饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。2005年的《化学教育》报道了如下实验研究:
一、定性研究:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20 mL饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请完成下列问题:
(1)反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________________________。
(2)依据上述实验可推知,②的滤液中的溶质除CaCl2、HCIO外,还含有_________。
二、定量研究:
在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150 mL饱和氯水,按如图所示装置实验,待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的石灰石提出液面,密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体,直到量筒中的气体不再增加。
请完成下列问题:
(3)为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失,且水槽中仍然为水,请你对装置Ⅲ进行改进,最简单的方法是____________________________________________________。
(4)用改进后的装置进行上述实验,测得塑料网内的碳酸钙质量减少A g,总共收集到标准状况下的CO2气体B L,发现明显小于
。若不考虑实验操作和CO2的溶解等因素造成的误差,从化学反应原理来看,导致这一大小关系的原因是____________________________________________。
(5)实验后发现,装置Ⅱ中的液体增多了,其原因是____________________________________。
为了探究乙酸乙酯水解的条件,做了如下实验
步骤一:取三支相同的试管编号为1、2、3,各试管内依次加入下列药品
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
加入的药品和数量 |
4 mL蒸馏水 |
4 mL 蒸馏水 +3滴浓H2SO4 |
4 mL 蒸馏水 +3滴NaOH浓溶液 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯 |
步骤二:将三支试管振荡后,静置,插入热水浴(约75℃)中,加热约5 min,加热过程中不再振荡。
回答下列问题:
(1)根据你已有的对乙酸乙酯反应条件的认识,该实验预期可观察到的现象是下图中的。
(2)该实验对反应温度的控制较为严格,若温度过高时,产生的主要问题是。
(3)在步骤二中,振荡试管后可观察到液体稍显浑浊,其原因是。
(4)按所设步骤实验反应速率较慢,其主要原因是。
(5)在实际操作中,针对(4)中的原因进行改进后,预期的现象仍不明显,有人又将该实验作如下改进
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
加入的药品和数量 |
4 mL饱和食盐水 |
4 mL饱和食盐水 +3滴浓H2SO4 |
4 mL饱和食盐水 +3滴NaOH浓溶液 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯 |
实验现象和预期的完全一致。请分析这一改进的主要作用是。
某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时,从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组设计了如下实验。请回答相关问题。
(1)为了探究SO2能否使品红褪色,该同学选择了正确的药品后,设计了如下图所示实验装置,请指出实验装置图设计中的不合理之处。
①;
②。
(2)该同学选择了正确装置后,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。为此,你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是。
(3)该同学进一步实验如下:取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,他得出结论:使品红褪色的微粒肯定是HSO3-或SO32-。你认为他的结论是否正确, 其理由是。
(4)再用以下装置探究SO2的某些化学性质。
①装置乙的作用是。
②若X为Na2S溶液,观察到溶液中出现淡黄色浑浊,说明SO2具有。
a.氧化性 b.还原性
c.漂白性 d.不稳定性
③若试剂X为Ca(ClO)2溶液,可观察到白色沉淀生成,完成该过程的离子方程式:Ca2++
ClO-+
SO2+
H2O=
↓+
Cl-+
SO42-+
。
硫代硫酸钠的纯度可用滴定法进行测定,原理是:2S2O32-+ I2 → S4O62-+ 2I-
38.配制100 mL0.0500 mol/L I2溶液,不需要的仪器是(选填编号)。
a.100 mL容量瓶 b.量筒 c.烧杯 d.玻璃棒
滴定管标有使用温度:20oC; 滴定管的最小刻度为mL。
39.取2 .500g含杂质的Na2S2O3·5H2O晶体配成50mL溶液,每次取10.00mL放入锥形瓶里,加2滴淀粉为指示剂,再用0.0500 mol/L I2溶液滴定,实验数据如下(第3次初读数为 0.00,终点读数如图; 杂质不参加反应):
编号 |
1 |
2 |
3 |
消耗I2溶液的体积/mL |
19.98 |
20.02 |
到达滴定终点的现象是;
Na2S2O3•5H2O(式量248)的质量分数是(保留4位小数)。
40.会造成实验结果偏低的操作是(选填编号)。
a.滴定时滴定管中的液体滴在锥形瓶外
b.锥形瓶用蒸馏水洗净后,立即装入待测溶液
c.未用标准液润洗滴定管
d.振荡时溶液溅出锥形瓶外
某课外学习小组的同学设计了如图的装置,以验证SO2的氧化性、还原性和漂白性。
回答以下问题:
33.单独检查装置C的气密性的操作是,关闭活塞b,然后________________________,
若发现________________,说明装置C气密性良好。
34.用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________(选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是。
35.小组的同学在A、C装置中的另一个用FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的化学方程式为_________________。
36.SO2气体通过D装置时现象是____________________,通过E装置时现象是
________________;SO2与H2S在B装置中反应,现象是______________________。
37.F中盛有碱石灰,其作用是______________________。
正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O
反应物和产物的相关数据如下
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度(g/cm3) |
水中溶解性 |
|
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.819 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为。
(2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗
的(填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的是。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集(填选项字母)左右的馏分。
a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为。
(7)本实验中,正丁醚的产率为。