【題目】三氯化硼(BCl3)是一種重要的化工原料。實(shí)驗(yàn)室制備BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO,某實(shí)驗(yàn)小組利用干燥的氯氣和下列裝置(裝置可重復(fù)使用)制備BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成。(已知:BCl3的熔點(diǎn)為-107.3℃,沸點(diǎn)為12.5℃;硝基苯的密度比水大。)請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:制備BCl3并驗(yàn)證產(chǎn)物CO
(1)該實(shí)驗(yàn)裝置中合理的連接順序?yàn)?/span>G→___→___→__→__→F→D→I;其中裝置E的作用是______。
(2)BCl3接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成白霧,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____。
(3)能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是_____。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:產(chǎn)品中氯含量的測(cè)定
①準(zhǔn)確稱取少許m克產(chǎn)品,置于蒸餾水中完全水解,并配成100mL溶液。
②取10.00mL溶液于錐形瓶中
③加入V1mL濃度為C1 mol/LAgNO3溶液使氯離子完全沉淀;向其中加入少許硝基苯用力搖動(dòng)。
④以硝酸鐵為指示劑,用C2 mol/L KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3溶液。重復(fù)步驟②~④二次,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)用去KSCN溶液的平均體積為V2mL。
已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
(4)步驟②移取溶液時(shí)所需儀器名稱為____,步驟④中達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為_____。
(5)產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。
(6)下列操作,可能引起測(cè)得產(chǎn)品中氯含量偏高是_____。
A.步驟③中未加硝基苯
B.步驟①中配制100mL溶液時(shí),定容時(shí)俯視刻度線
C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時(shí),滴定前有氣泡,滴定后無(wú)氣泡
D.滴定剩余AgNO3溶液時(shí),KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴
【答案】E H J H 將BCl3冷凝為液態(tài)分離出來(lái) BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁 酸式滴定管或移液管 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KSCN溶液時(shí),混合液由無(wú)色變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不褪色 B
【解析】
(1)干燥的氯氣、B2O3、C反應(yīng)生成BCl3和CO,BCl3的熔點(diǎn)為-107.3℃,沸點(diǎn)為12.5℃,收集三氯化硼要用冰水冷卻,未反應(yīng)的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收,三氯化硼易水解,為防止氫氧化鈉溶液中的水進(jìn)入裝置E,在E和J之間加H裝置,用于吸水,生成的CO經(jīng)干燥后在通過(guò)F裝置還原氧化銅,再將生成的氣體通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn),可以證明原反應(yīng)中有CO生成,多余的CO不能排放到空氣中,要排水法收集。
(2)BCl3接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成白霧,是三氯化硼水解生成HCl,HCl溶于空氣中的水形成鹽酸小液滴從而形成白霧;
(3)CO能還原氧化銅,使黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),CO自身被氧化成二氧化碳,能使澄清的石灰水變渾濁;
(4)根據(jù)Fe3+、SCN-反應(yīng)產(chǎn)生血紅色物質(zhì)判斷滴定終點(diǎn);
(5)(6)根據(jù)n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),可計(jì)算出溶液中10.00mL溶液中含有的n(Cl-),然后計(jì)算mg即100mL中含有的n(Cl-),從而計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù),根據(jù)v=n/V進(jìn)行誤差分析。據(jù)此解答。
(1)干燥的氯氣、B2O3、C反應(yīng)生成BCl3和CO,BCl3的熔點(diǎn)為-107.3℃,沸點(diǎn)為12.5℃,收集三氯化硼要用冰水冷卻,未反應(yīng)的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收,三氯化硼易水解,為防止氫氧化鈉溶液中的水進(jìn)入裝置E,在E和J之間加H裝置,用于吸水,生成的CO經(jīng)干燥后在通過(guò)F裝置還原氧化銅,再將生成的氣體通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn),可以證明原反應(yīng)中有CO生成,多余的CO不能排放到空氣中,要排水法收集。則該實(shí)驗(yàn)裝置中合理的連接順序?yàn)?/span>G→_E__→_H__→_J_→H__→F→D→I;其中裝置E的作用是將BCl3冷凝為液態(tài)分離出來(lái)。本小題答案為:E 、H 、J 、H ;將BCl3冷凝為液態(tài)分離出來(lái)。
