题目内容
【题目】无水FeCl2易吸湿、易被氧化,常作为超高压润滑油的成分。某实验小组利用无水FeCl3和氯苯(无色液体,沸点132.2℃)制备少量无水FeCl2,并测定无水FeCl2的产率。
实验原理:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑
实验装置:按如图所示组装好的装置,检查气密性后,向三颈烧瓶A中加入16.76g无水FeCl3和22.5g氯苯。
回答下列问题:
(1)利用工业氮气(含有H2O、O2、CO2)制取纯净干燥的氮气。
①请从下列装置中选择必要的装置,确定其合理的连接顺序:a→________→上图中的j口(按气流方向,用小写字母表示)。
②实验完成后通入氮气的主要目的是________。
(2)装置C中的试剂是________(填试剂名称),其作用是________。
(3)启动搅拌器,在约126℃条件下剧烈搅拌30min,物料变成黑色泥状。加热装置A最好选用__(填字母)。
a.酒精灯 b.水浴锅 c.电磁炉 d.油浴锅
(4)继续升温,在128~139℃条件下加热2h,混合物颜色逐渐变浅,黏度降低。该步骤中加热温度已经接近或超过氯苯沸点,但氯苯实际损失量却非常小,其原因是________。
(5)继续加热1h后放置冷却,在隔绝空气条件下过滤出固体,用洗涤剂多次洗涤所得固体,置于真空中干燥,得到成品。若D中所得溶液恰好与25mL2.0mol·L-1NaOH溶液完全反应,则该实验中FeCl2的产率约为________(保留3位有效数字)。
【答案】fg→de→bc(提示:除水后再除氧气,防止还原铁粉与水蒸气反应生成氢气) 将生成的HCl气体排入装置D中被水完全吸收 无水氯化钙 防止水蒸气进入装置A中使FeCl2、FeCl3水解 d 球形冷凝管可使挥发的氯苯冷凝回流 97.0%
【解析】
(1)思路:先除CO2→再除H2O(顺带除去吸收二氧化碳带出来的水蒸气)→再除O2(除水后再除氧气,防止还原铁粉与水蒸气反应生成氢气);
(2)由FeCl2、FeCl3易水解性质可解,前后一定要有干燥装置;
(3)油浴锅的好处是便于控制温度;
(4)有冷凝管可使反应物冷凝回流;
(1)①由分析可知,装置接口的连接顺序为fg→de→bc,吸收装置注意长进短出;②实验完成后继续通入氮气的主要目的是:将生成的HCl气体排入装置D中被水完全吸收,防止测FeCl2的产率偏小。
(2)FeCl2、FeCl3易水解,装置C中的试剂是干燥剂无水氯化钙,其作用是防止水蒸气进入装置A中使FeCl2、FeCl3水解;
(3)结合温度约126℃,选择油浴锅的好处是便于控制温度,故选d;
(4)由装置图可知,加热温度已经接近或超过氯苯沸点,但氯苯实际损失量却非常小,其原因是球形冷凝管可使挥发的氯苯冷凝回流;
(5)n(HCl)=n(NaOH)=0.025L2.0mol·L-1=0.05mol,
n(FeCl2)=n(HCl)=0.05mol=0.1mol,
加入16.76g无水FeCl3和22.5g氯苯,物质的量分别约为0.103mol和0.2mol,由反应方程式可知氯苯过量,
则该实验中FeCl2的产率约为100%97.0%。
【题目】氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
【题目】工业制硫酸的尾气中含有一定量SO2,处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法。
(一)工业实际吸收过程中,第Ⅰ步常采用浓苛性钠溶液吸收为其中的SO2,然后向生成溶液中加入熟石灰,充分反应后将生成产物分离后再经氟化后制得产品A。
(1)产品A是_______(填化学式)。
(2)有人提出将第一步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3,你认为是否可行?_______(填“可以”、“不可以”或“不确定”)原因是_______。
(二)制备MnSO4H2O:SO2还原MnO2矿制备MnSO4H2O,过程如下:
己知25℃时部分物质的溶度积常数如下表:
物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | MnS | FeS | CuS |
溶度积 | 2.1×10-13 | 4.0× 10-38 | 2.2×10-23 | 1.0×10-11 | 6.3×10-18 | 6.3×10-38 |
(3)还原时,若尾气中SO2含量为4.48%,除去标况下lm3尾气至少需要含锰质量分数为55%的MnO2 矿粉_______g。
(4)除铁时加入碳酸钙,发生的反应的离子反应方程式为_____________________。
(5)试剂A最好是______________(写化学式)。
(6)操作I的名称为_________________。MnSO4H2O在1150℃高温下易分解,产物是Mn3O4、含硫化合物、水,在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是________________。