B、若N点溶液中存在c(H)=c(OH)+c(NH3·H2O),该式为NH4Cl溶液中的质子守恒式,说明溶液中的溶质只有氯化铵,则N点为滴定反应的恰好反应点,选项B正确;
C、若N点为恰好反应点,则M点溶液中c(NH4Cl)=c(HCl),根据氯原子和氮原子守恒,M点溶液中存在c(Cl-)=2c(NH3·H2O)+2c(NH4+),选项C正确;
D、因不能确定N点是否为恰好完全反应的点,所以无法比较N点和P点水电离的程度,选项D错误。 答案选D。
8.叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。 (1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。 (2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
+-
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。 (3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,
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下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。 A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数 C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡 D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。 【答案】 (1). t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O (2). 恒压滴液漏斗(滴液漏斗) (3). 水浴加热
(4). 降低叠氮化钠的溶解度,防止产物损失 (5). 65% (6). AC (7). ClO-+2N+H2O=Cl-+2OH
-
+3N2↑
【解析】
【详解】(1)根据元素组成以及酯化反应特点,有水分子生成,无机酸与醇的酯化反应生成亚硝酸酯与水,反应的化学方程式为t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O;
(2) ①根据仪器的构造可知,装置a的名称是恒压滴液漏斗(滴液漏斗); ②加热温度低于100 ℃,所以用水浴加热;
③叠氮化钠易溶于水,微溶于乙醇,低温下溶解度降低,用乙醇洗涤溶质损失更少;
(3)Ce总计为0.10 mol·L×0.04 L=0.004 mol,分别与Fe和N反应。其中与Fe按1∶1反应消耗0.10 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则与N按1∶1反应也为0.002 mol,即10 mL所取溶液中有0.002 mol N。原2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3,所以样品质量分数为65%; 误差分析:A、使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶,使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大;
B、六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大,计算叠氮化钠溶液浓度偏小;
C、滴定前无气泡,终点时出现气泡,则读数体积为实际溶液体积减气泡体积,硫酸亚铁铵标准液读数体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大;
D、滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内,无影响。 答案选AC;
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体氮气,结合氧化还原反应配平,反应的离子方程式为:ClO-+2N+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑。
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4+
-1
2+
2+
【点睛】本题以物质的制备考查氧化还原反应及计算、混合物分离提纯等,注意误差分析的判断,为易错点,题目难度中等。
9.硒(Se)和铜(Cu)在生产生活中有广泛的应用。硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂,也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等。氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下所示:
请回答下列问题:
(1)若步骤①中得到的氧化产物只有一种,则它的化学式是____________。
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式:____________________________________。
(3)步骤⑤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是__________(写酸的名称)。 (4)上述工艺中,步骤⑥和⑦的作用是_____________。
(5)Se为ⅥA族元素,用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜,硒代硫酸钠还可用于Se的精制,写出硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式:_____。 (6)氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如下图所示。据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是____________________________________;温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是_______________________________。
(7)用NaHS作污水处理的沉淀剂,可以处理工业废水中的Cu2+。已知:25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15,CuS的溶度积为Ksp(CuS)=6.3×10-36。反应Cu2+(aq)+HS-(aq) +H+(aq)的平衡常数K=__________(结果保留1位小数)。
【答案】 (1). CuSO4 (2). 2Cu2+ +SO32- +2Cl- + H2O=2CuCl↓+SO42- +2H+ (3). 硫酸 (4). 使
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CuS(s)
CuCl干燥,防止其水解氧化 (5). Na2SeSO3+H2SO4=Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O (6). 温度过低反应速率慢 (7). 温度过高、pH过大,容易向CuO和Cu2O转化,且温度过高,铵盐(氯化铵,亚硫酸铵)易受热分解(任答一点即可) (8). 1.1×1021 【解析】
【详解】酸性条件下硝酸根离子具有氧化性,可氧化海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸铜,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl,发生2Cu2+ +SO32- +2Cl- + H2O=2CuCl↓+SO42- +2H+,得到的CuCl经硫酸酸洗,水洗后再用乙醇洗涤,烘干得到氯化亚铜。
(1) 由于酸性条件下硝酸根离子具有氧化性,可氧化Cu生成CuSO4,故答案为: CuSO4;
(2)铜离子与亚硫酸铵发生氧化还原反应生成CuCl,步骤③中主要反应的离子方程式为2Cu2+ +SO32- +2Cl- + H2O=2CuCl↓+SO4 +2H;
(3) CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化,防止CuCl溶解氧化引入新杂质,所以应加入硫酸,不能加入硝酸等氧化性酸,也不能加入盐酸,故答案为:硫酸;
(4) 步骤⑥为醇洗,步骤⑦为烘干,因乙醇沸点低,易挥发,用乙醇洗涤,可快速除去固体表面的水分,防止CuCl水解、氧化,故答案为:醇洗有利于加快去除CuCl表面水分防止其水解氧化;
(5)硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒,同时生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Na2SeSO3+H2SO4=Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O;
(6)据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是温度过低反应速率慢;温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是温度过高、pH过大,容易向CuO和Cu2O转化,且温度过高,铵盐(氯化铵,亚硫酸铵)易受热分解; (7)反应Cu(aq)+HS(aq) K=2+
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2-+
CuS(s)+H(aq)的平衡常数
。
+
10.近年来环保要求日益严格,烟气脱硫脱硝技术也逐步完善,目前比较成熟的“氨水—臭氧组合高效脱硫脱硝技术方案”原理如图所示:
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