为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
Ⅳ………
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_______。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是___________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是__________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下_________,得电子能离逐渐减弱。
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硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品,将SO2通入Na2CO3和Na2S混合溶液中可制得Na2S2O3。其制备装置如图所示。
(1)A中反应的化学方程式为_____。
(2)为保证Na2S和Na2CO3得到充分利用,两者的物质的量之比应为____。
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通人的SO2不能过量,原因是___。
(4)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤B中的混合物,滤液经过__、___(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O3•5H2O晶体。
(5)称取10.0g产品(Na2S2O3•5H2O,相对分子质量为248),配成250mL溶液,取25.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用 0.1000 mol/L碘的标准溶液滴定。(反应原理为:2S2O32-+I2 = S4O62-+2I-,忽略Na2SO3与I2反应)。
①滴定终点的现象为____。
②重复三次的实验数据如表所示,其中第三次读数时滴定管中起始和终点的液面位置如图所示,则x=____,产品的纯度为__。
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随着时代的发展,绿色环保理念越来越受到大家的认同,变废为宝是我们每一位公民应该养成的意识。某同学尝试用废旧的铝制易拉罐作为原材料、采用“氢氧化铝法”制取明矾晶体并进行一系列的性质探究。
制取明矾晶体主要涉及到以下四个步骤:
第一步:铝制品的溶解。取一定量铝制品,置于250mL锥形瓶中,加入一定浓度和体积的强碱溶液,水浴加热(约93℃),待反应完全后(不再有氢气生成),趁热减压抽滤,收集滤液于250mL烧杯中;
第二步:氢氧化铝沉淀的生成。将滤液重新置于水浴锅中,用3 mol/L H2SO4调节滤液pH至8~9,得到不溶性白色絮凝状Al(OH)3,减压抽滤得到沉淀;
第三步:硫酸铝溶液的生成。将沉淀转移至250mL烧杯中,边加热边滴入一定浓度和体积的H2SO4溶液;
第四步:硫酸铝钾溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固体K2SO4,将得到的饱和澄清溶液冷却降温直至晶体全部析出,减压抽滤、洗涤、抽干,获得产品明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O,M=474g/mol]。
回答下列问题:
(1)第一步铝的溶解过程中涉及到的主要反应的离子方程式为__________________________
(2)为了加快铝制品的溶解,应该对铝制品进行怎样的预处理:________________________
(3)第四步操作中,为了保证产品的纯度,同时又减少产品的损失,应选择下列溶液中的___(填选项字母)进行洗涤,实验效果最佳。
A.乙醇 B.饱和K2SO4溶液 C.蒸馏水 D.1:1乙醇水溶液
(4)为了测定所得明矾晶体的纯度,进行如下实验操作:准确称取明矾晶体试样4.0g于烧杯中,加入50mL 1mol/L盐酸进行溶解,将上述溶液转移至100mL容量瓶中,稀释至刻度线,摇匀;移取25.00 mL溶液干250 mL锥形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA-2Na标准溶液,再滴加几滴2D二甲酚橙,此时溶液呈黄色;经过后续一系列操作,最终用0.20 mol/L锌标准溶液滴定至溶液由黄色变为紫红色,达到滴定终点时,共消耗5.00 mL锌标准溶液。滴定原理为H2Y2-+Al3+→AlY-+2H+,H2Y2-(过量)+Zn2+→ZnY2-+2H+(注:H2Y2-表示EDTA-2Na标准溶液离子)。则所得明矾晶体的纯度为_________%。
(5)明矾除了可以用作人们熟悉的净水剂之外,还常用作部分食品的膨松剂,例如油条(饼)的制作过程需要加入一定量的明矾,请简述明矾在面食制作过程作膨松剂的原理:_______
(6)为了探究明矾晶体的结晶水数目及分解产物,在N2气流中进行热分解实验,得到明矾晶体的热分解曲线如图所示(TG%代表的是分解后剩余固体质量占样品原始质量的百分率,失重百分率=×100%):
根据TG曲线出现的平台及失重百分率,30~270℃范围内,失重率约为45.57%,680~810℃范围内,失重百分率约为25.31%,总失重率约为70.88%,请分别写出所涉及到30~270℃、680~810℃温度范围内这两个阶段的热分解方程式:___________、_____________
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过氧化钙是一种白色固体,微溶于冷水,不溶于乙醇,化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O,装置如图所示:
回答下列问题:
(1)小组同学查阅文献得知:该实验用质量分数为20%的H2O2溶液最为适宜。市售H2O2溶液的质量分数为30%。该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%的H2O2溶液的过程中,使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有___。
(2)仪器X的主要作用除导气外,还具有的作用是___。
