根据镁与二氧化碳的反应推测,钠也能在二氧化碳中燃烧,且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
(1)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,设计实验方案,验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)
限选试剂及仪器:稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸(精确至0.1)、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作 |
预期现象和结论 |
步骤1:取适量产物样品于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,取上层清液备用。 |
有不溶的黑色固体。 |
步骤2:取适量步骤1清液于试管中,
|
|
步骤3:
|
|
(2)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,为进一步测定产物中Na2CO3的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确称取w克试样,溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴指示剂A,滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2(碳的主要存在形式为HCO3―),消耗盐酸的体积为V1mL;再滴加几滴甲基橙,继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色,消耗盐酸的体积为V2mL。
步骤3:重复实验3次。滴定结果如下
滴定 次数 |
待测溶液 的体积/mL |
消耗标准盐酸的体积 |
|
V1/mL |
V2/mL |
||
1 |
25.00 |
15.02 |
4.97 |
2 |
25.00 |
14.98 |
5.03 |
3 |
25.00 |
13.21 |
6.75 |
①步骤2中,第一步滴定所使用的A指示剂为 ,滴定终点的现象为 。
②计算Na2CO3的质量分数= (用含w、c的代数式表示)
铬及其化合物在现代工业上的应用广泛,可用于电镀,鞣制羊毛,皮革;铬还用于照相材料,胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。
Ⅰ:某工厂对制革工业污泥中Cr(III)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Mg2+ |
Al3+ |
Cu2+ |
Cr3+ |
开始沉淀时的pH |
1.9 |
7.0 |
—— |
—— |
4.7 |
—— |
沉淀完全时的pH |
3.2 |
9.0 |
11.1 |
8 |
6.7 |
9 (>9溶解) |
(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需 。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是 (至少答一点)。
(3)调节溶液的pH=8是为了除去 离子。钠离子交换树脂的原理为:
Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的的杂质离子是 。
(4)Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)的溶度积Ksp= c(Cr3+)• c3(OH-)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
(5)还原过程发生以下反应(请配平): Na2Cr2O7+ SO2+
= Cr(OH) (H2O)5SO4+ Na2SO4;
Ⅱ:工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法:该法用Fe做电极,电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。用Fe做电极的原因为
在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应解释) 。
2012年2月27日深圳宣称进入“200万辆汽车时代”,汽车尾气已成为重要的空气污染物。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向2L密闭容器中充入4mol N2和6molO2,5min后达平衡时NO物质的量为4mol,该反应的速率v(N 2)为 ;计算该条件下的平衡常数(写出计算过程)。
(2)恒温恒容,能说明反应 2NO(g) N2(g)+O2(g) 达到平衡的是 (填代号)。
A.NO、N2、O2的浓度之比为2∶1∶1
B.N2的浓度不再发生变化
C.单位时间内消耗2 mol NO,同时消耗1 mol N2
D.容器内气体密度不再发生变化
(3)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的:
①已知:N2(g)+ O2(g) = 2NO(g) △H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l) △H = —285.8kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图是反应:2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,据此判断该反应的△H 0 (填“>”、“<”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S1>S2 ,在下图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。该反应原理如下:
(X为卤原子,R为取代基)
经由Heck反应合成E的路线如下:
(1)已知A 为羧酸, A→B的反应类型是 ,0.1mol的A与足量的金属Na反应产生H2 L(标准状况下)。
(2)写出反应I的方程式 (注明条件)
(3)符合A分子式的羧酸类物质有两种,其中的一种经过上述反应转化成B,已知B分子的核磁共振氢谱有两种峰,B的结构简式为 。
(4)反应Ⅱ为Heck反应,则E的结构简式为 。
(5)A的一种同分异构体F,经过下列反应也能制得C:
实验室检验反应Ⅲ是否完全可用的试剂是: 。
现有物质的量浓度均为0.1mol·L-1的 ①NaOH溶液 ② Na2CO3溶液 ③CH3COONa溶液各25mL,下列说法正确的是
A.3种溶液pH的大小顺序是 ①>②>③
B.若将3种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是③
C.若分别加入25mL0.1mol·L-1盐酸后,pH最大的是②
D.若3种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
用下列实验装置进行的实验中,不能达到相应实验目的的是
A.用图①所示实验装置排空气法收集H2气体
B.图②装置可以用来验证化学能转化为电能
C.图③铁片最终完全溶解,且高锰酸钾溶液褪色
D.图④所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