资料显示不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2,也可被还原为氢气。为了验证这一事实,某同学拟用下图装置进行实验(实验时压强为10lkPa,温度为0℃)。
(1)若在烧瓶中放入1.30g锌粒,与c mol/L H2SO4反应,为保证实验结论的可靠,量气管的适宜规格是_____________ (选填:200,400,500) mL 。
(2)若1.30g锌粒完全溶解,氢氧化钠洗气瓶增重l.28g ,则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为:________________________________________
(3)若烧瓶中投入ag锌且完全反应,氢氧化钠洗气瓶增重b g.量气瓶中收集到________VmL气体,则有:ag/65g·mol-1=bg/64g·mol-1+V mL / 22400 mL·mol-1,依据的原理是____________________________。
(4)若在烧瓶中投入d g锌,加入一定量的c mol/L 浓硫酸V L,充分反应后锌有剩余,测得氢氧化钠洗气瓶增重mg,则整个实验过程产生的气体中,n(H2)/n(SO2)=_______________(用含字母的代数式表示)。
(5) 反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意:、________、________。
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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:
不稳定区出现大量微小晶核,产生较多颗粒的小晶体
亚稳过饱和区,加入晶种,晶体生长
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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(15分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗名大苏打,可用做分析试剂。它易溶于水,难溶于酒精,受热、遇酸易分解。工业上可用硫化碱法制备,反应原理:2Na2S + Na2CO3 + 4SO2=3Na2S2O3 + CO2,实验室模拟该工业过程的装置如图所示,回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为_________________________,c中试剂为__________。
(2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变为澄清,此浑浊物是____________。
(3)控制b中的溶液的pH接近7,停止通入SO2。若未控制好,pH<7,会影响产率,原因是(用离子方程式表示) 。
(4)停止通入SO2后,将c中的溶液抽入d中,d中的试剂为________。
(5)将d所得液溶转移到蒸发皿中,水浴加热浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤,洗涤晶体所用的试剂为(填化学式) 。
(6)实验中要控制SO2生成速率,可采取的措施有________________(写出一条)。
(7)为检验制得的产品的纯度,该实验小组称取5.0克的产品配制成250mL硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:在锥形瓶中加入25mL0.01mol/LKIO3溶液,并加入过量的KI酸化,发生下列反应:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,当蓝色褪去且半分钟不变色时达到滴定终点。实验数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
Na2S2O3溶液体积(mL) | 19.98 | 20.02 | 21.18 |
则该产品的纯度是 ,(用百分数表示,保留1位小数)间接碘量法滴定过程中可能造成实验结果偏低的是 。
A.滴定管未用Na2S2O3溶液润洗
B.滴定终点时仰视读数
C.锥形瓶用蒸馏水润洗
D.滴定管尖嘴处滴定前无气泡,滴定终点发现气泡
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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℃,氧化性及脱水性较浓硫酸强,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B中可观察到的现象是 ,甲组由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。装置C的作用是 。
(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。乙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气态产物的装置:
①丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为 。
②能证明绿矾分解产物中有O2的实验操作及现象是 。
(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁,选用的实验仪器有试管、胶头滴管、 ;选用的试剂为 。
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(13分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
[查阅资料](NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)
实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL)。通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色,取下装置B,加入指示剂,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。
(1)仪器X的名称是________________。
(2)滴定前,下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。
a.盛装0.2000mol/L NaOH溶液
b.用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是__________mol
实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
(4)检验装置D内溶液中有SO32-,无SO42-的实验操作和现象是__________.
(5)装置B内溶液吸收的气体是____________.
(6)(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是______________________.
