由1~18号元素组成的化合物X是某抗酸药的有效成分。某同学欲探究X的组成。查阅资料:
①由1~18号元素组成的抗酸药的有效成分可能是碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。
②在
时沉淀完全;
在
时开始沉淀,在
时沉淀完全。
实验过程:
I. 向化合物X粉末中加入过量盐酸,产生气体A,得到无色溶液。
II. 用铂丝蘸取少量I中所得的溶液,在火焰上灼烧,无黄色火焰。
III. 向I中所得的溶液中滴加氨水,调节pH至5~6,产生白色沉淀B,过滤。
IV. 向沉淀B中加过量溶液,沉淀全部溶解。
V. 向III中得到的滤液中滴加溶液,调节pH至12,得到白色沉淀C。
(1)I中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是________。
(2)由I、II判断X一定不含有的元素是磷、________(填元素名称)。
(3)III中生成B的离子方程式是________________________________。
(4)IV中B溶解的离子方程式是________________________。
(5)沉淀C的化学式是________________。
(6)若上述,则X的化学式是________。
硫代硫酸钠( Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白作脱氧剂等。实验室可通过如下反应制取:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。
图l图2
(1)用图l所示装置制取Na2S2O3,其中NaOH溶液的作用是:。
如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有(填化学式)杂质生成。
为测定所得保硷粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2 Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。
(2)利用KIO3、KI和HCI可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:。
(3)准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加作指示荆,用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外,还有。
(4)若漓定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止漓定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果____(填“偏高”偏低”或“不变”)。
(5)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。
已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:
①将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
②按图2所示装配所需仪器,向冷凝管中通人冷却水,水浴加热;
③待烧瓶中固体不再减少时,停止加热,将烧瓶取下‘
④;
⑤;
⑥将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。
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:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 _________________________;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 _______________________________。
(2)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是。
(3)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取3.7200g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/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①已知KMnO4酸性溶液与Fe2+反应时被还原为Mn2+,请写出该反应的离;
②在滴定实验中不能选择式滴定管,理由是;
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为(用小数表示,保留两位小数)。
高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。
相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为____________,装置A中f管的作用是_______________________________________,其中发生反应的离子方程式为_____ ___________________________________________。
(2)装置B中的试剂是____________。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案 |
不足之处 |
甲 |
|
乙 |
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________________。
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是(填写元素符号)。
Fe2O3具有广泛的用途。
甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3 可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤 |
实验操作 |
Ⅰ |
取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温。 |
Ⅱ |
取少量实验步骤Ⅰ所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解。 |
Ⅲ |
向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红。 |
由此甲同学得出结论:4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式。
(2)乙同学提出了不同的看法:煅烧产物可能是Fe3O4,因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进:检验实验步骤Ⅱ所得溶液中是否含有Fe2+。他需要选择的试剂是__________(填序号)。
a.氯水 b.氯水+KSCN溶液 c. K3[Fe(CN)6](铁氰化钾溶液)
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象,也不能确定煅烧产物的成分。你认为丙同学持此看法的理由是。
(4)丙同学进一步查阅资料得知,煅烧FeCO3的产物中,的确含有+2价铁元素。于是他设计了另一种由FeCO3制取Fe2O3的方法:先向FeCO3中依次加入试剂:
稀硫酸、(填名称)和(填名称);再____________(填操作名称),灼烧,即可得到Fe2O3
(5)工业上通过控制样品的质量,使滴定时消耗KMnO4溶液体积数为c mL,菱铁矿中FeCO3的质量分数为c%,可以简化测量。
某同学取含FeCO3 c%的菱铁矿a g,用足量稀硫酸溶解后,再用0.0200mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(KMnO4被还原成Mn2+),最终消耗KMnO4溶液c mL。假定矿石中无其他还原性物质,则所取菱铁矿的质 量a="_____________" g。(FeCO3的摩尔质量为116 g·mol-1)
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
①检查气体发生装置A的气密性的操作是。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出:。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 |
D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。 |
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: |
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。 ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5℃,与水发生水解反应。 ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①请用平衡移动原理(结合化学用语)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因:
,
请设计简单实验证明上述解释:。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因:。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为。