(2)由图可知,盛放(NH4)2S2O8溶液仪器的名称是三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(3)由题给信息可知,过二硫酸铵与氢氧化钠在55℃温度下反应生成过二硫酸钾、氨气和水,反应生成的氨气在90℃温度下与过二硫酸钠发生副反应生成硫酸钠、氮气和水,装置a中双氧水在二氧化锰的催化作用下,发生分解反应生成02,反应生成的02将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出被硫酸吸收,防止产生倒吸;避免氨气与过二硫酸钠发生副反应,故答案为:将产生的氨气及时排出并被吸收,防止产生倒吸,减少发生副反应;
(4)由题给信息可知,制备反应需要在55℃温度下进行,90℃温度下发生副反应,所以需要控制温度不能超过90℃,故还需补充的实验仪器或装置为温度计和水浴加热装置,故答案为:AB; (5)滴定过程中Ag+与CN-反应生成[Ag(CN)2]-,当CN-反应结束时,滴入最后一滴硝酸银溶液,Ag与I生成AgI黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失,说明反应到达滴定终点,故答案为:滴入最后一滴标准硝酸银溶液,锥形瓶的溶液中恰好产生黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失;
—3
—3
-6
+
-
(6)滴定终点时消耗AgNO3的物质的量为1.0×10mol/L×5.00×10L=5.00×10mol,根据方程式Ag+2CN=[Ag(CN)2]可知处理的废水中氰化钠的质量为5.00×10mol×2×49g/mol=4.9×10g,则处理后的废水中氰化钠的浓度为4.9?101L?10?43+--
的-6
-4
mg=0.49 mg/L,故答案为:0.49;
(7)由题意可知,HSO4—在阳极失电子发生氧化反应生成S2O82—,电极反应式为2HSO4—-2e-=S2O82—+2H+,故答案为:2HSO4-2e=S2O8+2H。
【点睛】本题考查了性质实验方案的设计与评价,试题知识点较多、综合性较强,注意掌握化学实验基本操作方法,明确常见物质的性质是解答关键。
9.锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料,制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示:
—
-2—
+
请回答下列问題:
(1)Sn(IVA)、As(VA)、Sb(VA)三种元素中,Sn的原子序数为50,其原子结构示意图为_____,碱浸”时SnO2发生反应的化学方程式为___________________________。
(2)“碱浸”时,若Sn元素氧化物中SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是_______。 (3)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是_________、趁热过滤、洗涤、干燥。下图是“碱浸”实验的参数,请选择“碱浸”的合适条件_______。
(4)“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣,其离子方程式为_________________。 (5)“脱锑”时Na2SbO4发生的化学方程式为_____________________________。 【答案】 (1).
(2). SnO2+2NaOH= Na2SnO3+H2O (3). 把SnO氧化为SnO32—
(4). 蒸发结晶 (5). 100g·L-1烧碱浓度、温度85℃ (6). PbO22- + S2- + 2H2O═PbS↓+ 4OH- (7). 5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH 【解析】 【分析】
由流程图可知,向锡锑渣中加入烧碱溶液,Sn、Sb、As、Pb的氧化物溶于氢氧化钠得到含有SnO3、SbO43—、PbO22-、AsO43—的碱浸液,向碱浸液中加入氢氧化钡溶液,AsO43—与氢氧化钡反应生成砷酸钡沉淀过滤除去;向所得滤液中加入硫化钠溶液,PbO22-与硫化钠发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀过滤除去;再向所得滤液中加入锡片,锡与SbO43—发生置换反应生成单质锑过滤除去,得到Na2SnO3溶液。
【详解】(1)Sn与碳同主族,Sn的原子序数为50,最外层电子数为4,原子结构示意图为
,故答案为:
;
2—
(2)NaNO3具有氧化性,能将SnO氧化,“碱浸”时,若SnO含量较高,工业上则加入NaNO3,其作用是把SnO氧化成SnO3,故答案为:把SnO氧化为SnO3;
(3)由图可知,烧碱浓度为100g·L,温度为85℃时,锡浸出率最高,故答案为:100g·L烧碱浓度、温度85℃;
(4)由题意可知,Na2PbO2溶液与硫化钠溶液发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀和氢氧化钠,反应的离子方程式为PbO2+ S + 2H2O═PbS↓+ 4OH,故答案为:PbO2+ S + 2H2O═PbS↓+ 4OH; (5)由流程图可知,“脱锑”时加入锡,锡与Na3SbO4溶液发生氧化还原反应生成Sb、Na2SnO3和NaOH,反应的化学方程式为5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH,故答案为:5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH。
