【題目】氯化亞砜又稱亞硫酰氯,其分子式為 SOCl2,常溫常壓下為淡黃色液體,遇水易水解。國內的氯化亞砜主要應用于醫(yī)藥、農藥、染料等行業(yè)。實驗室用干燥純凈的 Cl2、SO2 和 SCl2 制備 SOCl2 的部分裝置如圖所示:
已知:①SOCl2 沸點為 78.8℃,SCl2 的沸點為 50℃,且兩種液體可互溶。
②SOCl2 遇水劇烈反應,液面上產生白霧,并有氣體產生。
請回答:
(1)實驗室制取 SOCl2 的反應方程式為____________
(2)寫出丙中發(fā)生的離子反應_____________
(3)儀器 e 的名稱是___________,實驗儀器的連接順序為a→_________(儀器可以重復使用)。
(4)儀器 f 的作用是 ____________
(5)實驗結束后,將三頸燒瓶中混合物分離的實驗操作名稱是______。
(6)工業(yè)上常用 ZnCl2·2H2O 與 SOCl2 共熱制取 ZnCl2。寫出用惰性電極電解ZnCl2和鹽酸的混合溶液的總反應離子反應式為_______。甲同學認為 SOCl2還可用作FeCl3·6H2O 制取無水 FeCl3的脫水劑,但乙同學對此提出質疑,可能的原因是____
【答案】SO2+Cl2+SCl22SOCl2 2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 球形冷凝管 c→d→c→d→b 吸收SO2、Cl2,防止外界水蒸氣進入裝置 分餾(或蒸餾) 2H++2Cl—H2↑+Cl2↑ SOCl2可能會與Fe3+發(fā)生氧化還原反應
【解析】
由實驗裝置圖可知,丙裝置中濃鹽酸與高錳酸鉀反應制備氯氣,因氯氣中混有氯化氫和水蒸氣,所以先將氣體通過盛有飽和食鹽水的乙裝置除去氯化氫,再通過盛有濃硫酸的乙裝置除去水蒸氣,干燥的氯氣、二氧化硫和SCl2在三頸燒瓶中,在活性炭作催化劑作用下,反應制得SOCl2,二氯化硫(SCl2)的沸點低,甲裝置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流SCl2的作用,干燥管中堿石灰的作用是防止有毒的氯氣與二氧化硫逸出污染環(huán)境,同時防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶中使氯化亞砜水解。
(1)實驗室用干燥的氯氣、二氧化硫和SCl2在三頸燒瓶中,在活性炭作催化劑作用下,反應制得SOCl2,反應的化學方程式為SO2+Cl2+SCl22SOCl2,故答案為:SO2+Cl2+SCl22SOCl2;
(2)裝置丙中濃鹽酸與高錳酸鉀反應生產氯化錳、氯化鉀、氯氣和水,反應的離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故答案為:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(3)儀器 e 的名稱是球形冷凝管;因氯氣中混有氯化氫和水蒸氣,實驗時應先除去氯化氫和水蒸氣,制得干燥的氯氣,實驗儀器的連接順序為丙(制氯氣)—乙(除氯化氫)—乙(除水蒸氣)—甲(制SOCl2),則儀器的接口連接順序為a→c→d→c→d→b,故答案為:球形冷凝管;c→d→c→d→b;
(4)儀器 f中盛有堿石灰,堿石灰的作用是吸收逸出的有毒的Cl2和SO2污染環(huán)境,防止空氣中的水蒸氣進入反應裝置而使SOCl2水解,故答案為:吸收SO2、Cl2,防止外界水蒸氣進入裝置;
(5)已知氯化亞砜沸點為77℃,SCl2的沸點為50℃,實驗結束后,采用分餾(或蒸餾)的方法即可將之分離,故答案為:分餾(或蒸餾);
(6)用惰性電極電解ZnCl2和鹽酸的混合溶液時,陽極上氯離子放電能力強于氫氧根離子,陰極上氫離子放電能力強于鋅離子,電解的總方程式為2H++2Cl—H2↑+Cl2↑;FeCl3具有氧化性,SOCl2具有還原性,SOCl2用作FeCl3·6H2O制取無水FeCl3的脫水劑時,SOCl2可能會與FeCl3發(fā)生氧化還原反應使FeCl3變質,故答案為:2H++2Cl—H2↑+Cl2↑;SOCl2可能會與Fe3+發(fā)生氧化還原反應。
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【題目】醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示,回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是___________。
(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關閉K3。
①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色,該反應的離子方程式為_______。
②同時c中有氣體產生,該氣體的作用是______。
(3)打開K3,關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d,其原因是_______;
(4)指出裝置d可能存在的缺點________。
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【題目】用Na2CO3·10H2O晶體,配置0.2mol/L的Na2CO3溶液480ml
(1)應稱取Na2CO3·10H2O晶體的質量為____。
(2)根據下列操作對所配溶液的濃度產生的影響,完成下列要求:
①Na2CO3·10H2O晶體失去了部分結晶水;②用“左物右碼”的稱量方法稱量晶體(使用游碼);
③碳酸鈉晶體不純,其中混有氯化鈉;④稱量碳酸鈉晶體時所用砝碼生銹;
⑤容量瓶未經干燥使用;
其中引起所配溶液濃度偏高的有___(填序號,下同),偏低的有____,無影響的有_____。
(3)為完成實驗所必須要的玻璃儀器有:____、____、____、____。
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【題目】有效去除大氣中的NOx,保護臭氧層,是環(huán)境保護的重要課題。
(1)在沒有NOx催化時,O3的分解可分為以下兩步反應進行;
①O3=O+O2 (慢) ②O+O3=2O2 (快)
第一步的速率方程為v1=k1c(O3),第二步的速率方程為v2=k2c(O3)·c(O)。其中O為活性氧原子,它在第一步慢反應中生成,然后又很快的在第二步反應中消耗,因此,我們可以認為活性氧原子變化的速率為零。請用k1、k2組成的代數(shù)式表示c(O)=____________。
(2)NO做催化劑可以加速臭氧反應,其反應過程如圖所示:
已知:O3(g)+O(g)=2O2(g) ΔH=-143 kJ/mol
反應1:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2 kJ/mol。
反應2:熱化學方程式為____________________________。
(3)一定條件下,將一定濃度NOx(NO2和NO的混合氣體)通入Ca(OH)2懸濁液中,改變,NOx的去除率如圖所示。
已知:NO與Ca(OH)2不反應;
NOx的去除率=1-×100%
①在0.3-0.5之間,NO吸收時發(fā)生的主要反應的離子方程式為:___________。
②當大于1.4時,NO2去除率升高,但NO去除率卻降低。其可能的原因是__________。
