无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如下图所示(夹持仪器略去)。主要步骤如下:
步骤l:三颈瓶中装入10g镁屑和150mL无水乙醚,装置B中加入适量的液溴。
步骤2:缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4:常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5= MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是___________,它在实验中的作用是____________。
(2)步骡2中,可以将B装置中的溴完全导入三颈瓶中的原因是_______;该实验如果将所用液溴一次性全部加入三颈瓶中,其后果是_____________。
(3)步骡3中,第一次过滤得到的固体物质是______;根据步骤3、4,请总结出三乙醚合溴化镁所具有的物理性质:_________。
(4)请根据Mg的性质设计实验证明O2的氧化性比N2的强:________。
(5)将步骤得到的产品在干燥器中冷却到室温后,称量,其质量为61.4g。则该实验制取MgBr2的产率是_____________。
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天然橡胶(聚异戊二烯) 为什么能溶于汽油(溶液作橡胶制品的黏合剂)?天然橡胶加入适当硫磺进行硫化后便得到硫化橡胶(作轮胎、胶鞋等),硫化橡胶不能溶于汽油等溶剂,为什么?
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【化学——选修2:化学与技术】(15分)
有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉,通入空气过多反而不利于实现目的,其原因是 。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式:___ 。
(3)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是 (写化学式)。
(4)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室检测溶液pH的操作方法是: 。
(5)“焙烧2”的目的是: 。
(6)与焙烧2产生的气体组成元素相同的化合物是 ,该物质与空气形成一种环保型碱性燃料电池,其负极反应式为______________________________。
(7) Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCl+HNO3→A+B↑+H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体,该气体在空气中不能稳定存在;A中含有三种元素,其中Pd元素的质量分数为42.4%,H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为 。
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消除氮氧化物污染对优化空气质境至关重要。
(1)用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染发生的反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO2(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用0.2molCH4将NO2还原为N2,则整个过程中放出的热量为________kJ。(假设水全部以气态形式存在)
(2)用活性炭可处理大气污染物NO。在2L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当沮度分别在T1和T2时.测得反应达到平衡时各物质物质的量如下表;
①请结合上表数据.写出NO与活性炭反应的化学方程式_______________。
②T1℃ 时,上述反应的平衡常数的值为________。如果已知T2>T1,则该反应正反应的△H___(填“>”“<”或“=”)0
③ 在T1温度下反应达到平衡后,下列措施不能增大NO转化率的是_______。
a.降低温度 b.增大压强 c.增大c(NO) d.移去部分F
(3)汽车尾气处理中的反应有2NO+2CO2CO2+N2。某温度时,在1L密闭容器中充入0.1molCO和0.1mol NO,5s时反应达到平衡,测得NO的浓度为0.02mol/L,则反应开始至平衡时,NO的平均反应速率v(NO)=________。若此温度下,某时刻测得CO、NO、N2、CO2的浓度分别为0.01mol/L、amol/L、0.01mol/L、0.04mol/L,要使反应向正反应方向进行,a的取值范围为_____________。
(4)某课题组利用下图所示装置,探究NO2和O2化合生成N2O5形成原电池的过程。物质Y的名称为_______,该电池的正极反应式应为___________。
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从古至今,铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。
(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的,其主要成分是______(填字母序号)。
a. Fe b. FeO c. Fe3O4 d. Fe2O3
(2) 现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。 整个过程与温度密切相关, 当温度低于 570℃时,反应Fe3O4(s)+4 CO(g) 3Fe(s)+4 CO2(g),阻碍循环反应的进行。
① 已知:Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) +CO2(g) ΔH1 = +19.3 kJ·mol-1
3FeO(s) + H2O(g)Fe3O4(s) + H2(g) ΔH2 =-57.2 kJ·mol-1
C(s)+CO22CO(g) ΔH3 =+172.4 kJ·mol-1 。
铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是_________。
② 下图表示其他条件一定时, Fe3O4(s)和 CO(g)反应达平衡时 CO(g)的体积百分含量随温度的变化关系。
i. 当温度低于570℃时,温度降低CO的转化率____(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是______。
ii. 当温度高于570℃时,随温度升高,反应 Fe3O4(s) + CO(g) 3FeO(s) + CO2(g)平衡常数的变化趋势是________;(填“增大”、“减小”或“不变”)1040℃时,该反应的化学平衡常数的数值是________。
(3)① 古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下:
复分解反应 ii 的离子方程式是_______________。
② 如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中 CN-,方案如下:
若试纸变蓝则证明食品中含有 CN-,请解释检测时试纸变蓝的原因_________。
