【題目】硼氫化鈉(NaBH4)是有機(jī)合成中常用的還原劑。一種制備硼氫化鈉工藝如下(部分條件和產(chǎn)物省略):

已知:MgH2、NaBH4遇水蒸氣劇烈反應(yīng)并放出H2。

回答下列問題:

(1)Mg2B2O5H2O中B的化合價(jià)為_______________。MgH2和NaBO2必須在干燥條件下合成硼氫化鈉,其原因是_____________________________________________。

(2)難溶的Mg2B2O5與濃氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為__________。

(3)SOCl2溶于水能產(chǎn)生兩種氣體,其中一種氣體能使品紅溶液褪色,則灼燒時(shí)加入SOCl2的目的是______________________________

(4)已知鎂—H2O2酸性燃料電池反應(yīng)為Mg+H2O2+H2SO4MgSO4+2H2O。常溫下,電解質(zhì)溶液為200 mL 0.1 mol·L1硫酸溶液。

①寫出正極的電極反應(yīng)式:______________________________。

②若電路中有0.038 mol轉(zhuǎn)移電子時(shí),則溶液pH約為_____(忽略體積變化,不考慮H2O2電離)。

(5)“有效氫”是衡量含氫還原劑的還原能力指標(biāo),定義為1 g含氫還原劑的還原能力與多少克H2相當(dāng)。NaBH4的“有效氫”等于_________________(結(jié)果保留2位小數(shù))。

(6)工業(yè)上,可以利用NaBO2、HCHO和生石灰在加熱下生成NaBH4和難溶的鹽,寫出化學(xué)方程式________________________________________

【答案】+3 防止MgH2、NaBH4與水蒸氣反應(yīng) Mg2B2O5+H2O+2OH=2Mg(OH)2+2BO2 提供HCl抑制MgCl2水解 H2O2+2e+2H=2H2O 2 0.21 NaBO2+2HCHO+2CaONaBH4+2CaCO3

【解析】

Mg2B2O5H2ONaOH反應(yīng),得到濾渣和濾液,從濾液中最終得到了NaBO2。從濾渣最終得到了MgCl2。濾液的溶質(zhì)為NaBO2,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮等一系列操作得到晶體。濾渣為Mg(OH)2,與濃鹽酸作用得到MgCl2·7H2O,經(jīng)電解等一系列操作得MgH2,與NaBO2反應(yīng)得到NaBH4

1)根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0,Mg的化合價(jià)為+2O的化合價(jià)為-2,設(shè)B的化合價(jià)為x,有2×(2)2x5×(2)=0,得x=3。則B的化合價(jià)為+3。根據(jù)已知MgH2、NaBH4遇水蒸氣劇烈反應(yīng)并放出H2,所以保持干燥環(huán)境的目的是防止硼氫化鈉、氫化鎂與水蒸氣反應(yīng)。答案為+3;防止MgH2、NaBH4與水蒸氣反應(yīng);

2Mg2B2O5H2ONaOH反應(yīng),得到濾渣和濾液。濾液的溶質(zhì)為NaBO2,因?yàn)榻?jīng)過蒸發(fā)濃縮等一系列操作得到NaBO2晶體,而一系列操作不會(huì)改變?nèi)苜|(zhì)。濾渣為Mg(OH)2,與濃鹽酸作用得到MgCl2·7H2O。所以難溶的Mg2B2O5與濃氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成了氫氧化鎂和偏硼酸鈉(NaBO2),方程式為Mg2B2O5+H2O+2OH =2Mg(OH)2+2BO2;

3MgCl2·7H2O脫去結(jié)晶水的時(shí)候要防止Mg2水解生成Mg(OH)2。而SOCl2+H2OSO2↑+2HCl↑,消耗了水,生成的氯化氫又能抑制氯化鎂水解。答案為與水反應(yīng)提供HCl抑制MgCl2水解

4正極得到電子化合價(jià)降低,化合價(jià)降低的為H2O2中的O,其化合價(jià)從-1降低到-2,發(fā)生還原反應(yīng)。電解質(zhì)溶液含有硫酸,為酸性,則正極方程式為H2O2+2e+2H=2H2O

n(H)=0.04 mol,由電極反應(yīng)式知,轉(zhuǎn)移1 mol電子必消耗1 mol H,轉(zhuǎn)移0.038 mol電子時(shí)溶液中c(H)==0.01 mol·L1,pH=-lgc(H)=-lg0.01=2。

5)含氫還原劑的氧化產(chǎn)物為H2O等,1 molNaBH4的質(zhì)量為38g,發(fā)生反應(yīng)時(shí),失去8 mol電子,相當(dāng)于4 molH2,8g氫氣。NaBH4的有效氫等于≈0.21。

6)反應(yīng)物為NaBO2HCHOCaO,根據(jù)原子守恒難溶鹽為CaCO3。則方程式為NaBO2+2HCHO+2CaONaBH4+2CaCO3

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)之間的一些反應(yīng)關(guān)系,其中部分產(chǎn)物未寫出。常溫下X是固體,BG是液體,其余均為氣體。根據(jù)下圖關(guān)系推斷:

