实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分:实验名称:卤素单质的氧化性强弱比较
实验药品:KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验步骤 |
实验结论 |
①氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
氧化性从强到弱的顺序:氯、溴、碘 |
②NaBr溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
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③KI溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
请回答:
(1)完成该实验需用到的实验仪器是 。
(2)CCl4在实验中所起的作用是 。
(3)该同学的实验设计不足之处是 ,
改进的办法是 。
铁酸锌(ZnFe2O4)是对可见光敏感的半导体催化剂,其实验室制备原理为:
Zn2++2Fe2++3C2O42-+6H2OZnFe2(C2O4)3·6H2O↓…………(a)
ZnFe2(C2O4)3·6H2O ZnFe2O4 + 2CO2↑+4CO↑+6H2O …………(b)
已知:ZnC2O4和FeC2O4难溶于水。
(1)上述制备原理中不属于氧化还原反应的是(选填:“a”或“b”)。
(2)制备ZnFe2(C2O4)3·6H2O时,可选用的药品有:
Ⅰ.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
Ⅱ.ZnSO4·7H2O
Ⅲ.(NH4)2C2O4·7H2O。
①称量药品时,必须严格控制n(Fe2+)/n (Zn2+)=。
②选用的加料方式是(填字母)。
a.按一定计量比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌,然后升温至75℃。
b.按一定计量比,Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液,然后加入Ⅱ,再升温到75℃。
c.按一定计量比,将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲,Ⅲ另配成溶液乙,甲、乙同时加热到
75℃,然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中,并持续搅拌。
(3)从溶液中分离出ZnFe2(C2O4)3·6H2O需过滤、洗涤。已洗涤完全的依据是。
(4)ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解需用酒精喷灯,还用到的硅酸盐质仪器有。
(5)某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮(含杂质铁),结合下图信息从提供的试剂中选取适当试剂,制取纯净的ZnSO4·7H2O。
实验步骤如下:
①将锌片完全溶于稍过量的3mol·L-1稀硫酸,加入(选填字母,下同)。
A.30%H2O2 B.新制氯水 C.FeCl3溶液D.KSCN溶液
②加入。
A.纯锌粉B.纯碳酸钙粉末C.纯ZnO粉末D.3mol·L-1稀硫酸
③加热到60℃左右并不断搅拌。
④趁热过滤得ZnSO4溶液,再蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。
其中步骤③加热的主要目的是。
过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜(杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。
查阅资料:
氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝到棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。
氯化铜:从水溶液中结晶时,在26~42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。
(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→、→ h 、i →、→。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先后,这样做的目的是。
(2)分析流程:
①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是;
②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号)。
a.NaOH b. NH3·H2O c.CuO d.CuSO4
③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:加少量盐酸、蒸发浓缩、、、洗涤、干燥。
(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式:。此反应只能微热的原因是。
(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因。
利用硫酸工业废渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②__________________。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为____________.
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。
实验步骤为:准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-===2Fe2++SnCl
Sn2++4Cl-+2HgCl2="==" SnCl+Hg2Cl2↓
6Fe2++ Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量偏高,其原因是_____________。
(4)①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是_________________(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的,pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
9.4 |
8.3 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
12.4 |
9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a.氧化:__________________________;
b.沉淀:_____________________;
c.分离,洗涤;
d.烘干,研磨。
过氧化钙(CaO2)是一种白色粉末,微溶于水。加热至350°C左右开始分解,与水或酸能反应生成H2O2。应用于处理含重金属离子的废水,治理赤潮。其制备过程如下图所示
请回答下面的问题:
(1)CaO2的电子式___________
(2)制取CaO2·8H2O的原理是(用化学反应方程式表达):,其中H2O2体现性质。
(3)沉淀过程中加氨水的作用________________________________
(4)沉淀反应需用冰水浴控制温度,原因是_____________(写出两种)
(5)CaO2受热分解的化学方程式:。
(6)CaO2质量百分百含量的测定:称取0.8000g样品用硫酸溶解,再用0.1000mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗40.00 mLKMnO4溶液,则CaO2的含量为_________
(7)CaO2可以使废水中的Mn2+变成MnO2沉淀而除去,用离子方程式表达其原理。
水杨酸甲酯对多种细菌的繁殖和黏附有抑制作用,也是安全、有效的植物生长调节剂。实验室制备水杨酸甲酯装置示意图和有关数据如下:
反应原理:
实验步骤:
①在干燥的三颈烧瓶中入7.0g水杨酸、30mL(0.64moL)甲醇、3mL浓H2SO4和2~3片碎瓷片,在85~95 ℃下加热回流(如图甲);
②1.5h后将回流装置改为蒸馏装置,水浴加热(如图乙);
③余下的反应液冷却至室温,依次用水、碳酸钠溶液和水洗涤,后再分离(如图丙);
④分出的产物加入少量无水CaCl2固体,静置片刻后过滤,
⑤对滤液蒸馏纯化,收集221~224℃馏分,得水杨酸甲酯6.1g。
⑥其它量不变,改用2mL浓H2SO4重复上述操作,得水杨酸甲酯5.5g.
回答下列问题:
(1)甲中所用三颈烧瓶应选用,
A.100mL | B.150mL | C.250mL | D.500mL |
(2)整个实验两次用到蒸馏装置,第一次用蒸馏装置的目的是:。
(3)步骤③中所用到的玻璃仪器的名称是;
(4)本实验甲醇要过量,其目的是,
(5)步骤③要进行两次水洗,如果没有进行第二次水洗,可能的后果是。
(6)浓H2SO4的用量为3mL时,水杨酸甲酯的产率是,
(7)该实验中,浓硫酸主要表现了性质。