【题目】亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:
㈠鉴别NaCl和NaNO2
(1)测定溶液PH
用PH试纸分别测定0.1mol·L-1两种盐溶液的PH,测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是 ________________________(用离子方程式解释)。NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________(用溶液中其它离子的浓度关系式表示)
(2)沉淀法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液。两只试管均产生白色沉淀。分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下Ksp(AgNO2)=2×10-8(mol·L-1)2; Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2
则反应AgNO2(s) +Cl-(aq)AgCl(s)+ NO2-(aq)的化学平衡常数K=__________
(3)氧化法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为____________。
㈡NaNO2性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知: 气体液化的温度:NO221℃ 、 NO –152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→______→ ______→_______→_______;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________。
(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气。
(3)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①如何确认A中产生气体是否含有NO _________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_______________________。
③若向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为____________。
【答案】NO2-+H2OHNO2+OH- c(OH-)-c(H+) 111.1 5NO2-+ 2MnO4-+ 6H+ = 5NO3-+ 2Mn2+ + 3H2O D E C B 检验装置的气密性 打开活塞,向D中通入O2,若出现红棕色气体,证明A中产生气体含有NO ;若无红棕色气体出现,则不含NO 冷凝,使NO2完全液化 4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O
【解析】
(一)(1)NaNO2溶液显示碱性,NaNO2说明为强碱弱酸盐,亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性;根据亚硝酸钠溶液中的质子守恒分析;
(2)写出该反应的平衡常数表达式,然后根据Ksp(AgNO2)、Ksp(AgCl)进行计算;
(3)酸性高锰酸钾具有强氧化性,将亚硝酸根离子氧化成硝酸根离子;
(二)(1)根据各部分装置的作用进行连接;
(3)①根据一氧化氮和氧气反应生成红棕色二氧化氮气体判断;
②温度低于二氧化氮液化温度时,二氧化氮变成液态;
③氧气过量,进入B中可理解为先生成硝酸,硝酸再与氢氧化钠反应生成硝酸钠和水。
(一)(1)由于NaNO2溶液显示碱性,说明NaNO2为强碱弱酸盐,NO2-在溶液中存在水解平衡,NO2-+H2OHNO2+OH-;根据亚硝酸钠溶液中的质子守恒可得:c(OH-)=c(HNO2)+c(H+),则c(HNO2)=c(OH-)-c(H+)。
(2)反应AgNO2(s)+Cl-(aq)═AgCl(s)+NO2-(aq)的化学平衡常数K=,根据Ksp(AgCl)=c(Cl-)×c(Ag+)、Ksp(AgNO2)=c(NO2-)×c(Ag+)可知,K= = ==111.1;
(3)酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够将亚硝酸钠氧化成硝酸钠,根据得失电子守恒和原子守恒配平,反应的离子方程式为5NO2-+ 2MnO4-+ 6H+ = 5NO3-+ 2Mn2+ + 3H2O;
(二)(1)C吸收水蒸气,B尾气处理,防止污染空气,D检验NO,E冷却二氧化氮,利用检验NO,所以装置的连接为:A→D→E→C→B;组装好仪器后,接下来进行的操作实验是检查装置气密性。
(3)①确认A中产生气体是否含有NO的方法为:打开活塞,向D中通入O2,若出现红棕色气体,证明A中产生气体含有NO;若无红棕色气体出现,则不含NO。
②二氧化氮的液化温度是21℃,低于此温度时,二氧化氮气体变成液态,所以装置E的作用是冷凝使NO2完全液化。
③如果向D中通入过量O2,则装置B中二氧化氮、氧气和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水,其反应方程式为:4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。
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【题目】对于可逆反应4NH3+5O24NO+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到平衡状态,2 v正(NH3)= 3v逆(H2O)
B.单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,反应物的转化率一定小于100%
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【题目】CO、SO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填序号)。
①v逆(CO)=2v正(H2)
②c(CO)=c(CH3OH)
③混合气体的平均相对分子质量不变
④单位时间内生成2n mol H2的同时生成n mol CH3OH
(2)该反应在A点的平衡常数K_________(用a和V表示)。
(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_______。
(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_______。
Ⅲ.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3。某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的性质(反应均在溶液中进行)。
预测 | 实验操作 | 实验现象 | |
