二茂铁可用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂等。实验室制备二茂铁装置示意图如图一:
已知:①二茂铁熔点是173℃,在100℃时开始升华;沸点是249℃
②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25g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60mL无水乙醚到烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10min;
②再从仪器a滴入5.5mL新蒸馏的环戊二烯(C5H6,密度为0.95g/cm3),搅拌;
③将6.5g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲亚砜,作溶剂)配成的溶液25mL装入仪器a中,慢慢滴入仪器c中,45min滴完,继续搅拌45min;
④再从仪器a加入25mL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b的名称是___。
(2)步骤①中通入氮气的目的是___。
(3)仪器c的适宜容积应为(选编号):___。
①100mL ②250mL ③500mL
(4)步骤⑤用盐酸洗涤的目的是___。
(5)步骤⑦是二茂铁粗产品的提纯,该过程在图二中进行,其操作名称为___;该操作中棉花的作用是___。
(6)若最终制得纯净的二茂铁4.3g,则该实验的产率为___(保留三位有效数字)。
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工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3,为检验FeSO4高温分解的产物,并进行有关探究实验,回答下列问题:
实验一:高温分解FeSO4,利用如图1所示的实验装置进行实验。
已知:①SO2熔点为-72℃,沸点为-10℃;②SO3熔点为-16.8℃,沸点为44.8℃。
(1)连接装置,检验气密性良好,放入药品,通入一段时间N2然后加热,通入N2的目的是___。
(2)隔绝空气加热至650℃,看到B中有白色沉淀,D试管中有无色液体,硬质玻璃管中的固体变为___,同时有两种无色气体生成,写出该反应的化学方程式___。
(3)反应完毕后,停止加热冷却后,取硬质玻璃管中固体,加盐酸,反应的离子方程式是___,将反应后所得溶液滴入D试管中,溶液变为浅绿色,该反应的离子方程式是___。
实验二:探究高温分解FeSO4生成的气体
(4)用如图2所示装置设计实验,验证高温分解FeSO4生成的气态物质
①按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c-___。
②试剂X的名称是___。
③充分反应后,利用装置 III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的FeSO4的质量,向圆底烧瓶中逐渐滴入氯化钡溶液,直到沉淀完全;然后过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,烘干并冷却至室温,称重.若最终得到沉淀的质量为Wg,则已分解的FeSO4的质量__g。
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碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料,其化学式一般可表示为Cu(OH)2•xCuCO3。某实验小组设计如下几个实验方案,测定碱式碳酸铜的组成,完成下列填空。
[方案一]用如图实验装置进行实验(夹持仪器省略),先通一段时间氮气,然后加热,加热完毕,再通一段时间氮气。
加热完毕再通一段时间氮气的作用是___。
若实验取14.200g样品,B装置增重0.900g,C装置增重3.300g,则x=___。
[方案二]用如图装置测定碱式碳酸铜与足量稀硫酸反应生成CO2的体积。
为了减小实验误差,量气管中液体M的选择原则是___。
通过实验,测得该试样中x值偏低,产生这种现象的原因可能是___
a.CO2气体中含有水蒸气
b.测定气体体积时未冷却至室温
c.Y型管中留有反应生成的气体
d.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
[方案三]该小组同学又用如下方案测定碱式碳酸铜的组成。
煮沸的目的主要是___。
若滴定时NaOH加入过量,则x值___(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
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次硫酸氢钠甲醛(aNaHSO2⋅bHCHO⋅cH2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。某化学兴趣小组以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛。已知次硫酸氢钠甲醛易溶于水,微溶于乙醇,具有强还原性,且在120℃以上会发生分解。实验装置(如图1所示)及步骤如下:
I.在三颈烧瓶中加入一定量的Na2SO3和水,搅拌溶解后缓慢通入SO2,制得NaHSO3溶液。
II.将装置A中导气管换成橡皮塞。向三颈烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量37%的甲醛溶液,不断搅拌,在80~90℃左右的水浴中反应约3h后趁热过滤,试剂X洗涤。
III.将滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;往滤液中加入适量试剂Y,析出晶体,过滤;合并滤渣,试剂Z洗涤,干燥得到产品。
请回答下列问题:
(1)Na2SO3水溶液中,含硫微粒H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示,则步骤I中确定何时停止通SO2的实验操作为___。
(2)下列说法中正确的是___。
A.B中烧杯中盛放的试剂可以是NaOH溶液
B.试剂Y是无水乙醇;试剂X与试剂Z都是乙醇的水溶液
C.冷凝管内冷凝回流的主要物质是HCHO
D.步骤III中所选择的干燥操作应为真空干燥
(3)步骤II中的水浴加热相比于与酒精灯直接加热,除了有使三颈烧瓶受热更均匀、较低温度下减少产物的分解之外,还有___的优点。化学兴趣小组的同学为完成所设计的实验,除图1中装置仪器外,还需要使用到的仪器有___。
