题目内容
【题目】过氧化钙可用于治理赤潮、应急供氧等。已知:过氧化钙,为白色或淡黄色结晶粉末,难溶于水,不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,常温下干燥品很稳定,能溶于稀酸生成过氧化氢。某小组同学探究过氧化钙的制法和性质:
(1)甲、乙两位同学设计的过氧化钙实验室制法如下,其中产率较低的是______(填A、B)
方法A Ca (OH)2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2H2O
方法B CaCl2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2HCl
方法A所得产品中纯度不高,所含杂质主要是 ___________(填化学式)
如果不加入稳定剂,则两种方法都需在5℃以下进行实验,原因可能是______________。
(2)丙同学认为CO2、SO2与过氧化钙的反应原理相同,丁同学认为SO2具有较强的还原性,而CO2没有,故而反应原理不相同。他们设计了如下实验装置,通过测量装置E中所得气体体积判断反应情况:
①试剂B的作用是____________________。
②若实验中SO2足量,且与过氧化钙充分反应,取反应后的固体进行探究,以验证过氧化钙与SO2反应的生成物。若SO2未被氧化,则反应的化学方程式为:______________________________。
③装置E中收集到的氧气体积为V L(已换算成标准状况下),若SO2完全被氧化,则V =______。
(3)某工厂利用电石渣(主要成分为氢氧化钙)生产过氧化钙的生产流程如下:
用上述方法制备过氧化钙(CaO2·8H2O),搅拌步骤的化学方程式是______________。
②某小组釆用单变量法确定温度、H2O2浓度对产率的影响,结果如下,则实际生产应选择的适宜条件为__________。
H2O2 % | 30% | 25% | 20% | 15% | 10% | 5% | ||||||
产率 | 60.40 | 62.42 | 64.54 | 63.20 | 63.10 | 62.40 | ||||||
温度(℃) | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 0 | ||||||
产率 | 43.24 | 52.80 | 64.54 | 63.80 | 60.45 | 52.40 | ||||||
【答案】B Ca(OH)2 反应放热,使平衡向左移动,另外过氧化氢受热分解 吸收未反应的SO2 2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2 0 CaCl2+H2O2+2NH3H2O+6H2O=CaO28H2O↓+2NH4Cl 温度为30℃、H2O2浓度为20%
【解析】
(1) 过氧化钙难溶于水,能溶于稀酸生成过氧化氢;根据反应物是否全部反应判断CaO2中含有的杂质,由于反应是放热反应,需要在较低温度下反应,另外H2O2不稳定,受热易分解;
(2)①SO2与CaO2反应生成的气体中可能混有未反应的SO2,需要利用试剂B除去;
②若SO2未被氧化,则SO2和过氧化钙反应生成亚硫酸钙和氧气;
③若SO2完全被氧化,则全部变为硫酸钙;
(3)主要成分为Ca(OH)2的电石渣与NH4Cl混合后得到CaCl2和NH3H2O,再加入H2O2和稳定剂,搅拌得到CaO28H2O,过滤、洗涤并干燥后得到产品;根据反应流程得出反应方程式,根据实际数据得出实际生产应选择的适宜条件。
(1)过氧化钙难溶于水,能溶于稀酸生成过氧化氢,因此甲、乙两位同学设计的过氧化钙实验室制法中方法B生成的CaO2要与HCl反应,导致产率低,故答案为B;方案A所得产品中纯度不高,主要是含有未反应的氢氧化钙;如果不加入稳定剂,则两种方法都需在5℃以下进行实验,原因可能是:①两个反应都是放热反应,为提高产率,促进平衡正向移动,则均需要在较低温度下进行,②避免H2O2在较高温度下分解;
(2)①反应生成的气体中可能混有未反应的SO2,需要利用试剂B除去,则试剂B的作用是吸收未反应的SO2;
②若SO2未被氧化,则二氧化硫和过氧化钙反应生成亚硫酸钙和氧气,发生反应的化学方程式为2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2;
③若SO2完全被氧化,则全部变为硫酸钙,发生反应的化学方程式为CaO2+SO2=CaSO4,则没有氧气生成,即V=0;
(3)①根据反应流程可知,混合后得到CaCl2和NH3H2O的混合液,CaCl2和NH3H2O与H2O2混合搅拌生成CaO28H2O,则发生反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3H2O+6H2O=CaO28H2O↓+2NH4Cl;
②根据表中数据可知温度为30℃、H2O2浓度为20%时CaO2·8H2O的产率最高,则实际生产应选择的适宜条件为温度为30℃、H2O2浓度为20%。
【题目】随着科技的进步,合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C—O | H—O | N—H | C—N | C—H |
键能/kJ·mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 | 414 |
则该反应的ΔH=_________kJ·mol-1。
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH <0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为_________。
②X轴上a点的数值比b点_________ (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________。
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通
过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为_________(填A、B)。
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为______________________________________________。
(4)常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(PbI2)=_________。
【题目】装置a、b、c中分别盛有试剂1、2、3,用如图所示的装置进行实验(夹持仪器略去,必要时可加热),能达到相应实验目的的是
选项 | 试剂1 | 试剂2 | 试剂3 | 实验目的 | 装置 |
A | 浓 | Cu片 | KI-淀粉溶液 | 验证的氧化性 | |
B | 盐酸 | 石灰石 | 饱和 | 制备 | |
C | 稀硫酸 | 溶液X | 澄清石灰水 | 验证溶液X中是否有 | |
D | 70%硫酸 | 酸性溶液 | 证明具有漂白性 |
A. A B. B C. C D. D