(14分)纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源。
(1)纤维素可制备用于纺织、造纸等的黏胶纤维〔成分是(C6H10O5)n〕,生产过程涉及多个化学反应。工艺简图如下:
近来,化学家开发了一种使用NMMO加工纤维素的新方法,产品“Lyocell纤维”成分也是(C6H10O5)n。工艺流程示意图如下:
①“Lyocell纤维”工艺流程中,可充分循环利用的物质是________。
②与“Lyocell纤维”工艺相比,黏胶纤维工艺中会产生含有________ (只填非金属元素符号)的废物,并由此增加了生产成本。
③“Lyocell纤维”被誉为“21世纪的绿色纤维”,原因是_______________________________。
(2)“Lyocell纤维”工艺流程中的NMMO可按如下路线制备(反应条件均省略):
其中,化合物Ⅰ可三聚为最简单的芳香烃,化合物Ⅱ可使溴水褪色。
①化合物Ⅰ也可聚合为在一定条件下具有导电性的高分子化合物,该高分子化合物的化学式为___________。
②化合物Ⅱ与氧气反应的原子利用率达100%,其化学方程式为________________。
③关于化合物Ⅲ、Ⅳ的说法正确的是________ (填代号)。
A.都可以发生酯化反应 |
B.Ⅲ可被氧化,Ⅳ不可被氧化 |
C.都溶于水 |
D.Ⅲ可与钠反应,Ⅳ不可与钠反应 |
E.Ⅲ是乙醇的同系物
F.Ⅲ可由卤代烃的取代反应制备
④写出合成NMMO最后一步反应的化学方程式________________________________。
有A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素,它们的原子序数依次增大,已知:A的原子中没有中子,B的一种单质是硬度最大的物质,D原子的最外层电子数是其电子层数的三倍,E与A同一主族,其最高价氧化物对应的水化物是水溶液在短周期元素中碱性最强,G是地壳中含量最多的金属元素。按下列要求填空:
(1)B的最高价氧化物的结构式是_______;其等电子体的化学式是___________。 (任写一种)
(2)写出F的单质置换B的单质反应的方程式: 。
(3)C与F形成化合物的电子式是___________;与一定体积一定浓度的盐酸恰好完全反应产生两种盐,反应的化学方程式是: 。产生的两种盐的水溶液显酸性,原因是____________(用离子方程式表示),在该溶液中离子浓度的大小关系是___________。
(4)写出由A、B组成的既含极性键又含非极性键且相对分子质量小的物质的实验室制法的反应方程式: 。在实验室用电石制取该气体时通常有一种刺激性气味产生,原因是_____________,除去杂质的方法是________________。
(5)元素G的氢氧化物制取方法是___________(用化学方程式表示),含有G的硫酸盐常用于水处理,原因是__________________(用离子方程式表示).
(6)A与B、C形成的简单化合物的沸点的高低比较是前者________(填>、<、=)后者,原因是________,在A与C形成的化合物的水溶液则含有的微粒种类是____种(填数目)。
铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。已知氯化铁是一种重要的化工原料,无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
(1)某学习小组用下图装置在实验室制备无水氯化铁,请你一起参与该小组的活动。
①装置A中仪器a的名称是___________。
②装置B的作用是______________,C中的试剂______________。
③实验开始时先点燃____处酒精灯;装置E的作用为________________________。
(2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:______________________________。
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100 mL容量瓶中,用蒸馏水定容;取出10 mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入指示剂_________(填试剂名称),用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,终点时消耗V mLNa2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。则样品中氯化铁的质量分数为____________。
④某同学根据上述方案,使用上述(2)中获得的FeCl3•6H2O样品代替无水氯化铁样品进行测定,通过计算发现产品中的质量分数大于100%,其原因可能是____________________。
有一白色固体粉末可能是碳酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠中的一种或二种或三者都有,某兴趣小组拟对该样品进行探究。
(1)取少量样品溶解于水,测定溶液的pH,若测得溶液的pH>7,可以得出的结论是:
;
(2)如果要检验该样品不含有硫酸钠,请简要说明检验的方法、现象和结论:
________________________________________________________________________;
(3)如果由于实验过程中某种原因,导致固体在空气中停留时间过长,用盐酸和氯化钡检验出硫酸根,能确定有硫酸钠吗? (能或不能),为什么?