(4)步骤III中蒸发浓缩时应注意的问题有___(并简要说明理由)。
(5)AHMT分光光度法常用于测定溶液样本中甲醛的浓度。其原理是:甲醛与AHMT溶液在碱性条件下缩合后,经高碘酸钾氧化成一种紫红色化合物,其对特定波长光的吸收程度(即色泽深浅)与甲醛在一定浓度范围内成正比。现测得该紫红色化合物的吸光度A与HCHO标准溶液的浓度关系如图3所示:
该化学兴趣小组的同学设计了如下实验确定次硫酸氢钠甲醛的组成:
I.准确称取1.5400g样品,完全溶于水配制成100mL溶液
II.取25.00mL所配溶液经AHMT分光光度法测得溶液吸光度A=0.4000
III.另取25.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后,再加入BaCl2溶液充分反应,得到0.5825g白色沉淀。其反应原理为:
aNaHSO2•bHCHO•cH2O+I2→NaHSO4+HI+HCHO+H2O(未配平)。
①通过计算可知次硫酸氢钠甲醛的化学式为___。
②结合三颈烧瓶内发生的合成反应产物分析,题干的步骤II中,不断搅拌的目的为:___。
③若向吊白块溶液中加入氢氧化钠,甲醛会发生自身氧化还原反应,生成两种含氧有机物。写出该反应的离子方程式___。
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某课外活动小组根据镁与CO2的反应设计实验探究镁与NO2的反应。
甲同学推测产物是MgO和N2;
乙同学推测产物除了MgO和N2外,固体中还可能含有Y。
该小组同学设计了以下装置探究镁与NO2反应的固体产物,并测定其组成。
(1)实验开始时,先关闭止水夹后打开弹簧夹,再打开分液漏斗活塞,当硬质玻璃管充满红综色气体后,打开止水夹,关闭弹簧夹,最后点燃酒精灯。这样做的目的是___________________________________________________________
(2)装置B中的试剂可以选用________
A、浓硫酸 B、无水氯化钙 C、五氧化二磷 D、碱石灰
(3)装置C中盛装氢氧化钠溶液的作用是:___________________________________
(4)为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是①气体恢复至室温再读数;②_______________________________;③______________________________。
(5)实验结束后,同学们将固体产物取出与水反应,发现有刺激性气味的气体产生,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。说明乙组同学推测正确,请写出Y与水反应的化学方程式__________________________________
(6)若初始加入镁粉质量为3.6 g,在足量的NO2中充分反应后 ,收集到N2体积为448mL (标准状况),则产物中MgO的质量是_________
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碱式碳酸铜[Cu(OH)2•CuCO3]是一种用途广泛的化工产品,实验室制备碱式碳酸铜的反应原理为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu(OH)2•CuCO3↓+CO2↑+2Na2SO4。回答下列问题:
(1)配制100mL浓度均为0.50mol•L-1的CuSO4溶液和Na2CO3溶液,需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管和___。
(2)取50mL0.50mol•L-1CuSO4溶液加入50mL0.50mol•L-1Na2CO3溶液中,反应后烧杯底部出现大量蓝绿色沉淀。设计实验证明蓝绿色沉淀中混有难溶于水的碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4],实验步骤是:过滤,___。
(3)按最佳配比 n(CuSO4)︰n(Na2CO3)=1︰1.2进行实验,反应15min,所得实验结果如下:
温度/℃ | 60 | 65 | 75 | 80 | 90 |
沉淀量/g | 1.295 | 1.303 | 1.451 | 1.340 | 1.292 |
分析75℃时沉淀量最多的原因:___。
(4)查阅资料可知碱式碳酸铜的组成有多种,可用xCu(OH)2•yCuCO3表示。某小组利用以下装置测定某碱式碳酸铜样品的组成:
①A中发生反应的化学方程式是___。
②加热时持续通入N2的目的是___。
③称取32.0g样品,充分反应后得到24.0g残留物,B增重3.6g,C增重4.4g。该样品的化学式为___。若对调B和C装置的位置,___(填“能”或“不能”)测算出该样品的化学式。
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某实验室废液含、Na+、Fe3+、Cr3+、、等离子,现通过如下流程变废为宝制备K2Cr2O7。
已知:
(a);
(b)金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Cr3+ | 4.9 | 6.8 |
请回答:
(1)某同学采用纸层析法判断步骤①加入KOH的量是否合适。在加入一定量KOH溶液后,用毛细管取样、点样、薄层色谱展开、氨熏后的斑点如图所示。加入KOH最适合的实验编号是(实验顺序已打乱)________,C的斑点颜色为________。
(2)步骤②含Cr物质发生的主要反应的离子方程式为________________________。
(3)在下列装置中,②应选用________。(填标号)
(4)部分物质的溶解度曲线如图2,步骤⑤可能用到下列部分操作:a.蒸发至出现大量晶体,停止加热;b.冷却至室温;c,蒸发至溶液出现晶膜,停止加热;d.洗涤;e.趁热过滤;f.抽滤。请选择合适操作的正确顺序________。
(5)步骤⑤中合适的洗涤剂是________(“无水乙醇”、“乙醇-水混合液”、“热水”、“冰水”)。
(6)取mg粗产品配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,用cmol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定(杂质不反应),消耗标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液VmL,则该粗产品中K2Cr2O7的纯度为________。
