某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性,设计了如下实验方案。装置如图(夹持仪器略):
实验方案:在两试管中分别加入过量镁条,同时将两注射器中的溶液注入相应试管中,观察产生氢气的速率和体积。
(1)盐酸与镁反应的离子方程式为____________________。
(2)在上述实验方案中有一明显欠缺,该欠缺是____________。
(3)在欠缺已经得到改正的方案下,反应起始时,产生氢气的速率关系应是____________;最终产生氢气体积的关系应是_______________。
(4)实验中产生的氢气体积比理论值高,可能原因是_______________________。
(5)通过比较起始反应的速率可以得出的结论是______________。
(6)除上述方法外,还可以通过其他方向比较盐酸和醋酸的酸性,请写出其中的一种方法_________。
氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。
请回答下列问题:
(1)写出该实验中产生氢气的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目:_______________。
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞_________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A.加热反应一段时间 | B.收集气体并检验其纯度 |
C.关闭分液漏斗活塞 | D.停止加热,充分冷却 |
(3)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为________________(填仪器接口的字母编号)。
(4)实验结束后,甲同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,于是甲同学判断上述实验中确有CaH2生成。请根据甲同学的现象写出CaH2与水反应的化学方程式______________________。乙同学发现将单质钙加入水中也能发生上述现象,因此乙同学认为不能证明确有CaH2产生,请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象______________________。
小明很喜欢化学实验课,今天要学习“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”。
(1)实验前小明预测说:Fe2+肯定既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是: 。
(2)小明欲用实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂:3%的H2O2溶液、锌粒、铜片、0.1mol·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。
①若小明计划在0.1mol·L-1FeCl2溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应和现象是: ________ (写离子方程式)、溶液由浅绿色变 色。
②实验中,小明发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选 滴入小明所得的混合液中,并通过溶液出现 色的现象,证明小明的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性,小明认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入FeCl2溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为: 。
(3)小明分析H2O2中氧元素显-1价(中间价),并提出疑问:H2O2与FeCl2的反应时,Fe2+还作氧化剂吗?
①请你为小明梳理相关问题:若Fe2+在反应中表现出氧化性应转化成 (填微粒符号,下同),若Fe2+在反应中表现出还原性应转化成 。
②实际上Fe2+的还原性较强,实验室的FeCl2溶液常因氧化而变质。除杂的方法是: ,相关反应的离子方程式: 。
【化学──选修2:化学与技术】
以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)依据工艺流程图判断下列说法不正确的是(选填序号字母)___________。
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 |
B.过量空气能提高SO2的转化率 |
C.排出的矿渣可供炼铁 |
D.使用催化剂能提高SO2的化学反应速率和转化率 |
E.设备I生成的气体经净化的主要目的是防止催化剂中毒
F.热交换器的目的是使SO2的热量传递给SO3,有利于SO2的氧化和SO3的吸收
(2)设备Ⅰ的名称为 ,燃烧黄铁矿的化学方程式为 。
(3)设备Ⅱ为接触室,采用常压而不采用高压的原因是 。在生产中,为提高催化剂效率采取的措施有 。
(4)设备Ⅲ为吸收塔,从顶部喷淋 吸收SO3,得到 ,不用水吸收SO3是为了 。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是 。
硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂、媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。常温下该物质在空气中易与水和二氧化碳反应,生成铜的碱式盐,使晶体变成绿色的粉末。下面为硫酸四氨合铜晶体的制备以及NH3和SO42-质量百分数的测定实验。
步骤一:硫酸四铵合铜晶体的制备
发生反应为:CuSO4 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]SO4·H2O + 3H2O 。现取10 g CuSO4·5H2O溶于14 mL水中,加入20 mL浓氨水, 沿烧杯壁慢慢滴加95%的乙醇。静置析出晶体后,减压过滤,晶体用乙醇与浓氨水的混合液洗涤,再用乙醇与乙醚的混合液淋洗,然后将其在60 ℃左右小心烘干。
步骤二:NH3的质量百分数的测定(装置如图所示)
