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微题型100 常见物质的制备
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1.某研究小组的同学在实验室设计实验,利用氯气和(已知)制备三聚氯氰()。回答下列问题:
(1)的制备,反应原理为,实验装置(部分夹持仪器已省略)如下:
①装置II试管中盛放的药品是___________(填化学式)。
②若气流自左至右,各接口的连接顺序是___________。
(2)用下列装置(部分夹持仪器已省略)制备三聚氯氰:
①装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。
②装置B中盛放的试剂是___________,该装置的作用是___________。
③已知装置C氯化时发生了取代反应,写出装置D中发生反应的化学方程式:___________。
【答案】
(1)和 c→ed→ab(ba)→gf
(2) 浓硫酸 干燥并混合与 3Cl-C≡N
【详解】
(1)①装置Ⅱ制备氨气,根据装置图,应是固体+固体气体,应用Ca(OH)2固体和NH4Cl(s)制备氨气;故答案为Ca(OH)2和NH4Cl;
②制备氨气→除水→反应装置→尾气处理,因此连接顺序是c→ed→ab(ba)→gf;故答案为c→ed→ab(ba)→gf;
(2)①漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,与盐酸反应产生氯气,即化学反应方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;故答案为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
②装置A制备的氯气中混有水蒸气,水蒸气可能会影响后续反应,因此需要除去,即装置B中盛放浓硫酸,装置B通入HCN,使HCN和HCl充分混合;故答案为浓硫酸;干燥Cl2并混合Cl2与HCN;
③因为本实验制备三聚氰胺,装置C氯化时发生取代反应,因此装置C得到Cl-C≡N,装置D得到三聚氰胺,反应方程式为3Cl-C≡N;故答案为3Cl-C≡N。
2.氮化锶(Sr3N2)在工业上广泛应用于生产荧光粉。已知锶和镁位于同主族且锶比镁活泼,锶与氮气在加热条件下反应产生氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应。某学习小组根据下列装置制备氮化锶并测定产品的纯度。
过程一:制备
已知:实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气。回答下列问题:
(1)C仪器名称是___________。
(2)写出实验室制备N2的离子方程式:___________。
(3)实验时先点燃D处酒精灯,一段时间后,再点燃A处酒精灯的原因为___________。
(4)为制备氮化锶,气流从左至右,选择装置并排序为___________(用字母表示)。
过程二:测定产品纯度
步骤:称取4.50所得产品,加入干燥的三颈瓶中,然后由恒压漏斗加入蒸馏水,通入水蒸气将产生的氨全部蒸出,用的盐酸溶液完全吸收(吸收液体体积变化忽略不计)。从烧杯中量取的吸收液,用标准溶液滴定过剩的,到终点时消耗溶液。
(5)氮化锶要干燥保存,遇水剧烈反应的化学方程式为___________。
(6)滴定时所选指示剂为___________,产品纯度为___________%(保留一位小数)。
【答案】
(1)球形干燥管(干燥管)
(2)+N2+2H2O
(3)先用生成的氮气排尽装置内的空气,为防止空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气与锶反应
(4)DBAC
(5)Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3
(6)甲基橙 97.3
【详解】
由图可知,装置D为饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气装置,装置B为干燥氮气的装置,装置A为氮气和锶共热制备制备氮化锶装置,装置C为吸收空气中二氧化碳和水蒸气,起到防止锶与二氧化碳反应和氮化锶遇水剧烈反应的作用,则装置的连接顺序为D、B、A、C。
(1)根据仪器的外形可知,C为球形干燥管;
(2)实验室制备氮气的反应为饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热反应生成氯化钠、氮气和水,反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O,离子方程式为+N2+2H2O;
(3)由于Sr能与空气中的O2、CO2、H2O等发生反应,因此需先将装置中的空气排尽,故先点燃D处的酒精灯,制出N2,用N2排尽装置中的空气,再点燃A的酒精灯进行反应;
(4)根据分析,装置的连接顺序为D、B、A、C;
(5)金属氮化物与水反应,生成对应的碱和氨气,因此方程式为Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3;
(6)用1.00mol/L氢氧化钠标准溶液滴定过剩的盐酸时,应防止氢氧化钠溶液与氯化铵溶液反应,所以应选择变色范围在酸性区域的甲基橙作指示剂;由题意可知,与氨气反应的盐酸的物质的量为n(HCl)= 1.00mol/L×0.100L-1.00mol/L×0.0140L×5=0.03mol,由氮原子个数守恒可知,氦化锶的物