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(1)某学习小组利用下图装置制取氯气并探究其性质。
①甲装置中反应的化学方程式是_____________________________________;
②证明乙装置中FeCl2溶液与Cl2发生了反应的实验方法是(只注明试剂、现象)__________________________________________________________;
③丙装置中通入少量Cl2,可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸,则丙中反应的化学方程式是____________________________________。
(2)有一瓶长期放置的漂白粉,请利用以下仪器和试剂,完成该漂白粉成份的探究。
试管、胶头滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、1mol·L-1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。
(提出假设)假设一:该漂白粉未变质,含CaCl2、Ca(ClO)2;
假设二:该漂白粉全部变质,含________________;
假设三:该漂白粉部分变质,含CaCl2、Ca(ClO)2、CaCO3 。
(进行实验)在答题卡上完成下表(不必检验Ca2+、Cl-):
实验步骤 | 预期现象和结论 | |
① | 用A试管取少量澄清石灰水备用,用B试管取少量样品,再向B试管___________________________ | 若无气体放出且澄清石灰水未见浑浊,则假设一成立;______________________________ |
② | __________________________ | ___________________________________________ |
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部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示:
Cu(OH)2 | CuOH | CuCl | Cu2O | |
颜色 | 蓝色 | 黄色 | 白色 | 砖红色 |
Ksp(25 ℃) | 1.6×10-19 | 1.0×10-14 | 1.2×10-6 | — |
某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究:
实验Ⅰ装置如图所示,接通电源后,发现a、b电极上均有气泡产生。
(1)电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。
(2)为了确定电源的正、负极,下列操作一定行之有效的是_______。
A.观察两极产生气体的颜色
B.往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
C.用燃着的木条靠近U形管口
D.在U形管口置一张湿润的淀粉KI试纸
实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒,用直流电源进行电解,装置如图所示。
观察到的现象如下所示:
①开始无明显现象,随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗;
②5 min后,b极附近开始出现白色沉淀,并逐渐增多,且向a极扩散;
③10 min后,最靠近a极的白色沉淀开始变成红色;
④12 min后,b极附近的白色沉淀开始变成黄色,然后逐渐变成橙黄色;
⑤a极一直有大量气泡产生;
⑥停止电解,将U形管中悬浊液静置一段时间后,上层溶液呈无色,没有出现蓝色,下层沉淀全部显砖红色。
(3) a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。
(4) 电解5 min后,b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。
(5)12 min后,b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是_____,原因是___________________________________________________________________________________。
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乙酰水杨酸,俗称阿司匹林(),是常用的解热镇痛药。实验室合成流程如下:
查阅资料:
阿司匹林:受热易分解,溶于乙醇、难溶于水
水杨酸(邻羟基苯甲酸):溶于乙醇、微溶于水
醋酸酐[(CH3CO)2O]:无色透明液体,溶于水形成乙酸
请根据以上信息回答下列问题:
(1)①合成阿司匹林时,下列几种加热方式最合适的_____________。
②合成阿司匹林使用的锥形瓶必须干燥的原因是______________。
③如右图所示装置,通过抽滤可使粗产品与母液分离。下列说法不正确的是____________。
A.抽滤能加快过滤速率,得到相对干燥的沉淀,但颗粒太小的沉淀不能用此装置
B.当溶液具有强酸性、强氧化性时,可用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗
C.抽滤时,当吸滤瓶内液面快到支管口时,先拔掉吸滤瓶上橡皮管,再从吸滤瓶支管口倒出溶液
D.洗涤晶体时,先关闭水龙头,用洗涤剂缓慢淋洗,再打开水龙头抽滤
(2)提纯粗产物中加入饱和NaHCO3溶液至没有CO2产生为止,再抽滤。加入饱和NaHCO3溶液的目的是(用化学反应方程式表示)__________________。
(3)另一种改进的提纯方法,称为重结晶提纯法。
①最后步骤中洗涤剂最好选择_______________。
A.15%的乙醇溶液 B.NaOH溶液 C.冷水 D.滤液
②下列装置在上述流程中肯定用不到的是_______________。
③重结晶时为了获得较大颗粒的晶体产品,查阅资料得到如下信息:
1.不稳定区出现大量微小晶核,产生较多颗粒的小晶体
2.亚稳过饱和区,加入晶种,晶体生长
3.稳定区晶体不可能生长
由信息和已有的知识分析,从温度较高浓溶液中获得较大晶体颗粒的操作为______________。
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