(4)已知25℃时,Kap[Fe(OH)3]=4.0×10-38,此温度下若在实验室中配置100mL 5mol/LFeCl3溶液,为使配置过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入2mol/L的盐酸_________mL(忽略加入盐酸体积)。
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现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子K+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、Al3+、和五种阴离子Cl-、OH-、NO3-、CO32-、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断其中必有的两种物质是_______和____________。
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当 C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则X为__________(填序号)。
a.Br- b. SO42- c.CH3COO- d. HCO3-
(3)将19.2gCu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式_____________________________,若要将Cu完全溶解,至少加入H2SO4的物质的量是___________________________。
(4)E溶液与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为:_____________________。
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某工厂对工业污泥中的Cr元素回收与再利用的工艺如下(己知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 | Fe3* | Fe2+ | Mg2+ | Al3+ | Cr3+ |
开始沉淀时 的pH | 1.9 | 7.0 | — | 一 | — |
沉淀完全时 的pH | 3.2 | 9.0 | 11.1 | 8 | 9 (>9溶解) |
(1)实验室用98% (密度为1.84 g·cm-3)的浓硫酸配制200mL4.8 mol·L-1的硫酸溶液,配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为_________mL (保留小数点后一位小数),所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需__________________________________。
(2)在上述配制稀硫酸过程中,会导致所配溶液浓度偏小的操作是____________________(填序号)
a.定容时俯视刻度线 b.量取浓硫酸时,俯视刻度线
c.当容置瓶中液体占容积2/3左右时,未振荡摇匀 d.转移溶液时,没有等溶液冷却至室温
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr (CrO42-或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离;另一方面是_____________________________。(离子方程式表示)
(4)调节溶液的pH=8除去的杂质离子是___________________。
(5)钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn +nNa+,被交换的杂质离子是_____________________。
(6)通SO2气体时,还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平)
____________________________________________________________Na2SO4.
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已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应(反应方程式己配平): Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+A↑+2H2O试通过计算和推理完成下面的问题:
(1)A物质可以导致酸雨的形成,则A应该属于______(填序号)
a.电解质 b.非电解质 c.硫化物 d.酸性氧化物 e.碱性氧化物
(2)A物质可以使酸性KMnO4溶液褪色,此反应中______(填写化学式,下同) 失去电子,还原产物是______。
(3)一定量的铜片与100mL 18mol/L 的浓H2SO4充分反应,如果该反应过程中转移了0.2mol电子,生成的CuSO4的质量为______g,发生还原反应的硫酸的物质的量为___________mol。
(4)将反应后所得到的溶液与足量Ba(OH)2溶液充分反应。请写出此过程发生的反应的离子方程式:______、_____________________。
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“心思身备”中提到的锶是一种银白色带黄色光泽的碱土金属(第ⅡA族)。是碱土金属(除铍外)中丰度最小的元素,在自然界以化合态存在,可由电解熔融的氯化银而制得。
(1)锶和钙都位于第IIA主族,具有相似的化学性质,锶比钙的金属性更强,它们的单质都能和水反应放出氢气。锶与水反应的化学方程式为:____________________________________
(2)颗粒状的单质锶与稀硫酸反应,反应现象不如钠和水反应那么剧烈,原因是____________________
(3)锶在一定条件下分别与O2、N2、H2发生反应,生成X、Y、Z三种锶的化合物,X与酸反应、 Y、Z与水反应均可放出气体。
①X与盐酸反应的化学方程式为:___________________________
②0.01molY溶于100mL盐酸(足量)恰好完全反应,生成氯化物混合溶液,则盐酸的物质的量浓度为_____________________________
③Z的电子式为:_______________________
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请按要求回答下列问题:
(1)某同学设计下图装置进行探究“铜和稀硝酸反应制取NO”的实验(夹持装置已略去),则制取NO的化学方程式为:____________;
利用该装置还可制取并收集少量其他气体,请完成下表:
制取气体 | 药品 |
O2 | __________ |
_______ | 某溶液_________________、Al |
(2)根据图1回答:
①打开K1,合上K2。则此时此装置为 ______;A电极可观察到的现象是____。
(3)根据图2回答:
将纯净的CuSO4溶液放入如图所示的装置中进行电解,石墨电极上的电极反应式为_________________。
图2对应的实验完成后,铜电极增重6.4g,石墨电极产生标准状况下的气体体积_____L。
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