【題目】疊氮化鈉(NaN3)是制備醫(yī)藥、炸藥的一種重要原料,NaN3易溶于水,微溶于乙醇,易溶于乙醚,水溶液中遇酸放出有毒的HN3;工業(yè)上采用“亞硝酸甲酯——水合肼法”制備疊氮化鈉的生產(chǎn)流程如圖:
回答下列問題:
(1)寫出亞硝酸甲酯合成釜中生成CH3ONO的化學反應方程式:______。
(2)亞硝酸甲酯以氣體進入疊氮環(huán)合塔中生成疊氮化鈉的反應方程式為______。
(3)水合肼(N2H4·H2O)的性質(zhì)類似一水合氨,與硫酸反應可以生成酸式鹽,該鹽的化學式為______;疊氮環(huán)合塔中滴加的燒堿溶液要適當過量,目的是_____;生產(chǎn)流程中操作x的名稱是______。
(4)操作y對溶液加熱蒸發(fā)至溶液體積的,有NaN3晶體析出,洗滌晶體可以用___。
A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚
該生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_______。
(5)生產(chǎn)中有HN3生成,請設計實驗證明HN3為弱酸:_______。
(6)化工生產(chǎn)中,多余的NaN3常使用次氯酸鈉溶液處理,在酸性條件下,二者反應可生成無毒的氣體。若處理6.5 g NaN3,理論上需加入0.5 mol·L-1的NaClO溶液_____mL。
【答案】2CH3OH+2NaNO2+H2SO4=2CH3ONO+Na2SO4+2H2O N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O (N2H6)(HSO4)2 提高亞硝酸甲酯和水合肼的轉(zhuǎn)化率,抑制疊氮化鈉水解 蒸餾 C 甲醇 使用pH試紙測定NaN3溶液的酸堿性,若該溶液顯堿性,說明HN3為弱酸(也可采用其他方法,如測定0.1 mol/L HN3的pH,若pH大于1,說明HN3為弱酸) 100
【解析】
NaNO2與甲醇、濃硫酸反應得到CH3ONO,加入NaOH、水合肼溶液反應:CH3ONO+N2H4H2O+NaOH=CH3OH+NaN3+3H2O,得到NaN3,加熱、濃縮,加入濃硫酸,得到(N2H6)(HSO4)2,加入氫氧化鈉,蒸餾將甲醇分離,然后通過結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品,以此解答該題。
(1)根據(jù)裝置圖可知:亞硝酸甲酯合成釜有三種原料:濃硫酸、甲醇和亞硝酸鈉,濃硫酸可以酸化亞硝酸鈉,并為酯化反應提供催化劑,得到甲醇的無機酸酯和水,反應方程式為:2CH3OH+2NaNO2+H2SO4=2CH3ONO+Na2SO4+2H2O;
(2)疊氮環(huán)合塔中加入了水合肼與燒堿,燒堿可以使第一步得到的亞硝酸甲酯水解,產(chǎn)生甲醇和亞硝酸鈉,同時亞硝酸鈉和肼里的氮元素發(fā)生歸中反應得到產(chǎn)物疊氮化鈉,反應方程式為N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O;
(3)水合肼的性質(zhì)類似一水合氨,在水中應該能電離產(chǎn)生N2H62+和OH-,因此它的硫酸酸式鹽的化學式為(N2H6)(HSO4)2;疊氮環(huán)合塔中適當?shù)渭舆^量的燒堿有兩個作用:一方面可以提高亞硝酸甲酯和水合肼的轉(zhuǎn)化率;另一方面可以抑制疊氮化鈉這個強堿弱酸鹽的水解;在反應后的溶液中含有NaN3、CH3OH、過量的NaOH及在合成釜中產(chǎn)生Na2SO4;NaN3、NaOH、Na2SO4都是離子化合物,熔沸點高,而CH3OH是由分子構(gòu)成的物質(zhì),熔沸點比較低,易氣化,分離互溶的沸點不同的液體混合物,可通過蒸餾方法分離得到,沸點低的甲醇CH3OH變?yōu)檎魵庖莩,通過冷凝進行收集,在剩余溶液中含有Na2SO4和NaN3、NaOH;
(4)操作y是對溶液加熱蒸發(fā)至溶液體積的,有NaN3晶體析出,由于NaN3易溶于水,微溶于乙醇,易溶于乙醚,而雜質(zhì)Na2SO4和NaOH易溶于水,為減少洗滌中NaN3的損失,同時要盡可能多的溶解雜質(zhì),應該選擇乙醇水溶液洗滌NaN3晶體,故合理選項是C;
由于在亞硝酸甲酯合成釜里甲醇反應形成了酯,在疊氮環(huán)合塔中酯又水解產(chǎn)生甲醇,因此整個過程中甲醇是可以循環(huán)利用的,故該生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是甲醇;
