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叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于...

叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。

(1)制备亚硝酸叔丁酯

取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________

(2)制备叠氮化钠(NaN3)

按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。

①装置a的名称是________________

②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________

③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________

(3)产率计算

①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。

②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。

③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。

A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗

B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数

C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡

D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内

(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________

 

t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O 恒压滴液漏斗(滴液漏斗) 水浴加热 降低叠氮化钠的溶解度,防止产物损失 65% AC ClO-+2N+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑ 【解析】 (1)根据元素组成以及酯化反应特点,有水分子生成,无机酸与醇的酯化反应生成亚硝酸酯与水,反应的化学方程式为t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O; (2) ①根据仪器的构造可知,装置a的名称是恒压滴液漏斗(滴液漏斗); ②加热温度低于100 ℃,所以用水浴加热; ③叠氮化钠易溶于水,微溶于乙醇,低温下溶解度降低,用乙醇洗涤溶质损失更少; (3)Ce4+总计为0.10 mol·L-1×0.04 L=0.004 mol,分别与Fe2+和N反应。其中与Fe2+按1∶1反应消耗0.10 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则与N按1∶1反应也为0.002 mol,即10 mL所取溶液中有0.002 mol N。原2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3,所以样品质量分数为65%; 误差A、使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶,使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大; B、六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大,计算叠氮化钠溶液浓度偏小; C、滴定前无气泡,终点时出现气泡,则读数体积为实际溶液体积减气泡体积,硫酸亚铁铵标准液读数体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大; D、滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内,无影响。 答案选AC; (4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体氮气,结合氧化还原反应配平,反应的离子方程式为:ClO-+2N+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑。
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无水广泛用作有机反应催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水,装置如图1,主要步骤如下:

步骤1三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚;装置B中加入15mL液溴。

步骤2缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。

步骤3反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。

步骤4常温下用苯溶解粗品,冷却至,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至分解得无水产品。

已知:反应剧烈放热;乙醚极易挥发;

具有强吸水性。

请回答下列问题:

仪器D的名称是___________________。冷凝水应该从________a口通入;

干燥的可将液溴吹出,是因为液溴具有___________的性质;实验中不能用干燥空气代替干燥,原因是___________

将装置B改为装置C,可能会导致的后果是_____________________________

步骤3中,第一次过滤除去的物质是___________________________________

试用平衡移动的原理说明得到三乙醚合溴化镁后,加热有利于其分解,得无水产品的原因:__________________________

为测定产品的纯度,可用EDTA标准溶液滴定,反应的离子方程式:;测定前,先称取无水产品,溶解后,用0.0500mol/LEDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液20.00mL,则测得无水产品的纯度是_________________以质量分数表示

 

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水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组设计如图所示的实验装置夹持装置略,采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧的含量。

实验步骤及测定原理如下:

Ⅰ.取样、氧的固定

用溶解氧瓶采集水样,记录大气压及水体温度。

向烧瓶中加入200mL水样。

向烧瓶中依次迅速加入无氧溶液过量2mL碱性KI无氧溶液过量,开启搅拌器,反应生成,实现氧的固定。

酸化、滴定

搅拌,并向烧瓶中加入2mL硫酸无氧溶液至还原为,溶液为中性或弱酸性。

在暗处静置5min后,取一定量溶液,用标准溶液滴定生成的,记录数据。

处理数据忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化

回答下列问题:

配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中的氧气的简单操作为________

取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是________

步骤c”搅拌的作用是________

氧的固定中发生主要反应的化学方程式为________

步骤f”________

步骤e”中,用amol/LNa2S2O3标准溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的现象为________;若200mL水样经处理后,共消耗标准溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧的含量为________用含字母的式子表示)mg/L

步骤d”中加入硫酸溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差,写出产生此误差的原因用离子方程式表示,至少写出2________

 

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高氯酸铵为白色晶体,分解时产生大量气体,是复合火箭推进剂的重要成分。

高氯酸铵中氯元素的化合价为_____________

高氯酸铵在高温条件下分解会产生H和三种单质气体,请写出该分解反应的化学方程式____________________________

某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。该小组连接好装置后,依次检查装置的气密性、装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移入盛满水的试管E、通入气体产物。已知:焦性没食子酸溶液用于吸收氧气

装置ABCD中盛放的药品可以依次为__________选填序号:Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ

碱石灰、湿润的淀粉KI试纸、氢氧化钠溶液、Cu

无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、Cu

无水硫酸铜、湿润的淀粉KI试纸、饱和食盐水、Cu

装置E收集到的气体可能是_____________填化学式

经查阅资料,该小组利用反应NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室制取,该反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。

从混合溶液中获得较多粗NHClO晶体的实验操作依次为_________________和过滤、洗涤、干燥。

研究小组分析认为,若用氨气和浓盐酸代替NHCl,则上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是_______________________________

研究小组通过甲醛法测定所得产品NHClO的质量分数。已知:NHClO的相对分子质量为NHClO与甲醛反应的离子方程式为NHN

实验步骤:

步骤Ⅰ称取样品。

步骤Ⅱ将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。

步骤Ⅲ移取样品溶液于250mL锥形瓶中,加入的中性甲醛溶液过量,摇匀、静置5min后,加入滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。记录数据。重复滴定操作2次。

标准液应盛放在上图装置_________中,判断达到滴定终点的现象是__________

滴定结果如下表所示:

滴定次数

标准溶液的体积

滴定前刻度

滴定后刻度

1

2

3

 

则所用标准溶液的体积为___________mL,若NaOH标准溶液的浓度为,则该产品中的质量分数为_____________

 

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过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,无臭无味,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应;不溶于醇类、乙醚等,易与酸反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。通常利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得。

某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图如下:

请回答下列问题:

(1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为________________

(2)支管B的作用是__________;加入氨水的作用是________________

(3)步骤③中洗涤CaO2·8H2O的液体X的最佳选择是____________

A.无水乙醇            B.浓盐酸                         C.水            DCaCl2溶液

(4)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙_____________的性质;

A.可缓慢供氧      B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体  C.能潮解          D.可抑菌

(5)已知CaO2350℃时能迅速分解,生成CaOO2。该小组采用如图所示的装置测定刚才制备的产品中CaO2的纯度(设杂质不分解产生气体)

①检查该装置气密性的方法是:____________________

②使用分析天平准确称取0.5000g样品,置于试管中加热使其完全分解,收集到  33.60mL(已换算为标准状况)气体,则产品中过氧化钙的质量分数为_________(保留4位有效数字)

 

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实验室以铝铁质岩主要成分是为原料制备和粗硅,其流程如图所示:

制备粗硅的化学方程式为 ______

溶液B中加氨水生成 的离子方程式为 ______,在空气中灼烧固体 时,用到多种硅酸盐质仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有 ______ 填仪器名称

在高温下,氧化铝可以与氮气、碳反应,生成一种耐高温、抗冲击的氮化铝和一种有毒气体,该反应的化学方程式为 ______ ;该反应中每生成2mol氮化铝,得到电子的物质的量为 ______ mol

某实验小组用CO还原法定量测定的组成,称取m g样品进行定量测定。

根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品, ______ 请按正确顺序填入下列步骤的标号

点燃酒精灯 打开分液漏斗活塞 停止加热,充分冷却 关闭分液漏斗活塞 收集气体并检验纯度

若实验中每步反应都进行完全,反应后样品质量减少了ng,则x ______ 若实验中 未被充分还原,则xy的值 ______ 偏大”“偏小无影响

 

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