为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是 ▲
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选
用 ▲ (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 ▲ 。
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是 ▲
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的 ▲ (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于 ▲ (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是 ▲
三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的流程如图1所示,装置如图2所示。
已知:(I)格氏试剂容易水解:
(Ⅱ)相关物质的物理性质如下:
物质 |
熔点 |
沸点 |
溶解性[ |
三苯甲醇 |
164.2℃ |
380℃ |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
乙醚 |
-116.3℃ |
34.6℃ |
微溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂 |
溴苯 |
-30.7℃ |
156.2℃ |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
(Ⅲ)三苯甲醇的相对分子质量是260。
请回答以下问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为 ;装有无水CaCl2的仪器A的作用是 。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是 ;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用 加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品经过初步提纯,仍含有氯化铵杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,洗涤液最好选用 (填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为 。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为 。
(15分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、速凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产流程如下:
(1)配制KOH溶液时,是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体(该溶液的密度为1.47 g/mL),它的物质的量浓度是 mol/L。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是 (填编号)。
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO |
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率 |
C.为下一步反应提供碱性的环境 |
D.使副产物KClO3转化为 KClO |
(3)每制得59.4克K2FeO4,理论上消耗氧化剂的物质的量为 mol。从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后,还得到副产品KNO3、KCl,写出③中反应的离子方程式: 。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是 。
(5)从环境保护的角度看,制备K2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图2所示。电解过程中阳极的电极反应式为 。
硫酸锰可作为饲料添加剂用于增肥,也可用于某些化学反应的催化剂,易溶于水,不
溶于乙醇。工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2,含有MgSO4等杂质)制备硫酸锰,其简化流程如下:
(1)为了加快软锰矿与硫酸、黄铁矿反应的速率,工业上除采用粉碎软锰矿的方法,还可以用哪些方法 (写两种)。
(2)流程中黄铁矿(主要含FeS2)和FeSO4的作用都是作还原剂,请写出FeSO4与软锰矿反应的离子方程式 。
(3)双氧水和氨水的作用分别是 .
(4)操作II包括 、 、 、洗涤、干燥,可制得MnSO4·H2 O粗产品.洗涤中最好选用
A.稀硫酸 | B.水 | C.乙醇 | D.浓硫酸 |
铝热反应是铝的一个重要性质。某校化学兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏
斗易燃烧,火星四射等缺点,将实验改成以下装置,取磁性氧化铁在如图A实验进行铝热反应,冷却后得到“铁块”混合物.
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂,共原因是 。
(2)该铝热反应的化学方程式为 。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量,加入如图B装置,滴入足量NaOH溶液充分反应,测量生成气体体积以测量样品中残留铝的百分含量.试回答下列问题:
①量气管的量具部分是一个中学实验常见量具改装而成,该仪器的名称为
②量气管在读数时必须进行的步骤是 。
③取1g样品进行上述实验,共收集到44.8mL气体(换算成标准状况下),则铝的百分含量为 。
④装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通,除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外,还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管,测出铝的百分含量将会 填“偏大”或“偏小”)。
铁的发现和大规模使用,是人类发展史上的一个光辉里程碑,它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代,推动了人类文明的发展。
(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。按要求回答下列问题:
高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3 + 3NaClO + 4NaOH ="=" 2Na2FeO4 + 3X + 5H2O, 则X的化学式 ,反应中被氧化的物质是 (写化学式)。
(2)铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下:
①酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式为____ ;“滤渣A”主要成份的化学式为 。
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式:
FeS2 + Fe3 + + H2O ="=" Fe2 + + SO42- + ___ 。
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为 _______。
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8,
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.8 |
7.6 |
9.4 |
完全沉淀pH |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
如果pH过大,可能引起的后果是 __ (几种离子沉淀的pH见上表);滤液B可以回收的物质有(写化学式) 。