Na2S2O3可做分析试剂。它易溶于水,遇酸易分解。某研究小组进行如下实验:
【实验一】Na2S2O3·5H2O的制备
I实验原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
II实验装置:如图1所示,有关物质的溶解度曲线如图2所示:
Ⅲ实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图1所示加入试剂,其中装置B和D中加的是 ,装置 C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿,否则会影响 。
(2)打开K1、关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热,烧瓶内发生反应的化学方程式: 。C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。
(3)当C中溶液的pH接近7时,打开K2、关闭K1并停止加热。采取该措施的理由是 。
(4)将C中的混合液过滤,将滤液经过 、 、过滤、洗涤、烘干,可得粗产品Na2S2O3·5H2O。
IV产品检测:
(5)粗产品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质,利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论: 。
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【实验二】自来水中余氯的测定
含氯消毒剂给自来水消毒后有余氯。测定自来水中余氯含量的方案如下:在250ml碘量瓶中(或具塞锥形瓶中)放置0.5g碘化钾,加10mL稀硫酸,准确量取流动水样100mL(打开自来水龙头,待水流数十秒后再取水样)置于碘量瓶,迅速塞上塞摇动,见水样呈淡黄色,加1mL淀粉溶液变蓝,则说明水样中有余氯。再以cmol/L标准Na2S2O3溶液滴定,至溶液蓝色消失呈无色透明溶液,记下硫代硫酸钠溶液的体积。(已知:滴定时反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)
(6)若该自来水是以漂白粉消毒,能说明水样中有余氯的反应离子方程式为 。
(7)按上述方案实验,消耗标准Na2S2O3溶液VmL,该次实验测得自来水样品中余氯量(以游离Cl2计算)
为 mg·L-1。在上述实验过程中,若“塞上塞摇动”动作不够迅速,则测得结果 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
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(11分)三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛,下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
(1)在如图所示装置中,进行氨的催化氧化实验:向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气,将红热的铂丝插入瓶子并接近液面。反应过程中可观察到瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热。实验过程中的电离程度____(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵(),其反应化学方程式:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。
①写出加入药品之前实验操作的要点_______;反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式是________________________。
②干燥管中盛放的药品是______。简述左侧三颈瓶装置制取氨气的原理________。
③对比碳酸盐和酸的反应制取CO2,该实验利用干冰升华产生气体CO2的有优点有_____.
④有同学认为该实验装置存在安全问题,请问可能面临的安全问题是________。
⑤氨基甲酸氨可用作肥料,其肥效比尿素[CO(NH2)2] _______(填“高”或“低”),在潮湿的空气中释放出氨而变成碳酸氢铵。取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g,用足量石灰水充分处理后,使样品中碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g,则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数是_____________。
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铁黄是一种重要的颜料,化学式为Fe2O3·xH2O,广泛用于涂料、橡胶、塑料文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如下:(已知:FeS2+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑+S↓)
(1)操作I中为了提高硫酸渣的溶解速度,可采取的措施有____________,_________(任写两种)。
(2)滤液X中加入黄铁矿粉后,发生的还原反应离子方程式为_______________________;
(3)操作II中除用到玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是____________;
(4)在溶液Y中通入空气的目的是____________;通入NH3发生的离子反应为___________。
(5)验证滤渣Z灼烧的尾气中含有SO2的方法____________________;
(6)为了测定制备铁黄中结晶水的含量,进行下列实验。
用分析天平准确称量m1g样品置于坩埚中加热、冷却;经过重复操作,当样品质量恒重时,测得质量为m2g,用算式表示出铁黄中结晶水的个数x=_________。
(7)拟用酸性高锰酸钾标准溶液滴定某亚铁盐溶液中Fe2+离子的浓度,请写出该反应的离子方程式_______,并叙述滴定终点的判断方法。
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天津港“8.12”爆炸事故中,因爆炸冲击导致氰化钠泄漏,可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理,以减轻环境污染。
资料:氰化钠化学式NaCN(C元素+2价,N元素-3价),白色结晶颗粒,剧毒,易溶于水,水溶液呈碱性,易水解生成氰化氢。
(1) NaCN水溶液呈碱性,其原因是 (用离子方程式解释)。
(2) NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,写出该反应的化学方程式 。
某化学兴趣小组实验室制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。
【实验一】实验室通过下图装置制备Na2S2O3。
(3)a装置中盛Na2SO3固体的仪器名称是 ;b装置的作用是 。
(4)c装置中的产物有Na2S2O3和CO2等,d装置中的溶质有NaOH、Na2CO3,还可能有 。
(5)实验结束后,在e处最好连接盛 (选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一种)的注射器,再关闭K2打开K1,防止拆除装置时污染空气。
【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知:
① 废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
② Ag++2CN- = [ Ag (CN)2]-, Ag++I- = AgI↓,AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。
实验如下:
取25.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000 ×10-4 mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为2.50 mL。
(6) 滴定终点的判断方法是 。
(7) 处理后的废水中氰化钠的含量为 mg/L。
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(15分)化学实验离不开水。请根据水的不同作用和功能,分析以下四个装置图,回答问题:
实验一:制取氢气
(1)图甲所示装置可用于实验室制取氢气,这种制气装置在加入反应物前,如何检查气密性 。
(2)用锌与稀硫酸制取氢气时,加入少量硫酸铜溶液会加快产生氢气的速率,请解释加快反应速率的原因: 。
实验二:喷泉实验
(3)图乙所示装置中烧瓶已装满干燥氨气, 进行喷泉实验时应该先___________(填“挤捏胶头滴管”或“打开止水夹”)。
(4)如果只提供如图丙所示装置,若想迅速引发喷泉,下列方法可行的是 。
a.用热毛巾捂住烧瓶
b.用冰块捂住烧瓶
c.将烧杯中的水换成饱和食盐水
