实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4++6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸.某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取样品1.500 g.
步骤Ⅱ:将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀.
步骤Ⅲ:移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点.按上述操作方法再重复2次.
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察______.
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由______色变成_____________________色.
(2)滴定结果如下表所示:
滴定次数 |
待测溶液的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 |
1.02 |
21.03 |
2 |
25.00 |
2.00 |
21.99 |
3 |
25.00 |
0.20 |
20.20 |
若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________.
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质。以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)、重铬酸钠(Na2Cr2O7)的过程如下图所示。
已知:①NaFeO2遇水强烈水解:NaFeO2 + 2H2O=NaOH + Fe(OH)3↓;
②Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+。
请回答:
(1)“焙烧”后的固体产物成分除Na2CrO4、NaFeO2外,还有(填化学式)
等。写出“焙烧”过程中所发生的氧化还原反应的化学方程式。
(2)“焙烧”过程中,所产生X气体的电子式为。
(3)“水浸”步骤中,为了提高浸出率,可采取的措施有(请写出两条):;。
(4)滤渣1的主要成分是。若要进一步分离滤渣2 中的可酸溶成分,请写出酸溶时发生反应的离子方程式。
(5)含Na2Cr2O7的“混合溶液”经过蒸发并冷却至30~40℃得到的Na2Cr2O7晶体还要进行重结晶,其目的是进一步减少晶体中杂质(填化学式)的含量。
(6)操作Ⅲ由多步组成,向含Na2Cr2O7的母液中加入KCl固体,最终获得K2Cr2O7晶体的操作依次是、、过滤、75%乙醇水溶液洗涤、干燥。
研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。
(1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法,设计了以下装置
①分液漏斗中的A物质是________________(填试剂名称)。
②利用中学常见的仪器,在答题卡中补充完整实验装置(不必画出夹持装置)。可选择的试剂有:稀NaOH溶液、无水氯化钙、稀硫酸、浓硫酸。
③假设实验过程中MgCl2▪6H2O未水解,不用任何试剂用最简单的方法检验MgCl2▪6H2O是否完全转化为MgCl2。写出实验方法________________
④工业生产中得到无水氯化镁可用于电解制备镁单质,电解装置中,镁在____极析出。
(2)实验室制备并收集纯净乙烯
①有的同学通过乙醇发生消去反应进行实验。除乙醇外,所需的试剂或用品(不包括仪器)有_________________。
②有的同学探究其它制备乙烯的方法,他设计了以下装置制备乙烯。实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体,且得到很少量的气体,请分析气体产率很低的原因主要是________________________。为增大气体产率,在右图装置的基础上,提出一点改进措施:__________________。
从实验安全角度考虑,该实验很可能发生的问题是____________________________。
锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2,其工艺流程图如下。
已知:GeO2是两性氧化物;GeCl4易水解,沸点86.6℃
(1)第①步滤渣主要成分有(填化学式),实验室萃取操作用到的玻璃仪器有。
(2)第③步萃取时,锗的萃取率与V水相/V有机相(水相和有机相的体积比)的关系如图所示,从生产成本角度考虑,较适宜的V水相/V有机相的值为。
(3)第④步加入盐酸作用(答两点即可)。
(4)第⑤步反应的化学方程式。
(5)检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是。
(6)GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品5.4g,测得其中氧原子的物质的量为0.105mol,则该样品中GeO2的物质的量为_____ mol。
(16分)甲、乙、丙三位同学在实验室用不同方法制取氮气。
(1)甲同学让空气通过下图所示装置,以除去氧气制得氮气。硬质玻璃管中所盛固体可选用 (填下列选项标号)
A.铁粉B.碳粉 C.过氧化钠 D.碱石灰
(2)收集氮气可选用 (填下列选项标号)
(3)乙同学设计用氨气和炽热的氧化铜反应制取氮气,反应方程式为 。
(4)制取氨气可选用 (填下列选项标号)
A.加热硫酸铵与氢氧化钙混合物
B.加热分解氯化铵晶体
C.浓氨水滴入氢氧化钠固体
D.加热浓氨水使氨气化
(5)丙同学用加热两种含氮溶液制氮气
NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O
该实验装置需要 、分液漏斗、酒精灯等玻璃仪器。
(6)氮气助燃金属镁,反应方程式: ;燃烧3.6 g镁将消耗标准状况下氮气 mL.
有硫酸酸化的草酸(H2C2O4,二元弱酸)溶液能将KMnO4溶液中的MnO4-转化为Mn2+。某化学小组研究发现,少量MnSO4可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)常温下,控制KMnO4溶液初始浓度相同,调节不同的初始pH和草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表。
实验 编号 |
温度 |
初始pH |
0.1 mol/L草酸溶液/mL |
0.01mol/LKMnO4溶液体积/mL |
蒸馏水 体积/mL |
待测数据(反应混合液褪色时间/s) |
① |
常温 |
1 |
20 |
50 |
30 |
t1 |
② |
常温 |
2 |
20 |
50 |
30 |
t2 |
③ |
常温 |
2 |
40 |
__________ |
______ |
t3 |
(2)该反应的离子方程式_______________________________。
(3)若t1<t2,则根据实验①和②得到的结论是_______________________________。
(4)请你设计实验验证MnSO4对该反应起催化作用,完成下表中内容。
实验方案(不要求写出具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
_________________________ |
_________________________ |
(5)化学小组滴定法测定KMnO4溶液物质的量浓度:取ag草酸晶体(H2C2O4•2H2O,摩尔质量126g/mol)溶于水配成250mL溶液,取25. 00mL溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4酸化,再用KMnO4溶液滴定至终点,重复滴定两次,平均消耗KMnO4溶液VmL。滴定到达终点的现象是: _______________________;实验中所需的定量仪器有________________(填仪器名称)。该KMnO4溶液的物质的量浓度为_______mol/L。