(16分)已知硫酸亚铁铵晶体为浅绿色,易溶于水、不溶于乙醇,在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小;能水解;具有还原性,但比硫酸亚铁稳定。
以下是将绿矾(FeSO4•7H2O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体的流程图。根据下图回答:
(1)为处理废铁屑表面的油污,用10%Na2CO3溶液清洗,请用离子方程式表示Na2CO3溶液呈碱性的原因: ▲ 。
(2)步骤1中采用倾析法分离出铁屑,下列适合用倾析法的有 ▲ :
A.沉淀的颗粒较大 B.沉淀容易沉降 C.沉淀呈胶状 D.沉淀呈絮状
(3)步骤2中铁屑过量的目的是(用离子方程式表示): ▲ 。步骤2中溶液趁热过滤的原因是 ▲ 。
(4)步骤3中,加入(NH4)2SO4固体后,应加热到 ▲ 时,停止加热。需经过的实验操作包括: ▲ 、 ▲ 、减压过滤(或抽滤)等得到较为 ▲ 的晶体。
(5)抽滤装置的仪器有: ▲ 、 ▲ 、安全瓶、抽气泵组成。
(6)产品中Fe2+的定量分析:
制得的摩尔盐样品中往往含有极少量的Fe3+。为了测定摩尔盐产品中Fe2+的含量,一般采用在酸性下用KMnO4标准液滴定的方法。
称取4.0 g的摩尔盐样品,溶于水,并加入适量稀硫酸。用0.2 mo1/L KMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积 10.00 mL。
①请完成滴定过程中发生的离子方程式:
Fe2++ MnO4-+( )=" " Mn2++ Fe3++ H2O
②本实验的指示剂 ▲ 。
A.酚酞 B.甲基橙 C.石蕊 D.不需要
③KMnO4溶液置于 ▲ (酸式、碱式)滴定管中
④终点颜色的变化: ▲ 。
⑤产品中Fe2+的质量分数为 ▲ 。(7)在25℃时,相同物质的量浓度的(NH4)2 CO3、(NH4)2SO4、摩尔盐三种盐溶液a,b,c,其铵根离子浓度由小到大的排列顺序为: ▲ 。(用a,b,c回答)
某实验小组在进行双氧水分解的实验时发现:大家取不同浓度的双氧水及不同质量的二氧化锰进行的实验,产生气体的速率都不相同,那么过氧化氢分解的最佳催化条件是什么呢?他们决定进行探究。
(1)用下列简图,画出实验装置(含试剂)示意图。
(2)小组经过实验,取得如下数据:
![]() ![]() Z |
0.1 g |
0.3 g |
0.5 g |
1.5% |
223 s |
67 s |
56 s |
3.0% |
308 s |
109 s |
98 s |
4.5% |
395 s |
149 s |
116 s |
(说明:表中X是二氧化锰的质量;Y是指反应停止时的时间;Z是双氧水的质量分数)分析表中数据回答下列问题:
①相同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③该小组的小茂同学分析上述数据后得出“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越小,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确?________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2MnO4-+5HSO3-+H+]2Mn2++5SO42-+3H2O。填空回答问题:
(1)该滴定实验所需仪器为下列中的__________。
A.酸式滴定管(50 mL) | B.碱式滴定管(50 mL) |
C.量筒(10 mL) | D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹 |
G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)选何种指示剂,说明理由
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,比实际浓度________(填“大”或“小”)。
“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:
方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40 mL 6 mol·L-1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将B、C重复上面的实验。
(1)锌镀层完全反应的标志是
________________________________________________________________________。
(2)如何检验铁片已经洗净
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该小组的实验数据记录及数据处理如下,完成下列表格。(锌的密度为7.14 g/cm3)
数据记录 |
数据处理 |
|||||
镀锌铁皮 |
长度/cm |
宽度/cm |
镀锌铁皮质量/g |
铁皮质量/g |
锌镀层厚度(单侧)/cm |
锌镀层平均厚度(单侧)/cm |
A |
5.00 |
4.90 |
4.460 |
4.313 |
4.201×10-4 |
|
B |
5.10 |
5.00 |
4.421 |
4.267 |
4.229×10-4 |
|
C |
5.20 |
5.00 |
4.640 |
4.467 |
4.660×10-4 |
计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度(单侧)________cm。本实验中产生误差的地方可能有哪些(任意列举两
种)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH-+2H2O===[Zn(OH)4]2-+H2↑。某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为m g的镀锌铁皮放入6 mol·L-1 NaOH溶液中。回答下列问题。
(4)装置中导管a的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平。上述操作的顺序是
____________________________________________________(填序号)。
(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol-1)。则镀锌铁皮的厚度为
________________________________________________________cm。(写出数学表达式)
塑化剂DBP(邻苯二甲酸二丁酯)主要应用于PVC等合成材料中作软化剂。反应原理为:
实验步骤如下:
步骤1:在三颈瓶中放入14.8g邻苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴浓硫酸,开动搅拌器b(反应装置如图)。
步骤2:缓缓加热至邻苯二甲酸酐固体消失,升温至沸腾。
步骤3:等酯化到一定程度时,升温至150℃
步骤4:冷却,将三颈瓶中的液体倒入分漏斗中,用饱和食盐水和5%碳酸钠洗涤。
步骤5:减压蒸馏,收集200~210℃2666Pa馏分,即得DBP产品
(1)浓硫酸的作用,搅拌器的作用。
(2)反应过程中正丁醇过量的目的是。
(3)图中仪器a的名称是分水器,试分析它的作用是。
步骤3中确定有大量酯生成的依据是。
(4)碳酸钠溶液洗涤的目的是。
用减压蒸馏的目的是。
(5)写出正丁醇在135℃生成醚的反应方程式。
写出DBP在氢氧化钠溶液中水解的方程式。
有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。按右表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量P2O5,并注入95%的乙醇,并加热,观察现象。
实验 |
P2O5 |
95%乙醇量 |
加热方式 |
实验1 |
2g |
4mL |
酒精灯 |
实验2 |
2g |
4mL |
水浴70℃ |
实验结果如下:
实验 |
实验现象 |
||
三颈瓶 |
收集瓶 |
试管 |
|
实验1 |
酒精加入时,立刻放出大量的白雾,开始有气泡产生,当用酒精灯加热时,气泡加快生成并沸腾,生成粘稠状液体。 |
有无色液体 |
溶液褪色 |
实验2 |
酒精加入时,有少量白雾生成,当用水浴加热时,不产生气泡,反应一个小时,反应瓶内生成粘稠状液体 |
有无色液体 |
溶液不褪色 |
根据上述资料,完成下列填空。
(1)写出乙醇制乙烯的化学方程式。
(2)上图装置中冷凝管的作用是___________,进水口为(填“a”或“b”)______,浓硫酸的作用是。
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是___________。
(4)实验2中,水浴加热所需仪器有、(加热、夹持仪器、石棉网除外)。
(5)三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯,写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式
_____________________,P2O5在实验1中的作用是______________________ 。
(6)根据实验1、2可以推断:
①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是____________
②P2O5与95%乙醇在加热条件下可以发生的有机反应的类型是________反应。