1.某兴趣小组设计实验探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的产物。
按图连接好装置(夹持装置省略),打开磁搅拌器,先往CuCl2溶液中加入NaOH溶液至恰好完全反应,再通入过量的SO2,三颈烧瓶中生成大量白色沉淀X。
(1)制取SO2最适宜的试剂是 。
A.Na2SO3固体与20%的
B.Na2SO3固体与20%的硫酸
C.Na2SO3固体与70%的硫酸
D.Na2SO3固体与18.4mol•L−1的硫酸
(2)根据选定的试剂,虚框中应选用 (填“A”或“B”)装置;通入SO2过程中不断用磁搅拌器搅拌的目的是 。
(3)甲同学推测X可能为CuSO3。他取出少量洗涤后的X加入足量稀硫酸进行实验验证,观察到 ,则甲同学推测错误。
(4)乙同学查阅资料:CuCl为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸形成CuCl32−;与氨水反应生成Cu(NH3)2+,在空气中会立即被氧化成深蓝色Cu(NH3)2+溶液。据此推测X可能为CuCl。他取出少量洗涤后的白色沉淀X,加入浓盐酸,沉淀溶解,加水稀释,又出现白色沉淀,据此得出乙同学推测正确。
①从平衡角度解释加水稀释重新产生白色沉淀的原因 。
②请再设计一种证明该白色沉淀为CuCl的方案: 。
③三颈烧瓶中生成CuCl的离子方程式为: 。
2.碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N2H4•H2O)为原料制备碘化钠。已知:水合肼具有还原性。回答下列问题:
(1)水合肼的制备
有关反应原理为:CO(NH2)2 (尿素) + NaClO + 2NaOH → N2H4•H2O + NaCl + Na2CO3
①制取次氯酸钠和氢氧化钠混合液的连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示)。
若该实验温度控制不当,反应后测得三颈瓶内ClO−与ClO3−的物质的量之比为5:1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 。
②制备水合肼时,应将 滴到 中 (填“NaClO溶液”或“尿素溶液”),且滴加速度不能过快。
(2)碘化钠的制备
采用水合肼还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图2所示:
在“还原”过程中,主要消耗反应过程中生成的副产物IO3−,该过程的离子方程式为 。工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠,但水合肼还原法制得的产品纯度更高,其原因是 。
(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:
a.称取10.00g样品并溶解,在500mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反应后,再加入M溶液作指示剂;
c.用0.2100mol•L−1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点(反应方程式为;2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI),重复实验多次,测得消耗标准溶液的体积为15.00mL。
①M为 (写名称)。
②该样品中NaI的质量分数为 。
3.溴苯是重要的有机合成中间体,如图为溴苯的制备实验装置:
实验步骤:
Ⅰ.检查气密性后,关闭K2,打开K1、K3和分液漏斗活塞,将苯和溴的混合物缓慢滴加到三颈烧瓶中,液体微沸,红色气体充满烧瓶,C装置小试管中无色液体逐渐变为橙红色,瓶内液面上方出现白雾。
Ⅱ.关闭K1,打开K2,A中液体倒吸入B中。
Ⅲ.拆除装置,将B中液体倒入盛有冷水的大烧杯中,分液,分别用NaOH溶液和水洗涤有机物,再加入MgSO4固体,过滤,最后将所得有机物进行蒸馏。
(1)K1、K3连接处均使用了乳胶管,其中不合理的是 (填“K1”或“K3”),理由是:
。
(2)可以证明溴和苯的反应是取代而不是加成的实验现象是 。
(3)步骤Ⅰ的目的是 。
(4)用NaOH洗涤有机物时发生反应的离子方程式为 。
(5)步骤Ⅱ中的蒸馏操作可用如下的减压蒸馏装置(加热装置和夹持装置已略)。
①实验前,烧瓶中无需加入碎瓷片,实验过程中打开毛细管上端的止水夹时,a中的现象是 ;毛细管的作用是 。
②使用克氏蒸馏头的优点是 。
4.碘元素是人体的必需微量元素之一。某学习小组在实验室进行海带提碘的探究,实验过程如下:
Ⅰ.海带中碘元素的确定
(1)取海带灰浸取液1 ~ 2mL,加入稀硫酸约0.5mL、5%的H2O2溶液约0.5mL,然后加入CCl4约0.5mL,振荡后静置,可以观察到 ,证明海带中含有碘元素,该反应的离子方程式为 。
