(15分)硫代硫酸钠俗称保险粉,又名“大苏打”。可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂,也可用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的治疗,也是一种常用的实验试剂。
I.已知:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S↓+ SO2 + H2O,某研究小组依据该反应探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:
实验 编号 | 实验温度 /℃ | Na2S2O3 | H2SO4 | 蒸馏水体积 /mL | ||
体积/mL | 浓度/ mol·L-1 | 体积/mL | 浓度/ mol·L-1 | |||
① | 25 | 10 | 0.1 | 10 | 0.1 | 0 |
② | 25 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
③ | 25 | 5 | 0.2 | 10 | 0.2 | 5 |
④ | 50 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
⑤ | 50 | 10 | 0.2 | 5 | 0.2 | 5 |
下列有关说法正确的是
A.实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
B.实验①和③溶液变浑浊的时间相同
C.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
D.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
II.实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
本实验对Na2S纯度要求较高,利用图1所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯过程为:将已称量好的工业级Na2S放入圆底烧瓶中,加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器,向冷凝管通入冷却水,同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时,停止加热。将烧瓶取下,立即趁热过滤,再冷却结晶,过滤。将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。
(1)在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是 ;
(2)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是 ,NaOH溶液的作用是 。
(3)保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为
2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
准确称取W g样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000 mol•L¯1碘的标准溶液进行滴定。
请回答:
①到达滴定终点的标志 ;
②滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为 mL,产品的纯度为 (设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(15分)汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,则该反应的平衡常数KP表达式为 ;
(2)已知:N2(g) + O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
C(s) + O2(g) = CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) =2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H= ,该反应能自发进行的条件 (填“高温”、“低温”或“任意温度”);
(3)在一定温度下,向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol。
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)= b mol,n(NO)= a mol,则此时v正 v逆(填“>”、“=”或“<”);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在下图中补充画出t2-t3-t4时段N2物质的量的变化曲线。
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右;
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎。下列物质适合作为NOx吸收剂的是
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸
(18分)I.有X、Y、Z、R四种短周期元素,Y、Z、R同周期。相关信息如下:
| 相关信息 |
X | 单质为双原子分子。若低温蒸发液态空气,因其沸点较低可先获得X的单质 |
Y | 含Y元素的物质焰色反应为黄色 |
Z | 同周期元素中原子半径最小 |
R | R元素原子的最外层电子数是K层电子数的3倍 |
(1)Z元素在周期表的位置是 ,Y、Z、R简单离子的半径从大到小的顺序是 (用离子符号表示);
(2)由X、Z两种元素组成的化合物甲,常温下为易挥发的淡黄色液体,甲分子构型为三角锥形,且分子里X、Z两种原子最外层均达到8个电子的稳定结构。甲遇水蒸气可形成一种常见的漂白性物质。则甲的结构式为 ;
(3)化合物乙(Y2R)溶液在空气中长期放置,与氧气反应会生成与过氧化钠的结构和化学性质相似的物质Y2R2,其溶液显黄色。则Y2R2的电子式为 ,写出乙溶液在空气中变质过程的化学方程式 。
II.元素X与氢可形成多种化合物,如丙、丁、戊。
(4)丙与醋酸类似,为一元弱酸,对热十分稳定但受撞击就爆炸。8.6 g丙爆炸分解生成H2和6.72 L(标况下)X2。写出其爆炸的化学方程式 ;
(5)丁为离子化合物,遇水反应生成H2和气体戊,标况下戊的密度为0.76 g·L-1,则物质丁的化学式为 ;
(6)戊在高温条件下能还原Fe2O3,生成两种单质,写出该反应的化学方程式 ,有人提出生成的产物中可能还有FeO,请设计实验方案验证(用化学方法) 。
(10分)聚合物G可用于生产全生物降解塑料,在“白色污染”日益严重的今天有着重要的作用。有关转化关系如下:
已知:CH3CH2CH2Br + NaOHCH3CH2CH2OH + NaBr
请回答下列问题:
(1)物质A的分子式为 ,B的结构简式为 ;
(2)请写出F中含氧官能团的名称 ;
(3)反应①~④中属于加成反应的是 ;
(4)写出由F生成聚合物G的化学方程式 。
某强酸性溶液X中仅含有NH4+、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、NO3-中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下
下列有关推断合理的是
A.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+
B.沉淀H为Al(OH)3、BaCO3的混合物
C.溶液中一定含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-、Cl-
D.若溶液X为100 mL,产生的气体A为112 mL(标况),则X中c(Fe2+)=0.05 mol·L-1
下列说法不正确的是
A.等物质的量浓度的NH4HSO4溶液和NaOH溶液等体积混合,溶液中各离子浓度大小关系为:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
B.25℃时,将a mo1·L-l氨水与0.01 moI·L-1盐酸等体积混合,反应完全时溶液中c(NH4+)=c(C1-),用含a 的代数式表示NH3·H2O的电离常数
C.某温度下,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,pH随溶液体积V变化的曲线如上图所示。II为醋酸稀释时pH的变化曲线,且a、b两点水的电离程度:a<b
D.已知298K时氢氰酸(HCN)的Ka=4.9×10-10、碳酸的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,据此可推测将氢氰酸加入到碳酸钠溶液中能观察到有气泡产生