【題目】某化學研究性學習小組為了制取焦亞硫酸鈉(),并對其性質進行研究。特進行如下實驗:
實驗一 制取焦亞硫酸鈉。
研究小組采用下圖裝置(實驗前已除盡裝置內的空氣)制取。裝置Ⅱ中有晶體析出,發(fā)生的反應為:。
(1)裝置Ⅰ中通常采用70%~80%的濃硫酸與亞硫酸鈉固體反應制取,而不用98%的濃硫酸或極稀的稀硫酸,原因是________________________。
(2)若要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,所采取的分離方法需用到的玻璃儀器有________。
(3)裝置Ⅲ用于處理尾氣,請畫出用來處理尾氣并防止發(fā)生倒吸的實驗裝置,注明相應的試劑。
____________________________________________________________
(4)已知溶于水后,立即生成,該反應的離子方程式為________________________。
(5)用試紙測得溶液呈酸性,其溶液呈酸性的原因是________________________。
(6)取少量焦亞硫酸鈉晶體于試管中,其中滴加酸性溶液,劇烈反應,溶液紫紅色很快褪去,經測定溶液中產生,該反應的離子方程式是________________________。
實驗三 焦亞硫酸鈉的含量測定。
測定產品中焦亞硫酸鈉的質量分數常用剩余碘量法。
已知:;。
①精確稱取干燥的產品放入碘量瓶(帶磨口塞的錐形瓶)中。
②向碘量瓶中準確移取,的標準碘溶液(過量),振蕩,使其與產品中的焦亞硫酸鈉充分反應。
③加入淀粉溶液,用標準溶液滴定至接近終點,重復操作3次,經計算得消耗標準液平均體積為。
(7)上述實驗操作滴定終點的現(xiàn)象為________________________;根據上述實驗,計算產品中焦亞硫酸鈉的質量分數為________________________。
【答案】98%的濃硫酸以分子存在,不能提供,濃度極稀的稀硫酸會使反應產生的部分溶解在其中,造成損耗 燒杯、漏斗、玻璃棒 的電離程度大于水解程度 當滴入最后一滴溶液時,溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內不恢復 76%
【解析】
(1)98%的濃硫酸中硫酸主要以分子形式存在,氫離子濃度小,反應速率慢,二氧化硫易溶于水,硫酸濃度過小,不利于二氧化硫逸出;
(2)過濾需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒;
(3)二氧化硫有毒會污染環(huán)境,裝置Ⅲ為尾氣處理裝置,用氫氧化鈉溶液吸收未反應的二氧化硫,同時用倒置的漏斗或干燥管防止產生倒吸;
(4)由題意可知Na2S2O5溶于水后,立即生成NaHSO3;
(5)用試紙測得NaHSO3溶液呈酸性,說明溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度;
(6)焦亞硫酸鈉與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鈉、硫酸錳和水;
(7)滴硫代硫酸鈉溶液過量時溶液由藍色變?yōu)闊o色;依據化學方程式計算可得。
(1)裝置Ⅰ中亞硫酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化硫與水,98%的濃硫酸中硫酸主要以分子形式存在,氫離子濃度小,反應速率慢,二氧化硫易溶于水,硫酸濃度過小,不利于二氧化硫逸出,故答案為:98%的濃硫酸以分子存在,不能提供H+,濃度極稀的稀硫酸會使反應產生的SO2部分溶解在其中,造成損耗;
(2)裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體,分離固體與液態(tài)應采取過濾方法進行分離,過濾需用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,故答案為:燒杯、漏斗、玻璃棒;
(3)二氧化硫有毒會污染環(huán)境,裝置Ⅲ為尾氣處理裝置,用氫氧化鈉溶液吸收未反應的二氧化硫,同時用倒置的漏斗或干燥管防止產生倒吸,實驗裝置為或,故答案為:或;
(4)由題意可知Na2S2O5溶于水后,立即生成NaHSO3,反應的離子方程式為S2O52—+ H2O=2 HSO3—,故答案為:S2O52—+ H2O=2 HSO3—;
(5)用試紙測得NaHSO3溶液呈酸性,說明溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度,故答案為:HSO3-的電離程度大于水解程度;
(6)由題意可知,焦亞硫酸鈉與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應生成硫酸鈉、硫酸錳和水,反應的化學方程式為,故答案為:;