Ⅱ.海带提碘
(2)若向100mL碘水L中加入20mL CCl4,充分振荡、静置,此时碘在CCl4中的物质的量浓度是水中的86倍,则萃取效率为 %(结果保留小数点后两位)
(3)萃取实验中,若要使碘尽可能地完全转移到CCl4中,可以采取的操作是 。
(4)某同学采取减压蒸馏(装置如图),可以很快完成碘和四氯化碳的分离,减压蒸馏时使用了克氏蒸馏头,克氏蒸馏头比普通蒸馏头增加了一个弯管,弯管的主要作用是 。
Ⅲ.海带中碘含量的测定
(5)若称取干海带10.0g,经灼烧、浸取、H2O2氧化等过程后配制成100mL溶液,移取25.00mL于锥形瓶中,用0.01moL•L−1 Na2S2O3标准溶液滴定,待溶液由黄色变为浅黄色时,滴加两滴淀粉指示剂,继续滴定至蓝色刚好褪去,且半分钟内无变化,即为终点,平行滴定3次,记录所消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为10.00mL,计算海带中含碘的质量分数为 % (结果保留小数点后两位) (已知2S2O32− + I2 = S4O62− + 2I−)。若滴定结束读数时俯视刻度线,会导致测定结果 。(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)
5.环己酮是重要的工业溶剂和化工原料。实验室可通过环己醇氧化制环己酮,其反应原理如下:
已知:反应时强烈放热;过量氧化剂会将环己醇氧化为己二酸。
物质 | 相对分子质量 | 沸点 | 密度 (g•cm−3,20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 100 | 161.1 | 0.9624 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 98 | 155.6 | 1.9478 | 微溶于水,能溶于醚 |
Ⅰ.配制氧化液:将5.5g重铬酸钠配成溶液,再与适量浓硫酸混合,得橙红色溶液,冷却备用。
Ⅱ.氧化环己醇:向盛有5.3mL环己醇的反应器中分批滴加氧化液,控制反应温度在55~60℃,搅拌20min。
Ⅲ.产物分离:向反应器中加入一定量水和几粒沸石,改为蒸馏装置,馏出液为环己酮和水的混合液。
Ⅳ.产品提纯:馏出液中加入NaCl至饱和,分液,水相用乙醚萃取,萃取液并入有机相后加入无水MgSO4干燥,水浴蒸除乙醚,改用空气冷凝管蒸馏,收集到151~156℃的馏分2.5g。
回答下列问题:
(1)铬酸钠溶液与浓硫酸混合的操作是 。
(2)氧化装置如图所示(水浴装置略):
①反应器的名称是 ;控制反应温度在55~60℃的措施除分批滴加氧化液外,还应采取的方法是 。
②温度计示数开始下降表明反应基本完成,此时若反应混合物呈橙红色,需加入少量草酸,目的是 。
(3)产品提纯时加入NaCl至饱和的目的是 。分液时有机相从分液漏斗的 (填“上”或“下”)口 (填“流出”或“倒出”);用乙醚萃取水相的目的是 。
(4)由环己醇用量估算环己酮产率为 。
6.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂,同时也是高能电池正极的优良材料。已知:K2FeO4易溶于水,其溶液呈紫色、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。某小组同学拟用以下装置制备并探究高铁酸钾的性质。
Ⅰ.K2FeO4的制备,装置如图所示(夹持装置略):
(1)盛放二氧化锰的仪器名称是 。
(2)装置B中反应的化学方程式是 。
(3)实验时采用冰水浴的原因是 ,有人提示,将上图装置中的分液漏斗改为如右图所示的恒压分液漏斗,其目的是 。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,一般用75%乙醇进行洗涤,其目的是 。
Ⅱ.K2FeO4性质的探究
查阅资料知,K2FeO4能将Mn2+氧化成MnO4−,某实验小组设计如下实验进行验证:
关闭K,发现左烧杯溶液变黄色,右烧杯溶液变紫色。检验左侧烧杯溶液呈黄色的原因,需要的试剂是 。写出石墨(2)上发生的电极反应式: 。
7.碘酸钙[Ca(IO3)2]是广泛使用的既能补钙又能补碘的新型食品添加剂,不溶于乙醇,在水中的溶解度随温度降低而减小。实验室制取Ca(IO3)2的流程如图1所示。
已知:碘酸(HIO3)是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
(1)实验流程中“转化”步骤是为了制得碘酸,该过程在图2所示的装置中进行。
①当观察到三颈瓶中 现象时,停止通入氯气。
②“转化”时发生反应的离子方程式为 。
(2)“分离”时用到的玻璃仪器有烧杯、 。
