纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用下图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应:将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是 ,反应的离子方程式是______ _。
(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2,充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶,得到少量的白色固体。试设计实验确认该白色固体的成分。
①提出合理假设。
假设1:该白色固体为NaOH和Na2CO3;
假设2:该白色固体为只有Na2CO3;
假设3:该白色固体为只有NaHCO3;
假设4:该白色固体为Na2CO3 和NaHCO3
②基于假设4,设计实验方案进行实验证明固体的成分是Na2CO3 和NaHCO3。请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论。(步骤可不填满也可增加)
限选实验试剂及仪器: 1moL·L–1HCl溶液、1mol·L–1 MgCl2溶液、0.5mol·L–1BaCl2溶液、1mol·L–1 Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1: | |
步骤2: |
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某校化学兴趣小组同学取锌粒与浓H2SO4充分反应制取SO2气体,待锌粒全部溶解后,同学们准备用收集到的气体(X)准备做实验,但是老师说收集到的气体(X)可能含有杂质。
(1)该化学兴趣小组制得的气体(X)中混有的主要杂质气体可能是________(填化学式),写出此过程所发生的2个化学反应方程式:_______________________; ______________________。
(2)一定质量的Zn与87.5mL 16.0mol/L浓硫酸充分反应,反应后称量剩余锌发现质量减少了78g,产生SO2体积(标准状况下)= _____________L。
(3)为证实相关分析,该小组的同学设计了如下图所示的实验装置,对此气体(X)取样进行认真研究(遇有气体吸收过程,可视为全吸收)。
①酸性KMnO4溶液的作用是__________________;B中添加的试剂是_____________。
②装置C中所装药品为________________,可证实气体X中混有较多量某杂质气体的实验现象是_______________________________________。
(4)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
(_____)
选项 | a物质 | b物质 | c收集的气体 | d中的物质 |
A | 浓氨水 | NaOH | NH3 | H2O |
B | 浓硫酸 | Na2SO3 | SO2 | 澄清石灰水 |
C | 稀硝酸 | Cu | NO2 | H2O |
D | 浓盐酸 | KMnO4 | Cl2 | NaOH溶液 |
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为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯,并制得纯净的KNO3溶液,某学生设计如下实验方案:
(1)操作①为_________________________。
(2)操作②~④加入的试剂依次可以为:______________________________
(3)如何判断SO42-已除尽? _
(4)实验过程中产生的多次沉淀________(填“需要”或“不需要”)多次过滤,其理由是______________
(5)该同学的实验设计方案是否严密?请说明理由:____________________。
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某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其他不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,以该矿样为原料生产CuCl2·2H2O晶体。
已知:在20 ℃时,氯化铜的溶解度是73 g;常温下,金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
金属离子 | 开始形成氢氧化物沉淀的pH | 完全形成氢氧化物沉淀的pH |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中使用中学化学常见物质,用如图所示装置制取氧气,试写出你熟悉的、符合上述条件的两个化学方程式:______________________、________________________;
(2)在焙烧过程中还有废气产生,其中一种是主要的大气污染物。若在实验室中用碱液吸收处理,下列A、B、C装置中可行的是________(填字母);若选用甲装置,则烧杯中的下层液体可以是________。
(3)步骤②酸浸过程中,需要用到3 mol·L-1的盐酸100 mL,配制该盐酸时。除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的仪器有________________。
(4)步骤④加入物质X的目的是________________________________,物质X可以选用下列物质中的________。
A.氧化铜 B.稀盐酸
C.氨水 D.氧化亚铁
(5)在整个生产流程中,共需要进行________次过滤操作。
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碘化钾是一种无色晶体。易溶于水。实验室制备KI晶体的步骤如下:
I.在如图所示的三颈烧瓶中加入127g研细的单质I2 和195g30% KOH溶液,搅拌(已知:I2与KOH反应产物之一是KIO3);
II.碘完全反应后,打开分液漏斗中的活塞、弹簧夹,向装置C中通入足量的H2S;
III.反应结束后,向装置C中加入稀H2SO4酸化,水浴加热;
IV.冷却,过滤得KI粗溶液。
(1)检查装置A气密性的方法是______,步骤I控制KOH溶液过量的目的是______。
(2)装置B的作用是______,装置D中盛放的溶液是______ 。
(3)写出装置C中H2S和KIO3反应的离子方程式: ______ 。
(4)步骤III中水浴加热的目的是除去______ (填化学式)。
(5)由步骤IV所得的KI粗溶液(含SO42-)制备KI晶体的实验方案:边搅拌边向溶液中加入足量的______ (填化学式,下同),充分搅拌、过滤、洗涤并检验后,将滤液和洗涤液合并,加入HI溶液调至弱酸性,在不断搅拌下蒸发至较多固体析出,停止加热,用余热蒸干,得到KI晶体。在测定产品中KI含量时,测得其含量为101.5%,其原因可能是产品中含有______。
