氯化亚硝酰(NOCl,沸点为-5.5℃)是有机合成中的重要试剂,为黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水反应,有多种方法制备氯化亚硝酰。已知:HNO2既有氧化性又有还原性,AgNO2微溶于水,溶于硝酸:AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。
(1)将5g在300℃下干燥了3h并研细的KCl粉末装入50mL带有接头及抽真空用活塞的玻璃容器内。将容器尽量减压,在减压条件下通入0.002molNO2。反应12~36min即可完成,红棕色的NO2消失,出现黄色的氯化亚硝酰,同时还得到一种盐,该盐的化学式为_。氯化钾需要“干燥”的原因是__。
(2)实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成氯化亚硝酰,装置如图所示。
①仪器a的名称为__。
②干燥管中盛放的试剂为_。
③生成NOCl的化学方程式为__。
(3)为验证NOCl与H2O反应后的溶液中存在Cl-和HNO2,设计如下实验步骤,完成下列表格。
步骤 | 实验现象或反应的化学方程式 |
①取5mL仪器a中产品,加入盛有水的烧杯中,充分反应 | NOCl与H2O反应的化学方程式为__ |
②向烧杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀硝酸 | 加入稀硝酸后,实验现象为__ |
③向步骤②烧杯中滴加酸性KMnO4溶液 | 实验现象为_ |
三氯化六氨合钴(III)([Co(NH3)6]Cl3 是合成其他含钴配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下,通过氧化二氯化六氨合钴(II)得到三氯化六氨合钴(III)制备流程如下:
资料:
①钴离子常见价态有+2(II)价,+3(III)价,Co(II)离子能在水溶液中稳定存在,但 Co(III)离子不能稳定存在,只能以固态或络合物形式(如[Co(NH3)6]3+)稳定存在溶液中。
② Co2+在 pH=9.4 时完全沉淀为 Co(OH)2
(1) 实验中需要将 CoCl2·6H2O 晶体研细,其目的是:__________________。
(2)在加入浓氨水前先加入大量 NH4Cl溶液,请结合平衡原理解释原因______________________。
(3)在“氧化”过程中需水浴控温在 50~60℃,温度不能过高,原因是______________________。
(4)写出“氧化”过程中反应的离子方程式_______________。
(5)为测定产品中钴的含量,进行下列实验:
①称取样品 4.000 g 于烧瓶中,加水溶解,加入足量的 NaOH 溶液,加热至沸 15~20 min,将 [Co(NH3)6]Cl3 完全转化为 Co(OH)3,冷却后加入足量 KI 固体和 HCl 溶液,充分反应一段时间后,将烧瓶中的溶液全部转移至 250.00 mL 容量瓶中,加水定容,取其中 25.00 mL 试样加入到锥形瓶中;
②用 0.100 0 mol·L -1 Na2S2O3 标准溶液滴定,溶液变为浅黄色后,加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点,重复 2 次实验,测得消耗 Na2S2O3 溶液的平均体积为 15.00 mL。(已知:2Co3++2I-=2Co2++I2 ,I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-).通过计算确定该产品中钴的含量___________________。
Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)基态Fe原子中,电子填充的能量最高的能级符号为__。
(2)在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是__。
(3)铁氰化钾{K3[Fe(CN)6])}溶液是检验Fe2+常用的试剂。lmol[Fe(CN)6]3-含σ键的数目为__。
(4)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+的配位数是__。配体N3-中心原子的杂化类型为__。CoO的熔点是1935℃,CoS的熔点是1135℃,试分析CoO的熔点较高的原因__。
(5)NiO的晶胞结构如图所示,其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子坐标参数为__。
德国化学家哈伯(F.Haber)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨为解决世界的粮食问题作出了重要贡献。其原理为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)若已知H-H键的键能为436.0kJ/mol,N-H的键能为390.8kJ/mol,则NN的键能约为_____kJ/mol
(2)合成氨反应不加催化剂很难发生,催化剂铁触媒加入后参与了反应降低了活化能。其能量原理如图所示,则加了催化剂后整个反应的速率由______决定(填“第一步反应”或者“第二步反应”),未使用催化剂时逆反应活化能______正反应活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)
(3)从平衡和速率角度考虑,工业生产采取20MPa到50MPa的高压合成氨原因______
(4)一定温度下恒容容器中,以不同的H2和N2物质的量之比加入,平衡时NH3体积分数如图所示,则H2转化率a点______b点(填"大于”“小于”或者“等于”)。若起始压强为20MPa,则b点时体系的总压强约为______MPa。
(5)若该反应的正逆反应速率分别表示为v正=K正,v逆=K逆∙c2(NH3),则一定温度下,该反应 的平衡常数K=______(用含K正和K逆的表达式表示),若K正和K逆都是温度的函数,且随温度升高而升高,则图中c和d分别表示______和______随温度变化趋势(填K正或者K逆)。
(6)常温下,向20mL的0.1mol/L的盐酸中通入一定量氨气反应后溶液呈中性(假设溶液体积变化忽略不计)则所得溶液中c(NH4+)=_______
如图是我国学者研发的高效过氧化氢——尿素电池的原理装置,该装置工作时,下列说法错误的是
A.Ni-Co/Ni极上的电势比Pd/CFC极上的高
B.向正极迁移的主要是K+,产物M主要为K2SO4
C.负极反应为:CO(NH2)2+8OH–-6e–=CO32-+N2↑+6H2O
D.Pd/CFC极上发生反应:H2O2+2e–=2OH–
常温下,向1mol/LNH4Cl溶液中加入足量的镁条,该体系pH随时间变化的曲线如图所示。实验观察到b点开始溶液中有白色沉淀生成,已知Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10−11。下列说法错误的是
A.常温下,NH4Cl的水解平衡常数数量级为10−10
B.体系中,水的电离程度大小关系为
C.点时,溶液中c(Mg2+)=0.18mol/L
D.a点溶液中,c(NH4+)+c(H+)<c(Cl−)+c(OH−)