(2)BCl3接觸潮濕空氣時(shí)會(huì)形成白霧,是三氯化硼水解生成HCl,HCl溶于空氣中的水形成鹽酸小液滴形成白霧,則三氯化硼水解的化學(xué)方程式為BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。本小題答案為:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。
(3)CO能還原氧化銅,使黑色的氧化銅生成紅色的銅單質(zhì),CO自身被氧化成二氧化碳,能使澄清的石灰水變渾濁,則能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁。本小題答案為:F中黑色固體變成紅色且澄清石灰水變渾濁。
(4)步驟②移取溶液時(shí)所需儀器名稱為酸式滴定管或移液管;用KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3溶液,當(dāng)硝酸銀恰好反應(yīng)完時(shí),再滴入KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,KSCN遇硝酸鐵會(huì)生成硫氰化鐵血紅色溶液,則步驟④中達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KSCN溶液時(shí),混合液由無(wú)色變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不褪色。本小題答案為:酸式滴定管或移液管;當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?/span>KSCN溶液時(shí),混合液由無(wú)色變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不褪色。
(5)消耗的硫氰化鉀的物質(zhì)的量為10-3C2V2mol/L,則過(guò)量的硝酸銀的物質(zhì)的量為10-3C2V2mol/L,則與產(chǎn)品中的氯離子反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量為(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L,則10.00mL該產(chǎn)品溶液中的氯離子的物質(zhì)的量也為(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L,100.00mL該產(chǎn)品溶液中的氯離子的物質(zhì)的量也為(10-2C1V1-10-2C2V2)mol/L,質(zhì)量為35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)g,產(chǎn)品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)/m]×100%,即。本小題答案為:。
(6)A. 步驟③中未加硝基苯,會(huì)使一部分氯化銀轉(zhuǎn)化為硫氰化銀,導(dǎo)致n(SCN-)增大,根據(jù)關(guān)系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知樣品中含有的n(Cl-)偏小,故A不符合題意;
B. 步驟①中配制100mL溶液時(shí),定容時(shí)俯視刻度線,則使c(Cl-)偏大,等體積時(shí)含有的n(Cl-)偏大,故 B符合題意;
C. 用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液時(shí),滴定前有氣泡,滴定后無(wú)氣泡,氣泡占一定的體積,則讀出KSCN溶液的體積偏大,消耗KSCN的物質(zhì)的量偏大,根據(jù)KSCN計(jì)算出剩余的AgNO3的物質(zhì)的量偏大,則與產(chǎn)品反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量偏小,則與硝酸銀反應(yīng)的氯離子的物質(zhì)的量偏小,則測(cè)得產(chǎn)品中氯含量偏低,故 C不符合題意;
D. /span>滴定剩余AgNO3溶液時(shí),KSCN溶液滴到錐形瓶外面一滴,消耗KSCN的物質(zhì)的量偏大,根據(jù)KSCN計(jì)算出剩余的AgNO3的物質(zhì)的量偏大,則與產(chǎn)品反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量偏小,則與硝酸銀反應(yīng)的氯離子的物質(zhì)的量偏小,則測(cè)得產(chǎn)品中氯含量偏低,故 D不符合題意。答案選B。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】對(duì)于可逆反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列措施能使反應(yīng)物中活化分子百分?jǐn)?shù)、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)都變化的是( )
A. 增大壓強(qiáng) B. 升高溫度 C. 使用催化劑 D. 多充O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有Ⅰ~Ⅳ四個(gè)體積均為0.5 L的恒容密閉容器,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表),加入催化劑發(fā)生反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g);ΔH,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與Z和溫度(t)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
容器 | 起始時(shí) | ||
t/℃ | n(HCl)/mol | Z | |
Ⅰ | 300 | 0.25 | a |
Ⅱ | 300 | 0.25 | b |
