题目内容
【题目】已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是______,烧瓶中发生的反应的化学方程式是________。
(2)画出虚线框内的实验装置图,所加试剂为____________,该装置的作用是_______。
(3)装置B中盛放的试剂是____________(填序号),实验现象为____________,该反应的离子方程式是_____________,该反应属于四种基本反应类型中的__________反应。
A Na2S溶液 B Na2SO3溶液 C Na2SO4溶液
(4)已知:①硫酸比次氯酸稳定;②高氯酸的酸性比硫酸强;③S2-比Cl-易被氧化;④HCl比H2S稳定;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应;⑥铁与氯气在加热条件下反应生成三氯化铁,铁与硫在加热条件下反应生成硫化亚铁;⑦硫原子与氯原子的电子层数相同,氯的原子半径小于硫原子。能说明氯的非金属性比硫强的是________(填序号)。
A 全部 B ②③④⑥⑦ C ①②④⑤⑥ D ②③④⑤⑥⑦
(5)装置C中盛放烧碱溶液,目地是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气,写出该装置中所发生反应的离子方程式:_____________。
【答案】浓盐酸 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 除去Cl2中的HCl气体 A 有淡黄色沉淀生成 S2-+Cl2=2Cl-+S↓ 置换 B Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解析】
根据题意,验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强的原理是:氯气可以将硫从其化合物硫钠中置换出来;最高价氧化物对应水化物的酸的酸性强弱、离子的还原性强弱、氢化物的稳定性、将同样的金属氧化到的价态等进行判断。
(1)装置A的作用是制取氯气,利用MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O原理可知,分液漏斗中盛装的试剂是浓盐酸。反应的方程式为: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,本题答案是:浓盐酸; MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)二氧化锰和浓盐酸反应制得的氯气中含有氯化氢杂质,可以用盛有饱和食盐水的洗气瓶将其除去,虚线框内的实验装置图为:,因此,本题正确答案是:;饱和食盐水;除去Cl2中的HCl气体;
(3)氯气可以将硫从其化合物中置换出来的事实可以证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,所以选择 Na2S溶液,反应的原理是: S2-+Cl2=2Cl-+S↓,有淡黄色沉淀生成,属于置换反应,因此,本题正确答案是:A;有淡黄色沉淀生成, S2-+Cl2=2Cl-+S↓;置换。
(4) ①硫酸比次氯酸稳定不能证明非金属性:Cl>S,故①错误;②最高价氧化物对应水化物的酸的酸性越强,则元素的非金属性越强, 高氯酸的酸性比硫酸强,所以Cl的非金属性强于S,故②正确;③S2-比Cl-易被氧化,说明单质的氧化性是氯气强于硫,所以Cl元素的非金属性强于S,故③正确;④元素的氢化物的稳定性越强则元素的非金属性越强,HCl比H2S稳定,所以Cl元素的非金属性强于S,故④正确;⑤铜与盐酸不反应,但能与浓硫酸反应,不能说明非金属性:Cl>S,故⑤错误;⑥单质将同样的金属氧化到的价态越高则原子的得电子能力强, 元素的非金属性越强,故⑥正确;⑦硫原子与氯原子电子层数相同,同周期元素的原子半径越小,得电子能力越强,元素的非金属性越强,故⑦正确,所以正确选项是 ②③④⑥⑦,因此,本题正确答案是:B;
(5)装置C中盛放烧碱溶液,目地是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气,该装置中所发生反应的离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,因此,本题正确答案是: Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
【题目】醇分子间脱水生成醚是制备简单醚的常用方法。用硫酸作为催化剂,在不同的温度下正丁醇和硫酸作用生成的产物会有不同,因此反应需严格控制温度。
主反应
副反应
主要实验装置如图所示
主要试剂及产物的部分性质如下表所示
名称 | 正丁醇 | 正丁醚 | 浓硫酸 |
相对分子质量 | 74 | 130 | 98 |
性状 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
相对密度 | 0.8098 | 0.7689 | 1.84 |
沸点/℃ | 117.7 | 142.4 | 340 |
溶解度/(g/100ml水) | 7.7 | <0.5 |
实验步骤如下:
①在干燥的100mL三颈烧瓶中,放入14.8g正丁醇和4g(2.2mL)浓硫酸,摇动混合,并加入几粒沸石。按装置图,一瓶口装上温度计,温度计的水银球浸入液面以下。另一瓶口装上油水分离器(分水器),先在分水器中放置VmL水,然后将三颈烧瓶在电热套中加热,使瓶内液体微沸,开始回流。
②随反应的进行,分水器中液面增高,这是由于反应生成的水,以及未反应的正丁醇(在三颈烧瓶中会有二元或三元恒沸物)蒸出,经冷凝管冷凝后聚集于分水器内。继续加热到瓶内温度升高到135℃左右。分水器已全部被水充满时,表示反应已基本完成,约需1h。如继续加热,则溶液容易碳化变黑,并有大量副产物生成。
③反应物冷却后,把混合物连同分水器里的水一起倒入盛有一定量水的分液漏斗中,充分振荡,静置后,分出产物粗制正丁醚。用16mL5.0mol/L硫酸分2次洗涤,再用10mL水洗涤,然后加入无水氯化钙。将干燥后的产物注入蒸馏烧瓶中,收集139~142℃馏分,产量为5.6g。
请回答下列问题:
(1)在三颈烧瓶中加入几粒沸石,目的是____________。
(2)仪器a的名称是_____________。
(3)先在分水器中放置VmL水,已知分水器的容积为10mL,试计算VmL为_____mL(保留两位有效数字)。
(4)实验装置图中分水器的作用是________________________________。
(5)反应温度不易过高,溶液容易碳化变黑,并有大量副产物_____________生成。
(6)实验过程中需用5.0mol/L硫酸分2次洗涤正丁醚,用浓硫酸配制5.0mol/L硫酸溶液时,定容的操作方法为___________________________________。
(7)在③步骤中用10mL水洗涤的目的是_________。
(8)本实验最终获得5.6g正丁醚,则产率为_________(保留三位有效数字)。
【题目】CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源,将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)CO2加氢制备甲酸(HCOOH,熔点8.4℃沸点100.8℃)是利用化学载体进行H2储存的关键步骤。
已知:H2(g)+CO2(g)HCOOH(l) △H1=-30.0kJmol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6kJmol-1
则表示HCOOH燃烧热的热化学方程式为___。
(2)在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。
①在合成CH3COOH的反应历程中,下列有关说法正确的是___。填(字母)
a.该催化剂使反应的平衡常数增大
b.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
c.由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键
②该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为___。
(3)CO2与H2在一定条件下反应可生成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、容积均相同(T1℃、2L密闭容器)。实验过程中的部分数据见下表:
反应时间 | n(CO2)/mol | n(H2)/mol | n(CH3OH)/mol | n(H2O)/mol | |
实验I恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | ||||
20min | 1 | ||||
30min | 1 | ||||
实验II绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①实验I,前10min内的平均反应速率υ(CH3OH)=___。
②平衡时CH3OH的浓度:c(实验I)___c(实验II)(填“>”、“<”或“=”,下同)。实验I中当其他条件不变时,若30min后只改变温度为T2℃,再次平衡时n(H2)=3.2mol,则T1___T2。
③已知某温度下该反应的平衡常数K=160,开始时在密闭容器中只加入CO2和H2,反应10min时测得各组分的浓度如下表,则此时υ正___υ逆。
物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |