(10分)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。有以下步骤:
(1)配制待测液:用5.00 g含有少量杂质(杂质不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制1 000 mL溶液。除烧杯外,还需要的玻璃仪器有___________、 、 _。
(2)滴定:
①盛装0.1000 mol·L-1盐酸标准液应该使用_______________式滴定管。
②滴定时双眼应 。
③有关数据记录如下:
测定序号 |
待测溶液的体积/mL |
所耗盐酸标准液的体积/mL |
|
滴定前 |
滴定后 |
||
1 |
20.00 |
0.50 |
20.78 |
2 |
20.00 |
1.20 |
21.32 |
(3)计算纯度:烧碱样品的纯度是_________________。
(4)误差讨论(选填“偏高”“偏低”或“无影响”):
①用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果___________;
②在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果___________;
③读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果___________。
【化学与技术】硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为 ,
该反应在 中进行(填设备名称)。
(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填设备名称)用____ 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。
(3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。
(4)吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过500L/L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式 。
(17分)海水是巨大的资源宝库,工业上从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)可以用淀粉-KI试纸检验操作I中是否有溴生成,其操作方法是___________________。
(2)操作Ⅱ发生反应的离子方程式为_____________;可以用碳酸钠溶液代替操作Ⅱ中的二氧化硫水溶液,生成物中溴的化合价分别为+5和-1价,操作Ⅲ中如果用稀硫酸代替氯气,则操作Ⅲ中发生反应的离子方程式为______。
(3)溴苯是一种化工原料,可以用溴和苯反应合成。实验室合成溴苯的装置示意图如下:
下表为苯、溴和溴苯的相关数据:
苯 |
溴 |
溴苯 |
|
密度/g·cm-3 |
0.88 |
3.10 |
1.50 |
沸点/℃ |
80 |
59 |
156 |
水中溶解度 |
微溶 |
微溶 |
微溶 |
回答下列问题:
(4)在A中加入30 .0mL无水苯和少量铁屑。在B中小心加入8.0 mL液态溴。向A中滴加液溴,反应一段时间后,点燃酒精灯加热蒸馏。
①在该实验中,B装置的名称是__________,A的容积最适合的是_________(填编号)
a.25mL b.50mL c.100mLd.250mL
②收集溴苯时,应根据_________(填“C1”或“C2”)所显示的温度,其温度应为_________。
③在反应开始后到收集溴苯之前,应先将F装置连接在D装置后,用它可承接的物质有_______(填化学式)。
④某化学小组设计如下实验方案,证明苯和溴发生的是取代反应而不是加成反应。
第一步:取少量反应后F装置中的溶液于试管中;第二步:向其中加入过量的稀硝酸;第三步:继续滴加少量的硝酸银溶液。如果有浅黄色沉淀生成则证明苯和溴发生的是取代反应。
该实验方案__________(填“合理”或“不合理”),理由是__________________。
(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2(m-x)CeO2
xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应平衡常数表达式为 。该反应能量转化方式为 。
(2)CH3OH、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2O
HCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是 ,阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,证明SO42‾已经完全沉淀的方法是 。
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式 。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中正极上发生的电极反应为 。
B.制备水杨酸对正辛基苯基酯()如下:
步骤一:将水杨酸晶体投入三颈烧瓶中,再加入氯苯,搅拌溶解后,加入无水三氯化铝。
步骤二:按图所示装置装配好仪器,水浴加热控制温度在20~40℃之间,在搅拌下滴加SOCl2,反应制得水杨酰氯。
该反应为:(水杨酸)+SOCl2—→
(水杨酰氯)+HCl↑+SO2↑
步骤三:将三颈烧瓶中的混合液升温至80℃,再加入对正辛苯酚[],温度控制在100℃左右,不断搅拌。
步骤四:过滤、蒸馏、减压过滤;酒精洗涤、干燥。
(1)步骤一中加入三氯化铝的作用是 。
(2)实验时,冷凝管中的水应从 进 出(选填“a”或“b”);装置c的作用是 。
(3)步骤三中发生反应的化学方程式为 。
(4)步骤四减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用的硅酸盐材料的仪器有 。
(5)步骤四减压过滤时,有时滤纸会穿孔,避免滤纸穿孔的措施是 。
目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金、稀土系合金等。
(1)已知:Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)△H1=-74.5 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)△H2 =-64.4 kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+ Mg2NiH4(s)△H3,则△H3 = kJ·mol-1。
(2)工业上用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一,一种氯化镁晶体脱水的方法是:先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4C1·nNH3(铵镁复盐),然后在700℃脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为 。
(3)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200℃的反应为:Mg(AlH4)2=MgH2+2Al+3H2↑。生成2.7gAl时,产生的H2在标准状况下的体积为 L。
(4)采用球磨法制备Al与LiBH4的复合材料,并对Al-LiBH4体系与水反应产氢的特性进行下列研究:
①下图为25℃水浴时每克不同配比的Al-LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变化关系图。由下图可知,下列说法正确的是 (填字母)。
a.25℃时,纯铝与水不反应
b.25℃时,纯LiBH4与水反应产生氢气
c.25℃时,Al-LiBH4复合材料中LiBH4含量越高,1000s内产生氢气的体积越大
②下图为25℃和75℃时,Al-LiBH4复合材料[w (LiBH4)=25%]与水反应一定时间后产物的X-射线衍射图谱(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
从图中可知,25℃时Al-LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 (填化学式)。
(5)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
①某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K= 。
②一定条件下,下图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。生成目标产物的电极反应式为 。