- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等.某化学兴趣小组用模拟制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H<0
(1)制备氨基甲酸铵的装置如图1所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中. 当悬浮物较多时,停止制备.
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质.
①发生器用冰水冷却的原因是______.液体石蜡鼓泡瓶的作用是______.
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______(填写操作名称).
③尾气处理装置如图2所示.双通玻璃管的作用:______;浓硫酸的作用:______、______.
(2)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782 0g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______.
正确答案
解:(1)①反应2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H<0是放热反应,降温平衡正向进行,温度升高;发生器用冰水冷却提高反应物质转化率,防止生成物温度过高分解,液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,
故答案为:降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解);通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,分离互不相溶的固体与液态应采取过滤方法,
故答案为:过滤;
③双通玻璃管的作用是防止液体倒吸;浓硫酸起到吸收多余的氨气,同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解,
故答案为:防止倒吸;吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;
(2)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.物质的量为=0.01mol,设样品中氨基甲酸铵物质的量为x,碳酸氢铵物质的量为y,由碳元素守恒可知,
x+y=0.01 78x+79y=0.782
解得x=0.008mol y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的质量分数=×100%≈80%,
故答案为:80%.
解析
解:(1)①反应2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H<0是放热反应,降温平衡正向进行,温度升高;发生器用冰水冷却提高反应物质转化率,防止生成物温度过高分解,液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,
故答案为:降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解);通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;
②生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,分离互不相溶的固体与液态应采取过滤方法,
故答案为:过滤;
③双通玻璃管的作用是防止液体倒吸;浓硫酸起到吸收多余的氨气,同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解,
故答案为:防止倒吸;吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解;
(2)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.物质的量为=0.01mol,设样品中氨基甲酸铵物质的量为x,碳酸氢铵物质的量为y,由碳元素守恒可知,
x+y=0.01 78x+79y=0.782
解得x=0.008mol y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵的质量分数=×100%≈80%,
故答案为:80%.
(2015秋•中山校级月考)工业上生产高氯酸时,还同时生产一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠(NaClO2),工艺流程如下:
已知:①NaHSO4溶解度随温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出.
②高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸,沸点90℃.请回答下列问题:
(1)冷却的目的是______,能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是______.反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为______,
(2)反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为______.
(3)通入反应器Ⅱ中的SO2用另一物质H2O2代替,同样能生成NaClO2,双氧水此时体现了______性.
(4)Ca(ClO)2、ClO2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有______,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式______.
正确答案
解:(1)将反应生成物的混合溶液冷却得到NaHSO4晶体,说明硫酸氢钠的溶解度随温度的降低而减小,过滤后,将滤液蒸发得到纯净的HClO4,说明高氯酸的沸点低,另外根据加入到反应器Ⅰ中的原料有NaClO3、浓硫酸,生成物有ClO2气体、NaHSO4、HClO4溶液.依据书写化学方程式的规则,即发生化学反应时满足原子的种类和数目不变,书写出化学反应方程式为:3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O,
故答案为:降低NaHSO4的溶解度,使NaHSO4结晶析出;高氯酸的沸点低;3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O;
(2)根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2,生成物有NaClO2,氯的化合价由+4价变成了+3价,得到电子,根据氧化还原反应的原理硫应失电子,由+4价变成+6价,根据氧化还原反应原理的氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子的总数,则氧化还原反应方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O,
故答案为:2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O;
(3)如果将反应器Ⅱ中的SO2 用H2O2 代替同样能生成NaClO2,说明变换物质后,氧化还原反应照样能发生生成NaClO2,也就说明H2O2也具有还原性,也能把ClO2还原为NaClO2,故答案为:还原;
(4)消毒剂和漂白剂的消毒原理和漂白原理是利用它们的强氧化性来达到目的.根据教材知识工业上制取漂白粉是用氯气与氢氧化钠溶液反应得到的,其反应原理为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,故答案为:强氧化性;Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.
