苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料--纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是;仪器c的名称是,其作用是。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是。
(4)用和溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。
(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是。
硫代硫酸钠( )可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应:制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为,c中试剂为。
(2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是。
(3)d中的试剂为。
(4)实验中要控制生成速率,可以采取的措施有(写出两条)。
(5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的,不能过量,原因是。
碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置,在高温下x克钢样中碳、硫转化为、。
①气体的成分是。
②若钢样中硫以形式存在,中反应:高温1+3。
(2)将气体通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。
①氧化的化学方程式:。
②用溶液滴定生成的,消耗z mL溶液,若消耗1mL溶液相当于硫的质量为克,则该钢样中硫的质量分数:。
(3)将气体通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。
①气体通过和的目的是。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是。
氯气可与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉,也可在浓溶液条件下与石灰石反应生成较浓的HClO溶液。
Ⅰ.甲研究性学习小组利用氯气制少量漂白粉(如图所示):
(1)A仪器的名称是 ,所盛试剂是 。
(2)此实验结果所得Ca(ClO)2产率太低。经分析并查阅资料发现主要原因是在U型管中存在两个副反应:
①温度较高时氯气与消石灰反应生成了Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是 。此副反应的化学方程式为: 。
②写出另一个副反应的化学方程式 。为避免此副反应发生,可在BC之间加多一个装置,请在答题卷的方框中画出该装置,并标明所用的试剂。
Ⅱ. 乙研究性学习小组研究饱和氯水与石灰石的反应:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水(如图所示),充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;
②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。 经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。请回答:
(3)反应后所得的溶液漂白性增强的原因是 。
(4)依据上述实验可推知:②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还含有 。
氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一,氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。制备氮化硅可将硅粉放在氮气中加热至1000℃左右直接氮化制得,实验室制备氮化硅装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是
,a仪器的名称是
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式 ;
(3)装置B的作用是 ,装置C的作用是 ;
(4)已知氮化硅的化学性质稳定,但常温下易溶于
氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀和一种盐,请写
出此化学反应方程式: ;
(5)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和
表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项 |
a物质 |
b物质 |
c收集的气体 |
d中的物质 |
A |
浓氨水 |
NaOH |
NH3 |
H2O |
B |
浓硫酸 |
Na2SO3 |
SO2 |
澄清石灰水 |
C |
稀硝酸 |
Fe |
NO2 |
H2O |
D |
浓盐酸 |
KMnO4 |
Cl2 |
NaOH溶液 |
某化学课外研究小组拟对一种焰火原料(由两种短周期中的常见金属元素的单质组成的合金粉末)进行探究。请完成下列探究报告。
【探究目的】探究该焰火原料的组成
【资料检索】Mg2+检验的方法:取 2 滴待检液,加入 2 滴 2mol/LNaOH 溶液,再加入 2 滴镁试剂(I)染料(对硝基苯偶氮苯二酚)。若出现沉淀并吸附镁试剂(I)染料呈天蓝色,表示待测液中含有 Mg2+。注:Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+会妨碍 Mg2+的检测,Mg(OH)2可溶于 浓的氯化铵溶液,其他的常见不溶性碱难溶于氯化铵溶液。
【探究思路】确定该焰火原料所含金属种类
【实验探究】
(1)甲同学进行了初步试验,实验步骤和实验现象如下。请填写下表。
序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
① |
取少量该焰火原料,加入冷水 |
无明显现象 |
|
② |
取少量该焰火原料,加入稀盐酸 |
完全溶解,大量气体产生、溶液呈无色 |
|
(2)乙同学取甲同学第②组实验的溶液,加入镁试剂(I)染料,未见天蓝色物质。他得出合金中不含镁离子的结论。乙同学的结论(填“正确”或“错误”)你的理由是
(3)丙同学设计实验方案,确定焰火原料中的金属种类,实验记录如下
由丙同学的实验记录可知该焰火原料是由 和 两种金属组成的合金;实验中滤液加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸的理由是
碘在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用、0.2%淀粉溶液、、等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响.
已知:(慢) (快)
(1)向、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,与初始的物质的量需满足的关系为:n():n().
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验 序号 |
体积V/ml |
||||
溶液 |
水 |
溶液 |
溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
Vx |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中Vx=ml,理由是.
(3)已知某条件下,浓度c()~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其它条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c()~反应时间t的变化曲线示意图(进行相应的标注).
(4)碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料,该电池反应为:
已知:
则电池反应的=;碘电极作为该电池的极.