Ⅲ | 300 | 0.25 | 4 |
A. ΔH<0,a<4<b
B. 300℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為64
C. 容器Ⅲ某時(shí)刻處在R點(diǎn),則R點(diǎn)的υ正>υ逆,壓強(qiáng):p(R)>p(Q)
D. 若起始時(shí),在容器Ⅳ中充入0.25molCl2和0.25molH2O(g),300℃達(dá)平衡時(shí)容器中c(HCl)=0.1mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用下列實(shí)驗(yàn)方案不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?/span> )
A. 圖A裝置——Cu和稀硝酸制取NOB. 圖B裝置——檢驗(yàn)乙炔的還原性
C. 圖C裝置——實(shí)驗(yàn)室制取溴苯D. 圖D裝置——實(shí)驗(yàn)室分離CO和CO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】M、N、X、Y四種主族元素在周期表里的相對(duì)位置如下圖所示,已知它們的原子序數(shù)總和為46。
(1)M與Y形成的化合物中含________鍵,屬__________分子。(填“極性”或“非極性”)
(2)N元素形成的單質(zhì)分子中的化學(xué)鍵類型及數(shù)目是__________________(填“σ鍵”或“π鍵”)。在化學(xué)反應(yīng)中________易斷裂。
(3)由N、Y的氫化物相互作用所生成的物質(zhì)的電子式為_________________。其中的化學(xué)鍵有__________________________。
(4)寫(xiě)出M單質(zhì)與X元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。
(5)核電荷數(shù)比X元素少8的元素可形成多種粒子,按要求填入空格中:
質(zhì)子數(shù) | 16 | 16 | 16 |
電子數(shù) | 16 | 17 | 18 |
化學(xué)式 | _______ | ________ | ________ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示是一個(gè)制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置,多余的氯氣可以貯存在b瓶中,其中各試劑瓶中所裝試劑為:C(氯化亞鐵溶液)、D(碘化鉀淀粉溶液)、E(紫色石蕊試液)、G(含酚酞的氫氧化鈉溶液)
(1)A是氯氣的發(fā)生裝置,反應(yīng)的離子方程式為________________________。
(2)a儀器的名稱為_________________,B中宜加入的液體是_________________。
(3)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后C中反應(yīng)的離子方程式是________________________________,D中的現(xiàn)象是___________________,E中的現(xiàn)象是____________________________。
(4)F裝置中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,若F中發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫,則F中反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________。
(5)G中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為________________________________。
(6)F處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉活塞K,移去酒精燈,由于余熱的作用,A處仍有Cl2產(chǎn)生,則裝置B中的現(xiàn)象是____________________________;若發(fā)現(xiàn)裝置B中該現(xiàn)象不明顯,可能的原因是A或B裝置漏氣,查找原因時(shí)若用蘸有濃氨水的玻璃棒檢查時(shí)觀察到有白煙產(chǎn)生,寫(xiě)出該氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】研究處理NOx、SO2,對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。回答下列問(wèn)題:
(1)SO2的排放主要來(lái)自于煤的燃燒,工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。已知吸收過(guò)程中相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:① SO2(g) + NH3H2O(aq) =NH4HSO3(aq) △H1 = a kJmol-1;② NH3H2O(aq) + NH4HSO3(aq) =(NH4)2SO3(aq) + H2O(l)△H2 = b kJmol-1;③ 2(NH4)2SO3(aq) + O2(g) =2(NH4)2SO4(aq) △H3= c kJmol-1,則反應(yīng) 2SO2(g) + 4NH3H2O(aq) + O2(g) =2(NH4)2SO4(aq) + 2H2O(l) △H = ______。
(2)NOx的排放主要來(lái)自于汽車(chē)尾氣,有人利用反應(yīng)C (s) + 2NO(g)N2(g) + CO2(g) △H=-34.0 kJmol-1,用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。在恒壓密閉容器中加入足量的活性炭和一定量的NO氣體,測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率 α(NO)隨溫度的變化如圖所示:
