化学兴趣小组设计实验，测定Na2CO3与NaHCO3混合物中-优题课

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 $M g (N O_{3} ）_{2}$ 为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：
甲： $M g (N O_{3})_{2}$ 、 $N O_{2}$ 、 $O_{2}$ 乙： $M g O$ 、 $N O_{2}$ 、 $O_{2}$ 丙： $M g_{3} N_{2}$ 、 $O_{2}$ 丁： $M g O$ 、 $N O_{2}$ 、 $N_{2}$

（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是。
查阅资料得知：2 $N O_{2}$ +2 $N a O H$ = $N a N O_{3}$ + $N a N O_{2}$ + $H_{2} O$

针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

（2）实验过程
①取器连接后，放人固体试剂之前，关闭 $K$ ，微热硬质玻璃管（ $A$ ），观察到 $E$ 中有气泡连续放出，表明

②称取 $M g (N O_{3})_{2}$ 固体3 .79 $g$ 置于 $A$ 中，加热前通人 $N_{2}$ 以驱尽装置内的空气，其目的是；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到 $A$ 中有红棕色气体出现， $C$ 、 $D$ 中未见明显变化。
④待样品完全分解， $A$ 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1 . 0 $g$

⑤取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象。
（3）实验结果分析讨论
① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想是正确的。
② 根据 $D$ 无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有 $O_{2}$ ，因为若有 $O_{2}$ ， $D$ 中将发生氧化还原反应：（填写化学方程式），溶液颜色会退去；小组讨论认定分解产物中有 $O_{2}$ 存在，未检侧到的原因是。
③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装里进一步研究。

制备氮化镁的装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是，
$a$ 的名称是， $b$ 的名称是；
（2）写出 $N a N O_{2}$ 和 $(N H_{4})_{2} S O_{4}$ 反应制备氮气的化学方程式；
（3） $C$ 的作用是， $D$ 的作用是，是否可以把 $C$ 和 $D$ 的位置对调并说明理由；
（4）写出 $E$ 中发生反应的化学方程式；
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象。

某学生对 $S O_{2}$ 与漂粉精的反应进行实验探究：

操作	现象
取4 $g$ 漂粉精固体，加入100 $m l$ 水	部分固体溶解，溶液略有颜色
过滤，测漂粉精溶液的 $P H$	$P H$ 试纸先变蓝（约为12），后褪色
	液面上方出现白雾；稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去

（1） $C l_{2}$ 和 $C a (O H)_{2}$ 制取漂粉精的化学方程是。
（2） $P H$ 试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是。
（3）向水中持续通入 $S O_{2}$ ，未观察到白雾。推测现象 $i$ 的白雾由 $H C l$ 小液滴形成，进行如下实验：
a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的 $A g N O_{3}$ 溶液检验白雾，产生白色沉淀。
① 实验 $a$ 目的是。
②由实验 $a, b$ 不能判断白雾中含有 $H C l$ ，理由是。
（4）现象 $i i$ 中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和 $C l^{-}$ 发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是。
（5）将 $A$ 瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀 $X$

①向沉淀 $X$ 中加入稀 $H C l$ ，无明显变化。取上层清液，加入 $B a C l_{2}$ 溶液，产生白色沉淀。则沉淀 $X$ 中含有的物质是。
②用离子方程式解释现象 $i i i$ 中黄绿色褪去的原因：。

某酸性工业废水中含有 $K_{2} C r_{2} O_{7}$ 。光照下，草酸（ $H_{2} C_{2} O_{4}$ ）能将其中的 $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ 转化为 $C r^{3 +}$ 。某课题组研究发现，少量铁明矾[ $A l_{2} F e (S O_{4})_{4} \cdot 24 H_{2} O$ ]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25 $° C$ 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始 $p H$ 和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	初始 $p H$	废水样品体积 $m l$	草酸溶液体积 $m l$	蒸馏水体积 $m l$
①	4	60	10	30
②	5	60	10	30
③	5	60

测得实验①和②溶液中的 $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ 浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明；实验①中 $0 ~ t_{1}$ 时间段反应速率 $v (C r^{3 +})$ = $m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ (用代数式表示)。
（4）该课题组队铁明矾[ $A l_{2} F e (S O_{4})_{4} \cdot 24 H_{2} O$ ]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一： $F e^{2 +}$ 起催化作用；
假设二：；
假设三：；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有 $K_{2} S O_{4}$ 、 $F e S O_{4}$ 、 $A l_{2} F e (S O_{4})_{4} \cdot 24 H_{2} O$ 、 $A l_{2} (S O_{4})_{3}$ 等，溶液中 $C r_{2} O_{7}^{2 -}$ 的浓度可用仪器测定。）

实验方案（不要求写具体操作过程）	预期实验结果和结论

二氧化铈（ $C e O_{2}$ ）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含 $S i O_{2}$ 、 $F e_{2} O_{3}$ 、 $C e O_{2}$ 以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

（1）洗涤滤渣 $A$ 的目的是为了去除（填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是

（2）第②步反应的离子方程式是，滤渣B的主要成分是。
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物 $T B P$ 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来， $T B P$ （填"能"或"不能"）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。
（4）取上述流程中得到的 $C e (O H)_{4}$ 产品0.536 $g$ ，加硫酸溶解后，用0.1000 $m o l • L^{- 1}$ $F e S O_{4}$ 标准溶液滴定终点是（铈被还原为 $C e^{3 +}$ ），消耗25.00 $m L$ 标准溶液，该产品中 $C e (O H)_{4}$ 的质量分数为。

滴定次数	样品的质量/g	稀盐酸的体积/mL
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	0.320	1.02	21.03
2	0.320	2.00	21.99
3	0.320	0.20	20.20