(3)采用冰水浴的目的是 。
(4)有关该实验说法正确的是 。
A.适当加快搅拌速率可使“转化”时反应更充分
B.“调pH = 10”后的溶液中只含有KIO3和KOH
C.制得的碘酸钙可选用酒精溶液洗涤
(5)准确称取产品0.2500g,加酸溶解后,再加入足量KI发生反应IO3− + 5I− + 6H+ = 3I2 + 3H2O,滴入2~3滴淀粉溶液,用0.1000mol•L−1 Na2S2O3溶液滴定(I2 + 2S2O32− = 2I− + S4O62−)至终点,消耗Na2S2O3溶液30.00mL。达滴定终点时的现象是 ,产品中Ca(IO3)2的质量分数为 。[已知Ca(IO3)2的摩尔质量:390g•mol−1]
8.乳酸亚铁晶体[CH3CH(OH)COO]2Fe•3H2O是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与FeCO3反应制得,而乳酸可由聚乳酸()得到。某化学兴趣小组利用化学解聚方法,先由废旧聚乳酸餐盒制得乳酸,再与碳酸亚铁反应可得乳酸亚铁晶体。已知:①乳酸亚铁晶体易溶于水,难溶于乙醇;②乳酸是淡黄色粘性液体,与乙醇、水混溶。
Ⅰ.废旧聚乳酸材料的解聚(装置如图1)
①分别取一定量的NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片,装入锥形瓶,加热解聚;
②待反应完毕,向锥形瓶中加入少量浓盐酸,加热浓缩,得到淡黄色粘稠状液体和少量白色不溶物;
③往②中所得混合物加入20mL无水乙醇并搅拌均匀,静置、过滤,弃去白色不溶物。
(1)步骤②中,加入浓盐酸的目的是 。
(2)步骤③加入20mL无水乙醇的作用是 。
Ⅱ.碳酸亚铁的制备(装置如图2)实验步骤如下:
①检查气密性,按图示添加药品;
②在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个装置内的空气排净;
③将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;
④将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。
(3)装置D的作用是 。
(4)装置C中生成FeCO3的离子方程式是 。
(5)步骤②中应打开的开关是 。(选填“K2”或“K3”)
Ⅲ.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。经系列操作后得到产品。
(6)欲获得尽可能多的产品,上述系列操作指的是:冷却, ,过滤,再洗涤和干燥。
(7)测定乳酸亚铁晶体中铁元素含量:称取mg样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用cmol•L−1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2 + 2S2O32− = 2I− + S4O62−),滴定终点时,测得消耗标准溶液VmL。样品中铁元素的质量分数为 。(用含有相关字母的代数式表示)
9.用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生.某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH = 1的0.1mol/L FeCl2溶液,研究废液再生机理.记录如下表。(a、b、c代表电压值)
序号 | 电压 / V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
Ⅰ | x ≥ a | 电极附近出现黄色,有气泡产生 | 有Fe3+、有Cl2 |
Ⅱ | a > x ≥ b | 电极附近出现黄色,无气泡产生 | 有Fe3+、无Cl2 |
Ⅲ | b > x > 0 | 无明显变化 | 无Fe3+、无Cl2 |
(2)检验废液中是否含有Fe3+的试剂是 。
(3)Ⅰ中,Fe3+产生的原因可能是Cl−在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化.写出有关反应的方程式
。
(4)由Ⅱ推测,Fe3+产生的原因可能是 。
(5)Ⅱ中虽未检测出Cl2,但Cl−在阳极是否放电仍需进一步验证.电解pH = 1的NaCl溶液做对照实验,记录如下表。
序号 | 电压/V | 阳极现象 | 检验阳极产物 |
Ⅳ | a > x ≥ c | 无明显变化 | 有Cl2 |
Ⅴ | c > x ≥ b | 无明显变化 | 无Cl2 |
②与Ⅱ对比,得出两点结论:
第一:通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立。
第二: 。
