化合物KxFe(C2O4)y·3H2O(Fe为+3价)是一种光敏材料,实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。
Ⅰ.制备K2C2O4
FeCl3
⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是:_________________
_______________________________________________。
⑵操作Ⅲ的名称是___________。
Ⅱ.组成测定
称取一定质量的晶体置于锥形瓶中,加入足量的蒸馏水和稀H2SO4,将C2O42-转化为H2C2O4后用0.1000 mol·L-1KMnO4溶液滴定,当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应;再向溶液中加入适量的还原剂,恰好将Fe3+完全转化为Fe2+,用KMnO4溶液继续滴定,当Fe2+完全氧化时,用去KMnO4溶液4.00mL。相关反应的化学方程式如下:
2 KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
⑶配制100mL 0.1000 mol·L-1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有_______________________________(填仪器名称)。两个滴定中,终点时溶液颜色为________色,且30 秒内不变色。
⑷该化合物KxFe(C2O4)y·3H2O中,x=_______。
(11分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置,其实验操作是:
①按图所示将实验装置连接好;
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再夹紧螺旋夹;
③在中间的试管里盛1 g氧化钙,当滴入2 mL左右的蒸馏水后,即可观察.
试回答:
(1)实验中观察到的现象是。
(2)该实验中必须进行的一步实验操作是。
(3)该实验的原理是。
(4)实验中发生的化学反应方程式:。
(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系:。
(6)若该实验中CaO换成NaCl,实验还能否观察到相同现象?(填“能”或“否”).
(本题7个空,每空2分,共14分)
喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。
(1)实验开始之前,应先检验图Ⅰ装置的气密性是否良好,请用简单的语言来描述此过程:
。
(2)用图Ⅰ装置进行喷泉实验,请写出引发喷泉的操作。若图Ⅰ的圆底烧瓶中充满标况下的HCl气体,反应后溶液充满整个烧瓶,则烧瓶内溶液的物质的量浓度为。
(3)在图Ⅱ的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质后,能产生喷泉的是。
A.Cu与稀硝酸 | B.Cu与稀硫酸 |
C.CaCO3与浓硝酸 | D.Fe与浓硝酸 |
(4)某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图Ⅲ所示的装置。
①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管。则可能出现的现象为
。
②在①操作的基础上,打开活塞c,产生的现象是
。
(5)实验室中某同学想制备部分氨气,设计了下面的装置,并选用相关试剂,其中错误的是。
(本题共14分)
易溶于水的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷。以废旧铁屑(含少量CuO、Fe2O3等杂质)为原料的制备流程如下:
(1)操作3发生的氧化还原反应至少有个.操作5中试剂H2O2的作用是·
(2)滤液中主要含FeSO4,需加入少量的H2SO4酸化,目的是.若要使含FeSO4溶液中得到绿矾晶体(FeSO4·7H2O)。必须进行的实验操作是(按顺序填写)。
A.过滤洗涤
B.蒸发浓缩
C.冷却结晶
D.灼烧
E.干燥
(3)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。
①分解得到的气体产物用如下装置进行实验
装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的为。结束实验时先熄灭酒精灯再通入N2至常温,其目的为.实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊。E中有红色固体生成,则气体产物是.
②分解得到的固体产物含有K2CO3、FeO、Fe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品。学生甲、乙、丙分别设计了下列三种实验方案对该样品进行物质含量测定。
【甲】
【乙】
【丙】
你认为以上方案中,方案无法确定样品的组成,理由是.
(12分)某实验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯(含邻硝基甲苯和对硝基甲苯):
反应原理:
实验步骤:
①配制浓硫酸与浓硝酸(体积比按1:3)的混合物(即混酸)40 mL;
②在三颈瓶中加入15 mL甲苯;
③按图所示装好药品,并装好其他仪器;
④向三颈瓶里加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);
⑤控制温度约为50℃,反应大约l0min,三颈瓶有大量淡黄色油状液体出现;
⑥分离出一硝基甲苯。
可能用到的有关数据如下:
密度/g·cm-3 |
沸点/℃ |
溶解性 |
|
甲苯 |
0.866 |
110.6 |
不溶于水,易溶于硝基甲苯 |
产品1 |
1.286 |
237.7 |
不溶于水,易溶于液态烃 |
产品2 |
1.162 |
222 |
不溶于水,易溶于液态烃 |
请回答下列问题:
(1)配制40mL混酸的操作是。
(2)冷却水应该从冷凝管(填“a”或“b”)处流入。
(3)如果加热一段时间后发现装置漏气,应该采取的正确操作是。
(4)分离产品的方案如下:
操作1的名称是;操作2必需的玻璃仪器共有种。
(5)若最终得到产品1和产品2的总质量为17.42 g,则一硝基甲苯的总产率是(保留到小数点后两位)。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.【查阅资料】
(1)硫代硫酸钠(Na2S2O3)易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,受热、遇酸易分解。
(2)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(3)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3(反应方程式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2 ==3Na2S2O3+CO2),所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示:
请回答下列问题:
(1)实验步骤:检查装置气密性后,向三颈瓶c中加入Na2CO3和Na2S的混合溶液,再将分液漏斗a中液体滴加到烧瓶b中加热发生反应产生SO2,请写出b中发生反应的化学方程式______________________。待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤c中的混合物,滤液经__________________(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
(2)装置A用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是____________________。
III.【测定产品纯度】
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1碘的标准溶液滴定。反应原理为2S2O32-+I2===S4O+2I-(忽略Na2SO3与I2反应)
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:_________________________________。
(5)滴定起始和终点的液面位置如图,则产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。
IV.【探究与反思】
(6)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,____________________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。.