题目内容

12．某学生利用以下装置探究氯气与氨之间的反应．其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨反应的装置．

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）装置A、F中共有的玻璃仪器名称是导管、分液漏斗、圆底烧瓶；装置E的作用是吸收氯气中的氯化氢．
（3）用装置A还可以实现D
A．Cu和浓H2SO4制SO2   B．Fe和浓HNO3制NO2
C．石英和焦炭制CO       D．电石和饱和食盐水制C2H2
（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．写出反应的化学方程式8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2．当有a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数常数为$\frac{b}{2a}$mol-1（用含a、b的代数式表示）．

分析 （1）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水；
（2）熟悉仪器的性质，说出其名称；浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水；
（3）装置A为固体与液体不加热制备气体；
（4）由题意可知发生反应为氨气和氯气生成氯化铵和氮气，依据原子个数、得失电子守恒写成反应方程式；由反应方程式，可知Cl2→2NH4Cl，化合价降低得到2个电子，所以1molCl2的2mol电子，根据氯气求出电子的物质的量，再根据电子的个数求出NA．

解答 解：（1）二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水，化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（2）装置A、F中共有的玻璃仪器名称是导管、分液漏斗、圆底烧瓶；浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有氯化氢，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，氯化氢易溶于水，用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，
故答案为：分液漏斗、圆底烧瓶；吸收氯气中的氯化氢；
（3）A．铜与浓硫酸需要加热，故A错误；
B．铁与浓硝酸发生钝化，故B不选；
C．石英和焦炭制CO为固体与固体加热，故C不选；
D．电石和饱和食盐水制C2H2，为固体与固体不加热，故D选；
故选：D；
（4）氨气和氯气反应生成白烟氯化铵和空气的主要成分之一氮气，即8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2；
由反应方程式可知Cl2→2NH4Cl，化合价降低得到2个电子，所以1molCl2的2mol电子，所以当有a mol氯气参加反应时，转移的电子的物质的量为2amol，已知转移的电子总数为b个，则N=n•NA，即b=2a•NA，解得：
NA=$\frac{b}{2a}$；
故答案为：8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2；$\frac{b}{2a}$．

点评 本题考查学生实验室制取氯气、氨气及性质的检验，氧化还原反应方程式的书写，明确发生装置选择的依据、氧化还原反应规律是解题关键，题目难度不大．

练习册系列答案
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4．常温下，将盐酸和一元碱BOH溶液等体积混合，两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示：
实验序号HCl溶液浓度（mol/L）BOH溶液溶液（mol/L）混合后溶液pH
甲0.100.104.7
乙0.100.307
丙0.100.508.2
根据实验结果，回答下列问题：
（1）试写出BOH在溶液中的电离方程式：BOH?B++OH-
（2）甲组混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为：c（Cl-）＞c（B+）＞c（H+）＞c（OH-）
（3）乙组混合溶液中B-离子浓度c（B-）=0.05 mol/L
（4）丙组混合溶液中c（BOH）、c（B-）、c（Cl-）浓度大小关系为c（BOH）＞c（B+）＞c（Cl-）
（5）根据乙组实验，列式并计算BOH在常温下的电离平衡常数Kb=5×10-8．
3．Fridel-Crafts反应是向苯环上引入烷基最重要的方法，在合成上有很大的实用价值，该反应可以简单表示如下：ArH+RX$\stackrel{催化剂}{→}$ArR+HX；△H＜0（Ar表示苯基）．某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇与盐酸反应制得叔丁基氯（沸点50.7℃），再利用Fridel-Crafts反应原理制备对叔丁基苯酚（熔点99℃）．反应流程及实验装置如图1所示：

