某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置进行实验。
(1)装置③的作用是 。
(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为 ;装置④中制备NaClO2的化学方程式为 。
(3)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4)达到滴定终点时的现象为 。
(5)该样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。
(6)在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为
。
废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:
(1)操作②中所用的加热仪器应选 (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式 。
(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,
NH3·H2O的Kb |
Zn2+完全沉淀的pH |
Zn(OH)2溶于碱的pH |
1.8×10-5 |
8.9 |
>11 |
由上表数据分析应调节溶液pH最好为 (填序号)。
a.9 b.10 c.11
(4) MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为 ;
步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是 ;
步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为 。
(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在 ℃左右;
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol/L左右。
盐酸氟西汀(商品名叫“百忧解”)是一种口服抗抑郁药,用于治疗抑郁症、强迫症及暴食症,其合成路线如下:
(1)反应②~⑥中属于还原反应的是 (填序号)。
(2)化合物F中含 个手性碳原子;化合物F和G中水溶性较强的是 。
(3)分析A的同分异构体中,有一种能发生银镜反应且核磁共振氢谱图有4种峰的有机 物,写出它和银氨溶液发生银镜反应的离子方程式 。
(4)反应①可视为两步完成,第1步:HCHO先和HN(CH3)2反应;第2步:产物再和A发生取代反应生成B。试写出第1步反应产物的结构简式 。
(5)已知: ,
写出以、HCHO、HN(CH3)2为有机原料,合成
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:
硫元素可以形成多种物质如、SO2、SO32-、SO42-等。
(1)中S原子的轨道杂化类型是
,
的空间构型是 。
(2)向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2至微酸性,有白色沉淀生成。分析表明该沉淀中Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1,经测定该沉淀的晶体里有一种三角锥型的阴离子和一种正四面体型的阳离子。
①[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的电子排布式为 。
②[Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型有 (填序号)。
A.共价键 B.氢键 C.离子键 D.配位键 E.分子间作用力
③写出与SO42-互为等电子体的一种分子 。上述白色沉淀的化学式为 。
氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H= + 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H= kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是 。
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是 。
(2)采矿废液中的CN- 可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-
HSO4-H++ SO42-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式 。
(3)氧化镁处理含的废水会发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+
Mg2+ +2NH3·H2O。
①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是 。
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是 。
(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是 mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。
以钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等)制备BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)氧化过程主要反应的离子方程式为 。
(2)沉淀C的主要成分是Ca(OH)2和 。由图可知,为了更好的使Ca2+沉淀,还应采取的措施为 。
(3)用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为:
步骤1:准确称取0.4~0.6 g BaCl2·2H2O试样,加入100 ml 水,3 ml 2 mol·L-1 的HCl溶液加热溶解。
步骤2:边搅拌,边逐滴加入0.1 mol·L-1 H2SO4溶液。
步骤3:待BaSO4沉降后, ,确认已完全沉淀。
步骤4:过滤,用0.01 mol·L-1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次,直至洗涤液中不含Cl-为止。
步骤5:将折叠的沉淀滤纸包置于 中,经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重。称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量。
①步骤3所缺的操作为 。
②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为 。
③步骤5所用瓷质仪器名称为 。滤纸灰化时空气要充足,否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,该反应的化学方程式为 。
④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好,请说明原因 。
[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]