题目内容
【题目】Ⅰ.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。
已知:①浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
(1)装置A中反应的离子方程式是_________________________________________。
(2)装置的连接顺序为:a→()→()→()→()→()→()→()→()→d
Ⅱ.已知:硫酰氯通常条件下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,易水解产生大量白雾;易分解:SO2Cl2=SO2↑+Cl2↑,催化合成硫酰氯的实验装置如下图(夹持装置已省略)
回答下列问题:
(3)仪器B的名称是____________仪器B冷却水的进口为_______(填“a”或“b”)活性炭的作用是_______________________。
(4)装置D除干燥气体外,另一个作用是__________________。若缺少D,则硫酰氯会水解,该反应的化学方程式是_________________________________。
(5)C装置的作用是________________。为了防止硫酰氯分解,某同学建议将收集器A放在__________中冷却。
【答案】 3Cu +8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O f → e → j→ i→ h → g(或g→h)→ b → c 球型冷凝管 a 催化剂 通过观察气泡控制气流速度(或比例) SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 吸收SO2和Cl2,防止空气污染 冰水浴
【解析】I.根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,所以首先应制备纯净的干燥的NO,利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气气体,则先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体,然后再通过F干燥,得到纯净的干燥的NO进入E中与铁粉反应,最后处理多余的NO,又因为NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,所以最终先通过B氧化NO,后再通过C吸收。
(1)装置A中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu +8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu +8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)根据以上分析,先制备NO→除硝酸气体→除水蒸气→氧化铁粉→氧化多余的NO→NaOH溶液吸收,所以上述装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,故答案为:f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d;
II.(3)根据装置图,仪器B为球型冷凝管,根据采用逆流的冷凝效果好,所以冷凝管中的冷却水进口为a,活性炭作催化剂;故答案为:球型冷凝管;a;催化剂;
(4)D装置的浓硫酸用来干燥气体,防止硫酰氯水解,同时还可以通过观察气泡控制气体流速;若无D,硫酰氯水解为硫酸和盐酸。化学方程式为:SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl,故答案为:通过观察气泡控制气体流速;SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl;
(5)SO2Cl2易分解放出SO2和Cl2,C装置中的碱石灰可以吸收SO2和Cl2,防止空气污染;为了防止硫酰氯分解,可将收集器A放在冰水中冷却,故答案为:吸收SO2和Cl2,防止空气污染;冰水浴。
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【题目】聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用c表示)包括三类:主要为Al3+中的单体形态铝(用Ala表示)总浓度,主要为 [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用Alc表示)总浓度。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
②6AlCl(g)=4Al(s)+2AlCl3(g) ΔH2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s) +3C(s)=2Al (s)+3CO(g) 说明ΔH=_______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
_0( 填“>”或“<”)。
反应①在常压、1900℃的高温下才能进行,说明ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)
(2)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如右表:
AlT/(mol·L-1) | Ala/% | Alb/% | A1c/% |
0.208 | 1.4 | 86.6 | 12.0 |
0.489 | 2.3 | 86.2 | 11.5 |
0.884 | 2.3 | 88.1 | 9.6 |
1.613 | 3.1 | 87.0 | 9.9 |
2.520 | 4.5 | 88.2 | 7.3 |
①在一定温度下,AlT越大,Al(OH)3胶体的百分含量________(填“越大”“越小”或“不变”)。
②若将c=2.520mol/L的聚合氧化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_________________________________。
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86% 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的离子方程式:_________________________。
(4)已知Al3++4X2
,X表示显色剂,
表示有色物质,通过比色分析得
到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194 mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为___________。
②0~3min内该反应的速率vx=________。
③第9min时,反应达到平衡,K=__________(用代数式表示)。