(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂,使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是______。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的______。
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时就认定沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5mol·L-1]时溶液的pH为______,通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。
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过氧化钙(CaO2)常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白色的固体,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液,但溶于酸。某实验小组拟探究CaO2的性质及其实验室制法。
(1)实验探究CaO2与酸的反应。
操作 | 现象 |
向盛有4gCaO2的大试管中加入10mL稀盐酸得溶液a | 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体 |
取5mL溶液a置于试管中,滴入两滴石蕊溶液 | 溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍后溶液变为无色 |
①CaO2与盐酸反应的化学方程式为_____________。
②加入石蕊溶液后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的_____________。
(2)用如图所示装置制备过氧化钙,其反应原理为Ca+O2CaO2。
①请选择实验所需要的装置,按气流方向连接的顺序为_____________(填仪器接口的字母,上述装置可不选用也可重复使用)。
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:Ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;Ⅱ.打开分液漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后,_____________(填操作);Ⅳ.拆除装置,取出产物。
(3)利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2在碱性环境下制取CaO2的装置如图所示。
①NH3在Ca2+和H2O2的反应过程中所起的作用是_____________。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2•8H2O。过滤需要的玻璃仪器是_____________;将沉淀进行洗涤的操作为_____________。
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乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定:2MnO4-+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.1000 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 mL。
(1)滴定时,将酸性KMnO4标准液装在如图中的________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志是___________________。
(3)通过上述数据,求得x=________。
讨论:①若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的x值会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则由此测得的x值会________。
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实验小组研究Mg与NH4Cl溶液的反应,实验如下:
实验 | 试剂X | 现象 | |
Ⅰ | H2O | 产生极少气泡,Mg表面逐渐变暗,反应很快停止 | |
Ⅱ | 1mol/LNH4Cl溶液(pH=5) | 数分钟内持续产生较多气泡(经检验含有H2),溶液中出现大量白色固体,试管变热 |
(1)Ⅰ中Mg表面变暗,说明产生了Mg(OH)2固体。反应很快停止的原因是__。
(2)探究实验Ⅰ、Ⅱ产生气泡差异的原因。
假设一:NH4Cl溶液显酸性,c(H+)较大,与Mg反应速率较快。
①用离子方程式表示NH4Cl溶液显酸性的原因:___。
测定实验Ⅱ反应过程中溶液pH随时间的变化,结果如下:
②假设一__(填“是”或“不是”)实验Ⅰ、Ⅱ产生气泡差异的主要原因。
假设二:NH4Cl溶液中的NH溶解Mg(OH)2固体,使Mg能够持续与水反应。
进行实验:向1mol/LNH4Cl溶液中加几滴氨水,使溶液pH≈8,得到溶液a。向少量Mg(OH)2固体中加入2mL溶液a,固体溶解。
③有同学认为假设二的实验不严谨,需增加对比实验:__(填操作和现象),说明假设二正确。
④向NH4Cl溶液中加几滴氨水的目的是___。
(3)1min后,实验Ⅱ中还检测到少量NH3。
①检测NH3时要使用湿润的___试纸。
②气体中含有少量NH3的原因是__。
(4)Mg与NH4Cl溶液充分反应后,仍有大量Mg(OH)2固体生成。综合上述实验,解释Mg与NH4Cl溶液的反应比Mg与H2O的反应更剧烈的主要原因:__。
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84消毒液是一种以为有效成分的高效消毒剂,广范应用于家庭和公共区域的杀菌消毒。某品牌消毒液中含量的测定步骤如下:
步骤1:用滴定管量取消毒液原液于锥形瓶中。
步骤2:向锥形瓶中加入的和过量的溶液,立即加盖摇匀,置于暗处约。
步骤3:将步骤2中溶液加水稀释至,取出。立即用标准溶液滴定至溶液呈淡黄色,加入淀粉溶液作指示剂,继续滴加标准溶液至终点,记录标准溶液消耗的体积。(已知:)
将上述步骤3重复2次,测得的实验数据见下表。
次数 | 待测溶液体积 | 标准溶液体积 | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 1.00 | 24.00 | |
2 | 2.01 | 22.00 | |
3 | 3.00 | 23.01 |
(1)步骤2中发生反应的离子方程式为___________。
(2)滴定终点的现象是___________。
(3)步骤2未加盖摇匀,会使测定结果___________。(填“偏大”“编小”或“无影响”)
(4)计算该品牌消毒原液中的物质的量浓度___________(写出计算过程)
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某化学兴趣小组用下图所示装置进行探究实验制取乙烯并验证乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后,可观察到试管中溴水褪色,烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液体变为棕黑色。
