过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质氧化降解.用(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体,同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体(装置如图所示).
已知:反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2
(1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___,反应过程中持续通入氮气的目的是___。
(2) (NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得,写出电解时阳极的电极反应式:___。
(3)Na2S2O8溶于水中,会发生一定程度的水解,最终仅生成H2SO4、Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质,写出该反应的化学方程式:___。
(4)Na2S2O8具有强氧化性,该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱。将MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)。
环境 | 调节溶液氧化环境时的现象 | 加热煮沸3min期间产生的现象 |
中性 | 加入VmL蒸馏水,无明显现象 | 30s时开始有大量气泡冒出,3min后溶液变深棕色,溶液中有悬浮小颗粒 |
碱性 | 加入VmL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色(MnO2) | 10s后溶液逐渐变为深紫色(MnO4-),没有明显冒气泡现象 |
酸性 | 加入VmL稀H2SO4无明显现象 | 煮沸3min后,有气泡冒出 |
①在___(填“中性”“酸性”或“碱性”)条件下,Na2S2O8的氧化能力最强。
②中性氧化时,会产生大量气泡,其原因为___。
③若用0.1mol•L-1的H2O2溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为___;达到滴定终点时,消耗H2O2溶液的体积为V1rnL。则碱性氧化后的溶液中NaMnO4的质量为___ g(用含V1的代数式表示,5H2O2~2)。
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三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3•3H2O]是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。某化学小组探究用废铁屑(含少量-2价S元素)为原料制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。具体流程如图:
已知:①(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O为蓝绿色晶体,FeC2O4·2H2O为难溶于水的黄色晶体,K3Fe(C2O4)3·3H2O为可溶于水、难溶于乙醇的翠绿色晶体。
②25℃时,[Fe(C2O4)3]3-(aq)+SCN-(aq)[Fe(SCN)]2+(aq)+3C2O(aq) K=6.31×10-17。
③[Fe(SCN)]2+(aq)为血红色。
回答下列问题:
(1)三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3•3H2O]中铁的化合价是_____。
(2)废铁屑中加入10%NaOH并加热的目的是__。
(3)为防止污染空气,反应所产生的“废气”可选择__净化处理。(填选项)
A.H2O B.NaOH溶液 C.盐酸 D.CuSO4溶液
(4)写出浅绿色悬浊液中加入饱和H2C2O4生成黄色沉淀的化学方程式:__。
(5)制备过程中加入6%H2O2的目的是__,温度保持70~80℃,采用的合适加热方式是__。
(6)获得翠绿晶体的操作①是___。
(7)用乙醇洗涤晶体的原因是___。
(8)某同学欲检验所制晶体中的Fe(Ⅲ),取少量晶体放入试管中,加蒸馏水使其充分溶解,再向试管中滴入几滴0.1mol•L-1KSCN溶液。请判断上述实验方案是否可行并说明理由:___。
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某同学探究Mg与NO2的反应产物,通过网络查找相关知识得,Mg与NO2反应可生成MgO和N2,设计如下实验。
(1)实验室利用Cu和浓HNO3制备NO2,选用的装置是_________________(填字母)。发生反应的化学方程式为_________________。
(2)选用如图所示装置完成Mg与NO2的实验。
①装置E的作用为_________________。
②装置D中的现象是_______________;装置F中NaOH溶液的作用为_______________。
③该装置________(填“能”或“不能”)准确测量N2体积,原因为________________。
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Na2SO3是一种重要的化工原料,但较易变质。
(1)实验室中欲检验Na2SO3固体样品是否已经变质,最简单的方法为_________________。
(2)某小组同学欲在实验室测定某Na2SO3样品的纯度。
方案一:通过测定生成SO2的质量,可计算mg Na2SO3固体样品的纯度。利用下列装置进行实验。
①选择装置A和B进行实验时,为使结果更精确还应选择装置_________________,装置A中反应前后通入N2的目的是_________________。
②实验结束后,若测得B装置增重了m1 g,则该Na2SO3固体样品的纯度为__________。
方案二:利用高锰酸钾溶液滴定亚硫酸钠溶液,实现定量测定。称取a g样品,置于烧杯中;加入适量蒸馏水,使样品溶解,然后配制成250 mL溶液;准确量取25.00 mL溶液置于锥形瓶中;用0. 1 000mol/L的酸性KMnO4溶液进行滴定,经多次滴定,达到滴定终点时,平均消耗20.00 mL溶液。
③反应原理为(用离子方程式表示)_________________。
④滴定时,通常不需要加入指示剂,理由是_________________;达到滴定终点读取数据时,若俯视液面,则测定结果_________________(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
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亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。
I.(查阅资料)室温下,①2NO+Na2O2 = 2NaNO2②3NaNO2+3HCl = 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O③酸性条件下,NO或NO 都能与MnO反应生成NO和Mn2+。
II. (制备产品)
用下图所示装置制备亚硝酸钠。请按要求回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______________。
(2)反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2的目的是_________。
(3)B装置中的实验现象是_______________。
(4)D装置中反应的离子方程式是_________________。
III.(产品的检验)
步骤1:检验C装置中生成NaNO2
操作 | 现象 | 结论 |
_______ | _______ | 有NaNO2生成 |
步骤2:用碘量法测定NaNO2的纯度,反应原理如下:
2NO+ 2I- + 4H+ = 2NO↑+ I2+ 2H2O;I2 + 2S2O= 2I- + S4O
(5)准确称取反应后装置C中2.0 g固体,加水溶解并配制成100 mL溶液。取配制的溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入适量水和稀硫酸,再加入过量KI溶液。以淀粉溶液作指示剂,用a mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗b mLNa2S2O3标准溶液。固体NaNO2的质量分数为______。
(6)下列情况中造成测定结果偏低的是_____(填字母编号)
A. 滴定管水洗后直接加入Na2S2O3标准溶液
B.配制溶液定容时,仰视容量瓶刻度线
C.加入的稀硫酸过量,使少量I-被氧气氧化成I2
D.滴定前滴定管下端尖嘴无气泡,达到终点时有气泡
