【題目】亞氯酸鈉常用作漂白劑。某化學小組設計實驗制備亞氯酸鈉,并進行雜質分析。
實驗I 按圖裝置制備NaC1O2晶體
已知:①C1O2為黃綠色氣體,極易與水反應。
②NaC1O2飽和溶液在低于38℃時析出NaC1O2·3H2O晶體,高于38℃時析出NaC1O2晶體,溫度高于60℃時NaC1O2分解生成NaC1O3和NaCl。
(1)裝置A中b儀器的名稱是____;a中能否用稀硫酸代替濃硫酸____(填“能”或“不能”),原因是____。
(2)A中生成C1O2的化學反應方程式為____。
(3)C中生成NaC1O2時H2O2的作用是____;為獲得更多的NaC1O2,需在C處添加裝置進行改進,措施為____。
(4)反應后,經(jīng)下列步驟可從C裝置的溶液中獲得NaC1O2晶體,請補充完善。
i.55℃時蒸發(fā)結晶 ii.__________ ii.用40℃熱水洗滌 iv.低于60℃干燥,得到成品
實驗Ⅱ 樣品雜質分析
(5)上述實驗中制得的NaC1O2晶體中還可能含有少量中學常見的含硫鈉鹽,其化學式為____,實驗中可減少該雜質產生的操作(或方法)是____(寫一條)。
【答案】蒸餾燒瓶 不能 ClO2極易與稀硫酸中的水反應,影響NaC1O2產率 2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O 作還原劑 將C裝置放置于水浴中進行反應,控制溫度在38℃~60℃ 趁熱過濾(或38℃以上過濾) Na2SO4 控制濃硫酸滴速(或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等)
【解析】
裝置A中制備得到ClO2,所以A中反應為NaClO3和Na2SO3在濃H2SO4的作用生成 ClO2和Na2SO4,二氧化氯和氫氧化鈉反應生成NaClO2,A中可能發(fā)生Na2SO3+ H2SO4(濃)= Na2SO4+SO2↑+H2O,產生的SO2被帶入C中與NaOH反應生成Na2SO3,Na2SO3與H2O2反應生成Na2SO4,由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl;裝置B的作用是安全瓶,有防倒吸作用,從裝置C的溶液獲得NaClO2晶體,需要蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥,裝置D是吸收多余氣體防止污染。據(jù)此解答。
(1)根據(jù)儀器構造,裝置A中b儀器的名稱是蒸餾燒瓶;A中反應為氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉,本身被還原為二氧化氯。由信息可知,C1O2極易與水反應,所以a中不能用稀硫酸代替濃硫酸,防止ClO2與稀硫酸中的水反應,影響NaC1O2產率。
故答案為:蒸餾燒瓶;不能;ClO2極易與稀硫酸中的水反應,影響NaC1O2產率;
(2)A中氯酸鈉在酸性溶液中氧化亞硫酸鈉為硫酸鈉,本身被還原為二氧化氯,反應的化學方程式應為2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O,
故答案為:2NaC1O3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;
(3)C中二氧化氯和氫氧化鈉反應生成NaClO2,氯元素化合價從+4價降到+3價,二氧化氯被還原,所以C中生成NaC1O2時H2O2的作用是作還原劑;
由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃,高于60℃時NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以為獲得更多的NaC1O2,將C裝置放置于水浴中進行反應,控制溫度在38℃~60℃。
故答案為:作還原劑;將C裝置放置于水浴中進行反應,控制溫度在38℃~60℃;
(4)從溶液中制取晶體,一般采用蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥的方法,為防止析出晶體NaClO23H2O,應趁熱過濾,由題目信息可知,應控制溫度38℃~60℃進行洗滌,低于60℃干燥,所缺步驟為趁熱過濾(或38℃以上過濾)。
故答案為:趁熱過濾(或38℃以上過濾);
(5)A中可能發(fā)生Na2SO3+ H2SO4(濃)= Na2SO4+SO2↑+H2O,產生的SO2被帶入C中與NaOH反應生成Na2SO3,Na2SO3與H2O2反應生成Na2SO4,所以制得的NaC1O2晶體中混有Na2SO4;為減少Na2SO4產生,應盡量減少生成SO2,采取的操作可以是控制濃硫酸滴速(或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等)。
故答案為:Na2SO4;控制濃硫酸滴速(或緩慢滴加濃硫酸或混合固體混合物時加入過量的NaC1O3等)。
