钢材在社会发展中应用广泛。为研究某种碳素钢(含少量碳和硫)的成分,科研小组进行了如下探究活动:称取碳素钢(已除表面氧化物)97.50 g放入耐高温反应管中与O2反应,除去未反应的O2,收集到干燥混合气体X 1.12 L(已折算成标准状况下的体积)。
(1)碳素钢属于___________材料(填标号)
A.有机高分子材料 B.金属材料 C.无机非金属材料 D.复合材料
(2)科研小组用下图所示实验装置检验混合气体X的组成。
①装置B中的试剂是______________,装置C的作用是______________。
②若观察到_________________(填实验现象),证明X中含有CO。
(3)反应后,耐高温反应管内固体中除含有Fe3+之外,还可能含有Fe2+。要确定其中的Fe2+,可选用________(填序号)。
a.稀H2SO4和KMnO4溶液 b.KSCN溶液和铁粉
c.稀盐酸和K3[Fe(CN)6]溶液 d.KSCN溶液和氯水
(4)科研小组用下图所示装置(部分)测定SO2的体积分数,并计算碳素钢的含碳量。将气体X 缓慢通过实验装置,当观察到___________________(填实验现象)时,停止通气,此时气体流量仪显示的流量为224 mL(已换算成标准状况下的体积)。装置Ⅲ中的化学反应方程式为________________,碳素钢中碳元素的质量分数为_________(保留1位小数)。
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苯胺(又名氨基苯)是最重要的胺类物质之一,可作为炸药中的稳定剂、汽油中的防爆剂,也可作为医药磺胺药的原料等。苯胺为无色油状液体,有特殊气味,可用水蒸气蒸馏提纯。用纳米铁粉还原硝基苯制备苯胺的原理及装置图(略去夹持装置和加热装置)如下:
4+9Fe+4H2O4+3Fe3O4
已知部分有机物的一些数据如下表:
名称 | 密度(g•mL-1) | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 | 备注 |
硝基苯 | 1.2037 | 5.7 | 210.8 | 难溶于水,易溶于乙醇、乙醚 | |
苯胺 | 1.0217 | -6.3 | 184.4 | 难溶于水,易溶于乙醇、乙醚 | 空气中易变质 |
乙醚 | 0.7134 | -116.3 | 34.6 | 微溶于水,易溶于乙醇 |
Ⅰ.合成:在装置1中的仪器X中,加入9g纳米铁粉、20mL水、1mL冰醋酸,加热至煮沸,煮沸3~5min后冷却至室温,再将7.0mL硝基苯逐滴加入(该反应强烈放热),搅拌、加热、回流半小时,至反应完全。
Ⅱ.分离提纯:将装置1改为装置2进行水蒸气蒸馏,取装置2中的馏出物约5~6mL,转移至分液漏斗中,分离出有机层后,水层加入1.3gNaCl固体,用乙醚萃取3次(每次用7.0mL乙醚),合并有机层和乙醚萃取液,加入粒状NaOH干燥,过滤后转移至干燥的圆底烧瓶中,水浴蒸去乙醚,残留物再利用装置3蒸馏并收集温度T℃时的馏分。
请回答下列问题:
(1)由苯制取硝基苯的化学方程式为__。
(2)仪器X的名称是__;加入硝基苯时,“逐滴加入”的目的是__。
(3)分离提纯过程中加入NaCl固体的作用是__。
(4)装置2和装置3都需要通冷凝水,冷凝水的作用是__;装置2中长导管B的作用是__。
(5)萃取分液操作过程中要远离明火和热源,原因是__。
(6)温度T的范围为__,实验结束得到6.0mL产物,则苯胺的产率为__(保留三位有效数字)。
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某研究小组在实验室以废铜屑(主要成分是Cu、CuO,含有少量的Fe、Fe2O3)为原料制备碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],具体流程如下:
已知:Cu2(OH)2CO3为绿色固体,难溶于冷水和乙醇,水温越高越易分解。
(1)为加快废铜屑在稀硫酸中的溶解速率,可采取的措施为____(任写一种)。
(2)“操作Ⅱ”中铜发生反应的离子方程式为 ___。
(3)“调节pH”操作中加入的试剂为____(填化学式)。
(4)洗涤Cu2(OH)2CO3沉淀的操作为____。
(5)“操作Ⅲ”中温度选择55~60℃的原因是____;该步骤生成Cu2(OH)2CO3的同时产生CO2,请写出该反应的化学方程式:____。
(6)某同学为测定制得的产品中Cu2(OH)2CO3的质量分数,进行了如下操作:称取m1g产品,灼烧至固体质量恒重时,得到黑色固体(假设杂质不参与反应),冷却后,称得该黑色固体质量为m2g,则样品中Cu2(OH)2CO3的纯度为____(用含m1、m2的代数式表示)。
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已知反应:+4NaOH→NaCl+CH2=CH2↑+Na3PO4+3H2O。可用如图装置和给定的试剂制取1,2-二溴乙烷(其信息如下:相对分子质量为188、无色液体,密度2.18g•cm-3,熔、沸点分别为9.79℃、131.4℃,不溶于水)。试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。回答下列问题:
