氯化亚铁具有独有的脱色能力,适用于染料、染料中间体、印染、造纸行业的污水处理。某课题小组设计如下方案制备氯化亚铁并探究氯化亚铁(Fe2+)的还原性。
方案Ⅰ:甲同学设计如下装置制备氯化亚铁。
已知:实验室常用氯化钠固体与浓硫酸共热制备氯化氢;氯化亚铁能与水蒸气剧烈反应。
(1)写出A中反应的化学方程式: _______________。B中盛装的试剂为____________________,D装置中四氯化碳的作用是_____________。
(2)实验过程中,观察到D中现象是___________________________________________。
用物理方法检验氯化亚铁产品中是否混有铁粉:______________。
(3)上述方案有明显不足,请你提出改进上述方案的建议:______________________。方案Ⅱ:乙同学选择下列装置用氯化铁制备少量氯化亚铁(装置可以重复使用,氯化铁遇水剧烈水解)。查阅资料知,在加热条件下,氢气还原氯化铁生成氯化亚铁和氯化氢。
(4)气流从左至右,装置接口连接顺序是a______________________________________。
(5)设计简单实验证明氢气和氯化铁已发生反应:__________________________________。
(6)为了探究上述实验制备的氯化亚铁(Fe2+)具有还原性,设计如下方案:
a.取少量氯化亚铁样品溶于蒸馏水,滴加酸性高锰酸钾溶液,观察现象
b.取少量氯化亚铁样品溶于蒸馏水,滴加酸化的双氧水和KSCN溶液,观察现象
c.取少量氯化亚铁样品溶于蒸馏水,滴加铁氰化钾溶液,观察现象
d.取少量氯化亚铁样品溶于蒸馏水,先加KSCN溶液,后加氯水,观察现象
上述方案合理的是________(填代号)。
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明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O,还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:
(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S 2Al 2O3 +9SO2,该反应的氧化剂是______________,若生成1molAl2O3,则转移的电子数为____________________。
(2)将标况下1.12L炉气通入100mL 0.5mol·L-1 NaOH溶液中,得到一种酸性溶液,则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为___________________________________。
(3)熟料溶解时反应的离子方程式为_________________________。
(4)母液中溶质主要成分的化学式为____________、_____________,溶液调节pH后经过滤、洗涤可得Al(OH)3沉淀,证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是 ________________。
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已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色,现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是:______ (填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是_________。
(2)如果要验证乙同学判断的正确性,请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂: A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液 C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液 E.硝酸银溶液 F.碘化钾淀粉溶液
实验方案 | 所选用试剂(填代号) | 实验现象 |
方案一 | ___________ | ___________ |
方案二 | ___________ | ___________ |
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是 ________,相应的离子方程式为 _________ 。
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氮化铬(CrN)薄膜具有韧性高、耐磨性好、涂层结合强度高、更好的抗高温氧化性和抗腐蚀性以及内应力低等优点,在汽车工业、航空航天等领域取得了很好的应用效果。某化学兴趣小组利用下列装置进行氮化铬的制备(部分夹持装置已略),回答下列问题:
(1)仪器x的名称为________,x中盛有的试剂为干燥剂,该干燥剂可以是________(填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.CaO d.无水CaCl2
(2)装置甲中CaO可用NaOH固体代替,其原因是_______________________________________________。
(3)若装置丙玻璃管中产生大量白烟,则发生反应的化学方程式为__________________________________。
(4)装置丁洗气瓶中水的作用是________________________________________。该装置是否合适?合适则写出合适的理由,不合适则说明改进措施:_____________________________________________________
(5)实验前,在装置丙中加入15.850g CrCl3,实验结束后,取出装置丙中的固体加热至质量不再减少,称量剩余固体质量为7.525g,则制备的产品纯度为______%(保留小数点后一位)。
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绿矾(FeSO4·7H2O)可作还原剂、着色剂、制药等,在不同温度下易分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色 晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃,氧化性及脱水性强于浓硫酸,能漂白某些有机染料,如品红等。回答下列问题:
(1)甲组同学按照上图所示的装置,通过实验检验绿矾的分解产物。装置C的作用是_______________。装置B中可观察到的现象是__________________________,甲组同学由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。
(2)乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨,认为需要补做实验。对甲组同学做完实验的B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中_____(填字母)。
A.不含SO2 B.可能含SO2 C.一定含有SO3
(3)丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解所得气态产物的装置:
丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A→_________________→H。能证明绿矾分解产物中有O2的检验方法是________________________。
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁的操作及现象__________________________。
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次硫酸氢钠甲醛(aNaHSO2•bHCHO•cH2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:
步骤1:在如图所示装置的烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。
步骤2:将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90℃下,反应约3h,冷却至室温,抽滤。
步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。
(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是___。
(2)步骤2中加入锌粉时有NaHSO2和Zn(OH)2生成。
①写出加入锌粉时发生反应的化学方程式:___。
