钠是一种很活泼的金属,在工业上常用电解熔融NaCl的方法制得,其另一产物氯气的用途也十分广泛,工业上制取漂白粉就是其用途之一。
(1)请写出工业上用电解方法制取钠的化学方程式 。
(2)工业上制取漂白粉的化学反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是 。
(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉,其中肯定存在CaCl2,请设计实验,探究该固体中可能存在的其它物质。①提出合理假设。
假设1:该漂白粉未变质,只含 ;
假设2:该漂白粉全部变质,只含 ;
假设3:该漂白粉部分变质,既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤、预期现象与结论
限选用的仪器和药品:试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol/LHCl、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示:不必检验Ca2+和Cl-,表格可以不填满。)
实验步骤 |
预期现象和结论 |
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① |
取少量上述漂白粉于试管中, |
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② |
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③ |
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氮的氧化物( )是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生 成 , 某同学在实验室中对 与 反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_ , 反应的化学方程式为_ 。
②预收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置, 其连接顺序为: 发生装置→ (按气流方向, 用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的 充入注射器 中, 硬质玻璃管 中加入少量催化剂, 充入 (两端用夹 子 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 |
实验现象 |
解释原因 |
打开 , 推动注射器活塞, 使 X中的气体缓慢通入 Y 管中 |
(1)Y 管中 |
(2反应的化学方程式 |
将注射器活塞退回原处并固 定, 待装置恢复到室温 |
Y 管中有少量水珠 |
生成的气态水凝集 |
打开 |
氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
Ⅰ.将浓 、 、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入 粉末。塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中, 搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加 至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是 、 ,仪器b的进水口是 (填字母)。
(2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入 粉末并使用冰水浴,原因是 。
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是 。
(4)步骤Ⅲ中, 的作用是 (以离子方程式表示)。
(5)步骤Ⅳ中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是 。
(6)步骤Ⅴ可用 试纸检测来判断 是否洗净,其理由是 。
某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO 4•7H 2O ):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 |
Ni 2+ |
Al 3+ |
Fe 3+ |
Fe 2+ |
开始沉淀时(c=0.01 mol•L ﹣ 1)的pH 沉淀完全时(c=1.0×10 ﹣ 5mol•L ﹣ 1)的pH |
7.2 8.7 |
3.7 4.7 |
2.2 3.2 |
7.5 9.0 |
回答下列问题:
(1)"碱浸"中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属,用稀硫酸将"滤液①"调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。
(2)"滤液②"中含有的金属离子是 。
(3)"转化"中可替代H 2O 2的物质是 。若工艺流程改为先"调pH"后"转化",即 ,"滤液③"中可能含有的杂质离子为 。
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH) 2的K sp= (列出计算式)。如果"转化"后的溶液中Ni 2+浓度为1.0mol•L ﹣ 1,则"调pH"应控制的pH范围是 。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH.写出该反应的离子方程式 。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是 。
氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备
KClO 3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO 2粉末的仪器名称是 ,a中的试剂为 。
(2)b中采用的加热方式是 。c中化学反应的离子方程式是 ,采用冰水浴冷却的目的是 。
(3)d的作用是 ,可选用试剂 (填标号)。
A.Na 2S B.NaCl C.Ca(OH) 2D.H 2SO 4
(4)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, , ,干燥,得到KClO 3晶体。
(5)取少量KClO 3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl 4振荡,静置后CCl 4层显 色。可知该条件下KClO 3的氧化能力 NaClO(填"大于"或"小于")。
苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理简示如下:
名称 |
相对分子质量 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/(g•mL﹣1) |
溶解性 |
甲苯 |
92 |
﹣95 |
110.6 |
0.867 |
不溶于水,易溶于乙醇 |
苯甲酸 |
122 |
122.4(100℃左右开始升华) |
248 |
﹣﹣ |
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水 |
实验步骤:
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g (约0.03mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0g。
(3)纯度测定:称取0.122g粗产品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.01000mol•L﹣1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。
回答下列问题:
(1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号)。
A.100mL B.250mL C.500mL D.1000mL
(2)在反应装置中应选用 冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成,其判断理由是 。
(3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是 ;该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理 。
(4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是 。
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是 。
(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为 ; 据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于 (填标号)。
A.70% B.60% C.50% D.40%
(7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中 的方法提纯。