【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、醫(yī)藥等工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持裝置略)制備少量NOSO4H,并測(cè)定產(chǎn)品的純度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于濃硫酸而不分解。
(1)裝置A制取SO2
①A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
②導(dǎo)管b的作用是___。
(2)裝置B中濃HNO3與SO2在濃H2SO4作用下反應(yīng)制得NOSO4H。
①該反應(yīng)必須維持體系溫度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,還可以是___(只寫(xiě)1種)。
②開(kāi)始反應(yīng)緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但反應(yīng)速度明顯加快,其原因是___。
(3)裝置C的主要作用是___(用離子方程式表示)。
(4)該實(shí)驗(yàn)裝置存在可能導(dǎo)致NOSO4H產(chǎn)量降低的缺陷是___。
(5)測(cè)定亞硝酰硫酸NOSO4H的純度
準(zhǔn)確稱(chēng)取1.380g產(chǎn)品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后搖勻。用0.2500mol·L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00mL。
已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4
①配平:__MnO4-+__C2O42-+__=__Mn2++__+__H2O
②滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為___。
③亞硝酰硫酸的純度=___。(精確到0.1%)[M(NOSO4H)=127g·mol-1]
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ 平衡壓強(qiáng),使分液漏斗中的液體能順利流下; 調(diào)節(jié)分液漏斗活塞,控制濃硫酸的滴加速度 生成的NOSO4H作為該反應(yīng)的催化劑 SO2+2OH-=SO32-+H2O C裝置中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B中使NOSO4H分解 2 5 16H+ 2 10CO2↑ 8 溶液恰好由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 92.0%
【解析】
(1)①裝置A是利用亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)制取SO2;
②導(dǎo)管b的作用平衡壓強(qiáng)的作用;
(2)①裝置B中濃硝酸與二氧化硫在濃硫酸的作用下反應(yīng)制得NOSO4H,該反應(yīng)必須維持體系溫度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,結(jié)合反應(yīng)的操作;
②開(kāi)始反應(yīng)緩慢,待生成少量NOSO4H后,溫度變化不大,但反應(yīng)速率加快,說(shuō)明NOSO4H起到了催化作用;
(3)裝置C主要作用是吸收二氧化硫防止污染空氣;
(4)NOSO4H遇水分解;
(5)①高錳酸鉀溶液在酸性條件下氧化草酸鈉生成二氧化碳,結(jié)合元素化合價(jià)變化和電子守恒、原子守恒配平書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式;
②高錳酸鉀自身在反應(yīng)中的顏色變化就可作為終點(diǎn)判斷指示劑;
③根據(jù)反應(yīng)2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,結(jié)合滴定中消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量可得到亞硝酰硫酸的物質(zhì)的量,據(jù)此計(jì)算純度。
(1)①利用裝置A,固液混合制取二氧化硫,其方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
②導(dǎo)管b的作用是:平衡壓強(qiáng),使分液漏斗中的液體能順利流下;
(2)①濃硫酸遇水放出大量熱,維持體系溫度不得高于20℃,還可以是調(diào)節(jié)分液漏斗活塞,控制濃硫酸的滴加速度;
②開(kāi)始反應(yīng)緩慢,待生成少量NOSO4H后,反應(yīng)速率明顯加快,溫度變化不大,排除溫度的影響,其原因是:生成的NOSO4H作為該反應(yīng)的催化劑,加快了反應(yīng)速率;
(3)裝置C利用NaOH溶液將剩余的SO2吸收,防止污染環(huán)境,方程式為SO2+2OH-=SO32-+H2O;
(4)NOSO4H遇水分解,C裝置(或A)中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B中使NOSO4H發(fā)生分解;
(5)①發(fā)生的是MnO4-和C2O42-的氧化還原反應(yīng),MnO4-做氧化劑,被還原成生成Mn2+,C2O42-做還原劑,被氧化成二氧化碳。結(jié)合得失電子守恒和電荷守恒可得到MnO4-和C2O42-的離子反應(yīng)方程式為:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
②利用草酸鈉溶液滴定酸性KMnO4溶液,滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為:溶液恰好由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù);
③根據(jù)題意可知,酸性KMnO4溶液先與NOSO4H反應(yīng),利用草酸鈉溶液滴定剩余酸性KMnO4溶液。用0.2500mol·L-1草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定酸性KMnO4溶液,消耗草酸鈉溶液的體積為20.00mL?芍S嗟KMnO4的物質(zhì)的量n1(MnO4-)=n(C2O42-)=×0.2500mol·L-1×20.00×10-3L=2×10-3mol,則亞硝酰硫酸消耗的KMnO4的物質(zhì)的量n2(MnO4-)=0.1000mol·L-1·60.00×10-3L-2×10-3mol=4×10-3mol。n(NOSO4H)=n2(MnO4-)=10-2mol,亞硝酰硫酸的純度=×100%=×100%=92.0%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】同主族元素形成的同類(lèi)型的化合物,往往其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似。下列對(duì)化合物碘化磷(PH4I)的敘述錯(cuò)誤的是( )
A.它是一種離子化合物
B.這種化合物加熱時(shí),可能產(chǎn)生有色氣體
C.這種化合物的電子式為:
D.這種化合物可以和燒堿發(fā)生反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某研究小組用如圖裝置進(jìn)行SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已略去)。
(1)通入足量SO2時(shí)C中觀察到的現(xiàn)象為____。
(2)根據(jù)以上現(xiàn)象,該小組同學(xué)認(rèn)為SO2與FeCl3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
①寫(xiě)出SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式___;
②C裝置中所盛裝的FeCl3溶液為5mL,物質(zhì)的量濃度為2.0mol·L-1,欲使其完全被SO2還原,則至少需要Na2SO3固體___g;
③該小組同學(xué)向C試管反應(yīng)后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,即可證明反應(yīng)生成了SO。該做法___(填“合理”或“不合理”),理由是___。