(1)寫出化學(xué)式:X_______,A________,B_______。

(2)實(shí)驗(yàn)室收集氣體DF的方法依次是_______法、________法。

(3)寫出C→E的化學(xué)方程式:____________

(4)請(qǐng)寫出AE反應(yīng)生成D的化學(xué)方程式:_______________

(5)檢驗(yàn)物質(zhì)A的方法和現(xiàn)象是________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及航天航空業(yè)中具有廣泛的用途;卮鹣铝袉栴}:

NF3為無色、無味的氣體,可用于微電子工業(yè),該物質(zhì)在潮濕的環(huán)境中易變質(zhì)生成HF、NO、HNO3。該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______NF3在空氣中泄漏時(shí)很容易被觀察到,原因是_______

⑵汽車尾氣中催化劑可將NO、CO轉(zhuǎn)化成無害氣體。

化學(xué)鍵

C≡O(shè)

NO中氮氧鍵

N≡N

CO2CO

鍵能/kJ·mol1

1076

630

945

803

2NOg)+2COgN2g)+2CO2g ΔH

ΔH______________________________kJ·mol1

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)與外界因素X(代表溫度、壓強(qiáng)、或催化劑接觸面)關(guān)系如下圖所示。

X______,能正確表達(dá)平衡常數(shù)KX變化的曲線是_______(填:ab)。

⑶在一定溫度和催化劑作用下,8NH3g)+8NOg)+2NO2g9N2g)+12H2Og)在2L密閉容器中通入4molNH3、4molNO、nmolNO2,經(jīng)10分鐘時(shí)達(dá)到平衡時(shí),cNH3=0.5mol·L1,cNO2)=0.25mol·L1。

n_____;

υNO)=______

NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為_________。

⑷用電解法將某工業(yè)廢水中CN-轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2,裝置如下圖所示。電解過程中,陰極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH____________(填:增大、減小或不變)。陽極的電極反應(yīng)式為______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是

A. 1mol任何氣體的體積都是22.4L

B. 同溫同壓下兩種氣體,只要它們的分子數(shù)相同,所占體積也一定相同

C. 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,體積為22.4L的物質(zhì)都是1mol

D. 在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol任何氣體的體積不可能是22.4L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求完成下列問題:

1)相對(duì)分子質(zhì)量為72且沸點(diǎn)最低的烷烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________

2)鍵線式 表示的分子式為_________;1 mol該烴完全燃燒需消耗氧氣的物質(zhì)的量為_____mol。

3)松油醇含有的官能團(tuán)的名稱為__________________.

4)分子式為C4H4且含兩種官能團(tuán)的鏈狀有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】-Ferrozine”法測(cè)室內(nèi)甲醛含量的原理為:

已知:吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比

下列說法正確的是

A. 反應(yīng)①中參與反應(yīng)的HCHO30g時(shí)轉(zhuǎn)移電子2mol

B. 可用雙氧水檢驗(yàn)反應(yīng)②后的溶液中是否存在Fe3+

C. 生成44.8 LCO2時(shí)反應(yīng)②中參加反應(yīng)的Ag一定為8mol

D. 理論上測(cè)得溶液吸光度越高,HCHO含量也越高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖某工廠用NO氣體制取NH4NO3溶液,下列說法正確的是

A. 陽極的電極反應(yīng)式為:NO-3e-+2H2O=NO2-+4H+

B. 物質(zhì)B與物質(zhì)C是同一種物質(zhì)

C. A物質(zhì)可為氨氣

D. 陰、陽兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比為53

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】阿比朵爾是抗擊新型冠狀病毒的潛在用藥,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖示,下列有關(guān)說法正確的是

A.含氧官能團(tuán)的名稱:羥基、羧基

B.分子式:C22H25BrN2O3S

C.能使酸性高錳酸鉀溶液、溴水褪色,且褪色原理相同

D.1mol該物質(zhì)最多與6molH2發(fā)生加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】肼是重要的化工原料。某探究小組利用下列反應(yīng)制取水合肼(N2H4·H2O)。

已知:N2H4·H2O高溫易分解,易氧化

制備原理:CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4·H2O+NaCl

(實(shí)驗(yàn)一) 制備NaClO溶液(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)

(1)配制30%NaOH溶液時(shí),所需玻璃儀器除量筒外,還有_____(填標(biāo)號(hào))

A.容量瓶 B.燒杯 C.燒瓶 D.玻璃棒

(2)錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)程式是_____________________________。

(實(shí)驗(yàn)二) 制取水合肼。(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)

控制反應(yīng)溫度,將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中,充分反應(yīng)。加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液,收集108-114餾分。

(3)分液漏斗中的溶液是____________(填標(biāo)號(hào))。

ACO(NH2)2溶液 BNaOHNaClO混合溶液

選擇的理由是____________。蒸餾時(shí)需要減壓,原因是______________

(實(shí)驗(yàn)三) 測(cè)定餾分中肼含量。

(4)水合肼具有還原性,可以生成氮?dú)。測(cè)定水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用下列步驟:

a.稱取餾分5.000g,加入適量NaHCO3固體(保證滴定過程中溶液的pH保持在6.5左右),配制1000mL溶液。

b.移取10.00 mL于錐形瓶中,加入10mL水,搖勻。

c.用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出現(xiàn)______________,記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)液的體積。

d.進(jìn)一步操作與數(shù)據(jù)處理

(5)滴定時(shí),碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在______________滴定管中(選填:酸式堿式)水合肼與碘溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________

(6)若本次滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液為8.20mL,餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。

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