(16分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
I.【查阅资料】
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3;所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
II.【制备产品】
实验装置如图所示(省略夹持装置):
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。
仪器a的名称是 ;E中的试剂是 (选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加H2SO4。
(3)等Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液 (填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
III.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,
,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是
。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶液度随温度升高显著增大,所得产品通过 方法提纯。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
a.除去Al3+的离子方程式是 。
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水
所选试剂为 。
(12分)金属表面处理、皮革鞣制、印染等都可能造成铬污染。六价铬比三价铬毒性高,更易被人体吸收且在体内蓄积。
(1)工业上处理酸性含Cr2O72-废水的方法如下:
①向含Cr2O72-的酸性废水中加入FeSO4溶液,使Cr2O72-全部转化为Cr3+。写出该反应的离子方程式: 。
②调节溶液的pH,使Cr3+完全沉淀。实验室粗略测定溶液pH的方法为
;25℃,若调节溶液的pH=8,则溶液中残余Cr3+的物质的量浓度为 mol/L。(已知25℃时,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31)
(2)铬元素总浓度的测定:准确移取25.00mL含Cr2O72-和Cr3+的酸性废水,向其中加入足量的(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化成Cr2O72-,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8;向上述溶液中加入过量的KI溶液,充分反应后,以淀粉为指示剂,向其中滴加0.015mol/L的Na2S2O3标准溶液,终点时消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
计算废水中铬元素总浓度(单位:mg·L-1,写出计算过程)。
已知测定过程中发生的反应如下:
①2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2OCr2O72- + 6SO42- + 14H+
②Cr2O72- + 6I- + 14H+2Cr3+ + 3I2 + 7H2O
③I2 + 2S2O32-2I- + S4O62-
(16分)某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,其相对分子质量为92,现以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,F的分子式为C7H7NO2,Y是一种功能高分子材料。
已知:(1)烷基苯在高锰酸钾的作用下,侧链被氧化成羧基:
(2)(苯胺,易被氧化)
请根据本题所给信息与所学知识回答下列问题:
(1)做银镜反应实验的试管事先要用 洗涤。X→A“一定条件”是指的何种条件:
(2)写出反应类型:反应② ,反应③ 。
1mol阿司匹林与足量NaOH溶液反应最多消耗NaOH的物质的量为 mol。
(3)Y的结构简式为 。
(4)有多种同分异构体, 写出同时符合下列4个条件它的同分异构体的结构简式:
、
①分子中含有苯环;
②能发生银镜反应,不能发生水解反应;
③在稀NaOH溶液中,1mol该同分异构体能与2molNaOH发生反应;
④在苯环上只能生成2种一氯取代物。
(5)以下是由A和其他物质合成的流程图:
A甲乙
完成甲→乙的化学反应方程式:
。
(6)美托洛尔是一种治疗高血压的药物的中间体,可以通过以下方法合成:
根据已有知识并结合合成美托洛尔所给相关信息,写出以CH3OH和为原料
制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
H2C=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH
。
(12分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸点是-85.0℃,HF的沸点是19.5℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的 溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式: 。
(3)第④步分离采用的方法是 ;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg,测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用含w、n的代数式表示)。
一定条件下存在反应:2SO2(g) + O2(g)2SO3(g),ΔH<0。现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按如下图所示投料,并在400℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器I、Ⅲ中平衡常数相同
B.容器II、Ⅲ中正反应速率相同
C.容器Ⅱ、Ⅲ中的反应达平衡时,SO3的体积分数:II>III
D.容器I中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1
室温下,下列叙述正确的是
A.pH=2的HA酸溶液与pH=12的MOH碱溶液以任意比混合:c(H+) + c(M+)=c(OH-) + c(A-)
B.对于0.1mol/LNa2SO3溶液:c(Na+)=2c(SO32-) + c(HSO3-) + 2c(H2SO3)
C.等浓度、等体枳的Na2CO3和NaHCO3混合:>
D.将足量AgCl分别放入:①5m水,②10mL0.2mol/LMgC12,③20mL0.3mol/L盐酸中溶解至饱和,c(Ag+):①>②>③