题目内容
【题目】三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料,可用于制取乙硎烷(B2H6),也可做有机合成的催化剂。某兴趣小组选用下列装置制备BCl3。
查阅资料:
①BCl3的沸点为12.5℃,熔点为-107.3℃,易水解;
②2B+6HCl2BCl3+3H2
请回答下列问题:
(1)装置A中盛浓盐酸的仪器名称为_________;装置A中发生反应的离子方程为___________。
(2)按气流方向连接各装置的接口,顺序为a→___→___→___→___→b→c→f→g→h,连接好装置后的第一步实验操作为_________。
(3)装置C中盛放的试剂为_________,实验中若不用装置C,可能产生的危险为_________。
(4)装置E的作用为__________________。
(5)常温下, KSP[Mn(OH)2]=1.0×10-13,向制取Cl2后的残余液中加入氢氧化钠溶液至Mn2+沉淀完全[c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1]溶液的PH最小为_________。
【答案】 分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2+ + Cl2↑+2H2O edjk 检查装置的气密性 饱和NaCl溶液 Cl2和H2加热发生爆炸 防止空气中的水蒸气进入U形管使产物发生水解;吸收多余Cl2,防止污染空气 10
【解析】(1)装置A叫做分液漏斗,根据装置A的药品和反应条件可以知道该装置是实验室制备氯气的装置,其中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)根据实验目的“某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl3,根据的原理是3Cl2+2B=2BCl3,所以装置连接的顺序应该为气体发生装置---除杂装置--反应装置--收集装置--尾气处理装置的顺序,又实验室制备氯气中夹杂有氯化氢和水,且应先除去HCl再除去水,按气流方向连接各装置的接口,顺序为a→e→d→j→k→b→c→f→g→h,点燃A处酒精灯之前要先检验装置的气密性,因此,本题正确答案是: edjk,检查装置的气密性。(3)装置C的作用是除去氯气中的氯化氢气体,夹杂在氯气中的氯化氢也会进入盛有硼粉的玻璃管发生反应2B+6HCl=2BCl3+3H2↑,可能产生的危险是氢气和氯气混合气体受热易爆炸,所以C中盛饱和氯化钠溶液可以除去氯气中的氯化氢,本题正确答案是:饱和NaCl溶液,Cl2和H2加热发生爆炸。
(4)装置E的作用是防止空气中的水蒸气进入U形管使产物发生水解;吸收多余Cl2,防止污染空气.(5)已知KSP[Mn(OH)2]=1.0×10-13,c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1,带入公式KSP[Mn(OH)2]= c(Mn2+)×c(OH-)2可得c(OH-)=1.0×10-4,故pH=10。
【题目】碳、氮广泛的分布在自然界中,碳、氮的化合物性能优良在工业生产和科技领域有重要用途。
(1)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由SiO2与过量焦炭在1300~1700℃的氮气流中反应制得:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g),已知60gSiO2完全反应时放出530.4kJ的能量,则该反应每转移1mole-,可放出的热量为___________________。
(2)某研究小组现将三组CO(g)与H2O(g)混合气体分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,一定条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | CO | H2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 0.5 | 1.5 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.5 | 0.5 |
①实验1中,前5min的反应速率v(H2O)=_____________。
②下列能判断实验2已经达到平衡状态的是______________________。
a.混合气体的密度保持不变 b.容器内CO、H2O、CO2、H2的浓度比不再变化
c.容器内压强不再变化 d..容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
e. v正(CO)=v逆(H2O)
③若实验3的容器是绝热恒容的密闭容器,实验测得H2O(g)的转化率H2O%随时间变化的示意图如左上图所示,b点v正_________v逆(填“<”、“=”或“>”)
(3)利用CO与H2可直接合成甲醇,右上图是由“甲醇(CH3OH)一空气”形成的绿色燃料电池的工作原理示意图,b电极是该燃料电池的_________(选“正极”或“负极”);写出以石墨为电极的电池工作时负极的电极反应式___________________________________。