【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機物合成中的重要試劑,可由NO與Cl2在常溫常壓下反應得到。ClNO 部分性質(zhì)如下:黃色氣體,熔點:-59.6℃,沸點:-6.4℃,遇水易水解。某研究性學習小組根據(jù)亞硝酰氯(ClNO)性質(zhì)擬在通風櫥中制取亞硝酰氯,設計了如下實驗裝置。、
試回答下列問題:
(1)寫出實驗室利用裝置A制備Cl2的離子反應方程式__________。
(2)裝置B的作用是 ①__________,②____________。
(3)若用A裝置制取NO氣體,B中應該盛放_________。
(4)為使NO和Cl2恰好完全反應生成ClNO,理論上向E中通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為___。
(5) 簡述檢查A、B、C所組成的實驗裝置氣密性的操作_________。
(6)裝置H吸收尾氣,有同學認為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收。為了充分吸收尾氣,可將尾氣與________________同時通入NaOH溶液中。
(7)已知:ClNO與H2O反應生成HNO2和HCl。
①設計實驗證明 HNO2是弱酸:____________。(僅提供的試劑:1 molL-1HCl、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙)。
②通過以下實驗測定ClNO樣品的純度。取F中所得液體3.0 g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL樣品溶于錐形瓶中,用0.20 molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,根據(jù)表中所給信息,應選用____________做指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是______。
物質(zhì) | Ag2CrO4 | AgCl | AgI | Ag2S |
顏色 | 磚紅色 | 白色 | 黃色 | 黑色 |
Ksp | 1×10-12 | 1.56×10-10 | 8.3×10-17 | 6.3 ×10-50 |
消耗標準AgNO3溶液的體積為20.00ml,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分數(shù)為________。
【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 除去揮發(fā)的HCl氣體 平衡容器內(nèi)壓強 H2O 2:1 向B和C中加入適量水,使瓶內(nèi)長導管插入液面以下,分液漏斗中加入適量水后,將漏斗上口活塞打開,再旋轉(zhuǎn)活塞,當有少量水流下后,水不再流下,即說明裝置氣密性好 O2 用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,點在紅色石蕊試紙上,試紙變藍,說明HNO2是弱酸 K2CrO4溶液 滴入最后一滴標準溶液,溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)無變化 87.3%
【解析】
實驗室利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣,并利用B中飽和食鹽水除去揮發(fā)的HCl、C中濃硫酸干燥氯氣;N2和Cl2一起通E中在常溫下生成ClNO,在裝置F中經(jīng)冷卻后液化并收集,尾氣用氫氧化鈉溶液吸收,據(jù)此分析解題。
(1)裝置A中利用濃鹽酸和二氧化錳混合加熱制氯氣,發(fā)生反應的離子反應方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)A中制得的氯氣混合揮發(fā)的HCl,則裝置B中飽和食鹽水可除去揮發(fā)的HCl氣體,同時長玻璃管還能平衡B中壓強,起穩(wěn)壓作用;
(3) 用A制取NO,A中Cu和稀硝酸反應生成NO,因為硝酸具有揮發(fā)性,所以得到的NO中含有硝酸,B中盛放物質(zhì)能吸收硝酸,稀硝酸溶于水且NO不溶于水,所以B中可以盛放H2O;
(4) 二者反應方程式為Cl2+2NO=2NOCl,二者的流速之比等于其計量數(shù)之比即可,則理論上通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為2:1;
(5)檢查A、B、C所組成的實驗裝置氣密性的操作是向B和C中加入適量水,使瓶內(nèi)長導管插入液面以下,分液漏斗中加入適量水后,將漏斗上口活塞打開,再旋轉(zhuǎn)活塞,當有少量水流下后,水不再流下,即說明裝置氣密性好;
(6)尾氣中的Cl2能溶于NaOH,而NO不與水或堿反應,則NO不能被完全吸收,NO和O2反應生成二氧化氮,二氧化氮和水反應生成硝酸,所以可以通入O2;
(7)①若亞硝酸為弱酸,則亞硝酸鹽水解呈若堿性,即使用玻璃棒蘸取NaNO2溶液涂抹于紅色的石蕊試紙上,若試紙變藍,則說明亞硝酸為弱酸;
②AgI、AgBr比AgCl更難溶于水,選用KBr或KI作指示劑,最先生成的沉淀可能是AgBr或AgI,則選擇K2CrO4溶液為指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是:滴入最后一滴標準溶液,溶液中生成磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)無變化,說明反應達到終點;消耗0.20 molL-1AgNO3溶液的體積為20.00ml,其物質(zhì)的量為0.20 molL-1×0.02L=0.004mol,根據(jù)原子守恒,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分數(shù)為×100%=87.3%。
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【題目】化合物M是一種香料,可采用油脂與芳香烴(含苯環(huán)的烴)為主要原料,按下列路線合成:
已知:①RXROH
②E分子中只有兩種不同化學環(huán)境的H原子
③
(R1、R2、R3與R4可能是氫、烴基或其他基團)
(1)A中官能團的名稱是___,D→E的反應類型為___。
(2)E的結(jié)構(gòu)簡式為___。
(3)C+F→M的化學方程式____。
(4)下列化合物中屬于F的同分異構(gòu)體的是____。
a.
