(11分)从有机反应R—H+Cl2R—Cl+HCl制取副产品盐酸的设想已成为现实。请根据所给模拟装置图回答下列问题:
(1)写出实验室制Cl2的离子方程式____________________________________
(2)装置B中盛放的溶液是___________________,作用是____________________。
(3)装置C有三种功能:①_______________;②_______________;③观察气泡的产生情况,便于控制两种气体的配比。
(4)玻璃管E中放在石棉碎块上的碘化钾的作用是:______________。导管末端“肚形”装置的作用是_____________________。
(5)从F中分离出盐酸的最佳方法是_________。该套实验装置还存在的缺陷是 。
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(16分)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,下图为海水利用的过程之一。请回答下列问题。
(1)下列有关说法正确的是________(填字母序号)。
a.在第③、④、⑤步骤中,溴元素均被氧化
b.用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
c.可以用海滩上的贝壳制取的Ca(OH)2使母液中的Mg2+沉淀下来
d.步骤 ① 除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的先后顺序为NaOH、Na2CO3、BaCl2
(2)工业上以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,反应的化学方程式为:
NaCl + NH3 + CO2 + H2ONaHCO3↓+ NH4Cl,进而生产纯碱。
某活动小组根据上述原理,制备碳酸氢钠。实验装置如下图所示(夹持、固定用的仪器未画出)。
乙装置中的试剂是 ;实验中分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作名称),该操作所需要的玻璃仪器有______________________。
(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品:NaOH溶液和Cl2,又称为“氯碱工业”。将电解生成的Cl2通入NaOH溶液中可得到一种消毒液,写出该反应的离子方程式 。
该活动小组中甲、乙两位同学利用制得的Cl2按下图装置继续进行实验:
通气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。
①试分析甲同学实验过程中,品红溶液不褪色的原因是: ,
其有关反应的离子方程式为 。
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的? 。
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(12分)实验室需要配制0.1 mol/L NaOH溶液450 mL,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),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)
(2)下列操作中,容量瓶所具备的功能有 (填序号)。
A.贮存溶液
B.配制一定体积准确浓度的标准溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.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;
(4)取用任意体积的所配0.1 mol/L NaOH溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是(填字母) ;
A.溶液中NaOH的物质的量 B.溶液的浓度
C.溶液中Na+的数目 D.溶液的密度
(5)将所配制的NaOH溶液进行测定,发现浓度大于0.1 mol/L。请你分析下列哪些操作会引起所配浓度偏大(填写字母) 。
A.烧杯未进行洗涤
B.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中,并进行定容;
D.往容量瓶转移时,有少量液体溅出
E.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线
F.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线。
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一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nC16-n]m),广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC,设计生产流程如下:
请回答下列问题:
(1)用l0 mol/L的浓盐酸配制2mol/L的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外,还有 。
A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.胶头滴管
(2)下列关于PAFC的说法中正确的有( )
A.PAFC是一种无机高分子化合物
B.PAFC中Fe显+2价
C.PAFC溶于水电离出OH—,是碱
D.PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是( )
A.测定溶液中Fe2+与Fe3+的含量比
B.测定原料是否完全溶解
C.测定溶液中Fe2+的含量,以确定加入NaClO3的量
D.测定溶液中Al3+的含量
(4)写出向溶液中加入NaClO3时,发生反应的离子方程式为______________________。
(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中A1和Fe的含量,进行下列试剂的选择和基本操作:测定时所需的试剂有_______________。
A.NH3·H2O B.NaOH C.CO2 D.NaClO3
(6)在测定过程中的操作顺序是: 过滤、___________、灼烧、_________、称量。(写操作名称)。
(7)测定时,直接称量的是____________和_____________的质量(填化学式)。
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已知铁生锈的过程为:Fe → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3·xH2O。又知草酸(H2C2O4)分解产生CO等气体某化学小组为测定两种不同生锈铁片的组成(设只含有铁和Fe2O3·xH2O),进行了以下探究,请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲同学利用草酸分解产生的混合气体和下图所示装置测定其中一种锈铁的组成。
主要操作为:取锈铁样品12.6 g置于装置C的硬质玻璃管中,加热完全反应后得到固体的质量为8.4 g,装置D增重8.4 g。
草酸(H2C2O4)分解的化学方程式为 。
(2)乙同学在甲同学装置的基础上将装置D换成装浓硫酸的洗气瓶(装置E,此装置图略),经改进后,重新按甲同学的操作和样品取用量进行实验,若完全反应后得到固体的质量仍为8.4 g,而装置E增重1.8 g,则x = ;m(Fe):m (Fe2O3·xH2O) =
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某化学实验小组的同学为了探究SO2和氯水的漂白性,设计如下实验装置。
(1)写出A中反应的化学方程式__________,浓硫酸表现出__________性。
(2)实验室用装置E制备Cl2,离子方程式为:_____________该反应中的还原剂是_________(填化学式)。
(3)①装置A和E中,常用于萃取操作的仪器是__________(填名称)
②停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为B:__________,D:__________.