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甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解。
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO + H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2↑实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。
(1)反应温度最好控制_______________(A.60℃左右 B. 200左右 C. 400℃左右),原因是_____________。
(2)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是 ____________________________。
(3)实验时需强力搅拌45min,其目的是_________________。
(4)结束后需调节溶液呈碱性,其目的是__________________________。
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3)为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1. 1 | 3. 2 |
Al3+ | 3. 0 | 5. 0 |
Fe2+ | 5. 8 | 8. 8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙晶体的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用,用__________溶解碳酸钙样品,调整溶液pH为5,过滤后,将滤液与甲酸钠溶液混合,调整溶液为碱性;充分搅拌,所得溶液经__________、___________洗涤干燥得甲酸钙晶体。(提供的试剂有:a.甲酸钠,b.5mol·L-1硝酸,c. 5mol·L-1盐酸,d. 5mol·L-1硫酸,e. 3%H2O2溶液,f.澄清石灰水)
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KNO3是重要的化工产品,下面是一种已获得专利的KNO3制备方法的主要步骤:
(1)反应Ⅰ中,CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1∶2,该反应的化学方程式为________________。
(2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是_________________。从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤,趁热过滤的目的是______________________________。
(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是:取少量K2SO4样品溶解于水,____________。
(4)整个循环流程中,需不断补充的原料除NH4HCO3外,还有____________ (填化学式)。
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葡萄酒中的酒精是葡萄果实中的糖发酵后的产物(C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑)。
Ⅰ、已知:实验室制乙烯原理为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,产生的气体能使Br2的四氯化碳溶液褪色,甲、乙同学用下列实验验证。(气密性已检验,部分夹持装置略)。
实验操作和现象:
操 作 | 现 象 |
点燃酒精灯,加热至170℃ | Ⅰ:A中烧瓶内液体渐渐变黑 |
…… | |
实验完毕,清洗烧瓶 | Ⅲ:A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物,有刺激性气味逸出 |
(1)溶液“渐渐变黑”,说明浓硫酸具有 性。
(2)分析,甲认为是C2H4,乙认为不能排除SO2的作用。
①根据甲的观点,使B中溶液褪色反应的化学方程式是 ;
②乙根据现象认为实验中产生的SO2和 ,使B中有色物质反应褪色。
③为证实各自观点,甲、乙重新实验,设计与现象如下:
甲:在A、B间增加一个装有某种试剂的洗气瓶;现象:Br2的CCl4溶液褪色。
乙:用下列装置按一定顺序与A连接:(尾气处理装置略)
现象:C中溶液由红棕色变为浅红棕色时,E中溶液褪色。
请回答下列问题:
a.甲设计实验中A、B间洗气瓶中盛放的试剂是 ;乙设计的实验D中盛放的试剂是 ,装置连接顺序为 。
b.能说明确实是SO2使E中溶液褪色的实验是 。
c.乙为进一步验证其观点,取少量C中溶液,加入几滴BaCl2溶液,振荡,产生大量白色沉淀,浅红棕色消失,发生反应的离子方程式是 。由此可得出的干燥的SO2不能使Br2的四氯化碳溶液褪色
Ⅱ、葡萄酒中常用Na2S2O5做抗氧化剂。
(3)0.5molNa2S2O5溶于水配成1L溶液,该溶液的pH=4.5。溶液中部分微粒浓度随溶液酸碱性变化如图所示。写出Na2S2O5溶于水时发生的化学方程式 。
(4)已知:Ksp[BaSO4]=1×10-10,Ksp[BaSO3]=5×10-7。把部分被空气氧化的该溶液的pH调为10,向溶液中滴加BaCl2溶液使SO42-沉淀完全[c(SO42-)≤1×10-5mol·L-1],此时溶液中c(SO32-)≤ mol·L-1。
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以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下:
(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为 。
(2)用图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为 (填选项编号)。
(3)在实验流程中,加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为 。
(4)验证“沉铁”后,溶液中是否还含有铁离子的操作方法为 。
(5)若用调节pH溶液“沉铁”,则得到Fe(OH)3,已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,则该温度下反应Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+的平衡常数为 。
(6)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是 (填化学式)。
②KMnO4溶液褪色,发生的离子反应方程式为 。
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亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业盐,易溶于水,微溶于乙醇。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究:
Ⅰ.亚硝酸钠的制备。
(1)装置B的作用是___________________________________________。
(2)D中澄清石灰水变浑浊,则C中制备NaNO2的离子方程式为______________。
Ⅱ.探究亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物成分。
已知:①NO+NO2+2OH-=2NO+H2O
②气体液化的温度:NO2为21 ℃,NO为-152 ℃
(3)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是_______________________。
(4)仪器的连接顺序(按左→右连接):A→C→________。
(5)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,装置A中产生红棕色气体。
①确认装置A中产生的气体含有NO,依据的现象是_______________________。
②若D中通入过量O2,装置B中的化学方程式是_______________________。
Ⅲ.设计实验证明酸性条件下NaNO2具有氧化性。
(6)供选用的试剂:NaNO2溶液、KMnO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液___________________________________________________。
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