下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称 |
乙二酸 |
乙二酸晶体 |
分子式 |
H2C2O4 |
H2C2O4·2H2O |
颜色状态 |
无色固体 |
无色晶体 |
溶解度(g) |
8.6(20℃) |
— |
熔点(℃) |
189.5 |
101.5 |
密度(g·cm-3) |
1.900 |
1.650 |
又知草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
【提出猜想】
[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
[设计方案]
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,并设计了探究实验,实验装置如下(草酸晶体分解装置略)。
限选试剂:澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。请回答下列问题:
①B装置中所装药品为 ,
② CO2的检验装置是 (填上面装置编号,下同),CO的检验装置是 。
③装置A的作用是 。
[猜想二]乙二酸具有弱酸性
[设计方案]
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是 (填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色 |
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH |
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH |
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出 |
[猜想三]乙二酸具有还原性
[设计方案]
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式:
MnO4- + H2C2O4 + H+ = Mn2+ + CO2↑+ H2O
(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量,方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为 。
(16分) 图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置:
(1)甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体:
① B中反应的化学方程式_____________________________。
② 收集NO2气体的方法;
③ 将收集满NO2的烧瓶密封浸入冰水中,烧瓶内气体颜色变浅,则下列反应:
2NO2 (g)N2O4(g)ΔH 中的ΔH0(填“>”或“<”)
(2) 乙同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体,用图Ⅱ装置验证氨的某些性质:
往A中加入浓氨水,B中加入Na2O2固体,C中加入碱石灰,D内放置催化剂(铂石棉),按气流方向a→ b→c→ h连接各仪器 :
① 实验中观察到D内有红棕色气体出现,证明氨气具有____(填“氧化性”或“还原性”)。
② D中反应的化学方程式为_____________________、.
③为防止NO2 污染环境,E装置中装的试剂可以是。
有人设计一个Na 2O 2与CO 2反应实验装置图如下:
打开止水夹,发现CO 2通过裹有Na 2O 2的脱脂棉,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来.
(1)由实验现象所得出的有关Na 2O 2与CO 2反应的结论是:
a:有氧气生成:b:
(2)甲、乙两位同学各称取质量为m g的过氧化钠与二氧化碳反应后的样品,并用下图所示仪器测定样品的组分。
请回答下列问题:
①甲同学通过实验测得的数据是氧气的体积,该同学读取实验数据时应注意冷却至室温、____________、眼睛视线与凹液面最低处相切。
②乙同学通过连接仪器①②进行实验,他测得的数据是 。按他测得的数据计算出的实验结果偏高,理由是 。
③为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验装置进行改进(每种仪器只准使用一次),写出各仪器接口 的连接顺序 。k+s-5#u
④按③设计的实验装置进行实验,若测得实验前后装置②的质量分别是w 1g和w 2g,则样品中碳酸钠的质量分数为 。
⑤在③的改进装置中由于受到仪器的局限,是否也有不足之处 (若没有,此空不必回答;若有,请一并说出不足的理由) 。
纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用如图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是 。若其它操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是 。
(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO 2,结晶,得到9.3 g白色固体,该白色固体的组成是 (写化学式)。
设计实验确认该白色固体中存在的阴离子,试完成下列方案。
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
|
①取少量白色固体于试管中,加足量水溶解,再加足量BaCl 2溶液 |
|||
②过滤,取2 mL滤液于试管中 |
|||
③ |
|||
(3)现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下: k+s-5#u
已知NaHCO 3在低温下溶解度较小。反应I为:
NaCl+CO 2+NH 3+H 2O NaHCO 3↓+NH 4Cl,处理母液的两种方法如下。
①向母液中加入石灰乳,可将其中 循环利用,同时得到融雪剂 。
②向母液中通入NH 3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH 4Cl晶体。
试写出通入NH 3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式:_______________________________________。
某同学想通过下图装置(夹持装置已略去)实验,探究SO2与Na2O2反应的产物.
Ⅰ.装置B的作用.
装置D的作用.
Ⅱ.如何检验反应中是否有O2生成
.
Ⅲ.对C中固体产物提出如下假设:
假设1:只有Na2SO3
假设2:只有Na2SO4
假设3:.
(1)假设2的反应方程式为.
(2)若Na2O2反应完全,为确定C中固体产物的成分,甲设计如下实验:
得出结论:产物是Na2SO4.
该方案是否合理(填“是”或“否”),理由是.
(3)设计实验验证假设3:取少量C中固体产物于试管中,加入适量的蒸馏水溶解,,则假设3成立.
蛇纹石可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。实验室以蛇纹石为原料制取水合碱式碳酸镁,已知:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
1.5 |
3.3 |
9.4 |
实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)实验室完成操作①所用到的玻璃仪器有________________。
(2)检验溶液Ⅱ中是否含有Fe3+的操作与结论是___________________________
_____________________________________________________________________。
(3)从沉淀混合物B中制取D,应加入一种试剂进行分离,其反应的离子方程式为________________________________________________________________________,
再进行__________、、(依次填写实验操作名称)。
(4)操作②中应控制溶液pH的合理范围是____(填序号)。
A.小于1.5 | B.1.5~3.3 |
C.7~8 | D.大于9.4 |
(5)为探究所得的水合碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]的组成,取样7.28 g于装置A的玻璃管中,请按由左―→右顺序将下列装置连接好(填序号,装置可重复使用):________________________________________________________________________,
装置C应盛的试剂是______________________。