凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量.已知: .
回答下列问题:
(1)a的作用是________.
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是________.f的名称是________.
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水:打开 , 关闭 、 , 加热b,蒸气充满管路:停止加热,关闭 , g中蒸馏水倒吸进入c,原因是________;打开 放掉水,重复操作2~3次.
(4)仪器清洗后,g中加入硼酸( )和指示剂,铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭 , d中保留少量水,打开 , 加热b,使水蒸气进入e.
①d中保留少量水的目的是________.
②e中主要反应的离子方程式为________,e采用中空双层玻璃瓶的作用是________.
(5)取某甘氨酸( )样品m 克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为 的盐酸 ,则样品中氮的质量分数为________%,样品的纯度≤________%.
东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品.回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为________,3d能级上的未成对电子数为________.
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH 3) 6]SO 4蓝色溶液.
①[Ni(NH 3) 6]SO 4中阴离子的立体构型是________.
②在[Ni(NH 3) 6]SO 4中Ni 2+与NH 3之间形成的化学键称为________,提供孤电子对的成键原子是________.
③氨的沸点________(填"高于"或"低于")膦(PH 3),原因是________;氨是________分子(填"极性"或"非极性"),中心原子的轨道杂化类型为________.
(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:I Cu=1 958kJ•mol ﹣ 1、I Ni=1 753kJ•mol ﹣ 1,I Cu>I Ni的原因是________.
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示
①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________.
②若合金的密度为d g•cm ﹣ 3,晶胞参数a=________nm.
双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂.生产双氧水常采用蒽醌法,其反应原理和生产流程如图所示:
生产过程中,把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液,在一定温度、压力和催化剂作用下进行氢化,再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水.回答下列问题:
(1)蒽醌法制备H 2O 2理论上消耗的原料是________,循环使用的原料是________,配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是________.
(2)氢化物A中反应的化学方程式为________.进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为________.
(3)萃取塔D中的萃取剂是________,选择其作萃取剂的原因是________.
(4)工作液再生装置F中要除净残留的H 2O 2, 原因是________.
(5)双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO 4溶液测定,该反应的离子方程式为________,一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10g•cm ﹣ 3),其浓度为________mol•L ﹣ 1.
聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,如图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程.
回答下列问题
(1)废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁,铁锈的主要成分为________.粉碎过筛的目的是________.
(2)酸浸时最合适的酸是________,写出铁锈与酸反应的离子方程式________.
(3)反应釜中加入氧化剂的作用是________,下列氧化剂中最合适的是________(填标号).
A. |
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B. |
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C. |
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D. |
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(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时 水解程度弱,pH偏大时则________.
(5)相对于常压蒸发,减压蒸发的优点是________.
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,定义式为 (n为物质的量).为测量样品的B值,取样品 ,准确加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,以酚酞为指示剂,用 的标准NaOH溶液进行中和滴定(部分操作略去,已排除铁离子干扰).到终点时消耗NaOH溶液 .按上述步骤做空白对照试验,消耗NaOH溶液 ,已知该样品中Fe的质量分数w,则B的表达式为________.
煤燃烧排放的烟含有 和 , 形成酸雨、污染大气,采用 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝.回答下列问题:
(1) 的化学名称为________.
(2)在鼓泡反应器中通入含 、 的烟气,反应温度323K, 溶液浓度为 . 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表.
离子 |
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c/ |
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①写出 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________.增加压强,NO的转化率________(填"提高"、"不变"或"降低").
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐________(填"增大"、"不变"或"减小").
③由实验结果可知,脱硫反应速率________脱硝反应速率(填"大于"或"小于")原因是除了 和NO在烟气中初始浓度不同,还可能是________.
(3)在不同温度下, 溶液脱硫、脱硝的反应中 和NO的平衡分压 如图所示.
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均______(填"增大"、"不变"或"减小").
②反应 的平衡常数K表达式为________.
(4)如果采用 、 替代 ,也能得到较好的烟气脱硫效果.
①从化学平衡原理分析, 相比 具有的优点是________.
②已知下列反应:
则反应 (aq)的△H=________.
过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂.以下是一种制备过氧化钙的实验方法.回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是________.小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于________.
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是________(填标号).
A. | 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 |
B. | 玻璃棒用作引流 |
C. | 将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 |
D. | 滤纸边缘高出漏斗 |
E. | 用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加过过滤速度 |
(3)(二)过氧化钙的制备
步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈________性(填"酸"、"碱"或"中").将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是________.
(4)步骤③中反应的化学方程式为________,该反应需要在冰浴下进行,原因是________.
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是________.
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品.该工艺方法的优点是________,产品的缺点是________.
