影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
(1)取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率(mL/min)与时间(min)的关系曲线。
②在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因: 。
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应没有影响;
原因Ⅱ:_______________________________________________________;
原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:________________________________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中___________________,实验b中__________________________,则说明原因Ⅲ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
溴被称为“海洋元素”。已知Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。实验室模拟从海水中提取溴的主要步骤为:
步骤1:将海水蒸发浓缩除去粗盐
步骤2:将除去粗盐后的母液酸化后,通入适量的氯气,使Br-转化为Br2。
步骤3:向步骤2所得水溶液中通入热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的容器中
步骤4:再向该容器中通入适量的氯气,使Br-转化为Br2
步骤5:用四氯化碳萃取溴单质,经分液、蒸馏得粗溴。
(1)步骤3中的反应的离子方程式。
(2)步骤2中已经制得了溴,还要进行步骤3和步骤4的原因是溴元素。
(3)步骤5中萃取和分液所需要的主要玻璃仪器为。
(4)可用如图实验装置精制粗溴。
①图中冷却水应从B的口进入(填“a”或“b”) 。
②C中加冰的目的是降温,减少溴的。
为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下左图实验方案,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是,该操作中除用到烧杯和玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器有。
(2)溶液A中的离子主要有Na+、OH-、;试剂X是。
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如上右图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。一段时间后,
观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是(用离子方程式表示);为了避免固体C减少,改进的措施是在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和溶液的洗气瓶。
(4)从溶液E中获得绿矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤。
氧化二氯是黄棕色具有强烈刺激性的气体。它的熔点-116℃,沸点3.8℃.氧化二氯不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水(1∶100)同时反应生成次氯酸溶液。制取少量氧化二氯,是用干燥的氧化汞与氯气反应(还生成HgO·HgCl2)。装置如图,仅铁架台和夹持仪器已略去。
部分物质的有关物理数据如下:
化学式 |
熔点(单位:℃) |
沸点(单位:℃) |
N2 |
-209.86 |
-195.8 |
O2 |
-218.4 |
-183 |
CO2 |
-57 |
/ |
NH3 |
-77.3 |
-33.35 |
Cl2 |
-101 |
-34.6 |
试回答:
(1)A中深色固体与无色液体制备气体的离子方程式:。
(2)B中盛有液体c是饱和,C中的液体d是浓硫酸。
(3)氧化二氯制备出之后,要冷却为固态才便于操作和贮存,则E中的保温瓶中盛有致冷剂,它应是
(在干冰、冰水、液态空气、液氨中选择)。在E的内管得到的Cl2O中可能含有的主要杂质是反应物中过量的。
(4)装置D、E间的连接方式与A、B、C间的连接方式有明显的区别,这区别是D、E中无管、塞,用这些不同的连接方式的主要理由是氧化二氯接触有机物而。
电子工业常用30﹪的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费,应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验:从废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,作为腐蚀液原料循环使用。
(1)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式:。
(2)检验废腐蚀液中含有Fe3+的实验操作是
(3)“过滤”用到的玻璃仪器有:普通漏斗、。
(4)废液中加入过量①后,发生反应的离子方程式:
(5)上述流程中取废液200 mL,其中含CuCl2 1.5 mol·L—1、FeCl2 3.0 mol·L—1、FeCl3 1.0 mol·L—1,若要将铜全部回收,需加入Fe粉的质量应不少于_____________g;将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于_______________mol。
(6)某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。
制备Cl2的化学方程式为:
该装置不完整,请在所给虚线框内画出所缺部分,并标注试剂。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe的氧化物和SiO2,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
试回答下列问题:
(1)B物质的化学式是在未加入H2O2的溶液中,存在的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。若检验该溶液中Fe3+,选择最合适的试剂是(填代号)。
A.KMnO4溶液 | B.Fe粉 | C.Na2CO3溶液 | D.KSCN溶液 |
(2)向溶液A加入H2O2的作用是剂(填氧化或还原),离子反应方程式为,选用H2O2而不用Cl2的原因是。
(3)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过,过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还需用到另一玻璃仪器是。
(4)制备CaCO3时,先通入(填NH3或CO2),若实验过程中有氨气逸出,可选用下列装置中的(填代号)装置吸收氨气。(烧杯中的液体都为水)