某校化学课外小组用硫酸铁废液(含少量硫酸铜和稀硫酸),制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验.制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如图1
请根据题目要求回答下列问题:
(1)A的化学式为 .
(2)趁热过滤的目的是 .
(3)结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是 .
(4)实验室利用硫酸亚铁铵溶液[(NH4)2Fe(SO4)2]和草酸溶液反应生成草酸亚铁,草酸亚铁晶体(相对分子质量180)受热易分解,某课外小组设计如图2的实验装置来检验其分解产物.
①该装置中最不合理的部分 (填字母),原因是 .
②改用正确装置开始实验,B处变蓝,说明草酸亚铁晶体中有 ;C处有白色沉淀,E处黑色粉末变为红色,说明草酸亚铁分解产生 (填化学式).
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合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义.以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图.
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4•2H2O、KCl外,还需要 等原料
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:
(3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有 (填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料.
(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液.检验滤液中含有CO32﹣的方法是: .
(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:
温度(℃) | 0 | 20 | 60 |
K2SO4溶解的量(g) | 7.4 | 11.1 | 18.2 |
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K2SO4晶体 g
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是
A、熔点较低 b、能导电 c、能制冷 d、无毒
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是: .
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(16分)实验室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉状混合物,某兴趣小组为测定其中NH4HCO3的含量,设计了用在混合物中加酸的实验方法来测定其质量分数。回答以下问题:
⑴ 化学小组主要选用了下列药品和仪器进行实验。(图中每种仪器装置只选用了一次,铁架台等固定仪器未画出)
请按气流由左向右的方向,仪器连接顺序是(填仪器的接口字母a、b...)
a→________→________→________→________→ f →g → ________→________。
⑵ 实验开始,混合物加酸前,A装置需要鼓入空气,作用是 ________;加酸后A装置再次鼓入空气的作用是________。
⑶ E装置的作用是 ________。
⑷ 实验中,若C瓶中溶液褪色,则测定结果可能会偏 ________(填“高”或“低”)。为了确
保实验中C瓶溶液不褪色,若取样品的质量为m g,实验前 E中所装 a mol·L-1的KMnO4
溶液体积(V)不少于________ mL。
⑸ 若混合物样品质量为13.1 g,充分作用后碱石灰增重4.4 g,则混合物中NH4HCO3的质
量分数为 ________。
⑹ 从定量测定的准确性考虑,该套装置还应作进一步的改进是________。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Na~23 S~32
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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:①四氯化硅遇水极易水解;
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
③有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | BCl3 | AlCl3 | FeCl3 | PCl5 |
沸点/℃ | 57.7 | 12.8 | — | 315 | — |
熔点/℃ | -70.0 | -107.2 | — | — | — |
升华温度/℃ | — | — | 180 | 300 | 162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_____________________________________。
(2)装置A中g管的作用是______________;装置C中的试剂是____________;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是__________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的元素是_____________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
5Fe2++MnO4-+8H+====5Fe3++Mn2++4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂?___(填“是”或“否”),请说明理由_________________
②某同学称取5.000g残留物后,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol/L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是_______________。
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某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材(必修加选修》中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、熔点、沸点数据如下:
I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:________(填“合理”或“不合理”)。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试列是_______,反应的离子方程式为_________。
II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元家的化合价越低,某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出.在反应结束后的溶液中,逐滴加入4 mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。
试回答下列问题:
