乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定:
2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.100 0 mol·L-1的KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 mL。
(1)滴定时,将酸性KMnO4标准液装在如图中的________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志可以是_________________________________________。
(3)通过上述数据,求得x=________。
讨论:①若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的x值会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则由此测得的x值会________。
某实验小组利用如下装置合成化工原料正丁醛。发生的反应如下:
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ |
密度/(g·cm-3) |
水中溶解性 |
|
正丁醇 |
117.2 |
0.810 9 |
微溶 |
正丁醛 |
75.7 |
0.801 7 |
微溶 |
实验步骤如下:
将6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL烧杯中,加30 mL水溶解,再缓慢加入5 mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95 ℃,在C中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,再将有机层干燥、蒸馏后得正丁醛2.0 g。
回答下列问题:
(1)实验中不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中的理由是 。
(2)加入沸石的作用是 。
(3)分液漏斗使用前必须进行的操作是 。
(4)反应温度应保持在90~95℃,其原因是 。
(5)本实验中,正丁醛的产率为 。
以下是实验室常用的部分仪器。
请回答下列问题:
(1)序号为⑧和⑩的仪器分别为、(填名称、下同)。
(2)能作反应容器且可直接加热的是 。
(3)在分液操作中,必须用到仪器是 (填序号、下同)。
(4)在配制一定物质的量浓度的溶液时,需要上述仪器中的 。
(5)仪器上标有温度的是 。
(6)下图是温度计、量筒、滴定管的一部分,下述读数(虚线刻度)及说法正确的是________。
a.①是量筒,读数为2.5 mL b.②是量筒,读数为2.5 mL
c.③是滴定管,读数为2.5 mL d.②是温度计,读数是2.5 ℃
(7)某同学想用大理石和稀盐酸反应制取少量CO2。教师指出,若用下列装置制取会浪费大量的稀盐酸。于是该同学选用了上述①~⑩中的一种仪器,添加在下列装置中,解决了这个问题。请你将需要添加的仪器画在下图中的合适位置。
海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:
(1)实验操作③的名称是__________,所用主要仪器名称为__________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是__________(填序号)。
A.酒精(沸点78℃) B.四氯化碳(沸点77℃)
C.甘油(沸点290℃) D.苯(沸点80℃)
(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl,为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量(填序号)_____溶液,反应的离子方程式为。
A.KIO3B.HClOC.KID.Br2
(4)为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行,采用水浴加热蒸馏(如图所示)。请指出图中实验装置中错误之处(有几处填几处,下列空白可不填满,也可补充)。
①_________________________,
②_________________________,
③_________________________,
④_________________________。
(5)实验中使用水浴的原因是,最后晶体碘聚集在__________(填仪器名称)中。
某化学兴趣小组为了测定铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物)中铁的质量分数,设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后______________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,加热,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为_________________(写表达式)。
(3)装置C的作用______________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是。
2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获诺贝尔化学奖,他们开创性的成就使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。
Ⅰ.在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A~E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题。
(1)实验室若用NH4Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH3,请选择装置并按气流方向连接各仪器接口(填装置接口顺序),若要制取、收集干燥的CO2,则需选用上述仪器装置中的(填装置序号)。
(2)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是。试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式。
Ⅱ.纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
(3)制备TiO2的常见方法:将TiCl4水解产物加热脱水生成TiO2。已知常温下Ti(OH)4的Ksp=7.94×10-54,测得TiCl4水解后溶液常温下的pH=2,则此时溶液中:c (Ti4+)=。
(4)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。配制NH4Fe(SO4)2标准溶液时,使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外,还需要右图中的_______(填字母代号)。
(5)滴定终点的现象是。
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则试样中TiO2质量分数表达式为。
Ⅲ.(7)纳米材料具有很多特殊的优良性能,其颗粒大小一般在1~100 nm之间。试设计简单的实验方案,判断Ⅰ、Ⅱ实验中所得样品颗粒是否为纳米级。