未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-(毒性很强)氧化成CNO-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2
题型:不详难度:来源:
未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-(毒性很强)氧化成CNO-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN-被处理的百分率。
将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN-的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题: (1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。 (2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN-的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。 a.饱和食盐水 b.饱和NaHCO3溶液 c.浓NaOH溶液 d.浓硫酸 (3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。 (4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN-被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。 (5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂) _________________________________________________________________________ |
答案
(1)CN-+ClO-=CNO-+Cl- 2CNO-+2H+ +3ClO-=N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O (2)a (3)去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度 (4)82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2;②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应;③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可,每答对一点给1分,共2分) (5)建议一:不将甲中溶液一次全部加入乙中,改为分次加入,控制CO2的产生速度; 建议二:乙中瓶塞改为三孔塞,增加的那个孔中插入一根导管到液面以下,反应结束后缓缓通入除去CO2的空气,使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。 建议三:将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可) |
解析
试题分析:(1)CN-与ClO-生成CNO-和Cl-。CNO-与ClO-酸性条件下生成N2、CO2、Cl-和H2O。 (2)除氯化氢气体不能用饱和碳酸氢钠溶液,因氯化氢与碳酸氢钠生成二氧化碳气体,增加了二氧化碳的量;不能用氢氧化钠溶液,因氢氧化钠溶液也能吸收二氧化碳气体;浓硫酸不能吸收氯化氢气体。a正确。 (3)灼热的铜网可除去氯气。澄清石灰水吸收二氧化碳气体,碱石灰吸收空气中的二氧化碳气体。 (4)由CN-~CNO-~CO2~CaCO3得n(CN-)=0.0082mol,混合溶液中CN-为0.01mol,所以CN-处理百分率为0.82。结果偏低的原因可能是二氧化碳气体残留在系统中没有完全反应、二氧化碳气体产生速率快,来不及与澄清石灰水完全反应、澄清石灰水与氯化氢或氯气发生了反应等。 (5)建议一:将甲中溶液缓慢滴加入乙中,控制二氧化碳气体产生的速率;建议二:将乙中增加一导管,实验结束后从左端鼓入不含二氧化碳气体的空气,使系统中二氧化碳气体完全被澄清石灰水吸收。建议三:将澄清石灰水改为NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量等。 |
举一反三
海水资源的开发和利用是当前科学研究的一项重要任务。下图是实验室模拟镁开发的流程图:
根据上述流程图,回答下列问题: (1)操作I的名称是 。 (2)步骤中②反应的化学方程式为 。 (3)步骤④中加热时通入HCl气流的作用是 。 (4)步骤⑤的离子反应方程式为 。 (5)有人提出步骤⑤的副产物可在流程中再利用以提高海水的综合利用率。若A为上述流程中的某组分,则A、B分别为 。
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实验室制备肉桂酸的化学方程式为:
副反应: 药品物理常数
主要实验装置和步骤如下:
(I) 合成: 向装置1的三颈烧瓶中先后加入3g新熔融并研细的无水醋酸钠、3mL新蒸馏过的苯甲醛和 5.5mL乙酸酐,振荡使之混合均匀。在150~170℃加热回流40min,反应过程中体系的颜色会逐 渐加深,并伴有棕红色树脂物出现。 (II)分离与提纯: ①向反应液中加30mL沸水,加固体碳酸钠至反应混合物呈弱碱性。 ②按装置2进行水蒸气蒸馏,在冷凝管中出现有机物和水的混合物,直到馏出液无油珠。 ③剩余反应液体中加入少许活性炭,加热煮沸,趁热过滤,得无色透明液体。 ④滤液用浓盐酸酸化、冷水浴冷却、结晶、抽滤、洗涤、重结晶,得肉桂酸无色晶体。 回答下列问题: (1)合成过程中要求无水操作,理由是______。将含结晶水的醋酸钠加热制无水醋酸钠,观察到盐由固体→液体→固体→液体。第一次变成液体的原因是_____。 (2)合成过程的加热回流,要控制皮应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,可能导致() A.使肉桂酸蒸出影响产率 B.使乙酸酐蒸出影响产率 C.肉桂酸脱羧成苯乙烯,进而生成苯乙烯低聚物,甚至生成树脂状物 D.反应变缓慢 (3)仪器A的名称_____:玻璃管B的作用_____。 (4)分离和提纯操作中,步骤①加Na2CO3目的是_____。 (5)水蒸气蒸馏就是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物中,使该有机物在 ,低于1000C的温度下,与水共沸而随着水蒸气一起蒸馏出来。步骤②的目的____,蒸馏结束后先____,再____,以防倒吸。 (6)步骤③加活性炭目的是____:若趁热过滤在抽滤装置中进行,下列操作错误的是() A.布氏漏斗和滤纸要事先用沸水预热 B.各步操作的动作一定要快 C.为防止滤纸破损,混和液必须用玻璃棒引流至布氏漏斗 D.吸滤瓶内的溶液可直接从支管口倒出 |