①由圖可知,1050K前反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,原因是_________________________; 在1100K 時(shí),CO2的體積分?jǐn)?shù)為______。
②用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)。在1050K、1.1×106Pa 時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=________(已知:氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù))。
(3)在高效催化劑的作用下用CH4還原NO2,也可消除氮氧化物的污染。在相同條件下,選用A、B、C三種不同催化劑進(jìn)行反應(yīng),生成 N2的物質(zhì)的量與時(shí)間變化關(guān)系如圖所示,其中活化能最小的是_________(填字母標(biāo)號(hào))。
(4)在汽車(chē)尾氣的凈化裝置中 CO和NO發(fā)生反應(yīng):2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g) △H2 =-746.8 kJmol-1。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,υ正=k正c2(NO) c2(CO) ,υ逆=k逆c(N2) c2(CO2) (k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。
①達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k正增大的倍數(shù)_____(填" >”、“< ”或“=”) k逆增大的倍數(shù)。
②若在1L 的密閉容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為40%,則=_____(保留2位有效數(shù)字)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】聚合物H ()是一種聚酰胺纖維,廣泛用于各種剎車(chē)片,其合成路線如下:
已知:①C、D、G均為芳香族化合物,分子中均只含兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。
②Diels-Alder反應(yīng):。
(1)生成A的反應(yīng)類型是_______。D的名稱是_______。F中所含官能團(tuán)的名稱是_______。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______;“B→C”的反應(yīng)中,除C外,另外一種產(chǎn)物是_______。
(3)D+G→H的化學(xué)方程式是______。
(4)Q是D的同系物,相對(duì)分子質(zhì)量比D大14,則Q可能的結(jié)構(gòu)有______種,其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1:2:2:3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______(任寫(xiě)一種)。
(5)已知:乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。請(qǐng)以1,3-丁二烯和乙炔為原料,選用必要的無(wú)機(jī)試劑合成,寫(xiě)出合成路線__________(用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲醇是一種可再生能源,具有廣闊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、 Rh/SiO2等作催化劑,采用如下反應(yīng)來(lái)合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)CH3OH(g)
(1)下表所列數(shù)據(jù)是各化學(xué)鍵的鍵能,該反應(yīng)的ΔH=_______(用含字母的代數(shù)式表示)。
(2)某科研小組用Pd/C作催化劑,在450℃時(shí),研究了n(H):n(CO)分別為2:1、3:1時(shí)CO轉(zhuǎn)化率的變化情況(如圖),則圖中表示n(H2):n(CO)=3:1的變化曲線為______(填“曲線a"或“曲線b”)。
(3)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在2L的恒容密閉容器內(nèi)充入1 mol CO和2molH2,加入合適催化劑后在某溫度下開(kāi)始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
反應(yīng)時(shí)間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
壓強(qiáng)/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
則從反應(yīng)開(kāi)始到20min時(shí),CO的平均反應(yīng)速率為________,該溫度下的平衡常數(shù)K為_______.
(4)將CO和H2加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0。平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)(%)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示(虛線框表示沒(méi)有測(cè)定該條件下的數(shù)據(jù))。
T1、T2、T3由大到小的關(guān)系是_________,判斷理由是____________
(5)美國(guó)的兩家公司合作開(kāi)發(fā)了多孔硅甲醇直接燃料電池,其工作原理如圖
①石墨2為__________ (填“正“或“負(fù)“)極。
②石墨1極發(fā)生的電極反應(yīng)式為________
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