化学小组为探究在酸性溶液中的反应,利用如图装置进行实验:
I.排出装置内的空气。减缓的流速,向丁装置中通入和的混合气体。
Ⅱ.一段时间后,溶液变黄并出现浑浊。摇动锥形瓶、静置,苯与溶液边缘呈紫红色。
Ⅲ.持续向丁装置中通入和混合气体,溶液变为无色。
Ⅳ.再静置一段时间,取锥形瓶中水溶液,滴加溶液,产生白色沉淀。
回答下列问题:
(1)苯的作用为__________。排出装置内空气的具体操作为_________。
(2)向装置丁中缓慢通入的作用是__________。
(3)步骤Ⅱ反应的离子方程式为__________;步骤Ⅲ反应的离子方程式为______________。
(4)实验的总反应为_________,和在反应中的作用为___________。
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二氧化氯泡腾片是一种常用的含氯消毒剂,其主要成分是亚氯酸钠(NaClO2)。NaClO2的制备原理为:用SO2与NaClO3制取ClO2气体,再由ClO2在强碱性条件下与过量的H2O2反应制得(装置如图所示)。
已知:①NaClO2碱性溶液稳定,酸性溶液会分解
②无水NaClO2常温稳定,有水存在时加热到130°C分解;
③NaClO2饱和溶液在温度低于38°C时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38°C时析出晶体是NaClO2。
(1)装置C用于制备ClO2气体,同时生成NaHSO4,写出该反应的化学方程式:_______。
(2)将C中产生的ClO2通入装置D中制备NaClO2,反应温度需控制在3°C,写出该反应的离子方程式:____。
(3)反应结束后,将D中混合物减压蒸发浓缩,冷却结晶可获得NaClO2晶体。结晶时温度需保持在40~55°C,原因是_______。
(4)保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的措施有(写出一种即可)_____。
(5)装置C所得溶液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源,经处理后可获得芒硝(Na2SO4·10H2O)。请补充完整由装置C中所得溶液制取Na2SO4·10H2O的实验方案:_____________(实验中须使用的试剂和仪器有:NaOH溶液、冰水、pH计)。已知:Na2SO4的溶解度曲线如图所示。
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某化学兴趣小组的同学利用酸碱滴定法测定某变质烧碱样品(含Na2CO3杂质)中 NaOH 的质量分数。实验步骤如下:
(I)迅速地称取烧碱样品0.50 g,溶解后配制成100 mL溶液,备用。
(II)将0.1000 mol·L−1HCl标准溶液装入酸式滴定管,调零,记录起始读数V0;用碱式滴定管取 20.00mL 样品溶液于锥形瓶中,滴加 2 滴酚酞;以HCl 标准溶液滴定至第一终点,记录酸式滴定管的读数V1;然后再向锥形瓶内滴加2滴甲基橙,继续用 HCl 标准溶液滴定至第二终点,记录酸式滴定管的读数V2。重复上述操作两次,记录数据如下:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
V0/ mL | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
V1/ mL | 22.22 | 22.18 | 22.20 |
V2/ mL | 23.72 | 23.68 | 23.70 |
(1)步骤I中所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和__。酸式滴定管用蒸馏水洗净后、装入标准溶液并调零之前,应进行的操作是__。
(2)溶液中的H2CO3、、的物质的量分数随 pH 的变化如图所示:
酚酞和甲基橙指示剂的变色pH范围及对应颜色见表。
酚酞 | 无色 pH < 8.0 | 粉红 pH 8.0~9.8 | 红 pH > 9.8 |
甲基橙 | 红 pH < 3.1 | 橙 pH 3.1~4.4 | 黄 pH > 4.4 |
①滴定至第一终点时,溶液中含碳微粒的主要存在形式为__。
②滴定至第一终点的过程中,发生反应的离子方程式为__。
③已知:pKa1= −lgKa1,结合图像可知,H2CO3的pKa1约为__。
a.5.0 b.6.4 c.8.0 d.10.3
(3)下列有关滴定的说法正确的是__。
a.滴定至第一终点时,溶液中 c(H+)+c(Na+) = 2c() + c() + c(OH−)
b.滴定至第一终点时,溶液中 n(Cl−) +n() + n() + n(H2CO3) =n(Na+)
c.判断滴定至第二终点的现象是溶液由黄色变为橙色
d.记录酸式滴定管读数V1时,俯视标准液液面,会导致测得的NaOH质量分数偏低
(4)样品中NaOH的质量分数(NaOH) =__%(计算结果保留小数点后 1 位)
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呋喃甲酸()俗名糠酸,其在塑料工业中可用作增塑剂、热固性树脂等,在食品工业中可用作防腐剂,也可用作涂料添加剂、医药。呋喃甲酸可由呋喃甲醛制备,其制备原理如下所示:
反应1:
反应2:
已知:
Ⅰ.反应1是放热反应;
Ⅱ.乙醚的沸点是34.6 ℃,易挥发,遇明火易燃,其蒸气可使人失去知觉;
Ⅲ.呋喃甲酸的溶解度随温度的升高而升高,且升温过程中溶解度变化较大。
(实验步骤)
向三颈烧瓶中加入16.4 mL(约0.2 mol)呋喃甲醛,控制温度在8~12℃下滴加20 mL 40% NaOH溶液,并搅拌回流半小时。向反应混合物中加水使其恰好溶解,加入乙醚分离呋喃甲醇和呋喃甲酸盐,向水层中慢慢滴加浓盐酸,搅拌,析出结晶,并通过进一步提纯得到精产品9.5 g。
(1)若用如图装置作为反应1的发生装置,图中有一处明显错误的地方是__________。
(2)步骤①中,为控制反应温度在8~12℃,可采取的措施有:
①________________________________;②_______________________________。
(3)操作1的名称为________,要用到的玻璃仪器有________。
(4)在对乙醚层进行分离时,用下图中的________(填字母代号)装置更好,与另一装置相比,该装置具有以下优点:
①______________________;②__________________。
(5)经过结晶得到的粗呋喃甲酸若要进一步提纯,要经过热水溶解→活性炭脱色→蒸发浓缩→____→_____→抽滤→洗涤→干燥。
(6)呋喃甲酸的产率为____(保留三位有效数字)。
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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。加人冷水的目的是____________。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CuCl2• 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2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Cu(OH)2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___________________。
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亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含的质量计),某研究小组同学设计了如下实验方案。
I.称取样品W g;
II.向样品中加人足量稀硫酸:
III.将II中产生的,用足量溶液吸收;
IV.将III所得硫酸溶夜用氢氧化钠溶液滴定;
V.数据处理。
(1)是一种食品添加剂。写出与稀反应的离子方程式:____________
(2)步骤中H2O2的作用是 __________________________
(3)步骤N中可选用的指示剂为__________。下图显示滴定终点时,滴定管(量程为25mL)读数为_______________。
(4)步骤IV中消耗溶液V mL,则1 kg样品中含的质量是__________g(用含W、V的代数式表示)。
(5)此实验方案测得亚硫酸盐含量偏低,步骤II会产生该误差,请说明理由。(写出2条)_______________________。
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三氯乙醛(CCl3CHO)是生产农药、医药的重要中间体,实验室制备三氯乙醛的反应装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
