(7分)某同学为了验证氢气还原氧化铜的反应产物,设计了如下图所示的实验装置。(1)写出编号仪器的名称:①________,②________。(2)浓硫酸的作用是_________________________________________________。(3)本实验需要加热的装置为________(填字母编号)。(4)写出装置C、D中可观察到的现象:C________,D________。(5)D中反应每生成1个水分子,转移的电子数为________。
软锰矿的主要成分为MnO2,工业可用其按如下方法制备高锰酸钾:a.将软锰矿初选后粉碎,与固体苛性钾混合,加入反应釜中敞口加热至熔融,并保持熔融状态下搅拌25~30 min,冷却得墨绿色熔渣(主要成分为K2MnO4);b.将熔渣粉碎,加入去离子水溶解,充分搅拌后过滤得墨绿色滤液1;c.取适量70%硫酸,加入滤液1中,边加边搅拌,直至不再产生棕褐色沉淀,过滤,得紫色滤液2;d.提纯滤液2即可得高锰酸钾粗品。根据上述内容回答下列问题:(1)步骤a中,反应物熔融状态下搅拌的目的是: ,用化学方程式表示出MnO2转化为K2MnO4的反应原理: 。(2)粉碎后的软锰矿与苛性钾置于 中进行加热。A.陶瓷反应釜 B.石英反应釜 C.铁制反应釜(3)写出步骤c中反应的离子方程式: 。(4)步骤d中由滤液2得到高锰酸钾粗品的主要操作步骤是: 。(5)若将母液循环使用,可能造成的问题是: 。(6)早先有文献报道:步骤a中加入KClO3固体会缩短流程时间以及提高高锰酸钾的产率,但从绿色化学角度考虑后,现在工厂中一般不采用此法,你认为这种方法不符合绿色化学的原因是: 。
铁是人类目前使用最多的金属,可以形成多种氧化物。某实验小组欲利用氢气还原法测定某铁的氧化物(FexOy)的组成,根据实验内容回答下列问题:I.定性分析:氧化物中铁元素的价态(1)取适量该氧化物溶于过量的 (填“稀硫酸”、“稀盐酸”或“稀硝酸”),取少量溶液分别装入两支洁净的试管甲、乙中。甲试管中加入高锰酸钾溶液,乙试管中加入硫氰化钾溶液,能证明该氧化物中同时含有Fe2+、Fe3+的现象是: 。II.定量分析:氧化物的组成(2)按各部分仪器在该实验中的作用分析:装置E中盛放的药品是 ,作用是 。(3)实验装置用上面所列仪器组成,按氢气流向的连接顺序是(括号中填入接口字母):a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )(4)实验前,将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙,这样做的目的是: ,若缺少此步骤,会导致x : y (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(5)称取烘焙后样品3.04 g,与氢气充分反应后生成水0.9 g,则该样品的组成为: 。
过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜(杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。查阅资料:氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。氯化铜:从水溶液中结晶时,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在26~42℃得到二水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→ 、 → h 、i → 、 → 。②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先 后 ,这样做的目的是 。(2)分析流程:①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是 ;②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号) 。a.NaOH b.NH3·H2O c.CuO d.CuSO4③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:加少量盐酸、蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式: 。此反应只能微热的原因是 。(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率 ;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因 。
硫酸亚铁铵又称莫尔盐,是浅绿色晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定,是常用的Fe2+试剂。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其组成,他们进行了以下实验。 Ⅰ.莫尔盐的制取 (把图中“一定实验步骤”换成“加热蒸发、浓缩结晶”) 请回答下列问题。 (1)废铁屑中含氧化铁,无需在制备前除去,理由是__________________(用离子方程式回答),实验前都需将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸,倾倒出液体,用水洗净铁屑。从以下仪器中选择组装,完成该操作必需的仪器有________(填编号)。 ①铁架台 ②玻璃棒 ③广口瓶 ④石棉网 ⑤烧杯 ⑥漏斗 ⑦酒精灯 (2)步骤2中加热方式 (填“直接加热”﹑“水浴加热”或“沙浴”);必须在铁屑少量剩余时,进行热过滤,其原因是 。 II.莫尔盐组成的测定 ①将摩尔盐低温烘干后,称取7.84 g加热至100℃失去结晶水,质量变为5.68 g。 ②选择下图所示的部分装置连接起来,检查气密性后,将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中,再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液,充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68 g。 ③向A中加入适量3%的H 2 O 2溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,测得其质量为1.6 g。 根据上述实验回答下列问题。 (3)步骤②中,选择的装置是A接_______接_______(填代号),A装置中未使用分液漏斗的理由是______________。 (4)向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_______;吸收A中产生的气体所用试剂应是_______。实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收以准确测量其质量,他们在A中反应停止后再进行的操作是______________。 (5)根据上述实验数据计算,摩尔盐中=_______。
(14分)丁酸异戊酯又称香蕉油,多用于食品和化妆品的香精,实验室用正丁酸与异戊醇反应制备丁酸异戊酯,有关数据和装置示意图如下:实验步骤:①如图连接好装置,在三颈烧瓶中加入0.2 mol异戊醇和0.1 mol正丁酸、数滴浓硫酸、5 ML苯和2-3片碎瓷片。充分摇匀,分水器内加入异戊醇直至与支管相平;②在122-.132℃下回流反应1.5 h即可得粗产品;③冷却后用10%的NaOH溶液中和,用水洗至中性,加入无水硫酸镁后蒸馏得较纯净的丁酸异戊酷11 g.回答下列问题:(1)图中A仪器的名称是 ,冷却水应从 (选择a或b)口进。(2)在该实验中,三颈烧瓶的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。A.50 mL B.100 ML C.200 mL(3)加入碎瓷片的作用是 ;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是 (填入正确选项前的字母)。A.冷却后补加 B.立即补加 C.不需补加 D.重新配料(4)加入过量异戊醇的目的是 ,分离提纯过程中加入无水硫酸镁的目的是 。(5)在蒸馏得较纯净的丁酸异戊酯操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填标号)。(6)本实验的产率是 。(保留三位有效数字)