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(8分)氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 加入物质 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 9 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 水 |
④ | 9 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液 |
⑤ | 9 mL 5% H2O2溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 |
(1)实验①和②的目的是探究________对反应速率的影响。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是___________。
II.资料显示,某些金属离子对H2O2的分解起催化作用。为探究不同浓度的Fe3+对H2O2分解的催化效果,实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
限选试剂:30% H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水
(3)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢。实验时可以通过测量_________来比较。(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
(4)参照下表格式,拟定实验表格,完整体现上述实验的方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。
物理量 实验序号 | V[30% H2O2]/mL | …… | |
1 | a | …… | |
2 | a | …… |
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氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如下图所示的装置。
(1)若分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol·L-1,配制该浓度的氨水100mL,用到的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、 。
(2)甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气,烧瓶内固体X为 。
(3)乙装置的作用是 ;写出受热时丙装置发生反应的化学方程式为 。
(4)当戊中观察到 现象,则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验气密性后进行实验,没有观察到此现象,请分析实验失败的可能原因 。如何改进装置 。
(5)改进后待反应结束,将丁装置倒立在盛水的水槽中,会观察到的现象是 ;为测定试管丁内硝酸溶液的浓度,从中取10mL溶液于锥形瓶中,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定。滴定前发现滴定管尖嘴处有少量气泡,请选择排出气泡的正确操作是 。
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(6分)A、B、C、D四种可溶性化合物,分别由阳离子Fe3+、Ba2+、Al3+、Na+和阴离子OH-、SO4 2-、Cl-、CO3 2-中的各一种组成(离子不重复)。通过实验,得出如下结论:
①A和D的溶液显碱性,0.1mol·L-1A溶液的pH小于13;
②铜粉能溶解在B的溶液中;
③往C的溶液中加入过量的D溶液,最终没有沉淀。
根据以上实验事实,回答下列问题:
(1) 试写出A和B的化学式:A ,B___________。
(2) 试写出实验③中反应的离子方程式 。
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(14分)按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是: ;
(2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)
a— ,描述能证明气体产物的实验现象_ ;
(3)停止反应,待装置冷却后,取出反应过的铁粉混合物,加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe3+的操作方法: ;
(4)经检验上述滤液中不含Fe3+,这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含+3价的铁。原因是(用化学方程式说明): ;
(5)某同学利用上述滤液制取白色的Fe(OH)2沉淀,向滤液中加入NaOH溶液后,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是: ;
②为了得到白色的Fe(OH)2沉淀,并尽可能使沉淀长时间保持白色,有同学设计如下图所示的装置:
通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。
A.电源中的a为正极,b为负极 B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极 D.阴极发生的反应是2H++2e-===H2↑
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(12分)NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有:Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。操作步骤如图:
(1)加Na2S的目的是除去铜、锌等杂质,请写出除去Cu2+的离子方程式 : 。
(2)加6%的H2O2时,温度不能过高,其目的是 。
(3)除铁方法:用H2O2充分氧化后,再用NaOH控制pH值2~4范围内生成氢氧化铁沉淀.在上述方法中,氧化剂可用NaClO3代替,请写出用氯酸钠氧化Fe2+的离子方程式为 。
(4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是 。
(5)操作Ⅰ包括以下过程:过滤,溶解, , ,洗涤获得NiSO4•6H2O晶体。
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