题目内容
【题目】CS(NH2)2 (硫脲)是一种白色晶体,139C时 溶解度为9.2g·(100gH2O)-1,可用于制造药物、染料等。由H2NCN(氰氨)与Na2S溶液等作原料,在约50°C、pH 10~11时制取,实验装置(夹持及加热装置已略)如下:
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(1)装置B、D中盛放的试剂分别是__________、 _________。
(2)装置C合适的加热方式是___________。
(3)烧瓶中Na2S与等物质的量的H2NCN反应的化学方程式为_________________________________;以合适的流速通入H2S的目的是_________________________。
(4)实验过程中需分次加入H2NCN并继续通入H2S,经多次重复直至液体中出现絮状物。设计后续操作以从装置C的反应液中分离得到硫脲晶体的实验方案:______________________[实验中必须使用的试剂:NaOH溶液]。
【答案】饱和NaHS溶液 NaOH溶液(或CuSO4溶液等) 热水浴 Na2S + H2NCN +2H2O
CS(NH2)2 + 2NaOH 与生成的NaOH反应再生成Na2S并稳定溶液的pH 停止通H2S气体并停止加热,向烧瓶中加入少量NaOH溶液搅拌片刻,将反应液转移到蒸发皿中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、水洗及干燥
【解析】
根据题干信息,反应需要在约50°C、pH10~11下进行,反应方程式为Na2S+H2NCN+2H2O
CS(NH2)2+2NaOH,反应过程中生成了NaOH,为了保持pH的稳定,需要中和反应生成的NaOH,则需要通入H2S气体。FeS和盐酸反应生成H2S,生成的H2S中含有HCl杂质,需要除去,D用于吸收多余的H2S气体。
(1)根据分析,装置B用于除去H2S气体中混有的HCl,需要饱和NaHS溶液;装置D用于吸收多余的H2S,防止污染空气,需要NaOH溶液或者CuSO4溶液;
(2)反应温度约为50℃,最好使用水浴加热;
(3)等物质的量的Na2S和H2NCN反应生成CS(NH2)2,根据原子守恒配平,化学方程式为Na2S+H2NCN+2H2O
CS(NH2)2+2NaOH;反应过程中生成了NaOH,为了保持pH的稳定,需要中和反应生成的NaOH,则需要通入H2S气体;
(4)反应后得到硫脲的溶液,可以通过蒸发结晶的方法从溶液中得到其晶体,开始时,需要停止通入H2S气体,并加入NaOH溶液,中和掉溶于水中的H2S,也使尽可能多地生成硫脲,实验方案为:停止通H2S气体并停止加热,向烧瓶中加入少量NaOH溶液搅拌片刻,将反应液转移到蒸发皿中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、水洗及干燥。
【题目】N2O俗名为“笑气”,也是一种温室气体。结合所学知识,回答下列问题:
(1)锌与极稀硝酸反应可生成N2O,该反应的化学方程式为___________,其中作氧化剂的硝酸与参与反应的硝酸的物质的量之比为___________。
(2)已知几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | N2(g) | CO2(g) |
相对能量/kJmol-1 | 475.5 | 283.0 | 393.5 | 0 |
①N2O(g)和CO(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为____________。
②若其他条件不变,加入高效催化剂,该反应的焓变将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)碘蒸气能催化N2O的分解,反应历程(步骤)如下:
i.I2(g)2I(g)
ii.I(g)+N2O(g)=N2(g)+IO(g)
iii.2IO(g)+2N2O(g)=2N2(g)+2O2(g)+I2(g)
实验表明,在反应过程c(I)始终大于c(IO),由此推测,反应速率ii_________iii(填“>”、“<”或“=”)。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol N2O(g)和3 mol NO(g),发生反应:N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g) △H。测得N2体积分数与温度、时间的关系如图所示。
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①△H___________0(填“>”、“<”或“=”)。
②下列情况表明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度不再改变 B.相对分子质量不再改变
C.NO和NO2的消耗速率相等 D.N2O的体积分数不再改变
③T1时,该反应的平衡常数K=___________。