解析
解:(1)将反应生成物的混合溶液冷却得到NaHSO4晶体,说明硫酸氢钠的溶解度随温度的降低而减小,过滤后,将滤液蒸发得到纯净的HClO4,说明高氯酸的沸点低,另外根据加入到反应器Ⅰ中的原料有NaClO3、浓硫酸,生成物有ClO2气体、NaHSO4、HClO4溶液.依据书写化学方程式的规则,即发生化学反应时满足原子的种类和数目不变,书写出化学反应方程式为:3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O,
故答案为:降低NaHSO4的溶解度,使NaHSO4结晶析出;高氯酸的沸点低;3NaClO3+3H2SO4=HClO4+2ClO2+3NaHSO4+H2O;
(2)根据通入到反应容器Ⅱ中的反应物有NaOH、SO2、H2O、ClO2,生成物有NaClO2,氯的化合价由+4价变成了+3价,得到电子,根据氧化还原反应的原理硫应失电子,由+4价变成+6价,根据氧化还原反应原理的氧化剂得到电子总数等于还原剂失去电子的总数,则氧化还原反应方程式为2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O,
故答案为:2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O;
(3)如果将反应器Ⅱ中的SO2 用H2O2 代替同样能生成NaClO2,说明变换物质后,氧化还原反应照样能发生生成NaClO2,也就说明H2O2也具有还原性,也能把ClO2还原为NaClO2,故答案为:还原;
(4)消毒剂和漂白剂的消毒原理和漂白原理是利用它们的强氧化性来达到目的.根据教材知识工业上制取漂白粉是用氯气与氢氧化钠溶液反应得到的,其反应原理为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,故答案为:强氧化性;Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O.
(2015秋•河南校级月考)工业上制备BaCl2的工艺流程图如图:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验.查资料得:
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ•mol-1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△H2=+226.2kJ•mol-1 ②
(1)①制备BaCl2的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠.Na2S水解的离子方程式为______.
②常温下,相同浓度的Na2S和NaHS溶液中,下列说法正确的是______(填字母).
A.Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小
B.两溶液中含有的离子种类不同
C.两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸,产生气体速率相等
D.两溶液中加入NaOH固体,c(S2-)都增大
E.NaHS溶液中:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c (H+)
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=______
已知:Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10
(3)反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的△H=______.
(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气其目的是:______(只要求答一条).
正确答案
解:(1)①Na2S为强碱弱酸盐,水解呈碱性,且有两步水解,以第一步水解为主,第一步水解生成离子HS-,第二步水解生成H2S,水解的离子方程式分别为S2-+H2O⇌HS-+OH-,HS-+H2O⇌H2S+OH-,
故答案为:S2-+H2O⇌HS-+OH-; HS-+H2O⇌H2S+OH-;
②A.Na2S的水解程度比NaHS大,所以Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH大,故A错误;
B.根据水解方程S2-+H2O⇌HS-+OH-; HS-+H2O⇌H2S+OH-;和电离方程HS-⇌S2-+H+;可知两溶液中含有的离子种类相同,故B错误;
C.两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸,Na2S+HCl=NaHS+NaCl;NaHS+HCl=H2S↑+NaCl;所以NaHS产生气体速率快,故C错误;
D.两溶液中加入NaOH固体,水解平衡逆移,c(S2-)都增大,故D正确;
E.NaHS溶液显碱性,以水解为主,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c (H+)>c(S2-),故E正确;
故答案为:D、E;
(2)当两种沉淀共存时,Ag+离子浓度相同,根据溶度积常数计算,c(Br-)=,c(Cl-)=
,则
=
=2.7×10-3.
故答案为:2.7×10-3;
(3)利用盖斯定律求解:
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)△H1=571.2kJ•mol-1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△H2=226.2kJ•mol-1 ②
将以上两个热化学方程式相减,然后除以2可得:
C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=
=+172.5kJ•mol-1,
故答案为:+172.5KJ/mol;
(4)加入过量C可提高冰晶石的转化率,以上反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温,
故答案为:使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量),①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温.