(4)若想在(2)的基础上验证是否存在碳酸钠、亚硫酸钠,请按下列要求完成实验过程:
①实验过程中所用的试剂:
②实验过程
实验步骤 |
现象和结论 |
… |
… |
硫代硫酸钠在工业生产中用途非常广泛。工业上生产Na2S2O3•5H2O的反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
Ⅰ.【查阅资料】
(1)硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,受热、遇酸易分解。
(2)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。
Ⅱ.【制备产品】
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若 ,则整个装置气密性良好。装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。
a.酸性高锰酸钾溶液 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和Na2CO3溶液
(2)装置D的作用是检验装置C中SO2的吸收效率,则D中试剂是________________,表明SO2吸收效率低的实验现象是D中溶液________________________。
(3)将C中的混合液加热浓缩、_________、_______(填操作名称)、洗涤、烘干,得到产品。
(4)实验中多余的SO2可以用氢氧化钠溶液吸收。已知常温下H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.6×10-8),则亚硫酸氢钠溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 ;向亚硫酸氢钠溶液中加入一定量的NaOH,使溶液中c(HSO3-)=c(SO32-),则此时溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。在pH=4的H2SO3溶液,试计算溶液中== 。
Ⅲ.【测定产品纯度】
(5)为检验制得的产品的纯度,该实验小组称取5.0g的产品配制成250mL硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:在锥形瓶中加入25mL 0.0lmol·L-1 KIO3溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,当蓝色褪去半分钟不变色时到达滴定终点(假设杂质不参与反应)。实验数据如下表:
实验序号 1 2 3
Na2S2O3溶液体积(mL) 19.98 20.02 21.18
则该产品的纯度是____ ,间接碘量法滴定过程中可能造成实验结果偏高的是____ 。
A.滴定管末用Na2S2O3溶液润洗 |
B.滴定终点时俯视读数 |
C.锥形瓶用蒸馏水润洗 |
D.滴定管尖嘴处滴定前无气泡,滴定终点发现气泡 |
(原创)Na2SO3因易被氧化成Na2SO4而变质,某化学兴趣小组为了测定实验室存放的Na2SO3的纯度(假设不含其它杂质),进行如下实验。
准确称取样品m g,用蒸馏水溶解,配成250mL溶液,准确量取25.00mL,用0.1000mol/L碘的标准溶液滴定,滴定操作分为如下步骤:
①准确量取25.00 mL待测的Na2SO3溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴指示剂
②用标准液溶液润洗滴定管2~3次
③把盛有标准溶液的酸式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
④取标准碘溶液注入酸式滴定管至0刻度以上
⑤调节液面至0或0刻度以下,记下读数
⑥把锥形瓶放在滴定管的下方,用标准碘溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
重复以上操作2~3次。
回答以下问题:
(1)正确操作顺序是:。
(2)待测液应该用式滴定管量取。
(3)选择作指示剂,判断达到滴定终点的现象是
(4)其中一次滴定的起始和终点液面如下图所示,则消耗标准溶液的体积V=mL。样品中Na2SO3的质量分数为(用含m、V的代数式表示)。
(5)下列失误操作会使实验结果偏大的是
A.滴定前,用待测液润洗锥形瓶 |
B.滴定前,未用待测液润洗滴定管 |
C.滴定结束时,俯视读数 |
D.配制标准碘溶液定容时,仰视刻度线 |
(6)若滴定操作时间过长,会使实验结果偏小,原因是:_________________________
(用化学反应方程式解释)。
(7)请另外设计一种实验方案,测定Na2SO3的纯度。简要说明实验步骤、所用试剂以及所测数据。________________________________________________________________
____________________________________________________________。