题目内容
【题目】锡是第ⅣA族第五周期金属元素,四氯化锡(SnCl4)是重要的媒染剂,易与水反应,熔点为-33℃、沸点为114℃,某研究性学习小组设计如下装置(部分夹持装置及加热仪器省略,MnO2过量)制备SnCl4。
(1)仪器X的名称是_____,加热装置丁前要先排出装置内的空气,排出空气的目的是______,排出空气的方法是_______
(2)锡粉被吸附在硅胶上,其优点是______,甲中反应的离子方程式_______
(3)装置己中的试剂是________,实验过程中,乙装置内可观察到的明显现象是__________
(4)设计一种实验方案,证明在MnO2过量的情况,盐酸仍无法反应完______________。
【答案】 直形冷凝管 防止锡被空气氧化 用甲中生成的氯气排空气 可增大反应物间接触面积,有利于锡粉充分反应 4H++MnO2+2C1-Mn2++Cl2↑+2H2O 碱石灰 有气泡产生,液面上方充满黄绿色气体 取适量反应后的甲装置中的液体放入试管中,再向试管中加入几滴石蕊试液,溶液变红色
【解析】试题分析:本题考查SnCl4的制备,侧重考查Cl2的实验室制备、离子方程式的书写、实验装置的分析、实验现象的描述、实验方案的设计。
(1)根据仪器X的构造特点,仪器X的名称为直形冷凝管。加热时Sn易被氧气氧化,加热装置丁前要先排出装置内的空气,排出空气的目的是:防止Sn被空气氧化。排出空气的方法是:用装置甲中生成的Cl2排空气。
(2)锡粉被吸附在硅胶上,其优点是:可增大反应物间接触面积,有利于锡粉与Cl2充分反应。装置甲中为MnO2与浓盐酸共热制Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)由于Cl2能污染大气、SnCl4易与水反应,装置己中盛放的固体试剂既能吸收Cl2又能吸收H2O(g),该固体试剂是碱石灰,其作用是:(1)吸收多余Cl2,防止污染大气;(2)防止外界空气中的H2O(g)进入装置戊中使SnCl4水解。装置甲制得的Cl2中混有HCl(g)和H2O(g),装置乙中用饱和食盐水吸收HCl,实验过程中乙装置内可观察到的明显现象是:有气泡产生,液面上方充满黄绿色气体。
(4)要证明在MnO2过量的情况下盐酸仍无法反应完,即证明装置甲反应完全后的溶液中仍含有HCl,由于MnCl2会电离出Cl-,所以证明反应后的溶液中含H+即可。设计的实验方案是:取适量反应后的甲装置中的液体放入试管中,再向试管中加入几滴石蕊试液,溶液变红色,证明盐酸仍无法反应完。
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【题目】硫酸年产量的高低可衡量一个国家化工生产水平发展的高低,SO2转化为SO3是制备硫酸中的关键性反应,也是一个可逆反应。
(1)NO可作为SO2与O2间反应的催化剂,催化机理如下:
①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH2
总反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH3=-196.6kJ/mol ΔH2=__________
(2)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molSO2、2mo1O2测得容器中压强的变化如下表所示(SO3为气体):
反应时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
压强/MPa | 16.0a | 14.7a | 13.7a | 13.0a | 12.5a | 12.4a | 12.4a |
①0~10min内,υ(SO2)=_________
②该温度下的平衡常数K=__(结果保留一位小数)。
③反应达到平衡后,再向容器中同时充入均为0.2mol的三种气体后,υ(正)、υ(逆)的关系是___
(3)一定温度下,向某密闭容器中通入一定量的二氧化硫和氧气的混合气体并使之反应,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如下图所示:
①A、B、C三条曲线中表示SO2物质的量的变化的是__,若在15~20min、25~30min两个时间段内容器容积不变,则在某一时刻SO3的分解速率较大的时间段是_______。
②10~15min内反应速率发生了明显变化,其可以的原因有__________
(4)常温下,用NaOH溶液吸收SO2既可消除SO2造成的大气污染,也可获得重要的化工产品,若某吸收液中c(HSO3-):c(SO32-)=1:100,则所得溶液的pH=______(常温下K1(H2SO3)=1.5×10-2、K2(H2SO3)=1×10-7