光气(COCl2)在农药、医药、工程塑料等方面都有广泛应用,光气常温下为无色气,有腐草味,低温时为黄绿色液体,化学性质不稳定,遇水迅速水解,生成氯化氢。某实验小组利用如下实验装置合成光气并利用光气与浓氨水反应制备尿素[CO(NH2)2]。主要实验装置(夹持装置略去)及操作步骤如下:
①按如图连接装置,检验装置的气密性,然后加装实验药品;
②打开活塞a.,向A中缓慢通入干燥的热空气;
③一段时间后,装置D中溶液会出现分层现象,且混合液上方有大量白色烟雾;
已知:3CC14+Al2O3=3COCl2+2AlC13
回答下列问题:
(1)检验整个装置的气密性的方法:___。
(2)步骤②中通入干燥的热空气的作用为___。
(3)装置C的作用___。
(4)装置D中反应除生成尿素[CO(NH2)2]外,还有NH4Cl生成,该反应的化学方程式为___。。
(5)分离装置D中混合液的操作名称为___。
(6)装置E中足量的NaOH溶液与少量的光气反应的离子方程式为:___。
(7)实验后,将D中溶液先蒸发结晶,再用重结晶的方法得到尿素晶体(含有少量的NH4Cl杂质),测定所得晶体中尿素的百分含量的方法:将7.07g晶体中所含氮完全转化为氨气所得氨气用100mL2.00mol•L-1的硫酸溶液完全吸收,取吸收液10mL用0.4000mol•L-1的氢氧化钠标准溶液滴定。
①到达滴定终点时,消耗氢氧化钠45.00mL,则该晶体中尿素的质量分数为___(保留3位有效数字)。
②若滴定前未用氢氧化钠标准溶液润洗滴定管,则测得该体晶中尿素的质量分数___(选填“偏大”或“偏小”)。
高三化学实验题困难题查看答案及解析
某小组探究清洗试管(内壁附着银镜)的反应原理,进行下列实验。
I.初步探究
(1)将稀硝酸加入附着银镜的试管中,记录现象如下:
实验Ⅰ | 实验操作 | 实验现象 |
银镜上出现气泡,在液面下方为无色气体,在试管口附近......;试管内壁上的银逐渐溶解。 |
①补全反应中的实验现象___。
②实验Ⅰ中银镜消失发生反应的化学方程式为____。
(2)为消除实验Ⅰ中氮氧化物的污染,将双氧水溶液加入附着银镜的试管中。
实验Ⅱ | 实验操作 | 实验现象 |
剧烈反应,有大量无色气体产生,该气体可以使带火星的木条复燃;试管内壁上的银逐渐溶解。 |
①由现象推测H2O2将Ag氧化为Ag+,但通过实验排除了这种可能。该实验方案是:在反应后的液体中,加入___。
②查阅资料发现:该实验中银镜溶解后最终产物为颗粒很小(直径在1~100nm之间)的Ag,其分散在液体中,肉眼无法识别。该同学通过实验证实了这种可能性。他的操作及现象是:___。
③写出该实验Ⅱ中发生反应的化学方程式:___。
II.查阅资料,继续探究
查阅文献:Ag2O+4NH3•H2O=2[Ag(NH3)2]++2OH-+3H2O
(3)探究Ag 2O在H 2O 2分解反应中的作用,进行如下实验。
实验Ⅲ | 实验操作 | 实验现象 |
剧烈反应,产生大量的无色气体,同时在试管底部仍有少量黑色固体 |
根据实验Ⅲ的现象猜想:Ag 2O在反应中作氧化剂。继续实验,在实验Ⅲ反应后的试管中加入足量的溶液x后,固体仍有剩余。由此验证了该猜想的正确。
①在实验中加入足量的溶液x是____。
②实验Ⅲ中发生反应的化学方程式为___。
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合理利用资源成为当今研究热点。CH3NH2、PbI2及HI常用作合成太阳能电池的敏化剂甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)的主要原料。
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C-O | H-O | N-H | C-N |
键能/kJ·mol-1 | E1 | E2 | E3 | E4 |
则上述热化学方程式中ΔH=___kJ·mol-1。
(2)可利用水煤气合成上述反应所需甲醇。反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0。在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为___。
②图中Y轴表示温度,其判断的理由是__。
(3)可利用四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶PbI2,若反应中生成amolPbI2,则转移电子的物质的量为___。
(4)将二氧化硫通入碘水制备HI的反应曲线如图所示,其反应原理为:SO2+I2+2H2O=3H++HSO4-+2I-,I2+I-I3-,图中曲线a、b分别代表的微粒是__和__(填微粒符号);由图知要提高碘的还原率,除控制温度外,还可以采取的措施是___。
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CR-39树脂是应用最广泛的生产普通树脂镜片的材料。用乙烯合成CR-39树脂单体的过程如图:
已知:RCOOR’+R”OHRCOOR”+R’OH(R、R’、R”代表烃基)
(1)乙烯的电子式为___。
(2)A转化为B的反应类型是____。
(3)D为五元环状化合物且分子中只有一种化学环境的氢原子。D与CH3OH反应的化学方程式是___。
(4)E的一种同分异构体G,其分子中不同化学环境的氢原子个数比是3∶1∶1∶1,且能与NaHCO3反应。
①G与NaOH溶液发生中和反应的离子方程式是____。
②G在一定条件下缩聚生成高分子化合物的结构简式是___。
(5)下列有关C和F的叙述正确的是(填写序号)___。
a.C能与乙酸发生酯化反应
b.C的同分异构体能发生银镜反应
c.F分子中含有三种官能团
d.1molF最多能与2molNaOH反应
(6)CR-39单体的结构简式是:___。
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓及其化合物应用广泛。
(1)一种镍催化法生产GaN的工艺如图:
①镓(Ga)的原子结构示意图为,镓元素在周期表中的位置是___。
②“热转化”时Ga转化为GaN的化学方程式是___。
③“酸浸”操作目的是___。
(2)某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓:
①仪器X中的试剂是__,加热前需先通入一段时间的H2,原因是__。
②取某GaN样品m克溶于足量热NaOH溶液,发生反应GaN+OH﹣+H2OGaO2-+NH3↑,用H3BO3溶液将产生NH3完全吸收,滴定吸收液时消耗浓度为cmol/L的盐酸VmL,则样品的纯度是___。
已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3
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用0.1000mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00ml0.1000mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线
