(10分) 二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂,常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,易溶于水,易与碱液反应,其性质非常不稳定,温度过高、二氧化氯的水溶液质量分数高于30%等均有可能引起爆炸。某研究小组设计下图所示实验装置制备ClO2。
现称取12.25gKClO3和9g草酸(H2C2O4)放入烧瓶中,然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热。
回答下列问题:
(1)已知反应后的产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐,该反应的化学方程式为 。
(2)在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其保持在60℃~
80℃之间。这样操作的目的是 ,
图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是 。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯,其中最好盛放 (填序号)。
a. 50mL 60℃的温水 b. 50mL冰水 c. 50mL饱和食盐水 d. 50mL NaOH溶液
(4)本实验所制得的二氧化氯水溶液质量分数约为 。(小数点后保留两位)
(5)二氧化氯可迅速氧化硫化物,以除去有机硫产生的臭味,改善水产养殖水体的水质。取适量二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。硫化氢溶液与二氧化氯发生反应的离子方程式为 。
Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂,经查阅资料Cl2氧化能力强于H2O2,能将H2O2氧化。为了验证该结论,学生设计了如下图所示的实验装置进行实验(夹持装置略去)。圆底烧瓶A中的反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,请回答下列问题。
(1)试管B中饱和食盐水的作用;
(2)试管C中加入5mL 30% 双氧水,发生反应的化学方程式____________________;
(3)试管D中充满10% NaOH溶液,NaOH溶液的作用是;
(4)将浓盐酸注入圆底烧瓶A,当装置中的空气基本排尽后关闭止水夹,反应一段时间后试管D中的现象为,试管D中的气体检验方法为_________________ 。
(14分)氢化钙(CaH2)是二种常用的储氢材料,也是登山运动员常用的能源提供剂,需要密封保存,遇水反应生成氢氧化钙和氢气。某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙。
【实验】
用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气,再与金属钙在加热的条件下直接化合,即可制得CaH2。
(1)下列有关该实验的说法正确的是。
a.其他条件相同时,粗锌制取氢气的速率比纯锌快
b.加热时,必须通入氮气作为保护气,以防止空气的干扰
c.可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂
d.开始实验时,应先通入H2,后给金属钙加热
e.已停止实验时,应先停止通入H2,后停止加热。
【提出假设】
(2)由于实验中操作不当,金属钙或氢化钙都可能被氧化。该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设。
假设l:含有Ca 和CaH2。
假设2:含有CaH2和CaO。
假设3:含有。
【设计实验方案,验证假设】
(3)定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2,请设计实验完成下表中内容。
实验步骤(不要求写具体操作过程) |
预期现象和结论 |
取少量固体样品,… |
(4)定量实验测定Ca 和CaH2 混合物中CaH2的质量分数。
①取m1g样品与水完全反应,利用如图装置测定生成的气体体积时,在时进行收集(填字母)
a.刚开始有气泡时b.气泡连续均匀时 c.气体经过验纯后,再收集
②如果装置气密性良好,操作正确,乙同学认为:由于液体加入,导致气体的体积测定偏大,则计算出氢化钙的质量分数(天“偏高”、“偏低”“无影响”)
【反思与交流】
(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是氢化钙是固体,携带方便。既然金属钙与水反应也能生成氢气,为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢?你的观点是。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:
实验一焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为(填序号)。
实验二葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(4)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O)。CO(NH2) + 2NaOH + NaClO = Na2CO3 + N2H4·H2O + NaCl
实验一:制备NaClO溶液
(1)将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中,锥形瓶中发生反应的离子方程式是;
实验二:制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集108~114℃馏分。(已知:N2H4·H2O + 2NaClO=N2↑ + 3H2O + 2NaCl)
(2)分液漏斗中的溶液是(填标号A或B);
A.NaOH和NaClO混合溶液
B.CO (NH2) 2溶液
选择的理由是;
实验三:测定馏分中肼含量水合肼具有还原性,可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤:
a.称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体,经稀释、转移、定容等步骤,配制250mL溶液。
b.移取25.00 mL于锥形瓶中,加入10mL水,摇匀.
c.用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d.进一步操作与数据处理
(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式;滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是。
(4)滴定时,碘的标准溶液盛放在 滴定管中(选填:“酸式”或“碱式”);若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为(保留三位有效数字);
(5)为获得更可靠的滴定结果,步骤d中进一步操作主要是:。
工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为:NH3+CO2+H2O NH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl ;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是(填字母标号)。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
d.碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
(2)某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验。
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中的试剂是,其作用是;
(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是;
(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是(填分离操作的名称),该操作所需要的玻璃仪器有
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。
(Ⅰ)实验时,须先从a管通入_______气体,说明原因_________________________
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是。
(3)碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为。
(4)请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法:。