(3)在冰水浴中进行的原因是___。
(4)实验时,在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体,总反应的离子方程式为___。
(5)反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干获得CaO2·8H2O。下列试剂中,洗涤CaO2·8H2O的最佳选择是____。
A.无水乙醇 B.浓盐酸 C.Na2SO3溶液 D.CaCl2溶液
(6)若CaCl2原料中含有Fe3+杂质,Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3+ +H2O2=Fe2++H++HOO·
②H2O2+X=Y +Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H+ +OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为___。
(7)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙具有____的性质。
A.与水缓慢反应供氧 B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体
C.能是水体酸性增强 D.具有强氧化性,可杀菌灭藻
(8)将所得CaO2·8H2O晶体加热到150~160℃,完全脱水后得到过氧化钙样品。
该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是:准确称取0.4000g过氧化钙样品,400℃以上加热至完全分解成CaO和O2(设杂质不产生气体),得到33.60mL(已换算为标准状况)气体。
则:所得过氧化钙样品中CaO2的纯度为_____。
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次氯酸溶液是常用的消毒剂和漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液。
资料1:常温常压下,Cl2O为棕黄色气体,沸点为3.8℃,42 ℃以上会分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶于水并与水立即反应生成 HClO。
资料2:将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3,用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液。
(装置及实验)用以下装置制备次氯酸溶液。
回答下列问题:
(1)各装置的连接顺序为_____→_____→_____→____→E。
(2)装置A中反应的离子方程式是__________________________。
(3)实验中控制氯气与空气体积比的方法是_____________________。
(4)反应过程中,装置B需放在冷水中,其目的是_________________________。
(5)装置E采用棕色圆底烧瓶是因为______________________。
(6)若装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中,其余均溶于装置E的水中,装置E所得500mL次氯酸溶液浓度为0.8mol/L,则至少需要含水8%的碳酸钠的质量为_________g。
(7)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。测定E中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为:用________________准确量取20.00 mL次氯酸溶液,加入足量的________溶液,再加入足量的________溶液,过滤,洗涤,真空干燥,称量沉淀的质量。(可选用的试剂:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。)
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某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c)表示止水夹。
请按要求填空:(可供选择的试剂有:Cu片,MnO2粉末,浓硝酸,稀硝酸,浓硫酸,浓盐酸,氢氧化钠溶液,酚酞)
(1)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水加入到滴有酚酞的NaOH溶液中,观察到溶液褪色,甲同学给出的结论是氯水溶于水生成了酸,将NaOH中和后溶液褪色。
a.写出制取氯气的化学方程式:___。
b.乙同学认为甲同学的结论不正确,他认为褪色的原因可能是___。
c.如何验证甲、乙两同学的结论(写出所加试剂,现象,结论):___。
(2)B、D、E装置相连后,可制得NO2并进行有关实验。
①B中发生反应的化学方程式为___。
②欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹___,再打开止水夹___,使烧杯中的水进入试管丁的操作是___。
③试管丁中的NO2与水充分反应,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直到试管全部充满水,则所得溶液中的溶质的物质的量浓度是___(气体按标准状况计算,结果保留二位有效数字)。
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工业上常利用含硫废水生产,实验室可用如下装置略去部分加持仪器模拟生成过程.
烧瓶C中发生反应如下:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(1)装置A中发生的化学反应方程式为 ______
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中和恰好完全反应,则烧瓶C中和物质的量之比为 ______ .
(3)装置B的作用之一是观察的生成速率,其中的液体最好选择 ______
a.蒸馏水b.饱和溶液 c.饱和溶液d.饱和溶液
实验中,为使缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 ______ .