10.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,易溶于水,与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒等方面应用广泛。某兴趣小组通过如图装置对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1)仪器C的名称是 。
(2)A中发生反应产物有ClO2、Cl2、NaCl等,请写出该反应的化学方程式 。
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是 。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 ,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是 。
(5)若实验室需要配制450mL 4mol/L的NaOH溶液,所使用的玻璃仪器除量筒、胶头滴管、玻璃棒、烧杯外,还必须有 。
(6)自来水厂用碘量法检测水中ClO2的浓度,其实验操作如下:取100.0mL的水样,酸化,加入足量的碘化钾,用氢氧化钠溶液调至中性,加入淀粉溶液。再用0.1000mol•L−1 Na2S2O3标准溶液滴定碘单质(I2 + 2S2O32− = 2I− + S4O62−),达到滴定终点时用去10.00mL Na2S2O3标准溶液,测得该水样中的ClO2含量为 mg•L−1。
11.铵明矾[NH4Al(SO4)2•12H2O]是分析化学常用基准试剂,在生产生活中也有很多重要用途。实验室以NH4HCO3为原料制备铵明矾晶体的过程如图。
请回答下列问题:
Ⅰ.(1)试写出过程Ⅰ的化学方程式 。
(2)过程Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 ,若省略该过程,则会导致制得的铵明矾晶体中混有 杂质(填化学式)。
(3)过程Ⅲ获得铵明矾晶体,需进行的实验操作是 、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ.为测定铵明矾晶体纯度,某学生取mg铵明矾样品配成500mL溶液,根据物质组成,设计了如下三个实验方案(每个方案取用溶液的体积均为50.00mL)。请结合三个方案分别回答下列问题:
方案一:测定SO42−的量,实验设计如下:
(4)老师评价这个方案不科学,测得的SO42−含量将 (填“偏高”或“偏低”),理由是 。
方案二:测定NH4+的量,实验设计如图所示。
(5)准确测量氨气的体积是实验成功的保证。
①读取量气管的读数时应注意 。
②量气管中所盛液体可以是 。(填字母)
a.水 b.乙醇 c.苯 d.四氯化碳
12.乙酰水杨酸,俗称阿司匹林(),是常用的解热镇痛药。
合成原理:
阿司匹林:相对分子质量为180,受热易分解,溶于乙醇、难溶于水;
水杨酸():溶于乙醇、微溶于水;
乙酸酐[(CH3CO)2O]:无色透明液体,遇水形成乙酸。实验室合成阿司匹林的步骤如下:
制备过程:①如图1向三颈烧瓶中加入7g水杨酸、新蒸出的乙酸酐10mL,再加10滴浓硫酸反复振荡后,连接回流装置,搅拌,70℃加热半小时。
②冷却至室温后,将反应混合液倒入100mL冷水中,并用冰水浴冷却15min,用图2装置抽滤,洗涤得到乙酰水杨酸粗品。
提纯过程:③将粗产品转至烧瓶中,装好回流装置,向烧瓶内加入 100mL乙酸乙酯和2粒沸石,加热回流,进行热溶解。然后趁热过滤,冷却至室温,抽滤,洗涤,干燥,得无色晶体状乙酰水杨酸。
纯度测定:④取少量产品,加5mL水充分溶解,滴加3滴1% FeCl3溶液,无明显变化。再准确称取产品0.3900g,用20.00mL乙醇溶解,加2滴酚酞,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液21.00mL。
(1)步骤①中浓硫酸的作用是 。
(2)步骤①中加热宜采用 ,冷凝回流过程中外界 (填化学式)可能进入三颈烧瓶。导致发生副反应 (填化学方程式),降低了水杨酸的转化率。
(3)抽滤相对于普通过滤的优点是 。
(4)步骤③中肯定用不到的装置是 。(填字母序号)
(5)步骤③洗涤中洗涤剂最好选择 。(填字母序号)
A.15%的乙醇溶液 B.NaOH溶液 C.冷水 D.滤液
(6)步骤④中加 FeCl3的作用是 。样品纯度为 %(精确到小数点后两位)。
13.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和消毒剂,为白色或略带黄绿色的晶体,易溶于水,NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O晶体,高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃ NaClO2分解成NaClO3和NaCl。实验室模拟Mathieson法制备亚氯酸钠的装置如下:
