【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)有廣泛的用途,實驗室中通過如下方法制備:
①不斷攪拌條件下,在飽和Na2CO3溶液中緩緩?fù)ㄈ隨O2至反應(yīng)完全;
②取下三頸燒瓶,測得反應(yīng)液的pH=4.1;
③將溶液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾得焦亞硫酸鈉晶體。
請回答下列問題:
(1)實驗室可利用Na2SO3和較濃的硫酸制備少量SO2氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。硫酸濃度太大不利于SO2氣體逸出,原因是_____________。制備、收集干燥的SO2氣體時,所需儀器如下。裝置A是氣體發(fā)生裝置,按氣流方向連接各儀器口,順序為a→____→____→____→____→f。裝置D的作用是__________。
(2)步驟①反應(yīng)的離子方程式為________________,合成Na2S2O5的總化學(xué)方程式為__________________。
(3)在強堿性條件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制備保險粉連二亞硫酸鈉(Na2S2O4),反應(yīng)的離子方程式為___________。
(4)工業(yè)上用焦亞硫酸鈉法制備保險粉帶來的主要問題是廢水中含有大量的有機物,有機物總含碳量用TOC表征,常采用Fenton 氧化法去除廢水中的有機物,即通過向廢水中加入H2O2,以Fe2+作催化劑,產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基(·OH)來氧化降解廢水中的有機物。
①其他條件一定時,n(H2O2 )∶n(Fe2+)的值對TOC 去除效果的影響如圖1所示:
當(dāng)TOC的去除率最大時,n(H2O2)∶n(Fe2+)=____。
②在pH=4.5,其他條件一定時,H2O2的加入量對TOC 去除效果的影響如圖2所示,當(dāng)H2O2的加入量大于40 mL·L-1時,TOC 去除率反而減小的原因是_______________________________________。
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 濃硫酸中只有少量H2SO4電離,c(H+)很小,導(dǎo)致復(fù)分解反應(yīng)速率慢 d e c b 防止倒吸 CO32—+2SO2+H2O=2HSO3—+CO2 Na2CO3+2SO2=Na2S2O5+CO2 HCOO-+S2O52—+OH-= CO32—+ S2O42—+H2O 1 酸性條件下H2O2直接與Fe2+反應(yīng),導(dǎo)致溶液中羥基自由基(·OH)濃度減小,使得TOC去除率下降
【解析】
(1) 實驗室用Na2SO3和硫酸制備少量SO2氣體時,若硫酸濃度太大,則c(H+)較小,導(dǎo)致復(fù)分解反應(yīng)速率慢,若硫酸濃度太小,則由于SO2氣體易溶于水,也不利于SO2氣體逸出;
收集SO2時,應(yīng)先干燥,再收集——向上排空氣法(長進短出);又因SO2易溶于水,要有防倒吸裝置(安全裝置);
(2) 反應(yīng)終止時溶液的pH=4.1,可推測反應(yīng)的產(chǎn)物是NaHSO3而不是Na2SO3,NaHSO3是弱酸的酸式鹽,書寫離子方程式時要注意拆分形式;起始原料是SO2和Na2CO3,目標(biāo)產(chǎn)物是Na2S2O5,根據(jù)質(zhì)量守恒可寫出化學(xué)方程式;
(3) 書寫該氧化還原反應(yīng)方程式的關(guān)鍵是確定HCOONa的氧化產(chǎn)物,在強堿性條件下,HCOONa中+2價碳必被氧化為CO32—;
(4)①去除率最高時,TOC的含量最低,由圖1可得此時n(H2O2)∶n(Fe2+)=1;
②當(dāng)H2O2的加入量大于40 mL·L-1時,隨著H2O2含量增加去除率反而降低,說明H2O2必參加了其他副反應(yīng)。
(1)①亞硫酸鈉和硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、硫酸鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,故答案為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
②若硫酸濃度太大,主要以硫酸分子存在,溶液中c(H+)較小,導(dǎo)致復(fù)分解反應(yīng)速率慢;若硫酸濃度太小,由于SO2氣體易溶于水,不利于SO2氣體逸出,故答案為濃硫酸中只有少量H2SO4電離,c(H+)很小,導(dǎo)致復(fù)分解反應(yīng)速率慢;
③裝置A用以制備二氧化硫氣體、裝置C用以干燥二氧化硫氣體、裝置B用向上排空氣法收集比空氣密度大的二氧化硫氣體、裝置D和E用以吸收二氧化硫氣體,則按氣流方向連接各儀器口,順序為a→d→e→c→b→f;二氧化硫易溶于氫氧化鈉溶液,D為安全瓶,可防止倒吸,故答案為d、e、c、b;防止倒吸;
