碱式碳酸铜可用于有机催化剂、杀虫剂及饲料中铜的添加剂,还可用于烟火和颜料制造。CuSO4 溶液与Na2CO3 溶液反应能否得到碱式碳酸铜?某班同学进行相关探究。
(沉淀制备)称取 12.5 g 胆矾溶于 87.4 mL 蒸馏水中,滴 4 滴稀硫酸,充分搅拌后得到 CuSO4 溶液。向其中加入适 量 Na2CO3 溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤。
(1)滴加稀硫酸的作用是______________________。所得硫酸铜溶液的溶质质量分数约 为______________________。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是______________________。
(实验探究)同学们设计了如下装置,用制得的蓝绿色固体进行实验:
(3)D 装置加热前,需要首先打开活塞 K,用 A 装置制取适量 N2,然后关闭 K,点燃 D 处酒精灯。A 中产生N2 的作用是______________________,C 中盛装的试剂应是______________________。
(4)装置 A 中发生反应的离子方程式为______________________。
(5)若蓝绿色固体的组成为 xCuCO3·yCu(OH)2,实验能观察到的现象是_______________________________________。
(6)同学们查阅文献知:Ksp[CaCO3]=2.8×10-9,Ksp[BaCO3]=5.1×10-9,经讨论认为需要用 Ba(OH)2 代替 Ca(OH)2来定量测定蓝绿色固体的化学式,其原因是 ______________。
a.Ba(OH)2 的碱性比 Ca(OH)2 强
b.Ba(OH)2 溶解度大于 Ca(OH)2,能充分吸收 CO2;
c.相同条件下,CaCO3 的溶解度明显大于 BaCO3
d.吸收等量 CO2 生成的 BaCO3 的质量大于 CaCO3,测量误差小
待 D 中反应完全后,打开活塞 K,再次滴加 NaNO2 溶液产生 N2,其目的是 ________________________________________。若定量分析所取蓝绿色固体质量为 27.1 g,装置 F 中使用 Ba(OH)2 溶液,实验结束后, 装置 E 的质量增加 2.7 g,F 中产生沉淀 19.7 g。则该蓝绿色固体的化学式为 ____________________。
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CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:Co+2HCl=CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110 ~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③物质的熔沸点随压强降低而降低
④乙醚沸点为 34.6℃
⑤部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 7.6 | 3.4 |
完全沉淀 | 4.1 | 9.7 | 9.2 | 5.2 |
(1)在上述工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,从环保角度分析其主要优点为_______________________。
(2)加入碳酸钠调节pH至a ,a的范围是____________________________。
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是_____________、______________和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是_______________________。
(5)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,通过过滤除去不溶性杂质后,再进行_________(填操作名称)。
(6)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是______________。(答出一个原因即可)
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硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯(SOCl2)都是重要的化工试剂,均易水解。
(1)甲同学在实验室利用SO2和Cl2在活性炭催化作用下制取SO2Cl2,装置如图所示。
①B装置中冷凝管进水口是___。(填“m”或“n”),B中干燥管盛有的物质是___。
②欲制取少量SO2Cl2,选择图中的装置(可以重复选用),其连接顺序为:a、___、h。
③去除C装置会降低SO2和Cl2的利用率,可能的原因是___(用化学方程式表示)。
(2)SOCl2水解后无残留物,较SO2Cl2是更好的脱水剂。乙同学设计实验利用SOCl2和ZnCl2•xH2O制取无水ZnCl2。
①解释SOCl2在该实验中的作用是___(写出两点)。
②实验室常用NaOH溶液吸收SOCl2,该反应的离子方程式是___。
(3)乙同学认为SOCl2还可用作由FeCl3•6H2O制取无水FeCl3的脱水剂,但丙同学认为该实验可能发生副反应使产品不纯。
①可能发生的副反应的化学方程式是___。
②两同学设计如下实验判断该反应的可能性:取少量SOCl2和FeCl3•6H2O反应后的混合物于试管中,加水溶解,将溶液平分至五支试管,分别进行以下实验,其中能得出合理结论的是___。
A.加入过量稀HNO3,再滴加几滴AgNO3溶液
B.加入少量稀HNO3,再滴加几滴BaCl2溶液
C.滴加几滴BaCl2溶液
D.滴加几滴酸性KMnO4溶液
E.滴加几滴KSCN溶液后,再滴加几滴氯水
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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实验室用如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是两个耐高温的瓷皿,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中液溴滴入温度为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。
(1)若在A中盛固体CaCO3,a中盛6 mol/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。
(2)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用是____________________。
Ⅱ.探究FeBr2的还原性
(3)实验需要200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是_____________,需称量FeBr2的质量为:_________。
(4)取10 mL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一被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:________
(5)请用一个离子方程式来证明还原性Fe2+>Br一________:
(6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol Cl2,则反应的离子方程式为________
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硫酰氯(SO2Cl2)对眼和上呼吸道黏膜有强烈的刺激性,但其在工业上有重要的作用,其与硫酸的部分性质如表:
物质 | 熔点/ | 沸点/ | 其他性质 |
SO2Cl2 | -54.1 | 69.1 | ①易水解,产生大量白雾 ②易水【解析】 |
H2SO4 | 10.4 | 338 | 有吸水性且不易分解 |
实验室用干燥纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯的装置如图所示(夹持仪器已省略)
(1)仪器B中盛放的药品是____ ,仪器B的作用是___。
(2)实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为________。
(3)装置丙的作用为____________。
(4)若缺少装置乙,则硫酰氯会水解,硫酰氯水解的化学方程式为____________。
(5)少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为2ClSO3H=H2SO4+SO2Cl2,此方法得到的产品中的杂质为硫酸。
①从分解产物中分离出硫酰氯的实验操作是___, 该操作中需要使用的玻璃仪器有酒精灯、尾接管、锥形瓶和__________。
②请设计实验方案检验产品中有硫酸(可选试剂:稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、紫色石蕊试液)________________。
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某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
(实验)将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
(提出假设)
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
(设计实验方案.验证假设)该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
方案1 | 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质为Na2O |
方案2 | ①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | |
③静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
(思考与交流)
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是_______。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为_______。
(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中,_______成立。你的理由是_______。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为_______。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由:_______。
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实验室需要0.1mol•L-1NaOH溶液450mL和0.5mol•L-1硫酸溶液450mL.根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是__(填序号),本实验所用玻璃仪器E的规格和名称:_____配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是___(填仪器名称).
