二氧化氯(ClO2)广泛应用于纸浆漂白、杀菌消毒和水净化处理等领域。工业上利用甲醇还原NaClO3的方法制备ClO2,工艺流程如下:
已知:a.发生器中制备ClO2的反应:12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH= 12ClO2↑+3HCOOH+4Na3H(SO4)2↓+9H2O
b.相关物质的熔沸点:
物质 | CH3OH | HCOOH | ClO2 |
熔点/℃ | -97 | 9 | -59 |
沸点/℃ | 65 | 101 | 11 |
(1)ClO2可用于纸浆漂白、杀菌消毒是因其具有______性。
(2)冷却塔用于分离ClO2并回收CH3OH,应控制的最佳温度为______(填字母)。
A.0~10℃ B.20~30℃ C.60~70℃
(3)经过程Ⅰ和过程Ⅱ可以获得芒硝(Na2SO4·10H2O)并使部分原料循环利用。
已知:Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线如下图:
①Na3H(SO4)2处理器中获得芒硝时需加入NaClO3固体,从芒硝溶解平衡的角度解释其原因:______。
②结合Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线,过程Ⅱ的操作是:在32.4℃恒温蒸发,______。
③Na3H(SO4)2处理器的滤液中可以循环利用的原料是NaClO3和______。
硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”。已知它易溶于水,难溶于乙醇,在中性或碱性环境中稳定,受热、遇酸易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图:
(1)装置甲中,a仪器的名称是____________;a中盛有浓硫酸,b中盛有亚硫酸钠,实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有_________________________(写出一条即可)。
(2)装置乙的作用是____________________________________。
(3)装置丙中,将Na2S和Na2CO3以2:1的物质的量之比配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3和CO2。反应的化学方程式为:________________________________________。
(4)本实验所用的Na2CO3中含少量NaOH,检验含有NaOH的实验方案为_________。(实验中供选用的试剂及仪器:CaCl2溶液、Ca(OH)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管.提示:室温时CaCO3饱和溶液的pH=9.5)
(5)反应结束后过滤丙中的混合物,滤液经蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥等得到产品,生成的硫代硫酸钠粗品可用_____________洗涤。为了测定粗产品中Na2S2O3·5H2O的含量,采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假设粗产品中的杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。称取1.50g粗产品溶于水,用0.20 mol·L-1KMnO4溶液(加适量稀硫酸酸化)滴定,当溶液中全部被氧化为时,消耗高锰酸钾溶液体积40.00mL。
①写出反应的离子方程式:________________________________________。
②产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为____________________(保留小数点后一位)。
铜是人类最早使用的金属之一,其单质及化合物具有广泛的用途。
(1)基态铜原子核外有________对自旋相反的电子。
(2)青铜是铜与锡或铅等元素按一定比例熔铸而成的合金。第一电离能I1(Sn)____________I1(Pb)(填“大于”或“小于”)。
(3)新制的Cu(OH)2能够溶解于浓氨水中,反应的离子方程式是____________________________________;
(4)利用铜片表面催化反应,我国研究人员用六炔基苯为原料,在世界上首次通过化学方法获得全碳材料—石墨炔薄膜(结构片段如图所示),开辟了人工化学合成碳同素异形体的先例。石墨炔中碳原子_________________________的杂化方式。
(5)CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成氯化羰基亚铜(I),可用于定量测定气体混合物中CO的含量。氯化羰基亚铜(I)中含___________σ键数目。
(6)Cu2O可用于半导体材料。
①Cu2O晶胞(如图所示)中,O原子的配位数为________________;a位置Cu+坐标为(0.25,0.25,0.75),则b位置Cu+坐标_______________________。
②Cu2S与Cu2O具有相似晶体结构,则两者的熔点是Cu2O比Cu2S的_________(填“高”或“低”),请解释原因___________________。
氨是重要的基础化工原料,可以制备尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多种含氮的化工产品。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:__________kJ/mol
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点________(填是或不是)处于平衡状态,T1之后尿素产率下降的原因是___________________________。
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是___________,测得b点氨的转化率为30%,则x=___________________。
③已知该反应的,,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是____________________________________。
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时,应控制溶液pH范围_____________(用含a、b式子表示)。
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为_______________。
常温下,向某浓度的二元弱酸H2C2O4溶液中逐滴加入NaOH溶液,pC与溶液pH的变化关系如图所示(pC=-lgx,x表示溶液中溶质微粒的物质的量浓度)。下列说法正确的是
A.常温下,H2C2O4的Ka1=100.8
B.pH=3时,溶液中
C.pH由0.8增大到5.3的过程中,水的电离程度逐渐增大
D.常温下,随着pH的增大,的值先增大后减小
某课外活动小组设计如图所示装置制取较多量乙酸乙酯。已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸点(℃) | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
下列说法正确的是
A.装置中球形管既能冷凝蒸气又能防止倒吸
B.反应结束后大试管中的现象是:溶液分层,下层无色油状液体;上层溶液颜色变浅
C.从大试管中分离出的乙酸乙酯中还含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,过滤分离出乙醇
D.最后加入无水硫酸钠,然后进行蒸馏,收集118℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。