用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化):
(1)该实验探究的是________因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO4-)=________ mol·L-1。(假设混合溶液体积为50 mL)
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定________来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率变化如下图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂、②________。
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用图装置(气密性好)研究钠与氯气的反应。
实验步骤:
①将一定量浓盐酸滴在KMnO4粉末上,立即产生黄绿色气体。
②待黄绿色气体均匀充满集气瓶时,关闭止水夹。
③再向钠粒上滴2滴水,片刻后钠燃烧,产生白烟,白色固体附着在集气瓶内壁上。
(1)步骤①,黄绿色气体是氯气,则KMnO4的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)步骤③,引起钠燃烧的原因是____________。
(3)生成白色固体的化学方程式是______________。
(4)结合离子方程式说明NaOH溶液的作用是_______________。
(5)实验结束后,甲同学在安全、环保的理念指导下,仅用上图装置就完成了集气瓶内残余氯气的处理,其操作是____________。
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利用如图所示的装置和其他必要的仪器用品,完成下列实验。
已知2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,该实验证明氨气具有还原性。
(1)碱石灰的作用是______________,倒扣漏斗的作用是___________________。
(2)浓氨水与固体NaOH接触,会逸出大量氨气原因是______________________。
(3)硬质玻璃管中可观察到的实验现象是_________________________________。
(4)常温下,若氨水与稀硫酸恰好完全中和,则所得溶液中各离子浓度的大小顺序为_________。
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氮化铝(AlN)是一种性能优异的新型材料,在许多领域有广泛应用,前景广阔。某化学小组模拟工业制氮化铝原理欲在实验室制备氮化铝并检验其纯度。查阅资料:
①实验室用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液共热制N2:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。
②工业制氮化铝:Al2O3+3C+N2高温,2AlN+3CO,氮化铝在高温下能水解。
③AlN与NaOH饱和溶液反应:AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑。
Ⅰ.氮化铝的制备
(1)实验中使用的装置如上图所示,请按照氮气气流方向将各仪器接口连接:e→c→d→a→b→____________________(根据实验需要,上述装置可使用多次)。
(2)B装置内的X液体可能是_____________,E装置内氯化钯溶液的作用可能是_____。
Ⅱ.氮化铝纯度的测定
(方案ⅰ)甲同学用如图装置测定AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。
(3)为准确测定生成气体的体积,量气装置(虚线框内)中的Y液体可以是________。
a.CCl4 b.H2O
c.NH4Cl饱和溶液 d.植物油
(4)若装置中分液漏斗与导气管之间没有导管A连通,对所测AlN纯度的影响是________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(方案ⅱ)乙同学按以下步骤测定样品中AlN的纯度。
(5)步骤②通入过量________气体。
(6)步骤③过滤所需要的主要玻璃仪器有____________。
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正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如图装置合成正丁醛。
发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO,反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ | 密度/(g·cm-3) | 水中溶解性 | |
正丁醇 | 117.2 | 0.810 9 | 微溶 |
正丁醛 | 75.7 | 0.801 7 | 微溶 |
实验步骤如下:将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中,加30 mL水溶解,与5 mL浓硫酸形成混合溶液,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95 ℃,在E中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77 ℃馏分,产量2.0 g。回答下列问题:
(1)实验中,Na2Cr2O7溶液和浓硫酸添加的顺序为_______。
(2)加入沸石的作用是_____________。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是__________。
(3)上述装置图中,D仪器的名称是________,E仪器的名称是________。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________。
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,正丁醛在_______层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90~95 ℃,其原因是___________。
(7)本实验中,正丁醛的产率为________%(结果保留两位小数)。
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环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为____________,现象为__________________。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为________________________,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因为________________________(填序号)。
a.浓硫酸易使原料碳化并产生
b.污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c.同等条件下,用比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B的作用为____________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是____________。
(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,____________,弃去前馏分,收集83℃的馏分。
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向环己烯样品中加入定量制得的,与环己烯充分反应后,剩余的与足量作用生成,用的标准溶液滴定,终点时消耗标准溶液(以上数据均已扣除干扰因素)。
测定过程中,发生的反应如下:
①
②
③
(5)滴定所用指示剂为____________。样品中环己烯的质量分数为____________(用字母表示)。
(6)下列情况会导致测定结果偏低的是____________(填序号)。
a.样品中含有苯酚杂质
b.在测定过程中部分环己烯挥发
c.标准溶液部分被氧化
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咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ℃,100 ℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%,单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示:
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是______________,圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒______________。
(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是__________,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是_____。
(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是______________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有______________(填标号)。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管C.接收瓶D.烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和______________和吸收________。
(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是______________。
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某同学设计了一个简单的实验(如图所示),以测定镁铝合金中铝的质量分数。可供选用的试剂有:浓H2SO4、浓硝酸、6 mol·l-1NaOH溶液。
请填写下列空白:
(1)有关实验操作:a、往试管中放入适量的铝合金样品;b、从分液漏斗往试管中加入过量的A溶液;c、检查装置的气密性;d、测定收集到的水的体积。
正确的操作顺序为_________________________________________。
(2)A溶液可选用________________________________________
(3)若实验中测得样品的质量为W g ,氢气的体积为a L(标准状况),则样品中Al的质量分数为_______________________________________。
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利用如图所示的装置和其他必要的仪器用品,完成下列实验。
已知2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,该实验证明氨气具有还原性。
(1)碱石灰的作用是______________,倒扣漏斗的作用是___________________。
(2)浓氨水与固体NaOH接触,会逸出大量氨气原因是______________________。
(3)硬质玻璃管中可观察到的实验现象是_________________________________。
(4)常温下,若氨水与稀硫酸恰好完全中和,则所得溶液中各离子浓度的大小顺序为_________。
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在一试管中放入几小块镁片,把试管放入盛有25 ℃的饱和石灰水的烧杯中,用胶头滴管滴入5 mL1 mol/L盐酸于试管中。试回答下列问题:
(1)实验中产生的现象是_________。
(2)产生上述现象的原因是____________。
(3)写出有关的离子方程式:____________。
(4)由实验推知:MgCl2溶液与H2的总能量________(填“<”“>”或“=”)镁片和盐酸的总能量。
(5)实验室制氢气常用____________,为什么不用镁的原因是____________。
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