题目内容
硫代硫酸钠(Na2S2O3)商品名“海波”,俗名“大苏打”,分析化学上常用于 滴定实验。某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠晶体并探究其化学性质。
I.制备 Na2S2O3
(1)如图,关闭K1打开K2, 反应开始后,装置c中的产物除 了 Na2S2O3外还有一种无色无味 的气体,这种气体是______。
(2)装置c中反应结束后, 先关闭分液漏斗旋塞,在e处连 接盛NaOH溶液的注射器,再关闭K2打开K1 ,其目的是_______________。待c中溶液冷却后,倒入蒸发皿,通过加热蒸发、冷却结晶和干燥等操作获得Na2S2O3 CH2O晶体。
(3)实验结束后,装置d中的溶质可能有__________________。
探究Na2S2O3的部分化学性质
【分析推理】Na2S2O3可以看成是一个S原子取代了 Na2SO4中一个O原子形成的。据此 推测,下列说法正确的是____________。
A.和都是正四面体结构 B.中硫硫键的键长大于硫氧键
C.中的键角均为 D.中所有原子都满足8电子结构
【提出假设】①Na2S2O3与Na2SO4结构相似,化学性质也应该相似,因此室温时Na2S2O3 溶液pH=7。②从S元素的化合价推测Na2S2O3具有较强的还原性。
【验证假设】配制适量Na2S2O3溶液,进行如下实验(请填空):
实验操作 | 实验现象 | 现象解释(用离子方程式表示) | |
① | ___________________ | 溶液pH=8 | ___________ |
② | 向新制氯水中滴入适量Na2S2O3溶液 | 氯水褪色 | _____________ |
【实验结论】__________________
氮是地球上含量丰富的一种元素,“固氮”在工农业生产中有着重要作用,是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g) 2NO(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×10-8 | 2×104 | 7×103 |
(1)①分析数据可知:大气固氮反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②在一定温度下,将一定足的N2和O2通入到体积为1L的密闭容器中,当“大气固氮”反应达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是_______。
a.增大压强 b.增大反应物的浓度 c.使用催化剂 d.升高温度
③ 从分子结构角度解释“大气固氮”和“工业固氮”反应的活化能都很高的原因:________。
(2)分析表格数据可知“大气固氮”的反应正向进行的程度小,不适合大规模生产,故世界各国均采用合成氨的方法进行工业固氮。
①从平衡移动角度考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________。
②将0.1molN2和0.1molH2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应,则下图所示N2的平衡转化率在不同压强(P1,P2)下随温度变化的曲线正确的是____________(填“A” 或“B”);比较P1、P2的大小关系________;若300℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为100L,则此状态下反应的平衡常数K=______________ (计算结果保留2位有效数字)。
③合成氨反应达到平衡后,t1时刻氨气浓度欲发生图C变化可采取的措施是____________。
(3)近年近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=____________。
(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H1=-92.4kJ•mol-1;2H2(g)+O2(g)?2H2O(l) △H2=-571.6kJ•mol-1 )