(5)若要證明HN3為弱酸,可以用pH試紙來檢測NaN3溶液的pH,根據(jù)鹽的水解規(guī)律:“有弱就水解,誰弱誰水解,誰強顯誰性”的規(guī)則,若溶液顯堿性,則證明HN3為弱酸,其它合理的方法也可以,如測定0.1 mol/L HN3的pH,若pH大于1,說明HN3為弱酸;
(6)根據(jù)描述,NaN3應該被氧化為無毒的N2,同時ClO-被還原為Cl-,因此每個NaN3在反應中失去1個電子,每個ClO-在反應中可得到2個電子,因此二者反應的物質(zhì)的量之比為2:1;NaN3的物質(zhì)的量n(NaN3)==0.1 mol,則需要ClO-的物質(zhì)的量n(NaClO)=n(NaN3)=×0.1 mol=0.05 mol,因此需要次氯酸鈉溶液體積V==0.1 L=100 mL。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫常壓下,某烴和氧氣的混合氣體4L,點燃后恰好完全燃燒,通過濃硫酸后恢復到原來狀態(tài),體積變?yōu)?/span>2L。則符合題意的某烴為( )
A.C4H8B.C3H8C.C2H2D.CH4
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】通常情況下,NCl3是一種油狀液體,其分子空間構(gòu)型與NH3相似,下列對NCl3和NH3的有關敘述正確的是( )
A. 分子中N—Cl鍵鍵長與CCl4分子中C—Cl鍵鍵長相等
B. NCl3分子是非極性分子
C. NBr3比NCl3易揮發(fā)
D. 在氨水中,大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結(jié)合形成NH3·H2O分子,則NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式為
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】新春佳節(jié)少不了飲酒,土法釀造葡萄酒(只加糖的純天然釀酒法)容易出問題,有報道說,喝了自制葡萄酒差點失明。主要原因是發(fā)酵過程產(chǎn)生的菌種多達百種,難以控制,而產(chǎn)生對神經(jīng)有毒的甲醇等物質(zhì)。科學釀酒須加SO2等輔料。我國國家標準(GB2760-2014)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量≤0.25g/L。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________。
A.抗氧化 B. 氧化細菌 C.增酸作用 D. 漂白
I.實驗方案一
利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2SO3。設計如圖的實驗:
(2)甲同學得出實驗結(jié)論: 干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。這個結(jié)論是否合理?說明理由___________。
Ⅱ.實驗方案二
如圖是在實驗室進行二氧化硫制備與性質(zhì)實驗的組合裝置,部分固定裝置未畫出。
(3)關閉彈簧夾2,打開彈簧夾1,注入硫酸至浸沒瓶中固體,寫出A裝置反應的化學方程式______,C中每消耗2molNa2O2,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)___________。
(4)關閉彈簧夾1后,打開彈簧夾2,殘余氣體進入E、F中,為了證明SO2有還原性,并從綠色化學的角度考慮,則Z試劑可以是____,反應的離子反應方程式為____________,現(xiàn)象是_______。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】I.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學元素。
試回答下列問題:
(1)元素p為26號元素,請寫出其基態(tài)原子電子排布式:___。
(2)d與a反應的產(chǎn)物的分子中中心原子的雜化形式為___,該分子是___(填“極性”或“非極性”)分子。
(3)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因:__。
(4)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:
元素 | o | p | |