硫酸铁铵
是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持 ,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的 ,理由是________。分批加入 ,同时为了____________,溶液要保持 小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
硼酸
是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含
及少量
)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在 "溶侵"硼镁矿粉,产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。
(2)"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 离子,可选用的化学试剂是_________。
(3)根据H3BO3的解离反应: , ,可判断 是_______酸;在"过滤2"前,将溶液pH调节至3.5,目的是_______________。
(4)在"沉镁"中生成 沉淀的离子方程式为__________,母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
元素铬(Cr)在溶液中主要以 (蓝紫色)、 (绿色)、 (橙红色)、 (黄色)等形式存在, 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题:
(1) 与 的化学性质相似,在 溶液中逐滴加入 溶液直至过量, 可观察到的现象是 。
(2) 和 在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为 的 溶液中 随 的变化如图所示。
①用离子方程式表示 溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大, 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中 的平衡转化率减小,则该反应的 _________(填"大于""小于"或"等于")。
(3)在化学分析中采用 为指示剂,以 标准溶液滴定溶液中的Cl −,利用Ag +与 生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中 恰好完全沉淀(浓度等于 )时,溶液中 为_______ ,此时溶液中 等于__________ 。(已知 、 的 分别为 和 )。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用 将废液中的 还原成 ,反应的离子方程式为______________。
氮的氧化物( )是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生 成 , 某同学在实验室中对 与 反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_ , 反应的化学方程式为_ 。
②预收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→ (按气流方向, 用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的 充入注射器 中, 硬质玻璃管 中加入少量催化剂, 充入 (两端用夹 子 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 |
实验现象 |
解释原因 |
打开 , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中 |
(1)Y 管中 |
(2反应的化学方程式 |
将注射器活塞退回原处并固 定, 待装置恢复到室温 |
Y 管中有少量水珠 |
生成的气态水凝集 |
打开 |
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氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
Ⅰ.将浓 、 、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入 粉末。塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中, 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加 至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是 、 ,仪器b的进水口是 (填字母)。
(2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入 粉末并使用冰水浴,原因是 。
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是 。
(4)步骤Ⅲ中, 的作用是 (以离子方程式表示)。
(5)步骤Ⅳ中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是 。
(6)步骤Ⅴ可用 试纸检测来判断 是否洗净,其理由是 。
某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO 4•7H 2O ):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 |
Ni 2+ |
Al 3+ |
Fe 3+ |
Fe 2+ |
开始沉淀时(c=0.01 mol•L ﹣ 1)的pH 沉淀完全时(c=1.0×10 ﹣ 5mol•L ﹣ 1)的pH |
7.2 8.7 |
3.7 4.7 |
2.2 3.2 |
7.5 9.0 |
回答下列问题:
(1)"碱浸"中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属,用稀硫酸将"滤液①"调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。
(2)"滤液②"中含有的金属离子是 。
(3)"转化"中可替代H 2O 2的物质是 。若工艺流程改为先"调pH"后"转化",即 ,"滤液③"中可能含有的杂质离子为 。
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH) 2的K sp= (列出计算式)。如果"转化"后的溶液中Ni 2+浓度为1.0mol•L ﹣ 1,则"调pH"应控制的pH范围是 。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH.写出该反应的离子方程式 。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是 。
氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备
KClO 3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO 2粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 。c中化学反应的离子方程式是 ,采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
A.Na 2S B.NaCl C.Ca(OH) 2D.H 2SO 4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO 3晶体。
(5)取少量KClO 3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl 4振荡,静置后CCl 4层显 色。可知该条件下KClO 3的氧化能力 NaClO(填"大于"或"小于")。
苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:
名称 |
相对分子质量 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/(g•mL﹣1) |
溶解性 |
甲苯 |
92 |
﹣95 |
110.6 |
0.867 |
不溶于水,易溶于乙醇 |
苯甲酸 |
122 |
122.4(100℃左右开始升华) |
248 |
﹣﹣ |
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水 |
实验步骤:
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g (约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0g。
(3)纯度测定:称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.01000mol•L﹣1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
回答下列问题:
(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号)。
A.100mL B.250mL C.500mL D.1000mL
(2)在反应装置中应选用 冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是 。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是 ;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理 。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是 。
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是 。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为 ; 据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于 (填标号)。
A.70% B.60% C.50% D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中 的方法提纯。
化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许 离子通过,氯气的逸出口是 (填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X) ,X为HClO或ClO ﹣]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数K a值为 。
(3)Cl 2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl 2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl 2O的化学方程式为 。
(4)ClO 2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO 2、NaHSO 4、NaHCO 3的"二氧化氯泡腾片",能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO 2溶液。上述过程中,生成ClO 2的反应属于歧化反应,每生成1mol ClO 2消耗NaClO 2的量为 mol;产生"气泡"的化学方程式为 。
(5)"84消毒液"的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是 (用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为 kg(保留整数)。