题目内容
【题目】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在常温常压下合成。已知NOCl是一种红褐色液体或黄色气体,其熔点64.5℃,沸点5.5℃,遇水易水解。
(1)实验室制备原料气NO和Cl2的装置如下图所示:
①实验室制NO时,装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______。
②实验室制Cl2时,装置B中盛放的试剂为________,其作用是________。
(2)将上述收集到的Cl2充入集气瓶中,按图示装置制备亚硝酰氯。
①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构,则NOCl的电子式为________。
②装置D中的现象为________。
③装置E中无水氯化钙的作用为________。
④某同学认为装置F不能吸收NO,为解决这一问题,可将尾气与某种气体同时通入氢氧化钠溶液中,这种气体的化学式是________。
(3)NO可用间接电化学法除去,其原理如下图所示:
①阴极的电极反应式为______________________。
②吸收塔内发生反应的离子方程式为_________________。
【答案】 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 饱和食盐水 除去 Cl2中的HCl气体 黄绿色气体颜色逐渐变浅,有红褐色液体生成 吸收水蒸气,防止水蒸气进入D装置 O2 2HSO3+2H++2e==S2O42+2H2O 2NO+2S2O42+2H2O==N2+4HSO3
【解析】 (1)图1为固体与液体混合加热型制气装置①实验室制NO时,可选用铜与稀硝酸制取,装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。②实验室制Cl2时,可选用二氧化锰和浓盐酸,制得的氯气中有氯化氢气体,用饱和食盐水除去,装置B中盛放的试剂为饱和食盐水,其作用是除去 Cl2中的HCl气体;(2)
①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构,则氮原子与氧原子形成两对共用电子对,与氯原子形成一对,电子式为:则NOCl的电子式为。②装置D中为氯气制备NOCl,故现象为黄绿色气体逐渐变浅,有红褐色液体生成;③NOCl遇水易分解,装置E中无水氯化钙的作用为吸收水蒸气,防止水蒸气进入D装置。④某同学认为装置F不能吸收NO,为解决这一问题,可将尾气与氧气同时通入氢氧化钠溶液中,生成硝酸钠,这种气体的化学式是 O2。(3)①阴极发生还原反应,得电子,亚硫酸氢根离子反应生成硫代硫酸根离子,电极反应式为:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;②硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气,离子反应方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-。
【题目】酸性 KMnO4 溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某化学探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的 方法来研究影响反应速率的因素。
I.实验前首先用浓度为 0.1000 mol/L 酸性 KMnO4 标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液。
(1)写出滴定过程中发生反应的离子方程式 。
(2)下列有关一定物质的量浓度溶液配制的说法中正确的是 。
A.把 15.8 g KMnO4 固体溶于 1 L 水中所得溶液物质的量浓度为 0.1 mol/L
B.把 0.01 mol KMnO4 固体投入 100 mL 容量瓶中加水至刻度线,充分振荡后,浓度为 0.1 mol/L
C.需要 90 mL 0.1 mol/L 的 KMnO4 溶液,应准确称量 KMnO4 固体 1 58 g
D.定容时仰视容量瓶颈刻度线读数,会使配制的溶液浓度偏高
II.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为 0.2000 mol/L。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为 8.00 mL)。
实验编号 | 温度(℃) | 催化剂用量(g) | 酸性高锰酸钾 溶液 | |
体积(mL) | 浓度(mol/L) | |||
1 | 25 | 0.5 | 4.00 | 0.1000 |
2 | 50 | 0.5 | 4.00 | 0.1000 |
3 | 25 | 0.5 | 4.00 | 0.0100 |
4 | 25 | 0 | 4.00 | 0.1000 |
(3)写出表中实验 1 和实验 2 的实验目的: 。
(4)该小组同学对实验 1 和实验 3 分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验 编号 | 溶液褪色所需时间 (min) | ||
第 1 次 | 第 2 次 | 第 3 次 | |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
2 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述数据后得出“其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,甲同学改进了实验方案,请简述甲同学改进 的实验方案______________。
(5)该实验中使用的催化剂应选择 MnSO4 并非 MnCl2,原因可用离子方程式表示为________。
III.工业上可用软锰矿(主要成分为 MnO2)经下列生产过程制备高锰酸钾。
①由软锰矿提取得到 MnO2,然后在 MnO2、KOH 的熔融混合物中通入空气可制得锰酸钾(K2MnO4);
②向锰酸钾溶液中通入CO2可获得高锰酸钾。
(6)第①步生产过程中,在熔融混合物中通入空气时发生反应的化学方程式:______________。
(7)向锰酸钾溶液中通入CO2可获得高锰酸钾,该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________________。