b.
c.
d.CH2=CH﹣CH=CH﹣CH=CH﹣CH2COOH
(5)寫出從Br﹣CH2CH2﹣Br→HCOOCH2CH2OOCH的合成路線(無機試劑任選,合成路線參照題中的書寫形式)____。
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【題目】某化學興趣小組為探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性強弱,設計了如下實驗:
(1)①裝置A中發(fā)生反應的離子方程式是______________。
②整套實驗裝置存在一處明顯的不足,請指出_______________________。
(2)因忙于觀察和記錄,沒有及時停止反應,D、E中均發(fā)生了新的變化。D裝置中:紅色慢慢褪去。E裝置中:CCl4層先由無色變?yōu)槌壬,后顏色逐漸加深,直至變成紅色。
為探究上述實驗現(xiàn)象的本質(zhì),小組同學查得資料如下:
①用平衡移動原理(結(jié)合上述資料)解釋Cl2過量時D中溶液紅色褪去的原因___________,現(xiàn)設計簡單實驗證明上述解釋:取少量褪色后的溶液,滴加____________溶液,若溶液顏色________,則上述解釋是合理的。
②探究E中顏色變化的原因,設計實驗如下:用分液漏斗分離出E的下層溶液,蒸餾、收集紅色物質(zhì),取少量,加入AgNO3溶液,結(jié)果觀察到僅有白色沉淀產(chǎn)生。請結(jié)合上述資料用兩步方程式(離子或化學方程式不限定)解釋僅產(chǎn)生白色沉淀原因_________________________。
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【題目】非金屬元素在化學中具有重要地位,請回答下列問題:
(1)下圖的氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要部分,人類活動加劇了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。
①N在元素周期表中的位置_________,的立體構(gòu)型__________。
②反硝化過程中,CH3OH可作為反應的還原劑,1mol還原劑失去6mol電子,被氧化為兩種常見離子。請將該反應的離子方程式補充完整:__CH3OH+_____+___+___+___ 。
(2)砷及其化合物有重要的用途。
③砷(As)簡化的電子排布式___,AsH3的熔沸點比NH3的 ___(填“高”或“低”),原因是____。
④雌黃(As2S3)在我國古代常用作書寫涂改修正液。分子結(jié)構(gòu)如下圖,則砷原子的雜化方式為_____。
⑤砷化鎵(GaAs)的熔點為1238℃,密度為ρ g·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
距Ga原子最近且等距的As原子個數(shù)為____,GaAs的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則該晶胞邊長為___pm。
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【題目】I.氮是地球上含量豐富的一種元素,氨、肼(N2H4)、尿素、偏二甲肼(C2H8N2)是氮的常見化合物,在科學技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應用。
(1)肼(N2H4)是一種高能燃料,寫出肼的電子式________,有關(guān)化學反應的能量變化如下圖所示,已知H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1,寫出肼燃燒的燃燒熱的熱化學方程式為__________。
(2)火箭使用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮(N2O4)為氧化劑,燃燒反應放出巨大能量把火箭送入太空,該反應的化學方程式為____________。
II.氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一。
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
在甲、乙、丙三個不同密閉容器中,按不同方式投料,起始溫度和容積相同,相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
相關(guān)條件 | 恒溫恒容 | 絕熱恒容 | 恒溫恒壓 |
反應物投料 | 1molN2、3molH2 | 2molNH3 | 2molNH3 |
平衡時容器體積 | V甲 | V乙 | V丙 |
反應的平衡常數(shù)K | K甲 | K乙 | K丙 |
平衡時NH3的濃度/molL-1 | c甲 | c乙 | c丙 |
平衡時NH3的反應速率/molL-1min-1 | υ甲 | υ乙 | υ丙 |
則平衡時容器的體積V甲____________V丙,平衡常數(shù)K丙_________K乙(填>、<或=)
III.尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。
(1)合成尿素的第一步反應為:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1 ,若加入恒溫、恒容容器中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為2:1,能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的是________
