由于条件所限,仅有一大一小两支试管和稀硫酸,甲、乙两同学各找来铝制牙膏皮,
各自设计一种装置来制取一试管氢气。他们设计装置如图所示:
(1)上述两装置相比,____________(填“甲”或“乙”)装置设计更合理。
(2)用较合理的装置来制取氢气,现欲使氢气充满收集气体的试管,应采取的措施
是__________________________。
(3)还可以用哪些物品代替牙膏皮或稀硫酸来完成反应?___________(填写一种物质即可)。
二茂铁是一种金属有机化合物,又名双环戊二烯基铁,是由2个环戊二烯负离子和一个二价铁离子键合而成的有机物,它是火箭固体燃烧过程的加速剂、柴油的消烟节能添加剂、汽油抗爆助燃剂;各类重质燃料、煤、原油、聚合物等的消烟促燃剂。由二茂铁合成乙酰基二茂铁的原理如下:
其实验步骤如下:
步骤1:如图Ⅰ所示,取1 g二茂铁与3 mL乙酸酐于装置中,开通搅拌器,慢慢滴加85%磷酸1 mL,加热回流5 min。
步骤2:待反应液冷却后,倒入烧杯中加入10 g碎冰,搅拌至冰全部融化,缓慢滴加NaHCO3溶液中和至中性,置于冰水浴中15 min。抽滤,烘干,得到乙酰基二茂铁粗产品。
步骤3:将乙酰基二茂铁粗产品溶解在苯中,从图Ⅱ装置的分液漏斗中滴下,再用乙醚淋洗。
步骤4:将其中一段时间的淋洗液收集,并进行操作X,得到纯净的乙酰基二茂铁并回收乙醚。
(1)图I中仪器B的名称为,其中磷酸的作用为该实验制备的乙酰基二茂铁分子式为。
(2)步骤2中需缓慢滴加NaHCO3溶液,并且要充分搅拌,原因是。
(3)步骤2中不需要测定溶液的pH就可以判断溶液接近中性,其现象是。
(4)步骤4中操作X的名称是,该操作中不能使用明火的原因是。
(5)为确定产品乙酰基二茂铁中是否含有杂质二乙酰基二茂铁(),可以使用的仪器分析方法是(写一种即可)。
(14分)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。
(1)碱浸前将铬铁矿粉碎作用。
(2)反应器①中除发生题中所给反应外,请写出其他两个化学方程式(要求两个反应中反应物均相同);。③中调节PH=7-8所得滤渣为、。
(3)从平衡角度分析④中酸化的原理;
(4)用简要的文字说明操作⑤加入KCl能得到K2Cr2O7晶体的原因是。
(5)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2mol/ LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32—=2I—+S4O62—)
①判断达到滴定终点的依据是;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其它杂质不参加反应)(保留2位有效数字)。
(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:
已知:
①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。
③石蜡油沸点高于250℃
④苯甲醇沸点为205.3℃
实验步骤如下:
①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2 所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需(仪器名称)。
(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是,锥形瓶上要加塞的原因是,产品A为。
(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为;蒸馏得产品A的加热方式是。
(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为。
稀土是一种不可再生的战略性资源,被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下:
已知:①废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)如下表所示;
②不同离子沉淀的pH如图一所示。
(1)步骤I中进行原料预处理的目的为________________。
(2)步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生,该反应的化学方程式为________________。
(3)步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为________________。
(4)步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有____________,其不能通过直接加碱的方法除去,原因为________。
(5)步骤V中Y3+沉淀完全时,需保证滴加草酸后的溶液中c(C2O42-)不低于________mol/L。
(已知:当离子浓度小于10mol/L时,沉淀就达完全;Ksp[Y2(C2O4)3]= 8.0×10-28)
(6)步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y2O3,该反应的化学方程式为____________。
某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学上常用作还原剂。为确定其组成,某小组同学进行如下实验。
I.NH4+的测定
采用蒸馏法,蒸馏装置如图所示,实验步骤如下:
①准确称取19.60 g晶体X,加水溶解,注入圆底烧瓶中;
②准确量取50.00 mL l.0100 molH2SO4溶液于锥形瓶中;
③向圆底烧瓶中加入足量NaOH溶液,加热蒸馏;
④用0.0400 molNaOH标准溶液滴定锥形瓶中过剩的酸,到终点时消耗NaOH标准溶液25.00 mL。
(1)步骤②中,准确量取H2SO4溶液所用的玻璃仪器为________.
(2)步骤③中,加热蒸馏时间需长达30分钟,其目的为________.
(3)步骤④中,若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则所测n(NH4+)的值将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
Ⅱ.SO42-的测定
采用重量分析法,实验步骤如下:
①另准确称取19.60 g晶体X于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的 BaCl2溶液;
②用无灰滤纸(灰分质量很小,可忽略)过滤,洗涤沉淀3~4次;
③用滤纸包裹好沉淀取出,灼烧滤纸包至滤纸完全灰化;
④继续灼烧沉淀至恒重.得沉淀质量23.30 g。
(4)步骤①中,判断 BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是________。
(5)步骤②中,所用洗涤剂最合适的是________(填选项字母)。
A.冷水B.稀硫酸C.滤液
(6)步骤③灼烧操作中,除三脚架外,还需要用到下列仪器中的____(填选项字母)。
A.烧杯
B.坩埚
C.表面皿
D.泥三角
E.蒸发皿
F.酒精灯
(7)综合实验I、Ⅱ,通过计算得出晶体X的化学式为________。