本题正确答案为D。
8.硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的定影剂、还原性分析试剂。
Na2S2O3·5H2O是无色晶体,易溶于水,不溶于乙醇,在潮湿的空气中易潮解,Na2S2O3和甲醛能形成难被碘溶液氧化的化合物。
甲、乙两个兴趣小组用下列装置在实验室制备硫代硫酸钠。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______;溶液1是______________。
(2)甲小组按上图连接好装置,打开K1,K3关闭K2,打开仪器a的活塞;片刻后,打开集热式磁力搅拌器加热;将气体通入锥形瓶中,溶液出现黄色浑浊后逐渐消失,相关的化学反应方程式为:
①_________________;②Na2SO3+S
Na2S2O3
(3)加热浓缩至出现少量晶膜,停止加热,打开K2,关闭K3,用注射器注入无水乙醇后有大量晶体析出。
加入乙醇的作用是_______________。
(4)乙小组在制备Na2S2O3时进行了改进。
将C装置中的溶液换为Na2CO3和Na2S混合液,其反应为:
Na2CO3+Na2S+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
配制该混合溶液的过程中,先将Na2CO3完全溶解,再将Na2S溶解于Na2CO3的溶液中,其目的是__________________。
(5)测定乙小组产品纯度。
取3.000gNa2S2O3·5H2O晶体,配成100mL溶液,取20.00mL于锥形瓶,调节溶液的pH至6,加入适量甲醛溶液和Zn(CH3COO)2溶液,过滤,洗涤,在滤液中滴加几滴淀粉溶液,用0.1000mol/L标准碘溶液滴定,消耗标准碘溶液10.00mL。
①加入适量甲醛溶液和Zn(CH3COO)2溶液的目的是________________;
②该产品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为__________________。
(已知:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaIKsp(ZnS)=1.6×10-24M(Na2S2O3·5H2O)=248g/mol)
【答案】
(1).分液漏斗
(2).NaOH溶液(3).3SO2+2Na2S=2Na2SO3+3S↓(4).Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,加入乙醇降低其溶解,促进产品析出(5).Na2S容易被氧化,先溶解Na2CO3,使Na2S溶解时间缩短,且抑制了Na2S的水解(6).除去溶液中残留的SO32- 和S2-(7).82.67%
【解析】
(1)仪器a的名称是分液漏斗,溶液1是NaOH溶液用于吸收多余的SO2;
(2)SO2通入Na2S溶液中,一方面是SO2与水反应生成的H2SO3能与Na2S发生复分解反应生成Na2SO3和H2S,,另一方面H2SO3还能氧化生成的H2S,所以反应的化学方程式为3SO2+2Na2S=2Na2SO3+3S↓
(3)加热浓缩至出现少量晶膜,停止加热,打开K2,关闭K3,停止向锥形瓶中通SO2,由于Na2S2O3·5H2O不溶于乙醇,所以用注射器注入无水乙醇降低其溶解度,促进产品大量析出;
(4)S2—具有较强的还原性,容易被空气氧化,所以先溶解Na2CO3,再将Na2S溶解于Na2CO3的溶液中,接着进行实验,减少Na2S的溶解时间,且Na2CO3水解呈碱性还能抑制Na2S的水解;
(5)①生成的Na2S2O3中可能含有的杂质为Na2CO3、Na2S和Na2SO3,调节溶液的pH为6,可除去Na2CO3,根据ZnS的Ksp可知,加入Zn(CH3COO)2溶液可除去Na2S和Na2SO3;②根据已知反应方程式可得n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×10.00mL×10-3×2×
=0.01mol,则Na2S2O3·5H2O的质量分数=
×100%=82.67%。
9.某冶金厂的炉渣中主要成分为CuO、Cu、Ag、Bi、Pb,还含有少量的SiO2和Au,从炉渣中回收有价金属的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)加快“氧化浸出”速率的措施有________________。
(写出两种)。
(2)加入NaOH溶液的目的是调节滤液的pH,水解时通入水蒸气的目的是________。
(3)温法炼铜后溶液中主要的物质有(写化学式)____________。
(4)氨浸实验时,需要在常温下进行的原因是_________;熔炼时加入Na2CO3的目的是除硅,写出反应方程式____________。
(5)沉银和铅时,已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(PbCl2)=1.8×10-5,当AgCl和PbCl2共沉且c(Pb2+):