已知:ClO2浓度越大越容易爆炸。回答下列问题:
(1)B中通入SO2生成ClO2的化学方程式为 。
(2)三颈瓶中通入ClO2生成NaClO2的离子方程式为 。
(3)实验过程持续通入N2的目的是 。
(4)从上述NaClO2溶液获得干燥的NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压和55℃时蒸发结晶,②趁热过滤,③用洗涤,④真空干燥。
趁热过滤的装置如图所示,该操作的作用是 。
(5)准确称取0.2500g样品配制成100mL溶液,置于棕色碘量瓶中,调节pH = 2(忽略体积变化),加入足量的KI固体,充分反应后,从中取出25.00mL,以淀粉溶液作指示剂,用0.1000 mol•L−1 Na2S2O3定至终点,测定消耗Na2S2O3标准溶液的体积平均为25.00mL。
已知滴定反应:ClO2− + 4I− + 4H+ = 2H2O + 2I2 + Cl−,2S2O32− + I2 = S4O62− + 2I−。
①滴定终点的现象为 。
②NaClO2样品的纯度为 (保留三位有效数字)。
14.乙酰苯胺()在工业上作磺胺类药物原料等,可通过苯胺和乙酸反应制得:
已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,熔点为114℃;微溶于冷水,可溶于热水,易溶于有机溶剂;加热时易被氧化。实验室制备乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
Ⅰ.粗乙酰苯胺的制备
在150mL烧瓶中加入15mL(过量)乙酸(沸点117.9℃)、少量Zn粉和10mL(0.11mol)新制得的苯胺,如图接好装置。在石棉网上用小火加热,控制顶端馏出温度105℃左右使之充分反应1h。待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有250mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。充分冷却至室温后,减压过滤,用 洗涤晶体2~3次。用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
Ⅱ.乙酰苯胺的提纯
将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入500mL烧杯中,加入100mL热水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水。稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤。待滤液冷却至室温,有晶体析出, ,称量产品为11.2g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)加入锌粉的目的是 。反应中加入锌粉的量不宜过多,试从平衡的角度分析原因为 。
(3)步骤Ⅰ控制馏出温度105℃的理由 。洗涤晶体宜选用 。(填字母)
A.乙醇 B.CCl4 C.冷水 D.乙醚
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的是 。
(5)步骤Ⅱ中,称量前的操作是 。上述提纯乙酰苯胺的方法叫 。
(6)乙酰苯胺的产率为 。(计算结果保留3位有效数字)
15.相同条件下,草酸根(C2O42−)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论,某研究性小组进行以下实验。
资料:ⅰ. 无水氯化铁在300℃以上升华,遇潮湿空气极易潮解。
ⅱ. K3[Fe(C2O4)3]•3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,光照易分解;FeC2O4•2H2O为黄色固体,溶于水,可溶于强酸。
ⅲ. 配合物稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:
已知K[Fe(C2O4)3]3− = 1020,K[Fe(SCN)3] = 2×103。
(实验1)用以下装置制取无水氯化铁
(1)仪器X的名称是 。装置D的作用是 。
(2)欲制得纯净的FeCl3,实验过程中点燃装置F处酒精灯的时机是 。
(3)装置的连接顺序为A→ 。(按气流方向,用大写字母表示)
(实验2)通过Fe3+和C2O42−在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42−的还原性强弱。
操作 | 现象 |