a. CO2的濃度不再變化 b. NH3的百分含量不再變化 c. 容器內(nèi)氣體的密度不再變化 d. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化 e. 2υ(NH3)正=υ (CO2)逆
(2)尿素(NH2CONH2) 燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時負極電極反應式可表示為:_________。
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【題目】將4mol SO2與2 mol O2的混合氣分別置于容積相等的甲、乙兩容器中,甲是恒壓容器,乙是恒容容器。發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H<0,在相同溫度下,使其均達到平衡狀態(tài)。下列說法正確的是
A. SO3體積分數(shù):甲 > 乙
B. 平衡常數(shù):甲>乙
C. 反應放出的熱量:甲<乙
D. 保持容積不變,使乙容器升溫可以使甲乙容器中SO2物質(zhì)的量相等
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【題目】“化學多米諾實驗”是只需控制第一個反應,就能使若干化學實驗依次發(fā)生,如圖所示。已知:①Cu2++4NH3H2O=4H2O+[Cu(NH3)4]2+(該反應產(chǎn)物可作為H2O2的催化劑);②已知裝置A、C中所用硫酸的濃度相同,裝置B、D中所用金屬鋅的質(zhì)量完全相同
下列說法錯誤的是( )
A.該實驗成功的關(guān)鍵條件是整套裝置的氣密性良好
B.因為形成原電池,所以裝置D中生成氫氣的反應速率一定大于B
C.導管a的作用是平衡A和B內(nèi)氣壓
D.裝置H中出現(xiàn)淺黃色渾濁,可證明非金屬性:O>S
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【題目】人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索永無止境;卮鹣铝袉栴}:
(1)碳硼烷酸[化學式為H(CHB11Cl11)是目前世界上已知的最強酸,但腐蝕性很小,可以作為無污染的酸催化劑。現(xiàn)代化學中常利用的___特征譜線來鑒定元素。組成碳硼烷酸的4種元素中,基態(tài)原子中未成對電子數(shù)最多的是___(填電子排布式)。
(2)石墨炔是我國科學家在2010年首次制得一種新的碳的同素異形體,其中一種結(jié)構(gòu)如圖所示,石墨炔中碳原子的雜化類型為___。
(3)硼元素具有缺電子性。自然界中含硼元素的鈉鹽是—種天然礦藏,其化學式寫作Na2B4O710H2O,實際上它的結(jié)構(gòu)單元是由兩個H3BO3和兩個[B(OH)4]-縮合而成的雙六元環(huán),應該寫成Na2[B4O5(OH)4]8H2O。其結(jié)構(gòu)如圖所示,它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu),則該晶體中不存在的作用力是___(填字母)。
A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.范德華力 E.氫鍵
(4)鎵與硼元素處于同一主族,GaN是制造5G芯片的材料,可發(fā)出紫外光。
①科學家合成了一種陽離子為“N5n+”其結(jié)構(gòu)是對稱的,5個N排成“V”形,每個N原子的最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、且含有2個氮氮三鍵;此后又合成了一種含有“N5n+”化學式為“N8”的離子晶體,N8中陰離子的空間構(gòu)型為___,寫出一種與其互為等電子體的分子___(填化學式)。
②Ga和As兩種元素電負性相差不大,能形成化合物GaAs。GaAs的熔點為1238℃,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
已知GaAs與GaN具有相同的晶胞結(jié)構(gòu),則二者晶體的類型均為___,GaAs的熔點___(填“高于”或“低于”)GaN,其理由是___。若Ga和As的原子半徑分別為rGa和rAs,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___(列出計算式即可)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室以合成氨(低溫變換的)廢催化劑(主要含Zn、Cu的單質(zhì)和氧化物)為原料制取ZnCO3·2Zn(OH)2和Cu2O,其實驗流程如圖:
(1)“灼燒”時,需用的硅酸鹽質(zhì)儀器除玻璃棒、酒精燈外,還有___和___。
(2)“浸取”時,生成[Zn(NH3)4]CO3的離子方程式為___。
(3)加“Zn粉”時,為使Zn粉不過量太多{已知:溶液中[Cu(NH3)4]2+呈深藍色},合適的操作方法及依據(jù)的現(xiàn)象是___;分離出的銅粉中混有少量Zn,提純銅粉的方案是__。
(4)已知反應:[Zn(NH3)4]2+Zn2++4NH3,K=3.5×10-10,由[Zn(NH3)4]CO3溶液制取ZnCO3·2Zn(OH)2,可采用的裝置是___(填字母)。
(5)設計以提純后的銅粉為原料制取Cu2O的實驗方案:向燒杯中加入計量的銅粉,__,靜置、冷卻、過濾、水洗及干燥[已知在約50℃時,發(fā)生反應:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。實驗中必須使用的試劑:稀硫酸、葡萄糖溶液、10%的NaOH溶液和15%的H2O2溶液]。
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