水合肼(N2H4•H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。如图是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。
查阅资料:①水合肼有毒且不稳定,具有强还原性和强碱性;
②有关物质的物理性质如下表:
物质 | 甲醇 | 水合肼 | 亚硝酸甲酯 | 叠氮化钠 |
熔点(℃) | -97 | -40 | -17 | 275(410℃:易分解) |
沸点(℃) | 64.7 | 118.5 | -12 | — |
回答下列问题:
Ⅰ.合成水合肼。实验室水合肼合成水合肼装置如图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼。
(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO溶液的原因是_____;N2H4 的结构式为_____,制取N2H4•H2O的离子方程式为_________。
II.制备叠氮化钠。实验室可利用如图所示的装置及药品制备叠氮化钠。
(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此 可釆取的措施是_____;流程中A溶液蒸馏前,图中装置中开关K1、K2、K3的合理 操作顺序是______。
②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式:_____。
(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为_____,减压过滤,晶体用乙醇洗涤2〜3次后,再_____干燥。
(4)化工生产中,多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,在酸性条件下,二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3,理论上需加入0.5mol • L-1的NaClO溶液_____mL
钼酸钠晶体(Na2MoO4•2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。如图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。
(1) Na2MoO4•2H2O中钼元素的化合价是_____;在焙烧炉中,空气从炉底进入,矿石经粉碎后从炉顶进入,这样处理的目的是_____
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,写出该反应的化学方程式:_____,反应中氧化产物是_____(填化学式)。
(3)“浸取”时含钼化合物发生反应的离子方程式为___________;“结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。若滤液中c(MoO42-)= 0.40 mol • L-1,c(CO32-)= 0.10 mol•L-1,当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是_____% [已知:Ksp(BaCO3)=1×10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0×l0-8]。
(4)“分析纯”的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与流程中所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式为_____。
(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示:
①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为_____
②碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是_____。
短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2,其结构如图所示,其中X、M的族序数均等于周期序数,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的3/4。下列说法正确的是
A.简单离子半径:Z > M > Y > X
B.Z和M的单质均能溶于NaOH溶液
C.X和Y形成的X2Y2是离子化合物
D.Z的最高价氧化物的水化物是中强碱
25℃时,向0.1mol•L-1HX溶液中逐渐加入NaOH固体,恢复至原温度后与pH的关系如图所示(忽略溶液体积变化),下列有关叙述不正确的是
A.HX的Ka的数量级为10-5
B.P 点的溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
C.N 点的溶液中:c(Na+)+c(H+) = c(HX)+c(OH-)
D.M 点的溶液中:c(Na+)+c(HX) +c(H+) = 0.1 mol·L-1
中国科学院科学家团队通过镁热还原法将天然的硅藻土转化为具有多级孔道结构的硅框架,并将该硅框架与熔融态的锂金属混合制成具有多孔结构的复合锂金属。一种全固态锂金属电池是以复合锂金属为a极,磷酸铁锂为b极,聚环氧乙烷基聚合物(PEO-SPE)为固态电解质(如图所示),该电池的总反应为:LiFePO4xLi+Li1-xFePO4。下列说法不正确
A.放电时Li+通过固态电解质向b极移动
B.多孔结构的复合锂金属有利于锂金属的均匀沉积和脱出
C.充电时,b极反应为:Li1-xFePO4+xe-+xLi+=LiFePO4
D.充电时,当a极质量增加mg时,理论上b极质量减少mg
重排反应是指某种化合物在试剂、温度或其他因素的影响下,发生分子中某些基团的转移或分子内碳原子骨架改变的反应。氢化偶氮苯(a)在一定条件下可重排为联苯胺(b),其变化如图所示。下列有关说法不正确的是
A.b分子中所有碳原子可能共平面 B.a和b分子的一氯取代物数目相同
C.a和b均能发生氧化反应 D.1mol a或b均能与6molH2完全加成