试回答下列问题：
（1）步骤①是直接将盐酸、叔丁醇直于分液漏斗中，振摇一段时间后静置分液．振摇过程中应进行放气操作．步骤②中用饱和食盐水及饱和碳酸氢钠的目的是除去叔丁基氯粗产物中的HCl等酸性杂质、减少叔丁基氯溶解损耗量．步骤③是要将叔丁基氯粗产品制成精品，实验操作方法是蒸馏．
（2）步骤④在如图2所示的装置中进行，若实验过程中去掉制备装置中装有氯化钙的干燥管，有可能导致的不良后果是水气进入，反应物、催化剂等可能失效．
（3）叔丁基氯与苯盼反应时适当控制温度是很重要的．若反应过程中温度过高应用冷水浴冷却，否则可能导致的不良后果是反应放热使温度升高，且生成大量的HCl气体，若不及时冷却，叔丁基氯的蒸气易逸出而影响产率．
（4）常温下叔丁基氯易变质（打开瓶塞时瓶口会有白雾现象＞，故实验中所用的必须现用现配，试写出叔丁基氯在常温下变质时发生反应的化学方程式（CH3）3CCl→CH2=C（CH3）2+HCl↑或（CH3）3CCl+H2O→（CH3）3COH+HCl↑．
（5）实验中得到产品叔丁基苯盼常常不是白色而呈现浅紫色，你认为可能的原因是一部分苯酚被空气中的氧气所氧化．
20．A、B、C、D、E、F是中学中常见的物质，其转化关系如图所示（反应条件未标出），已知反应①是置换反应．
请回答下列问题：
（1）若B是黄绿色气体，C、F是空气的主要成分，A、D相遇有白烟生成，写出A的电子式，反应③的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（2）若A、D、F都是非金属单质，A、D所含元素同主族，A、F 所含元素同周期，则B所属晶体结构类型是原子晶体，其一个重要的用途是光导纤维、石英钟表、石英玻璃等．
（3）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①②在水溶液中进行，则工业上冶炼金属A的反应原理是（用化学方程式表示）Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
（4）若A、D是常见单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，原子最外层电子数D是A的2倍，反应③④中都有红棕色气体生成．则反应①的化学方程式为2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
7．如何把铜粉和氧化铜粉末分离？
17．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na2S2O3•5H2O   
反应原理：Na2SO3（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）
实验步骤：
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取5g研细的硫粉，用3mL 乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3•5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是Na2SO4．检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O．
Ⅱ．测定产品纯度
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL．产品的纯度为（设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M）$\frac{3.620×10{\;}^{-3}M}{W}$×100%．
Ⅲ．Na2S2O3的应用
（7）Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO42-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+．
4．工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）═Na2SO3（aq）+H2S（aq）（Ⅰ）
2H2S（aq）+SO2（g）═3S（s）+2H2O（l）　（Ⅱ）
S（s）+Na2SO3（aq）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3（aq）　（Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则整个装置气密性良好．装置D的作用是防止倒吸．装置E中为NaOH溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为2：1．
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择c．
a．蒸馏水  b．饱和Na2SO3溶液   c．饱和NaHSO3溶液  d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是控制滴加硫酸的速度．已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是溶液变澄清（或浑浊消失）．反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有ad．
a．烧杯  b．蒸发皿    c．试管  d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质．利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作、现象和结论：取少量产品溶于足量稀盐酸、静置、取上层清液（或过滤，取滤液）、滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质．
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液．
1．有①${\;}_{8}^{16}$O、${\;}_{8}^{17}$O、${\;}_{8}^{18}$O    ②H2O、D2O、T2O    ③石墨、金刚石    ④${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{1}^{2}$H、${\;}_{1}^{3}$H　⑤正丁烷、异丁烷   五组微粒或物质．互为同位素的是（填序号，下同）①④；互为同素异形体的是③；互为同分异构体的是⑤．
2．人类的生产生活离不开金属材料，金属及金属材料在生产、生活中应用广泛．
（1）生活中常用的铁锅炒菜，主要是利用了铁的导热性；铁在潮湿的空气中容易锈蚀，喷漆可以延缓汽车钢铁外壳的锈蚀，起防锈原理是隔绝氧气和水，喷漆前需将铁制品放入稀盐酸中除锈（铁锈主要成分是Fe2O3），观察到溶液变黄，有无色气泡逸出，写出其中涉及到的一个化学方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O．
（2）化学实验室要从含少量铜粉的银、锰（Mn）混合金属粉末中分离出贵金属，并获得一种盐晶体，将有关三种金属随意编号为：A、B、C，并设计了如下流程：

①A、B、C三种金属的活动性顺序为A＞B＞C．
②金属C是Ag，已知A的硫酸盐中A元素显+2价，请写出步骤①的反应的化学方程式：Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑．

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