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【題目】綠色化學是“預防污染”的根本手段,它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在化工生產各個環(huán)節(jié)中都實現(xiàn)凈化和無污染。
(1)下列各項符合“綠色化學”要求的是____。
A.處理廢棄物 B.治理污染點 C.減少有毒物 D.杜絕污染源
(2)在我國西部大開發(fā)中,某地為籌建一大型化工基地,征集到下列方案,其中你認為可行的是____。
A.建在西部干旱區(qū)可以脫貧致富
B.應建在水資源豐富和交通方便且遠離城市的郊區(qū)
C.企業(yè)有權自主選擇廠址
D.不宜建在人口稠密的居民區(qū)
(3)某化工廠排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四種離子。某同學設計了從該污水中回收純凈的金屬銅的方案。
在能制得純銅的方案中,哪一步操作會導致環(huán)境污染?___。應增加哪些措施防止污染______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】金屬鉬具有高強度、高熔點、耐磨抗腐性,用于制火箭、衛(wèi)星的合金構件。鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是一種重要的金屬緩蝕劑。利用鉬礦(主要成分MoS2,還含少量鈣、鎂等元素)為原料冶煉金屬鉬和鉬酸鈉晶體的主要流程圖如下:
(1)Na2MoO42H2O中鉬元素的價態(tài)為___,煅燒產生的尾氣引起的環(huán)境危害主要是_______。
(2)用濃氨水溶解粗產品的離子方程式是_________,由圖中信息可以判斷MoO3是___氧化物。(填“酸性”、“堿性”或“兩性”)
(3)操作I是_____,操作Ⅱ所得的鉬酸要水洗,檢驗鉬酸是否洗滌干凈的方法是____。
(4)采用 NaClO氧化鉬礦的方法將礦石中的鉬浸出,該過程放熱。
①請配平以下化學反應:
___NaClO +___MoS2 + ___NaOH →___Na2MoO4 +___Na2SO4 +___NaCl +___H2O。
②鉬的浸出率隨著溫度變化如圖,當溫度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______(寫一點)。
(5)鋰和MoS2可充電電池的工作原理為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n,則電池充電時陽極上的電極反應式為______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。請回答下列問題:
(1)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2 和NO過程中的能量變化示意圖,請寫出NO2 和CO反應的熱化學方程式 _______________________________________。
(2)在0.5 L的密閉容器中,一定量的氮氣和氫氣進行如下化學反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
請回答下列問題:
①試比較K1、K2的大小,K1_________K2(填”>”“=“或”<”)。
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________(填序號字母)。
a.容器內N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2 b.3v正(N2)= v逆(H2)
c.容器內壓強保持不變 d.混合氣體的密度保持不變
③400℃時,反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K為______。當測得NH3、N2、H2的濃度分別為3 mol L1、2 mol L1、1 mol L1時,則該反應的v正(N2)____v逆(N2)(填”>”“=“或”<”)。
(3)在容積為2 L的密閉容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol1),在其他條件不變時,溫度T1、T2對反應的影響圖像如圖。
①溫度為T1時,從反應到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=______mol·L1·min1。
②圖示的溫度T1______T2(填寫“>”、“<”或“=”)。
(4)以甲烷為燃料的新型電池的成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池的工作原理示意圖。
①B電極的反應式為_____________________________________。