在避光处,向10mL 0.5mol•L−1 FeCl3溶液中缓慢加入0.5mol•L−1 K2C2O4溶液至过量,搅拌,充分反应后,冰水浴冷却,过滤 | 得到亮绿色溶液和亮绿色晶体 |
(5)经检验,亮绿色晶体为K3[Fe(C2O4)3]•3H2O。设计实验,确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是 。
(6)取实验2中的亮绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:[Fe(C2O4)3]3− FeC2O4↓ + ↑ + + 。
(实验3)又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42−的还原性强弱,并达到了预期的目的。
(7)描述达到预期目的可能产生的现象 。
16.工业上用废铁屑或炼铁废渣(主要成分Fe、Fe2O3和少量CuO)制备硫酸亚铁,再以硫酸亚铁为原料制备水处理剂——聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)(3−0.5n)]m。
Ⅰ.利用废铁屑(含少量FeS)制备聚合硫酸铁的装置如图(支撑装置略):
(1)溶解:先用10%的碳酸钠溶液煮沸废铁屑,原因是 ;再用清水洗净,将处理好的铁屑放入装置中,组装仪器,加入适量稀硫酸溶解;硫酸用量不能过多,原因是 ;写出A装置的名称 。
(2)合成:待铁屑反应完全后,分批注入氯酸钾溶液并搅拌,放置一段时间;写出KClO3、FeSO4、H2SO4搅拌生成Fe2(OH)n(SO4)(3‐0.5n)的化学反应方程式 。
(3)检验:检验甲装置中亚铁离子减少到规定浓度即可结束反应,制得产品。
Ⅱ.为了确定Fe2(OH)n(SO4)(3‐0.5n)的组成,设计如下实验。
步骤一:取聚合硫酸铁样品50.00mL,先加入足量稀,再加入足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,称重,沉淀质量为5.8250g。
步骤二:另取50.00mL聚合硫酸铁样品,先加入足量稀硫酸,再加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成500.00mL溶液,取该溶液50.00mL,用酸性KMnO4溶液滴定,到达终点时用去0.0100 mol•L−1 KMnO4标准溶液40.00mL,求Fe2(OH)n(SO4)(3‐0.5n)组成 。
Ⅲ.用炼铁废渣制备硫酸亚铁晶体,请补充完整实验方案:
已知:溶液中各离子开始沉淀和沉淀完全的pH值
Fe2+ | Fe3+ | Cr3+ | Cu2+ | |
开始沉淀pH | 7.6 | 2.3 | 4.5 | 4.4 |
沉淀完全pH | 9.1 | 3.3 | 5.6 | 6.4 |
17.84消毒液(有效成分NaClO)和医用酒精(75%的乙醇水溶液)都能用于杀菌消毒。
(1)84消毒液的制备:
Ⅰ.在实验室利用图装置(电极材料为惰性电极)制备少量84消毒液,则a为电源的 极(填“正”或“负”)。为提高NaClO的稳定性并抑制其水解,可向其溶液中加入少量 。(填化学式)
Ⅱ.对于网传的“84消毒液与酒精混用会产生氯气”的说法,某小组进行了如下活动。
查阅资料:
①乙醇能与NaClO发生一系列的复杂反应,可能生成氯气、乙醛、乙酸、氯仿等;
②乙醛具有强还原性,可以被NaClO、新制Cu(OH)2悬浊液等氧化。
实验探究:
采用某品牌的84消毒液和乙醇溶液按如图装置进行实验(加热及加持仪器略)。
实验记录:
编号 | ① | ② | ③ | ④ |
实验 | 75%乙醇与稀释100倍84消毒液,不加热 | 75%乙醇与稀释100倍84消毒液,加热 | 95%乙醇与不稀释100倍84消毒液,不加热 | 95%乙醇与不稀释84消毒液,加热 |
仪器C中 | 无明显现象 | 无明显现象 | 少量气泡生成 | 少量气泡生成 |
仪器D中 | 不变色 | 不变色 | 变浅 | 变浅 |
实验室稀释84消毒液需要的玻璃仪器有 。
(3)实验①和②中,仪器D中不变色的原因可能是 。
(4)有同学认为实验④产生的大量气泡中除Cl2外,还可能含有O2,产生的原因是:
。(用化学方程式表示)
(5)试写出NaClO与C2H5OH反应生成CH3CHO的化学方程式 。
18.工业上用苯和1.2−二氯乙烷制联苄的反应原理如图1:
实验室制取联苄的装置如图2所示(加热和夹持仪器略去):
实验步骤:
①在三颈烧瓶中加入120.0mL苯和适量无水AlCl3,由滴液漏斗滴加10.0mL 1,2−二氯乙烷,控制反应温度在60−65℃,反应约60min。
②将反应后的混合物依次用2%Na2CO3溶液和水洗涤,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体、静置、过滤,蒸馏收集定温度下的馏分,得联节18.2g。
