【題目】三氯化硼(BCl3),主要用作半導(dǎo)體硅的摻雜源或有機(jī)合成催化劑,還用于高純硼或有機(jī)硼的制取。某興趣小組用氯氣和硼為原料,采用下列裝置(部分裝置可重復(fù)使用)制備BCl3。
已知:①BCl3的沸點為12.5℃,熔點為-107.3℃;遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸和鹽酸;②2B+6HCl 2BCl3+3H2;③硼與鋁的性質(zhì)相似,也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
請回答下列問題:
(1)A裝置可用氯酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。
(2)裝置從左到右的接口連接順序為a→___________________→j。
(3)裝里E中的試劑為___________,如果拆去E裝置,可能的后果是____________。
(4)D裝置中發(fā)生反應(yīng)前先通入一段時間的氯氣,排盡裝置中的空氣。若缺少此步驟,則造成的結(jié)果是_____。
(5)三氯化硼與水能劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________,硼酸也可用電滲析法制備,“四室電滲析法”工作原理如圖所示:
則陽極的電極反應(yīng)式__________________,分析產(chǎn)品室可得到H3BO3的原因________________。
【答案】KClO3+6HCl(濃) ═KCl+3Cl2↑+3H2O ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de 飽和食鹽水 硼粉與HCl氣體反應(yīng)生成H2,加熱H2與Cl2的混合氣體易發(fā)生爆炸 會生成B2O3,使產(chǎn)品不純 BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑ 2H2O - 4e-═O2↑+4H+ 陽極室的H+穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的B(OH)4- 穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3BO3
【解析】
根據(jù)裝置:由A中氯酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣,制得的氯氣混有HCl和水蒸氣,可以由E中飽和食鹽水吸收HCl氣體,由C中濃硫酸吸水干燥;BCl3遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸和鹽酸,因此發(fā)生反應(yīng)前需要先通入一段時間的氯氣,排盡裝置中的空氣,干燥純凈的氯氣與硼粉在D中發(fā)生反應(yīng);BCl3的沸點為12.5℃,熔點為-107.3℃,可以用B中冰水冷凝產(chǎn)物BCl3并收集,F中NaOH可以吸收尾氣,防止污染空氣;為防止F中的水蒸氣進(jìn)入B裝置,在B和F之間連接一個C干燥裝置,據(jù)此分析解答。
(1)A裝置用氯酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣,反應(yīng)的方程式為:KClO3+6HCl(濃)═KCl+3Cl2↑+3H2O,故答案為:KClO3+6HCl(濃)═KCl+3Cl2↑+3H2O;
(2)根據(jù)分析,A制備氯氣,E中飽和食鹽水吸收HCl氣體,C中濃硫酸吸水干燥,為保證除雜充分,導(dǎo)氣管均長進(jìn)短出,干燥純凈的氯氣與硼粉在D中發(fā)生反應(yīng),用B中冰水冷凝產(chǎn)物BCl3并收集,F中NaOH吸收尾氣,防止污染空氣,為防止F中的水蒸氣進(jìn)入B裝置,在B和F之間連接一個C干燥裝置,故連接順序為:a→ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de→j,故答案為:ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de;
(3)裝置E中為飽和食鹽水,可以除去氯氣中的HCl氣體,若拆去E裝置,硼粉與HCl氣體反應(yīng)生成H2,加熱H2與Cl2的混合氣體易發(fā)生爆炸,故答案為:飽和食鹽水;硼粉與HCl氣體反應(yīng)生成H2,加熱H2與Cl2的混合氣體易發(fā)生爆炸;
(4)D裝置中發(fā)生反應(yīng)前先通入一段時間的氯氣,排盡裝置中的空氣。若缺少此步驟,氧氣與硼粉會生成B2O3,使產(chǎn)品不純,故答案為:會生成B2O3,使產(chǎn)品不純;
(5)三氯化硼與水能劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧,白霧為HCl,反應(yīng)的方程式為:BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑;根據(jù)裝置,陽極室為硫酸,放電的是水中氫氧根離子,電極反應(yīng)式為:2H2O-4e-═O2↑+4H+;陽極室的H+穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3BO3,故答案為:BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑;2H2O-4e-═O2↑+4H+;陽極室的H+穿過陽膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,原料室的B(OH)4-穿過陰膜擴(kuò)散至產(chǎn)品室,二者反應(yīng)生成H3BO3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎂一空氣電池的工作原理如圖所示,電池反應(yīng)方程式為:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2。有關(guān)該電池的說法正確的是( )
A. 通入氧氣的電極為負(fù)極
B. 電池工作時,溶液中的Na+由負(fù)極移向正極
C. 負(fù)極的電極反應(yīng)為Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2
D. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.04 mol電子時,參加反應(yīng)的O2為體積224ml
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知0.1 mol·L-1 FeCl3溶液與0.01 mol·L-1 KSCN溶液等體積混合,發(fā)生如下反應(yīng):FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,改變下列條件,能使溶液顏色變淺的是
A. 向溶液中加入少量KCl晶體 B. 向溶液中加入一定量KCl溶液
C. 向溶液中加入少量AgNO3固體 D. 向溶液中滴加幾滴1 mol·L-1 FeCl3溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)火箭使用的推進(jìn)劑燃料由N、H兩種元素組成,且原子個數(shù)N:H=1:2,其水溶液顯堿性,則該物質(zhì)中N原子的雜化方式為______________________。
(2)笑氣(N2O)曾被用作麻醉劑,但過度吸食會導(dǎo)致身體機(jī)能紊亂。預(yù)測N2O的結(jié)構(gòu)式為________________________。
(3)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)-1價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E),-1價陰離子再獲得一個電子的能量變化叫做第二電子親和能,部分元素或離子的電子親和能數(shù)據(jù)如下表所示。
