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叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。下面是工业水合肼法制备...

叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。下面是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程:

 

已知 NaN3 能与 AgNO3 反应生成白色难溶于水的 AgN3;有关物质的物理性质如表:

物质

熔点℃

沸点℃

溶解性

CH3OH

-97

64.7

与水互溶

水合肼(N2H4•H2O)

2

113.5

与水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿

亚硝酸甲酯(CH3ONO)

-17

-12

溶于乙醇、乙醚

叠氮化钠(NaN3)

410(易分解)

——

易溶于水,难溶于醇,不溶于乙醚

 

请回答:

(1)步骤Ⅰ中NaNO2与稀硫酸发生副反应生成两种气体的离子方程式为:________;步骤Ⅱ中生成NaN3的化学方程式为:____________

(2)实验室模拟步骤II 实验装置如图(装置中冷却水省略,下同)

①根据实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此可以采取的措施是_______________________

 

②图中X处连接的最合适装置应为下图中的______

  

(3)步骤Ⅳ对溶液 B 加热蒸发至溶液体积的NaN3 结晶析出。

①步骤Ⅴ可以______________洗涤晶体。

A.         B.乙醇           C.乙醇水溶液         D.乙醚

②沉淀滴定法测定产品纯度,是以淡黄色K2CrO4溶液作指示剂,将AgNO3标准溶液滴入样品溶液,至少量Ag2CrO4出现,即溶液呈淡红色为终点。AgNO3溶液要装在棕色的酸式滴定管里进行滴定,理由是_________________________

③下列操作或判断合理的是__________

A.滴定管和移液管管尖不可接触锥形瓶内壁

B.滴定时滴液速度应先快后慢,接近终点时一滴一摇

C.滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下

D.滴定终点时,若未等滴定管液面稳定就读数会导致测定结果偏高

 

2NO2-+2H+=NO↑+NO2↑+H2O N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O 冷水浴或缓慢通入气体等 C B AgNO3溶液溶液显酸性,且AgNO3 易见光分解,浓度下降,使测定不准 BCD 【解析】 由制备流程可知,NaNO2溶液和甲醇在稀硫酸溶液中发生反应Ⅰ生成CH3ONO,步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作是在三颈瓶中进行,制备叠氮化钠的操作是打开K1、K2,关闭K3,发生反应ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4•H2O+CO32-,在氢氧化钠水合肼混合溶液得到A溶液为NaN3和CH3OH的混合溶液,反应方程式为CH3ONO+N2H4+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O,通过蒸馏得到甲醇和B溶液,步骤Ⅳ对溶液B加热蒸发至NaN3结晶析出,抽滤、乙醇洗涤干燥得到产品,以此来解答。 (1)步骤Ⅰ中 NaNO2与稀硫酸发生副反应生成两种气体的离子方程式为2NO2-+2H+=NO↑+NO2↑+H2O;步骤Ⅱ中生成 NaN3的化学方程式为CH3ONO+N2H4+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O; (2)①反应在20℃左右反应的选择性和转化率最高,故应控制温度20℃左右,可以20℃(冷)水浴(或缓慢通入CH3ONO气体); ②X处连接的最合适装置应是冷凝装置,冷凝效果用直行冷凝管好,还需要连接导管,故合理选项是C; (3)①步骤Ⅴ是洗涤晶体表面的杂质,洗涤过程中防止NaN3溶解,水合肼与水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿,亚硝酸甲酯溶于乙醇、乙醚,选择乙醇来洗涤晶体表面的杂质,故合理选项是B; ②由于AgNO3水解使溶液显酸性,且见光易分解,导致浓度下降,使测定不准,AgNO3溶液要装在棕色的酸式滴定管里进行滴定; ③A.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可接触锥形瓶内壁,可使滴定管流出的液体充分反应,滴定管管尖可接触锥形瓶内壁,A错误; B.终点时加入过快可能加入过量,滴定时应先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇,防止试剂过量,B正确; C.滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内避粘附的溶液冲下,对待测液物质的量没有影响,滴定结果无影响,C正确; D.若未等滴定管液面稳定就读数,内壁溶液未回流,读取的标准溶液体积可能会增大,会导致测定结果偏高,D正确; 故合理选项是BCD。
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二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2CO和少量CO2) 直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:

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 CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)  ΔH3=+41.1kJ·mol-1

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B.根据图中曲线分析,催化剂I的催化效果最好

Cbv()可能等于v()

Da点的转化率比c点高可能的原因是该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低

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请回答如下问题:

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为测定 K2[Cu(C2O4)2]·2H2O(M=354g/mol)含量,准确称取试样1.000g溶于 NH3·H2O中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入10mL 3.000mol/LH2SO4溶液,用0.01000mol/LKMnO4溶液滴定,重复试验,平均消耗 KMnO4标准液20.00mL。已知:C2O42-酸性条件下被MnO4-氧化为CO2,杂质不参加反应。该样品中K2[Cu(C2O4)2]·2H2O的质量分数为____________(保留小数点后两位) ,写出简要计算过程:__________________

 

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