(17分)实验室中有三瓶失去标签的酸,分别是浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸。
(1)有同学认为,用金属铜做试剂可鉴别上述三种酸,请用化学方程式和必要的文字加以说明。____________________________________________________________________。
(2)请设计一个实验装置,使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气。在下面的方框内画出装置图,并标明电极材料名称和电解质溶液名称。
(3)实验室中欲用浓硫酸配制2.0mol·L-1的稀硫酸500mL。
①实验过程中所需仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器有____________________;
②下列操作中造成所配溶液浓度偏低的是_____________。
a.用量筒量取浓硫酸时仰视刻度线
b.定容时俯视刻度线
c.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
d.定容后摇匀,发现液面低于刻度,未补加蒸馏水至刻度
(4)下图所示为实验室模拟工业上利用氨催化氧化法制备硝酸的实验
用装置A制备干燥氨气,装置B制备干燥氧气。
①装置A的试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。
装置B的烧瓶内发生反应的化学方程式为__________________________________。
②下列关于A、B装置的叙述不正确的是__________
a.若选择合适的试剂,用B装置也可制备氨气
b.实验过程中,A、B装置中一定有一个发生氧化还原反应
c.U形管中的试剂可以相同,但作用不相同
③按照a接c,b接d的顺序连接装置进行实验。
玻璃管内发生反应的化学方程式为___________________________________。
实验结束后,某同学测得装置C中试管内所得溶液的pH<7,得出的结论为该溶液一定是硝酸。该结论__________(填“严密”或“不严密”),你的理由是_____________________________。
三个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaOH杂质)的纯度,他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图I所示装置,仪器A的名称 。把m1 g的混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性,具体的操作方法是 。
(2)第二小组用图II装置测定CO2的质量。该装置存在明显缺陷是 。
(3)第三小组在第二小组装置的基础上,解决了第二小组装置的问题。所用到的仪器如图III,装置的连接顺序是a— (填写接口字母,图中仪器可重复使用)。实验中取了样品m1 g,称量干燥管质量为m2 g,与足量稀硫酸反应后称量干燥管质量为m3 g,则Na2CO3的纯度表达式为 。
根据原电池的知识回答下列问题。
(1)下图烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到Al上的现象是 。
(2)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如下图所示:A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应为: 。
(3)如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体,也可以组成一个原电池装置,电池的总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则该电池的负极反应式为 。
(4)铅蓄电池放电时反应,若放电消耗2mol硫酸时电路中转移电子_________mol
已知:
药品名称 |
熔点/℃ |
沸点(℃) |
密度g/cm3 |
溶解性 |
正丁醇 |
-89.5 |
117.7 |
0.8098 |
微溶于水、溶于浓硫酸 |
1-溴丁烷 |
-112.4 |
101.6 |
1.2760 |
不溶于水和浓硫酸 |
根据题意完成下列填空:
(一)制备1-溴丁烷粗产品在如图装置的圆底烧瓶中依次加入NaBr,10 mL 正丁醇,2粒沸石,分批加入1:1的硫酸溶液,摇匀,加热30 min。
(1).写出制备1-溴丁烷的化学反应方程式:__________________________
(2).反应装置中加入沸石的目的是__________________。配制体积比为1:1的硫酸所用的定量仪器为 (选填编号)。
a.天平 b.量筒 c.容量瓶 d.滴定管
(3).反应装置中,除了产物和水之外,还可能存在 、 等有机副产物。
(4).若用浓硫酸进行实验,有机层中会呈现棕黄色,除去其中杂质的正确方法是
(选填编号)。
a.蒸馏
b.氢氧化钠溶液洗涤
c.用四氯化碳萃取
d.用亚硫酸钠溶液洗涤
(二)制备精品
将得到的粗1-溴丁烷依次用浓硫酸、水、10% 碳酸钠、水洗涤后加入无水氯化钙进行干燥,然后再将1-溴丁烷按图装置蒸馏。
(5).收集产品时,控制的温度应在_________℃左右;区分1-溴丁烷精品和粗品的一种方法是____________________。
(6).实验制得的1-溴丁烷的质量为10.895 g,则正丁醇的转化率为 。(保留3位小数)。
[实验化学]
水杨酸可用于制备解热镇痛药阿司匹林。重结晶纯化固体水杨酸的步骤如下:
步骤1:按图1所示装置,在圆底烧瓶中加入1.2 g粗水杨酸,10 mL 30%乙醇和磁子。接通冷凝水后,搅拌加热至沸,直到完全溶解。
步骤2:冷却后,加入活性炭,重新搅拌加热煮沸几分钟后,利用图2装置趁热过滤到锥形瓶中,并在短颈漏斗上盖好表面皿。
步骤3:盛滤液的锥形瓶用塞子塞好,自然冷却后再用冰水冷却,析出水杨酸晶体。
步骤4:用图3所示装置进行抽滤,用少量30%的乙醇洗涤。抽干后得到的晶体转移到表面皿上,放入干燥器中干燥。
步骤5:称量干燥后固体质量为0.81 g。
(1)步骤1中接通冷凝水时,冷水应从________(填“A”或“B”)端进。
(2)步骤2中“趁热过滤”的目的是______________________。
(3)步骤3中“自然冷却后再用冰水冷却”,而不直接用冰水浴冷却的目的是________。
(4)步骤4中C装置的作用是______________________________________。
(5)本次实验中,水杨酸的收率为________。确定最终产品是水杨酸的实验或方法是___________。
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得25℃时有关物质的数据如下表:
饱和H2S溶液 |
SnS沉淀完全 |
FeS开始沉淀 |
FeS沉淀完全 |
|
pH值 |
3.9 |
1.6 |
3.0 |
5.5 |
(1)操作II中,先通入硫化氢至饱和,目的是 ;后加入硫酸酸化至pH=2的作用是 。
(2)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② 。
(3)工业上常用氧化还原滴定法测定绿矾产品中Fe2+含量,测定步骤如下:
a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①已知酸性KMnO4被FeSO4还原时生成Mn2+。写出该测定过程的离子反应方程式 ;
②滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 (填仪器名称)。
③判断此滴定实验达到终点的方法是 。
④若实验操作无失误,测得上述样品中FeSO4·7H2O的含量仍偏低,则可能的原因是 。