c(Ag+)=103时,溶液中的c(C1-)=______mol/L。
(6)写出流程中还原制银的化学方程式____________________。
【答案】
(1).搅拌、废渣粉碎或其它合理答案
(2).加快水解速率,促进Bi3+的水解(3).Fe(NO3)2、NaNO3(4).温度高,氨气易挥发(5).SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑ (6).100(7).4Ag(NH3)2Cl+N2H4·H2O=4Ag↓+N2↑+4NH3↑+4NH4Cl+H2O或4Ag(NH3)2Cl+N2H4=4Ag↓+N2↑+4NH3↑+4NH4Cl或4Ag(NH3)2Cl+N2H4·H2O+3H2O=4Ag↓+N2↑+4NH3·H2O+4NH4Cl
【解析】
(1)加快固体炉渣溶解、提高反应速率的常用的措施有搅拌、粉碎、适当加热等;
(2)水解时通入水蒸气能适当提高温度,促进Bi3+的水解,有利于分离Cu2+和Bi3+;
(3)用铁屑温法炼铜的化学方程式为Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu,因此溶液中的主要物质有Fe(NO3)2、NaNO3;
(4)防止温度过高,氨水大量挥发或分解;在高温下熔炼时,加入的Na2CO3可与SiO2反应,化学方程式为SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑;
(5)设溶液中的c(C1-)为x,则AgCl沉淀时需要的c(Ag+)=
,PbCl2沉淀时需要的c(Pb2+)=
,当c(Pb2+):
c(Ag+)=103时,求得x=100mol/L
(6)流程中还原制银时,Ag+化合价降低生成Ag,则只有N2H4·H2O中-2价的N元素化合价升高生成N2,结合生成物NH4Cl,根据电子转移守恒和质量守恒可写出反应的化学方程式为4Ag(NH3)2Cl+N2H4·H2O=4Ag↓+N2↑+4NH3↑+4NH4Cl+H2O。
10.丙烯是一种重要的石油化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义,其中一种工艺原理如下:
①C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)△H1
②C3H8(g)
C2H4(g)+CH4(g)△H2=+81.7kJ/mol
③C2H4(g)+H2(g)
C2H6(g)△H3
④C3H8(g)+H2(g)
CH4(g)+C2H6(g)△H4=-54.8kJ/mol
(1)计算反应③的反应热△H3=______________。
(2)丙烷脱氢平衡常数、丙烷裂解产物选择性与温度关系如图1所示,从图像判断△H2____0,工业生产中采用的温度600-650℃,原因是__________________。
(3)温度为650℃时,在1L的容器中投入1molC3H8和1molH2发生反应①,计算该条件下C3H8理论脱氢率为(保留3位有效数字,下同)_________________(已知:
)
(4)不同氢烃比和温度对丙院脱氢平衡转化率的影响如上图2所示。
相同温度下,增大氢烃比平衡转化率下降的原因是__________________。
(5)丙烯经过两步氧化可制得丙烯酸(用HR表示,其电离常数Ka=5.55×10-5)。
常温下,丙烯酸钠的水解常数为________,将0.2mol/LHR与0.1mol/LNaOH等体积混合,则溶液中的离子浓度大小顺序为__________________。
【答案】
(1).-136.5kJ/mol
(2).>(3).温度低于600℃,脱氢选择性高,反应速率较慢;温度过高于650℃,反应速率快,但丙烯选择性低,所以选择600-650℃(4).41.4%(或0.414)(5).氢气为脱氢反应的产物之一,原料中氢气浓度的增加会抑制反应的进行((6).1.80×10-10(7).c(R)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【解析】
(1)反应④—反应②即得反应③,所以△H3=△H4—△H2=-136.5kJ/mol;
(2)根据图象1可知,丙烷脱热闹承认平衡常数随温度的升高而增大,所以△H2>0;工业生产中采用的温度600-650℃,因为温度低于600℃,脱氢选择性高,反应速率较慢;温度过高于650℃,反应速率快,但丙烯选择性低,所以选择600-650℃;
(3)由图象可知在650℃时,C3H8的脱氢平衡常数为1,由反应①C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g),设C3H8的脱氢率为x,则平衡时C3H8为(1-x)mol,C3H6xmol,H2为(1+x)mol,则平衡常数K=
=1,则x=0.414或41.4%;
(4)相同温度下,增大氢烃比,由图象2可知,丙院脱氢平衡转化率是下降的,因为随着氢气量的增加,平衡向左移动,所以丙院脱氢平衡转化率降低;
11.钴及其化合物在生产中有重要作用,回答下列问题
