硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料.某课外兴趣小组将适量浓硝酸分多次加到铜粉与稀 硫酸的混合物中,加热使之反应完全(装置如题29图I、图Ⅱ所示),通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体,并同时测定硫酸铜晶体中结晶水的含量.
(1)怎样检查图I装置的气密性 。
(2)图I中分液漏斗内装的液体是 。
(3)图Ⅱ是图Ⅰ的改进装置,与图I相比,图Ⅱ装置的明显优点是 ,
, ,(可不答满).
(4)课外兴趣小组同学在测定胆矾晶体中结晶水的含量时.测得有关数据如下表:
加热前质量 |
加热后质量 |
|
m1(容器) |
m2(容器+晶体) |
m3(容器+无水CuSO4) |
5.4g |
7.9g |
6.8g |
①为完成测定,题29图Ⅲ中还缺少的仪器名称是 。
②判断样品已恒重的方法是 。
③测定所得胆矾中结晶水含量的实验中,称量操作至少进行 次。
④课外兴趣小组的测定结果x值(与相比
) (填“偏高”、“偏低”、“不变”),可能的原因是 。(填字母序号)
a.加热温度过高 b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却 d.胆矾晶体部分风化
纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·x H2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。
用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
注:NH4Fe(SO4)2是一种复盐。请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为_________________________。
(2)检验TiO2·x H2O中Cl-是否被除净的方法是_________________________。
(3)配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,加入一定量H2SO4的原因是______________;使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要下图中的_______(填字母代号)。
(4)滴定终点的现象是__________________________________________。
(5)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g·mol-1)试样w g,消耗C mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为___________________。
(6)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果____。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果_________。
废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是______________________ (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是______。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I-===2CuI(白色)↓+I2
2S2O32-+I2===2I-+S4O62-
①滴定选用的指示剂为________,滴定终点观察到的现象_____________________。
②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
|
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Fe2+ |
5.8 |
8.8 |
Zn2+ |
5.9 |
9 |
实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为:
①过滤;
②调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全;
③过滤、洗涤、干燥;
④调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;
⑤向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应;
⑥900 ℃煅烧;
(4)Zn(OH)2的溶度积常数为1.2×10-17(mol•L-1)3,当Zn2+沉淀完全时,此时溶液中Zn2+的浓度为
溴化钙是一种溴化物,用于石油钻井,也用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等。制备CaBr2·2H2O的主要流程如下:
(1)制备FeBr2时可用如下实验装置(部分夹持装置略去),水浴加热。
仪器a的名称是________,与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是。
(2)滤渣的成分可能是。
(3)试剂M是,加入M的目的是。
(4)操作Ⅱ的步骤为蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。
(5)溴化钙晶体中溴离子的检验:将少量溴化钙晶体溶于水,加入,实验现象为,发生反应的离子方程式为。
(6)将氨气通入石灰乳,加入溴,于65°C进行反应也可制得溴化钙,此反应中还会生成一种无色气体,写出反应的化学方程式。
(7)制得的CaBr2·2H2O可以通过以下方法测定纯度:称取5.00g样品溶于水,滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、烘干、冷却,称量。得到2.00g固体,则CaBr2·2H2O的质量分数为。
锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题.
Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;
(1)滤渣1的化学式为;②中使用的氧化剂最好是下列的(填序号)。
A.Cl2 | B.H2O2 | C.KMnO4 | D.浓HNO3 |
(2)滤渣2中主要成份的化学式为;为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤(选填①、②、③、⑤)。
(3)步骤④发生的离子反应方程式为。
(4)与Al相似,Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式:。
Ⅱ.BaS溶液的制备
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H1 =" —1473.2" kJ•mol-1
C(s)+ 1/2O2(g)=CO(g)△H2 =" —110.5" kJ•mol-1
Ba(s)+ S(s)=BaS(s)△H3 =" —460" kJ•mol-1
(5)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:。
Ⅲ.制取锌钡白
(6)如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量,产生的后果是。
Na2S2O3可做分析试剂。它易溶于水,遇酸易分解。某研究小组进行如下实验:
【实验一】Na2S2O3·5H2O的制备
I 实验原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
II 实验装置:如图1所示,有关物质的溶解度曲线如图2所示:
III 实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图1所示加入试剂,其中装置B和D中加的是,装置C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿,否则会影响。
(2)打开K1、关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热。C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。
(3)当C中溶液的pH接近7时,打开K2、关闭K1并停止加热。采取该措施的理由是。
(4)将C中的混合液过滤,将滤液经过一系列操作,可得粗产品Na2S2O3·5H2O。
IV 产品检测:
(5)粗产品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质,利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:。
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【实验二】自来水中余氯的测定
含氯消毒剂给自来水消毒后余氯含量的方案如下:在250ml碘量瓶(或具塞锥形瓶)中放置0.5gKI,加10ml稀硫酸,准确量取流动水样100ml(打开自来水龙头,待水流数十秒后再取水样)置于碘量瓶,迅速塞上塞摇动,见水样呈淡黄色,加1ml淀粉溶液变蓝,则说明水样中有余氯。再以Cmol/L标准Na2S2O3溶液滴定,至溶液蓝色消失呈无色透明溶液,记下硫代硫酸钠溶液的体积。
(已知:滴定时反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)
(6)若该自来水是以漂白粉消毒,能说明水样中有余氯的反应离子方程式为。
(7)上述实验,消耗标准Na2S2O3溶液V mL,则自来水样品中余氯量(以游离Cl2计算)为mg·L-1。实验中,若“塞上塞摇动”动作缓慢,则测得结果(填“偏高”“偏低”或“不变”)。