B.V(NaOH)=10.00mL时,醋酸溶液中c(CH3COOH)>c(CH3COO-)
C.pH=7时,滴定盐酸消耗V(NaOH)大于醋酸消耗V(NaOH)
D.V(NaOH)=20.00mL时,两溶液中c(CH3COO-)═c(Cl-)
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某小组同学探究Cu和H2O2的反应。
(猜想预测)
猜想1:Cu与H2O2不发生反应;
猜想2:Cu与H2O2可能发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂。
(实验探究)
实验ⅰ:向装有0.5 g Cu的烧杯中加入20 mL 30% H2O2溶液,一段时间内无明显现象,10 小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)通过该实验证明了猜想2成立,写出该反应的化学方程式:________。
(继续探究)
针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
资料:Cu2+ + 4NH3 ⇌[ Cu(NH3)4] 2+ ,[ Cu(NH3)4] 2+为深蓝色;Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
装置 | 序号 | 试剂a | 现象 |
ⅱ | 20 mL 30% H2O与4 mL 5 mol/L H2SO4 混合液 | Cu表面很快生产少量气泡,溶液逐渐变蓝,产生较多气泡 | |
ⅲ | 20 mL 30% H2O2与4 mL5 mol/L氨水混合液 | 溶液立即变为深蓝色,产生大量气泡,Cu表面有少量蓝色不溶物 |
(2)实验ⅱ中:溶液变蓝的原因是________(用化学用语解释);经检验产生的气体为氧气,产生氧气的原因是________。
(3)对比实验ⅰ和ⅲ,为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大。
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
该实验的结论:_________。利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性,导致Cu溶解速率加快。
(4)对比实验ⅱ和ⅲ,实验ⅲ中产生氧气速率明显更快,可能的原因是_______。
(5)实验ⅲ有少量蓝色不溶物,小组同学加入少量NH4Cl可使其溶解,结合文字和化学用语解释不溶物溶解的原因:________。
(6)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有________。
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双功能手性催化剂在药物合成中起到重要的作用。其中一种催化剂I的合成路线如下:
已知:R-NH2+
(1)A可与Na反应可生成H2,则A中的官能团名称是_________。
(2)下列关于A的说法中,正确的是_________。
a.与乙醇互为同系物
b.与B在一定条件下可发生缩聚反应
c.发生消去反应的试剂和条件是:NaOH的醇溶液、加热
(3)写出B→C的化学方程式:___________。
(4)D的结构简式是__________。
(5)E→F的反应类型是___________。
(6)已知:NH3+→H2N-CH2CH2OH,NH3和物质K发生反应可以制备试剂a,K的结构简式是__________。
(7)F与对苯二胺()在一定条件下可发生缩聚反应制备尼龙MXD6的衍生品,该反应的化学方程式是___________。
(8)H的结构简式是___________。
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用亚硫酸盐(X)吸收烟气中的SO2。已知吸收过程中含硫组分物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如下图所示。下列说法中不正确的是
A.若X为Na2SO3,当吸收液pH=1.85时:c(Na+)=c(HSO3-)+c(H2SO3)
B.若X为Na2SO3,当吸收液呈中性时:2c(SO32-)+c(HSO3-)=c(Na+)
C.若X为 (NH4)2SO3,(NH4)2SO3溶液呈碱性,说明水解程度:SO32-> NH4+
D.若X为 (NH4)2SO3,图中b点溶液中n(HSO3-)∶n(NH4+)= 1∶3
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甲醇制氢作为一种绿色能源技术备受关注。
I.甲醇裂解制氢法
(1)该方法的主反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1>0此反应能自发进行的原因是___。
(2)一定温度下,向某一刚性恒容密闭容器中充入CH3OH(g),发生反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),反应起始时CH3OH(g)的压强为5.00MPa,t h后反应达到平衡,此时H2的物质的量分数为60%,则0~t h内的平均反应速率v(CO)=___MPa•h-1,CH3OH的平衡转化率α(CH3OH)=___,此时平衡常数Kp=___(Kp为以平衡分压表示的平衡常数)。
(3)科研人员通过计算机模拟用Pd(III)催化甲醇裂解的反应机理,得到附着在Pd(III)表面上甲醇变换的反应历程图[如图1,附在Pd(III)表面的物种用*标注],此历程中活化能最小的反应方程式为___。
II.甲醇水蒸气重整制氢法
(4)该方法的部分反应如下:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H2=+49kJ•mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=-41kJ·mol-1
①相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢法与甲醇裂解制氢法相比较,从经济效益和绿色化学角度分析,前者先进之处在于___。
②在某催化剂的作用下,在相同时间内,不同温度下测得CH3OH的转化率、CO的生成率与温度的变化关系如图2所示。
随着温度的升高,CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是___(填字母)。
A.主反应的活化能降低
B.主反应的反应速率增大
C.CH3OH的平衡转化率降低
随着温度的升高,CO的实际反应生成率没有不断接近平衡状态生成率的原因是___。为提高CH3OH的转化率且使副反应不向正反应方向进行,可采取的措施有___(任写一条)。
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