(4)若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ/mol,反應達到平衡時,N2的體積分數(shù)隨的變化曲線如圖。
①b點時,平衡體系中C、N原子個數(shù)之比接近________。
②a、b、c三點CO的轉化率從小到大的順序為________;b、c、d三點的平衡常數(shù)從大到小的順序為__________(以上兩空均用a、b、c、d表示)。
③若=0.8,反應達平衡時,N2的體積分數(shù)為20%,則NO的轉化率為_____。
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【題目】我國科學家借助自主研制的新型鎢鈷合金催化劑攻克了單壁碳納米管結構的可控制備難題。
(1)基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為_______。單壁碳納米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圓柱體,其碳原子的雜化方式為_______。
(2)納米結構氧化鈷可在室溫下將甲醛(HCHO)完全催化氧化,已知甲醛各原子均滿足穩(wěn)定結構,甲醛分子屬_______分子(選填“極性”“非極性”),其立體構型為____。
(3)橙紅色晶體羰基鈷Co2(CO)8的硬度小,不導電,可溶于多數(shù)有機溶劑。該晶體屬于____晶體,三種元素電負性由大到小的順序為(填元素符號)_______。配體CO中σ鍵與π鍵數(shù)之比是__________。
(4)元素鐵、鈷、鎳并稱鐵系元素,性質具有相似性。某含鎳化合物結構如圖1所示,分子內的作用力不可能含有__________(填序號)。
A 離子鍵 B 共價鍵 C 金屬鍵 D 配位鍵 E 氫鍵
(5)鎢為熔點最高的金屬,硬度極大,其晶胞結構如圖2所示,已知鎢的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則每個鎢原子的半徑r=_____________nm。(只需列出計算式)
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【題目】已知元素原子的下列結構或性質,能確定其在周期表中位置的是( )
A. 某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B. 某元素在某種化合物中的化合價為+4
C. 某元素的原子最外層上電子數(shù)為6
D. 某元素的外圍電子排布式為5s25p1
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【題目】現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期主族元素,其原子序數(shù)依次增大。已知A、C位于同一主族,A在周期表中原子半徑最小。B、D的最外層電子數(shù)相等,且B、D的原子序數(shù)之和為A、C原子序數(shù)之和的兩倍。請回答下列問題:
(1)元素D在周期表中的位置是________________________。
(2)C2B2所含的化學鍵類型有___________;請寫出C2B2與A2B反應的離子方程式________________。
(3)元素B、C形成的簡單離子中半徑較大的是_________(寫電子式)。
(4)僅由C、D兩種元素組成的一種鹽溶于水后pH>7的原因是_____________ (用離子方程式表示)。
(5)如圖所示以鉑作電極,以C、D兩元素的最高價氧化物的水化物X、Y的溶液作為電解質溶液,A、B元素的單質分別在兩電極上發(fā)生原電池反應,則通入B單質的電極反應式為_________,通入A單質的X溶液的pH將__________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
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【題目】鉛具有優(yōu)秀的機械加工性能,可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機械、船舶工業(yè)、以及放射性防護等領域。
(1)鉛的主要礦藏形式是方鉛礦(PbS)利用其冶煉鉛的反應過程如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H=akJ·mol-1
PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) △H=bkJ·mol-1
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H=ckJ·mol-1
則利用方鉛礦和鉛礬礦(主要成分為PbSO4)冶煉鉛并生產一種可能造成酸雨的氣體的熱化學方程式為____。
(2)鉛也可以采用熱還原法冶煉:PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H=dkJ·mol-1,已知該反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如下表:
溫度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
K | 106.2 | 631 | 17.4 |
①d____0(填>、<或=)
②已知某溫度下K=10,向密閉容器中加入足量的Pb和一定量的CO2平衡時,混合氣體中CO的體積分數(shù)為____。
(3)新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質,電池總反應:Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O
下列關于該電池的說法正確的是____。
a.充放電時,溶液中Pb2+濃度保持不變
b.放電時,溶液中H+向PbO2極區(qū)移動
c.放電時的負極反應式為:Pb-2e-=Pb2+
d.充電時的陽極反應式為:Pb2++4OH--2e-=PbO2+2H2O
(4)河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下Pb元素在水中的各種存在形式物質的量分數(shù)α和溶液pH的關系如圖所示:
向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至pH=13時的主要離子反應方程式是_____,其平衡常數(shù)數(shù)值為____。
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【題目】元素鉻(Cr)的幾種化合物存在下列轉化關系:
已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。下列判斷不正確的是( )
A.反應①表明Cr2O3有酸性氧化物的性質
B.反應②利用了H2O2的氧化性
C.反應③中溶液顏色變化是由化學平衡移動引起的
D.反應①②③中鉻元素的化合價均發(fā)生了變化
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