探究1 | Na2S2O3溶液呈碱性 | 把pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上 | pH=8 |
探究2 | Na2S2O3具有还原性 | 向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液 | 黄绿色颜色变浅,甚至褪去 |
(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_________。
(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_________。
(8)探究2反应的离子方程式为_________。
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【题目】如图容器底部是培养基,其中含有植物生长所需的全部养分,如果有人在配制培养基的矿质元素中使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液,但缺少了一种必需元素,为补充这种元素,应添加的化合物是( )
A.Ca(NO3)2B.KClC.KH2PO4D.K2SO4
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【题目】随新能源汽车的发展,新能源电池技术也在不断创新,典型的锂离子电池一般以LiCoO2或LiFePO4等为正极材料,以石墨碳为负极材料,以溶有LiPF6等的有机溶液为电解质溶液。
(1)P原子的电子排布式为_________。Fe2+中未成对电子数为___________。
(2)N、O、F原子的第一电离能由小到大的顺序为_______。
(3)等电子体具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。ClO4-与PO43-互为等电子体,ClO4-的立体构型为_______,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)烷烃同系物中,CH4的沸点最低,原因是______________。
(5)向CuSO4溶液中加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,在此溶液中加入乙醇,析出深蓝色的晶体。由蓝色沉淀得到深蓝色溶液的离子方程式为_______________;深蓝色晶体中存在的化学键类型有__________ 。(填代号)
A.离子键
B.σ键
C.非极性共价键
D.配位键
E.金属键
F.氢键
(6)如图所示为Co的某种氧化物的晶胞结构图,则该氧化物的化学式为______;若该晶胞的棱长为a pm,则该晶体的密度为_____________g/cm3。(NA为阿伏加德罗常数的值)
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【题目】药物阿莫西林能杀灭或抑制细菌繁殖,它的合成路线如下:
已知:1.两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构是不稳定的,它将发生脱水反应
+H2O
2.RCHO
(1)关于阿莫西林分子,下列说法正确的是_______________。
A.分子式为C16H18N3O5 B.分子中含4个手性碳原子
C.1 mol该物质最多能与3mol NaOH反应 D.能发生取代、加成、氧化、缩聚等反应
(2)反应①的化学方程式为_______________,CH3I的作用为__________。
(3)写出甘氨酸(H2N-CH2-COOH)和C发生缩合生成二肽的结构简式: ________。
(4)试写出3种同时满足下列条件的化合物C的同分异构体:___________。
①分子中含苯环,不含过氧键“-O-O-”;
②分子中含有3种不同化学环境的氢原子。
(5)利用己有知识和题中涉及的反应,设计从的路线。(用流程图表示,无机试剂任选)__________________
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【题目】BHT是一种常用的食品抗氧化剂,从 出发合成BHT的方法有如下两种。下列说法不正确的是( )
A. 方法一和方法二的反应类型都是加成反应
B. BHT与 都能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 推测BHT在水中的溶解度小于苯酚
D. BHT与互为同系物
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【题目】由N、P、Ti等元素组成的新型材料有着广泛的用途,请回答下列问题。
(1)钛元素基态原子未成对电子数为____个,能量最高的电子占据的能级符号为__。
(2)磷的一种同素异形体—白磷(P4)的立体构型为____,推测其在CS2中的溶解度____(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。
(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°,试分析PH3的键角小于NH3的原因:________。
(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1000~1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学反应方程式:______。
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为____,已知晶体的密度为pg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为____cm(用含p、NA的式子表示)。
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【题目】相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g) + 3Y2(g) 2XY3(g) △H=-92.6kJ/mol
实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器 编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡时体系能量的变化 | ||
X2 | Y2 | XY3 | ||
① | 1 | 3 | 0 | 23.15 kJ |
② | 0.6 | 1.8 | 0.8 | Q kJ |
下列叙述正确的是
A. 容器①、②中反应的平衡常数不相等
B. 达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2 mol/L
C. 容器②中反应达到平衡时放出的热量为23.15kJ
D. 若容器①体积为0.20 L,则达平衡时放出的热量小于23.15 kJ
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