(7)由題意可知,當滴入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時,溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內不恢復說明達到滴定終點;由方程式可得2n(S2O52—)+(S2O32-)=2(I2),n(S2O52—)=×(1×10—2-×1.68×10—2)mol=8×10—3mol,則焦亞硫酸鈉的質量分數為×100%=76%,故答案為:當滴入最后一滴硫代硫酸鈉溶液時,溶液由藍色變?yōu)闊o色,且半分鐘內不恢復;76%。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】冬季是霧霾天氣高發(fā)的季節(jié),其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的原因之一。
(1)使用甲醇汽油可以減少汽車尾氣對環(huán)境的污染。工業(yè)上在 200℃和 10MPa 的條件下可用甲烷和氧氣通過銅制管道反應制得甲醇,已知一定條件下,CH4 和 CH3OH 的燃燒熱分別 784kJ/mol 和 628kJ/mol 則 2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) △H=_____。
(2)二甲醚也是清潔能源。用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚的反應原理為:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g) +H2O(g) △H<0。某溫度下,,將 2.0molCO(g)和 6.0molH2(g)充入容積為 2L 的密閉容器中,反應到達平衡時, 改變壓強和溫度,平衡體系中 CH3OCH3(g)的物質的量分數變化情況如圖所示,關于溫度和壓強的關系判斷正確的是_____。
A.p3>p2,T3>T2
B.p1>p3,T1>T3
C.p1>p4,T2>T3
D.p2>p4,T4>T2
(3)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g) +N2(g);
①200K、pPa時,在一個容積為 2L的恒溫密閉容器中充入 1.5molNO 和 2.0molCO,開始反應至 2min 時測得 CO 轉化率為 30%,則用N2表示的平均反應速率為v(N2)=_________;反應達到平衡狀態(tài)時,測得二氧化碳為 0.8mol,則平衡時的壓強為起始壓強的_________倍(保留兩位小數)。
②該反應在低溫下能自發(fā)進行,該反應的ΔH_____0(填“>”、“<”)
(4)一定溫度下,將NO2與SO2以體積比 1:2 置于密閉容器中發(fā)生反應NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),達到平衡時SO3的體積分數為 25%。該反應的平衡常數K= ______。
(5)利用原電池反應可實現(xiàn)NO2 的無害化,總反應為6NO2+ 8NH3=7N2+12H2O,電解質溶液為堿性。工作一段時間后,該電池正極區(qū)附近溶液 pH ____(填“變大”、“變小”或“不變”),負極電極反應式為 ____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】霧霾由多種污染物形成,包含顆粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等;瘜W在解決霧霾污染問題中有著重要的作用。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=-566.0kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H2=+64kJ·mol-1
反應2NO2(g)+4CO(g=N2(g)+4CO2(g)在__________(填“高溫”或“低溫”)條件下能自發(fā)進行。
(2)研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可除去硝酸工業(yè)尾氣中的NO。NH3與NO的物質的量之比分別為1:2、1:1.5、3:1時,NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖1所示。
①曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4mg·m-3,若從X點到Y點經過20s,則該時間段內NO的脫除速率為_________mg·m-3·s-1。
②曲線c對應的NH3與NO的物質的量之比是________,其理由是__________
(3)炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2。活化過程中的能量變化模擬計算結果如圖2所示。無水情況下,一個氧分子的活化能為__________,容易活化氧分子的條件是_________(填“有水”或“無水”)。
(4)若反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的正、逆反應速率分別可表示為v正=k正c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分別為正、逆反應速率常數,c為物質的量濃度。一定溫度下,在體積為1L的恒容密閉容器中加入4molNO和4molCO發(fā)生上述反應,測得CO和CO2的物質的量濃度隨時間的變化如圖3所示。