②生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行,防止该现象发生的措施是___。
(3)冷凝管中回流的主要物质除H2O外,还有___(填化学式)。
(4)步骤3中次硫酸氢钠甲醛不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是___。
(5)步骤2抽滤所得滤渣的成分为Zn和Zn(OH)2,利用滤渣制备ZnO的实验步骤为:将滤渣置于烧杯中,___,900℃煅烧。(已知:Zn与铝类似,能与NaOH溶液反应;Zn2+开始沉淀的pH为5.9,沉淀完全的pH为8.9,pH>11时,Zn(OH)2能生成ZnO22-。实验中须使用的试剂有1.0mol•L-1NaOH溶液、1.0mol•L-1HCl溶液、水)
(6)产物组成测定实验:
准确称取1.5400g样品,溶于水配成l00mL溶液;取25.00mL样品溶液经AHMT分光光度法测得溶液吸光度A=0.4000(如图);另取25.00mL样品溶液,加入过量碘水后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到BaSO4固体0.5825g。
①样品溶液HCHO浓度为___mol•L-1。
②通过计算确定aNaHSO2·bHCHO•cH2O的化学式为___。
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氯化苄(C6H5CH2Cl)为无色液体,是一种重要的有机化工原料。现在实验室模拟工业上用甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄、分离出氯化苄并检验样品的纯度,其装置(夹持装置略去)如图所示:
回答下列问题:
(1)仪器E的名称是_____________;其作用是_______________________________________。
(2)装置B中的溶液为___________________。
(3)用恒压滴液漏斗代替分液漏斗的优点是__________________________________________。
(4)装置A中反应的离子方程式为__________________________________________________。
(5)反应结束后,关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,分馏出氯化苄,应选择温度范围为______℃。
物质 | 溶解性 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
甲苯 | 极微溶于水,能与乙醇、乙醚等混溶 | -94.9 | 110 |
氯化苄 | 微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂 | -39 | 178.8 |
二氯化苄 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚 | -16 | 205 |
三氯化苄 | 不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯 | -7 | 220 |
(6)检测氯化苄样品的纯度:
①称取13.00g样品于烧杯中,加入50.00mL 4 mol•L-1 NaOH水溶液,水浴加热1小时,冷却后加入35.00mL 40% HNO3,再将全部溶液转移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL溶液于试管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振荡,过滤、洗涤、干燥,称量固体质量为2.87g,则该样品的纯度为_____%(结果保留小数点后1位)。
②实际测量结果可能偏高,原因是__________________________________________________。
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碘化钠在医疗及食品方面有重要的作用。实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N2H·H2O)为原料制备碘化钠。已知:水合肼具有还原性。回答下列问题:
(1)水合肼的制备有关反应原理为:CO(NH2)2(尿素)+NaClO+2NaOHN2H4·H2O+NaCl+Na2CO3
①制取次氯酸钠和氧氧化钠混合液的连接顺序为__________(按气流方向,用小写字母表示)。
若该实验温度控制不当,反应后测得三颈瓶内ClO-与ClO3-的物质的量之比为5:1,则氯气与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为________。
②制备水合肼时,应将___________滴到 __________ 中(填“NaClO溶液”或“尿素溶液”),且滴加速度不能过快。
(2)碘化钠的制备采用水合肼还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示:
在“还原”过程中,主要消耗反应过程中生成的副产物IO3-,该过程的离子方程式为______________________________________。工业上也可以用硫化钠或铁屑还原碘酸钠制备碘化钠,但水合肼还原法制得的产品纯度更高,其原因是_________________________________。
(3)测定产品中NaI含量的实验步骤如下:
a.称取10.00g样品并溶解,在500mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中,然后加入足量的FeCl3溶液,充分反应后,再加入M溶液作指示剂:
c.用0.2100mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点(反应方程式为;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),重复实验多次,测得消耗标准溶液的体积为15.00mL。
①M为____________(写名称)。
②该样品中NaI的质量分数为_______________。
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某研究小组利用下图所示实验装置(部分加持装置已略去)制备无水CuCl2,并对实验过程中污染性气体进行处理。已知CuCl2易潮解。请回答以下问题:
(1)用上图五个装置制取CuCl2,其连接顺序为______________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)装置I中发生反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)装置III干燥管中氯化钙的作用是______________________________。
(4)实验开始时,先点燃装置________(填“I”或“II”)处的酒精灯。
(5)本实验中,用如图装置VI代替装置V是否可行______________(填 写“可行”或“不可行”)
(6)实验结束后,先关闭装置I处分液漏斗活塞, 再关闭装置IV的g处(用止水夹夹住),此时装置IV中长颈漏斗的作用是_________。
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氮化锶(Sr3N2)在工业上有广泛的应用,某学习兴趣小组拟设计以下两套实验方案制备氮化锶。已知: 锶与氮气在加热条件下反应产生氮化锶,氮化锶遇水剧烈反应产生氢氧化锶和氨气。方案Ⅰ:根据下列装置制备氮化锶。
回答下列问题:
(1)Sr在元素周期表中的位置是____________________
(2)写出A装置中饱和氯化铵溶液和NaNO2溶液反应的化学方程式__________________________
(3)按气流方向,写出装置的连接顺序为___________(装置可重复使用,填字母表示)。
(4)实验时先点燃_____处酒精灯(填“A”或“B”),一段时间后,点燃另一只酒精灯。
方案Ⅱ:某氮气样品可能含有少量的CO、CO2、O2等气体杂质,某同学设计如下装置制备氮化锶(各装置盛装足量试剂)。已知:醋酸二氨合亚铜CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2。
(5)试管Ⅲ盛装的试剂是_____________________(写试剂的名称)。
(6)测定产品纯度:取Xg产品,向其中加入适量的水。将产生的气体全部通入到浓硫酸中,浓硫酸增重mg,则产品纯度为______(用代数式表示)。
(7)有同学认为上述方法使测得产品纯度偏高,其原因是___________。
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