某校化学课外活动小组利用下面所提供的仪器装置和药品制取NaHCO3溶液,设计如下实验。实验室提供的药品、仪器装置如下:
药品:①2%NaOH溶液 ②稀HCl ③稀H2SO4 ④饱和KHCO3溶液 ⑤浓H2SO4 ⑥CaCO3固体 ⑦K2CO3粉末
仪器装置(如图所示):
请根据题目要求回答下列问题:
(2)如何检验所选择的CO2发生装置(X)的气密性,请写出主要操作过程: 。
(3)将装置按X、Y、Z顺序连接并检查气密性后,当加入药品实验时,X装置中发生化学反应的离子方程式为 ,Y装置中除去的杂质为 。
(4)常温下,向Z装置的NaOH溶液中通入过量CO2气体,其原因是 ;通入过量CO2后,Z装置内的溶液中离子浓度大小顺序为 ;若要保证乙装置中不析出晶体(不考虑过饱和溶液问题),NaOH溶液最大浓度不能超过 %(质量分数)。
附:有关物质在常温(20℃)时的溶解度
化学式 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
NaOH |
NaCl |
Na2SO4 |
溶解度(g/100gH2O) |
21.3 |
9.60 |
107 |
35.8 |
19.4 |
某品牌消毒液包装说明的部分内容摘录如下:主要有效成分为次氯酸钠,有效氯含量8 000 mg/L~10 000 mg/L。可用于各类家居用品、餐具、棉织衣物等的消毒,对彩色织物可能有褪色作用。切勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面,勿用于铝、铜、碳钢制品。本品须密封,置阴凉暗处保存。请完成以下实验探究过程:
(一)阅读材料,获取信息
(1)推测该消毒液的酸碱性:________,原因是(用离子方程式表示)________。
(2)该消毒液还具有的化学性质是_____性和_____性。
(3)从该消毒液的保存要求分析,导致其失效的外界因素主要是_____。
(二)确定要研究的问题
该消毒液对碳钢制品是否有腐蚀作用?
(三)设计方案,实施探究
用烧杯取少量样品,将一根光亮的铁钉放入烧杯,浸泡一段时间。对可能产生的现象有如下假设:假设①:有明显现象;假设②:无明显现象。
(4)基于假设①,结论是铁钉被腐蚀,预期的实验现象是__________。
(5)基于假设②,结论是______________________。
某研究性学习小组设计以下装置制取氯气,并以氯气为原料进行特定反应。分析并回答下列问题:
(1)装置A中,b 为电池的(填“正”或“负”)极。
(2)实验开始时,先让氯气和水蒸气充满装有炭粉的装置C,再点燃C处的酒精灯,装置C中发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),则反应的化学方程式为:
。
(3)要将装置B接入装置A和C之间,正确的连接顺序是:c→→→f
(4)实验结束后,将装置B试管中的氯水倒入已检查完好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上(如图)
等分层后取上层液和下层液,呈黄绿色的是(填“上层液”或“下层液”),该层液体能否使干燥的有色布条褪色?(填“能”或“不能”)。
(5)若装置A中产生的氯气恰好能与100 mL 4 mol/L的NaOH溶液完全反应,则此时A中Pt电极(阴极)增加的质量为g。
某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视。直到加入一滴盐酸后,溶液颜色由黄色变为橙色,并为止。
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度值偏低的是。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸 |
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥 |
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 |
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束后俯视读数 |
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
依据上表数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为。
某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质。某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜:
(1)操作Ⅰ为________。操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________。
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是________、富集铜元素。
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,Cu4(OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为80 ℃、200 ℃、300 ℃。
设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容。
限选试剂:2 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1 H2SO4、0.1 mol·L-1 NaOH溶液、0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、蒸馏水。仪器和用品自选。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,______________________ |
____________,说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4 |
步骤2:另取少量悬浊液于试管中,____________________ |
____________,说明悬浊液中混有Cu(OH)2 |
(4)上述实验需要100 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,配制时需称取________g CuSO4·5H2O(相对分子质量:250)。
某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2将Fe2+氧化成Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化成Fe3+?
环节一:理论推测。
部分同学认为Br2和I2都能将Fe2+氧化成Fe3+,依据是
____________________________________________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化成Fe3+。还有同学认为Br2能将
Fe2+氧化成Fe3+,而I2不能,依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二:设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。
实验1:
试管 |
操作 |
现象 |
① |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 |
溶液为黄色 |
② |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 |
溶液为黄色 |
环节三:实验现象的分析与解释。
(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe2+氧化,反应的离子方程式为______________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验,才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:
实验2:
操作 |
现象 |
(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论,并提出了两种假设:
假设1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3:进行实验以判断假设是否成立。
操作 |
现象 |
向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后,溶液呈浅红色 |
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立,丁同学认为不严谨,于是设计了实验4继续探究。
实验4:
操作 |
现象 |
向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间。取出下层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;取下层溶液,向其中滴加KSCN溶液后,溶液没有呈浅红色 |
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是_____________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,从原子结构角度解释原因:_____________________________________________。