题目内容

【题目】某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。

(1)试剂X的化学式________。A中制取Cl2的离子方程式____________________。

(2)试剂Y的名称为______________。

(3)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中除含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。

①提出合理假设。

假设1:存在两种成分:NaHCO3和____________________________;

假设2:存在三种成分:NaHCO3和__________________________。

②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。

限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中

步骤2:向A试管中滴加BaCl2溶液

__________________

步骤3:______________

__________________

(4)已知Cl2O与水反应生成次氯酸,则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为____________。

【答案】HCl MnO2+4H++2ClMn2++Cl2↑+2H2O 饱和食盐水 NaCl NaCl、Na2CO3 ①若无明显现象,证明固体不含碳酸钠;②若溶液变浑浊,证明固体中含碳酸钠 向B试管中滴加过量的稀硝酸溶液,再滴加AgNO3溶液 若溶液变浑浊,结合步骤2中①,假设1成立;结合步骤2中②,则假设2成立 Cl2O+2NaOH=2NaClO+H2O

【解析】

装置A是氯气的发生装置,实验室中常用浓盐酸和二氧化锰在加热下制氯气,因此试剂X是浓盐酸,从A中制得的氯气常常含有水蒸气和氯化氢,因此装置B要除去氯化氢,防止对后续实验造成干扰,可以选用饱和食盐水来除去氯化氢,试剂Y是饱和食盐水,装置C中发生碳酸钠和氯气的反应,装置D可用来收集气体,装置E是尾气处理装置,据此来分析即可。

(1)实验室利用MnO2和浓盐酸在加热条件下发生反应制取Cl2,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,其中HCl、MnCl2是易溶于水的强电解质,改写成离子形式,据此写出离子方程式;

(2)由于浓盐酸具有较强的挥发性,因此A中制取的Cl2中混有HCl、H2O(g)。该实验的目的是探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分,故应除去Cl2中的HCl气体,试剂Y要求既能除去HCl,又不能吸收Cl2,这里可选用饱和食盐水;

(3)①Cl2与Na2CO3反应生成Cl2O的过程中,氯元素由0价升高到+1价,根据氧化还原反应中元素化合价有升必有降的规律可知,生成的氯盐为NaCl。潮湿的Cl2与Na2CO3在固体表面发生反应,Na2CO3可能反应不完全,据此推测固体残渣中有NaHCO3和NaCl,可能有未反应的Na2CO3;

②将C中固体残渣溶于水配成溶液,步骤2利用BaCl2溶液检验是否存在Na2CO3;步骤3检验NaCl,先向B中加入过量稀硝酸,排除干扰,再加入AgNO3溶液进行检验;

(4)Cl2O与水反应生成HClO,化学方程式为Cl2O+H2O=2HClO。HClO与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO和H2O,化学方程式为HClO+NaOH=NaClO+H2O。

练习册系列答案
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【题目】二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。合成气(主要成分为CO、CO2和H2)是重要的化工原料,可利用合成气在催化剂存在下直接制备二甲醚(CH3OCH3)。

已知:① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ·mol-1

② CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ·mol-1

③ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5 kJ·mol-1

(1)工业上用CO2和H2在一定条件下反应直接制备二甲醚,主反应为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

①要使该反应速率和产率都增大,应该采取的措施是__________________________________;。

②一定条件下,上述主反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________(填标号)。

a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大

c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的变小

③在某压强下,制备二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时CO2的转化率如图(a)所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入10L的密闭容器中, 5 min后反应达到平衡状态,则05 min内的平均反应速率υ(CH3OCH3)=__________;KA、 KB、 KC三者之间的大小关系为___________。

(2)在适当条件下由CO和H2直接制备二甲醚,另一产物为水蒸气。

①该反应的热化学方程式是_______________________________。

②CO的转化率、二甲醚的产率与反应温度的关系如图(b)所示,请解释290℃后升高温度,CH3OCH3产率逐渐走低的原因可能是________________________________。

【题目】水合肼(N2H4H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。如图是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。

查阅资料:①水合肼有毒且不稳定,具有强还原性和强碱性;

②有关物质的物理性质如下表:

物质

甲醇

水合肼

亚硝酸甲酯

叠氮化钠

熔点(℃)

-97

-40

-17

275(410℃:易分解)

沸点(℃)

64.7

118.5

-12

—

回答下列问题:

Ⅰ.合成水合肼。实验室水合肼合成水合肼装置如图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼。

(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO溶液的原因是_____;N2H4 的结构式为_____,制取N2H4H2O的离子方程式为_________。

II.制备叠氮化钠。实验室可利用如图所示的装置及药品制备叠氮化钠。

(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此 可釆取的措施是_____;流程中A溶液蒸馏前,图中装置中开关K1、K2、K3的合理 操作顺序是______。

②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式:_____。

(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为_____,减压过滤,晶体用乙醇洗涤23次后,再_____干燥。

(4)化工生产中,多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,在酸性条件下,二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3,理论上需加入0.5mol L-1的NaClO溶液_____mL

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