(1)仪器b的名称为______;其中长玻璃导管的作用是______。
(2)e装置的作用是______;其中所发生反应的离子方程式为______。
(3)试管d中发生反应的化学方程式为______。若用冰水代替烧杯中的冷水,可能引起的不安全后果是______。
(4)实验消耗40%乙烯利(摩尔质量为Mg·mol-1)溶液50g,制得产品mg,则乙烯利合成1,2-二溴乙烷的产率为______(用含M、m的代数式表示)。
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富马酸亚铁(C4H2O4Fe)常用于治疗缺铁性贫血,也可作食品营养强化剂,它可由糠醛()和硫酸亚铁制备。
已知:HOOCCH=CHCOOH+CO2↑
回答下列问题:
I.制备富马酸(实验装置如图所示,夹持装置已略去)
(1)将45.0g氯酸钠、0.2g五氧化二钒置于三颈烧瓶中,加入适量蒸馏水,滴加糠醛并加热至90~100℃,维持此温度3~4h。装置图中仪器A的名称是__________,冷凝水应从_____口流入,_____口流出。(用图中字母a、b表示)
(2)冰水冷却使产品结晶,并通过______________操作可以得到富马酸粗品。
(3)用1mol/LHCl溶液对富马酸粗品进行重结晶,得到纯富马酸。该操作中用1mol/LHCl溶液的原因是________________________(用离子方程式和适当的文字解释)。
II.合成富马酸亚铁
(4)取一定量的富马酸溶于适量水中,加入碳酸钠并加热、搅拌,调节pH为6.5~6.7,产生大量气泡。写出发生反应的化学方程式____________________________________。
(5)将硫酸亚铁溶液和适量的Na2SO3溶液缓慢加入上述反应液中,维持温度在100℃并充分搅拌3~4h。该操作过程中加入适量的Na2SO3溶液,其目的是_______________。
(6)过滤、洗涤、干燥得到产品。洗涤过程中证明富马酸亚铁产品已洗涤干净的实验方法是___________。
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某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应,利用如图装置进行实验。
已知PdCl2能被一氧化碳还原得到黑色的Pd。请回答下列问题:
(1)请将上图各装置按气体从左到右连接完整:c→_____________________。
(2)用稀盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳,在加稀盐酸时,发现碳酸钙与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_______(填字母)。
A.硝酸钠溶液 B.四氯化碳 C.苯 D.稀硝酸
(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让二氧化碳充满整个装置,当观察到____时,再点燃酒精灯。此步操作的目的是____________。
(4)反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是________。
(5)反应过程中二氧化碳足量,假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与二氧化碳反应的化学方程式。
Ⅰ.装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体:_____________________。
Ⅱ.装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)二氧化碳气体,且溶液中还有固体残留:_________________________。
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某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应。
(1)实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧,产生黑、白两种固体,请用化学反应解释该现象 _____________。
(2)该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测:写出Mg与NO2反应的化学方程式_____________。
(3)设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)
资料信息:2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
①装置A中的试剂是_____________。
②干燥管和装置B的作用分别是_____________、_____________。
③实验开始时正确的操作步骤是_____________。
a.通入NO2 b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯 d.当硬质玻璃管充满红综色气体后,关闭弹簧夹
