S2Cl2是工业上常用的硫化剂,实验室制备S2Cl2的方法有2种:
① CS2+3Cl2CCl4+S2Cl2;② 2S+Cl2
S2Cl2。
已知S2Cl2中硫元素显+1价,电子式:,它不稳定,在水中易发生岐化反应(一部分硫元素价态升高,一部分降低)。反应涉及的几种物质的熔沸点如下:
物质 |
S |
CS2 |
CCl4 |
S2Cl2 |
沸点/℃ |
445 |
47 |
77 |
137 |
熔点/℃ |
113 |
-109 |
-23 |
-77 |
实验室利用下列装置制备S2Cl2(部分夹持仪器已略去):
回答下列问题:
(1)装置B、C中玻璃容器的名称: ;反应原理(填写数字序号): 。
(2)实验中盐酸试剂通常采用36.5%的浓溶液,不用稀盐酸的理由是 。
(3)D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用,其冷却水流动方向与热气流流动方向相同(见图)。这种冷却方式可应用于下列高中化学中 实验。
A.石油分馏 B.制取溴苯 C.制取乙酸乙酯 D.制备阿司匹林
(4)B装置中盛放的是 ,反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是 ,D中采用热水浴加热的原因是 。
(5)A部分仪器装配时,放好铁架台后,应先固定 (填仪器名称),整套装置装配完毕后,应先进行 再添加试剂。实验完毕,A中不再产生氯气时,可拆除装置。拆除时,最先的操作应当是 。
(6)实验过程中,若缺少C装置,则发现产品浑浊不清,出现该现象的原因可用化学方程式表示为 。实验完毕,当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时,发现有少量黄绿色刺激性气体产生,产生该现象的原因是: (用离子方程式表示)。
(12分)酸性条件下,锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式。SnSO4是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡工业,其制备路线如下:
回答下列问题:
(1)SnCl2用盐酸而不用水直接溶解的原因是,加入Sn粉的作用是。
(2)反应I生成的沉淀为SnO,写出该反应的化学方程式:。
(3)检验沉淀已经“漂洗”干净的方法:。
(4)反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH,若溶液中c(Sn2+)=1.0mol·L—1,则应控制溶液pH。已知:Ksp[Sn(OH)2]=1.0×10—26。
(5)酸性条件下,SnSO4还可以用作双氧水去除剂,试写出发生反应的离子方程式:。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是(写化学式),操作I的名称。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是。
③中X试剂为。
(3)⑤的离子方程式为。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
钒沉淀率% |
88.1 |
94.8 |
96.5 |
98.0 |
98.8 |
98.8 |
96.4 |
93.1 |
89.3 |
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为;
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<。
(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有和。
(14分)某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物,设计了如图所示装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。
请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。
竖直冷凝管接通冷凝水,进水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);冷凝回流的主要目的是________。
(2)理论上,上述反应的副产物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。
B、C中应盛放的试剂分别是____和,写出C装置中主要的化学方程式:_________。
(3)为了进一步分离提纯1-溴丁烷,该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
1-丁醇 |
-89.5 |
117.3 |
1-溴丁烷 |
-112.4 |
101.6 |
丁醚 |
-95.3 |
142.4 |
1-丁烯 |
-185.3 |
-6.5 |
请你补充下列实验步骤,直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管;
②____;③_____;④_______;⑤_______,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是_____。(保留2位有效数字)
(14分)二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为_________________________________________________。向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是______________________________________。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于 饮用水的消毒,其主要原因是___________________________________。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为_______极(填A或B):
②写出阴极室发生反应依次为:________________________、____________________________;
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2﹣歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为______________。
(15分)某研究小组利用下图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。
实验步骤与现象如下:
①检查装置气密性,向A中加入5 mL浓硫酸,打开K,将铜丝伸入浓硫酸中,给A处加热,观察到B中品红溶液褪色,再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑,产生气泡,液面上方产生大量白雾,一段时间后溶液中有白色固体出现,拉出铜丝,停止加热。回答下列问题:
(1)溶液中白色固体是_______ (填化学式),C中CCl4的作用是______________。
(2)取出铜丝,用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中,铜丝变亮、溶液变蓝。写出A中可能发生反应的化学方程式:_____________________、_____________________。
(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。①分离的操作名称为:______________:②白色沉淀为:______________; ③产生白色沉淀的原因可能是___________________。