【題目】光氣(COCl2)在農(nóng)藥、醫(yī)藥、工程塑料等方面都有廣泛應(yīng)用，光氣常溫下為無(wú)色氣，有腐草味，低溫時(shí)為黃綠色液體，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇水迅速水解，生成氯化氫。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下實(shí)驗(yàn)裝置合成光氣并利用光氣與濃氨水反應(yīng)制備尿素[CO(NH2)2]。主要實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置略去)及操作步驟如下：

①按如圖連接裝置，檢驗(yàn)裝置的氣密性，然后加裝實(shí)驗(yàn)藥品；

②打開活塞a.，向A中緩慢通入干燥的熱空氣；

③一段時(shí)間后，裝置D中溶液會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，且混合液上方有大量白色煙霧；

已知：3CC14+Al2O3=3COCl2+2AlC13

回答下列問題：

(1)檢驗(yàn)整個(gè)裝置的氣密性的方法：___。

(2)步驟②中通入干燥的熱空氣的作用為___。

(3)裝置C的作用___。

(4)裝置D中反應(yīng)除生成尿素[CO(NH2)2］外，還有NH4Cl生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。。

(5)分離裝置D中混合液的操作名稱為___。

(6)裝置E中足量的NaOH溶液與少量的光氣反應(yīng)的離子方程式為：___。

(7)實(shí)驗(yàn)后，將D中溶液先蒸發(fā)結(jié)晶，再用重結(jié)晶的方法得到尿素晶體(含有少量的NH4Cl雜質(zhì))，測(cè)定所得晶體中尿素的百分含量的方法：將7.07g晶體中所含氮完全轉(zhuǎn)化為氨氣所得氨氣用100mL2.00molL-1的硫酸溶液完全吸收，取吸收液10mL用0.4000molL-1的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

①到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉45.00mL，則該晶體中尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___(保留3位有效數(shù)字)。

②若滴定前未用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管，則測(cè)得該體晶中尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___(選填“偏大”或“偏小”)。

【答案】關(guān)閉活塞a，將裝置末端導(dǎo)管插入盛水的燒杯中，加熱裝置A，觀察末端導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，末端導(dǎo)管口有一段水柱 加熱蒸發(fā)CCl4，并且將熱的CC14氣體帶出，進(jìn)入B裝置發(fā)生反應(yīng) 防止D裝置中的水進(jìn)入裝置B，導(dǎo)致光氣發(fā)生水解反應(yīng) COC12+4NH3H2O=CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O 分液 COCl2+4OH-=CO32-+2Cl-+2H2O 84.9% 偏小

【解析】

本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖呛铣晒鈿獠⒗霉鈿馀c濃氨水反應(yīng)制備尿素[CO(NH2)2]；光氣化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇水迅速水解，所以制備光氣時(shí)要保持體系干燥，用干燥的熱空氣將加熱蒸發(fā)四氯化碳，并將其吹入B裝置中與Al2O3進(jìn)行反應(yīng)制備光氣，C裝置可以防止水蒸氣進(jìn)入B裝置；光氣通入濃氨水中反應(yīng)制備[CO(NH2)2]；D中有被吹過來(lái)的四氯化碳冷凝，四氯化碳不溶于水，所以出現(xiàn)分層現(xiàn)象；未反應(yīng)的光氣在混合液上方與水蒸氣反應(yīng)生成HCl和CO2，HCl遇到揮發(fā)出的氨氣反應(yīng)生成氯化銨，所以產(chǎn)生大量白煙；裝置E可以吸收尾氣。

(7)滴定原理為先將樣品中的N元素全部轉(zhuǎn)化為氨氣用硫酸吸收，然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定剩余的硫酸的量，從而確定N元素的量，再根據(jù)守恒法計(jì)算確定樣品中尿素的含量。

(1)可以通過受熱法檢驗(yàn)裝置的氣密性，具體操作為：關(guān)閉活塞a，將裝置末端導(dǎo)管插入盛水的燒杯中，加熱裝置A，觀察末端導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，停止加熱，末端導(dǎo)管口有一段水柱，說(shuō)明氣密性良好；

(2)根據(jù)分析可知通入干燥熱空氣的作用為加熱蒸發(fā)CCl4，并且將熱的CC14氣體帶出，進(jìn)入B裝置發(fā)生反應(yīng)；

(3)光氣化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇水迅速水解，裝置C的作用主要是防止D裝置中的水蒸氣進(jìn)入裝置B，導(dǎo)致光氣發(fā)生水解反應(yīng)；

(4)D中反應(yīng)物為COCl2和一水合氨，產(chǎn)物有[CO(NH2)2]和NH4Cl等，根據(jù)元素守恒可得方程式為COC12+4NH3H2O=CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O；

