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联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料.回答...

联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料.回答下列问题:

(1)联氨分子的电子式为___________, 其中氮的化合价为___________

(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为____________.

(3)①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l) △H1

②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l) △H2

③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H3

④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g)  △H4=﹣1048.9kJ•mol﹣1

上述反应热效应之间的关系式为△H4=______________, 联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________________

(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似.联氨第一步电离反应的平衡常数值为_____ (已知:N2H4+H+⇌N2H5+的K=8.7×107;Kw=1.0×10﹣14).联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为_______________

(5)联氨是一种常用的还原剂.向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是_______________. 联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀.理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2__________kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是________________________

 

-2 NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体 8.7×10-7 N2H6(HSO4)2 固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4) 【解析】 (1)N2H4是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子间形成一个共价键形成的共价化合物,元素化合价代数和为0计算化合价; (2)氨气被次氯酸钠溶液氧化生成肼,次氯酸钠被还原生成氯化钠; (3) ①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l) △H2 ③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H3 根据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g) △H4=﹣1048.9kJ•mol﹣1; (4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似.联氨第一步电离方程式为N2H4+H2ON2H5++OH-,其平衡常数K1=,由已知N2H4+H+⇌N2H5+的平衡常数K==8.7×107,Kw=c(H+)C(OH-)=1.0×10-14,因此有K1=KKw=8.7×10-7; 由于是二元碱,因此联氨与硫酸形成的酸式盐为N2H6(HSO4)2; (5)联胺被银离子氧化,银离子被还原生成单质银,联胺被氧化失电子N2H4~N2-4e-,O2~4e-,依据守恒计算判断,依据锅炉的质地以及反应产物性质解答。 (1)肼的分子式为N2H4,是氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键形成的共价化合物,电子式为:,其中氢元素化合价为+1价,则氮元素化合价为-2价, 因此,本题正确答案是:;-2; (2)氨气被次氯酸钠溶液氧化生成肼,次氯酸钠被还原生成氯化钠,结合原子守恒配平书写反应的化学方程式为:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,  因此,本题正确答案是:NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O; (3①2O2(g)+N2(g)═N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)═N2H4(l) △H2 ③O2(g)+2H2(g)═2H2O(g) △H3 根据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)═3N2(g)+4H2O(g) △H4= 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1; 根据反应④可以知道,联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体,因此可作为火箭推进剂, 因此,本题正确答案是:2ΔH3-2ΔH2-ΔH1;反应放热量大,产生大量气体; (4)由题意知联氨第一步电离反应为N2H4+H2ON2H5++OH-,其平衡常数K1=,由已知N2H4+H+⇌N2H5+的平衡常数K==8.7×107,Kw=c(H+)C(OH-)=1.0×10-14,因此有K1=KKw=8.7×10-7。 由于是二元碱,因此联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2; 因此,本题正确答案是:8.7×10-7 ;N2H6(HSO4)2; (5)联氨能够将AgBr还原为单质Ag,自身被氧化为N2,还原出来的单质银因为颗粒较小因此呈黑色附着在AgBr上,所以观察到的实验现象为固体逐渐变黑,并有气泡产生; 联氨被氧气氧化的方程式为N2H4+O2=N2+2H2O,可知一分子联氨消耗一分子氧气,而二者摩尔质量相同,因此1kg联氨可除去1kg溶解的氧气; 使用Na2SO3处理水中溶解的氧气时自身会被氧化成Na2SO4,从而带来新的杂质,而联氨的还原产物为N2和水,且用量要小于Na2SO3,因此联氨的优点是N2H4的用量少,不产生其他杂质。 因此,本题正确答案是:固体逐渐变黑,并有气泡产生;1 ;N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)。
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实验室采用MgCl2AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4的主要流程如下:

1制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式为_____________

2判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是__________________

325 ℃下,向浓度均为0.01 mol·L-1MgCl2AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式:_____________{已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×1011,Ksp[Al(OH)3]=3×10-34}

4无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是______;F中试剂的作用是__________________________________________ 

5MgCu组成的3.92 g混合物投入过量稀硝酸中,充分反应后,固体完全溶解时收集到还原产物NO气体1.792 L(标准状况),向反应后的溶液中加入4 mol·L-1NaOH溶液80 mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为____g

 

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铬是人体必需元素,如含量不足会影响糖类和脂类的代谢,过高则会引起急性中毒。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染:

完成下列填空:

(1)①步中含Cr2O离子的废水在酸性条件下能用Fe3O4处理,反应的离子方程式为_____________

(2)反应⑤是可逆反应,在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色逐渐变成橙色,写出该反应的离子方程式:___________________________________

(3)向上述反应后的溶液中加入碱溶液,让废水的pH升至8~10,控制适当的温度,使产物中的金属阳离子全部转变为沉淀。回收所得的Cr(OH)3,经处理后又可转变成K2Cr2O7。纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度,方法如下:

①Cr2O72-+6I-+14H+ =3I2+2Cr3++7H2O

②2S2O32-+ I2 =S4O62-+2I-,准确称取纯净的K2Cr2O7 0.294g配成溶液,加足量KI,用Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00mL。

①回收所得的Cr(OH)3在处理之前需要先进行洗涤,洗涤沉淀的方法为________________________

②滴定时加入的指示剂通常为_________,滴定至终点的现象是_______________________________

③Na2S2O3溶液的物质的量浓度为__________

 

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某强酸性无色溶液中可能含下表离子中的若干种离子。

阳离子

Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+

阴离子

SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、SO32-

 

实验I :取少量该试液进行如下实验。

实验:为了进一步确定该溶液的组成,取100 mL原溶液,向该溶液中滴加1 mol • L-l NaOH溶液产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。

回答下列问题:

(1)不进行实验就可以推断出,上表中的离子一定不存在的有___________

(2)通过实验I可以确定该溶液中一定存在的阴离子是_____________检验气体X的方法是______________________沉淀Z的化学式为_________________

(3)写出实验的图象中BC段对应的离子方程式_____________________________________

(4) A点对应的固体质量为__________g。

(5)通过上述信息,推算该溶液中阴离子的浓度为______________mol • L-l

 

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下列图象能正确表示相关反应中产物物质的量的变化的是( )

(横、纵坐标单位:mol

A. 1nHCl=1molK2CO3逐步加入到HCl溶液中,在敞口容器中生成的气体

B. 2nNaOH=1molCO2逐步通入到NaOH溶液中反应生成的盐

C. 3nO2=1mol,高温下CO2在密闭容器中的反应产物

D. 4nHNO3=1molFe和稀HNO3反应生成的氧化产物(还原产物为NO

 

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X、Y、Z、W、M五种元素的原子序数依次增大。已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素,X元素的原子形成的离子就是一个质子;Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍;Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体;M元素的原子是短周期中原子半径最大的。下列说法正确的是

A. X、Z、W三元素形成的化合物都是共价化合物

B. 简单离子的半径从大到小的顺序是:M>Y>Z>W

C. 氢化物的稳定性强弱顺序为:Y>Z>W

D. M2W2既含有离子键,也含有非极性键

 

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