高考化学分类汇编(高考真题+模拟新题)非金属及其化合物(7)

2019-04-22 17:12

实验步骤:

①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。

②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60 min。 ③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。

回答问题:

(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。 (2)仪器a的名称是________,其作用是____________________。

(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂质的方法是____________________________。

(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 Ⅱ.测定产品纯度

准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L碘的标准溶液滴定。

反应原理为2S2O3+I2===S4O6+2I (5)

2-

2-

-1

____________________________________________。

(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。

Ⅲ.Na2S2O3的应用

(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO4,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为____________________________________________。

9.(1)使硫粉易于分散到溶液中

2-

(2)冷凝管 冷凝回流

(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4

(4)S2O3+2H===S↓+SO2↑+H2O (5)由无色变蓝色

3.620×10M(6)18.10 ×100%

-3

2-

W(7)S2O3+4Cl2+5H2O===2SO4+8Cl+10H

[解析] (1)硫粉难溶于水,微溶于乙醇,故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。(2)装置中仪器a是冷凝管,起冷凝回流汽化的反应物的作用。(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,故可能存在的无机杂质是Na2SO4;检验产品中是否含有Na2SO4,即检验SO4是否存在,需要防止SO3的干扰,故不能用具有强氧化性的硝酸酸化,而应用盐酸酸化,过滤除去不溶物,再向滤液中滴加氯化钡溶液。(4)产品发黄,说明产品中含有硫杂质,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生歧化反应:2H+S2O3===S↓+SO2↑+H2O所致。(5)滴定终点时,过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝,可指示滴定终点。(6)起始读数为0.00 mL,终点读数为18.10 mL,所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL;根据2Na2S2O3·5H2O~2S2O3~I2,得n(Na2S2O3·5H2O) =2n(I2)=2×0.100 0 mol·L

-3

1

-3

-32-

2-

2-

2-

2-2--+

3.620×10 mol×M g/mol×18.10×10 L=3.620×10 mol,则产品的纯度×100%=

W g

-3

3.620×10M2-2--

×100%。(7)S2O3被Cl2氧化成SO4,Cl2被还原为Cl,首先根据化合价升降

W总数相等写出S2O3+4Cl2→2SO4+8Cl,然后根据原子守恒和电荷守恒写出S2O3+4Cl2+5H2O===2SO4+8Cl+10OH。

10.[2014·天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为 N2(g)+3H2

3

2-

2-2--2-

(g) ΔH=-92.4 kJ·mol。

-1

一种工业合成氨的简式流程图如下:

(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:________________________________________________________________________。

(2)步骤Ⅱ中制氢气的原理如下: ①CH4(g)+H2O(g)

CO(g)+3H2(g)

-1

ΔH=+206.4 kJ·mol ②CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)

-1

ΔH=-41.2 kJ·mol

对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2的百分含量,又能加快反应速率的措施是____________。

a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强

利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。

(3)图(a)表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:____________。

(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图(b)坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。

(a) (b)

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 一定条件

10.(1)2NH4HS+O2=====2NH3·H2O+2S↓ (2)a 90% (3)14.5%

(4) (5)Ⅳ 对原料气加压;分离液氨后,未反应的N2、H2循环使用

[解析] (1)由题意可知为空气中的O2将负二价硫氧化为硫单质,根据电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应,降低压强使平衡右移,但反应速率减小,d错;催化剂不能改变反应限度,即不能改变H2的百分含量,c错;增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大以及平衡右移,但产物H2的百分含量却减小,b错;升高温度反应速率增大,且平衡正向移动,H2的百分含量增大,a对。CO与H2的混合气体与水蒸气的反应中,反应体系中的气体的物质的量不变,而1 molCO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol混合气,说明有0.18 mol 水蒸气参加反应,则根据方程式②可知参加反应的CO也为0.18 mol,0.18 mol则其转化率为×100%=90%。

1 mol×20%

(3)由图中看出当N2与H2物质的量比为1∶3时,NH3的平衡体积分数最大,为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol,由三段式:

N2+3H2起始(mol): 1 3 0 转化(mol): x 3x 2x 平衡(mol): 1-x 3- 3x 2x

2x×100%=42%,则x=0.59

(1-x)+(3-3x)+2x(1-x)

则平衡时N2的体积分数为×100%=14.5%。(4)作图时要注意

(1-x)+(3-3x)+2x开始时NH3物质的量不断增多,是因为反应正向进行(反应未达平衡),达到一定程度后反应达到平衡而此时温度继续升高,平衡逆向移动,NH3的物质的量减小。(5)热交换器可以使需要加热的物质得到加热,还可以使需要冷却的物质得到冷却,能充分利用能量。合成氨反应为气体物质的量减小的反应,加压利于反应正向进行;此外,循环利用可反复利用原料,提高原料利用率。

9. [2014·重庆卷] 中华人民共和国国家标准(CB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L。某兴趣小组用图(a)装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中的SO2,并对其含量进行测定。

-1

2NH3

(a)

(b)

(1)仪器A的名称是__________________,水通入A的进口为________。

(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中的H2O2完全反应,其化学方程式为________________________。

(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.090 0 mol·LNaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图(b)中的________;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为________;若用50 mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)________(①=10 mL,②=40 mL,③<10 mL,④>40 mL)。

(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量为________ g·L。 (5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施:________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 9.[答案] (1)冷凝管或冷凝器 b (2)SO2+H2O2===H2SO4 (3)③ 酚酞 ④ (4)0.24

(5)原因:盐酸的挥发;改进措施:用不挥发的强酸(如硫酸)代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响

[解析] (1)根据仪器特点可知A是冷凝管,冷凝时冷却水的流向是下口进上口出,即进水口是b。(2)具有还原性的SO2遇具有氧化性的双氧水,发生氧化还原反应生成硫酸。(3)氢氧化钠是强碱,应用碱式滴定管量取,排液时的操作选择③;滴定终点的pH=8.8,应选择变色范围在8.2~10.0之间的酚酞;滴定管0刻度在上,且下端有一段没有刻度线,故体

-1

-1


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