已知NaHCO3低温时溶解度小,侯德榜制碱的方法是:向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳,即有晶体析出,经过滤、洗涤、焙烧得纯碱。此过程可以表示为:
① NaCl (饱和) + NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(此反应是放热反应)
② 2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+H2O
现某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程,下图C装置是溶有氨和NaCl的溶液,且二者均达到了饱和。
(1)制CO2时为了使反应随开随用,随关随停,上图A方框内应选用以下 装置(填序号)。简述该装置能随关随停的理由 。
(2)为使实验能够进行,在B方框内内应选用上图中的 装置(填写序号),该装置内应装入的试剂是 。
(3)该小组同学按正确的方法连接装置,检验气密性合格后进行实验,发现析出的晶体非常少,在老师的指导下,他们对某个装置进行了改进,达到了实验目的。你认为他们的改进方法是 。
(4)若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.46g,假设第二步分解时没有损失,则Na2CO3的产率为 (产率为实际产量占理论产量的百分比)。
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等,废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
(1)填充物用60℃温水溶解,目的是 。
(2)操作A的名称为 。
(3)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,可采用_____________方法除去溶液中过量的H2O2。
(4)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为 。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+4CO2↑+6H2O。
①当1 mol MnO2参加反应时,共有 mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出该反应的化学方程式: 。
(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示:
根据上图可知:
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高,汞的吸收率__ _.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下 强.
[化学—选修2化学与技术](15分)空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如下:
(1)目前,从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,其原因是 。
(3)步骤④的离子方程式为 。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产,理由是 。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是 ,分离时液溴从分离器 (填“上口”或“下口")排出。
(6)不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴,而要经过“空气吹出、S02吸收、氯化”的原因是 。
(7)某同学测得苦卤中溴的含量为0.8g/L,已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%,步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%,若处理10 m3这样的苦卤,可得到液溴 mol。
铵盐在工农业生产中有着重要的用途,请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液。
(1)仪器连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a
(2)试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因: 。
(3)将装置C中两种液体分离开的操作名称是 。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值,我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图:
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为 。
(2)反应过程中持续通入N2的作用有两点:一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收,二是 。
(3)由MgCl2溶液得到MgCl2·6H2O晶体,操作为 、 、
(4)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是: 。
②由MgCl2·6H2O加热制备无水MgCl2的操作在 氛围中进行,若在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl。
【改编】(15分)三氯化磷(PCl3)是合成药物的重要化工原料,可通过白磷和氯气化合得到。
已知:白磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷);POCl3能溶于PCl3;POCl3和PCl3遇水会强烈水解。实验室制取PCl3的装置示意图和有关数据如下:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm-3 |
白磷 |
44.1 |
280.5 |
1.82 |
PCl3 |
-112 |
75.5 |
1.574 |
POCl3 |
2 |
105.3 |
1.675 |
请回答:
(1)实验所需氯气可用MnO2和浓HCl反应制取,反应离子方程式为 ,实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外,还需要的玻璃仪器有 。
(2)实验过程中有以下操作:①加入白磷②打开K2③打开K1④加热,正确的操作顺序为: ,通入CO2的目的是 。E烧杯中加入冷水的目的是 ,干燥管中碱石灰的作用是
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等,先加入过量白磷除去PCl5和过量白磷后,再除去PCl3中的POCl3可用 的方法有制备纯净的PCl3。
(4)①已知亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,PCl3与足量的NaOH溶液反应可生成两种正盐写出反应的化学方程式为 。
②若将0.01 mol POCl3投入热水配成1 L的溶液,再逐滴加入AgNO3溶液,则先产生的沉淀是 [已知Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理:
反应试剂、产物的物理常数:
名称 |
相对分子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下:
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时, 反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)无色液体A的结构简式为 。操作Ⅱ为 。
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是 。
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是 。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入 ,分液,水层再加入 ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为 。