题目内容
【题目】浅绿色盐X仅含四种元素,不含结晶水,M(X)<908gmol-1,某小组为了探究X的组成和性质,设计并完成了如下实验
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上述实验中,得到23.3g白色沉淀 E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。
已知:①X分解成A、B、C的反应为非氧化还原反应;
②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。
请回答如下问题:
(1)写出B分子的电子式_______________;X的化学式是__________。
(2)在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为:__________。
(3)请写出G溶于D溶液的离子方程式:_________________。
(4)请设计实验检验固体C中是否仍含有X:___________________。
【答案】
Cu4(OH)6SO4 Cu4(OH)6SO4
4CuO+SO3↑+3H2O↑ Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸溶解,再加入少量BaCl2溶液,若产生白色沉淀则样品中含有X,反之则没有。
【解析】
浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应,得到A、B和黑色固体C,常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子,B为H2O,A和水反应生成的D能和氯化钡反应生成白色沉淀E,E只能为BaSO4,则D为H2SO4,A是SO3;23.3g白色沉淀E的物质的量为0.1mol,黑色固体C可能为Fe3O4、CuO、C等,黑色固体C隔绝空气在1000℃反应生成气体F和红色固体G,G能和H2SO4反应生成红色固体和蓝色溶液应为Cu2O在酸性溶液中的歧化反应,Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,所以黑色固体C为CuO,G为Cu2O,气体F为O2,红色H为Cu,蓝色溶液I为CuSO4,然后结合反应产生的物质的质量计算物质的量,利用物质的量的比等于原子个数比,结合其不含有结晶水,确定X的化学式,并进行有关解答。
根据上述分析可知A是SO3,B是H2O,C是CuO,D是H2SO4,E是BaSO4,F是O2,G为Cu2O,H为Cu,I为CuSO4,X是含有Cu、H、O、S四种元素的化合物。
(1)B为H2O,水分子中H、O原子之间以共价键结合,电子式为:
;根据元素守恒可知,在浅绿色盐X中n(Cu)=2n(Cu2O)=2×
=0.4mol,n(CuO)=0.4mol,n(S)=n(BaSO4)=
=0.1mol,n(CuO):n(SO3)=0.04mol:0.01mol=4:1,仅含四种元素,不含结晶水,设化学式为:Cu4(OH)mSO4,Cu4(OH)mSO4
4CuO+SO3↑+
H2O↑,根据氧元素守恒得:m=6,符合M(X)<908g/mol,所以X化学式为Cu4(OH)6SO4;
(2)X在隔绝空气、570℃温度下加热发生Cu4(OH)6SO4
4CuO+SO3↑+3H2O↑;
(3)砖红色固体G是Cu2O,与足量稀H2SO4发生氧化还原反应,产生Cu、CuSO4、H2O,反应的离子方程式为:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O;
(4)黑色固体C为CuO,如含有X,则可用检验SO42-的方法检验,方法是:取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸溶解,再加入少量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则样品中含有X,反之则没有。
【题目】叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。下面是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程:
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已知 NaN3 能与 AgNO3 反应生成白色难溶于水的 AgN3;有关物质的物理性质如表:
物质 | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解性 |
CH3OH | -97 | 64.7 | 与水互溶 |
水合肼(N2H4H2O) | 2 | 113.5 | 与水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿 |
亚硝酸甲酯(CH3ONO) | -17 | -12 | 溶于乙醇、乙醚 |
叠氮化钠(NaN3) | 410(易分解) | —— | 易溶于水,难溶于醇,不溶于乙醚 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中NaNO2与稀硫酸发生副反应生成两种气体的离子方程式为:________;步骤Ⅱ中生成NaN3的化学方程式为:____________。
(2)实验室模拟步骤II 实验装置如图(装置中冷却水省略,下同):
①根据实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此可以采取的措施是_______________________。
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②图中X处连接的最合适装置应为下图中的______ 。
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(3)步骤Ⅳ对溶液 B 加热蒸发至溶液体积的
,NaN3 结晶析出。
①步骤Ⅴ可以______________洗涤晶体。
A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚
②沉淀滴定法测定产品纯度,是以淡黄色K2CrO4溶液作指示剂,将AgNO3标准溶液滴入样品溶液,至少量Ag2CrO4出现,即溶液呈淡红色为终点。AgNO3溶液要装在棕色的酸式滴定管里进行滴定,理由是_________________________。
③下列操作或判断合理的是__________。
A.滴定管和移液管管尖不可接触锥形瓶内壁
B
C.滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下
D.滴定终点时,若未等滴定管液面稳定就读数会导致测定结果偏高