【題目】疊氮化鈉(NaN3)是汽車安全氣囊最理想的氣體發(fā)生劑原料。工業(yè)水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程如圖所示:
已知:NaN3能與AgNO3反應生成白色難溶于水的AgN3;部分相關物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表:
熔點℃ | 沸點℃ | 溶解性 | |
CH3OH | 97 | 64.7 | 與水互溶 |
水合肼 (N2H4H2O) | 51.7 | 118.5 | 與水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿 |
亞硝酸甲酯(CH3ONO) | 17 | 12 | 溶于乙醇、乙醚 |
請回答:
(1)步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發(fā)生副反應生成兩種氣體(其中一種氣體在空氣中可以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物中的另一種氣體)的離子方程式為_________________________;步驟Ⅱ中生成NaN3的化學方程式為______________________。
(2)實驗室模擬步驟Ⅱ,實驗裝置如圖(裝置中冷卻水省略,下同):
①儀器a的名稱為____________,作用是_________________。
②根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)溫度在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高,但是該反應屬于放熱反應,因此可以采取的措施是____________。(合理給分)
③圖中X處連接的最合適裝置應為下圖中的_________。
(3)步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作是_______;步驟Ⅲ中溶液A進行蒸餾的合理操作順序是___________。(填序號)①打開K1、K2,關閉K3 ②打開K3 ③加熱 ④關閉K1、K2
(4)步驟Ⅳ對溶液B加熱蒸發(fā)至溶液體積的1/3,NaN3結(jié)晶析出。
①步驟Ⅴ可以用_______洗滌晶體。
A.水 B.乙醚 C.乙醇水溶液 D.乙醇
②沉淀滴定法測定產(chǎn)品純度,是以淡黃色K2CrO4溶液作指示劑,將AgNO3標準溶液滴入樣品溶液,至少量Ag2CrO4出現(xiàn)(即析出橘紅色沉淀),達到滴定終點。AgNO3溶液要裝在棕色的酸式滴定管里進行滴定,理由是__________。下列操作合理的是______。
A.滴定管管尖不可接觸錐形瓶內(nèi)壁
B.滴定時滴液速度應先快后慢,接近終點時一滴一搖
C.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下
D.若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù),會導致測定結(jié)果偏高
E.若發(fā)現(xiàn)AgNO3溶液滴加過量,可回滴樣品溶液,至紅色褪去
【答案】2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2OCH3ONO + N2H4 + NaOH =(箭頭也行)NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =(箭頭也行)NaN3 + CH3OH + 2H2O球形冷凝管冷凝回流,平衡氣壓20℃冷水浴 或 緩慢通入氣體等C①④②③ 或 ②④③DAgNO3溶液顯酸性,且見光易分解BCD
【解析】
(1) 步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發(fā)生副反應生成兩種氣體,其中一種氣體在空氣中可以轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物中的另一種氣體,說明兩種氣體分別為一氧化氮和二氧化氮,則離子方程式為: 2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2O; 步驟Ⅱ中CH3ONO在氫氧化鈉和肼反應生成NaN3,從后面的流程分析,產(chǎn)物還有甲醇,反應方程式為:CH3ONO + N2H4 + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O。 (2) ①儀器a為球形冷凝管。該冷凝管的作用為冷凝回流,平衡氣壓。②實驗發(fā)現(xiàn)溫度在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高,但是該反應屬于放熱反應,所以要控制反應的溫度盡量在20℃左右,或使反應慢慢進行,減少因反應放熱溫度的升高,故答案為: 20℃冷水浴或緩慢通入氣體等。③X應連接冷凝管且應為直形冷凝管,不能用球形冷凝管,避免產(chǎn)物的殘留,故選C。(3)步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作打開K1通入亞硝酸甲酯,打開K2與大氣相通,并使由于反應熱而變成氣體的反應物冷凝成液體流回燒瓶,同時要關閉K3,故選①;步驟Ⅲ中溶液A進行蒸餾的合理操作為關閉K1、K2,打開K3,對燒瓶進行加熱,順序是④②③ 或 ②④③。(4) ①根據(jù)亞硝酸甲酯的物理性質(zhì)中能溶于乙醇、乙醚,水合肼與水或醇互溶,不溶于乙醚和氯仿,所以應選項乙醇對產(chǎn)品進行洗滌,故選D。 ②AgNO3溶液顯酸性,且見光易分解,所以選擇使用棕色的酸式滴定管。A.在滴定終點是,滴定管管尖可接觸錐形瓶內(nèi)壁,可使滴定管流出的液體充分反應,故錯誤;B.滴定時滴液速度應先快后慢,接近終點時一滴一搖,保證準確控制滴定終點,故正確;C.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下,使溶液間充分反應,準確確定滴定終點,故正確;D.若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù),滴定終點讀數(shù)變大,則滴定消耗的體積變大,會導致測定結(jié)果偏高,故正確;E.若發(fā)現(xiàn)AgNO3溶液滴加過量,不可回滴樣品溶液,滴定的數(shù)據(jù)錯誤,實驗作廢,故錯誤。故選BCD。
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【題目】已知a、b、c、d四種短周期主族元素,在周期表中相對位置如圖,下列說法正確的是
A. a、c兩元素的最高正價一定相等
B. 原子半徑大小順序為:c>d>b>a
C. a、b兩元素可能形成多種共價化合物
D. c、d二種元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比較:c > d
