(14分)欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明:①反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成;②常温下N02与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成,有人设计下图实验装置。
(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是_____________________________________________________________。
(2)装置B瓶的作用是__________________________________________________。
(3)A中反应停止后,打开D中的活塞K2并通人氧气,若反应中确有NO产生,则D中应出现的现象是________________;实验发现,通人氧气温度的高低对实验现象有较大影响,则为了便于观察应通人_______________(填“冷”或“热”)的氧气。
(4)为了减少测量误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是__________________________________________________________。
(5)实验测得下列数据:所用铜银合金质量为15.0 g,浓硝酸的体积为40 mL,浓度为13.5mol·L-1。实验后:A中溶液体积为40mL,H+浓度为1.0mol·L-1。若设反应中硝酸既无挥发也无分解,则:
①参加反应的硝酸的物质的量为______________;
②若已测出反应后E装置的生成物含氮元素的质量,则为确定合金中铜的质量分数,还需要测定的数据是__________。
(6)实验中只测定铜的质量分数,不验证NO的产生,则在铜银合金与硝酸反应后,只需简单的实验操作就可以达到目的,请简述实验过程________________________。
[化学—选修2:化学与技术]
最近科学家提出一种“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为甲醇。其技术流程如下:
(1)吸收池中饱和碳酸钾溶液的作用是;
(2)分解池中发生反应化学方程式为;
(3)上述流程中能体现循环利用的物质有;
(4)合成塔中生成甲醇的反应,其原子利用率理论上(能、否)达到100%。若合成塔中有2.2 kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式。
(5)如果空气不经过吸收池和分解池,而是直接通入合成塔,你认为(填“可行”或“不可行”),理由是。
(6)上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300oC的温度,其原因是。
有文献记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。
装置 |
实验序号 |
试管中的药品 |
现象 |
![]() |
实验Ⅰ |
2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液 |
有气泡产生;一段时间后,溶液逐渐变黑,试管壁附着银镜 |
实验Ⅱ |
2mL银氨溶液和 数滴浓氨水 |
有气泡产生;一段时间后,溶液无明显变化 |
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异,查阅资料:
a.Ag(NH3)2++2H2O Ag++2NH3·H2O b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O
(1)配制银氨溶液所需的药品是。
(2)经检验,实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。
①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3产生的现象是。
②产生Ag2O的原因是。
(3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。
实验及现象:向AgNO3溶液中加入,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。
(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。
用下图所示装置进行实验,发现试管中出现银镜。
在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。
(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成,由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是 Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验:
①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是。
②实验结果证实假设成立,依据的现象是。
(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是。
钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、
SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂
LiFePO4)的工业流程如下图所示:
已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O
(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。
(2)滤渣A的成分是_______。
(3)滤液B中TiOCl42-和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______。
(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15 溶液 时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的 原因_。
(5)反应③的化学方程式是_______。
(6)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需 17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。
(7)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为:Li4Ti5O12 + 3LiFePO4 Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是:_______。
为验证氧化性Cl2 > Fe3+ > SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
I .打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1) 过程Ⅰ的目的是。
(2) 棉花中浸润的溶液化学式为。
(3) A中发生反应的化学方程式为。
(4)过程Ⅳ中检验其中Fe3+和Fe2+的试剂分别为和。
确定有Fe3+和Fe2+现象分别是和。
(5) 过程Ⅵ,检验B溶液中是否含有SO42-的操作是。
(6) 甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性:
过程Ⅳ B溶液中含有的离子 |
过程Ⅵ B溶液中含有的离子 |
|
甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
Cl2 > Fe3+ > SO2的是(填“甲”“乙”“丙”)。
滴定实验是化学学科中重要的定量实验。
请回答下列问题:
(1)酸碱中和滴定——用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液。
①下列操作造成测定结果偏高的是(填选项字母)
A.滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确。
B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
C.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D.滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
②该学生的实验操作如下:
A用碱式滴定管取稀NaOH 25.00mL,注入锥形瓶中,加入甲基橙做指示剂。
B用待测定的溶液润洗碱式滴定管。
C用蒸馏水洗干净滴定管。
D取下酸式滴定管用标准的HCl溶液润洗后,将标准液注入滴定管刻度“0”以上2~3cm处,再把滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
E、检查滴定管是否漏水。
F、另取锥形瓶,再重复操作一次。
G、把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。
a. 滴定操作的正确顺序是(用序号填写)___________________________。
b. 在G操作中如何确定终点? __________________________ ____。
c. 若换酚酞做指示剂,如何确定终点? _________________________ ____。
(2)氧化还原滴定—取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。表格中记录了实验数据:
滴定次数 |
待测液体积 (mL) |
标准KMnO4溶液体积(mL) |
|
滴定前读数 |
滴定后读数 |
||
第一次 |
25.00 |
0.50 |
20.40 |
第二次 |
25.00 |
3.00 |
23.00 |
第三次 |
25.00 |
4.00 |
24.10 |
①滴定时,KMnO4溶液应装在(“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是。
②该草酸溶液的物质的量浓度为_____________。
(3)沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是(填选项字母)。
难溶物 |
AgCl |
AgBr |
AgCN |
Ag2CrO4 |
AgSCN |
颜色 |
白 |
浅黄 |
白 |
砖红 |
白 |
Ksp |
1.77×10-10 |
5.35×10-13 |
1.21×10-16 |
1.12×10-12 |
1.0×10-12 |
A.NaCl B.NaBr C.NaCN D.Na2CrO4