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(15分)氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一,氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。制备氮化硅可将硅粉放在氮气中加热至1000℃左右直接氮化制得,实验室制备氮化硅装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是 (3分),a仪器的名称是 (2分)。
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式 (2分);
(3)装置B的作用是 (2分),装置C的作用是 (2分);
(4)已知氮化硅的化学性质稳定,但常温下易溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀和一种盐,请写出此化学反应方程式: (2分);
(5)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(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( )(2分)
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 | Fe | NO2 | H2O |
D | 浓盐酸 | KMnO4 | Cl2 | NaOH溶液 |
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实验室欲制取少量NaHCO3与NH4Cl。实验步骤如下:
请回答:
(1)步骤I、III中需用到氨气,下列装置可用于实验室制氨气的是_________。(填序号)
(2)写出步骤I中发生的化学反应方程式 _______________________________________________________。 若用右图装置进行该沉淀反应。实验时,须先从_____(填“a”、“b”或“c”)管通入_____气体。 |
(3)步骤III向滤液中通入氨气,加入细小食盐颗粒,可使NH4Cl晶体单独结晶析出。
①此处通入氨气的作用是_________。
a. 增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
b. 使NaHCO3更多地析出
c. 使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
②已知四种相关物质不同温度下的溶解度曲线如图所示。
结晶时宜采用___________(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
③有人设计了如下图所示的装置来验证所得的晶体中含有NH4+。
具体操作:取少量晶体于硬质试管,对晶体部位加热。并在_____
(填“A”或“B”)处放置______________试纸,观察现象。
(4)请按提示完成NaHCO3含量分析的实验设计。
试剂:盐酸、澄清石灰水、氢氧化钡溶液、蒸馏水;
仪器:电子天平、烧杯、漏斗、玻璃棒、干燥器等
① _________________溶于水,加入__________________________。
②过滤、洗涤、烘干,冷却、称量,并进行_____________操作(写操作名称)。
③计算。若数据处理时将所得固体质量1.977 g错看为1.971 g,由此产生的相对误差为_____。
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(16分)某兴趣小组依据CO2+2Mg=2MgO+C,推测Mg与SO2在隔绝空气条件下反应后,剩余固体M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一种或几种。为了验证推测,进行以下实验。请回答有关问题。
实验Ⅰ 按下图所示进行实验。
(1)实验前需除去镁条表面氧化膜。用简易的物理方法除氧化膜的操作是 ;
(2)实验室制取二氧化硫的化学方程式为 ;
(3)上述装置存在不合理之处,请提出1项改进建议 ;
(4)实验时,先通入SO2直到 现象出现后,再点燃酒精灯;此操作目的是 。
实验Ⅱ 确定固体M的成分。
实验装置如图所示。
将分液漏斗中稀硫酸(足量)
加入到烧瓶中,完全反应后,实验现象如下:
装置 | A | B | C | 量气管 |
现象 | 有残留 固体 | 产生白色ZnS沉淀 | 溴水 未褪色 | 进入气体 v mL(标况) |
(5)实验时,B装置中反应的化学方程式为 ;
(6)已知镁的相对原子质量为24,则固体M中金属镁的质量为 g;实验前装置内有空气,对金属镁质量的测定结果的影响是 (填偏低、偏高、无影响);
(7)依以上实验,可确定固体M的成分有 种(填数字)。
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(14分)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2•HCHO•2H2O)俗称吊白块,不稳定,120℃时会分解。在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。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:在三颈烧瓶中加入一定量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 ;冷凝管中冷却水从 (填“a”或“b”)口进水。
(2)A中多孔球泡的作用是 。
(3)冷凝管中回流的主要物质除H2O 外还有 (填化学式)。
(4)写出步骤2中发生反应的化学方程式 。
(5)步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是 。
(6)为了测定产品的纯度,准确称取2.0g样品,完全溶于水配成100mL溶液,取20.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后(已知I2不能氧化甲醛,杂质不反应),加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.466g,则所制得的产品的纯度为 。
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为探究铜与浓硫酸的反应,甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置,将足量铜和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸共热,直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:①________;②________。
(2)①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是________。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。(选填编号)
A.过量铁粉 B.氯化钡溶液 C.银粉 D.碳酸氢钠溶液
(3)乙在拆除图2装置前,不打开胶塞,为使装置中的残留气体完全被吸收,应当采取的操作是________。
(4)为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时,铜与硫酸就不能反应,甲、乙两位同学进行了如下设计:
①甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有________的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。其余酸浓度为________mol·L-1。
②乙方案:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1 000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴________,(选填“酚酞”、“甲基橙”)用0.1000mol·L-1标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),用去NaOH溶液V mL。其余酸浓度为________mol·L-1。
③甲、乙两方案比较,你认为误差较大的是________,理由是________。
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