(3)為了驗(yàn)證SO2具有還原性,實(shí)驗(yàn)中可以代替FeCl3的試劑有___(填序號(hào))。
A.濃硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol,則此反應(yīng)的平均速率υ(X)可表示為( )
A. υ(NH3)=0.010mol/(L·s)B. υ(O2)=0.0010mol/(L·s)
C. υ(NO)=0.0010mol/(L·s)D. υ(H2O)=0.045mol/(L·s)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題和如何降低大氣中的CO2含量并加以開(kāi)發(fā)利用引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量 (單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說(shuō)法中,正確的是________。
A.ΔH>0,ΔS>0
B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0
D.ΔH<0,ΔS>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)____________________, CO2轉(zhuǎn)化率為_________。相同溫度下,某一時(shí)刻若該容器中含有1mol H2、1.2mol CO2、0.8 mol CH3OH、1.5mol H2O,則此時(shí)反應(yīng)所處的狀態(tài)為___________________________ (填“向正反應(yīng)方向進(jìn)行中”、 “向逆反應(yīng)方向進(jìn)行中”或“平衡狀態(tài)”),理由______________________________________。
(3)在溫度容積不變的條件下,能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是________(填寫(xiě)序號(hào)字母):
a.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.容器內(nèi)的密度保持不變
d.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1
(4)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________(字母)。
a.及時(shí)分離出CH3OH氣體
b.適當(dāng)升高溫度
c.保持容器的容積不變,再充入1 mol CO2和3 mol H2
d.選擇高效的催化劑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量,研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol;
②CO的燃燒熱為283.0 kJ/mol。
則2NO(g)+2CO(g)N2 (g)+2CO2 (g) ΔH=________kJ/mol。
(2)在恒溫、恒容條件下,將2.0 mol NO和1.0 mol CO充入一個(gè)容積為2 L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)變化如圖所示。
①N2在0~9 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=________mol/(Lmin);
②第9 min時(shí)氮?dú)獾漠a(chǎn)率為________;
③第12 min時(shí)改變的反應(yīng)條件可能為_______(填字母代號(hào));
A.升高溫度 B.加入NO C.加催化劑 D.減小壓強(qiáng) E.降低溫度
④若在第24min將NO與N2的濃度同時(shí)增加到原來(lái)的2倍,化學(xué)平衡______移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”)。
(3)若將反應(yīng)容器改為恒溫容積可變的恒壓密閉容器,壓強(qiáng)為P=3.0MPa,反應(yīng)物加入的物質(zhì)的量不變,達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為50%,該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)Kp=______
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖中的Ⅰ是某抗腫瘤藥物的中間體,B的核磁共振氫譜有3組峰,C的分子式為C7H8O,D分子中有兩個(gè)相同且處于相鄰位置的含氧官能團(tuán),E的相對(duì)分子質(zhì)量比D大34.5。
已知:RCHO+R1CH2CHORCH=C(R1)CHO+H2O。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)C的名稱(chēng)是______,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________,D轉(zhuǎn)化為E的反應(yīng)類(lèi)型是____________。
(2)I中官能團(tuán)的名稱(chēng)為______,I的分子式為________。
(3)寫(xiě)出E轉(zhuǎn)化為F的化學(xué)方程式____________。
(4)X是G酸化后的產(chǎn)物,X有多種芳香族同分異構(gòu)體,符合下列條件且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的同分異構(gòu)體有____種(不包括X),寫(xiě)出核磁共振氫譜有4組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________。
①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) 、诒江h(huán)上有兩種類(lèi)型的取代基
(5)參照上述流程,以乙醇為原料(其他無(wú)機(jī)試劑自選)可制取2﹣丁烯酸,寫(xiě)出相應(yīng)的合成路線__________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】從粗銅精煉的陽(yáng)極泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一種工藝流程如圖:(已知TeO2微溶于水,易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.“氧化浸出”時(shí)為使碲元素沉淀充分,應(yīng)加入過(guò)量的硫酸
B.“過(guò)濾”用到的玻璃儀器:分液漏斗、燒杯、玻璃棒
C.判斷粗碲洗凈的方法:取少量最后一次洗滌液,加入BaCl2溶液,沒(méi)有白色沉淀生成
D.“還原”時(shí)發(fā)生的離子方程式為2SO32-+Te4++4OH-=Te↓+2SO42-+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】環(huán)氧乙烷()是一種最簡(jiǎn)單的環(huán)醚,常用于有機(jī)合成。某研究小組以環(huán)氧乙烷和甲苯為原料按下列流程合成有機(jī)化合物G和I。
已知:CH3ClCH3MgClCH3CH2CH2OH
回答下列問(wèn)題:
(1)A分子中最多有_____個(gè)原子共平面。
(2)D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____。
(3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
E→F:______;G和I在濃硫酸催化下生成酯:______。
(4)I有多種同分異構(gòu)體,寫(xiě)出其中滿足以下條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______。
①屬于芳香族化合物; ② 能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
③核磁共振氫譜顯示不同環(huán)境的氫原子個(gè)數(shù)比1:2:3:6
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