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【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì),為測定AlN的含量,設計如下三種實驗方案(已知:AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑)。
(方案1)取一定量的樣品,用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。
(1)上圖C裝置中球形干燥管的作用是_________。
(2)完成以下實驗步驟:組裝好實驗裝置,首先檢查氣密性,再加入實驗藥品,接下來的實驗操作是______________________,打開分液漏斗活塞,加入NaOH濃溶液,至不再產(chǎn)生氣體。打開K1,通入氮氣一段時間,測定C裝置反應前后的質(zhì)量變化。通入氮氣的目的是______________________。
(3)由于裝置存在缺陷,導致測定結(jié)果偏高,請?zhí)岢龈倪M意見:_________________________。
(方案2)用下圖裝置測定m g樣品中AlN的純度(部分夾持裝置已略去)。
(4)為測定生成氣體的體積,量氣裝置中的X液體可以是__________。
A.CCl4 B.H2O C.NH4Cl溶液 D.苯
(方案3)按以下步驟測定樣品中AlN的純度:
(5)步驟②生成沉淀的離子方程式為__________________________________________。
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【題目】下列各組離子一定能大量共存的是( 。
A. 在強堿溶液中:Na+、K+、AlO2﹣、CO32﹣
B. 在pH=0的溶液中:K+、Fe2+、Cl﹣、NO3﹣
C. 在含大量Fe3+的溶液中:NH4+、Na+、Cl﹣、SCN﹣
D. 在c(H+)=10﹣13mol/L的溶液中:NH4+、Al3+、SO42﹣、NO3﹣
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【題目】疊氮化鈉(NaN3)是無色離子晶體,遇高熱或劇烈震動能發(fā)生強烈爆炸,快速分解成鈉單質(zhì)和氮氣,是汽車安全氣囊中的成分之一。下列有關說法正確的是
A. NaN3中只含有離子鍵
B. 1 mol NaN3完全分解最多可以產(chǎn)生33.6L N2
C. 當有4.2g N2生成時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6.02×1022
D. 常溫下,NaN3化學性質(zhì)穩(wěn)定,包裝盒上無需特別說明注意事項
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【題目】將一小塊鈉投入到盛有氯化鎂溶液的試管里,不可能觀察到的現(xiàn)象是 ( )
A.熔成小球并在液面上游動
B.有氣體生成
C.溶液底部有銀白色物質(zhì)生成
D.溶液變渾濁
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【題目】常溫下,向0.1mol·L-1H3PO4溶液中加入NaOH的過程中各種微粒的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH的變化關系如圖所示(H3PO4)的三級電離常數(shù)依次為Ka1、Ka2、Ka3、pK=-lgK)。下列敘述錯誤的是
A. pKa1=2.16
B. 溶液呈中性時,[H2PO4-]>[HPO42-]
C. 反應PO43-+H2OHPO42-+OH-的pK=1.68
D. Na2HPO4溶液中存在[OH-]+[PO43-]=[H+]+[H2PO4-]+[H3PO4]
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【題目】能源、資源問題是當前人類社會面臨的一項重大課題。
(1)燃料電池將能量轉(zhuǎn)化效率比直接燃燒效率高,如圖為某種燃料電池的工作原理示意圖,a、b均為惰性電極。
使用時,空氣從_______口通入(填“A”或“B”);
(2)鋼鐵的腐蝕現(xiàn)象非常普遍,電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因,某同學按下圖進行鋼鐵腐蝕的模擬,則正極的電極反應式為:_________________,當導線中有3.01×1023個電子流過,被腐蝕的鐵元素為_______g。[ 提示:電化學的總反應式為2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 ]
(3)海水化學資源的開發(fā)利用具有重要的意義和作用,下圖是海帶中提取碘的示意圖:
①中操作的名稱是_______;下述物質(zhì)中不可做試劑③的是________。
A.乙醇 B.苯 C.乙酸 D.四氯化碳
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【題目】平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末,其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)。二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物,某課題組以此粉末為原料回收鈰,設計實驗流程如下:
(1)第①步反應的化學方程式是___________________________________________________,
檢驗濾渣A是否洗凈的方法是____________________________________________________。
(2)第②步反應的離子方程式是___________________________________________________。
(3)萃取是分離稀土元素的常用方法,化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來。實驗室進行萃取操作需要用到分液漏斗,分液漏斗在使用前需要進行的操作是________;TBP是一種磷酸三丁酯,產(chǎn)物應該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.5 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L-1 FeSO4標準溶液滴定終點時(鈰被還原為Ce3+),消耗20.00 mL標準溶液,該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)為________(保留小數(shù)點后一位)。
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