元素 | C1 | Br | I | O | O- |
電子親和能(kJ/mol) | 349 | 343 | 295 | 141 | -780 |
下列說法正確的是___________。
A.電子親和能越大,說明越難得到電子
B.一個基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到一個電子成為O2-時放出141kJ的能量
C.氧元素的第二電子親和能是-780kJ/mol
D.基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到兩個電子成為O2-需要吸收能量
(4)在電解煉鋁過程中加入冰晶石(用“A”代替),可起到降低Al2O3熔點的作用。冰晶石的生產(chǎn)原理為:2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3=2A+3CO2↑+9H2O。根據(jù)題意完成下列填空:
①冰晶石的化學(xué)式為____________________________。
②冰晶石由兩種微粒構(gòu)成,冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,●位于大立方體的頂點和面心,○位于大立方體的12條棱的中點和8個小立方體的體心,那么大立方體的體心處所代表的微粒是___________(填微粒符號)。
③冰晶石溶液中不存在的微粒間作用力有________________(填選項字母)。
A 離子鍵 B 共價鍵 C 配位鍵 D 金屬鍵 E 范德華力 F 氫鍵
④Al單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖乙所示,其晶胞特征如圖丙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丁所示:
若已知A1的原子半徑為d cm,NA代表阿伏加德羅常數(shù),Al的相對原子質(zhì)量為M,則晶胞中Al原子的配位數(shù)為________;Al晶體的密度為__________g.cm-3(用字母表示)。
(5)配合物Fe(CO)5的熔點-20℃,沸點103℃,可用于制備純鐵。Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如圖所示。
①Fe(CO)5晶體類型屬于__________晶體。
②關(guān)于Fe(CO)5,下列說法正確的是_____。
A.Fe(CO)5是非極性分子,CO是極性分子
B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3雜化方式與CO成鍵
C.1mol Fe(CO)5含有10mol配位鍵
D.反應(yīng)Fe(CO)5=Fe+5CO沒有新化學(xué)鍵生成
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【題目】已知:pAg=-lg[c(Ag+)],Ksp(AgCl)=1×10-12,如圖是向10mL AgNO3溶液中逐漸加入0.1mol·L-1的NaCl溶液時,溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位mL)變化的圖象。根據(jù)圖象所得下列結(jié)論不正確的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]
A. 原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1
B. 圖中x點滿足c(Ag+)·c(Cl-)= Ks p( AgCl)
C. 相同實驗條件下,把0.1mol·L-1的NaCl換成0.1mol·L-1NaI則圖象在終點x的縱坐標(biāo)小于6
D. 相同實驗條件下,若改為0.2mol·L-1 NaCl溶液時,x點的橫坐標(biāo)小于100
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【題目】化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中,正確的是:
A. 鉛蓄電池放電時,負(fù)極反應(yīng)式為PbO2+4H++SO+2e-===PbSO4+2H2O
B. 粗銅精煉時,與電源負(fù)極相連的是純銅,陰極反應(yīng)式為Cu2++2e-=== Cu
C. 生鐵中含碳,抗腐蝕能力比純鐵強(qiáng)
D. 鐵制品上鍍鋅,鋅做陰極,鐵制品做陽極,電解質(zhì)溶液中含Zn2+
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【題目】中和滴定的誤差要求小于0.1%,若用20.00 mL0.2000mol·L-1鹽酸滴定20mL0.2000mol·L-1NaOH溶液,則中和滴定曲線中發(fā)生突變時的pH范圍是(lg2=0.3)( )
A. 4.3~9.7B. 3.7~10.3C. 4.0~10.0D. 無法確定
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【題目】由短周期元素組成的中學(xué)常見的含鈉元素的物質(zhì)A、B、C、D,存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件已略去)。
(1)若A為過氧化鈉,A與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為___,A與水反應(yīng)的離子方程式為___。
(2)①向飽和C溶液中通CO2,化學(xué)方程式為:___。
②1mol/L的B溶液逐滴加入1L1mol/L的AlCl3溶液中,產(chǎn)生白色沉淀39g,則所加入的B溶液的體積可能為___L。
(3)下列圖象中,橫坐標(biāo)表示加入試劑或通入氣體的物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)表示產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量,用圖象的序號或文字回答下列問題:
Ⅰ.表示向AlCl3溶液中逐漸滴加NaOH溶液的是___;
Ⅱ.表示向NaAlO2溶液中逐漸滴加稀鹽酸的是___;
Ⅲ.表示向NaAlO2溶液中通入CO2的是___;
Ⅳ.③圖___(填“能”或“不能”)代表向含NaOH的澄清石灰水中通入CO2。
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【題目】醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示,回答下列問題:
(1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_________,儀器a的名稱是_______。
(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關(guān)閉K3。
①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_________。
②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_____________。
(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是________;d中析出磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。
(4)指出裝置d可能存在的缺點______________。
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