(共15分)I(1)为比较Fe3+ 和Cu2+ 对H2O2分解的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图所示的实验。
甲、乙两同学可通过观察 ,定性比较得出结论。观察两同学的方案,你认为 (填“甲”或“乙”)更合理。理由是 。
(2) 丙同学另外设计了如下实验验证过氧化氢酶对H2O2分解的作用(新鲜鸡肝片中含有过氧化氢酶):
①在试管A中加入3%的双氧水5 mL,再加入新鲜的鸡肝片1 g,有气体产生;
②在试管B中加入3%的双氧水5 mL,再加入煮熟的鸡肝片1 g,无气体产生;
③在试管C中加入3%的双氧水3 mL和10%的H2SO42 mL,再加入新鲜的鸡肝片1 g,无气体产生。
由上述实验得到的结论是
_______________________________________________________________________,
_______________________________________________________________________。
写出①中产生气体的化学方程式:_____________________________________。
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)。
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.7 |
9.6 |
完全沉淀pH |
3.7 |
4.7 |
11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
Li2CO3的溶解度/g |
1.539 |
1.406 |
1.329 |
1.181 |
0.866 |
0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:__________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是__________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:________________________。
(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_____(选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是__________。
(5)将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体,其作用是______________
(6)本实验在电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是_____。
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献.他以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+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题:
(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
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验。
(Ⅰ)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:
①乙装置中的试剂是。
②丁装置的作用是。
(Ⅱ)另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。
①实验时,须先从a管通入气体(填气体分子式),再从b管通入气体(填气体分子式)。
②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是。
(3)“纯碱中常常会混有少量氯化钠。”某研究性学习小组以一包纯碱(只考虑含氯化钠)为研究对象,探究纯碱样品中碳酸钠的含量:
称取1.840 g小苏打样品(含少量NaCl),配置成250 mL溶液,取出25.00 mL用0.1000mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸21.50 mL。
①实验中所需要的定量仪器除滴定管外,还有。
②样品中NaHCO3质量分数为。
(4)将一定质量小苏打样品(只考虑含少量NaCl)溶于足量盐酸,蒸干后称量固体质量,也可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出,则测定结果。(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)
高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下:
(1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。检验Fe2+已除尽的实验操作是。
(2)通常条件下,KSP[Fe(OH)3]=4.0×10-38,除杂后溶液中c(Fe3+)=。
(3)配制硫酸铝溶液时,需用硫酸酸化,酸化的是目的是。
(4)“结晶”操作中,母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止,冷却结晶,得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是。
(5)“分离”操作名称是(填字母代号)
a.蒸馏b.分液c.过滤
(6)测定铵明矾组成的方法是:
a.称取0.906g铵明矾样品,高温灼烧,得Al2O3残留固体0.102g;
b.称取0.906g铵明矾样品,用适量蒸馏水溶解,再加入稍过量的BaCl2溶液,经静置、过滤、洗净,得BaSO40.932g;
c.称取0.906g样品,加入足量的NaOH溶液,加热,产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸,浓硫酸增重0.0340g。
则铵明矾的化学式为 。
(7)有同学认为,第(6)问测定铵明矾组成的方法a、b、c三个试验中,有一个实验不必实施也能推导出铵明矾的化学式,您认为合理吗?若合理,请在下列空格写出不必实施的实验代号(即填上a、b、c其中的一个);若不合理,则在下列空格填上“不合理”,你的结论是。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池及环境的消毒剂。它们在生产、生活中有广泛应用。某实验小组同学看到一则报道:某造纸厂误将槽车中漂白液(NaCl和NaClO的混合液,其中有效成分为NaClO)倒入盛放饱和KAl(SO4)2溶液的池中,造成中毒事件。该小组同学为探究中毒原因进行了如下实验。
(1)小组成员甲同学依据漂白液具有漂白消毒的性质推测,漂白液中ClO-具有氧化性。进行如下实验:
Ⅰ.取10 mL漂白液,依次加入Na2SO3溶液和BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,经检验白色沉淀不溶于盐酸。
Ⅱ.另取10 mL漂白液,加入品红溶液,发现溶液红色逐渐变浅,一段时间后褪为无色。
Ⅲ.再取10 mL漂白液,加入品红溶液,加入少量稀硫酸酸化后,观察溶液红色立即变为无色。
①由实验Ⅰ得出ClO-具有氧化性,写出相关反应的离子方程式__________________。
②对比实验Ⅱ和Ⅲ说明ClO-氧化性与溶液酸碱性的关系是____________________。
(2)小组成员乙同学依据(1)中的实验提出:漂白液在酸性溶液中有Cl2生成,为此进行如下实验:
首先,他利用pH计分别测得漂白液pH>7,饱和KAl(SO4)2溶液pH<7。然后用下图所示的装置继续实验,探究漂白液在酸性溶液中是否能反应生成Cl2。
①在测定漂白液pH的实验中,乙同学没有选择pH试纸的理由可能是__________;
②若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入硫酸,不久烧瓶中有黄绿色气体产生。A中反应的离子方程式__________________。
③若打开分液漏斗活塞向烧瓶中加入饱和KAl(SO4)2溶液,预计只有观察到以下现象__________,才能说明漂白液与酸性溶液混合会产生Cl2。
(3)为了进一步了解漂白液生产和保存的实际意义,小组其他成员还研究漂白液的稳定性,他们查阅资料,下图是30℃时,pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化图:
①分析分解速率v(Ⅰ)与v(Ⅱ)的大小关系,原因是
②4d~ 8d,Ⅰ中v(NaClO)=mol/(L·d)(常温下漂白液的密度约为1g / cm3,且溶液体积变化忽略不计,结果保留2位有效数字。)