(2)由反應(yīng)終止時溶液的pH=4.1可知,步驟①為向Na2CO3過飽和溶液中通入SO2,發(fā)生反應(yīng)生成NaHSO3和CO2,反應(yīng)的離子方程式為2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2,合成Na2S2O5的總反應(yīng)為Na2CO3和SO2反應(yīng)生成Na2S2O5和CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2,故答案為2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2;Na2CO3+2SO2═Na2S2O5+CO2;
(3)由題給信息可知,Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制備Na2S2O4時,S元素化合價由+4價降低為+3價,則在強堿性條件下,HCOONa中+2價碳必被氧化為CO32—,反應(yīng)的離子方程式為:HCOO-+S2O52—+OH-= CO32—+ S2O42—+H2O,故答案為HCOO-+S2O52—+OH-= CO32—+ S2O42—+H2O;
(4)①去除率最高時,TOC的含量最低,由圖1可得此時n(H2O2)∶n(Fe2+)=1,故答案為1;
②當(dāng)H2O2的加入量大于40 mL·L-1時,隨著H2O2含量增加去除率反而降低,說明酸性條件下H2O2直接與Fe2+反應(yīng),導(dǎo)致溶液中羥基自由基(·OH)濃度減小,使得TOC去除率下降,故答案為酸性條件下H2O2直接與Fe2+反應(yīng),導(dǎo)致溶液中羥基自由基(·OH)濃度減小,使得TOC去除率下降。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】最近科學(xué)家獲得了一種穩(wěn)定性好、抗氧化能力強的活性化合物A;其結(jié)構(gòu)如下:
為了研究X的結(jié)構(gòu),將化合物A在一定條件下水解只得到和C。經(jīng)元素分析及相對分子質(zhì)量測定,確定C的分子式為C7H6O3,C遇FeCl3水溶液顯紫色,與NaHCO3溶液反應(yīng)有CO2產(chǎn)生。
請回答下列問題:
(1)化合物B能發(fā)生下列哪些類型的反應(yīng)________。
A.取代反應(yīng) B.加成反應(yīng)
C.縮聚反應(yīng) D.氧化反應(yīng)
(2)寫出化合物C所有可能的結(jié)構(gòu)簡式______________________________。
(3)C可通過下圖所示途徑合成,并制取冬青油和阿司匹林。
(ⅰ)寫出有機物的結(jié)構(gòu)簡式:D:______________,C:________________,E:______________。
(ⅱ)寫出變化過程中①、⑥的化學(xué)方程式(注明反應(yīng)條件)
反應(yīng)①__________________________________;反應(yīng)⑥_____________________________。
(ⅲ)變化過程中的②屬于____________反應(yīng),⑦屬于________反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列溶液中有關(guān)微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )
A.等物質(zhì)的量濃度等體積的NH4HSO4和NaOH溶液混合:c(Na+)=c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B.常溫下,將CH3COONa溶液和稀鹽酸混合至溶液pH=7:c(Na+)>(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
C.常溫下,pH=6的NaHSO3溶液中:c(SO32-)﹣c(H2SO3)=9.9×10-7molL-1
D.物質(zhì)的量濃度之比為1:2的NaClO、NaHCO3混合溶液中:c(HClO)+c(ClO-)=2c(HCO3-)+2c(H2CO3)+2c(CO32-)
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 烷烴的通式為CnH2n+2,隨n值增大,碳元素的質(zhì)量百分含量逐漸減小
B. 乙烯與溴加成反應(yīng)的產(chǎn)物為溴乙烷
C. 1 mol苯恰好與3 mol氫氣完全加成,說明苯分子中有三個碳碳雙鍵
D. 當(dāng)n=7,主鏈上有5個碳原子的烷烴共有5種
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【題目】鋅銀電池的負(fù)極為鋅,正極為氧化銀,電解質(zhì)是KOH,電池反應(yīng)為Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag。以鋅銀電池為電源,電解硫酸鎳溶液冶煉純鎳,裝置如圖所示。
下列說法正確的是
A.裝置中使用陽離子交換膜
B.鋅銀電池a極反應(yīng)式為Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
C.鎳極的主要反應(yīng)為2H++2e-H2↑
D.若鋅銀電池溶解13 g鋅,則鎳極凈增質(zhì)量最多為5.9 g
