题目内容
【题目】请按要求完成下列各题:
(1)黑火药爆炸时发生反应:2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑,其中被还原的元素是___,被氧化的元素是___。
(2)配平以下方程式:___K2Cr2O7+___HCl═___KCl+___CrCl3+___Cl2↑+___H2O
(3)已知19.2gCu与过量的200ml5mol/L稀硝酸充分反应,反应方程式如下,请计算(忽略反应前后溶液体积的变化).
3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
①转移电子的物质的量为___mol;标准状况下,产生NO气体的体积为___mL。
②反应后,NO3-的物质的量浓度为___mol/L。
【答案】N、S C 1 14 2 2 3 7 0.6 4480 4
【解析】
(1)反应2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑中,N和S元素化合价降低,被还原,则KNO3和硫为氧化剂,C元素化合价升高,被氧化,C为还原剂,以此解答该题;
(2)K2Cr2O7+HCl→KCl+CrCl3+Cl2↑+H2O中,Cr元素的化合价降低,Cl元素的化合价升高,转移电子数目为6e-,据此进行配平;
(3)①求出铜的物质的量为0.3mol,由于硝酸过量,故根据铜的量来计算.由于铜反应后变为+2价,据此分析反应转移的电子的物质的量;然后根据3Cu~2NO来计算生成的NO的物质的量和体积;
②反应后,NO3-的物质的量n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO),根据溶液体积为200mL来计算。
(1)反应2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑中,N和S元素化合价降低,被还原,C元素化合价升高,被氧化;
(2)该反应中元素的化合价变化如下:K2Cr2O7→CrCl3,铬元素由+6价→+3价,得电子,所以K2Cr2O7是氧化剂,CrCl3是还原产物; HCl→Cl2,氯元素由-1价→0价,失电子,所以HCl是还原剂,氯元素被氧化,Cl2是氧化产物;反应中所有Cr元素化合价降低了6价,部分Cl元素的化合价从-1升高到了0价,共升高了6价,根据电子守恒,所以重铬酸钾的系数是1,CrCl3的系数是2,氯气的系数是3,根据K元素守恒,KCl的系数是2,根据Cl元素守恒,HCl的系数是14,根据H元素守恒,生成的水的系数是7,转移电子数目为6e-,该反应方程式为K2Cr2O7+14HCl═2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;
(3)①19.2g铜的物质的量为n==0.3mol,由于硝酸过量,则铜完全反应.由于铜反应后变为+2价,故此反应转移的电子的物质的量为0.6mol;NO是还原产物,每生成1molNO转移3mol电子,则反应中生成NO标况下的体积为
×22.4L/mol=4.48L=4480mL;
②由于反应生成的NO的物质的量为0.2mol,根据溶液中N原子的守恒,反应后,NO3-的物质的量n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO)=5mol/L×0.2L-0.2mol=0.8mol,而溶液体积为200mL,故溶液中NO3-的物质的量浓度为c(NO3-)==4mol/L。
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【题目】有机物的反应往往伴随副反应发生,因此需要分离提纯。有一种水果香精的合成步骤如下:
Ⅰ合成:
在干燥的圆底烧瓶中加11.5mL(9.3g,0.125mol)正丁醇、7.2mL(7.5g,0.125mol)冰醋酸(乙酸)和3~4滴浓H2SO4,摇匀后,加几粒沸石,再按图1所示装置安装好。在分水器中预先加入5.00mL水,其水面低于分水器回流支管下沿3~5mm,然后用小火加热,反应大约40min。
Ⅱ分离提纯:
①当分水器中的液面不再升高时,冷却,放出分水器中的水,把反应后的溶液与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗中,用10mL10%碳酸钠溶液洗至酯层无酸性(pH=7),充分振荡后静置,分去水层。
②将酯层倒入小锥形瓶中,加少量无水硫酸镁干燥(生成MgSO47H2O晶体)
③将乙酸正丁酯粗产品转入50mL蒸馏烧瓶中,加几粒沸石进行常压蒸馏,收集产品,主要试剂及产物的物理常数如下:
化合物 | 正丁醇 | 冰醋酸 | 乙酸正丁酯 | 正丁醚 |
密度/(g/mL) | 0.810 | 1.049 | 0.882 | 0.7689 |
沸点/℃ | 117.8 | 118.1 | 126.1 | 143 |
在水中的溶解性 | 易溶 | 易溶 | 难溶 | 难溶 |
制备过程中还可能与的副反应有2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出合成乙酸正丁酯的化学方程式____________。
(2)如图1整个装置可看作由分水器、圆底烧瓶和冷凝管组成,其中冷水应从______(填a或b)管口通入。
(3)步骤①中碳酸钠溶液的作用主要是除去硫酸、_________、___________。
(4)在操作步骤②后(即酯层用无水硫酸镁干燥后),应先___________(填实验操作名称),然后将乙酸正丁酯粗产品转入蒸馏烧瓶中,如果蒸馏装置如图2所示,则收集到的产品中可能混有___________________杂质。
(5)步骤③的常压蒸馏,需控制一定的温度,你认为在_______中加热比较合适(请从下列选项中选择)。
A.水 B.甘油(沸点290℃) C.石蜡油(沸点200~300℃) D.沙子
(6)反应结束后,若放出的水为6.98mL(水的密度为1g/mL),则正丁醇的转化率约为_______。