(10分)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从图中选择制取气体的合适装置:氮气 。
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用有干燥气体、 、______________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨, (“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是: ,锥形瓶中还可观察到的现象是: 、产生白烟。用化学方程式解释现象产生的原因 。
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(6分)硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量,采用以下方案:
甲方案:如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验的准确度,其理由是_________________。
(2)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
乙方案:实验步骤如图所示:
(3)步骤③中洗涤沉淀的方法是___________________________________________。
(4)通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为 (用含有V、m的代数式表示)。如果将双氧水换成足量用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液,方案是否合理 ,如不合理,如何改进 (认为合理可不填)。
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(14分)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+,若要确认其中的Fe2+,应选用 (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.NaOH溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是 。
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(1)实验室从海带中提取碘的流程如下:
①在进行实验b的过程中,可以选择的有机溶剂是__________。
A.酒精 B.四氯化碳 C.苯
②从I2的有机溶液中提取碘的装置如图1所示,请指出仪器d的名称____。冷凝管中的水流方向是 (填“由e至f”或“由f至e”)
(2)图2是实验室制取乙酸乙酯的实验装置,回答下列问题:
①在A试管中加入试剂的顺序是 。
A.先浓硫酸再乙醇后乙酸
B.先浓硫酸再乙酸后乙醇
C.先乙醇再浓硫酸后乙酸
②在试管B中常加入________(填写试剂)来接收乙酸乙酯,分离出乙酸乙酯的主要仪器是 。
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小明同学在化学兴趣小组中提出一个猜想:“根据学习过的化学反应CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2可以知道,Na2CO3溶液也能与CO2发生反应”。
为了确定小明同学猜想是否正确,兴趣小组在老师的指导下,通过实验探究的方法,完成了对该猜想的判。请你完成兴趣小组在实验探究活动中的部分实验报告。
【实验目的】:探究Na2CO3溶液与CO2的反应
【实验药品】:Na2CO3溶液、饱和的NaHCO3溶液、大理石、CaCl2、CaO、稀盐酸、稀硫酸、浓硫酸、澄清石灰水
【查阅资料】:NaHCO3与Ca(OH)2发生反应:2NaHCO3+ Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,碳酸氢钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳。
【实验装置】;
【实验操作步骤与现象】
①写出实验室制取二氧化碳的化学方程式__________________。
②将制取的CO2通过饱和的NaHCO3溶液洗气瓶的目的是_____________。
③使过量的CO2通过装置Ⅲ,充分反应后,将其中所得的溶液取出3mL于试管中,然后向试管中加入______试剂(请从以上给出的药品中选择)当试管中出现_______现象时,Na2CO3溶液与CO2发生了化学反应,其反应的化学方程式为____________________________________。
【结论】:通过实验探究,小明同学的猜想是正确的。
【应用】:你能否依据此化学反应的规律,再写出一个类似的化学反应方程式(写上述已有的两个反应
不得分):________________________________。
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现有失去标签的氯化钙、硝酸银、盐酸、碳酸钠四种无色溶液,为了测定四种溶液各是什么,将它们随意编号为A、B、C、D后,按下表进行实验。将产生的现象记录如下:
实验顺序 | 实验内容 | 实验现象 |
① | A+B | 没有现象发生 |
② | B+D | 有气体放出 |
③ | B+C | 有沉淀生成 |
④ | A+D | 有沉淀生成 |
根据实验现象按要求回答:
(1)A、B、C、D溶液中溶质的化学式:
A_________;B_________;C_________;D_________;
(2)写出实验顺序中发生反应的②③④中有关的化学方程式:
②__________________;③_______________;④__________。
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在Na+浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子:
阳离子 | K+、Ag+、Mg2+、Ba2+ |
阴离子 | NO3-、CO32-、SiO32-、SO42- |
取该溶液100mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定):
序号 | 实验内容 | 实验结果 |
Ⅰ | 向该溶液中加入足量稀HCl | 产生白色沉淀并放出0.56L气体 |
Ⅱ | 将Ⅰ的反应混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 | 固体质量为2.4g |
Ⅲ | 在Ⅱ的滤液中滴加BaC12溶液 | 无明显现象 |
试回答下列问题:
(1)实验I能确定一定不存在的阳离子是 。
(2)实验I中生成沉淀的离子方程式为 。
(3)通过实验I、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“不能确定”)
阴离子 | NO3- | CO32- | SiO32- | SO42- |
c/mol·L-1 |
(4)判断K+是否存在,若存在求其最小浓度(若不存在说明理由) 。
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已知下列数据:
物质 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3) |
乙醇 | -117.0 | 78.0 | 0.79 |
乙酸 | 16.6 | 117.9 | 1.05 |
乙酸乙酯 | -83.6 | 77.5 | 0.90 |
浓硫酸(98%) | — | 338.0 | 1.84 |
学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30 mL的大试管A中按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液;
②按下图连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5~10 min;
③待试管B收集到一定量的产物后停止加热,撤去试管B并用力振荡,然后静置待分层;
④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。
请根据题目要求回答下列问题:
(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为_______________________。
写出制取乙酸乙酯的化学方程式:______________________。
(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是(填字母)__________ __________。
A.中和乙酸和乙醇
B.中和乙酸并吸收部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分层析出
D.加速酯的生成,提高其产率
(3)步骤②中需要小火均匀加热操作,其主要理由是________________________。
(4)分离出乙酸乙酯后,为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为(填字母)______。
A.P2O5 B.无水Na2SO4
C.碱石灰 D.NaOH固体
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碘是人体必须的元素之一,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的、以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中,从海藻里提取碘的流程和实验装置如下:
(1)指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称:步骤③________,步骤⑤_______。
(2)写出步骤④对应反应的离子方程式:___________ __。
(3)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是_______________。
A.酒精 B.醋酸 C.四氯化碳 D.苯
(4)为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液,即完成步骤③至⑤,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品,尚缺少的玻璃仪器是_________。
(5)从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏。指出下图实验装置中存在的错误之处: 。
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有关混合物分离与提纯的方法广泛用于实验研究和生产。
根据上图装置回答下列问题:
(1)若用装置A分离CCl4和溴苯的混合物(已知CCl4和溴苯互溶,沸点分别为76.75℃和156.2℃),在实验时冷却水从冷凝管的 (填“a”或“b”)端通入;温度计读数为80℃时,锥形瓶中收集到的物质是 。
(2)装置B中仪器①的名称是 ,用装置B分离混合物时,为使液体顺利流下,应进行的操作是 。
(3)粗盐中含有少量泥沙、MgCl2、CaCl2及硫酸盐,将粗盐溶解后,先用装置C将泥沙除去,除去泥沙后还需进一步提纯,粗盐提纯步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④调节溶液PH等于7;⑤溶解;⑥过滤;⑦蒸发。正确的操作顺序是 。
A.⑤②③①⑥④⑦ B.⑤①②③⑥④⑦ C.②①③④⑥⑦ D.⑤③②①⑥④⑦
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