d.向烧杯中加入少量硫酸
实验三:探究一定温度下能使铁钝化的硝酸的最低浓度,实验装置如图丁所示。
①开始实验时,观察到灵敏电流计指针指向铜丝,但又迅速反转指向铁丝;
②再用盛蒸馏水的注射器缓慢向具支试管内加水并振荡,在指针恰好开始反转指向铜丝时停止实验;
③重复三次实验得平均加水量为2.5 mL(水的密度按1.0g/mL计算)。
(5)该实验装置的不足之处是__________________________________。
(6)当指针第一次指向铜丝时,正极的电极反应式为 。
(7)根据此实验计算,使铁钝化的硝酸最低质量分数为 。
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化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:
I.图A为教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为图B装置比A要好,则冷却水应从_______口进入;乙同学认为图C装置效果更好,理由是________________。
Ⅱ.“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂。已知:摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。某学习小组欲探究其分解产物。
(1)【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
A.Fe2O3 SO2 NH3 H2O B.FeO SO3 NH3 H2O
C.FeO SO2 NH3 H2O D.Fe2O3 SO3 SO2 NH3 H2O
根据所学知识,可确定______________不成立(填序号)
(2)【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和__________溶液检验出“摩尔盐”中的三种离子;取一定量的“摩尔盐”配成溶液,取少量溶液置于试管中,向其中滴加______________(填试剂名称和实验现象),则“摩尔盐”未因氧化而变质。
(3)【实验探究】为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。
①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中,加热至分解完全后打开K,再通入N2,目的是__________。
②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色,B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为_____。
③实验验证取A中残留物少许加入稀硫酸溶解,再滴入KMnO4稀溶液,不褪色证明产物不含_______。
(4)【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思,上述猜想中一定正确的是_________(填序号)。
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按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(1)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、 、 以及等质量的两片滤纸。
(2)计算。配制该溶液需取NaCl晶体________g。
(3)称量。
①天平调平之后,应将天平的游码调至某个位置,请在下图中用一根竖线标出游码左边缘所处的位置:
②称量过程中NaCl晶体应放于天平的 (填“左盘”或“右盘”)。
③称量完毕,将药品倒入烧杯中。
(4)溶解、冷却,该步实验中需要使用玻璃棒,作用及目的是 。
(5)转移、洗涤。在转移时应使用 引流,需要洗涤 2-3次是为了 。
(6)定容。向容量瓶中加水至液面接近刻度线________处,改用________加水,使溶液凹液面与刻度线相切。
(7)摇匀、装瓶。将配好的溶液静置一段时间后,倒入指定的试剂瓶,并贴好标签,注明配制的时间、溶液名称及浓度。
(8)在配制过程中,某学生观察定容时的液面情况如图所示,所配溶液的浓度会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸的浓度在实验室中进行如下实验:请完成下列填空:
(1)配制100mL 0.10mol/L NaOH标准溶液。
①主要操作步骤:计算→称量→溶解→(冷却后) →洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→ → →将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。
②称量0.4g氢氧化钠固体所需仪器有:天平(带砝码、镊子)、 、 。
(2)取20.00mL待测稀盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号 | NaOH溶液的浓度 (mol/L) | 滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL) | 待测盐酸溶液的体积 (mL) |
1 | 0.10 | 22.62 | 20.00 |
2 | 0.10 | 22.72 | 20.00 |
3 | 0.10 | 22.80 | 20.00 |
①滴定达到终点的标志是 。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 (保留两位有效数字)
③如下图,排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作 ,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有 (多选扣分)。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.锥形瓶水洗后用待测稀盐酸溶液润洗
E.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗
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膦(PH3)又称为磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,沸点-89.7℃,易自燃,与空气混合易爆炸,微溶于水。其制取原理类似于实验室制氨气,现用下图装置来制取磷化氢并验证其性质。
实验开始时,先从分液漏斗向盛有PH4I的圆底烧瓶中加入过量乙醚【无色液体,沸点34.5℃,微溶于水,不与Fe2(SO4)3反应】,微热数分钟后再从分液漏斗向圆底烧瓶中加入一定量的浓NaOH溶液继续加热。在装置C处用电热器控制温度在300℃左右,实验过程中可观察到:B装置的试管中有白色蜡状固体(P4)生成;D装置的试管中Fe2(SO4)3溶液颜色由棕黄色变成淡绿色,同时也有白色蜡状固体生成。请回答:
(1)按气流方向连接装置,从左到右的顺序为:a→ → → → → f
(2)用PH4I和烧碱反应制取PH3的化学方程式是 。
(3)实验开始时,先向圆底烧瓶中加入乙醚并微热数分钟,其目的是 。
(4)装置C中反应的化学方程式是 ;
装置D中反应的离子方程式是 。
(5)装置B、D中的现象说明PH3具有的化学性质是 (填字母序号)。
A.碱性 B.不稳定性 C.还原性 D.酸性
(6)实验时处理尾气的方法是 。
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(16)为了探究过氧化钠的强氧化性,某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下:
①检查装置气密性后,装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后,将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓
盐酸,剧烈反应,有气体产生。
③一段时间后,将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后,关闭分液漏斗的活塞,再通入一定量的N2,至装置中气体无色。
回答下列问题:
(1)装置B中湿润的红色纸条退色,证明A中反应有 (填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸,仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论,请用离子方程式说明原因 。
(2)装置C的作用是 。
(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确,他可能的理由为① ;② 。
(4)实验证明,Na2O2与干燥的HCl能反应,完成并配平该化学方程式。
Na2O2+ HCl=== Cl2+ NaCl+H2O
该反应 (填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的Cl2,理由是 (要求答出两点)。
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