(2)容量瓶不能用于____(填序号).
A配制一定体积准确浓度的标准溶液
B长期贮存溶液
C测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D准确稀释某一浓度的溶液
E量取一定体积的液体
F用来加热溶解固体溶质
(3)根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为___g.在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度____0.1mol•L-1(填“大于”“等于”或“小于”,下同).若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度___0.1mol•L-1.
(4)根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为1.84g•cm-3的浓硫酸的体积为_____mL(计算结果保留一位小数).如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用___mL量筒最好.配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是___。
(5)如果定容时不小心超过刻度线,应如何操作:______________。
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二氯化二硫(S2Cl2)是一种重要的化工原料,常用作橡胶硫化剂,改变生橡胶受热发黏、遇冷变硬的性质。查阅资料可知S2Cl2具有下列性质:
(1)制取少量S2Cl2
实验室可利用硫与少量氯气在110~140℃反应制得S2Cl2粗品,氯气过量则会生成SCl2。
①仪器m的名称为___,装置F中试剂的作用是___。
②装置连接顺序:A→___→___→___→E→D。
③实验前打开K1,通入一段时间的氮气排尽装置内空气。实验结束停止加热后,再通入一段时间的氮气,其目的是___。
④为了提高S2Cl2的纯度,实验的关键是控制好温度和___。
(2)少量S2Cl2泄漏时应喷水雾减慢其挥发(或扩散),并产生酸性悬浊液。但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水,其原因是___。
(3)S2Cl2遇水会生成SO2、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合气体SO2的体积分数。
①W溶液可以是___ (填标号)。
a.H2O2溶液 b.KMnO4溶液(硫酸酸化) c.氯水
②该混合气体中二氧化硫的体积分数为___(用含V、m的式子表示)。
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草酸是一种二元弱酸,可用作还原剂、沉淀剂等。某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O4•2H2O。回答下列问题:
(1)甲组的同学以电石(主要成分CaC2,少量CaS及Ca3P2杂质等)为原料,并用图1装置制取C2H2。
①装置A中用饱和食盐水代替水的目的是__。
②装置B中,NaClO将H2S、PH3 氧化为硫酸及磷酸,本身被还原为NaCl,其中PH3被氧化的离子方程式为__。
(2)乙组的同学根据文献资料,用Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化C2H2制取H2C2O4•2H2O.制备装置如图2所示:
①装置D中多孔球泡的作用是__。
②装置D中生成H2C2O4的化学方程式为__。
③从装置D中得到产品,还需经过__(填操作名称)、过滤、洗涤及干燥。
(3)丙组设计了测定乙组产品中H2C2O4•2H2O的质量分数实验。他们的实验步骤如下:准确称取mg产品于锥形瓶中,加入适量的蒸馏水溶解,再加入少量稀硫酸,然后用cmol•L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至终点,共消耗标准溶液VmL。
①滴定终点的现象是__。
②产品中H2C2O4•2H2O的质量分数为___(列出含m、c、V的表达式)。
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某校学习小组的同学设计实验,制备(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O并探究其分解规律。实验步骤如下:
Ⅰ.称取7.0g工业废铁粉放入烧杯中,先用热的Na2CO3溶液洗涤,再水洗,最后干燥。
Ⅱ.称取6.0g上述处理后的铁粉加入25mL某浓度硫酸中加热,加热过程中不断补充蒸馏水,至反应充分。
Ⅲ.冷却、过滤并洗涤过量的铁粉,干燥后称量铁粉的质量。
Ⅳ.向步骤Ⅲ的滤液中加入适量(NH4)2SO4晶体,搅拌至晶体完全溶解,经一系列操作得干燥纯净的(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。
V.将(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O脱水得(NH4)2Fe(SO4)2,并进行热分解实验。
已知在不同温度下FeSO4•7H2O的溶解度如表:
温度(℃) | 1 | 10 | 30 | 50 |
溶解度(g) | 14.0 | 17.0 | 25.0 | 33.0 |
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉的目的是__,步骤Ⅱ中设计铁粉过量,是为了__,加热反应过程中需不断补充蒸馏水的目的是__。
(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量,是为了__。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2分解的气态产物可能有N2、NH3、SO2、SO3及水蒸气,用下列装置检验部分产物。
①检验气态产物中的SO2和SO3时,装置连接顺序依次为__(气流从左至右);C中盛放的试剂为__。
②装置A的作用是__。
③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁,需用到的试剂为__。
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