(1)钴元素基态原子的电子排布式为_________________,未成对电子数为________________。
(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)]Cl3是钴重要化合物
①H2O的沸点___(填“高于”或“低于”)H2S,原因是_______;H2O中O的杂化形式为_____。
H2O是_____分子(填“极性”或“非极性”)。
②[Co(NH3)4(H2O)]Cl3Co3+配位数为___。
阳离子的立体构型是___________。
[Co(NH3)4(H2O)]Cl3若其中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)]3+的几何异构体种数有(不考虑光学异构)___________种。
(3)金属钴是由______键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Co2+和Fe2+的离子半径分别为74.5pm和78pm,则熔点CoO______FeO。
(4)一氧化钴的晶胞如图,则在每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有_____个,若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,则CoO的晶体密度为_______(用含NA和a的代数式表示。
结果g/cm3,已知:
M(Co)=59g/mol;M(O)=16g/mol,设阿佛加德罗常数为NA)。
【答案】
(1).1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
(2).3(3).高于(4).H2O分子间可形成氢键(5).sp3(6).极性(7).6(8).八面体(9).5(10).金属(11).>(12).12(13).
【解析】
(1)钴元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;未成对电子数为3个;
(2)①H2O的沸点高于H2S,原因是H2O分子间可形成氢键;H2O中O的杂化形式为sp3;水分子是极性分子;②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,Co3+配位数为6;其阳离子的立体构型是八面体;若[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2]3+的几何异构体种数有五种,
(3)金属钴是由金属键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,由于Co2+的离子半径74.5pm小于Fe2+的离子半径78pm,所以CoO的熔点高于FeO的;
(5)由CoO的晶胞结构可知,每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有12个;若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,即该晶胞的边长为2acm,其体积为8a3cm3,该晶胞含有4个CoO分子,其质量为
g,则其密度为
g/cm3;
12.富马酸反了烯二酸)和马来酸(顺丁烯二酸)是合成有机物的重要中间体,合成其两种衍生物路线如下:
已知:
(R为H或烃基)
(1)A可发生银镜反应,A的化学名称是_________。
(2)由A生成B、D生成E的反应类型分别是_________、_________。
(3)B中的官能团名称是_________,C的结构简式为_________。
(4)写出F生成H的化学方程式_________。
(5)P是H的同分异构体,1molP能与碳酸钠反应最多能生成1molCO2,其核磁共振氢谱显示有2种不同化学环境的的氢。
峰面积为3:
1,写出一种符合要求的P 的结构简式_________。
(6)写出用丙酸、甲醇和A 为原料制备化合物的
合成路线________。
(其他无机试剂任选)
【答案】
(1).甲醛
(2).加成反应(3).氧化反应(4).羟基、羧基(5).CH2=CH-COOH(6).
(7).
或
或
(或(8).
【解析】
(1)A的化学式为CH2O,又能发生银镜反应,A的化学名称是甲醛;
(2)由A和B的分子式可知,A生成B的反应为加成反应;D生成E是加氧去氢的反应,即为氧化反应;
(3)由已知条件可知B的结构简式为HOCH2—CH2—COOH,所以其中的官能团的名称为羟基和羧基;由B的结构简式可推知C的结构简式为CH2=CH-COOH;
(4)E为环内酯,在酸性条件下水解可得F为丁烯二酸(HOOC—CH=CH—COOH),与甲醇反应生成H的化学方程式为
;
(5)H的结构简式为
,分子式为C6H8O4,其同分异构体为P,已知1molP能与碳酸钠反应最多能生成1molCO2,则P中含有两个—COOH,且有两种氢原子,峰面积比为3:
1,则P的结构简式为
或
或
;
(6)由丙酸、甲醇和A为原料制备化合物的
合成路线为
。