②若用該燃料電池作電源,用石墨作電極電解100 mL 1 mol·L1的硫酸銅溶液,當兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗甲烷的體積為_________(標準狀況)。
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【題目】[化學——選修3:物質結構與性質]
氮的化合物在生產、生活中有廣泛應用。
(1)氮化鎵(GaN)是新型的半導體材料;鶓B(tài)氮原子的核外電子排布圖為____;基態(tài)鎵(Ga)原子的核外具有____種不同能量的電子。
(2)乙二氨的結構簡式為(H2N-CH2-CH2-NH2,簡寫為en)。
①分子中氮原子軌道雜化類型為____;
②乙二氨可與銅離子形成配合離子[Cu(en)2]2+,其中提供孤電子對的原子是____,配合離子結構簡式為____;
③乙二氨易溶于水的主要原因是____。
(3)氮化硼(BN)是一種性能優(yōu)異、潛力巨大的新型材料,主要結構有立方氮化硼(如圖1)和六方氮化硼(如圖2),前者類似于金剛石,后者與石墨相似。
①圖1中氮原子的配位數(shù)為____,離硼原子最近且等距離的硼原子有____個;
②已知六方氮化硼同層中B與N之間的距離為acm,密度為dgcm-3,則相鄰層與層之間的距離為____pm(列出表達式)。
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【題目】已知常溫下部分弱電解質的電離平衡常數(shù)如下表:
化學式 | HF | HClO | H2CO3 | NH3·H2O |
電離常數(shù) | 6.8×104 | 4.7×108 | K1=4.3×107 K2=5.6×1011 | Kb=1.7×105 |
(1)常溫下,物質的量溶度相同的三種溶液①NaF溶液 ②NaClO溶液 ③Na2CO3溶液,其PH由大到小的順序是___________(填序號)
(2)25°C時,PH=4的NH4Cl溶液中各離子濃度的大小關系為___________________
(3)NaClO溶液中的電荷守恒關系為_________________
(4)向NaClO溶液中通入少量的CO2,所發(fā)生的離子方程式為_________
(5)常溫下,0.1mol/L的氨水和0.1mol/L的NH4Cl溶液等體積混合,判斷混合溶液的酸堿性____________(填“酸性”“堿性”“中性”)
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【題目】下面列出了幾組物質,請將物質的合適組號填寫在空格上。同位素 ,同系物 ,同素異形體 ,同分異構體 。
①金剛石與“足球烯”C60; ②D與T; ③16O、17O和18O;④氧氣(O2)與臭氧(O3); ⑤CH4和CH3CH2CH3;⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3);
⑦⑧
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【題目】天然氣是一種清潔能源和重要化工原料。
(1)下列事實能說明CH4分子呈正四面體結構的是___(填字母)。
A.CH4分子的4個C—H共價鍵鍵長相等
B.CH4分子中每個鍵角都是109°28′
C.CH2F2沒有同分異構體
D.CCl4的沸點高于CH4的
(2)甲烷與下列烴的通式相同的是___(填字母)。
(3)已知斷裂幾種化學鍵要吸收的能量如下:
化學鍵 | C—H | O=O | C=O | H—O |
斷裂1mol鍵吸收的能量/kJ | 415 | 497 | 745 | 463 |
16gCH4在O2中完全燃燒生成氣態(tài)CO2和氣態(tài)水時___(填吸收”或放出”)約___ kJ熱量。
(4)天然氣/空氣燃料電池中,若KOH為電解質,負極反應式為___。等質量的甲烷分別以稀硫酸、KOH溶液為電解質溶液完全放電時,理論上提供的電能之比為___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為研究廢舊電池的再利用,實驗室利用舊電池的銅帽(主要成分為Zn和Cu)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如圖所示。下列敘述錯誤的是
A. “溶解”操作中溶液溫度不宜過高
B. 銅帽溶解后,將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2
C. 與鋅粉反應的離子可能為Cu2+、H+
D. “過濾”操作后,將濾液蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥后,高溫灼燒即可得純凈的ZnO
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