加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。
【问题1】工业生产碘酸钾的流程如下:
(1)已知步骤①反应器发生的反应中,生成的两种还原产物所得电子数相同。请写出反应器中发生反应的化学方程式: 。
(2)参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,你建议的方法是 。
温度/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
KIO3g/100g水 |
8.08 |
12.6 |
18.3 |
24.8 |
【问题2】已知:KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O; I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。
(1)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时,看到的明显现象有 。
(2)测定加碘食盐中碘的含量,学生乙设计的实验步骤如下:
a.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入过量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL
恰好反应完全。则加碘食盐样品中的碘元素含量是 mg/kg(以含w的代数式表示)。
(3)学生丙又对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
操作步骤 |
实验现象 |
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液。 |
溶液无变化 |
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液,振荡。 |
溶液无变化 |
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4,振荡。 |
溶液变蓝色 |
①请推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示 。
②根据学生丙的实验结果,请对学生乙的实验结果作出简要评价: 。
下图是苯和溴的取代反应的实验装置图,其中A为具有支管的试管改制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,塞好石棉绒,再加入少量的铁屑粉。填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。写出A中发生反应的化学方程式(有机物写结构简式):,反应类型:属于________反应;
(2)试管C中苯的作用是。反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象是DE。
(3)反应2min~3min后,在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有(填字母)。
(5)苯还可以与氢气反应,写出反应方程式,反应类型:属于_______反应。
“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题:
(1)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的顺序是:先加再加和。
(2)浓硫酸的作用是:①;②。
(3)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是 。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是①②
③。
(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止 。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是 。
(7)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号) 。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
(8)实验室可用乙醇来制取乙烯,将生成的乙烯通入溴的四氯化碳溶液,反应后生成物的结构简式是_________________。
(10分)下图是化学课外活动小组设计的乙醇与氢卤酸反应的实验装置图。,
(1)B中逸出的主要气体是____________________(填名称);
(2)D瓶的作用是_____________________________;
(3)E管的作用是_________________________;
(4)F管口点燃的气体是___________________(填化学式);
(5)A瓶中无水变蓝的原因是________________________。
(6)由A中发生的反应事实可推断出的结论是:________________________
乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全。有关物质的沸点见下表:
物质 |
乙醛 |
乙酸 |
甘油 |
乙二醇 |
水 |
沸点 |
20.8℃ |
117.9℃ |
290℃ |
197.2℃ |
100℃ |
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)____________________________________;
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在_____________;目的是____________________;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在___________________,目的是_____________________________;
(3)烧杯B的作用是___________________________;烧杯B内盛装的液体可以是____________(写出一种即可,在题给物质中找);
(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案。所提供的药品有:pH试纸、红色的石蕊试纸、碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为______________________________。
(12分)某同学为了探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀硫酸中加入足量的锌粉,标况下用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL)(标准状况) |
50 |
120 |
232 |
290 |
310 |
(1)哪一时间段(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min)反应速率最大______________,原因是______________________________________________。
(2)哪一时间段的反应速率最小________________,原因是___________________。
(3)求2~3分钟时间段以硫酸的浓度变化来表示的该反应速率(设溶液体积不变,要写出计算过程)______________________________________________________。
(4)该同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
①上述实验中涉及到的离子反应方程式有
;
②硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是;
③实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是;
④该同学通过实验进一步研究了硫酸铜的量对氢气生成速率的影响。该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
。