称取0.250 g 样品,放入250 mL锥形瓶中,加80 mL水溶解。在另一锥形瓶中,准确加入30 mL 0.500 mol•L-1 HCl标准溶液,放入冰水浴中。从漏斗中加入15 mL 10% NaOH溶液,加热样品,保持微沸状态 1小时左右。蒸馏完毕后,取出插入HCl 溶液中的导管,用蒸馏水冲洗导管内外,洗涤液收集在氨吸收瓶中,从冰水浴中取出吸收瓶,加 2 滴酸碱指示剂,用0.500 mol•L-1的NaOH标准溶液滴定,用去NaOH标准溶液22.00 mL。
步骤三:SO42-质量百分数的测定
称取试样0.600 g置于烧杯中,依次加入蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液,水浴加热半小时。过滤,用稀硫酸洗涤。取下滤纸和沉淀置于已恒重的坩埚中在800-850℃灼烧至再次恒重,得到固体0.699 g。
(1)步骤一加入95%乙醇的作用为____________________________。此步骤进行两次洗涤操作,用乙醇与乙醚的混合液淋洗的目的为____________________。不采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备硫酸四氨合铜晶体的原因为__________________。
(2)步骤二装置中15 mL 10% NaOH溶液加热样品,保持微沸状态1小时左右的目的是_______________。通过此步骤测定NH3的质量百分数为_________________。此实验装置,如不使用空气冷凝管和冰水浴将使氨气的测定结果_______________(“偏高”、“不变”或“偏低”)。
(3)步骤二中,根据酸碱中和滴定曲线分析,此实验中所加入的酸碱指示剂为___________。
A.甲基橙 B.甲基红 C.酚酞
(4)步骤三中用稀硫酸洗涤的目的是_______________(用必要的方程式和文字说明)。该步骤中灼烧过程如果温度过高可生成一种有害气体和一种可溶于水的盐,写出该反应的化学方程式_________。
肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O):CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。
实验一:制备NaClO溶液
(1)将氯气通入到盛有NaOH溶液的锥形瓶中,锥形瓶中发生反应的离子方程式为________________。
实验二:制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度,将分液漏斗中的溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114 ℃馏分。(已知:N2H4·H2O+2NaClO===N2↑+3H2O+2NaCl)
(2)仪器X的名称是___________;分液漏斗中的溶液是___________(填“A”或“B”);
A.NaOH和NaClO混合溶液
B.CO(NH2)2溶液
选择的理由是_____________________________。
实验三:测定馏分中水合肼的质量分数
水合肼具有还原性,被氧化生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤:
a.称取馏分5.000 g,加入适量NaHCO3固体,经稀释、转移、定容等步骤,配制250 mL溶液。
b.移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入10 mL水,摇匀。
c.用0.2000 mol·L-1碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准溶液的体积。
d.进一步操作与数据处理。
(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式为_________________________________;
测定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是______________________。
(4)滴定时,碘的标准溶液盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00 mL,则馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为________(保留三位有效数字)。
由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a极材料应为____________,电极反应式为____________________。
(2)电解液c可以是(填编号)__________。
A.纯水 | B.NaCl溶液 | C.NaOH溶液 | D.CuCl2溶液 |
(3)d为苯,其作用为_________________。在加入苯之前对c应做如何简单处理?___________________。
(4)若c为Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象是__________________________。
某工厂现用锗(Ge)产品加工废料生产纳米GeO2,实验流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)操作X的名称为_________。Y溶液是一种在该流程中可循环利用的物质,该物质是_________。
(2)请补充完整第②步反应的离子方程式:
Ge2++________+H+===Ge4++________。
(3)若要将Fe(OH)3和Al(OH)3分离回收,需要用到的试剂有________(填化学式)。
(4)该锗产品加工废料中锗元素的质量分数不小于______________。
TMB是一种新型指纹检测的色原试剂,由碳、氢、氮三种元素组成,与氢气的相对分子质量之比为120。某研究性学习小组的同学欲利用下列仪器测定TMB的分子式。其主要过程为在足量氧气流中将4.80 g TMB样品氧化(氮元素转化为N2),再利用吸收剂分别吸收水蒸气和CO2。请从图中选择适当的装置(装置符合气密性要求,加热装置等已略去,其他用品可自选)。
(1)写出C中的化学反应方程式:_________________
(2)B 中试剂是 ,作用是________________________
(3)实验后称得A及以后的装置(均用A装置并假设每次吸收均是完全的)质量依次
增加3.60 g、14.08 g、0.14 g,则TMB的分子式为__________________________。
(4)除A外还需重复使用D装置,该装置内药品是 ,如果缺少该装置将引起 元素的计算值 (填“偏高”,“偏低”,“无影响”)
