【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)又称为保险粉,常作还原剂,能溶于冷水,难溶于乙醇,在碱性介质中稳定。
Ⅰ.用甲酸钠(HCOONa)生产保险粉的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Na2S2O4中硫元素的化合价为_____________。
(2)“滤液”中可以循环利用的物质是__________。
(3)“洗涤”所用试剂最好为_________ (填序号)。
a.冰水 b.热水 c.无水乙醇 d.90%乙醇水溶液
(4)“反应”在70℃条件下进行,写出发生反应的化学方程式_______。
(5)在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体,目的是_______。
Ⅱ.探究保险粉的性质
(6)现将0.05mol·L-1Na2S2O4溶液在空气中放置,其溶液的pH与时间(t)的关系如图所示:
①t1时溶液中含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序___________________。
②t2→t3段发生反应的离子方程式为_______________。
(7)取少量连二亚硫酸钠在隔绝空气的条件下加强热使其完全分解,得到Na2SO3、Na2S2O3和一种气体(STP),该反应中氧化产物、还原产物的物质的量之比为__________________。
【答案】+3 乙醇 d HCOONa+NaOH+2SO2Na2S2O4+CO2+H2O Na2CO3为碱性物质,可提高“保险粉”的稳定性 c()>c()>c(H2SO3) 2+O2= 2+2H+ 2:1
【解析】
(1)~(5)甲酸钠和NaOH固体与SO2加热反应生成Na2S2O4,同时产生二氧化碳,Na2S2O4难溶于乙醇,加入乙醇水溶液降低Na2S2O4的溶解度,冷却结晶析出Na2S2O4晶体,过滤、洗涤得到Na2S2O4·2H2O晶体,脱水干燥,由于Na2S2O4在碱性介质中稳定所以加入Na2CO3提高其稳定性。
(6)Na2S2O4常作还原剂,说明其易被氧化,该物质中S元素为+3价,所以首先被空气的氧气氧化成+4价,据图可知溶液的酸性是逐渐增强的,而Na2SO3溶液是显碱性的,所以S元素被氧化后不是以的形式存在,而是,所以0~t1段发生离子反应方程式为2S2O+O2+2H2O=4;之后+4的硫继续被氧化氧化成+6价,而t3时溶液pH=1,根据S元素的化合价可知该点溶液中的溶质应为0.1mol/L的NaHSO4。
(1)Na2S2O4中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,所以S元素为+3价;
(2)滤液主要为乙醇水溶液,所以可以循环利用的物质为乙醇;
(3)Na2S2O4能溶于冷水,难溶于乙醇,所以不宜水洗,而纯净的乙醇可能无法洗净固体表面的水溶性杂质,所以最好选用90%乙醇水溶液洗涤,答案选d;
(4)反应物有HCOONa、NaOH以及SO2,产物有Na2S2O4和CO2,根据得失电子守恒和元素守恒可得化学方程式为HCOONa+NaOH+2SO2Na2S2O4+CO2+H2O;
(5)由于Na2S2O4在碱性介质中稳定,而碳酸钠为碱性物质,加入Na2CO3可提高其稳定性;
(6)①t1时溶液中的溶质为NaHSO3,溶液显酸性,说明NaHSO3的电离程度大于水解程度,含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为c()>c()>c(H2SO3);
②t3时溶液中的溶质为NaHSO4,说明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氢钠,t1~t2段发生化学反应的离子方程式为2+O2= 2+2H+;
(7)连二亚硫酸钠在隔绝空气的条件下加强热完全分解得到Na2SO3、Na2S2O3和一种气体,根据元素守恒可以推测出该气体应为SO2,结合得失电子守恒和元素守恒可知该过程中发生的反应为2Na2S2O4Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑;Na2SO3和SO2中S元素的化合价为+4价,所以二者为氧化产物,Na2S2O3中S元素的化合价为+2价,所以为还原产物,则该反应中氧化产物、还原产物的物质的量之比为2:1。
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【题目】下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是( )
A.1molH2O在不同状态时的熵值:S[H2O(s)]<S[H2O(g)]
B.自发进行的反应一定能迅速进行
C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)△H>0能否自发进行与温度有关
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0
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【题目】为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置:
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接 , 接 , 接 ;
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中 ____ ,丙中 ______ ;
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是 ;
(4)写出甲中反应的化学方程式 。
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【题目】常温下,向20mL0.1mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.1mol·L-1的NaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是
A.从d点以后至f点,H2O的电离程度一直减小
B.c、e两点溶液对应的pH=7
C.常温下,A-的水解平衡常数Kh约为1×10-9mol·L-1
D.b点的溶液呈酸性,粒子浓度之间存在:c(HA)+2c(H+)=2c(OH-)+c(A-)
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【题目】铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是( )
A. K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
B. 当电路中转移0.2 mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol
C. K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为负极
D. K闭合时,II中SO42-向d电极迁移
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【题目】三氯氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂。实验室制取POCl3并测定产品含量的实验过程如下:
Ⅰ.制备POCl3。采用氧气氧化液态PCl3法,实验装置(加热及夹持装置省略)及相关信息如下:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 | 其他 |
PCl3 | -112.0 | 76.0 | 137.5 | 均为无色液体;遇水均剧烈水解为含氧酸和氯化氢;两者互溶。 |
POCl3 | 2.0 | 106.0 | 153.5 |
(1)仪器a的名称为______。
(2)装置C中生成POCl3的化学方程式为__________。
(3)装置B的作用除观察O2的流速之外,还有_________、________。
(4)反应温度应控制在60-65℃之间,原因是__________。
Ⅱ.测定POCl3产品的含量。
实验步骤:
①实验Ⅰ结束后,待三颈烧瓶中液体冷却到室温,准确称取16.725gPOCl3,产品,置于盛60.00mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00mL溶液。
②取10.00mL溶液于锥形瓶中,加入10.00mL3.2mol·L-1AgNO3溶液,使氯离子完全沉淀;向其中加入少量硝基苯并用力摇动。
③以硫酸铁溶液为指示剂,用0.2 mol·L-1KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达滴定终点时共用去10.00mLKSCN溶液。
己知:Ag++SCN-=AgSCN↓;Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
(5)达滴定终点时的现象为____________。
(6)实验过程中加入硝基苯的目的是__________;若无此操作,则所测POCl3的含量将____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(7)测得产品POCl3的百分含量为________(保留三位有效数字)。
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【题目】尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为_________________________。
(2)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:
①电源的负极为________(填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为__________________________、____________________________。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将________;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。
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【题目】现有以异丁烯为原料合成某二酸的合成路线如下:
已知:R-CH2CNR-CH2COONa+NH3
(1)A的系统命名是_______________,B的官能团名称是_______________________。
(2)步骤③的反应类型是____________________________。
(3) 同一有机物中的两个同种官能团在反应时,一者参与反应占绝大多数,另一者几乎不反应,这被称之为“位置专一性”。请从反应物结构角度,简要解释步骤②中消去氯原子时的位置专一性:______________________________。
(4)步骤⑤的产物C经酸化后,可发生分子内酯化,写出该内酯的结构简式______________________。
(5)写出步骤⑥的化学方程式___________________________________。
(6)均符合下列条件B的同分异构体有________个。
a.所有碳原子一定共平面; b.核磁共振氢谱有3 组峰。
(7)利用题目给的信息,写出由异丁烯为原料,两步合成的路线流程______。
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【题目】下列说法正确的是
A. 与含有相同的官能团,互为同系物
B. 属于醛类,官能团为-CHO
C. 的名称为:2-乙基-1-丁烯
D. 的名称为:2-甲基-1,3-二丁烯
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