某兴趣小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究:
[实验]将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧至完全,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
(1)通过钠在CO2气体中燃烧的实验,你认为物质燃烧的条件是 。
(2)实验室不小心发生钠着火,下列灭火方法正确的是
A.用水扑灭 | B.用泡沫灭火器扑灭 |
C.用干粉灭火器扑灭 | D.用砂子扑灭 |
[提出假设]
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
[设计实验方案.验证假设]该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na2O |
方案2 |
① 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的BaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
|
② 静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
[思考与交流]
(3)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是 。
(4)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为 。理由是 。
(5)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
(6)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由: 。
下图是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
(1)在组装好装置后,若要检验A~E装置的气密性,其操作是首先____,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,E中导管有水柱形成,说明装置气密性良好。
(2)装置B中盛放的试剂是________。
(3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹l,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍候片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时还可能产生的现象是________;从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式:________。
(4)当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量,若反应前固体质量为16 g,反应后称重固体质量减少2.4 g,通过计算确定该固体产物的成分是________(用化学式表示)。
(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。请写出产生白烟的化学方程式:________,迅速产生倒吸的原因是________。
(6)为了汪明一水合氨是弱碱,甲、乙两同学分别设计以下实验进行探究。
①甲同学用pH试纸测得室温下0.l mol/L氨水pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,理由是________。
②乙同学取出10 mL 0.1 mol/L氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入NH4Cl晶体少量,观察到的现象是________,则证明一水台氨是弱电解质。
【化学──选修2:化学与技术】
利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,
Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量(填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量。
(4)①可选用(填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
8.3 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a.氧化:;
b.沉淀:;
c.分离,洗涤;
d.烘干,研磨。
某研究性小组探究乙酸乙酯的反应机理,实验如下:
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
投料 1: 1 CH3COOH转化率 65%
1: 10 CH3COOH转化率 97%
(在120 ℃下测定)
已知:相关物理性质(常温常压)
密度g/mL |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
水溶性 |
|
乙醇 |
0.79 |
-114 |
78 |
溶 |
乙酸 |
1.049 |
16.2 |
117 |
溶 |
乙酸乙酯 |
0.902 |
−84 |
76.5 |
不溶 |
合成反应:
在三颈瓶中加入乙醇5 mL,硫酸5 mL,2小片碎瓷片。漏斗加入乙酸14.3 mL ,乙醇20 mL。冷凝管中通入冷却水后,开始缓慢加热,控制滴加速度等于蒸馏速度,反应温度不超过120 ℃。
分离提纯:
将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量饱和的Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液、饱和CaCl2溶液洗涤,分离后加入无水碳酸钾,静置一段时间后弃去碳酸钾。最终通过蒸馏得到纯净的乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)酯化反应的机理
用乙醇羟基氧示踪
用醋酸羟基氧示踪
含氧18水占到总水量的一半,酯也一样。这个实验推翻了酯化反应为简单的取代反应。请你设想酯化反应的机理。
(2)酯化反应是一个可逆的反应,120 ℃时,平衡常数K=。
(3)如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加B.冷却后补加C.不需补加D.重新配料
(4)浓硫酸与乙醇如何混合?。
(5)控制滴加乙酸和乙醇混和液的速度等于蒸馏速度目的是?。
(6)蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质?。
饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸。如何判断是否除净?。
用饱和NaCl溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液,为什么不用水?。
(13分)世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒,而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下:
已知:①NCl3是黄色黏稠状液体或斜方形晶体,极易爆炸,有类似氯气的刺激性气味,自然爆炸点为95℃,在热水中易分解,在空气中易挥发,不稳定。②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
回答下列问题:
(1)电解时,发生反应的化学方程式为。
实验室制备气体B的化学方程式为。
为保证实验的安全,在电解时需注意的问题是:①控制好生成NCl3的浓度;②。
(2)NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比为1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2,该反应的离子方程式为。
(3)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;
步骤2:量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30 min。
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①上述步骤3中滴定终点的现象是;
②根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为g /L(用含字母的代数式表示)。
氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl4 。已知:四氯化锡是无色液体,熔点-33 ℃,沸点114 ℃。SnCl4 极易水解,在潮湿的空气中发烟。实验室可以通过下图装置制备少量SnCl4 (夹持装置略)。
(1)仪器C的名称为;
(2)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为;
(3)装置Ⅱ中的最佳试剂为,装置Ⅶ的作用为;
(4)该装置存在的缺陷是:;
(5)如果没有装置Ⅲ,在Ⅳ中除生成SnCl4 外,还会生成的含锡的化合物的化学式为;
(6)若Ⅳ中用去锡粉11.9 g,反应后,Ⅵ中锥形瓶里收集到24.8 g SnCl4 ,则SnCl4 的产率为。