(4)实验结束时,同学们观察到与预测相符合的现象,但当用水洗涤硬质玻璃管时,固体遇水产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应,该反应为_____________,
②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因_____________。
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I彩色水泥墙含氯化亚钴可作睛雨表。下表为几种氯化亚钻的晶体颜色:
淋雨时彩色水泥墙的颜色为________。
Ⅱ从含钻废料(含CoO、Co2O3及金属Al、Li)中制取粗CoO的流程如下:
(1)步骤I产生的气体是________ (填化学式,下同),从含铝溶液中沉淀铝可通入的气体是________。
(2)步骤Ⅲ中除去A13+的离子方程式为________,步骤Ⅳ中Na2CO3溶液的作用是________(用离子方程式表示)。
(3)为了获得高纯度的钴粉,从环保角度考虑,还原Co2O3的试剂为________ (填序号)。
A.铝 B.木炭 C氢气 D.一氧化碳
(4)实验室制备氯化亚钴晶体并测其化学式的流程如下:
①步骤Ⅱ“系列操作”中洗涤晶体不用蒸馏水而用酒精,目的是________。
②用灼烧一称重法测定氯化亚钴晶体中结晶水含量时,需要在氯化氢氛围中灼烧结晶水合物,请结合方程式解释这样做的原因________。
③已知几种物质在20℃时的Ksp如下表:
某同学用滴定法测定晶体CoCl2·xH2O中的x,常用标准硝酸银法进行滴定,滴定时选择的指示剂是________(填编号)。
A KCl B KSCN C K2S D K2CrO4
若取样品ag溶于蒸馏水中配制100mL溶液取20mL配制溶液于锥形瓶中,加入所选指示剂,用c mol / L AgNO3溶液滴定至终点消耗标准溶液bmL,则x的表达式为________。
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硫化钠在无机制备、废水处理等领域常用作沉淀剂,其水溶液称为“臭碱”。可在特殊条件下以硫酸钠固体与炭粉为原料制备:Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑
(1)硫化钠固体在保存时需注意________,原因是________。
(2)实验室用上图装置以Na2SO4与炭粉为原料制备Na2S并检验气体产物、进行尾气处理。步骤如下:
①连接仪器顺序为________(按气流方向,用小写字母表示);
②检查装置气密性;③________;
④加热,进行实验。
(3)若 a mol Na2SO4和2 a mol C按上述步骤充分反应,实际得到Na2S小于amol,则实验改进方案是________。
某同学从氧化还原角度分析固体产物中可能含有少量Na2SO3,请设计实验证明其猜测是否合理(供选择的试剂有:酚酞溶液、硝酸、稀盐酸、蒸馏水) ________。
(4)经实验测定,硫酸钠与炭粉在一定条件下反应还可生成等物质的量的两种盐和体积比为1︰3的CO2和CO两种气体。反应方程式为________。
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苯甲酸乙酯()是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如下:
试剂相关性质如下表:
苯甲酸 | 乙醇 | 苯甲酸乙酯 | |
常温性状 | 白色针状晶体 | 无色液体 | 无色透明液体 |
沸点/℃ | 249.0 | 78.0 | 212.6 |
相对分子量 | 122 | 46 | 150 |
溶解性 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 | 与水任意比互溶 | 难溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇和乙醚 |
回答下列问题:
(1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法为________。
(2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)将一小团棉花放仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入纯化后的苯甲酸晶体、无水乙醇(约)和浓硫酸,加入沸石加热至微沸,回流反应。仪器A的作用是_______;仪器C中反应液最好应采用______方式加热。
(3)随着反应进行,反应体系中水分不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为___。
(4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作Ⅰ是___;操作Ⅱ所用的玻璃仪器除了烧杯外还有___。
(5)反应结束后,步骤③中将反应液倒冷水的目的除了溶解乙醇外,还有__;加入的试剂X为__(填写化学式)。
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