(5)裝置D中溶液分層，可通過分液的方法分離；

(6)光氣遇水水解產(chǎn)生HCl和CO2，HCl與NaOH反應(yīng)生成NaCl和水，CO2和NaOH反應(yīng)生成Na2CO3和水，所以光氣和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為COCl2+4OH-=CO32-+2Cl-+2H2O；

(7)①到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗氫氧化鈉45.00mL，則10mL吸收液剩余n(H+)=0.045L×0.4000mol/L=0.018mol，則所得的氨氣n(NH3)=0.1L×2.00mol/L×2-=0.22mol，設(shè)晶體中n([CO(NH2)2])=x mol，n(NH4+)=y mol；

根據(jù)元素守恒可得，解得x=0.1mol，y=0.02mol，所以尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=84.9%；

②若滴定前未用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管,會(huì)使消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多，則測(cè)得該晶體中尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】25℃時(shí)，向50mL含有0.1molCl2的氯水中滴加2mol·L1的NaOH溶液，得到溶液pH隨加入NaOH溶液體積的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.若a點(diǎn)pH=4，且c(Cl)=mc(HClO)，則HClO的電離平衡常數(shù)為

B.若x=100，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，c(OH)>c(H+)，可用pH試紙測(cè)定其pH

C.若y=200，c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中，c(OH)c(H+)=2c(Cl)+c(HClO)

D.b→c段，隨NaOH溶液的滴入，逐漸增大

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】將1.12 g鐵粉加入25 mL 2mol/L的氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是

A. 鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－ 濃度基本不變

B. 往溶液中滴入無(wú)色KSCN溶液，顯黃色

C. 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5

D. Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為6∶1

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】已知：鄰苯二甲酸(H2A)的Ka1＝1.1×10－3，Ka2＝3.9×10－6。室溫下，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L－1鄰苯二甲酸氫鉀(KHA)溶液。下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.0.1 mol·L－1 KHA溶液中：c(K＋)>c(HA－)＋2c(A2－)

B.加入NaOH溶液至pH＝8時(shí)：c(K＋)>c(A2－)>c(HA－)>c(H2A)

C.加入20 mL NaOH溶液時(shí)：c(OH－)＋c(A2－)＝c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H2A)

D.在滴定過程中，水的電離程度一直減小

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】將CO2應(yīng)用于生產(chǎn)清潔燃料甲醇，既能緩解溫室效應(yīng)的影響，又能為能源的制備開辟新的渠道，其合成反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)�；卮鹣铝袉栴}：

（1）如圖為CO2平衡轉(zhuǎn)化率和溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，其中壓強(qiáng)分別為3.0MPa、4.0MPa和5.0MPa。據(jù)圖可知，該反應(yīng)為_______________反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱")。設(shè)CO2的初始濃度為comolL-1，根據(jù)5.0MPa時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(240k)=_______________ (列出計(jì)算式即可）。若在4.0MPa時(shí)減小投料比，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率曲線可能位于II線的_______________（填“上方”或“下方”)。

（2）利用二氧化碳制得的甲醇還可以制取甲胺，其反應(yīng)原理為CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

共價(jià)鍵

C—O

H—O

N—H

C—N

鍵能/k.Jmol-1

351

463

393

293

則該反應(yīng)的△H=_______________k.Jmol-1 。

（3）已知：①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-226kJrnol-1

②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJmol-1

③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+183kJmol-1

則：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=_______________kJmol-1。

（4）一定溫度下，下列措施一定能加快反應(yīng)CO2(g)+3H2（g)CH3OH(g)+H2O(g)的速率的是_______________（填選項(xiàng)字母）。

A.及時(shí)移去甲醇 B.改進(jìn)催化劑 C.提高反應(yīng)物濃度 D.增大容器壓強(qiáng)

（5）甲烷重整可選氧化物NiO- Al2O3作為催化劑，工業(yè)上常用Ni(NO3)2Al(NO3)3混合液加入氨水調(diào)節(jié)pH=12(常溫），然后將濁液高壓恒溫放置及煅燒等操作制備該催化劑。加入氨水調(diào)節(jié)pH=12時(shí)，c(Ni2+)為_______________。［已知：Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16]

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】已知：pAg＝－lg c(Ag＋)，Ksp(AgCl)＝1×10－12。如圖是向10 mL AgNO3溶液中逐漸加入0.1 mol/L的NaCl溶液時(shí)，溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位：mL)變化的圖像(實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論正確的是

A. 原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為也為0.1 mol·L－1

B. 圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(10，6)

C. 圖中x點(diǎn)可認(rèn)為溶液中Ag＋被沉淀完全

D. 把0.1 mol·L－1的NaCl換成0.1 mol·L－1NaI，則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼�部分

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某含鎳(Ni)廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、Al2O3、Fe及其它不溶于酸、堿的雜質(zhì)。部分金屬氫氧化物Ksp近似值如下表所示：