(4)已知反应Ⅲ相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 ______ ,装置E的作用为 ______
(5)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出,其中可能含有、等杂质.利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在,简要说明实验操作,现象和结论: ______ .
已知:遇酸易分【解析】
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、溶液、溶液.
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(1)下图为实验室制备、收集少量HCl的装置。
① 制备HCl所用药品为浓硫酸和浓盐酸,则甲的最佳装置应选用下图中的_______。
② 请解释能用浓硫酸和浓盐酸制备HCl气体的原因__________________________________。
③ 装置丙用来吸收过量的HCl气体,为防止倒吸,则烧杯中应该装入水和______________。
(2)以下为苯的取代反应的探究实验。
①按上图所示的装置图连接好各仪器。
②检验装置的气密性。
③在A中加入适量的苯和液溴的混合液体,在B中加入少量铁粉,塞上橡皮塞,打开K1,开始进行反应,放入适量混合液后,关闭K1。
写出B中发生反应的化学方程式___________________。装置C的作用是__________________。
④反应结束后,用试管取少量D中的溶液,加入___________________________
(描述试剂和现象),则证明B中的取代反应已经发生。
⑤把B中的固液混合物体过滤,分离出液体混合物,按下图方案精制含有苯和溴的溴苯。其中试剂为_________,操作名称为__________。
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某兴趣小组利用文献资料设计方案对氯及其化合物进行探究。
Ⅰ.用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气
(1)该小组利用右图装置及试剂制备并收集适量Cl2,装置B、C的作用分别是___________、_______________。
(2)制得的氯气中加入适量水,得到饱和氯水,饱和氯水中含氯元素的微粒有____________(写出全部微粒)。
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HC1O溶液的方法之一。在过量的石灰石中加入饱和氯水充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去,过滤,得到的滤液其漂白性比饱和氯水更强。
①滤液漂白性增强的原因是________________(用化学平衡移动原理解释)。
②饱和氯水与石灰石反应生成HC1O的方程式是___________________。
Ⅱ. ClO3—、Cl—和H+反应的探究
(4)KClO3、KCl与硫酸可以反应。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应的影响,实验记录如下(实验在室温下进行):
烧杯编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
氯酸钾饱和溶液 | 1mL | 1mL | 1mL | 1mL |
氯化钾固体 | 1g | 1g | 1g | 1g |
水 | 8mL | 6mL | 3mL | 0mL |
硫酸(6mol/L) | 0mL | 2mL | (____)mL | 8mL |
现象 | 无现象 | 溶液呈浅黄色 | 溶液呈黄绿色,生成浅黄绿色气体 | 溶液呈黄绿色, |
①该系列实验的目的_______________________。
②烧杯3取用硫酸的体积应为______________mL。
(5)该小组同学查资料得知:将氯酸钾固体和浓盐酸混合也能生成氯气,同时有大量ClO2生成;ClO2沸点为10℃,熔点为-59℃,液体为红色;Cl2沸点为-34℃,液态为黄绿色。设计最简单的实验验证Cl2中含有ClO2______________________。
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碳酸氢钠是一种重要的化工原料,在日常生活中也有广泛的用途,侯德榜先生发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺,成为近代化学工业的奠基人之一,该反应原理为:饱和.
现用如图所示装置和上述原理制取碳酸氢钠晶体,图中夹持装置已略去.
可选用的药品有:①石灰石②生石灰③盐酸④稀硫酸⑤浓氨水⑥饱和氯化钠溶液⑦饱和碳酸氢钠溶液
请回答下列问题
(1)仪器a的名称是______.
(2)中应选用的药品是______填序号
(3)在实验过程中,应先向C中通入的气体的化学式是______,其原因是______.
(4)中脱脂棉应浸润的试剂是______填写字母编号
浓硫酸 稀硫酸 氢氧化钠溶液 浓硝酸
(5)该小组同学为了测定C中所得晶体中碳酸氢钠的纯度假设晶体中不含碳酸盐杂质,先将晶体充分干燥后,称量质量为wg,称量质量为wg,然后进行如下图所示实验:
操作Ⅲ中的方法是______,______,______
所得晶体中碳酸氢钠的纯度是______不必化简
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