在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”。请分别用下图中示意的两套仪器装置,制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6mol/L盐酸,其他试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去).
填写下列空白:
(1)长颈漏斗C中应加入___________;实验时,U型管B中应加入的试剂是_______。烧瓶D中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液,其目的是_________________ 。
(2)试管F中发生反应的化学方程式是______________________________。
(3)实验进行时,烧瓶G的作用是__________________________;
烧瓶I的作用是___________________________。
(4)在A、D、F、G、I各仪器中,在实验时不需要加热的仪器是(填该仪器对应的字母)_____________。
(5)为了安全,在A管中的反应发生前,在E出口处必须_____________;A管中的反应开始后,在E出口处应 ___________________________。
(15分)二氯化一氯五氨合钴([Co(NH3)5C1]C12,M=250.5g·mol-1,紫红色固体)因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注,它不溶于乙醇,难溶于水。实验室制备二氯化一氯五氨合钴的流程及装置如下:
相关信息:
Co+2HCl=CoCl2+H2↑[Co(NH3)5C1]2++H2O[Co(NH3)5H2O]3++Cl-
(深红色)
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称_____;向装置2中加入适量盐酸后,关闭活塞进行第①步反应,如何通过装置1判断该反应已经完全_____;在不添加其他试剂的前提下,如何操作能够实现第②步反应_____。
(2)第③步加入双氧水的作用是_____;第④步加入适量浓盐酸的作用是_____。
(3)第⑥步洗涤操作为:先用冷水洗涤,再用乙醇洗涤。其中乙醇洗涤的目的是_____。
(4)第⑦步烘干操作的温度应控制在100-160℃,温度不能过低也不能过高的可能原因是_____。
(5)将产品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气后,向溶液中加酸中和,然后加人0.5000mol·L-1的KI溶液0.04000L(过量),滴加指示剂,用0.l000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点消耗0.1200LNa2S2O3标准溶液,则该实验的产率为_____。(2Co3++2I-=2Co2++I2;2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下:
存在的主要副反应有:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据列如下表
实验步骤如下:
取100mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混和酸,将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀。在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210℃馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)装置B的名称是_______________。装置C的作用是_________________________。
(2)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入到浓硫酸中,说明理由:________________。
(3)为了使反应在50℃~60℃下进行,常用的方法是______________________。
(4)在洗涤操作中,第二次水洗的作用是__________________________。
(5)在蒸馏纯化过程中,因硝基苯的沸点高于140℃,应选用空气冷凝管,不选用直形冷凝管的原因是_____________________________________________。
(6)本实验所得到的硝基苯产率是____________________________________。
为测定碳酸钙的纯度(杂质SiO2),学生设计了如下几个实验方案,请回答每个方案中的问题。(相对原子质量:C=12 O=16 Ca=40)
【方案Ⅰ】如图:
①称取碳酸钙样品m g;
②加入过量盐酸;
③测定仪器A的增重为a g。
(1)仪器A的名称是____________。
【方案Ⅱ】
①称取碳酸钙样品5.0 g;
②用1.00 mol/L盐酸100.0 mL(过量)溶解样品;
③取溶解后溶液体积的1/10 用0.1000mol/L NaOH溶液滴定,重复滴定三次,平均用去15.00mL。
(2)该碳酸钙样品的纯度=。(计算结果保留三位有效数字)
【方案Ⅲ】
①称取碳酸钙样品mg;
②高温煅烧1000 ℃直至质量不再改变,冷却后称量,固体质量为m’g。
(3)本方案中的“冷却”应在干燥器中进行,理由是。
【方案Ⅳ】
①称量碳酸钙样品m g;
②加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解;
③过滤并取滤液;
④在滤液中加入过量c ’mol/LNa2CO3溶液V’ mL;
⑤将步骤④中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为b g。
(4)此方案中不需要的数据是(填字母序号)。
A.m | B.c、V | C.c’、V’ | D.b |
(5)综上所述,你认为四个方案中,最好的方案是。写出其它一个方案的缺点:(如:方案Ⅳ;沉淀的洗涤、干燥、称量操作过程复杂,容易造成较大误差。)
方案;。
(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空气的注射器。
请回答有关问题:
(1)设计装置A的目的是;为达到此目的,应进行的操作是。
(2)在完成(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是__________________________;B中反应的离子方程式为:__________________________。
(3)装置E和F的作用是;实验现象是______。(用化学方程式及必要文字简要描述)
(4)装置D的作用是。
水杨酸甲酯又叫冬青油,是一种重要的有机合成原料。某化学小组用水杨酸()和甲醇在酸性催化剂催化下合成水杨酸甲酯并计算其产率。
实验步骤:
Ⅰ.如图,在三颈烧瓶中加入6.9 g (0.05 mol)水杨酸和24 g(30 mL,0.75 mol)甲醇,向混合物中加入约10 mL甲苯(甲苯与水形成的共沸物,沸点为85℃,该实验中加入甲苯,易将水蒸出),再小心地加入5 mL浓硫酸,摇动混匀,加入1~2粒沸石,组装好实验装置,在85~95℃下恒温加热反应1.5小时:
Ⅱ.待装置冷却后,分离出甲醇,然后转移至分液漏斗,依次用少量水、5%NaHCO3溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,过滤得到粗酯;
Ⅲ.将粗酯进行蒸馏,收集221℃~224℃的馏分,得水杨酸甲酯4.5g。
常用物理常数:
名称 |
分子量 |
颜色状态 |
相对密度 |
熔点(℃) |
沸点(℃) |
水杨酸甲酯 |
152 |
无色液体 |
1.18 |
-8.6 |
224 |
水杨酸 |
138 |
白色晶体 |
1.44 |
158 |
210 |
甲醇 |
32 |
无色液体 |
0.792 |
-97 |
64.7 |
请根据以上信息回答下列问题:
(1)仪器A的名称是,制备水杨酸甲酯时,最合适的加热方法是。
(2)实验中加入甲苯对合成水杨酸甲酯的作用是。
(3)反应结束后,分离甲醇的操作是。
(4)洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是,第二次水洗的主要目的是。
(5)检验产品中是否含有水杨酸的化学方法是。
(6)本实验的产率为___________(保留两位有效数字)。