解析
解:(1)①Na2S为强碱弱酸盐,水解呈碱性,且有两步水解,以第一步水解为主,第一步水解生成离子HS-,第二步水解生成H2S,水解的离子方程式分别为S2-+H2O⇌HS-+OH-,HS-+H2O⇌H2S+OH-,
故答案为:S2-+H2O⇌HS-+OH-; HS-+H2O⇌H2S+OH-;
②A.Na2S的水解程度比NaHS大,所以Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH大,故A错误;
B.根据水解方程S2-+H2O⇌HS-+OH-; HS-+H2O⇌H2S+OH-;和电离方程HS-⇌S2-+H+;可知两溶液中含有的离子种类相同,故B错误;
C.两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸,Na2S+HCl=NaHS+NaCl;NaHS+HCl=H2S↑+NaCl;所以NaHS产生气体速率快,故C错误;
D.两溶液中加入NaOH固体,水解平衡逆移,c(S2-)都增大,故D正确;
E.NaHS溶液显碱性,以水解为主,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c (H+)>c(S2-),故E正确;
故答案为:D、E;
(2)当两种沉淀共存时,Ag+离子浓度相同,根据溶度积常数计算,c(Br-)=,c(Cl-)=
,则
=
=2.7×10-3.
故答案为:2.7×10-3;
(3)利用盖斯定律求解:
BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)△H1=571.2kJ•mol-1 ①
BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△H2=226.2kJ•mol-1 ②
将以上两个热化学方程式相减,然后除以2可得:
C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=
=+172.5kJ•mol-1,
故答案为:+172.5KJ/mol;
(4)加入过量C可提高冰晶石的转化率,以上反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温,
故答案为:使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量),①②为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温.
往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其使用范围.例如,在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2,树脂可燃性大大降低,该Mg(OH)2的生产工艺如下:
(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[MgOH)2-nCln•m H2O],反应的化学方程式为______.
(2)合成反应后,继续在393K~523K下水热处理8h,发生发应:
Mg(OH)2-nCln•mH2O=Mg(OH)2+
MgCl2+mH2O
水热处理后,过滤、水洗.水洗的目的是______.
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大、易分散、与高分子材料柏容性好等特点.上述工艺流程中与此有关的步骤是______.
(4)已知:
Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)△H1=+81.5kJ•mol-1
Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+
H2O(g)△H2=+87.7kJ•mol-1
①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是______.
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果更好的是______,原因是______.
(5)常用阻燃剂主要有三类:A.卤系,如四溴乙烷;B,磷系,如磷酸三苯酯;C.无机类,主要是Mg(OH)2和Al(OH)3.从环保的角度考虑,应,用时较理想的阻燃剂是______(填编号),不选另两类的理由是______.
正确答案
解:(1)石灰乳是氢氧化钙,MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx•mH2O],依据元素守恒,化学反应方程式为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx•mH2O]+(2-x)CaCl2,故答案为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx•mH2O]+(2-x)CaCl2;
(2)此反应除生产氢氧化镁外,还生成MgCl2、CaCl2,另外还可能剩4余氢氧化钙,故水洗的目的是:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等,故答案为:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等;
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点,上述工艺流程中通过水热处理和表面处理可以使氢氧化镁晶体具有此特点,故答案为:水热处理、表面处理;
(4)①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降,使环境稳定达到着火点以下,阻止了燃料的燃烧;且同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,使阻燃效果更佳,故答案为:Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,阻燃效果更佳;②Mg(OH)2的吸热效率为:=1.41 kJ•g-1;Al(OH)3的吸热效率为:
=1.12 kJ•g-1;
等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多,所以阻燃效果较好的是Mg(OH)2,
故答案为:Mg(OH)2;Mg(OH)2的吸热效率为:81.5kJ•mol-1/58g•mol-1=1.41 kJ•g-1,Al(OH)3的吸热效率为:87.7kJ•mol-1/78g•mol-1=1.12 kJ•g-1等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多;
(5)A会破坏臭氧层,B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖.无机类的氢氧化镁和氢氧化铝具有消烟、无毒、腐蚀性小等优点,所以选C.
故答案为:C;A会破坏臭氧层,B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖.
