相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的分子式是_________________。
(2)H的结构简式是________________。
(3)反应②③的类型是_____________、_______________。
(4)反应⑤的化学方程式是__________________________________。
(5)有多种同分异构体,其中含有1个醛基和2个羟基的芳香族化合物共有______种。
(6)请用合成反应流程图表示出由和其他无机物合成的最合理的方案(不超过4步)。例如:_______________
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草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。
I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为______。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为_____→尾气处理装置(填仪器接口的字母编号)。
③实验前先通入一段时间N2,其目的为_______。
④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为______。
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为Fe或FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其操作及现象为___。
(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为____。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取mg草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00mL,用c mol·L−1 KMnO4标准液滴定至终点,消耗标准液V1 mL;
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用c mol·L−1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2mL。
(4)步骤3中加入锌粉的目的为______。
(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为_____;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将______(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
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硫酸银(Ag2SO4)可用作分析试剂,测定亚硝酸盐、钒酸盐等,也可用作催化剂。为探究Ag2SO4的分解产物,某化学兴趣小组称取6.24gAg2SO4样品,按如图所示装置进行实验(加持装置略去)。
已知:氧化银(Ag2O)是棕褐色晶体或棕黑色粉末,不溶于水,易溶于酸和氨水。
请回答下列问题:
(1)部分实验步骤如下,操作先后排序为___(用字母表示)。
a.点燃A处酒精灯
b.检查装置气密性
c.打开K1和K2,通入干燥的N2
d.装实验药品
(2)装置B中有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为___。
(3)①装置C中酸性KMnO4溶液颜色变浅,且装置D中___(填选项字母)未发生颜色变化,证明产物中有SO2且全部被酸性KMnO4溶液吸收;装置E中的现象是___,证明有O2生成。
a.NaOH溶液
b.浓H2SO4
c.品红溶液
d.KSCN溶液
②反应完成后,将装置C中溶液倒入锥形瓶中,并用蒸馏水洗试剂瓶2~3次,将洗涤液一并倒入锥形瓶中;用0.75mol•L-1H2C2O4溶液滴定装置C中未与SO2反应的KMnO4,盛放H2C2O4溶液的仪器名称为___。
实验数据记录如下:
实验 | 初始读数 | 最终读数 |
I | 0.10 | 20.20 |
II | 0.50 | 24.75 |
III | 1.00 | 20.90 |
③生成SO2的物质的量为___mol。
(4)称取Ag2SO4高温分解后固体物质的质量为4.32g,且不溶于氨水,证明固体产物是___(填化学式)。
(5)硫酸银(Ag2SO4)高温分解反应的化学方程式为___。
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无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法在反应器M中制取氯化亚铁,设计装置如图:
通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥的Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸点低,易升华;
③常见的物质氧化性由大到小顺序:KMnO4(H+)>K2Cr2O7(H+)>MnO2
根据以上信息回答相关的问题:
(1)a、b、c仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生反应的化学方程式:___。
(2)e中盛装的药品是浓硫酸,则d中盛装的药品是___。
(3)反应器M为硬质玻璃管,纯净铁粉与干燥纯净的氯气在持续500℃左右反应,其化学反应方程式为__。
(4)实验小组记录的实验现象如下:
观察到的部分现象 | |
第一次实验 | 反应器M中有白雾、红棕色固体,g瓶有白雾和黄绿色气体 |
第二次实验 | 反应器M中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体 |
第三次实验 | 反应器M中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体 |
①第一次实验,反应器M得到红棕色固体可能是__,其原因可能是__。
②第三次实验得到的固体中,最可能含有的微量杂质是___,如果用此固体配制约2~3mol•L-1的染料还原剂溶液,则无需除去含有的杂质,理由是___。
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文献表明,相同条件下,草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+,为检验这一结论,完成如下实验.
资料:i.草酸(H2C2O4)为二元弱酸
ii.三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3·3H2O]为翠绿色晶体,光照易分解,其水溶液中存在: Fe(C2O4)33-Fe3++3C2O42-K=6.3×10-21
iii.FeC2O4·2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸
(实验1)通过Fe3+和C2O42—在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
(1)C2O42-中碳元素的化合价是___________。
(2)取实验 1 中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是________
(3)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3·3H2O。设计实验,确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_________。实验1中未发生氧化还原反应的原因是_________
(4)取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:
________Fe(C2O4)33-+________H2OFeC2O4·2H2O↓+_______+_______。
(实验2)通过比较H2O2与Fe2+、C2O42-反应的难易,判断二者还原性的强弱。
(5)证明Fe2+被氧化的实验现象是_________________________________。
(6)以上现象能否说明C2O42-没有被氧化。请判断并说明理由:_____________。
(实验3)通过其他实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。