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强.他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液中,结果发现品红溶液未褪色,并且生成了两种常见的强酸,请你分析该现象的原因:__________________(用化学方程式表示)。
(5)第三个实验小组同学查阅资料得知:氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品及精制的流程:
已知:Br 2 是易挥发、深红棕色的液体,与Cl2化学性质相似;氢溴酸是易挥发、无色液体。
根据上述流程回答下列问题:
①反应室①使用冰水的目的 。
②操作I的名称 ,操作Ⅱ的名称 。
③反应室②中加入Na2SO3的目的是 。
④工业生产中制得的氢溴酸带有淡黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究:
A.甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+ ,则用于证明该假设所用的试剂为 ,若假设成立可观察到的现象为 。
B.乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为 ,其用于证明该假设成立的方法为 。
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平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题小组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵矾:
已知:
Ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有较强氧化性;
Ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸;
Ⅲ.硫酸铁铵矾[Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O]广泛用于水的净化处理。
(1)滤液A的主要成分 (填写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式 。
(3)反应①之前要洗涤滤渣B,对滤渣B进行洗涤的实验操作方法是 。
(4)稀土元素的提纯,还可采用萃取法。已知化合物HT作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,过程表示为Ce2(SO4)3 (水层)+ 6HT(有机层)2CeT3 (有机层)+3H2SO4(水层) ,分液得到CeT3 (有机层),再加入H2SO4 获得较纯的含Ce3+的水溶液。可选择硫酸作反萃取剂的原因是 。
(5)用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(6)已知Fe3+沉淀的pH范围:2.2~3.2,Fe2+沉淀的pH范围:5.8~7.9,Zn2+沉淀的pH范围:5.8~11.0,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。现用FeSO4溶液(含有ZnSO4杂质)来制备硫酸铁铵矾。实验中可选用的试剂: KMnO4溶液、30%H2O2、 NaOH溶液、饱和石灰水、稀H2SO4溶液、稀盐酸。
实验步骤依次为:
向含有ZnSO4杂质的FeSO4溶液中,加入足量的NaOH溶液至pH>11, ;
② ;
③向②中得到的溶液中加入硫酸铵溶液, ,过滤、洗涤、常温晾干,得硫酸铁铵晶体(NH4) Fe(SO4)2·12H2O。
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(10分)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3mol/L 稀H2SO4溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | ||
1 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 | 1.5 |
2 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
3 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | 3.0 | 3.9 |
请回答:
(1)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是__________________________________。
(2)利用实验1中的数据,计算用KMnO4表示的化学反应速率为____________________。
(3)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是____________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白
实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量 | 再向试管中加入某种固体 | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3mol/L 稀H2SO4溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | |||
4 | _________ | 2.0 | 2.0 | 3.0 | MnSO4 | t |
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到________________现象.
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(14分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
已知:Al(OH)3和Cu(OH)2的分解温度分别为450 oC和80oC。
(1)电解精炼银时,阴极上发生反应的电极反应为:________________;滤渣A与稀硝酸反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为:______________。
(2)最后一步在惰性气氛中煅烧固体B的过程中发生的反应有只有两个:(1)2Al(OH)3=Al2O3+3H2O;(2)____CuO +____Al2O3=____CuAlO2 +_____↑(完成并配平该反应方程式)。
(3)固体B的组成为_______________;在生成固体B的过程中应严格控制NaOH的加入量,若NaOH过量,发生反应的离子方程式为:__________________________________。
(4)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是__________、冷却结晶、__________、洗涤和低温干燥。
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体操运动员在完成单杠、吊环项目时常用“镁粉”搓手,以起到防滑效果。某种“镁粉”中可能含有Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一种或两种固体,实验小组对其成分展开了探究。
已知:MgO+2HCl=MgCl2+H2O MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑
(1)探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO3
①取少量样品,如图所示进行实验。观察到a试管中有气泡产生,b试管中产生的现象是澄清石灰水变浑浊,则证明“镁粉”中一定含有______。
②为证明“镁粉”中是否含有Mg,小明将燃着的木条放在图中b试管口上方,木条熄灭。但同学们指出,该实验不能达成实验目的,需要将图中的澄清石灰水替换成浓NaOH溶液,目的是______________。小明按照修改后的实验方案重复上述实验,观察到b试管中无明显现象,证明“镁粉”中______________。
(2)探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg(OH)2
【实验过程】
Ⅰ.用MgO、Mg(OH)2和MgCO3三种固体分别做性质实验。分别取0.5g三种固体粉末,每次取样方法如图2所示:
逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。在下表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积(以下体积均在同一条件下测定,且保留到小数点后1位)
MgO | Mg(OH)2 | MgCO3 | |
消耗稀盐酸的体积 /mL | 10.4 | 7.2 | 5.0 |
Mg(OH)2与盐酸发生中和反应的化学方程式为_____________。
Ⅱ.取“镁粉”样品0.5 g,加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解。此时消耗稀盐酸的体积约为5.3 mL。
【实验分析及结论】
“镁粉”不只含有MgCO3。理由是____________________________________。
【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分,同学们认为还需要补充如下实验:分别取0.5 g“镁粉”和0.5 g_________,加入足量稀盐酸,测定生成的气体体积分别为119mL和140mL。由此可知“镁粉”中含有MgCO3的质量分数为___________。
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