Ⅰ、某化学研究性学习小组为探究元素性质的变化规律,设计了如下实验:
(1)甲同学欲比较N、C、Si的非金属性强弱,设计了图1所示的实验装置,其设计的依据是 ;但该装置存在缺陷,请指出 。
(2)乙同学设计了如图2装置验证元素性质递变规律。A、B、C处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。乙同学可能观察到的现象
A. ;B. ;C. 。
从环保角度考虑,该装置有明显不足,请指出提出改进建议 。
Ⅱ、另一化学研究性学习小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。
步骤一:电解精制:电解时,粗铜应与电源的 极相连。阴极上的电极反应式为 。
步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:
(1)阳极泥的综合利用:稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请写出该步反应的离子方程式: 。
残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的信息:
序号 | 反应 | 平衡常数 |
1 | 1 | |
2 | 1 |
请根据以上信息简要解释溶解阳极泥不用王水的原因 。
(2)滤液含量的测定:以下是该小组探究滤液的一个实验流程。
则滤液中的浓度为 ,的浓度为 。
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用下图装置进行转化为的转化率测定实验:
。已知:
熔点() | 沸点() | |
-72.4 | -10 | |
16.8 | 44.3 |
(1)要顺利进行实验,上图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处各应连接合适的装置(可重复使用),请从下列A~E中选择适宜的装置,将其序号填入空格内。
(2)将装置连接好,实验前,必须进行的操作是(不必写具体过程) 。
(3)实验时,浓硫酸有顺利滴入烧瓶中,甲装置所起作用的原理是 。
(4)开始实验时,先从乙处均匀通入,为使有较高的转化率,实验时滴入浓硫酸与加热催化剂的先后顺序是 。
(5)实验中“当表面红热时,应将酒精灯移开一会儿再加热”,以防温度过高,这样做的原因是 ;若用大火加热有处的反应管时,的转化率会 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(6)实验时若用25.2g的,加入的浓硫酸是足量的,反应结束时继续通入一段时间,称得Ⅱ处装置的质量增加11.3g,则本实验中的转化率为 %(保留小数点后一位)。
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某研究小组利用下图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。已知:1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1
请回答:
(1)装置A中反应的化学方程式是______________________________;
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是_______________________________;
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________;
(4)分析B中产生白色沉淀的原因:
猜想1:SO2与Fe3+、酸性条件下NO3-都反应;
猜想2:SO2与Fe3+反应;
猜想3:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①按猜想2,装置B中反应的离子方程式是_________,证明该猜想正确应进一步确认生成了________;
②按猜想3,只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验。应选择的试剂是________(填字母)。
a.0.1 mol·L-1稀硝酸
b.1.5 mol·L-1Fe(NO3)2溶液
c.6.0 mol·L-1 NaNO3和0.2 mol·L-1盐酸等体积混合的溶液
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(15分)三氯化六氨合钴(Ⅲ)是一种重要的配合物原料,实验室制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)的化学方程式为:2CoCl2·6H2O+NH4Cl+10NH3+H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3+14H2O,实验流程如下:
已知:[Co(NH3)6]Cl3在水中电离为[Co(NH3 )6]3+和Cl-,[Co(NH3)6]Cl3的溶解度如下表:
温度(℃) | 0 | 20 | 47 |
溶解度(g) | 4.26 | 6.96 | 12.74 |
请回答下列问题:
(1)第①步需在煮沸NH4Cl溶液中加入研细的CoCl2·6H2O晶体,加热煮沸与研细的目的是 。
(2)H2O2的作用是 ,第③步中保持60℃的加热方法是 。
(3)过滤时滤纸先用蒸馏水润湿,然后用 压实滤纸,排出滤纸与漏斗之间的气泡。
(4)实验操作1为 ,[Co(NH3)6]Cl3溶液中加入浓HCl的目的是 。
(5)现称取0.2675g[Co(NH3)6]Cl3(相对分子质量为267.5),在A中发生如下反应:
[Co(NH3)6]Cl3+3NaOHCo(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl(装置见下图),C中装0.5000mol·L-1的盐酸25.00mL,D中装有冰水,加热烧瓶,使NH3 完全逸出后,用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,加入2—3滴甲基红指示剂,用0.5000mol·L-1的NaOH滴定。已知:
指示剂 | 颜色 | 变色的PH范围 | ||
甲基红 | 红 | 橙 | 黄 | 4.4—6.2 |
①仪器A的名称是 。
②当滴定到终点时,共需消耗NaOH溶液 mL。(准确到0.01mL)
③若用上述原理测定某[Co(NH3)x]Cl3晶体中x值,实验过程中未用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,则x值将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”
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无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 室温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是____________。
实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是___________。
(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是___________。
(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是___________。
(4)有关步骤4的说法,正确的是___________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗涤晶体可选用0℃的苯
C.加热至160℃的主要目的是除去苯D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++ Y4-====Mg Y2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是__________。
②测定时,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________________________(以质量分数表示)。
