题目内容
【题目】现有金属单质A和气体甲、乙、丙及物质B、C、D、E、F、G,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)实验室制取氯气的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O,MnO2做______剂,如果反应产生的气体在标况下体积为2.24L,则被氧化的HCl的物质的量是_____mol
(2)写出下列反应的离子方程式:
①金属A和水__________________________________________。
②物质B和气体乙_______________________________________。
(3)用两个化学方程式表示固体G可做呼吸系统供氧剂原因_______________________。
(4)用化学方程式解释F长期放置在空气中失效的原因___________________________。
(5)红热细铁丝能在气体乙剧烈燃烧,现象是____________________,将燃烧产物配成饱和溶液滴入沸水中可以得到的氢氧化铁胶体,该氢氧化铁胶体粒子直径在_________之间。向氢氧化铁胶体中滴入过量稀硫酸,现象是__________________________________。
【答案】 氧化 2 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2OH—+Cl2= Cl—+ClO—+H2O 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2↑ Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑ 产生棕红色的烟 1-100nm 先产生红褐色沉淀最后溶解为黄色溶液
【解析】试题分析:金属A是食盐中的元素,则A是钠,和水反应生成氢氧化钠和氢气,则甲是氢气,B是氢氧化钠。黄绿色气体是氯气,则乙是氯气,和氢气反应生成丙是氯化氢。氯化氢溶于水得到盐酸。浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气。氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。氯气和氢氧化钙反应生成漂白粉,则E是氢氧化钙,F是次氯酸钙。钠和氧气反应生成淡黄色固体是过氧化钠,即G是过氧化钠。
(1)根据方程式4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O可知Mn元素化合价降低,MnO2做氧化剂,如果反应产生的气体在标况下体积为2.24L,即氯气是0.1mol,所以根据氯原子守恒可知被氧化的HCl的物质的量是0.2mol。
(2)①金属钠和水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;②氢氧化钠和氯气反应的离子方程式为2OH—+Cl2=Cl—+ClO—+H2O;
(3)过氧化钠能与CO2或水反应生成氧气,可作供氧剂,方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2↑;
(4)次氯酸钙容易吸收空气中的水蒸气和CO2转化为次氯酸,次氯酸易分解,因此长期放置在空气中失效,有关方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑;
(5)红热细铁丝能在气体氯气剧烈燃烧,现象是产生棕红色的烟。将燃烧产物配成饱和溶液滴入沸水中可以得到的氢氧化铁胶体,该氢氧化铁胶体粒子直径在1~100nm之间。向氢氧化铁胶体中滴入过量稀硫酸,首先据此,产生氢氧化铁沉淀,然后是中和,所以实验现象是先产生红褐色沉淀,最后溶解为黄色溶液。
【题目】亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过如下反应获得:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)。
(1)氢氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K3
则K3=________(用K1和K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酰氯的结构为Cl—N===O):
化学键 | N≡O | Cl—Cl | Cl—N | N===O |
键能/(kJ·mol-1) | 630 | 243 | a | 607 |
则2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)反应的ΔH和a的关系为ΔH=_______kJ·mol-1。
(3)按投料比2∶1把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图(a)所示:
①该反应的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
②在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为________。
③若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),在n(NO)/n(Cl2)=1.5时达到平衡状态,ClNO的体积分数可能是图(b)中D、E、F三点中的________点。