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某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。已知: 物质 BaSO4...

某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。已知:

 

物质

BaSO4

BaCO3

AgI

AgCl

 

溶解度/g(20℃)

2.4×10-4

1.4×10-3

3.0×10-7

1.5×10-4

 

(1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化

实验操作:

 

试剂A

试剂B

试剂C

加入盐酸后的现象

实验Ⅰ

BaCl2

Na2CO3

Na2SO4

……

实验Ⅱ

Na2SO4

Na2CO3

有少量气泡产生,沉淀部分溶解

 

① 实验Ⅰ说明BaCO3全部转化为BaSO4,依据的现象是加入盐酸后,______

② 实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是______

③ 实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化,结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因:______

(2)探究AgCl和AgI之间的转化

实验Ⅲ:

实验Ⅳ:在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI转化为AgCl,于是又设计了如下实验(电压表读数:a>c>b>0)。

 

装置

步骤

电压表读数

ⅰ.如图连接装置并加入试剂,闭合K

a

ⅱ.向B中滴入AgNO3(aq),至沉淀完全

b

ⅲ.再向B中投入一定量NaCl (s)

c

ⅳ.重复ⅰ,再向B中加入与ⅲ等量NaCl(s)

a

 

注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。

① 实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI,甲溶液可以是______(填序号)。

a. AgNO3溶液    b. NaCl溶液    c. KI溶液

② 实验Ⅳ的步骤ⅰ中,B中石墨上的电极反应式是______

③ 结合信息,解释实验Ⅳ中b<a的原因:______

④ 实验Ⅳ的现象能说明AgI转化为AgCl,理由是______

(3)综合实验Ⅰ~Ⅳ,可得出结论: ______

 

沉淀不溶解或无明显现象 BaCO3 + 2H+ === Ba2+ + CO2↑+ H2O BaSO4在溶液中存在BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq),当加入浓度较高的Na2CO3溶液,CO32-与Ba2+结合生成BaCO3沉淀,使上述平衡向右移动 b 2I- - 2e- === I2 由于生成AgI沉淀使B的溶液中c(I-)减小,I-还原性减弱 实验ⅳ表明Cl-本身对该原电池电压无影响,则c>b说明加入Cl-使c(I-)增大,证明发生了AgI + Cl- AgCl + I- 溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀,反之则不易;溶解度差别越大,由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀越难实现 【解析】 ①因为BaCO3能溶于盐酸,放出CO2气体,BaSO4不溶于盐酸,所以实验Ⅰ说明全部转化为BaSO4,依据的现象是加入盐酸后,沉淀不溶解或无明显现象。答案:沉淀不溶解或无明显现象。 ② 实验Ⅱ是BaCl2中加入Na2SO4和Na2CO3产生BaSO4和BaCO3,再加入稀盐酸有少量气泡产生,沉淀部分溶解,是BaCO3和盐酸发生反应产生此现象,所以反应的离子方程式为:BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2↑+ H2O。答案:BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2↑+ H2O。 ③ 由实验Ⅱ知A溶液为3滴0.1mol/LBaCl2,B为2mL0.1mol/L的Na2SO4溶液,根据Ba2++ SO42-= BaSO4,所以溶液中存在着BaSO4 (s) Ba2+(aq)+ SO42-(aq),当加入浓度较高的Na2CO3溶液,CO32-与Ba2+结合生成BaCO3沉淀,使上述平衡向右移动。所以BaSO4沉淀也可以转化为BaCO3沉淀。答案:BaSO4在溶液中存在BaSO4(s) Ba2+(aq)+ SO42-(aq),当加入浓度较高的Na2CO3溶液,CO32-与Ba2+结合生成BaCO3沉淀,使上述平衡向右移动。 (2)①甲溶液可以是NaCl溶液,滴入少量的AgNO3溶液后产生白色沉淀,再滴入KI溶液有黄色沉淀产生。说明有AgCl转化为AgI。故答案为b。 ② 实验Ⅳ的步骤ⅰ中,B中为0.01mol/L的KI溶液,A中为0.1mol/L的AgNO3溶液,Ag+具有氧化性,作原电池的正极,I—具有还原性,作原电池的负极,所以B中石墨上的电极反应式是2I- - 2e- = I2。答案:2I- - 2e- = I2。 ③ 由于AgI的溶解度小于AgCl,B中加入AgNO3溶液后,产生了AgI沉淀,使B的溶液中c(I-)减小,I-还原性减弱,根据已知其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大,而离子的浓度越大,离子的氧化性(或还原性)强。 所以实验Ⅳ中b<a。答案:由于生成AgI沉淀使B的溶液中c(I-)减小,I-还原性减弱 。 ④虽然AgI的溶解度小于AgCl,但实验Ⅳ中加入了NaCl(s),原电池的电压c>b,说明c(Cl-)的浓度增大,说明发生了AgI + Cl- AgCl + I-反应,平衡向右移动,c(I-)增大。答案:实验ⅳ表明Cl-本身对该原电池电压无影响,则c>b说明加入Cl-使c(I-)增大,证明发生了AgI + Cl- AgCl + I- 。 (3)综合实验Ⅰ~Ⅳ,可得出溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀,反之则不易;溶解度差别越大,由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀越难实现。答案:溶解度小的沉淀容易转化成溶解度更小的沉淀,反之则不易;溶解度差别越大,由溶解度小的沉淀转化为溶解度较大的沉淀越难实现。  
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某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一,其合成路线如下:

