我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业作出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异,以食盐、NH3和CO2为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱。相关的化学反应有:①NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;②NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;③2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑。某研究性学习小组的同学模拟“侯氏制碱法”,提出下列三种制备NaHCO3的实验方案。
方案1:分别将CO2和NH3通入到饱和食盐水中;
方案2:将CO2通入到含NH3的饱和食盐水中;
方案3:将NH3通入到含CO2的饱和食盐水中。
(1)经过讨论,大家一致认为方案2较合理,请说明方案3的不足之处
________________________________________________________________________。
(2)根据方案2,某同学设计了如下实验步骤和装置图:
步骤1:配制含氨的饱和食盐水。在100 mL锥形瓶中加入20 mL氨水(体积比1∶1),再加入8 g食盐,塞紧橡皮塞,振荡几分钟,过滤除去不溶物,得到含氨的饱和食盐水。
步骤2:制备NaHCO3。按图组装实验装置,先检查装置的气密性,再向各仪器中加入相应的试剂制备NaHCO3。实验过程中,需要控制温度在30~35 ℃(大于35 ℃时NH4HCO3会分解)和CO2的通入速度(以出现能数得清的连续气泡为宜)。反应结束后,把锥形瓶浸入冷水中,使较多的晶体析出,过滤、洗涤。
请回答下列问题:
①为控制反应温度在30~35 ℃,应采用的操作方法是________________________。
②装置B中的试剂是__________________,它的作用是__________________________。
③检验步骤2中所得晶体是NaHCO3而不是NaCl的实验方法和现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④设计一个简单的实验方案证明Na2CO3溶液呈碱性是由CO32-引起的
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(化学——有机化学基础)(共15分)
(1)今有如下图所示的三种有机物:
①写出丙中含氧官能团的名称;
②这三种物质中,互为同分异构体的是;
③写出乙和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程。
(2)由丙烯经下列反应可制得F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。
①A的同分异构体还有种;
②聚合物F的结构简式是;
③B转化为C的化学方程式是;
写出与E具有相同官能团的一种同分异构体的结构简式;
(14分)A、B、C、D、E、F均为短周期元素,其原子序数依次增大。已知:A的最外层电子数等于其电子层数;B的最外层电子数是次外层电子数的两倍;D是地壳中含量最高的元素;D和F、A和E分别同主族;E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素。根据以上信息回答下列问题:
(1)B与D形成化合物BD2的结构式为。
(2)A、C、D三元素能形成一种强酸甲,写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式。FD2气体通入BaCl2和甲的混合溶液,生成白色沉淀和无色气体CD,有关反应的离子方程式为_____。
(3)均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐,其相对分子质量相差16,写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为____________________________________;由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性,其原因是(用离子方程式表示)_______________。
(4)C2A4─空气燃料电池是一种碱性燃料电池。电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。则燃料电池放电时:正极的电极反应式是______________;负极的电极反应式为。
(A)【化学—物质结构与性质】
物质中铁含量的测定方法是多种多样的。
I.土壤中铁含量的测定是先将Fe3+还原为Fe2+,然后使Fe3+与邻啡罗啉结合显橙红色,再用比色法测定。其中涉及以下反应:4FeCl3 + 2NH2OH·HCl=4FeCl2 + N2O↑+ 6HCI + H2O。
(1)基态Fe2+的核外电子排布式为。
(2)羟胺(NH2OH)中采用sp3杂化的原子是;羟胺极易溶于水,主要原因是。
(3)羟胺的组成各元素中,元素的第一电离能(I1)由大到小的顺序为(用元素符号表示)。
(4)吡啶和邻啡罗啉都是含氮的有机物,l mol吡啶中含有σ键的物质的量为mol。
Ⅱ.奶粉中铁含量的测定是在酸性介质中使Fe3+与K4Fe(CN)6生成普鲁士蓝(Ⅱ)(化学式为Fe4[Fe(CN)6]3),再用光度法测定铁的含量。反应原理如下:
3K4Fe(CN)6+4FeCl3=Fe4[Fe(CN)6]3↓+12KCl
(5)Fe4[Fe(CN)6]3是一种配合物,其中含有的化学键有_______;
a.共价键
b.氢键
c.配位键
d.金属键
e.离子键
(6)若K4 Fe(CN)6和FeCl3的物质的量按某种比例发生反应,可生成普鲁士蓝(I),其晶胞结构如下图所示:据此判断普鲁士蓝(I)中n(K+):n(Fe3+):n (Fe2+):n (CN—)= 。
目前机动车使用的电池品种不少,其中铅蓄电池的使用量最大。
I.铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸。铅蓄电池充放电的总反应方程式为:
PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,请根据上述情况判断:
(1)电池的负极材料是。
(2)充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为。
Ⅱ.铅蓄电池使用量的急速增加引起铅污染日益严重,工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的一种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(3)为提高步骤①的化学反应速率,你认为可采取的措施是(写一条即可)。
(4)写出步骤①中PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式:K =。
(5)步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为。
(6)步骤③从母液可获得的副产品为(写化学式)。
(7)已知:PbCO3在一定条件下可制得PbO,PbO通过进一步反应可制得Pb,写出一个由PbO生成Pb的化学方程式:。
环境中氮氧化物的合理控制和治理是减少雾霾天气、优化生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识,回答下列问题:
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4 (g)+ 4NO2 (g)="==" 4NO(g)+ CO2 (g)+ 2H2O(1) △H1 = -662kJ·mol-1
②CH4 (g)+ 4NO(g) ="==" 2N2 (g)+ CO2 (g)+ 2H2O(1) △H2 =" -1251" kJ·mol-1
据此,写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式:_______________________;
(2)用活性炭还原法也可处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g)
某研究小组向一个容积(3L)恒定的真空密闭容器中加人0.3mol NO和足量的活性炭与催化剂(固体试样的体积忽略不计),在恒温(T1℃)条件下发生反应,经10min反应达到平衡,测得N2的物质的量为0.09mol。
①0min~10min内以v(NO)表示的平均化学反应速率为。
②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是。
A.容器内压强保持不变 |
B.速率关系:2v(NO)(正) =" v" (N2)(逆) |
C.容器内CO2的体积分数不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
③在相同条件下,若在容器中放人生石灰,则NO的平衡转化率(填“增大”、“不变”或“减小”)。