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(18分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3 )42+,反应中H2O2 的作用是 。写出操作①的名称: 。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3 )42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式: 。操作②用到的主要仪器名称为 ,其目的是(填序号) 。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。若操作③使用下图装置,图中存在的错误是 。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4 溶液。阴极析出铜,阳极产物是 。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是 。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是 。
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(15分)铝铁合金在微电机中有广泛应用,某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾:
(1)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂,微溶于乙醇,其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 。
②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷,请提出改进意见: ;浓缩时向其中加入一定量的乙醇,加入乙醇的目的是 。
③加入试剂Y的目的是调节pH,所加试剂Y为 ;溶液的pH对[Fe2(OH)x(SO4)y]n 中x的值有较大影响(如图1所示),试分析pH过小(pH<3)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因: 。
(2)明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料, 试剂X应为 。
②请结合图2所示的明矾溶解度曲线,补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂:废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精):向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生, ,得到明矾晶体。
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某兴趣小组设计如下图实验装置进行实验。
Ⅰ、探究大气污染物SO2的性质
(1)为了实现绿色环保的目标,能否用上图A2代替A1装置________(填“能”或“否”)。
(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂
为________,C中反应的离子方程式为________,D中反应的化学方程式
为________。
Ⅱ、探究铜片与浓H2SO4反应的产物
实验结束,发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知:此黑色固体可
能含有CuO、CuS、Cu2S。常温下CuS和Cu2S都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧都转化为Cu2O和SO2。该小组同学收集一定量黑色固体,按如下实验方案探究其成分:
(3)步骤Ⅱ 中检验滤渣洗涤干净的实验方法是____________________________。
(4)黑色固体的成分是________________。
Ⅲ、尾气处理
用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子。
(5)氨水吸收过量SO2的反应的离子方程为________。
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Ⅰ.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示:
(1)实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为 。
(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是___________(填序号,下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可以是下列气体中的________。
①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2 ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是____________________。
Ⅱ.某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验 。
(1)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为________,制备X的化学方程式为______________________________________;
(2)氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL cl mol·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。
氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
①装置中安全管的作用原理是__________________________________________。
②样品中氨的质量分数表达式为________。
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FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性
Ⅰ.实验室制备FeBr2
实验室用下图所示装置制取溴化亚铁.其中A为CO2发生装置,D和d中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管.e是两只耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉.
实验开始时先将铁粉加热至600℃~700℃,然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中,E管中反应开始,不断将d中液溴滴入100℃~120℃的D中,经过几小时的连续反应,在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁
请回答:
(1)如何检查用塞子(插有导管和仪器)塞紧的D的气密性________.
(2)若在A中盛固体CaCO3,a中盛6mol/L盐酸,为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,则图中B、C处的装置和其中的试剂应是:B为________,C为________.为防止污染空气,实验时应在F处连接盛________的尾气吸收装置
(3)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用是①________,②________.
Ⅱ.探究FeBr2的还原性,
(1)实验需要90 mL 0.1 mol·L-1FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外还需的玻璃仪器是________。
(2)取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:
假设1:Br- 被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;
假设2:Fe2+ 被Cl2氧化成Fe3+。
设计实验证明假设2是正确的_______________________________
(3)实验证明:还原性Fe2+ > Br-请用一个离子方程式来证明:______________________________;
(4)若在40mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3molCl2,则反应的离子方程式为:_____。
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