相关物理常数和物理性质如下表:
名称 | 相对分子质量 | 密度/g•cm3 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
苯 | 78 | 0.88 | 5.5 | 80.1 | 难溶于水,易溶于乙醇 |
1,2−二氯乙烷 | 99 | 1.27 | −35.3 | 83.5 | 难溶于水,可溶于苯 |
联苄 | 182 | 0.98 | 52 | 284 | 难溶于水,易溶于苯 |
(2)仪器X的名称是 ;装置中虚线部分的作用是 。
(3)洗涤操作中,用2%Na2CO3溶液洗涤的目的是 ,水洗的目的是 。
(4)在进行蒸馏操作时,应收集 ℃的馏分。
(5)该实验中,联苄的产率约为 %( 小数点后保留两位)。
19.某研究小组利用铁棒、碳棒为电极,NaCl溶液为电解液,对铁棒发生电化学腐蚀的正、负极产物进行如下探究。
Ⅰ.正极产物分析
(1)由于该腐蚀类型为 腐蚀,所以碳棒表面电极反应式是 。
Ⅱ.负极产物探究
【查阅资料】
①K3[Fe(CN)6](化学名称:铁)具有氧化性,其溶液在常温下可氧化Na2S溶液,KI溶液以及活泼金属等;
②Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应会生成蓝色物质,而Fe3+与K3[Fe(CN)6]溶液不会产生蓝色物质。
【实验探究】
(2)①甲同学在铁电极处滴加K3[Fe(CN)6]溶液时发现有蓝色物质生成,认为负极产物为Fe2+。
②乙同学向饱和Na2S溶液中滴加0.1mol•L−1 K3[Fe(CN)6]溶液时,观察到的现象是:
,在甲同学设计的方案中,蓝色物质的产生可能是由于
③丙同学取2滴管0.1mol•L−1 K3[Fe(CN)6]溶液(用煮沸后的蒸馏水配制)于一支洁净的试管中,并加入2mL左右的苯。将反复打磨过的铁丝伸入到溶液中,立即观察到有蓝色物质生成,即证明乙同学的预测是正确的。
(3)丙同学在实验中用煮沸后的蒸馏水配制K3[Fe(CN)6]溶液的目的是 ;铁丝反复打磨的原因是
(4)为证明铁电极处有Fe2+生成,丙同学设计了将铁电极处溶液取出少许后滴加K3[Fe(CN)6]溶液检验的方法,请你再设计一个实验方案验证有Fe2+生成。
限选试剂:0.1mol•L−1 KSCN溶液,0.1mol•L−1 FeCl3溶液,苯,30%H2O2溶液
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程): |
Ⅰ.(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O的实验室制取流程如下:
ⅠⅠ.(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O产品质量的检测方法
方法1:目测比色法(简单)
将一定量产品配制成溶液,在酸性环境中加入KSCN溶液,此时试样溶液会出现颜色变化。然后将该溶液与各标准溶液进行目测比色,如果产品溶液的颜色比某一标准溶液的颜色浅,就可以确定产品杂质含量低于该标准溶液中的含量。
硫酸亚铁铵的产品等级与Fe3+的含量
产品等级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
Fe3+ ( ≤ mg / 25mL) | 0.05 | 0.10 | 0.20 |
在酸性环境中用基准物KMnO4配制的标准液将Fe2+氧化成Fe3+,通过滴定过程中溶液的颜色变化确定滴定终点。反应的离子方程式为:5Fe2+ + MnO4− + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
回答下列问题:
(1)铁屑与H2SO4作用会产生大量氢气以及少量H2S气体,应注意该过程要在 内进行。
(2)过程③中常采用自然冷却结晶的方式析出硫酸亚铁铵晶体。为了加快过滤速度并使过滤出的晶体比较干燥,常采用的方法为 。洗涤硫酸亚铁铵所用的试剂为 。
(3)检验摩尔盐中的SO42−的操作为 。
(4)目测比色法中如果产品溶液的颜色比Ⅱ级试剂的标准颜色浅,却比Ⅰ级试剂的标准颜色深,可确定该产品的等级为 级。
(5)(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O产品质量的检测方法2中:
①滴定终点的标志为 。
②用 (填仪器名称)称量12.0000g所得产品溶于除氧蒸馏水中配制成一定浓度的溶液,取20.00mL产品液进行滴定,滴定终点消耗16.00mL 0.1000mol•L−1 KMnO4标准液,则所配产品液中Fe2+浓度为 mol•L−1;
③配制上述溶液时,若所用蒸馏水未进行除氧处理,则测得Fe2+的浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。