1-乙氧基萘是一种无色液体,密度比水大,不溶于水,易溶于乙醇,熔点5.5℃,沸点267℃。1-萘酚(性质与苯酚相似)熔点96℃,沸点278℃,微溶于水,易溶于乙醇,乙醇的沸点为78.5℃。1-乙氧基萘常用作香料,也可合成其他香料。实验室制备1-乙氧基萘的过程如下: +C2H5OH+H2O 1-萘酚 1-乙氧基萘 (1)将72g1-萘酚溶于100mL无水乙醇中,加入5mL浓硫酸混合。将混合液置于如图所示的容器中加热充分反应。实验中使用过量乙醇的原因是 。烧瓶上连接长直玻璃管的主要作用是 。
(2)反应结束,将烧瓶中的液体倒入冷水中,经处理得到有机层。为提纯产物有以下四步操作:①蒸馏;②水洗并分液;③用10%的NaOH溶液碱洗并分液;④用无水氯化钙干燥并过滤。正确的顺序是 (填序号)。 A.③②④① B.①②③④ C.②①③④ (3)实验测得1-乙氧基萘的产量与反应时间、温度的变化如图所示,时间延长、温度升高,1-乙氧基萘的产量下降的原因可能是 、 。
(4)某同学推测经提纯的产品可能还含有1-萘酚、乙醇、硫酸和水等杂质,设计了如下方案进行检验,请在答题卡上完成表中内容。
实验目的
| 实验操作
| 预期现象和结论
| ①用金属钠检验1-乙氧基萘是否纯净
| 取少量经提纯的产品于试管A中,加入金属钠
| 若 ,则产品纯净; 若 ,则产品不纯。
| ②检验经提纯的产品是否含有1-萘酚
|
| 若 ,则含有1-萘酚; 若 ,则不含1-萘酚。
| |
现有苯甲酸、苯酚溶于乙醇所得的混合液,某同学设计方案分离三种物质,并检验其中的某些离子和物质。 已知:(1)酸性强弱:HCl>苯甲酸>H2CO3>苯酚> HCO3- (2)部分物理参数如下:
| 密度 (g·mL-1)
| 熔点 (℃)
| 沸点 (℃)
| 溶解性
| 苯甲酸
| 1.2659
| 122.13℃
| 249℃
| 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
| 苯酚
| 1.07
| 40.6
| 181.9
| 易溶于乙醇、乙醚,65℃以上能与水互溶
| 乙醇
| 0.79
| -114.3 °C
| 78.5
| 与水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂
| 供选择试剂:10%氢氧化钠溶液、0.1mol/L盐酸、0.1mol/LNa2CO3、0.1mol/L NaHCO3、浓溴水、生石灰、0.1mol/L FeCl3、0.1mol/L BaCl2、CO2、0.1mol/L溴水、澄清石灰水 (1)分离物质流程如下:
①物质C是_____________,操作IV是_____________。 ②操作III发生的主要化学反应方程式_________________ _______________________________。 ③混合液2中加入生石灰的原因是_______。 (2)该同学检验混合液1中是否含有苯酚和NaHCO3,以证明酸性的强弱。
实验步骤
| 现象和结论
| ①取少量混合液1于试管,滴加________________________, 振荡,静置
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| ②取少量步骤①上层清夜于试管,滴加__________________ ____________________________________________________
| 澄清石灰水变浑浊 说明混合液1含有HCO3-
| ③另取少量混合液1于试管,滴加___________________,振荡
| _________________________, 说明混合液1不含有酚羟基
| (3)称取2.0g苯甲酸和苯酚的混合固体溶于足量乙醇中,滴加足量饱和NaHCO3溶液,测得放出的CO2(标准状况下,不考虑CO2溶于水)为33.6mL ,则苯甲酸的质量分数为_________________________(只列式,不计算),结果为________。(结果保留1位小数)(苯甲酸的相对分子质量为122,苯酚相对分子质量为94) |
二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水。实验室可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料来制备ClO2,其流程如下:
(1)写出电解时发生反应的化学方程式: 。 (2)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是 。(填字母)(3)测定ClO2(如图)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),共用去VmL硫代硫酸钠溶液。
①装置中玻璃液封管的作用是 ; 。 ②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式 。 ③滴定终点的现象是: 。 ④测得通入ClO2的质量m(ClO2)= 。(用含c、V的代数式表示)(已知:ClO2的相对分子质量为67.5) (4)设计实验来确定溶液X的成分,请补充完成实验步骤和现象。
实验步骤
| 实验现象
| 实验结论
| ①
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| 溶液X中含有Na+
| ②
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| 溶液X中含有Cl-
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