某兴趣小组的同学发现,将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合会产生蓝绿色沉淀。他们对沉淀的组成很感兴趣,决定采用实验的方法进行探究。
Ⅰ.【提出猜想】
猜想1:所得沉淀为 ;
猜想2:所得沉淀为 ;
猜想3:所得沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu(OH)2·nCuCO3]。
Ⅱ.【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水)。
Ⅲ.【实验探究】
步骤1:将所得悬浊液过滤,先用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,风干;
步骤2:取一定量所得固体,用如下装置(夹持仪器未画)进行定性实验;
Ⅳ.【问题讨论】
能证明猜想1成立的实验现象是 ;
(1)检查上述虚线框内装置气密性的实验操作是:关闭K, ;
(2)若在上述装置B中盛放无水CaCl2,C中盛放Ba(OH)2溶液,还可以测定所得沉淀的组成。
①C中盛放Ba(OH)2溶液,而不使用澄清石灰水的原因是 ;
②若所取蓝绿色固体质量为27.1 g,实验结束后,装置B的质量增加2.7 g,C中产生沉淀的质量为19.7 g 。则该蓝绿色固体的化学式为 。
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定,以下实验过程不完整,请补充完整。
(1)按上图组装仪器,并______________________________________________;
(2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
(3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,____________________________,
点燃A处酒精灯;
(4)充分反应后,撤掉酒精灯,________________________________________;
(5)测得反应后装置B增重2.25 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。
(1)步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
f.滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则测定结果偏大
(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1 KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。
利用某含铬废液[含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3]制备K2Cr2O7。
流程如下:
Ⅰ.用NaOH溶液调pH至3.6,产生红褐色沉淀,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入Na2SO3,一定操作后分离出Na2SO4;
Ⅲ.将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5,得到Cr(OH)3沉淀;
Ⅳ.在KOH存在条件下,向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液,得到黄色溶液;
Ⅴ.向黄色溶液中加入物质A后,溶液变为橙红色,一定操作后得到K2Cr2O7固体;
Ⅵ.测定K2Cr2O7固体的纯度。
已知:Cr2O72-(橙红色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+
(1)步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是 。
(2)步骤Ⅱ中加入Na2SO3的目的是 。
(3)步骤Ⅳ中反应的离子方程式是 。
(4)步骤Ⅴ中加入的物质A可以是 。(填序号)
a.KOH b.K2CO3 c.H2SO4 d.SO2
(5)步骤Ⅵ的操作是:取0.45 g K2Cr2O7产品配成溶液,酸化后滴入18.00 mL
0.50 mol/L的FeSO4溶液,恰好使Cr2O72-完全转化为Cr3+。产品中K2Cr2O7的纯度是 。(注:K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol)
(6)向橙红色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。试推测黄色沉淀是 ,溶液pH变小的原因是 。
(2014届安徽省“江南十校”高三3月联考理综化学试卷)
草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。回答下列问题:
I.兴趣小组对草酸亚铁晶体的分解产物进行实验和探究。探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出假设
假设一:___________; 假设二:全部是FeO ; 假设三:FeO和Fe混合物。
(2)设计实验方案证明假设三。
实验步骤 |
现象与结论 |
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量 ,充分震荡 |
若溶液颜色明显改编,且有 生成,则证明有铁单质存在 |
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色 |
|
步骤3:去步骤2得到少量固体与试管中,滴加 |
|
限选试剂:稀盐酸、新制的氯水、0.1mol.L-1CuSO4溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。
Ⅱ.兴趣小组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为:_______________
根据图象,如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g。某同学由此得出结论:假设二不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:______________________。
二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空:
40.实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是 (填写字母)。
41.若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠
g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠 g (保留一位小数)。
42.实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图:
碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:
已知:
试剂 |
Ca(OH)2 |
NaOH |
价格(元/kg) |
0.36 |
2.9 |
吸收SO2的成本(元/mol) |
0.027 |
0.232 |
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是 。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是 ,缺点是 。
43.在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。
某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应的实验。设计了如下图所示装置进行实验.已知:1.0 mol/L的Fe(NO3)3溶液的pH=1
请回答:
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为 。
(2)实验前鼓入N2的目的是 。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是_______,说明SO2具有____性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1:SO2与Fe3+反应;
观点2:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①若观点1正确,除产生沉淀外,还应观察到的现象是 。
②按观点2,装置B中反应的离子方程式是 。
③有人认为,如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确。此时应选择的最佳试剂是(填序号) 。
A.1 mol/L稀硝酸 |
B.1.5 mol/L Fe(NO3)2溶液 |
C.6.0 mol/L NaNO3溶液和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液 |
D.3.0 mol/L NaNO3溶液和0.1mol/L硫酸等体积混合的溶液 |
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象,请写出相应的化学方程式 、 。在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇催化反应是 反应。(填吸热或放热)
(2)甲和乙两个水浴作用不相同.甲的作用是 ;乙的作用是 。
(3)反应进行一段时间后,试管a中收集到的主要有机生成物是 。(写名称)若要检验试管a中能收集的该物质,进行的操作为 。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有 。(写结构简式)
要除去该物质,可向混合液中加入 (填写序号)。再通过 (填试验操作名称)即可除去。
A.水 | B.苯 | C.碳酸氢钠溶液 | D.四氯化碳 |
某些资料认为:NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑,他们从理论上分析过氧化钠和二氧化氮都有氧化性,根据化合价升降原则提出假设:
假设Ⅰ.过氧化钠氧化二氧化氮
假设Ⅱ.二氧化氮氧化过氧化钠
(1)小组甲同学设计实验如下:
①试管A中反应的化学方程式是 。
②待试管B中收集满气体,向试管B中加入适量 Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将余烬木条迅速伸进试管内,看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确;乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,在A、B之间增加一个装置,该装置的作用是 。
③乙同学用改进后装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失;余烬木条未复燃。得出结论:假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是 。
(2)丙同学认为NO易与O2发生反应,应更易被Na2O2氧化。
查阅资料:① 2NO+Na2O2=2NaNO2
②6NaNO2+3H2SO4=3Na2 SO4+ 2HNO3+4NO↑+2H2O;
③酸性条件下,NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+
丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①B中观察到的主要现象是 ,F装置的作用是 。
②在反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,目的是 。
③充分反应后,检验D装置中发生反应的实验是 。