相对分子质量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | |
C2H5OH | 46 | -114.1 | 78.3 | 与水互溶 |
CCl3CHO | 147.5 | -57.5 | 97.8 | 可溶于水、乙醇 |
CCl3COOH | 163.5 | 58 | 198 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 |
C2H5Cl | 64.5 | -138.7 | 12.3 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)恒压漏斗中盛放的试剂的名称是_____,盛放KMnO4仪器的名称是_____。
(2)反应过程中C2H5OH和HCl可能会生成副产物C2H5Cl,同时CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸继续氧化生成CCl3COOH(三氯乙酸),写出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化学方程式:_____。
(3)该设计流程中存在一处缺陷是_____,导致引起的后果是_____,装置B的作用是______。
(4)反应结束后,有人提出先将C中的混合物冷却到室温,再用分液的方法分离出三氯乙酸。你认为此方案是否可行_____(填是或否),原因是_____。
(5)测定产品纯度:称取产品0.36g配成待测溶液,加入0.1000mol•L−1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L−1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为_____(计算结果保留四位有效数字)。滴定原理:CCl3CHO+OH-=CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2=H++2I-+CO2、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
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二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等,广泛应用于航天、化工等领域中。实验室制备二茂铁的装置示意图如图所示:
已知:Ⅰ.二茂铁熔点是173 ℃,在100℃时开始升华;沸点是249℃。
Ⅱ.制备二茂铁的反应原理是:2KOH+FeCl2+2C5H6=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O。
实验步骤为:
①在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min;
②再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6,密度为0.95 g·cm-3),搅拌;
③将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液25 mL装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,45 min滴完,继续搅拌45 min;
④再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌;
⑤将c中的液体转入分液漏斗中,依次用盐酸、水各洗涤两次,分液得橙黄色溶液;
⑥蒸发橙黄色溶液,得二茂铁粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器c的名称是______。和普通分液漏斗相比,使用恒压滴液漏斗a的优点是______。
(2)步骤①中通入氮气的作用是_________。
(3)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是_________。
(4)步骤⑦是二茂铁粗产品的提纯,该过程在如图装置中进行,其操作名称为__________;为了确认得到的是二茂铁,还需要进行的一项简单实验是__________;
(5)若最终制得纯净的二茂铁4.3 g,则该实验的产率为________(保留小数点后一位)。
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒,临床常用于治疗荨麻疹,皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I:Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示:
(1)仪器a的名称是_______,仪器b的名称是_______。b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是_______
实验Ⅱ:探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。
资料:Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置 | 试剂X | 实验现象 |
Fe2(SO4)3溶液 | 混合后溶液先变成紫黑色,30s后几乎变为无色 |
(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+,通过_______(填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象:_______
实验Ⅲ:标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。平均分成3份,分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1
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中和滴定是化学定量实验之一。某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液,请填写下列空白:
(1)在中和滴定的过程中有如下操作:①用标准溶液润洗滴定管 ②往滴定管内注入标准溶液 ③检查滴定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗涤,则在操作过程中正确的顺序是__________________。(写序号)
(2)选用的指示剂是_____________________。(a、石蕊 b、甲基橙)
(3)用标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视______________________。
(4)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是_______________。
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液 |
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 |
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 |
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数 |
(5)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,请将数据填入下面表格的空白处。
滴定次数 | 待测氢氧化钠溶液的体积/ mL | 0.1000 mol/L 盐酸的体积/ mL | ||
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | 溶液体积/ mL | ||
第一次 | 25.00 | ________ | _________ | _________ |
第二次 | 25.00 | 2.00 | 28.08 | 26.08 |
第三次 | 25.00 | 0.22 | 26.34 | 26.12 |
(6)请根据上表中数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度:c(NaOH)=_____。
(7)滴定终点的判定依据是________________________________________。
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