(1)写出该实验中制取乙烯的化学方程式:_____________________。
(2)验证乙烯具有不饱和性的化学方程式是:_________________________
(3)甲同学认为:考虑到该混合液体反应的复杂性,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,其理由正确的是________(填字母序号)。
A.乙烯与溴水易发生取代反应
B.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
C.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
D.乙醇被氧化生成的气体产物,也会使溴水褪色
(4)乙同学对上述实验装置进行了改进,在Ⅰ和Ⅱ之间增加如图装置,则A中的试剂应为________,其作用是________,B中的试剂为________。
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蓝色钾盐水合物KaCub(C2O4)c·H2O(铜元素为+2价)的组成可通过下列实验确定:
步骤①:称取一定质量的样品置于锥形瓶中,加入适量2 mol·L-1稀硫酸,微热使样品溶解。再加入30 mL水加热,用0.0200 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液12.00 mL(的还原产物为Mn2+)。
步骤②:充分加热滴定后的溶液,冷却后,调节pH并加入过量的KI固体,溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI,发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
步骤③:加入少量淀粉溶液作指示剂,用0.0200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液15.00 mL,发生反应I2+2=2I-+
(1)若步骤②中未对滴定后的溶液进行加热,则测出的Cu2+的物质的量将____(填“偏大”、“偏小” 或“不变”) 。
(2)步骤③中滴定终点的现象是___________。
(3)通过计算确定a:b:c=___________。(写出计算过程)
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2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚由间苯二酚先磺化,再硝化,后去磺酸基生成。原理如图:
部分物质的相关性质如下:
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点/℃ | 水溶性(常温) |
间苯二酚 | 110 | 白色针状晶体 | 110.7 | 易溶 |
2-硝基-1,3-苯二酚 | 155 | 桔红色针状晶体 | 87.8 | 难溶 |
制备过程如下:
第一步:磺化。称取72.6g间苯二酚,碾成粉末放入三口烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将三口烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的)。
请回答下列问题:
(1)图1中冷凝管的进水口是______(填“a”或“b”);仪器c的名称是______。
(2)图1中仪器c是用来滴加______(填字母)。
A.浓硫酸 B.浓硝酸 C.浓硫酸和浓硝酸的混合物
(3)磺化步骤中温度范围控制在60~65℃比55~60℃更合适,原因是______。
(4)图2中的冷凝管是否可以换为图1中的冷凝管______(填“是”或“否”)。
(5)图2中虚线框内装置的作用是______。
(6)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯的物质必须具备下列条件中的______(填字母)。
A.易溶于水 B.不溶或难溶于水 C.难挥发性 D.与水蒸气不反应
(7)图2的圆底烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大而引起事故,又能防止__。
(8)本实验最终获得11.3g桔红色晶体,则2﹣硝基﹣1,3﹣苯二酚的产率约为_____。(保留3位有效数字)
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焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是生产、生活中重要的物质,受热易分解,实验室制备Na2S2O5的实验流程如下:
H2SO4SO2Na2S2O5溶液Na2S2O5晶体 Na2S2O5
(1)步骤一中一般用70%的H2SO4,H2SO4浓度过小或过大均不利于SO2的逸出,原因是_______。
(2)步骤二的实验装置如图:
①三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为_________。
②处理尾气,选用的最合理的装置(夹持装置已略去)为_______(填标号)。
(3)“操作1”包括的操作有低温蒸发、结晶、____、洗涤。洗涤时先用饱和SO2水溶液,再用无水乙醇,用饱和SO2水溶液、无水乙醇洗涤产品的共同优点是____,用无水乙醇洗涤的另外一个优点是_____。
(4)“步骤四”脱水需在N2的气氛中低温烘干,原因是______。
(5)用酸性KMnO4溶液______(填“能”或“不能”)鉴别出产品Na2S2O5中含有Na2SO4。
(6)产品纯度检验:取1.0 g Na2S2O5产品溶于水配成100 mL溶液,取上述配好的溶液25.00 mL,用0.1 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗24.00 mL碘标准液,该样品中Na2S2O5的纯度为_____。(其他杂质不参与反应)
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“84”消毒液能有效杀灭甲型H1N1病毒,某同学购买了一瓶某品牌“84”消毒液,仔细阅读瓶体标签并回答下列问题:
(1)该“84”消毒液的物质的量浓度为_________mol·L-1。
(2)取任意体积“84”消毒液,下列物理量不随所取体积的多少而变化的是_________(填字母)。若取出10 mL溶液加水稀释100倍,稀释前后保持不变的是_________(填字母)。
A.溶液中NaClO的物质的量
B.溶液中Na+的浓度
C.溶液中H2O分子的数目
D.溶液的密度
(3)某学生参阅标签,欲使用固体NaClO和蒸馏水配制480 mL该品牌“84”消毒液。下列说法正确的是_________(填字母)。
A. 该同学应选用480 mL的容量瓶配制溶液
B. 容量瓶用蒸馏水洗净后,未烘干就用于配制溶液,会导致浓度偏低
C. 定容时,加水超过刻度线,应立即用胶头滴管将多余的液体吸出
D. 配制过程中,未洗涤烧杯和玻璃棒,会导致浓度偏低
(4)某同学查阅资料获知,“84”消毒液的消毒原理是NaClO在一定条件下生成一种强氧化性的弱酸,该酸也可以由Cl2溶于水制得,其离子方程式为___________。
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