下图中A~D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图。
(1)请从①~⑧中选出必须使用温度计的实验,把编号填入最适宜的装置图A~C下的空格中。
①酒精和浓硫酸混合加热制乙烯 ②电石跟水反应制乙炔 ③分离苯和硝基苯的混合物 ④苯与溴的取代反应 ⑤石油的分馏 ⑥浓盐酸与二氧化锰混合加热制氯气 ⑦测定硝酸钾在水中的溶解度 ⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢
(2)选用D装置做苯的硝化实验,D中长玻璃管的作用是___________________________。
Ⅰ:下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置,某同学认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好,他的理由是。
Ⅱ:为了研究同周期元素性质递变规律,某同学设计了如下实验方案:
(1)表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不是对应关系的是:
实验步骤 |
实验现象 |
① 将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 |
镁浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色。 |
②在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液,再将一小块金属钠放入其中 |
有气体产生,溶液变成浅红色 |
③将镁条投入稀盐酸中 |
剧烈反应,迅速产生大量无色气体 |
④将铝条投入稀盐酸中 |
反应不十分剧烈;产生无色气体 |
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 |
生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
(2)由上述实验可得出的结论是:___________
Ⅲ:某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
(1)甲同学的实验应该在___________中进行,才符合化学实验安全性的要求。
(2)乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得,可能是浓硝酸受热分解产生的红棕色气体,请写出浓硝酸受热分解的化学方程式,所以他认为应该检验_____________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置如图2所示。
(3)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是_________。
①将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热;
②先加热木炭,再将木炭投入冷浓硝酸;
③先加热木炭,再加入冷浓硝酸;
④先加热浓硝酸,然后将木炭投入其中。
(4)请用平衡移动原理解释B装置的作用_____ _ ___(结合方程式与文字表述)。
(5)若同意碳与浓硝酸反应生成二氧化氮的观点。将C装置所得的悬浊液过滤、洗涤、干燥、冷却、称量,所得固体质量为m克,则被还原的HNO3的质量为:(列出计算表达式即可)。(忽略空气中二氧化碳的影响。相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ba 137)
草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)可用于制镍催化剂,某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:
已知:①Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9。
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Fe2+ |
5.8 |
8.8 |
Al3+ |
3.0 |
5.0 |
Ni2+ |
6.7 |
9.5 |
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为(填字母)。
a.30℃、30min b.90℃、150min
c.70℃、120min d.90℃、120min
(3)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是。将“沉镍”工序得到的混合物过滤,所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110 ℃下烘干,得草酸镍晶体。用75%乙醇溶液洗涤的目的是。
(4)在除铁和铝工序中,应先加入H2O2氧化,再加氢氧化镍调节pH值的范围为。第2步中加入适量NH4F溶液的作用是。
(5)将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂,写出该制备过程的化学方程式:。
(6)已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%,则100kg废镍催化剂最多可制得kg草酸镍晶体(Ni:59,C:12,H:1,O:16)。
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号 |
实验目的 |
碳粉/g |
铁粉/g |
醋酸/% |
① |
为以下实验作参照 |
0.5 |
2.0 |
90.0 |
② |
醋酸浓度的影响 |
0.5 |
36.0 |
|
③ |
0.2 |
2.0 |
90.0 |
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是。
(3)经过相当长的一段时间,图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈,取少量铁锈于试管中,加入稀盐酸,取少量反应之后的溶液检验其中的Fe3+,检验Fe3+最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN,可以检验痕量的Fe3+。还可用KI来检验:2Fe3++2I-2Fe2++I2,有资料认为这可能是一个可逆反应。Fe3+与I-反应后的溶液显深红色,它是I2溶于KI溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含Fe3+,进而证明这是否是一个可逆反应,试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1 mol/L的FeCl3、KI、KSCN、NaOH、H2SO4、KMnO4溶液,CCl4,蒸馏水。
编号 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
① |
在试管中加入少量该FeCl3溶液和 (填少量、过量)的KI溶液。 |
深红色如期出现 |
② |
将试管中的混合溶液转移至 (填仪器)中,倒入一定量的, 塞住活塞,充分振荡(萃取),静置。 |
|
③ |
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴单质废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
完全沉淀 |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
请回答下列问题:
(1)钴与盐酸反应的化学方程式为。
(2)流程中加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是;滤渣中含有的Al(OH)3是良好的阻燃剂,其原理是;加盐酸调节pH至2~3的目的是。
(3)操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是。
(5)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将119g样品溶于水形成100mL溶液,取25mL于烧杯中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称得质量为28.7g,计算产品中CoCl2·6H2O含量为(已知CoCl2·6H2O化学式量为238,AgCl为143.5,假设杂质不与AgNO3溶液反应,结果保留两位有效数字)
(15分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程:
(1)装置甲中发生的反应为:HCOOH(甲酸)CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该(填字母)。
a.将甲酸滴入浓硫酸
b.将浓硫酸滴入甲酸
c.将甲酸与浓硫酸混合后加入
(2)请按合适的顺序连接好以下装置:甲→()→()→()
(3)丙装置中碱石灰的作用是。
(4)实验将近完成时,熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为。
(5)为了探究影响反应产物的外界因素,在Fe2O3与CO反应部位,该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验,结果如下:
加热方式 |
通CO加热 时间/min |
澄清石灰水变 浑浊时间/min |
产物颜色 |
产物能否全部被磁铁吸引 |
酒精灯 |
30 |
5 |
黑色 |
能 |
酒精喷灯 |
30 |
1 |
黑色 |
能 |
①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能,他提出的两种理由是、。
②丙同学查找资料发现,Fe3O4也能被磁铁吸引,对黑色产物成分提出以下三种假设:
i.全部为铁;
ii.;
iii.。