备气体的条件,正确;C.稀硝酸有强氧化性,会与硫化锌发生氧化还原反应,不能产生硫化氢气体,错误;D.硫化钠是细小的固体颗粒,不是块状固体,而且浓盐酸易挥发,会使制取的气体不纯,错误。稀硫酸与硫化亚铁反应产生的硫化氢气体中含有水蒸气,若要得到一瓶干燥纯净的硫化氢,还应对气体进行干燥处理,浓硫酸是酸性干燥剂,但是其有强的氧化性,而硫化氢有还原性,二者会发生反应,不能选用;碱石灰有吸水性,但是能够与硫化氢发生反应,也不能选用,只可以选用中性干燥剂无水CaCl2。硫化氢的密度比空气大,要用向上排空气的方法收集,但该气体是有毒气体,容易导致大气污染,为了防止污染空气,可以选能与之发生反应的物质作吸收剂,故用⑤收集,用③或⑥吸收尾气。故选用的装置依次是②⑤⑥或②⑤③。(2)二氧化硫与硫化氢气体混合,发生反应:SO2+2H2S===3S+2H2O。产生的S单质附着在集气瓶内壁,因此会观察到有黄色粉末析出,瓶壁上有小液滴;由于二者发生反应的物质的量之比是1∶2,可见SO2过量。SO2有漂白性,H2S没有。所以检验最终剩余气体的方法是将湿润的品红试纸伸入瓶中,试纸褪色,则证明是SO2。(3)根据化学方程式1
SO2+2H2S===3S+2H2O可知,若使H2S完全被吸收,则被氧化的量占总量的。由于废气中含
31333
67.2 m H2S,则被氧化为SO2的H2S 的体积是67.2 m×=22.4 m,H2S与O2反应产生SO2
33点燃
的化学方程式是2H2S+3O2=====2SO2+2H2O,则氧化H2S需要氧气的体积是V(O2)=V(H2S)=
233.6 m。因为在空气中O2的体积分数为0.20,所以需要空气的体积是V(空气)=33.6 m÷0.2=168 m。(4)FeCl3溶液与H2S发生反应:2FeCl3+H2S===S↓+2FeCl2+2HCl,由于反应后产生了酸,所以此过程中溶液pH会减小。吸收-电解法的优势是①H2S的吸收率高;②FeCl3溶液可以循环利用。第二步若向所得溶液中通入O2,发生反应的化学方程式为4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O。(5)从硫化氢中回收硫的方法用化学方程式表示有H2S+Cl2===2HCl+S↓、2H2S+O2===2S↓+2H2O等。
答案:(1)B ②⑤⑥(或②⑤③)
(2)有黄色粉末析出,瓶壁上有小液滴 将湿润的品红试纸伸入瓶中,试纸褪色 (3)168 (4)减小 FeCl3溶液可循环利用 4FeCl2+O2+4HCl===4FeCl3+2H2O
(5)H2S+Cl2===2HCl+S↓、2H2S+O2===2S↓+2H2O等(写出一种即可,合理均可) 10.(15分)肼(N2H4)是一种高能燃料,在生产和研究中用途广泛。某化学小组同学在实验室中用过量NH3和NaClO溶液反应制取N2H4(l)并探究其性质。回答下列问题:
3
3
3
(1)肼的制备
①用上图装置制取肼,其连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示)。
②装置A中发生反应的化学方程式为,装置D的作用是。 (2)探究N2H4和AgNO3溶液的反应 将制得的肼分离提纯后,进行如下实验:
证明黑色沉淀已洗涤干净的操作是 。
【查阅资料】N2H4水溶液的碱性弱于氨水;N2H4有强还原性。AgOH在溶液中不稳定易分解生成Ag2O;Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】
假设1:黑色固体可能是Ag; 假设2:黑色固体可能是;
假设3:黑色固体可能是Ag和Ag2O。
【实验验证】该同学基于上述假设,设计如下方案,请完成下表中的空白部分。 实验 编号 1 2 操作 取少量黑色固体于试管, 操作同实验1 ①取少量黑色固体于试管中,加入适量氨水,振荡,静置,取上层清3 液于洁净试管中,加入几滴乙醛,水浴加热 ②取少量黑色固体于试① ② 假设3成立 预期现象 实验结论 黑色固体不溶解 黑色固体完全溶解 假设1成立 假设2成立 管中,加入足量稀硝酸, 振荡 根据实验现象,假设1成立,则N2H4与AgNO3溶液反应的离子方程式为 。
解析:(1)①用过量NH3和NaClO溶液反应制取N2H4(l),根据氨气性质及所给装置,先
