乙二醛(OHC—CHO)是一种重要的精细化工产品。
Ⅰ. 工业生产乙二醛
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO3)2催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反应的化学方程式为 。该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点是 。
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
①已知:OHC—CHO(g) +2H2(g)HOCH2CH2OH(g) △H=−78kJ·mol−1 K1
2H2(g) + O2(g)2H2O(g) △H=−484kJ·mol−1 K2
乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g) +O2(g)OHC—CHO(g) + 2H2O(g)的△H= kJ·mol−1。相同温度下,该反应的化学平衡常数K= (用含K1、K2的代数式表示)。
②当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如下图所示。反应温度在450~495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是 、 。
Ⅱ. 乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)的生产装置如下图所示,通电后,阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。
(3)阴极反应式为 。
(4)阳极液中盐酸的作用,除了产生氯气外,还有 。
(5)保持电流强度为a A,电解t min,制得乙醛酸m g,列式表示该装置在本次电解中的电流效率η= 。(设:法拉第常数为f C•mol−1;η=)
以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。
(已知:Ksp(MnCO3) = 2.2×10−11,Ksp[Mn(OH)2] = 1.9×10−13,Ksp[Al(OH)3] = 1.3×10−33)
(1)滤渣1中,含铁元素的物质主要是 (填化学式,下同);加NaOH调节溶液的pH约为5,如果pH过大,可能导致滤渣1中 含量减少。
(2)滤液2中,+1价阳离子除了H+外还有 (填离子符号)。
(3)取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中,加入少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液,加热,Mn2+被氧化为MnO4−,反应一段时间后再煮沸5min[除去过量的(NH4)2S2O8],冷却至室温。选用适宜的指示剂,用b mol·L−1 的(NH4)2Fe(SO4)标准溶液滴定至终点,消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。
① Mn2+与(NH4)2S2O8反应的还原产物为 (填化学式)。
② “沉锰”前溶液中c(Mn2+) = mol·L−1(列出表达式)。
(4)其他条件不变,“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反应时间的关系如下图所示。
① NH4HCO3初始浓度越大,锰元素回收率越 (填“高”或“低”),简述原因 。
② 若溶液中c(Mn2+) = 1.0 mol·L−1,加入等体积1.8 mol·L−1 NH4HCO3溶液进行反应,计算20~40 min内v(Mn2+) = 。
CuCl晶体呈白色,熔点为430℃,沸点为1490℃,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为CuCl(s) + 3HCl(aq) H3CuCl4(aq)。
(1)实验室用下图所示装置制取CuCl,反应原理为:
2Cu2+ + SO2 + 8Cl− + 2H2O=2CuCl43− + SO42− + 4H+
CuCl43−(aq)CuCl(s) + 3Cl−(aq)
① 装置C的作用是 。
② 装置B中反应结束后,取出混合物进行如下图所示操作,得到CuCl晶体。
操作ⅱ的主要目的是 ;操作ⅳ中宜选用的试剂是 。
③实验室保存新制CuCl晶体的方法是 。
④欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案 。
(2)某同学利用如下图所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分组成。
已知:i. CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)Cl·H2O。
ii.保险粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧气。
① D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是 、 。
② 写出保险粉和KOH的混合溶液吸收O2的离子方程式: 。
加热HCOONa固体,发生的反应有:
2HCOONaNa2C2O4+H2↑①
2HCOONaNa2CO3+H2↑+CO2↑②
Na2C2O4Na2CO3+CO↑③
HCOONa加热分解时,固体失重率与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是
A.T<415℃时,只有反应①发生
B.反应①、②不可能同时发生
C.570℃<T<600℃时,残留固体的主要成分是Na2CO3
D.残留固体中m(Na2C2O4) = m( Na2CO3)时,反应①、②的反应速率相等
用下图所示装置进行实验,能得出相应实验结论的是
选项 | 实验试剂 | 实验结论 | ||
A | a.稀硫酸 | b.碳酸氢钠 | c.硅酸钠溶液 | 酸性:硫酸>碳酸>硅酸 |
B | a.稀盐酸 | b.二氧化锰 | c.溴化钠溶液 | 氧化性:MnO2>Cl2>Br2 |
C | d.小苏打 | e.苏打 | f.石灰水 | 热稳定性:苏打>小苏打 |
D | d.氯化钠 | e.氯化铵 | f.硝酸银溶液 | 沸点:氯化钠>氯化铵 |
室温下,0.1 mol·L−1 NaHCO3溶液的pH=8.31,有关该溶液的判断正确的是
A.c(Na+)>c(OH−)>c(HCO3−)>c(CO32−)>c(H+)
B.Ka1(H2CO3)·Ka2(H2CO3)<Kw
C.c(H+)+c(Na+)=c(OH−)+c(HCO3−)+c(CO32−)
D.加入适量NaOH溶液后:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO3−)+c(CO32−)