化學(xué)式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Ni(OH)2

Ksp近似值

10-17

10-39

10-34

10-15

現(xiàn)用含鎳廢催化劑制備NiSO4·7H2O晶體，其流程圖如下：

回答下列問題：

（1）“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2A1+2OH-+2H2O=2AlO2—+3H2↑，_________。

（2）“酸浸”所使用的酸為_____________。

（3）“凈化除雜”需加入H2O2溶液，其作用是__________________________。然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀，此時(shí)的pH為____________（保留1位小數(shù)）。

（4）“操作A”為_____、過濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品。

（5）NiSO4在NaOH溶液中可被NaClO氧化為NiOOH，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（6）NiOOH可作為鎳氫電池的電極材料，該電池的工作原理如下圖所示，其充電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為____________。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】2019年10月1日，我國(guó)成功舉辦國(guó)慶七十周年閱兵活動(dòng)。其中閱兵儀式上混合動(dòng)力車等新能源車輛的亮相，展示了綜合國(guó)力、國(guó)防科技發(fā)展水平。同時(shí)也說(shuō)明能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

工業(yè)上用天然氣為原料，分為兩階段制備甲醇：

(i)制備合成氣：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJmol-1

(ii)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH= -90.67kJmol-1

(1)制備合成氣：工業(yè)生產(chǎn)中為解決合成氣中H2過量而 CO 不足的問題，原料氣中需添加CO2，發(fā)生的反應(yīng)(iii)：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH= +41.17kJmol-1，為了使合成氣配比最佳，理論上原料氣中二氧化碳與甲烷質(zhì)量比為 _______。

(2)為節(jié)約化石能源、減少碳排放，用CO2代替CO作為制備甲醇的碳源正成為當(dāng)前研究的焦點(diǎn)。

①請(qǐng)寫出二氧化碳加氫合成水蒸氣和甲醇的熱化學(xué)方程式____________。

②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料氣的反應(yīng)中，保持其它條件不變，采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種催化劑，反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后，CO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)體系的溫度變化如圖所示：

a～d 點(diǎn)中反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)的點(diǎn)是____；CO2的轉(zhuǎn)化率 a 點(diǎn)比 c 點(diǎn)高的原因是 ____。

③最近采用真空封管法制備磷化硼納米顆粒，在發(fā)展非金屬催化劑實(shí)現(xiàn)CO2電催化還原制備甲醇方向取得重要進(jìn)展，該反應(yīng)歷程如圖所示：

容易得到的副產(chǎn)物有 CO 和CH2O，其中相對(duì)較少的副產(chǎn)物為___；上述合成甲醇的反應(yīng)速率較慢，要使反應(yīng)速率加快，主要降低下列變化中____(填字母)的能量變化。

A．*CO → *OCH B．*CO+*OH→*CO+*H2O

C．*OCH2→*OCH3D．*OCH3→*CH3OH

(3)在一容積可變的密閉容器中充入10molCO和20molH2合成甲醇，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如圖所示。

①比較A、B 兩點(diǎn)壓強(qiáng)大小PA_______PB填“>、<、 =”)

②若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) A 時(shí)，容器的體積為 10 L，如果反應(yīng)開始時(shí)仍充入 10molCO和20molH2，則在平衡狀態(tài) B 時(shí)，容器的體積V(B)=_______L；

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】CO、NO、NO2、SO2等有毒氣體會(huì)危害人體健康，破壞環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害處理研究一直是科技界關(guān)注的重點(diǎn)。請(qǐng)回答以下問題：

（1）汽車尾氣中的CO、NO、NO2等有毒氣體會(huì)危害人體健康，可在汽車尾部加催化轉(zhuǎn)化器，將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。

已知：①2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-112.3kJ·mol-1

②NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g) ΔH2=-234kJ·mol-1

③N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋179.5kJ·mol-1

請(qǐng)寫出CO和NO2生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方程式__。

（2）若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) ΔH=-759.8kJ·mol-1，若反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，所得的混合氣體中含N2的體積分?jǐn)?shù)隨的變化曲線如圖1。

①a、b、c、d四點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>__。

②若=0.8，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)為20%，則NO的轉(zhuǎn)化率為__。

（3）若將NO2與O2通入甲中設(shè)計(jì)成如圖2所示裝置，D電極上有紅色物質(zhì)析出，則A電極的電極反應(yīng)式為__，經(jīng)過一段時(shí)間后，若乙中需加0.1molCu2(OH)2CO3可使溶液復(fù)原，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__NA。

（4）常溫下，SO2可以用堿溶液吸收處理。若將SO2通入到NaOH溶液中，充分反應(yīng)后得到amol·L-1的NaHSO3溶液，該溶液的pH=5，則該溶液中c(SO32-)___c(H2SO3)（填“>”、“=”或“＜”），HSO3-的電離常數(shù)約為___（用含a的式子表示）。

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