题目内容
【题目】三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料,实验室制备BCl3的原理为:
B2O3+3C+3Cl2
2BCl3+3CO。某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。(已知:BCl3极易水解,其熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃)请回答下列问题:
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实验Ⅰ:制备BCl3并验证产物CO
(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→___→___→____→____→F→D→I。____________
(2)BCl3接触潮湿空气时,发生反应的化学方程式为________________。
(3)能证明反应中有CO生成的现象是_______________________________________。
实验Ⅱ:产品中氯含量的测定
①准确称取少许m克产品,置于蒸馏水中完全水解,并配成100mL溶液。
②取10.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入V1mL C1 mol/L 的AgNO3溶液使氯离子完全沉淀。然后向其中加入少许硝基苯用力振荡。
④向锥形瓶中逐滴加入C2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。
重复步骤②~④二次,达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V2mL。
已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
(4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为____,步骤④加入的指示剂为________,(写化学式),达到终点时的现象为_____________________________________________。
(5)产品中氯元素的质量分数为_______。
(6)下列操作,可能引起测得产品中氯含量偏高是_____。
A.步骤③中未加入硝基苯
B.步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线
C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡
D. 滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴
【答案】EHJH BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl 澄清石灰水变浑浊且F中黑色固体变成红色 酸式滴定管或移液管 Fe(NO3)3 滴入最后一滴KSCN溶液时,溶液由无色变为血红色且在半分钟内不褪色
B
【解析】
实验Ⅰ、由反应的化学方程式可知氯气与B2O3、C共热反应生成三氯化硼和CO,因三氯化硼的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,则收集三氯化硼要用冰水冷却,未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收,由题给信息可知三氯化硼易水解,为防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入装置E,在E和J之间接上H干燥装置,用于吸收水蒸气,生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜,再将生成的气体通过澄清石灰水检验,可以证明原反应中有一氧化碳生成,多余的CO不能排放到空气中,要用排水法收集;
实验Ⅱ、实验Ⅱ的实验原理为向配制的产品溶液中加入AgNO3溶液,发生反应Ag+ +Cl—=AgCl↓,为了使溶液中的Cl—沉淀完全,应加入过量的AgNO3溶液,然后以硝酸铁为指示剂,若溶液中Cl—沉淀完全,用C2 mol/LKSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液,会发生反应Ag++SCN—=AgSCN↓,若KSCN标准溶液过量,KSCN溶液与硝酸铁溶液反应生成红色硫氰合铁溶液。
(1)由反应的化学方程式可知氯气与B2O3、C共热反应生成三氯化硼和CO,因三氯化硼的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,则收集三氯化硼要用冰水冷却,未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收,由题给信息可知三氯化硼易水解,为防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入装置E,在E和J之间接上H干燥装置,用于吸收水蒸气,生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜,再将生成的气体通过澄清石灰水检验,可以证明原反应中有一氧化碳生成,多余的CO不能排放到空气中,要用排水法收集,则依次连接的合理顺序为G→E→H→J→H→F→D→I,故答案为:G、E、H、J、H;
(2)三氯化硼水解生成HCl和硼酸,反应的化学方程式BC13+3H2O=H3BO3+3HC1,故答案为:BC13+3H2O=H3BO3+3HC1;
(3)根据实验的原理可知,生成的CO能将黑色的氧化铜还原为红色的铜,同时产生能使澄清石灰水变浑的气体,所以能证明反应中有CO生成的现象是装置F中黑色粉末变为红色,装置D中澄清石灰水变浑浊,故答案为:澄清石灰水变浑浊且F中黑色固体变成红色;
(4)步骤②取用10.00mL溶液应选用精量器,可以选择酸式滴定管或移液管;实验Ⅱ的实验原理为向配制的产品溶液中加入AgNO3溶液,发生反应Ag+ +Cl—=AgCl↓,为了使溶液中的Cl—沉淀完全,应加入过量的AgNO3溶液,然后以硝酸铁为指示剂,若溶液中Cl—沉淀完全,用C2 mol/LKSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液,会发生反应Ag++SCN—=AgSCN↓,若KSCN标准溶液过量,KSCN溶液与硝酸铁溶液反应生成红色硫氰合铁溶液,溶液变为血红色,则滴定终点现象为滴入最后一滴KSCN溶液时,溶液由无色变为血红色且半分钟内不褪色,故答案为:酸式滴定管或移液管;Fe(NO3)3;滴入最后一滴KSCN溶液时,溶液由无色变为血红色且在半分钟内不褪色;
(5)由题意可知n(Cl—)= n(Ag+)—n(SCN—)=(C1V1—C2V2)×10—3mol,则产品中氯元素的质量分数为
×100%=
,故答案为:
;
(6)A、步骤③中未加硝基苯,会使-部分AgCl转化为AgSCN,导致n(SCN—)增大,根据关系式n(Cl—)= n(Ag+)—n(SCN—)可知,样品中含有n(Cl—)偏小,产品中氯含量偏低,故错误;
B、步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线会使c(Cl—)偏大,等体积时含有的n(Cl—)偏大,产品中氯含量偏高,故正确;
C、用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡,V(标)偏大,导致样品中n(Cl—)偏小,产品中氯含量偏低,故错误;
D、滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴,V(标)偏大,导致样品中n(Cl—)偏小,产品中氯含量偏低,故错误;
B正确,故答案为:B。
【题目】第Ⅷ族元素
、
、
性质相似,称为铁系元素,主要用于制造合金。回答下列问题:
(1)基态
原子核外能量最高的电子位于_______能级,同周期元素中,基态原子未成对电子数与
相同的元素名称为______________。
(2)
与酚类物质的显色反应常用于其离子检验,已知
遇邻苯二酚(
)和对苯二酚(
)均显绿色。邻苯二酚的熔沸点比对苯二酚_____(填“高”或“低”),原因是_________。
(3)有历史记载的第一个配合物是
(普鲁士蓝),该配合物的内界为__________。表为
、
不同配位数时对应的晶体场稳定化能(可衡量形成配合物时,总能量的降低)。由表可知,
比较稳定的配离子配位数是__________(填“4”或“6”)。
性质活泼,易被还原,但
很稳定,可能的原因是________________。
离子 | 配位数 | 晶体场稳定化能(Dq) |
| 6 | -8Dq+2p |
4 | -5.34Dq+2p | |
| 6 | -12Dq+3p |
4 | -3.56Dq+3p |
(4)
晶体结构中阴阳离子的配位数均为6,则晶胞的俯视图可能是_______(填选项字母)。若晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为
,晶体的密度是________
。
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