10.中科院大连化学物理研究所一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,如图所示,甲烷在催化
2-
2--2-
2---1
-1
2-2—
作用下脱氢,在不同温度下分别形成偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)
等自由基,在气相中经自由基:CH2
(1)已知相关物质的燃烧热如上表所示,写出甲烷制备乙烯的热化学方程式______________。 (2)现代石油化工采用Ag作催化剂,可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O,不含双键)该反应符合最理想的原子经济,则反应产物是____________(填结构简式)。
(3)在400℃时,向初始体积为1L恒压密闭反应器中充入1 molCH4,发生(1)中反应,测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则: ①在该温度下,其平衡常数K=________。
②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应,高于400℃),则C2H4的产率将_______(填“増大”“减小”“不变”或“无法确定”),理由是__________________________________。 ③若反应器的体积固定,不同压强下可得变化如下图所示,则压强的关系是____________。
④实际制备C2H4时,通常存在副反应2CH4(g)
度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如下图所示。
的
C2H6(g)+H2(g)。反应器和CH4起始量不変,不同温
I.在温度高于600℃时,有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是____________。 II.若在400℃时,C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%,其余为CH4和H2,则体系中CH4的体积分数是____________。 【答案】 (1). 2CH(4g)
C2H4(g)+2H2(g)△H=+202.0kJ/mol (2).
(3).
0.20mol/L (4). 增大 (5). 反应为气体体积增大的吸热反应,通入高温水蒸气相当于加热,同时通入水蒸气,容器的体积增大,相当于减小压强,平衡均右移,产率增大 (6). p1>p2 (7). 乙炔 (8). 28% 【解析】 【分析】
(1)根据表格中数据书写H2、CH4、C2H4燃烧热热化学方程式,由盖斯定律计算; (2)X的分子式C2H4O,不含双键,判断出X的结构简式;
(3)①根据三段式结合平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%计算;
②通入高温水蒸气,相当于加热和减小压强,根据(2)中的反应并结合平衡的影响因素分析解答; ③若容器体积固定,根据反应的特征结合压强对平衡的影响分析判断; ④由图可知,温度高于600℃时,有较多的自由基
生成;
(4)设最终气体的总物质的量为x,计算出平衡时C2H4、C2H6和氢气的物质的量,再计算甲烷的体积分数。
【详解】(1)根据表格中数据有:①H2(g)+
=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-890.3kJ/mol,③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H3=-1411.0kJ/mol ,甲烷制备乙烯的化学方程式为:2CH4(g) 得到,2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g) △H=2△H2-△H3-2△H1=+202.0kJ/mol,故答案为:2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g)△H=+202.0kJ/mol;
(2)由题意乙烯与氧气催化制备X,X分子式C2H4O,不含双键,反应符合最理想的原子经济可知,X的结构简式为
,故答案为:
;
(3)①400℃时,向1L的恒容反应器中充入1mol CH4,发生上述反应,测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%,由此建立如下三段式: 2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g)
起始(mol) 1 0 0 转化(mol) 2x x 2x 平衡(mol) 1-2x x 2x
x由平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%得=20.0%,解得x=0.25,平衡后气体
1?2x?x?2x的体积=
?1?0.25?mol×1L=1.25L,所以化学平衡常数为
1mol
的的1O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol,②CH4(g)+2O2(g) 2C2H4(g)+2H2(g),根据盖斯定律,将②×2-③-①×2
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