题目内容
(20分) 以下是有关SO2、Cl2的性质实验。
(1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究SO2和Cl2的性质。
①若从左端分别通入SO2和Cl2,装置A中观察到的现象是否相同? (填“相同”或“不相同”);若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中的现象是___________;若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2的化学反应方程式为 。
②SO2通入B中,碘水褪色,则该反应的离子方程式为 。
③E中盛有______________溶液。
(2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,若向该试管中加入足量(填字母) ,则可以看到白色沉淀产生。
A.氨水 B.稀盐酸 C.稀硝酸 D.氯化钙溶液
(3)若由元素S和O组成–2价酸根离子X,X中S和O的质量比为4∶3;当Cl2的与含X的溶液完全反应后,得澄清溶液,取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式 。
(4)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如右图,含有某种催化剂,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
通入SO2的电极为_________极,其电极反应式为:
。
电池的总反应式为:
。
(1) ①相同, Cu粉红热,并产生棕黄色烟
2SO2 + O22SO3
②SO2 + I2 + 2H2O = 4H++ 2I-+ SO42-
③NaOH
(2) A C
(3) 4Cl2 + S2O32-+ 5H2O = 2SO42-+ 8Cl-+ 10H+
(4) 负 SO2 – 2e-+ 2H2O = 4H++ SO42-
2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
【解析】(1)①由于SO2和Cl2都可以使品红溶液褪色,所以A中分别通入SO2和Cl2,观察到的现象是相同的。若D中盛铜粉,通入足量的Cl2,D中发生的反应是:Cu+ Cl2= CuCl2,现象是Cu粉红热,并产生棕黄色烟。若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂),通入SO2时,打开K通入适量O2,则发生SO2的催化氧化,反应方程式为2SO2 + O22SO3。
②SO2通入B中,碘水褪色,并不是SO2的漂白作用,而是SO2与碘水反应生成了无色的物质,离子方程式为:SO2 + I2 + 2H2O = 4H++ 2I-+ SO42-
③E是一个尾气吸收装置,应用碱液,可以是NaOH 或KOH
(2)SO2通入装有氯化钡溶液,是不发生化学反应的,参照②,则加入NaOH可以产生白色沉淀。
(3)由题知X为S2O32-,此离子中S元素的化合价为+2价,与Cl2发生氧化还原反应,S2O32-被氧化成SO42-,离子方程式为:4Cl2 + S2O32-+ 5H2O = 2SO42-+ 8Cl-+ 10H+
(4)此装置为原电池,原电池的正极发生还原反应,负极发生氧化反应,所以SO2做电池的负极,被氧化成SO42-,电极反应为:SO2 – 2e-+ 2H2O = 4H++ SO42-。电池的总反应式为:2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
A.雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得.
(1)元素第一电离能:Al
(2)雷尼镍催化的一实例为:化合物b中进行sp3杂化的原子有:
(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是:
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀.
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为:
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为
B.4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品,制备4-氯苯胺的原理如下:
.在1L密闭容器中加入4-氯硝基苯100g、雷尼镍(催化剂)及少量吗啉(脱氯抑制剂,)、甲醇250mL(溶剂),密封;先充入氮气,然后充入氢气至一定压力.在所需氢气压力、温度等条件下加氢反应,充分反应后,冷却,过滤,洗涤,蒸馏并收集64~65℃馏分.
(1)开始时先通入N2的目的是
(2)上述实验中过滤的目的是
(3)蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外,还用到的玻璃仪器有:
(4)以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响.
表1温度 | 表2氢气压力 | 表3催化剂用量 | 表4吗啉用量 | |||||||||||||||
序号 | 温度/℃ | 转化率/% | 选择 性/% |
反应时间/h | 序号 | 氢气压力/MPa | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 雷尼镍用量/g | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 吗啉用量/% | 选择性/% | |||
① | 40 | 未完全 | 99.6 | 6 | ① | 0.5 | 99.6 | 3.7 | ① | 2 | 98.25 | 5 | ① | 0.0 | 84.3 | |||
② | 60 | 100 | 99.7 | 4 | ② | 1.0 | 99.7 | 2 | ② | 4 | 99.20 | 2.2 | ② | 0.3 | 99.3 | |||
③ | 80 | 100 | 99.6 | 2.45 | ③ | 1.5 | 99.2 | 1.6 | ③ | 6 | 99.60 | 1.9 | ③ | 0.5 | 99.7 | |||
④ | 100 | 100 | 99.6 | 2 | ④ | 2.0 | 96.4 | 1.15 | ④ | 8 | 99.60 | 1.4 | ④ | 0.7 | 99.6 | |||
⑤ | 120 | 100 | 98.6 | 1.7 | ⑤ | ⑤ | 10 | 99.10 | 1.4 | ⑤ | 1.2 | 99.7 |