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.水 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
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H2、CO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:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.1kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5kJ·mol-1。试回答下列问题:
(1)由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH =_______kJ·mol-1;该反应可以自发进行的条件为________________。
(2)将1.0mol CO2 和 3.0mol H2 充入2L恒容密闭容器中,使其仅按反应②进行,在不同催化剂作用下,相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是______________
A.T3对应的平衡常数小于T4对应的平衡常数
B.根据图中曲线分析,催化剂I的催化效果最好
C.b点v(正)可能等于v(逆)
D.a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
(3)若CO2和H2仅发生反应②和③,研究表明:在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使用该催化剂,按 n(CO2):n(H2)=1:3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率:转化的 CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示:(忽略温度对催化剂的影响)
①在553K达到平衡时,反应体系内甲醇的物质的量为_________mol。
②随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因:____________________________ 。
(4)O2催化辅助的 Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 则电池的正极反应式:6O2+6e-=6O2-和____________________ 。
浅绿色盐X仅含四种元素,不含结晶水,M(X)<908g•mol-1,某小组为了探究X的组成和性质,设计并完成了如下实验
上述实验中,得到23.3g白色沉淀 E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。
已知:①X分解成A、B、C的反应为非氧化还原反应;
②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。
请回答如下问题:
(1)写出B分子的电子式_______________;X的化学式是__________。
(2)在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为:__________。
(3)请写出G溶于D溶液的离子方程式:_________________。
(4)请设计实验检验固体C中是否仍含有X:___________________。
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/L的H2SO4溶液,用0.01000mol/L的KMnO4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:__________________。
(1)比较相同条件下微粒得到电子的能力Fe3+____Cu2+(填“>” 、“<”或“=”)
(2)已知Mg3N2遇水会剧烈反应生成白色沉淀和有刺激性气味的气体,写出Mg3N2与足量稀盐酸反应的化学方程式___________________。
(3)相同条件下冰的密度比水小,主要原因是 ______________。
溶液 X 中可能含有 Ba2+、NH4+、Na+、K+、Cl-、HCO3-、HSO3-、SO42-中的几种离子,各离子的浓度均相等。为了确定其组成,某同学进行了如图所示的实验,下列说法正确的是
A.溶液 X中 Ba2+、NH4+、HCO3-、HSO3-一定存在
B.溶液 X中一定不存在SO42-、可能含有Cl-
C.是否存在Na+和K+需通过焰色反应进一步确认
D.沉淀A一定是BaCO3,沉淀B一定是AgCl