Ⅲ.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整.
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4.
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液.
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯.
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专题:实验设计题.
分析:(1)仪器a的名称是 分液漏斗;E装置目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应;(3)根据将Na2S2O3结晶析出的操作分析;Ⅲ.【探究与反思】(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl;硝酸、硫酸、盐酸等性质比较可知;(2)根据亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠分析;(3)根据重结晶的适用范围分析.
解答:解:(1)仪器a的名称是分液漏斗;E中的试剂是NaOH溶液,目的是吸收剩余的二氧化硫,因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应,与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应,故答案为:分液漏斗;B;(3)将Na2S2O3结晶析出的操作应为:蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发;Ⅲ.【探究与反思】(1)根据:Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成;Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl;BaSO4难溶于水,难溶于稀HCl,以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知,取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4,故答案为:过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸;(2)因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠,所以为减少装置C中生成Na2SO4的量,改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液,故答案为:先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中的空气排尽后,再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液;(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过重结晶方法提纯,故答案为:重结晶.
点评:本题以某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)为载体,考查了物质的分离提纯、检验、设计优化等,综合性较强.
10.(16分)(2014•四川)A是一种有机合成中间体,其结构为:
A的合成路线如图,其中B~H分别代表一种有机物.
已知:R、R′代表烃基.
请回答下列问题:
(1)A中碳原子的杂化轨道类型有sp2、sp3;A的名称(系统命名)是3,4﹣二乙基﹣2,4﹣己二烯;第⑧步反应的类型是
消去反应.
(2)第①步反应的化学方程式是C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O.
(3)C物质与CH2=C(CH3)COOH按物质的量之比1:1反应,其产物经加聚得到可作隐形眼镜的镜片材料I.I的结构简式是.
(4)第⑥步反应的化学方程式是.
(5)写出含有六元环,且一氯取代物只有2种(不考虑立体异构)的A的同分异构体的结构简式:.
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专题:有机物的化学性质及推断.
分析:B为C2H5OH,C2H5OH与浓的氢溴酸发生取代反应生成C2H5Br;C2H5Br与镁反应生成C2H5MgBr;C能发生2次催化氧化,故C为HOCH2CH20H,HOCH2CH20H发生2次催化氧化生成D,故D为HOOC﹣COOH,HOOC﹣COOH与甲醇发生酯化反应生成E,E为;根据已知信息可知,与C2H5MgBr发生取代反应生成F和G,FCH3OMgBr,G为;发生水解生成H,H为,在氢氧化钠/醇、加热条件下发生消去反应生成A.依此进行分析,得出正确结论.
解答:解:(1)A中甲基碳原子含有4个σ键,所以C原子的杂化轨道类型为sp3,碳碳双键中C原子的杂化轨道类型为sp2;A的系统命名法为:3,4﹣二乙基﹣2,4﹣己二烯;第⑧步反应为在氢氧化钠/醇、加热条件下发生消去反应生成A,故答案为:sp2、sp3;3,4﹣二乙基﹣2,4﹣己二烯;消去反应;(2)第①步反应为:C2H5OH浓的氢溴酸发生取代反应生成C2H5Br,方程式为:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,故答案为:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O;(3)C为HOCH2CH20H,HOCH2CH20H与CH2=C(CH3)COOH按物质的量之比1:1发生酯化反应生成CH2=C(CH3)COOCH2CH20H,CH2=C(CH3)COOCH2CH20H发生加聚反应生成I,I为,故答案为:;(4)第⑥步反应为:与C2H5MgBr发生取代反应生成F和G,F为CH3OMgBr,G为,方程式为:,故答案为:;(5)A的同分异构体中含有六元环,且一氯取代物只有2种的结构简式为,故答案为:.
点评:本题考查有机物的推断及相关方程式的书写,运用信息来推断物质是解答的关键,题目难度中等.
11.(16分)(2014•四川)污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题.某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略).
请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了A、C(选填下列字母编号).
A.废弃物的综合利用 B.白色污染的减少 C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+,其原因是消耗溶液中的酸,促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀.
(3)已知:25℃、101kPa时,
Mn(s)+O2(g)═MnO2(s)△H=﹣520kJ•mol﹣1
S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=﹣297kJ•mol﹣1
Mn(s)+S(s)+2O2(g)═MnSO4(s)△H=﹣1065kJ•mol﹣1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s)△H=﹣248kJ/mol.
(4)MnO2可作超级电容器材料.用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是Mn2++2H2O﹣2e﹣=MnO2+4H+.
(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料.碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是MnO2+H2O+e﹣=MnO(OH)+OH﹣.