用装置C制备氨气,再通过装置D安全瓶,让氨气进入装置A与次氯酸钠溶液反应,最后装置B吸收尾气,正确连接顺序为defabc(ef顺序可互换);②装置A中氨气与次氯酸钠反应生成肼、氯化钠和水,发生反应的化学方程式为NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O;装置D的作用是防止倒吸或作安全瓶。(2)黑色沉淀若洗涤不干净则含有硝酸银,证明黑色沉淀已洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加NaCl溶液,无白色沉淀生成,说明黑色沉淀已洗涤干净;根据假设1和假设3可推知假设2为黑色固体可能是Ag2O;Ag2O可溶于氨水而Ag不溶于氨水,则实验1中可加入足量氨水,振荡;实验3第①步是银镜反应的实验操作,Ag2O溶于氨水生成银氨溶液,与乙醛溶液反应产生银镜,则第①步的现象为试管内壁有银镜生成;若黑色固体中还含有银,在稀硝酸作用下反应产生NO,无色气体NO遇空气变成红棕色气体,故第②步现象为黑色固体完全溶解,并有气体产生;根据实验现象,假设1成立,则N2H4与AgNO3溶液反应生成银、氮气,其反应的离子方程式为N2H4+4Ag===4Ag↓+N2↑+4H。
答案:(1)①defabc(ef顺序可互换) ②NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O 防止倒吸(或作安全瓶)
(2)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加NaCl溶液,无白色沉淀生成,说明黑色沉淀已洗涤干净 Ag2O 加入足量氨水,振荡 试管内壁有银镜生成 黑色固体完全溶解,并有气体产生 N2H4+4Ag===4Ag↓+N2↑+4H
11.(15分)氯化铵俗称卤砂,主要用于干电池、化肥等。某化学研究小组设计如下实验制备卤砂并进行元素测定。
Ⅰ.实验室制备卤砂:所需装置如下,装置可重复选用。
+
+
+
+
(1)装置接口连接顺序是→a;b←。 (2)C装置的作用是,D装置盛装的物质是。 (3)写出用上述装置制备氨气的一组试剂:。 Ⅱ.测定卤砂中Cl元素和N元素的质量之比。
该研究小组准确称取a g卤砂,与足量氧化铜混合加热,充分反应后把气体产物按下图装置进行实验。收集装置收集到的气体为空气中含量最多的气体,其体积换算成标准状况下的体积为V L,碱石灰增重b g。
(4)E装置内的试剂为。卤砂与氧化铜混合加热反应的化学方程式为 。
(5)卤砂中Cl元素和N元素的质量之比为 (用含b、V的式子表示,不必化简)。
(6)为了测定卤砂中氯元素的质量,他们设计的实验方案是将a g卤砂完全溶解于水,加入过量AgNO3溶液,然后测定生成沉淀的质量。请你评价该方案是否合理,并说明理由:
。
解析:(1)制取氯化铵,可以由氨气和氯化氢反应制备,应该选用B装置分别制备氨气和氯化氢,干燥除杂后通入A装置中反应,根据氨气的密度小于氯化氢,为使反应物混合充分,应该从a口通入氨气,b口通入氯化氢,因此装置接口连接顺序是c→d→e→a;b←g←f←c。(2)根据上述分析,C装置中装入碱石灰可以干燥氨气,D装置盛装浓硫酸可以干燥氯化氢。(3)根据装置图,可以选用浓氨水和碱石灰制备氨气(或其他合理答案)。(4)△
氯化铵与氧化铜混合加热,发生的反应为2NH4Cl+3CuO=====3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O,F装置中的碱石灰可以吸收氯化氢,则E装置内可以装入浓硫酸吸收水蒸气,G装置中收集氮
V LVb gb气。(5)氮气的物质的量为= mol,氯化氢的物质的量为=
22.4 L/mol22.436.5 g/mol36.5
? mol×35.5 g/mol?mol,卤砂中Cl元素和N元素的质量之比为??∶
?36.5??V mol×28 g/mol?=35.5×22.4×b。(6)若氯化铵纯净,其电离出的氯离子全部沉淀,
?22.4?36.5×28×V??
故通过沉淀质量可以求得氯离子质量,则该方案合理;若氯化铵不纯,杂质离子也发生了沉淀反应,则该方案不合理。
答案:(1)c→d→e g←f←c (2)干燥氨气 浓硫酸 (3)浓氨水和碱石灰(或其他合理答案)
△
(4)浓硫酸 2NH4Cl+3CuO=====3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O 35.5×22.4×b(5)
36.5×28×V(6)合理;氯化铵纯净,其电离出的氯离子全部沉淀,故通过沉淀质量可求得氯离子质量(或不合理;氯化铵不纯,杂质离子也发生了沉淀反应或其他合理答案)
b