(15分)某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒(含有少量金属铜杂质)与某浓度硝酸反应,设计了如下探究活动:
探究一
(1)将粗铁粒投入某浓度硝酸中,某同学观察该实验现象时发现,反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因
_______________________________________________________________________。
(2)另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,同学甲设计如下实验:有药品和仪器:0.1mol·L-1 KSCN溶液;0.1 mol·L-1 KI溶液;0.2 mol·L-1酸性高锰酸钾溶液;氯水等;试管和滴管
请你设计简单实验,探究上述猜想是否正确,填写下列实验报告:
实验步骤 |
现象 |
结论 |
离子方程式 |
第一步 |
取2-3 mL溶液装于试管,向试管中加入几滴KSCN溶液。 |
|
|
第二步 |
|
若溶液紫色褪去,则溶液含有Fe2+; 若无明显变化,则不含Fe3+。 |
|
探究二 为了探究气体Y的成分,同学乙设计了如下装置(不考虑NO2转化为N2O4)
(3)装置乙的作用: 。
(4)装置丙收集到满气体后,通过气泡鼓入空气后,有红棕色气体生成,能否确定
气体Y中含NO?说明理由。
________________________________________________________________________。
(5) 同学丁为了探究气体Y的组成,将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中,气体被完全吸收,所得溶液再用0.15 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,消耗20 mLKMnO4溶液。
则气体Y中NO、NO2的体积比为 。
(已知2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O和NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O)
环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:
物质 |
沸点(℃) |
密度(g-cm-3,200C) |
溶解性 |
环己醇 |
161.1(97.8)* |
0.9624 |
能溶于水 |
环己酮 |
155.6(95)* |
0.9478 |
微溶于水 |
水 |
100.0 |
0.9982 |
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55-60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95-100℃的馏分,得到主要的含环己酮和水的混合物。
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为 。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:
a蒸馏,收集151-156℃的馏分;b 过滤;c 在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;d 加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是 (填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需 。
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是 。
(3)利用红外光谱图,可确定环己酮分子含官能团名称
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如右(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器c的作用是 ;仪器b的名称是 ,其作用是 。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 (填标号)。
A 分液漏斗 B 漏斗 C 烧杯 D 直形冷凝管 E 玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是 ,最终得到44g纯品,则苯乙酸的产率是 。
(4)用CuCl2•2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。
(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
(6)在实际操作时,发现b中液体不容易滴下来,你认为应将b改为 (填仪器名称)即可解决此问题。
(每空2分,共10分)绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体,反应原理为:
(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O===(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓。其流程可表示为:
(1)洗涤中Na2CO3的主要作用是_____________。
(2)结晶过程中需要加热蒸发溶剂,加热到_____________(填字母)时,停止加热,冷却结晶。
A.沸腾 | B.液体表面出现晶膜 |
C.析出少量晶体 | D.快蒸干,还有少量液体 |
(3)过滤是用下图装置进行,这种过滤跟普通过滤相比,过滤速度较快的原因是___。
(4)用无水乙醇洗涤的目的是①___________,②__________。
下图为两套实验装置。
(1)写出下列仪器的名称:
① ;② 。
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有 。(填序号)
(3)若利用装置I制取蒸馏水,还缺少的仪器是 ,将仪器补充完整后进行实验,冷却水从 口进。
(4)现需配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240mL,其中装置II是某同学配制此溶液时转移操作的示意图,图中有两处错误分别是 、 。
(5)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④倒转摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却
其正确的操作顺序为_____________________。
(6)某同学欲称量一定量的NaOH固体,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。烧杯的实际质量为______g,该同学应称量______g NaOH。
(7)在配制过程中,如果其他操作都是正确的,下列操作会引起浓度偏高的是__________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线,再补加少量蒸馏水至刻度线
氯气是一种重要的化工原料,自来水消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用到氯气。
I.工业上通常采用电解法制氯气:观察下图,回答:
(1)若饱和食盐水中含有酚酞,通电后______(填a或b)侧先变红。
(2)电解反应的化学方程式为___________________________。
(3)漂白粉长期露置在空气中失效,请写出相关氧化还原反应的一条化学方程式____________________。
II.下图所示为常见气体的制备、除杂、性质验证和尾气处理等实验的仪器装置(加热设备及部分夹持固定装置已略去)。请根据要求完成下列各题。
(1)若实验室制取纯净、干燥的Cl2,并进行检验其和铜的反应。所选装置的顺序依次为(从左向右) ;
(2)写出A中反应的离子方程式并用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目_________________;若在标准状态下收集到2.24 L氯气,则被氧化的HCl的物质的量是____________mol。
(3)E管中现象___________________________;脱脂棉的作用是____________________。