①a點時,v逆:v正=_____________。
②測得平衡時體系壓強為p,KP為用氣體分壓表示的平衡常數,分壓=總壓×物質的量分數,則平衡常數KP=____________(用含p的式子表示)。
(5)某研究小組探究該反應中催化劑對脫氮率(NO的轉化率)的影響。將等物質的量的NO和CO以一定的流速分別通過催化劑a、b,發(fā)生反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。相同時間、不同溫度下測得使用催化劑a時脫氮率與溫度的關系如圖4中曲線Ⅰ所示。已知催化效率b>a,催化劑b的活性在450℃時最大(未達平衡)。請在圖4中畫出使用催化劑b時所對應的曲線(從300℃開始畫)。_______________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】酸堿中和滴定是中學化學定量分析的一種重要方法。已知在25℃時,取20.00mL濃度均為0.1000mol/L的三種酸HX、HY、HZ,用濃度為0.1000mol/L的NaOH溶液分別進行滴定,滴定曲線如圖所示。下列說法不正確的是( )。
A.在相同溫度下,同濃度的三種酸溶液的pH大小順序為:HZ<HY<HX
B.當V(NaOH)=10mL時,在HY溶液中由水電離出的
C.HY與HZ混合,達到平衡時:
D.根據上述滴定曲線,可計算得Ka(HY)≈10-3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某分子的球棍模型如圖所示。已知分子中所有原子的最外層均達到8電子穩(wěn)定結構,原子間以單鍵相連。下列有關說法中錯誤的是( )
A. X原子可能為第ⅤA族元素
B. Y原子一定為第ⅠA族元素
C. 該分子中既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵
D. 從圓球的大小分析,該分子可能為N2F4
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某實驗小組探究鏈狀有機物X(H2C2O4)的結構及性質:
結構
已知:雙鍵碳上連羥基不穩(wěn)定。
(1)推測X可能的結構___________ 、____________(填結構簡式)(X分子中無-O-O-結構)。
核磁共振氫譜顯示X分子中只有一種氫原子,可以確定X分子為乙二酸。
性質探究:
查資料可知:乙二酸(HOOC-COOH)俗稱草酸,易溶于水,屬于二元中強酸,酸性強于碳酸,其熔點為101.5℃,在157℃升華。
類別角度:
(2)用化學方程式表征乙二酸類別通性中的兩種性質:_________ 。
(3)在通性研究過程中,同學們發(fā)現(xiàn):等物質的量的草酸和NaOH混合,溶液呈酸性,其原因可能與_____機理最接近。
a HCl溶液顯酸性 b 苯酚溶液顯酸性 c NaHSO3溶液顯酸性
化合價角度:
(4)向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMO4溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)溶液的紫紅色褪去,說明乙二酸具有___________(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”),請配平該反應的離子方程式:
____MnO4-+ ____H2C2O4+ ____H+=____ Mn2++____CO2↑+____H2O。
特性角度:
(5)同學網上查閱乙二酸性質,發(fā)現(xiàn)了以下實驗:(夾持裝置未標出)
A中盛放少量草酸晶體,實驗發(fā)現(xiàn):裝置C、G中澄清石灰水變渾濁,B中CuSO4粉末變藍,F中CuO粉末變紅,據此回答:上述裝置中,D的作用是__________。寫出上述實驗中草酸發(fā)生反應的方程式_______。
(6)小結草酸的化學性質___________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法錯誤的是( )
A.一定溫度下,反應MgCl2(l)=Mg(1)+Cl2(g)的 △H>0 △S>0
B.用N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H<0設計的燃料電池,N2(g)在正極上進行反應
C.氯化鎂溶液加熱蒸干得不到純凈氯化鎂固體
D.常溫下,向飽和溶液中加少量粉末,過濾,向洗凈的沉淀中加稀鹽酸,有氣泡產生,說明常溫下
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X與Y可形成化合物,2元素可形成負一價離子。下列說法正確的是( )
A.X元素基態(tài)原子的電子排布式為
B.X元素是第4周期第VA族元素
C.Y元素原子的軌道表示式為
D.Z元素的單質Z2在氧氣中不能燃燒
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