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【題目】(1)如圖所示,若C為濃硝酸,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe ,A電極材料為Cu,則B電極的電極反應(yīng)式為___________,A電極的電極反應(yīng)式為_______;反應(yīng)進行一段時間后溶液C的pH將___ (填“升高”“降低”或“基本不變”)。
(2)我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型的海水標(biāo)志燈,以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水?dāng)?shù)分鐘,就會發(fā)出耀眼的白光。則電源的負(fù)極材料是____,負(fù)極反應(yīng)為___________;正極反應(yīng)為_____________________________。
(3)熔鹽電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì),空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì),制得?/span>650 ℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)電池反應(yīng)式。負(fù)極反應(yīng)式為2CO+2CO32--4e-=4CO2,正極反應(yīng)式為___________,電池總反應(yīng)式為_______。
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【題目】在恒溫、恒容下,有下列氣體反應(yīng)分別從兩條途徑進行:
下列敘述正確的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同
B. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內(nèi)混合氣體的濃度相同
C. 達到平衡時,Ⅰ途徑所用的時間與Ⅱ途徑所用的時間相同
D. 達到平衡時,Ⅰ途徑混合氣體密度等于Ⅱ途徑混合氣體的密度
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【題目】有機化合物G是合成維生素類藥物的中間體,其結(jié)構(gòu)簡式如圖1所示,G的合成路線如圖2所示:
其中A~F分別代表一種有機化合物,合成路線中部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去
已知:-CHO+
請回答下列問題:
(1)G的分子式是__,G中官能團的名稱是__;
(2)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式是__;
(3)B的名稱(系統(tǒng)命名)是__;
(4)第②~⑥步反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的有__(填步驟編號);
(5)第④步反應(yīng)的化學(xué)方程式是________;
(6)寫出同時滿足下列條件的E的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式__,①只含一種官能團;②鏈狀結(jié)構(gòu)且無﹣O﹣O﹣;③核磁共振氫譜只有2種峰。
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【題目】LiCoO2用途廣泛,如可作為鋰離子電池的電極;卮鹣铝袉栴}。
(1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是_________,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_________(填“相同”或“相反”)。
(2)[Co(NH3)6]Cl3是橙黃色晶體,該配合物中提供空軌道接受孤對電子的微粒是___,配體分子的價層電子對互斥模型為___,寫出一種與配體分子互為等電子體的分子_________(填分子式)。
(3)某鈷化合物納米粉可以提高堿性電池的性能。該化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,則該鈷化合物的化學(xué)式為______,與Co原子等距離且最近的O原子個數(shù)為______。
(4)Li還可形成多種物質(zhì)。二異丙基胺基鋰()是有機合成中常用的物質(zhì),氮原子的雜化方式為_________。Li+可以鑲嵌在C60中,形成的[LiC60]PF6與NaCl具有類似的晶胞結(jié)構(gòu),下面是從某晶體結(jié)構(gòu)中分割出來的部分結(jié)構(gòu)圖,其中屬于從[LiC60]PF6晶體中分割出來的結(jié)構(gòu)圖是___。
(5)金屬鋰晶體的結(jié)構(gòu)為體心立方密堆積,晶胞邊長為351 pm,則鋰晶體中原子的空間利用率為_________(列出含π的計算式)。
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