電離能/kJ·mol-1 | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2+再失去一個電子比氣態(tài)p2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是___。
II.(1)基態(tài)硫原子中,核外占據(jù)最高能級電子的電子云輪廓圖形狀為__。硫的一種同素異形體分子式為S8,其結(jié)構(gòu)如圖所示,其中S原子的雜化軌道類型為___。S8易溶于二硫化碳的原因是___。
(2)教材插圖具有簡潔而又內(nèi)涵豐富的特點。請回答以下問題:
①第三周期的某主族元素,其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖1所示,則該元素對應的原子有___種不同運動狀態(tài)的電子。
②CO2在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖3所示。則該晶體的類型屬于___晶體。
③如圖2所示,每條折線表示周期表ⅣA到ⅦA 中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物,其中a點代表的是__。判斷依據(jù)___。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】100 mL 0.3 mol·L-1 Na2SO4溶液和50 mL 0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度為( )
A. 0.20 mol·L-1B. 0.25 mol·L-1
C. 0.40 mol·L-1D. 0.50 mol·L-1
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在密閉容器中的一定量混合氣體發(fā)生反應:xA(g)+yB(?) zC(g);平衡時測得A的濃度為0.45 mol/L,保持溫度不變,將容器的容積壓縮到原來的一半,再達平衡時,測得A的濃度增大為0.9 mol/L。下列有關判斷正確的是
A. 各物質(zhì)的計量數(shù)一定滿足:x+y=z
B. 若B為氣體,壓縮后B的體積分數(shù)增大,轉(zhuǎn)化率降低
C. 無論B為固體或氣體,壓縮后B的質(zhì)量都不會改變
D. 壓縮時,平衡向逆反應方向移動,且正、逆反應速率都增大
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】香豆素-3-羧酸是一種重要的香料,常用作日常用品或食品的加香劑。
已知:
RCOOR′+ R″OH RCOOR″ + R′OH(R 代表烴基)
(1)A和B均有酸性,A 的結(jié)構(gòu)簡式__________;苯與丙烯反應的類型是_______。
(2)F 為鏈狀結(jié)構(gòu),且一氯代物只有一種,則F 含有的官能團名稱為__________。
(3)D→丙二酸二乙酯的化學方程式:_______。
(4)丙二酸二乙酯在一定條件下可形成聚合物 E,其結(jié)構(gòu)簡式為:________。
(5)寫出符合下列條件的丙二酸二乙酯同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________。
①與丙二酸二乙酯的官能團相同;
②核磁共振氫譜有三個吸收峰,且峰面積之比為 3:2:1;
③能發(fā)生銀鏡反應。
(6)丙二酸二乙酯與經(jīng)過三步反應合成。
請寫出中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。
中間產(chǎn)物I__________;中間產(chǎn)物II___________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】銅是重要的工業(yè)原材料,現(xiàn)有銅、氧化亞銅組成的混合物,某研究性學習小組為了探究其組成情況,取35.2 g混合物加入0.5 L 3.4 mol·L-1的稀硝酸,固體物質(zhì)完全反應,生成一氧化氮4.48 L(標準狀況)。向所得溶液中加入aL 2.0 mol·L-1氫氧化鈉溶液,恰好使溶液中的銅離子沉淀完全。
(1)氧化亞銅與稀硝酸反應的化學方程式為_______________。
(2)混合物中,銅的物質(zhì)的量為____________;氧化亞銅的物質(zhì)的量為______________。
(3)所加氫氧化鈉溶液的體積是____________________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com