某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。(B中装的是无水硫酸铜)
(1)装置A的作用是制取氯气,其反应的化学方程式为:
(2)若用含有0.2mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是
(3)①装置B的作用是 ,现象是 。
②装置C和D出现的不同现象说明的问题是 。
③装置E的作用是 。
④写出装置F中发生反应的离子方程式 。
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在 与 之间(填装置字母序号),装置中应放入 试剂。
已知:CH3CH2OH+NaBr+H2SO4(浓)CH3CH2Br+NaHSO4+H2O.
实验室制备溴乙烷(沸点为38.4℃)的装置和步骤如下:
①按图所示连接仪器,检查装置的气密性,然后向U形管和大烧杯里加入冰水;②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL浓硫酸,然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片;③小火加热,使其充分反应.
试回答下列问题:
(1)反应时若温度过高可看到有红棕色气体产生,该气体的化学式为 .
(2)为了更好的控制反应温度,除用图示的小火加热,更好的加热方式是 .
(3)反应结束后,U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色.将U形管中的混合物倒入分液漏斗中,静置,待液体分层后,分液,取 (填“上层”或“下层”)液体.为了除去其中的杂质,可选择下列试剂中的 (填序号).
A.Na2SO3溶液 | B.H2O | C.NaOH溶液 | D.CCl4 |
(4)要进一步制得纯净的C2H5Br,可再用水洗,然后加入无水CaCl2干燥,再进行 (填操作名称).
(5)下列几项实验步骤,可用于检验溴乙烷中的溴元素,其正确的操作顺序是:取少量溴乙烷,然后 (填序号).
①加热 ②加入AgNO3溶液 ③加入稀HNO3酸化 ④加入NaOH溶液 ⑤冷却.
某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速率的因素.
实验药品:2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,质量和相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g.
(Ⅰ)甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,实验及其现象如下:
反应进程(分钟) |
1 |
2 |
5 |
15 |
20 |
4.0mol/L盐酸 |
少量气泡 |
较多气泡 |
大量气泡 |
反应剧烈 |
反应结束 |
2.0mol/L硫酸 |
无明显现象 |
极少量气泡 |
少量气泡 |
||
4.0mol/L硫酸 |
无明显现象 |
少量气泡 |
有比较连续的气泡 |
请回答:
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式 .
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是 .
(3)以上探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应速率有差异,你认为其原因有哪些可能?请提出你的假设(写出2种可能):
(Ⅱ)(1)乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验(温度控制为25℃和35℃).请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表(用量:酸均为50.0mL、铝为9.0g过量):
实验目的 |
实验 编号 |
温度 |
金属铝 形态 |
盐酸浓度 /mol·L﹣1 |
1 实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; 2实验①和③探究温度对该反应速率的影响; 3实验①和④探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响. |
① |
25˚C |
铝片 |
4.0 |
② |
||||
③ |
||||
④ |
有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、KCl等混合而成,为检验它们,做了如下实验:
①将固体混合物溶于水,搅拌后得无色透明溶液;
②往此溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成;
③过滤,将沉淀物置于足量稀硝酸中,发现沉淀全部溶解.
试判断:
(1)固体混合物中肯定有 ,肯定没有 ,可能有 .
(2)写出实验③中的离子方程式: .
(3)对可能有的物质进行确认,把③的滤液做进一步鉴别操作,写出你所设计的实验方案(包括具体操作步骤和实验现象) .
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设
①该反应的气体产物是CO2.
②该反应的气体产物是CO.
③该反应的气体产物是 .
(2)设计方案
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式: .
(4)实验步骤
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g.
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为 .
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式: .
(6)实验优化学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 .
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善: .
某兴趣小组对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀(可能含有CuO、CuS、Cu2S,其中CuS和 Cu2S不溶于稀盐酸、稀硫酸)进行探究,实验步骤如下:
Ⅰ.将光亮铜丝插人浓硫酸,加热;
Ⅱ.待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;
Ⅲ.冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用.
回答下列问题:
(1)步骤Ⅱ产生气体的化学式为 .
(2)向含微量 Cu2+试液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液,能产生红褐色沉淀.现将少量黑色沉淀放入稀硫酸中,充分振荡以后,再滴加K4[Fe(CN)6]溶液,未见红褐色沉淀,由此所得结论是 .
(3)为证明黑色沉淀含有铜的硫化物,进行如下实验:
装置 |
现象 |
结论及解释 |
![]() |
①A试管中黑色沉淀逐渐溶解 ②A试管上方出现红棕色气体 ③B试管中出现白色沉淀 |
a.现象②说明褐色沉淀具有 性. b.试管B中产生白色沉淀的总反应的离子方程式为 |
(4)CuS固体能溶于热的浓硫酸,请用有关平衡移动原理加以解释: .
(5)为测定黑色沉淀中Cu2S 的百分含量,取0.2g 步骤Ⅰ所得黑色沉淀,在酸性溶液中用 40.0mL 0.075mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4﹣+5Cu2S+44H+═10Cu2++5SO2↑+8Mn2++22H2O
6MnO4﹣+5CuS+28H+═5Cu2++5SO2↑+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,过量的高锰酸钾溶液恰好与35.0mL 0.1mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液反应完全.则混合物中Cu2S 的质量分数为 .