(7)用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他试剂,设计实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。画出装置图并描述预期现象:____________________________ 。
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氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77℃,在农药、医药行业中用途广泛。SOCl2遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并有带刺激性气味的气体产生。实验室合成原理为SO2+ Cl2+ SCl2=2SOCl2装置如下图所示。请回答以下问题:
(1)仪器A的名称是________,装置乙中盛放的试剂是______装置B的作用是____________ 。
(2)装置丁中发生反应的离子方程式为___________________________。
(3)蒸干A1C13溶液不能得到无水A1C13,使SOCl2与A1C13·6H2O混合加热,可得到无水A1C13,试解释原因:_____________________________
(4)若反应中消耗的C12的体积为896 mL(已转化为标准状况下,SCl2、SO2足量),最后得到纯净的SOCl2 4.76 g,则SOCl2的产率为________(保留三位有效数字)。
(5)常温下,将0. 01 mol SOCl2加人100 mL 0. 3 mol/L NaOH溶液中恰好完全反应,所得溶液呈__________________(填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中所有阴离子的浓度大小顺序为________________。(已知H2SO3的=1 .52×10-2,=1.02×10-7)
(6)将少量SOCl2滴人5 mL 1 mol/L的AgNO3溶液中,有白色沉淀生成,该白色沉淀的成分是________________(填化学式)。
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草酸是一种常用的还原剂,某校高三化学小组探究草酸被氧化的速率问题。
实验Ⅰ | 试剂 | 混合后 溶液pH | 现象 (1h后溶液) | ||
试管 | 滴管 | ||||
a | 4mL0.01mol·L−1 KMnO4溶液,几滴浓H2SO4 | 2mL0.3mol·L−1H2C2O4 溶液 | 2 | 褪为无色 | |
b | 4mL0.01mol·L−1KMnO4溶液,几滴浓NaOH | 7 | 无明显变化 | ||
c | 4mL0.01mol·L−1 K2Cr2O7溶液,几滴浓H2SO4 | 2 | 无明显变化 | ||
d | 4mL0.01mol·L−1 K2Cr2O7溶液,几滴浓NaOH | 7 | 无明显变化 |
(1)H2C2O4是二元弱酸,写出H2C2O4溶于水的电离方程式:_____________。
(2)实验I试管a中KMnO4最终被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为:________。
(3)瑛瑛和超超查阅资料,实验I试管c中H2C2O4与K2Cr2O7溶液反应需数月时间才能完成,但加入MnO2可促进H2C2O4与K2Cr2O7的反应。依据此资料,吉吉和昊昊设计如下实验证实了这一点。
实验II | 实验III | 实验IV | |
实验操作 | |||
实验现象 | 6 min后固体完全溶解,溶液橙色变浅,温度不变 | 6 min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 | 6 min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 |
实验IV的目的是:_______________________。
(4)睿睿和萌萌对实验II继续进行探究,发现溶液中Cr2O72- 浓度变化如图:
臧臧和蔡蔡认为此变化是通过两个过程实现的。
过程i.MnO2与H2C2O4反应生成了Mn2+。
过程ii.__________________________________。
①查阅资料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化为MnO4-。针对过程i,可采用如下方法证实:将0.0001molMnO2加入到6mL____________中,固体完全溶解;从中取出少量溶液,加入过量PbO2固体,充分反应后静置,观察到_______________。
②波波和姝姝设计实验方案证实了过程ii成立,她们的实验方案是________。
(5)综合以上实验可知,草酸发生氧化反应的速率与__________________有关。
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某化学兴趣小组拟探究锡及锡的化合物的部分性质。经查阅资料知:Sn的熔点231℃;SnCl2易被氧化,且易水解;Sn(OH)2常温下易分解,SnCl4常温下为无色液体,熔点-33℃,沸点114.1℃,请回答下列问题:
(1)该小组用以下流程制备SnSO4晶体:
①操作Ⅱ所需的实验仪器为______________________________________________。
②过滤操作中玻璃棒使用的注意事项为____________________________。
③操作Ⅰ为沉淀的洗涤。请简述如何判断沉淀是否洗涤干净:____________________。
(2)用熔融的锡与干燥的氯气制备SnCl4,提供的装置如下:
①装置Ⅲ为冷凝管,则水流从________进入。
②请用大写英文字母按从左到右顺序连接组装仪器_________________________________________。
③有同学指出②中连接的实验装置存在不足,不足之处为______________________。
(3)测定锡粉质量分数的步骤:取锡粉1.226g溶于盐酸中,加入过量的FeCl3溶液,再用0.1000mol·L−1 K2Cr2O7溶液滴定Fe2+,消耗K2Cr2O7溶液32.00mL,发生的反应:6FeCl2+K2Cr2O7+
14HCl===6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。则锡粉的质量分数为(杂质不参与反应)____________。
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直接排放含的烟气会形成酸雨,危害环境.某化学实验小组进行如下有关性质的探究活动.
写出利用如图1装置A中产生的气体证明价的硫元素具有氧化性的实验方案:______.
选用以上装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱:
①甲同学认为按照顺序连接装置可以证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱,乙同学认为该方案不合理,其理由是______.
②丙同学设计的合理实验方案为:____________尾气处理填字母其中装置C的作用昌______证明亚硫酸酸性强于次氯酸的实验现象是______.
利用如图2的装置可测定装置A残液中的含量.量取残液于烧瓶中,加适量蒸馏水稀释,加热使全部逸出并与锥形瓶中的溶液恰好完全反应,然后用浓度为标准溶液进行滴定,至终点时记录数据.重复滴定2次,平均消耗NaOH溶液的体积为.
①该装置中球形装冷凝管的冷凝水进口为______填“a”或“b”.
②残液中的含量为______.
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高碘酸钠(NaIO4)是一种常用氧化剂。IO4-被I-还原为I2或IO3-的转化率与溶液pH的关系如图所示。
(1)写出pH≤2时,IO4-被I-还原的离子方程式:__。
(2)测定溶液中NaIO4浓度的实验步骤如下:准确量取25.00mL待测液,加入NaHCO3溶液调节pH至大于8,加入足量KI晶体,以淀粉作指示剂,用0.0500mol•L-1Na3AsO3溶液滴定至终点,消耗溶液体积12.50mL。
已知:AsO33-+I2+OH--AsO43-+I-+H2O(未配平)
①滴定终点的现象为___。
②若调节溶液pH<8,则会导致测得的IO4-的浓度__(填“偏低”或“偏高”或“不变”)。
③计算溶液中NaIO4的物质的量浓度___(写出计算过程)。
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