新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成:
(1)氯气能使湿润的红色布条褪色。使其褪色的微粒的化学式是______
(2)将氯水在光照上一段时间,溶液颜色逐渐变浅,其有关反应的化学方程式为:
、
(3)平衡常数(K)表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度,对于同一个类型的反应,平衡常数越大,表明反应进行的程度越大。
H2CO3 HCO3-+ H+ Ka1(H2CO3)=4.45×10-7
HCO3- CO32-+H+ Ka2(HCO3-)=5.61×10-11
HClOH++ClO- Ka(HClO)=2.95×10-8
请依据以上电离平衡常数,请写出将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式:
(4)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
实验一、定性研究:
①在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20mL饱和氯水,充分反应, 有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;②过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
③为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答:
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是______ ___________ ____
②依据上述实验可推知:②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外,还含有_______ 。
实验二、定量研究:
在圆底烧瓶底部,有一用塑料网包住的过量块状 碳酸钙和150mL饱和氯水,按如图所示装置实验,待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的石灰石提出液面,密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体,直到量筒中的气体不再增加(不考虑HClO的分解)。
请回答:
③写出仪器(1)与仪器(3)的名称:(1) (3)
④为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失,且水槽中仍然为水,请你对装置Ⅲ进行改进,最简单的方法是 。
⑤如何准确读出量筒中气体的体积
a.________ _ ________ _ ________ _ ________
b.上下移动量筒至量筒内液面与水槽液面相平
c. ________ _ ________
冰晶石(Na3 AlF6)难溶于水,广泛应用于铝的冶炼。工业上用萤石(CaF2)为原料生产Na3 AlF6:
回答下列问题:
(1)在铝的冶炼中,Na3AlF6的作用是 。
(2)煅烧时总反应的化学方程式为,用水浸取后残渣的主要成分是
(3)煅烧后的固体在浸取前进行粉碎的目的是 ,为达到相同目的,常温浸取时还可采取的措施是 。
(4)写出向NaF溶液中加入硫酸铝溶液发生反应的离子方程式:__ __。NaF溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因: ,因此在按化学计量加入硫酸铝溶液前,需先用硫酸将NaF溶液的pH下调至5左右,否则可能产生副产物
(5)97.5 kg含CaF2 80%萤石(杂质不含氟元素)理论上可生产Na3 AlF6 kg(设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化)。
莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]在定量分析中常用作标定高锰酸钾等溶液的标准物质,还用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验莫尔盐晶体强热时的分解产物。装置C中可观察到的现象是___ _,由此可知莫尔盐晶体分解的产物中有 。装置B的主要作用是 。
(2)乙组同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3 (g)、SO2 (g)及N2。为进行验证,选用甲组实验中的装置A和下图所示的部分装置进行实验。
①乙组同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为A、___ _。
②装置D中足量盐酸的作用是 ;含有SO3的实验现象是 ;含有SO2的实验现象是_______________________
(3)设计实验证明:
①莫尔盐是否已氧化变质。 。
②莫尔盐可用于标定高锰酸钾溶液的浓度(并写出相应的离子方程式)。 。
NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 、 、 (填字母)。
(2)恒定温度下在特制的密闭真空容器中充入2molNH3、1molCO2,发生反应制备氨基甲酸铵 2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)(假设固体试样体积忽略不计)。若容器体积不变,可以判断该反应已经达到化学平衡的是 (填字母)。
A.υ(NH3)= 2υ(CO2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
上述反应达到平衡后,若在恒温下压缩容器体积,重新达平衡后混合气体中NH3的体积分数 (填“增加”、“减小”或“不变”)。
(3)铵盐在水溶液中建立如下水解平衡:NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,研究表明,浓度、温度、pH均对铵盐水解程度(即上述反应中中NH4Cl的转化率)产生影响。某兴趣小组探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
试剂与仪器:固体NH4Cl、蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度)。
设计实验方案,pH为拟测定的数据,表中V(溶液)表示所配制NH4Cl溶液的体积。
物理量 实验序号 |
V(溶液)/mL |
NH4Cl /g |
温度/℃ |
pH |
… |
1 |
100 |
m |
T1 |
… |
|
2 |
100 |
m |
T2 |
… |
|
3 |
100 |
2m |
T2 |
… |
请分析,实验1、2的目的是探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响,实验2、3的目的是探究 对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
(11分) 芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难以氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终能氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。
反应原理:
反应试剂、产物的物理常数:
名称 |
相对分 子质量 |
性状 |
熔点 |
沸点 |
密度 |
溶解度 |
||
水 |
乙醇 |
乙醚 |
||||||
甲苯 |
92 |
无色液体易燃易挥发 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
不溶 |
易溶 |
易溶 |
苯甲酸 |
122 |
白色片状或针状晶体 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
易溶 |
易溶 |
主要实验装置和流程如下:
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时, 反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)操作Ⅰ所需的玻璃仪器为________________;操作Ⅱ为______________。
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是__________________________。
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是________。
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入_________,分液,水层再加入 ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为______________。
铁、铝及其化合物在生活、生产中有着广泛的应用。
Ⅰ.某研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)热分解进行研究。该小组同学称取a g硫酸亚铁晶体样品按下图图1高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B的质量测出x的值。
(1)装置B中硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6 g,说明产物中有水,装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明产物中还有 。
(2)实验中要持续通入氮气,否则测出的x会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。
(4)从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一种物质SO3,写出FeSO4分解的化学方程式 。
(5)某研究所利用SDTQ 600热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量-分解温度的关系图如上图图2。根据两种热分解实验的有关数据,可计算出FeSO4•xH2O中的x= 。
Ⅱ.铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①检验滤液B中是否还含有铁元素的操作方法为: 。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为 (填选项编号)。
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水d.二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:
边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、 (填操作名称)、过滤、洗涤。
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为 (填选项编号)。