好流尽时关闭活塞,将有机层从分液漏斗上口倒入另一干净的容器(或烧杯)中.
(6)苯甲酸甲酯的产率为65%.

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5.某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜,工艺流程如图所示:

已知:[Cu(NH34]2+(aq)═Cu2+(aq)+4NH3(aq)根据以上工艺流程,下列说法不正确的是(  )
A.气体X中含有SO2
B.为实现溶液C到溶液D的转化,加NH3•H2O至红棕色沉淀刚好完全,过滤即可
C.蒸氨过程发生总反应的化学方程式为:[Cu(NH34]Cl2+H2O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuO+2HCl↑+4NH3
D.在制备产品时,溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低

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4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、始凝于一体的新型多功能水处理剂.其生产工艺如下:

已知:
①2KOH+Cl2=KClO+H2O(条件:温度较低)
②6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O(条件:温度较高)
③2Fe(NO33+2KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O
回答下列问题:
(1)该生产工艺应在温度较低(填“温度较高”或“温度较低”)的情况下进行;写出工业上制取Cl2的化学方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因+6价的Fe元素易得电子表现出强氧化性,可杀菌消毒;还原产物Fe元素为+3价,在水中形成Fe(OH)3胶体,可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉;
(3)配制KOH溶液时,是在每100mL水中溶解61.6g KOH固体(该溶液的密度为1.47g/mL),它的物质的量浓度为10mol/L;
(4)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是①与“反应液I”中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO②为下一步反应提供反应物;
(5)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,副产品是KNO3、KCl(写化学式).

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