(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为______________;在DE段,沉淀的物质的最没有变化.则此阶段发生反应的离子方程式为_________________。
(2)B与A的差值为________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为________mL。
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(15分)二氯化二硫(S2C12)在工业上用于橡胶的硫化。为了在实验室合成S2C12,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:
①在110℃ ~ 140℃时,将干燥的氯气与硫反应可得到S2C12的粗产品。
②有关物质的部分性质如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 化学性质 |
S | 112.8 | 444.6 | |
S2C12 | -77 | 137 | S2C12遇水生成HCl、SO2、S,300℃以上完全分解; S2C12 + C12 2SCl2 |
SCl2 | -121 | 59.6(分解) |
设计实验装置如下图:
(1)仪器A,B的名称分别为______________,______________。
A中发生反应的离子方程式为________。
C中的试剂名称是______________;仪器D的作用是________。
(2)上图中装置不够完善,请你提出改进意见________;
利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(3)E中反应的化学方程式为_____________________________________________。
(4)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是_________________________,
在F中可能出现的现象是_________________________________________。
(5)S2C12粗品中可能混有的杂质是________、________、___________,为了提高S2C12的纯度,关键的操作是控制好温度和______________________。
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(12分)在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1~100nm之间)。下图所示A~E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题。
(1)写出实验室制取NH3的化学方程式 ________ 。
(2)实验室制取、收集干燥的NH3,需选用上述仪器装置的接口连接顺序是(选填字母):a接________,________接________ ,________接h;
(3)用如图所示装置也可以制取NH3,则圆底烧瓶中的固体可以选用(选填字母编号);
A.碱石灰 B.生石灰 C.无水氯化钙D.无水硫酸铜 E.烧碱
(4)向浓CaCl2溶液中通人NH3和C02气体制纳米级碳酸钙时,应先通人的气体是 ________,试写出制纳米级碳酸钙的化学方程式 ________ ;
(5)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级
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(16分)某同学利用下列装置实现铜与浓硝酸、稀硝酸反应,过程如下:
I. 取一段铜丝,用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu2(OH)2CO3]。
Ⅱ.将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状。
III.按如图所示装置连接仪器、检查气密性、装入化学试剂。
(1)过程I发生反应的离子方程式是________。
(2)写出过程III中检查气密性的方法________。
⑶过程III的后续操作如下:
①打开止水夹a和b,轻推注射器,使浓硝酸与铜丝接触,观察到的现象是________,一段时间后使反应停止的操作是________,关闭a,取下注射器。
②打开b和分液漏斗活塞,当玻璃管充满稀硝酸后,关闭b和分液漏斗活塞,打开a,观察到有气泡产生。稀硝酸充满玻璃管的实验目是________,该反应的离子方程式是________。
(4)另取3支盛满NO2气体的小试管分别倒置在盛有常温水、热水和冰水的3只烧杯中,发现液面上升的高度明显不一致。结果如下表所示(忽略温度对气体体积的影响):
①根据上表得出的结论是温度越________(填“高”或“低”),进入试管中的溶液越多。
②查阅资料:
a.NO2与水反应的实际过程为:2NO2+H2O=HNO3+HNO2 3HNO2 =HNO3+2NO+H2O;
b.HNO2不稳定。
则产生上述现象的原因是。
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(12分)如下图甲、乙是电化学实验装置。
(1) 若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
① 甲中石墨棒上的电极反应式为____________________________________________;
② 将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为____________________________________________。
(2) 若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
① 甲中铁棒上的电极反应式为______________________________________________。
②如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO4溶液(25 ℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入_____________ (填写物质的化学式)________g。
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(15分)某化学兴趣小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。
请回答下列问题:
(1)选择必要的仪器,按___________________________顺序连接好装置(填装置序号)。
(2)检验装置B气密性的方法:__________________________________。
(3)实验时,在点燃酒精喷灯前必须进行的操作是______________________,待装置E中出现_____________现象时,再点燃酒精喷灯,以上操作的目的是___________________。
(4)加热一段时间后观察到钠块表面变黑,继续加热后,钠燃烧,有白烟生成。两种产物中有一种是重要的化工原料,在玻璃工业中用量很大。则钠与二氧化碳反应的化学方程式是______________。
(5)上述实验生成的黑色物质与浓硫酸在一定条件下反应会生成一种大气污染物,可利用酸性KMnO4溶液来测定该气体在空气中的含量,反应的离子方程式__________________;判定反应是否需要指示剂(如果需要,选择何种指示剂,请描述现象。如果不需要,请说明理由。)___________________________________________________。
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