已知:

回答下列问题:

(1)A→B的反应条件和试剂是___________,反应类型是_______________

(2)化合物M的名称为_________________,其含有_______________个手性碳原子。

(3)写出D→E反应的化学方程式:___________________

(4)I与乙二醇反应可生成能降解的高分子化合物N,写出该反应的化学方程式:___________________

(5)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有____________(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为112223的分子的结构简式:______________(任写一种)

①含有苯甲酸结构    ②含有一个甲基    ③苯环上只有两个取代基

(6)LNaOH反应的化学方程式为______________________

(7)请结合以上合成路线,写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨酸()的路线_______

 

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CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。

1CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaOCaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。

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②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是________

2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2HCOOH的原理示意图如下。

①写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式:________

②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________

3CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:

反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH =41.2 kJ·mol−1

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在恒压、CO2H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:

CH3OCH3的选择性=×100

①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________

220 ℃时,在催化剂作用下CO2H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________

 

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当氨分子中的三个氢原子依次被其它原子或基团取代时,所形成的化合物叫做氨的衍生物。主要有N2H4()HN3(叠氮化氢,溶于水称为叠氮酸)NH2OH(羟胺)。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。下面是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。

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。实验室合成水合肼装置如下图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在400C以下反应一段时间后,再迅速升温至1100℃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碱性溶液,不能反向滴加的原因是______________;制取N2H4•H2O的离子方程式为_______________________

II.制备叠氮化钠。实验室可利用下图中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,因此可釆取的措施是_______________;流程中蒸馏A溶液时,装置中旋塞K1K2K3的开关情况是_______________________

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23次后,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•LNaClO溶液_____________mL

III.羟胺(NH2OH)是一种还原剂,可以通过下列过程得到:乙烯和N2O4气体混合后,光照,发生加成反应,得到化合物AA结构对称,所有相同元素的原子化学环境相同。A在某浓度的硫酸溶液中回馏,可得到化合物B,同时得到COCO2组成的混合气体(相对氢气密度为18)。经分析,B为不含碳元素的硫酸盐,其硫和氧元素的质量分数分别为19.51%58.54%。若将A换成CH3CH2NO2进行类似的反应,也能得到B,但没有气体放出。B在液氨中即得到NH2OH

(5)NH2OH具有弱碱性,可与酸反应生成盐,该盐阳离子的电子式为_______________

(6)写出A→B的化学方程式________________________

 

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硅及其化合物是重要的材料,应用范围很广。请回答下列问题:

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:

①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成,该反应的化学方程式为______________

②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:________________

SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3HCl和另一种物质,写出并配平该化学反应方程式:________________

(2)水泥属于硅酸盐工业产品,是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaOSiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:

回答下列问题:

①在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________,还可使用_________代替硝酸。

②沉淀A的主要成分是__________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为________

③加氨水过程中加热的目的是_______。沉淀B的主要成分为_______________(写化学式)

 

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某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu发生的氧化还原反应,实验记录如下表所示,下列说法错误的是(   

序号

实验步骤

充分振荡,加入2mL蒸馏水

充分振荡,加入2mL蒸馏水

充分振荡,加入2mL蒸馏水

实验现象

铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象

铜有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀

铜有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色加入蒸馏水后无白色沉淀

 

 

A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被还原

B.对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液中阴离子种类有关

C.实验Ⅱ、Ⅲ中加水后c(Cu2+)相同

D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀

 

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