磷化氢(PH3)是无色剧毒气体(沸点-89.7℃,其中含微量P2H4而易自燃。其制取原理类似于实验室制氨气,现用下图装置制取PH3并验证其性质。请回答:
(1)用碘化磷(PH4I)和烧碱反应制取PH3的化学方程式______。
(2)实验开始时,先从分液漏斗中往盛有碘化磷的烧瓶A中加入过量乙醚(无色液体,沸点34.5℃,微溶于水,不与Fe2(SO4)3反应),微热数分钟后再从分液漏斗中向烧瓶里加入一定量的浓NaOH溶液继续加热。在B处用电热器控制温度在300℃左右,实验过程中可观察到:
①用水冷却的C中有白色蜡状固体生成。
②D试管中Fe2(SO4)3溶液的颜色由棕黄色变成淡绿色,同时也有白色蜡状物生成。
③E处点燃尾气,呈淡蓝色火焰。则:
C中的白色蜡状固体是(填分子式)______,能说明PH3具有______性质。试管D中反应的化学方程式是______,说明PH3具有______性。
(3)实验时E处尾气须点燃,原因是______。
(4)实验开始时,先向烧瓶中加入乙醚并微热,其目的是______。
(5)D中液面上有少量乙醚层,出现的原因是______
(16分)甲、乙、丙三位同学在实验室用不同方法制取氮气。
(1)甲同学让空气通过下图所示装置,以除去氧气制得氮气。硬质玻璃管中所盛固体可选用 (填下列选项标号)
A.铁粉B.碳粉 C.过氧化钠 D.碱石灰
(2)收集氮气可选用 (填下列选项标号)
(3)乙同学设计用氨气和炽热的氧化铜反应制取氮气,反应方程式为 。
(4)制取氨气可选用 (填下列选项标号)
A.加热硫酸铵与氢氧化钙混合物
B.加热分解氯化铵晶体
C.浓氨水滴入氢氧化钠固体
D.加热浓氨水使氨气化
(5)丙同学用加热两种含氮溶液制氮气
NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O
该实验装置需要 、分液漏斗、酒精灯等玻璃仪器。
(6)氮气助燃金属镁,反应方程式: ;燃烧3.6 g镁将消耗标准状况下氮气 mL.
有硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO4-转化为Mn2+。某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)常温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表。
实验 编号 |
温度 |
初始pH |
0.1 mol/L草酸溶液/mL |
0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL |
蒸馏水 体积/mL |
待测数据(反应混合液褪色时间/s) |
① |
常温 |
1 |
20 |
50 |
30 |
t1 |
② |
常温 |
2 |
20 |
50 |
30 |
t2 |
③ |
常温 |
2 |
40 |
__________ |
______ |
t3 |
(2)该反应的离子方程式_______________________________。
(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是_______________________________。
(4)请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用,完成下表中内容。
实验方案(不要求写出具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
_________________________ |
_________________________ |
(5)化学小组滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度:取ag草酸晶体(H2C2O4•2H2O,摩尔质量126g/mol)溶于水配成250mL溶液,取25. 00mL溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4酸化,再用KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定两次,平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定到达终点的现象是: _______________________;实验中所需的定量仪器有________________(填仪器名称)。该KMnO4溶液的物质的量浓度为_______mol/L。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟制备氨基甲酸铵,反应如下(且温度对反应的影响比较灵敏):2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。
① 发生器用冰水冷却的原因是,液体石蜡鼓泡瓶的作用是。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是(填写选项序号)。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.减压40℃以下烘干
(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。
①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解。 |
得到无色溶液 |
步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置 |
若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵。 |
步骤3:向试管中继续加入 。 |
,证明固体中含有碳酸氢铵。 |
②根据①的结论:取氨基甲酸铵样品3.95 g,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤、洗涤、干燥,测得沉淀质量为1.97 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr(BaCO3)=197]
我市某地的煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
已知:
离子 |
开始沉淀pH |
完全沉淀pH |
Fe3+ |
2.1 |
3.2 |
Al3+ |
4.1 |
5.4 |
请回答下列问题:
(1)“酸浸”后得到的残渣中主要含有的物质是_________。物质X的化学式为_______。
(2)“酸浸”时影响铝浸出率的因素可能有(写出两个)____________、__________。
(3)为了获得产品Al(OH)3,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO3一种试剂,后续操作过程是____________________。
(4)Al(OH)3可添加到塑料中作阻燃剂的原因是。
(5)以Al和MnO2为电极,与NaCl和稀氨水电解质溶液组成一种新型电池,放电时MnO2转化为MnO(OH)。该电池反应的化学方程式是。
(6)预处理后的100t煤矸石经上述流程后,得到39t纯度为95%的氢氧化铝产品。则预处理后的100t煤矸石中铝元素的回收率为。
某学习小组推测SO2能与强氧化剂Cl2反应生成SO2Cl2,为此进行探究。
【查阅资料】SO2Cl2名称是氯化硫酰,常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气会产生白雾。
【讨论】(1)SO2Cl2中S元素的化合价是。
(2)实验中制取的SO2和Cl2在混合前都必须提纯和干燥。
【实验探究】(1)实验中制得了干燥纯净的SO2和Cl2。
(2)按下图收集满Cl2后,再通入SO2,集气瓶中立即有无色液体产生,充分反应后,将无色液体和剩余气体分离,分别对无色液体和剩余气体进行如下探究。
Ⅰ.探究反应产物。
向所得无色液体中加入水,立即产生白雾,振荡,静置,得无色溶液。经检验:该无色溶液中的阴离子(除OH-外)只有SO42-、Cl-。证明无色液体为SO2Cl2。
(1)SO2Cl2与水反应的化学方程式是。
(2)验证无色溶液中含有Cl-的方法是。
Ⅱ.探究反应进行的程度。
用NaOH溶液吸收分离出的气体,用稀盐酸酸化后,再加入BaCl2溶液,立即产生白色沉淀。
证明SO2与Cl2的反应是可逆反应。
阐述证明SO2与Cl2是可逆反应的理由。
【质疑】有同学提出:选修四教材习题中介绍SOCl2(亚硫酰氯)常温下是无色液体,极易水解,遇潮湿空气也会产生白雾。SO2与Cl2反应若还能生成SOCl2则无法证明生成的是SO2Cl2。
SO2Cl2与水反应的化学方程式是。
小组讨论后认为不会生成SOCl2,理由是。