题目内容
【题目】实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图):
(1)反应原理:用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)制备装置类型:固体+液体气体
(3)净化方法:用___________________除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。
(4)收集方法:________________法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是_________________________________________________________________________。
(6)验满方法:将湿润的淀粉-KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到__________________,则证明已集满;或将湿润的_________________靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集满。
【答案】饱和食盐水 向上排空气 Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全 试纸立即变蓝 蓝色石蕊试纸
【解析】
实验室制取氯气时,用二氧化锰与浓盐酸共热制取,浓盐酸具有挥发性,可用饱和食盐水吸收HCl气体,而降低氯气的溶解度;浓硫酸为干燥氯气,吸收水蒸气;氯气的密度大于空气,则用向上排空气法收集;氯气有毒,则用NaOH溶液吸收。
(3)用饱和食盐水去除氯气中的HCl气体,再用浓硫酸除去水蒸气;
(4)氯气的密度大于空气,可用向上排空气法收集或排饱和食盐水收集;
(5)氯气有毒,用强碱溶液吸收,由于氢氧化钙的溶解度较小,导致溶液的浓度小,不能完全吸收过量的氯气,则不用氢氧化钙溶液吸收氯气;
(6)氯气与KI溶液反应,生成单质碘,而碘遇到淀粉,淀粉显蓝色,可观察到淀粉试纸变蓝;若用石蕊试纸时,氯气与水反应生成盐酸、次氯酸,石蕊遇到盐酸,显红色,再与次氯酸反应,石蕊被氧化,红色褪去。
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【题目】H2O2作为绿色氧化剂被应用于废水处理、造纸和化学合成等行业。
(1)已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O2(l) ΔH2=-135.8kJ·mol-1
①H2(g)与O2(g)的反应中,在热力学上更有利的产物是__,原因是__。
②常温下,H2O2分解的热化学方程式为__。
(2)我国科学家使用Ag9团簇作催化剂,研究H2O2的合成。各步骤的活化能和反应热,如表所示,利用计算机模拟反应历程如图所示(TS表示过渡态,表示被催化剂吸附的物种)。
Ag9团簇上生成H2O2的活化能Ea和反应热
步骤 | 过渡态 | Ea/kJ |
| |
A | Ag9 | TS1 | 74.1 | +68.7 |
B | H—Ag9 | TS2 | 108.7 | -27.2 |
C | H—Ag9—H+ O2 | TS3 | 78.4 | -75.4 |
D | HOO | TS4 | 124.7 | +31.3 |
①通过降低步骤___(填字母)的能垒(活化能),可以较大幅度提高合成反应的速率。
②反应历程中2到3断裂的化学键为___(填序号)。
A.O2中的氧氧键 B.H2中的氢氢键 C.Ag9OOH中的氧氢键
(3)利用阴阳极同步放电产生H2O2和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]的原理如图所示。阳极上放电的离子是___,阴极的电极反应式为___。
(4)常温下,H2O2分解速率方程v=0.0625·c(H2O2)mg·L-1·s-1,c(H2O2)随时间变化如下表:
C(H2O2) (mg | 10000.0 | 8000.0 | 4000.0 | 2000.0 | 1000.0 |
分解时间(s) | 0 | 7 | 23 | 39 | 55 |
①当c(H2O2)=8000.0mg·L-1时,v=__mg·L-1·s-1;
②当c(H2O2)降为5000.0mg·L-1时,分解时间为___s。