某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为45.3g的该结晶水合物,分别制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液,开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多;一段时间后有气体逸出,该气体有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,加热后共计可收集到2.24L该气体(标准状况);最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。另一份逐滴加入2.0 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,开始现象类似,但最终仍有白色沉淀;过滤,用稀硝酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体46.6g。
请回答以下问题:
(1)该结晶水合物中含有的两种阳离子
(2)试通过计算确定该结晶水合物的化学式
(3)试通过计算确定若只加入75mL的Ba(OH)2溶液,得到的沉淀质量。
(12分)(1)阿司匹林是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128~135℃。某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,制备基本操作流程(略)。
①写出制备阿司匹林的化学方程式 。
可用重结晶提纯法提纯阿司匹林。方法如下:
加热回流的装置如图所示:
②使用温度计的目的是 。
③冷凝水的流进方向是 。(填“b”或“c”)。
④重结晶提纯法所得产品的有机杂质较少的原因 。
检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是 。
(2)氯化苄(C6H5CH2Cl)也是一种重要的有机化工原料。工业上采用甲苯与干燥氯气在光照条件下反应合成氯化苄。为探索不同光强条件对合成产率的影响,需要对不同光强条件下的粗产品(含甲苯)进行纯度检测。每一组检测按照如下步骤进行:
A.称取0.300 g样品。
B.将样品与25 mL 4 mol·L-lNaOH溶液在三颈烧瓶中混合,水浴加热回流l小时后停止加热(发生的反应为:C6H5CH2Cl+NaOH→C6H5CH2OH+ NaCl)。
C.在三颈烧瓶中加入50 mL 2 mol·L-l HNO3,混合均匀。
D.将三颈烧瓶中溶液全部转移到100 mL容量瓶中,加水定容。
E.从容量瓶中取出25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入6.00 mL 0.100 mol·L-1AgNO3溶液,振荡混合均匀。
F.在锥形瓶中滴入几滴NH4Fe(SO4)2溶液作为指示剂,用0.0250 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定剩余的AgNO3。
G.重复E、F步骤三次,消耗0.0250 mol·L1NH4SCN溶液的平均值为4.00mL。
(已知:NH4SCN+ AgNO3= AgSCN↓+NH4NO3)根据以上实验信息回答下列相关问题:
①C步骤所加硝酸的目的是 。
②在F步骤操作中,判断达到滴定终点的现象是 。
③该产品的纯度为 。(请保留2位小数)
(8分)(1)有下图所示A、B、C、D、E、 F六种仪器:
请按要求写出部分仪器的名称,填入相应的空格内:
有标准线但无0刻度的 ,通常是陶瓷质地的 。 若用A、B进行抽滤,其目的主要是 。
(2)设计实验方案鉴别碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、亚硝酸钠四种固体。请画出必要的实验流程图(写清楚主要步骤、试剂、现象、结论)。
(8分)(1)有一种新型的高能电池—钠硫电池(熔融的钠、硫为两极,以Na+导电的β—Al2O3陶瓷作固体电解质),反应式为:
①充电时,钠极与外电源 极相连。其阳极反应式为: 。
②放电时,发生还原反应的是 极。用该电池作电源电解(如图)分别含有 0.2 mol NaCl和CuSO4的混合溶液500ml时,若此电池工作一段时间后消耗23g Na (电能的损耗忽略不计)。电解后溶液加水稀释至2 L,则溶液的pH为 。
(2)若将钠硫电池改为如图所示的碳酸盐燃料电池,它以CO为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出燃料电池的A电极反应式
(10分)(1) 氨是氮循环中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)已知:H-H键能为436KJ·mol-1,N≡N键能为945 KJ·mol-1,N-H键能为391 KJ·mol-1。写出合成氨反应的热化学方程式:
(2)可逆反应N2 +3H22NH3 在恒容密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是
①单位时问内生成n mo1 N2的同时生成3n mol H2
②单位时间内1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂
③容器中N2、H2、NH3的物质的量为1:3:2
④常温下,混合气体的密度不再改变的状态
⑤常温下,混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(3)恒温下,往一个2L的密闭容器中充入2.6 mol H2和1 mol N2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所:
时间/min |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
C(NH3)/mol·L-1 |
0.08 |
0.14 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
5min内,消耗N2的平均反应速率为 ;此条件下该反应的化学平衡常数K= ;反应达到平衡后,若往平衡体系中加入H2、N2和NH3各2mol,化学平衡将向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)氨是氮肥工业的重要原料。某化肥厂以天然石膏矿(主要成分CaSO4)为原料生产铵态氮肥(NH4)2SO4,(已知Ksp(CaSO4)=7.10×10-5 Ksp(CaCO3)=4.96×10-9)其工艺流程如下:
请写出制备(NH4)2SO4的反应方程式: ;
并利用有关数据简述上述反应能发生的原因
(6分)现有A、B、C、D、E五种可溶强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。
阳离子 |
H+、Na+、A13+、Ag+、Ba2+ |
阴离子 |
OH—、C1—、CO32—、NO3—、SO42— |
已知:①A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性。
②向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量,沉淀量先增加后减少但不消失。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀。
试回答下列问题:
(1)A溶液呈碱性的原因是 。(写出有关离子方程式)
(2)若25℃时C、E溶液pH=4,则E溶液中水电离出的氢离子浓度是C溶液中水电离出的氢离子浓度 倍。
(3)将0.1 mol·L-1 的C溶液逐滴加入等体积、0.2 mol·L-1的A溶液中,反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序为: 。