【題目】無水FeCl2易吸濕、易被氧化,常作為超高壓潤滑油的成分。某實驗小組利用無水FeCl3和氯苯(無色液體,沸點132.2℃)制備少量無水FeCl2,并測定無水FeCl2的產率。
實驗原理:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑
實驗裝置:按如圖所示組裝好的裝置,檢查氣密性后,向三頸燒瓶A中加入16.76g無水FeCl3和22.5g氯苯。
回答下列問題:
(1)利用工業(yè)氮氣(含有H2O、O2、CO2)制取純凈干燥的氮氣。
①請從下列裝置中選擇必要的裝置,確定其合理的連接順序:a→________→上圖中的j口(按氣流方向,用小寫字母表示)。
②實驗完成后通入氮氣的主要目的是________。
(2)裝置C中的試劑是________(填試劑名稱),其作用是________。
(3)啟動攪拌器,在約126℃條件下劇烈攪拌30min,物料變成黑色泥狀。加熱裝置A最好選用__(填字母)。
a.酒精燈 b.水浴鍋 c.電磁爐 d.油浴鍋
(4)繼續(xù)升溫,在128~139℃條件下加熱2h,混合物顏色逐漸變淺,黏度降低。該步驟中加熱溫度已經接近或超過氯苯沸點,但氯苯實際損失量卻非常小,其原因是________。
(5)繼續(xù)加熱1h后放置冷卻,在隔絕空氣條件下過濾出固體,用洗滌劑多次洗滌所得固體,置于真空中干燥,得到成品。若D中所得溶液恰好與25mL2.0mol·L-1NaOH溶液完全反應,則該實驗中FeCl2的產率約為________(保留3位有效數字)。
【答案】fg→de→bc(提示:除水后再除氧氣,防止還原鐵粉與水蒸氣反應生成氫氣) 將生成的HCl氣體排入裝置D中被水完全吸收 無水氯化鈣 防止水蒸氣進入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解 d 球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流 97.0%
【解析】
(1)思路:先除CO2→再除H2O(順帶除去吸收二氧化碳帶出來的水蒸氣)→再除O2(除水后再除氧氣,防止還原鐵粉與水蒸氣反應生成氫氣);
(2)由FeCl2、FeCl3易水解性質可解,前后一定要有干燥裝置;
(3)油浴鍋的好處是便于控制溫度;
(4)有冷凝管可使反應物冷凝回流;
(1)①由分析可知,裝置接口的連接順序為fg→de→bc,吸收裝置注意長進短出;②實驗完成后繼續(xù)通入氮氣的主要目的是:將生成的HCl氣體排入裝置D中被水完全吸收,防止測FeCl2的產率偏小。
(2)FeCl2、FeCl3易水解,裝置C中的試劑是干燥劑無水氯化鈣,其作用是防止水蒸氣進入裝置A中使FeCl2、FeCl3水解;
(3)結合溫度約126℃,選擇油浴鍋的好處是便于控制溫度,故選d;
(4)由裝置圖可知,加熱溫度已經接近或超過氯苯沸點,但氯苯實際損失量卻非常小,其原因是球形冷凝管可使揮發(fā)的氯苯冷凝回流;
(5)n(HCl)=n(NaOH)=0.025L2.0mol·L-1=0.05mol,
n(FeCl2)=n(HCl)=0.05mol=0.1mol,
加入16.76g無水FeCl3和22.5g氯苯,物質的量分別約為0.103mol和0.2mol,由反應方程式可知氯苯過量,
則該實驗中FeCl2的產率約為100%97.0%。
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【題目】室溫下,將0.1mol/L的一元酸HA溶液逐滴滴加到10mL0.1mol/LNaOH溶液中,pH的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A. 一元酸HA為弱酸
B. a點所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)
C. pH=7時,c(Na+)>c(A-)+c(HA)
D. b點所示溶液中c(H+)-c(OH-)=1/2[c(A-)-c(HA)]
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【題目】用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關描述錯誤的是
A. 根據曲線數據計算可知Ksp(AgCl)的數量級為10-10
B. 曲線上各點的溶液滿足關系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C. 相同實驗條件下,若改為0.0400 mol·L-1 Cl-,反應終點c移到a
D. 相同實驗條件下,若改為0.0500 mol·L-1 Br-,反應終點c向b方向移動
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【題目】已知25℃時,CaCO3飽和溶液中c(Ca2+)為5.3×10-5 mol·L-1 MgCO3的飽和溶液中c(Mg2+)為2.6×10-3 mol·L-1。若在5 mL濃度均為0.01 mol·L-1的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5 mL 0.012 mol·L-1 Na2CO3溶液,充分反應后過濾得到溶液M和沉淀N(不考慮溶液體積的變化)。下列觀點不正確的是
A.25℃時,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B.加入Na2CO3溶液的過程中,先生成CaCO3沉淀
C.濾液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>c(CO32-)>c(OH-)
D.濾液M中:=
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【題目】三氯氧磷(POCl3)廣泛用于農藥、醫(yī)藥等生產。工業(yè)制備三氯氧磷的過程中會產生副產品亞磷酸(H3PO3)。請回答下列問題:
(1)三氯氧磷可由三氯化磷、水、氯氣加熱反應生成,反應的化學方程式為__________。
(2)已知亞磷酸(H3PO3)為二元弱酸,則Na2HPO3溶液中,各離子濃度的大小關系為_______。