(5)该实验 (填“需要”、“不需要”)尾气处理,请写明理由____________
应用下列装置,在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通过水蒸气,就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”。
请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式: ;该氧化还原反应的氧化剂是 。
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是 。
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。
(4)检验溶液中是否含有三价铁离子用 溶液(写化学式),现象是 。
某NaCl样品中混有NaBr杂质,为了测定该NaCl样品的纯度,设计的实验过程如下图所示:
阅读上述实验过程,完成下列填空:
(1)下图装置是用来完成向溶液甲中通入过量Cl2的实验,在下面表格A、B、D下填写装置中所放的化学药品。
A |
→ |
B |
→ |
C |
→ |
D |
|
|
|
|
溶液甲 |
|
|
(2)萃取所需要的主要玻璃仪器是_______________;
(3)溶液甲中通入Cl2的化学方程式为 ;
(4)原固体样品中氯化钠的质量分数为__________________。
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H2SO4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
①按如图组装仪器, ;
②将10.0g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,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;
④充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却.
(1)补全步骤①的操作 .
(2)装置C的作用为 .
(3)测得反应后装置B增重2.7g,则铁矿石中氧的质量百分含量为 .
Ⅱ.
(1)步骤④中煮沸的作用是 .
(2)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 .
a.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
d.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
(3)若滴定过程中消耗0.5000mol•L﹣1的KI溶液25.0mL,则铁矿石中铁的质量百分含量为 .
某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为 。
(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为 ,
总反应的离子方程式为 。
有关上述(2)实验,下列说法正确的是(填序号) 。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。
此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为 。
过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供艇员呼吸之用,它与二氧化碳反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。某学生为了验证这一实验,以足量的大理石、足量的盐酸和1.95克过氧化钠样品为原料,制取O2,设计出如下实验装置:
(1)A中制取CO2的装置,应为下列图①、②、③中的图________________。
B装置的作用是_ 。为了检验E中收集到的气体,在取出集气瓶后, 。
(2)若E中的石灰水出现轻微白色浑浊,请说明原因:________________。
(3)反应完毕时,若测得E中的集气瓶收集到的气体为250 mL,又知氧气的密度为1.43 g/L,当装置的气密性良好的情况下,实际收集到的氧气体积比理论计算值__________(填“大”或“小”),相差约________mL(取整数值,所用数据均在标准状况下测定),这是由于__________________________。
肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O)。
CO(NH2) 2+ 2NaOH + NaClO = Na2CO3 + N2H4·H2O + NaCl
实验一: 制备NaClO溶液
(1)将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中,锥形瓶中发生反应的离子方程式是_______________;
实验二: 制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充 分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114℃馏分。
(已知:N2H4·H2O + 2NaClO = N2↑ + 3H2O + 2NaCl)
(2)分液漏斗中的溶液是 (填标号A或B);
A.NaOH和NaClO混合溶液
B.CO (NH2) 2溶液
选择的理由是 ;
实验三: 测定馏分中肼含量
水合肼具有还原性,可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤:
a.称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体,经稀释、转移、定容等步骤,配制250mL溶液。
b.移取25.00 mL于锥形瓶中,加入10mL水,摇匀.
c.用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d.进一步操作与数据处理
(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式 ;滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是
(4)滴定时,碘的标准溶液盛放在 滴定管中(选填:“酸式”或“碱式”) ;若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数
为 (保留三位有效数字);
(5)为获得更可靠的滴定结果,步骤d中进一步操作主要是: 。