题目内容
【题目】以Cl2、NaOH、CO(NH2)2 (尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OHClO+Cl+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)如图表示用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取Cl2时,阳极上产生也会产生少量的ClO2的电极反应式:________________________________;电解一段时间,当阴极产生标准状况下气体112 mL时,停止电解,则通过阳离子交换膜的阳离子物质的量为________mol。
(2)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为____________________________________;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是____________________________________。
(3)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如下图所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_________________;使用冷凝管的目的是_________________________________。
(4)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3,欲测定亚硫酸钠产品的纯度设计如下实验方案,并进行实验。准确称取所得亚硫酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水配成100 mL待测溶液。移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中,用c mol·L-1酸性KMnO4标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL(假设杂质不反应)。样品中亚硫酸钠的质量分数为__________(用含m、c、V的代数式表示)。某同学设计的下列滴定方式中,合理的是________(夹持部分略去)(填字母序号)
【答案】Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+ 0.01 3Cl2+6OH5Cl+ClO3+3H2O 缓慢通入Cl2 NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发 126cV/m% BC
【解析】
(1)ClO2是电解饱和NaCl溶液的产物,因为a极通入NaCl饱和溶液,故a为阳极,b为阴极,阳极Cl-失去电子,被氧化,生成CLO2;在阴极2H2O+2e-=H2OH-,生成112mlH2的同时,生成0.01molOH-,为保持溶液中的电荷守恒,则通过阳离子交换膜的阳离子为0.01mol;
(2)若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液,发生歧化反应,生成NaClO3、NaCl和水,因反应是放热反应,所以除冰水浴外,还可以采取缓慢通入氯气的方法控制温度;
(3)步骤Ⅱ中的反应为次氯酸钠碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,由于水合肼具有强还原性,能与次氯酸钠反应生成N2,为防止水合肼被氧化,应逐滴加入NaClO碱性溶液;NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110继续反应,水合肼的沸点为118,使用冷凝管的目的是减少水合肼的挥发;
(4)依据2MnO4- + 6H+ + 5SO32- =2Mn2+ +5SO42-+3H2O,结合题中所给的数据计算亚硫酸钠的质量分数,并依试剂性质选择滴定方式;
(1)ClO2是电解饱和NaCl溶液的产物,因为a极通入NaCl饱和溶液,故a为阳极,b为阴极,阳极Cl-失去电子,被氧化,生成CLO2;阳极上产生ClO2的电极反应式:Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+;在阴极2H2O+2e-=H2OH-,生成112mlH2的同时,生成0.01molOH-,为保持溶液中的电荷守恒,则通过阳离子交换膜的阳离子为0.01mol;
本题答案为:Cl--5e-+2H2O===ClO2↑+4H+,0.01。
(2)若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液,发生歧化反应,生成NaClO3、NaCl和水,离子方程式为:3Cl2+6OH5Cl+ClO3+3H2O;由于反应是放热反应,为了控制温度,除用冰水浴外,还可以缓慢的通入Cl2以控制温度;
本题答案为:3Cl2+6OH5Cl+ClO3+3H2O,缓慢的通入Cl2。
(3)步骤Ⅱ中,发生反应为次氯酸钠碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合肼,由于水合肼具有强还原性,能与次氯酸钠反应生成N2,为防止水合肼被氧化,应逐滴加入NaClO碱性溶液,故通过分液漏斗滴加的是NaClO碱性溶液,NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110继续反应,水合肼的沸点为118,使用冷凝管的目的是减少水合肼的挥发;
本题答案为:NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发。
(4)高锰酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为2MnO4- + 6H+ + 5SO32- =2Mn2+ +5SO42-+3H2O,设mg样品中含有NaSO3的物质的量为x,,则有2:5=4cv:x,,解得x=cvmol,所以NaSO3的质量分数为:= 126cV/m%,因KMnO4显强氧化性,所以应选择酸式滴定管,Na2CO3是碱性试剂应选择碱式滴定管,所以BC滴定方式合理;
本题答案为:126cV/m%,B C。
【题目】已知:1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),根据下表列举的化学键的键能数据,判断该反应的反应热(ΔH)为( )
化学键 | Si—O | Si—Cl | H—H | H—Cl | Si—Si | Si—C |
键能/kJ·mol-1 | 460 | 360 | 436 | 431 | 176 | 347 |
A.+412 kJ·mol-1 B.-412 kJ·mol-1
C.+236 kJ·mol-1 D.-236 kJ·mol-1
【题目】(1).将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡气体总浓度/ (×10-3mol·L-1) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
①氨基甲酸铵分解反应的焓变△H__________0(填">"或"<)
②可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是__________(填字母);
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
③根据表中数据,计算25.0℃时的分解平衡常数为__________.
(2).已知25℃时,NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11,计算0.5mol·L-1氨水的pH约为__________(已知lg3≈0.5)。在某MgCl2溶液中加入一定量的某浓度的氨水后,测得混合液的pH=11,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________.