(3)常溫下,將NaOH溶液滴加到亞磷酸(H3PO3)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。則表示lg的是曲線______(填“I”或“II”),亞磷酸(H3PO3)的Kal=________,反應HPO32-+H2OH2PO3-+OH-的平衡常數值是____________。
(4)工業(yè)上生產三氯氧磷的同時會產生含磷廢水(主要成分為H3PO4、H3PO3)。向廢水中先加入適量漂白粉,再加入生石灰調節(jié)pH,將磷元素轉化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。若處理后的廢水中c(Ca2+)=5×10-6 mol·L-1,則溶液中c(PO43-)=________mol·L-1。(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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【題目】鐵紅(Fe2O3)和鈦白粉(TiO2)均為重要的墻面裝修顏料。一種利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量Fe2O3)聯(lián)合生產鐵紅和鈦白粉的工藝流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)FeTiO3中Fe的化合價為_______。
(2)為加快鈦鐵礦在稀硫酸中的溶解,可采取的措施有_______ (任寫兩種)。酸性溶液中加入適量鐵屑的目的是將_______。
(3)FeSO4溶液與NH4HCO3溶液的反應溫度應控制在35 ℃以下,其原因是_______,該反應的離子方程式是Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(4)TiO2+轉化為TiO(OH)2需要加熱,加熱的目的是_______,該反應的離子方程式為TiO2++2H2OTiO(OH)2↓+2H+。
(5)常溫時,在生成的FeCO3達到沉淀溶解平衡的溶液中,測得溶液中c(CO32-)=3.0×10-6 mol·L-1,pH為8.5,則所得的FeCO3中是否含Fe(OH)2_______?
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【題目】氨廣泛用于生產化肥、制冷劑等方面;卮鹣铝袉栴}:
(1)實驗室可用上圖所示裝置合成氨。
①亞硝酸鈉與氯化銨反應的離子方程式為NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②錐形瓶中盛有一定量水并滴有幾滴酚酞試劑。反應一段時間后,錐形瓶中溶液變紅,則氣體X的成分為N2、水蒸氣、________和________(填化學式)。
(2)最近斯坦福大學研究人員發(fā)明了一種SUNCAT的鋰循環(huán)系統(tǒng),可持續(xù)合成氨,其原理如圖所示。
①圖中反應Ⅱ屬于________(填“氧化還原反應”或“非氧化還原反應”)。
②反應Ⅲ中能量轉化的方式是________(填“電能轉變?yōu)榛瘜W能”或“化學能轉變?yōu)殡娔?/span>”)。
(3)液氨可用作制冷劑,液氨汽化時________(填“釋放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火會發(fā)生爆炸。已知部分化學鍵的鍵能數據如下表所示:
共價鍵 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
鍵能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
則反應4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反應熱ΔH=________。
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【題目】工業(yè)制硫酸的尾氣中含有一定量SO2,處理尾氣的手段除了氨吸收法以外還有以下幾種方法。
(一)工業(yè)實際吸收過程中,第Ⅰ步常采用濃苛性鈉溶液吸收為其中的SO2,然后向生成溶液中加入熟石灰,充分反應后將生成產物分離后再經氟化后制得產品A。
(1)產品A是_______(填化學式)。
(2)有人提出將第一步中的濃苛性鈉溶液換成同溫度下飽和Ca(OH)2溶液直接制得產品CaSO3,你認為是否可行?_______(填“可以”、“不可以”或“不確定”)原因是_______。
(二)制備MnSO4H2O:SO2還原MnO2礦制備MnSO4H2O,過程如下:
己知25℃時部分物質的溶度積常數如下表:
物質 | Mn(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | MnS | FeS | CuS |
溶度積 | 2.1×10-13 | 4.0× 10-38 | 2.2×10-23 | 1.0×10-11 | 6.3×10-18 | 6.3×10-38 |
(3)還原時,若尾氣中SO2含量為4.48%,除去標況下lm3尾氣至少需要含錳質量分數為55%的MnO2 礦粉_______g。
(4)除鐵時加入碳酸鈣,發(fā)生的反應的離子反應方程式為_____________________。
(5)試劑A最好是______________(寫化學式)。
(6)操作I的名稱為_________________。MnSO4H2O在1150℃高溫下易分解,產物是Mn3O4、含硫化合物、水,在該條件下硫酸錳晶體分解反應的化學方程式是________________。
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【題目】25℃時,用0.10mol/L的鹽酸分別滴定體積相同且濃度均為0.10mol/L的三種一元堿XOH、YOH及ZOH,滴定曲線如圖所示。
下列說法正確的是
A. 滴定XOH時可用酚酞作指示劑
B. YOH是強堿
C. X++H2OXOH+H+的平衡常數K=10-4
D. [V(鹽酸)/V(堿)]=0.5時,c(Z+)>c(Y+)>c(X+)
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