铁是生活中的常见金属,也是高中所学的过渡元素,由于其结构特点,在与其化物质反应时往往表现出不同的价态。某研究性学习小组对铁和硫反应产物中铁的化合价进行了探究,并设计了以下实验,其实验的步骤为:
步骤一:将铁粉和硫粉按一定质量比混合,如图所示在氮气环境中,加热后反立即可发生并持续进行,冷却后得到黑色固体。
步骤二:取黑色固体少许,加入浓NaOH溶液并稍稍加热,冷却后过滤,得到黑色滤渣。
在取得黑色滤渣后,同学们经过讨论分析,对其成分提出了各种猜想,其中代表性的为:
猜想一:由于硫和氧是同一主族元素,所以黑色固体的可能是Fe3S4
猜想二:硫和氧虽是同一主族元素,但硫的非金属性弱,则黑色固体为FeS
为了验证以上猜想又进行了以下操作:
步骤三:在滤渣中加入已煮沸的稀硫酸。
步骤四:取步骤三所得溶液少许,……。
请回答下列问题:
(1)查阅资料:实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应得氮气。请写出该反应的离子方程式: 。
(2)实验中通入氮气的作用 。
(3)若猜想一正确,则步骤三应该观察到试管内有 出现(填实验现象)。
(4)若猜想二正确,请完成步骤四的实验操作、现象和结论 。
(5)步骤一中铁粉和硫粉的混合粉末中硫要过量些,其原因是 。
(6)步骤二中加入浓NaOH溶液并稍稍加热的目的是 。
在化学课上,围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究:将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。
请回答:
(1) 生成的黑色(单质)物质是________(填化学式)。
(2) 这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是________(填名称),实验室经常用________溶液进行吸收,写出生成这种气体的化学方程式分别为:_______________________________
(3) 据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有_______________(填序号)。
A.酸性 | B.吸水性 | C.脱水性 | D.强氧化性 |
(4) 将实验(2)产生的刺激性气味气体通入品红溶液,可以看到品红溶液________,加热后________。
(5) 能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?____________(填“能”或“不能”)若不能填写两种能鉴别的试剂是________________________。
如下图所示是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,其中各试剂瓶中所装试剂为:B(碘化钾淀粉溶液)、C(紫色石蕊试液)、D(FeCl2溶液)、E(水)。
(1)若A中烧瓶中的固体为MnO2,液体为浓盐酸,则其发生反应的化学方程式为________________。
(2)F装置的作用为_____________;F装置瓶内宜加入的液体是________________。
(3)实验开始后B中的现象是_______________,C中的现象是________________。
(4)写出D中反应的化学方程式:__________________________________________。
(5)用量筒量取20 mL E中溶液,倒入已检漏的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,盖好玻璃塞,振荡,静置于铁架台上,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”),再装入烧杯中,能使有色布条褪色的是_____________(填“上层液”或“下层液”)。
三氯化磷()和三氯氧磷(POCl3)是两种遇水会强烈水解的物质。PCl3是合成药物的重要化工原料;POCl3用于制取染料中间体,有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂,还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl2化合制PCl3
已知白磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;PCl3遇O2会生成POCl3;POCl3能溶于PCl3。实验室制取PCl3的装置示意图和有关数据如下:
实验过程中要加入白磷、通入CO2、通入Cl2、加热,实验时具体的操作顺序是:打开K2,使体系中充满CO2,再加入白磷,打开K1,通入氯气,再加热。
(1)干燥管中碱石灰的作用是_______________。
(2)PCl3强烈水解的产物是H3PO3和HCl,PC13遇水所得溶液中除OH-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________(己知亚磷酸H3PO3是二元弱酸:H3PO3H++ H2PO3-,H2PO3-
H++HPO32-)。
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PC15等,PC15先用白磷除去后,再用____________方法除去PC13中的POCl3制备纯净的PCl3。
A.萃取B.过滤C.蒸馏D.蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC13
主要反应是:PC13+C12+H2O=POC13+2HCl,流程如下:
(1)若将0.01mol POCl3加到水中水解,再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应,并配成1L的溶液,取出少量的溶液于试管中,再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO3溶液,则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
(2)通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
A.取ag产品于锥形瓶中,加入足量NaOH 溶液,再加稀硝酸至酸性。
B.向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀。
C.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。
D.加入指示剂,用cmol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积bmL。
己知:AgSCN是白色沉淀,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号),滴定终点的现象为_________________。
A.FeCl2 B.NH4Fe(SO4)2 C.淀粉 D.甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银,防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作,所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。
查阅资料知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴,主要实验装置(夹持装置略去)及操作步骤如下:
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向三颈瓶A中缓慢通Cl2至反应完全;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;
④关闭b,打开a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2,完全反应;
⑤将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
请回答:
(1)可以判断步骤①中反应已经完全的现象是 。
(2)步骤②中鼓入热空气的作用为 。
(3)步骤③中B容器里反应的化学方程式为 。
(4)本实验多次涉及尾气处理,可吸收处理B中尾气的是____________(填选项)。
A.浓硫酸 | B.饱和NaCl溶液 | C.NaOH溶液 | D.水 |
(5)用C代替B,进行步骤①和②,此时C中有NaBr、NaBrO3等物质生成,该反应的化学方程式为 。
(6)继续向锥形瓶中滴加稀硫酸,经步骤⑤,也能制得液溴。与B装置相比,采用C装置的优点为 。
Ⅰ.某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体,设计了如图所示实验装置,a、b、c为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。
请回答下列问题
(1)对于易燃、易爆、有毒的化学物质,往往会在其包装上面贴上危险警告标签。浓硫酸的危险警告标签是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________。
(3)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快,因此设计了虚框部分的装置,则正确的操作顺序是_________________(用操作编号填写)
①向A装置中加入浓硫酸,加热,使A中产生的气体进入气囊B,当气囊中充入一定量气体时,停止加热;
②待装置A冷却,且气囊B的体积不再变化后,关闭止水夹a,打开止水夹b,慢慢挤压气囊,使气囊B中气体慢慢进入装置C中,待达到实验目的后,关闭止水夹b;
③打开止水夹a和c,关闭止水夹b;
(4)实验时,装置C中的现象为______________________________;
(5)当D中产生____________现象时,可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2,而不是SO2;写出D中发生反应的化学方程式,并标出电子转移方向和数目______________。
Ⅱ. Cu与浓硫酸反应可得硫酸铜溶液。某学习小组将铜屑放入一定浓度的硫酸中,加热并不断鼓入空气也可得硫酸铜溶液,其反应原理为2Cu+O2+2H2SO4="=" 2CuSO4+2H2O。现欲将12.8g铜完全溶解,加蒸馏水后得200 mL溶液。计算:
(6)参加反应的氧气在标准状况下的体积是___________ L。(不必写计算过程)
(7)所得硫酸铜溶液的物质的量浓度是___________ mol/L(不必写计算过程)