解析
解:(1)石灰乳是氢氧化钙,MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-xClx•mH2O],依据元素守恒,化学反应方程式为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx•mH2O]+(2-x)CaCl2,故答案为:2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClx•mH2O]+(2-x)CaCl2;
(2)此反应除生产氢氧化镁外,还生成MgCl2、CaCl2,另外还可能剩4余氢氧化钙,故水洗的目的是:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等,故答案为:除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等;
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点,上述工艺流程中通过水热处理和表面处理可以使氢氧化镁晶体具有此特点,故答案为:水热处理、表面处理;
(4)①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降,使环境稳定达到着火点以下,阻止了燃料的燃烧;且同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,使阻燃效果更佳,故答案为:Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热,使环境温度下降;同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面,阻燃效果更佳;②Mg(OH)2的吸热效率为:=1.41 kJ•g-1;Al(OH)3的吸热效率为:
=1.12 kJ•g-1;
等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多,所以阻燃效果较好的是Mg(OH)2,
故答案为:Mg(OH)2;Mg(OH)2的吸热效率为:81.5kJ•mol-1/58g•mol-1=1.41 kJ•g-1,Al(OH)3的吸热效率为:87.7kJ•mol-1/78g•mol-1=1.12 kJ•g-1等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多;
(5)A会破坏臭氧层,B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖.无机类的氢氧化镁和氢氧化铝具有消烟、无毒、腐蚀性小等优点,所以选C.
故答案为:C;A会破坏臭氧层,B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖.
氯化硫(S2Cl2)是一种黄红色液体,有刺激性、窒息性恶臭,熔点为-80℃,沸点137.1℃.在空气中强烈发烟,易与水发生水解反应.人们使用它作橡胶硫化剂,使橡胶硫化,改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能.在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2.下图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置(夹持装置、加热装置均已略去).
(1)仪器名称:d______;e______
(2)已知S2Cl2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构,则S2Cl2的电式______.
(3)装置a中应放试剂为______,f装置中试剂的作用______
(4)该实验的操作顺序应为______ (用序号表示).
①加热装置C ②通入Cl2 ③通入冷水 ④停止通Cl2 ⑤停止加热装置C
(5)已知S2Cl2水解时,只有一种元素的化合价发生了变化,且被氧化和被还原的该元素的物质的量之比为1:3,请写出该反应的化学方程式______.
正确答案
解:(1)d为冷凝管,e为蒸馏烧瓶,故答案为:直形冷凝管(或冷凝管);蒸馏烧瓶;
(2)S2Cl2分子结构与H2O2相似,S2Cl2分子中氯原子与硫原子之间形成1对共用电子对,硫原子与硫原子之间形成1对共用电子对,S2Cl2电子式为,故答案为:
;
(3)由信息可知S2Cl2遇水水解,进入b中的气体应该干燥,可选择用浓硫酸干燥,F装置盛放碱石灰,吸收Cl2尾气,防止污染环境,防止空气中的水汽加入e中使S2Cl2水解,故答案为:浓H2SO4;碱石灰;吸收尾气中的Cl2,防止空气中的水汽使S2Cl2水解;
(4)加热之前先通冷凝水,否则开始生成的S2Cl2不能冷却液化,最后先停止加热后停止通氯气,平衡容器内压强,防止发生危险.所以实验操作顺序为②③①⑤④(或③②①⑤④)故答案为:②③①⑤④(或③②①⑤④).
(5)只有硫元素化合价发生变化,且被氧化和被还原的物质的量之比为1:3,化学方程式:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl.
解析
解:(1)d为冷凝管,e为蒸馏烧瓶,故答案为:直形冷凝管(或冷凝管);蒸馏烧瓶;
(2)S2Cl2分子结构与H2O2相似,S2Cl2分子中氯原子与硫原子之间形成1对共用电子对,硫原子与硫原子之间形成1对共用电子对,S2Cl2电子式为,故答案为:
;
(3)由信息可知S2Cl2遇水水解,进入b中的气体应该干燥,可选择用浓硫酸干燥,F装置盛放碱石灰,吸收Cl2尾气,防止污染环境,防止空气中的水汽加入e中使S2Cl2水解,故答案为:浓H2SO4;碱石灰;吸收尾气中的Cl2,防止空气中的水汽使S2Cl2水解;
(4)加热之前先通冷凝水,否则开始生成的S2Cl2不能冷却液化,最后先停止加热后停止通氯气,平衡容器内压强,防止发生危险.所以实验操作顺序为②③①⑤④(或③②①⑤④)故答案为:②③①⑤④(或③②①⑤④).
(5)只有硫元素化合价发生变化,且被氧化和被还原的物质的量之比为1:3,化学方程式:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl.
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