新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成:
(1)氯气能使湿润的红色布条褪色。使其褪色的微粒的化学式是______
(2)将氯水在光照上一段时间,溶液颜色逐渐变浅,其有关反应的化学方程式为:
、
(3)平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度,对于同一个类型的反应,平衡常数越大,表明反应进行的程度越大。
H2CO3
+ H+ Ka1(H2CO3)=4.45×10—7
+H+ Ka2(HCO3-)=5.61×10-11
HclO H++
Ka(HClO)=2.95×10-8
请依据以上电离平衡常数,请写出将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式:
(4)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
实验一、定性研究:
① 在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,充分反应,
有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;
② 过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
③ 为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答:
① 反应后所得的溶液漂白性增强的原因是______ ___________ ____
②依据上述实验可推知:②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还含有_______ 。
实验二、定量研究:
在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状 碳酸钙和150mL饱和氯水,按如图所示装置实验,待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的石灰石提出液面,密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体,直到量筒中的气体不再增加(不考虑HClO的分解)。
请回答:
③写出仪器(1)与仪器(3)的名称
(1) (3)
④为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失,且水槽中仍然为水,请你对装置Ⅲ进行改进,最简单的方法是 。
⑤如何准确读出量筒中气体的体积
a________ _
b 上下移动量筒至量筒内液面与水槽液面相平
c
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)通入硫化氢的作用是:
①除去溶液中的Sn2+离子
②除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为 ;操作II,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。
(2)操作IV的顺序依次为: 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
② 。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4—+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)。
①用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 。
②判断此滴定实验达到终点的方法是 。
③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 。
实验室用氧化锌矿粉(主要含ZnO、FeCO3、CuO等)制备碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3],并将其用于合成氨工艺脱硫研究。
(1)“酸浸”时保持H2SO4过量的目的是 。
(2)写出氧化时的离子方程式: ;
(3)流程中调节pH=5.4所加试剂X为 (填序号)。
A.NaOH B.ZnOC.ZnCO3
滤渣1的成分为 (写化学式)
(4)上述流程中的“滤液”可以用作化肥,该滤液的主要成分为 (填化学式)。
(5)合成氨原料气脱硫原理如图,碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为 。
某学校化学课外活动小组的同学用粗铜(含杂质铁)按如下流程回收氧化铜晶体(CuCl2·2H2O)等相关物质。请回答下列问题:
已知Cu2+、Fe3+沉淀时的相关PH:
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
|
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
(1)为得到固体I.同学们设计下图装置:
①添加药品之前,如何检查装置A的气密性________________。
②整套装置有不足之处,要完成实验必须改进的是__________________。
③装置D的作用是__________________(用离子方程式表示)。
(2)操作Ⅱ和操作Ⅴ相同,其中所需的主要玻璃仪器有烧杯______、_______。
(3)试剂X用于调节pH以除去杂质。
①试剂X可以是_________(填字母序号)。
a.NaOHb.Cu(OH)2c.Na2CO3d.CuO
②为使CuCl2溶液中的Fe3+完全除去,溶液pH范围应保持在______,当溶液的pH=4时,c(Fe3+)=_____。[Fe(OH)3的KSP=4.0×10-38]
(4)由溶液Ⅳ欲获得氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),应采取的措施是________。
(5)由溶液Ⅳ获得 CuCl2·2H2O晶体过程中,有同学发现溶液颜色由蓝色变为绿色进而变成黄绿色,经查阅资料发现氯化铜溶液中存在以下平衡关系:
取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中不能证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是___(填序号)。
a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
c.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
d.取Y进行电解,溶液颜色最终消失
甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1=+206.0kJ/mol
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
请回答下列问题:
(1)制备合成气:将1.0mol CH4和2.0mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应(i);CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①已知100℃时达到平衡的时间为5min,则从反应开始到平衡,用氢气表示的平均反应速率为:v(H2)= 。
②图中p1 p2(填“<”、”“>”或“=”)。
③为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应如下:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为 。
(2)合成甲醇:在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下,向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应(ii),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图2所示。
①反应(ii)需在 (填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,
原因是 (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下,请在图2中画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:
CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g)
,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是 (填“3.5×106Pa”、“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是 。
拉氧头孢钠是一种抗生素,合成拉氧头孢钠中间体G的路线如下(部分反应物、反应条件略去):
(1)A与浓硝酸发生反应①的条件是__________,反应②的反应类型是______________;
(2)F分子中官能团的名称是______________________;
(3)写出反应③的化学方程式____________________________;.
(4)D的同分异构体有多种,写出一种符合下列条件的异构体M的结构简式_______________;
Ⅰ.苯环上一氯代物只有两种;Ⅱ.遇氯化铁溶液不变色;Ⅲ.1molM最多能与2molNaOH反应;Ⅵ.核磁共振氢谱只有4个峰。
(5)已知:①;
②当苯环上已有一个“−CH3”或“−Cl”时,新引入的取代基一般在它的邻位或对位;当苯环上已有一个“−NO2”或“−COOH”时,新引入的取代基一般在它的间位。
请写出以甲苯、乙醇为原料制备的合成路线图(无机试剂任用)。