(12分)海带中含有丰富的碘。为了从海中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
请填写下列空白:
⑴步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是 (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A.烧杯 | B.坩埚 | C.表面皿 | D.泥三角 E、酒精灯 F、干燥器 |
⑵步骤③的实验操作名称是 ;步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是 。
⑶步骤④反应的离子方程式是 。
⑷步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
⑸请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法: 。
某课外兴趣小组的同学向Na2SiO3溶液中滴加盐酸,预计会生成H2SiO3胶体,用激光笔照射会出现“丁达尔现象”。但令人意想不到的是,试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡,为什么会出现这种现象呢?甲乙两同学进行了大胆的推测。
甲同学推测是生成了硅酸胶体,造成HCl在溶液中的溶解度变小,最终从溶液中逸出;
乙同学咨询了实验员得知这瓶Na2SiO3溶液已经放置很长一段时间,他推测溶液可能已经变质,故导致以上现象的出现。
(1)请设计一个最简单的实验验证甲同学的推测是否正确:;
(2)乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液,用激光笔照射,发现有光柱出现,说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有胶体生成。推测产生的气体可能是,然后乙同学又做了两个实验进行验证:
I取少量该瓶溶液,向其中滴加,并检验产生的气体。请写出检验该气体的常用方法:;
II取硅酸钠固体,配成饱和溶液,现配现用,滴入盐酸,观察现象;
通过以上实验,证明了乙同学观点,请写出所对应的化学反应方程式:
、;
该小组同学还发现按教材所述的操作方法和条件制备硅酸胶体,有时需要很长时间才能使溶胶慢慢凝聚,甚至不易形成凝胶,效果很不理想。因此,该组同学又对实验条件和操作进行探究,相关实验数据如下表:
硅酸钠溶液浓度 |
盐酸浓度 |
试剂加入顺序 |
出现凝胶时间(s) |
|
实验1 |
饱和溶液 |
1:2(盐酸和水体积比,下同) |
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中 |
21 |
实验2 |
稀溶液(1体积饱和溶液和3体积水混合) |
1:2 |
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中 |
38 |
实验3 |
饱和溶液 |
1:4 |
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中 |
10 |
实验4 |
稀溶液(1体积饱和溶液和3体积水混合) |
1:4 |
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中 |
50 |
该组部分同学通过实验得出结论:使用饱和Na2SiO3溶液和稀盐酸,将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中效果较好。但该组另外一部分同学认为基于限定的条件,该探究实验设计组数不够,不能保证结论的准确性,要使实验具有说服力至少要做组实验。
已知某酸性土壤浸取液中除Fe3+外,还含有一定量Mg2+和Al3+。请设计合理实验检验该浸取液中的Mg2+、Al3+。
限选实验用品与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH试纸;浸取液、20%KSCN、0.1 mol·L-1NaOH、6 mol·L-1NaOH、0.1 mol·L-1HCl、蒸馏水。
必要时可参考:
沉淀物 |
开始沉淀时的pH |
沉淀完全时的pH |
Mg(OH)2 |
9.6 |
11.1 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
根据你设计的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。(测定溶液pH的具体操作可不写)
实验操作 |
预期现象和结论 |
步骤1: |
|
步骤2: |
|
步骤3: |
|
…… |
实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为::;
为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置。
(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16, Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题:
如开始加入的铜粉为3.2 g,最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。①方案1中的B仪器名称是。
②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。
③方案2中甲物质可选用的是。
A.CaO | B.NaOH | C.CuCO3 | D.Cu2(OH)2CO3 E、Fe2(SO4)3 |
④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因。
第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5g。
请回答下列问题:
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是,
⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为。
聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是:
___________________________________________________________________。
(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→____→____→____→____→f。
装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
装置D的作用是_____________,装置E中NaOH溶液的作用是__________________。
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量__________,充分反应后,经过滤操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有_______________________。
(4)欲测定溶液Y中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液,定容时视线应_____________________,直到_____________________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
某化学课外小组为了探究CaCl2溶液和Na2SO4溶液反应有没有限度,设计了如下活动过程,请完成表中空格:(已知CaSO4在水中微溶,CaCO3在水中难溶)
实验步骤 |
向3—4 mL 1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液至反应完全 |
实验现象 |
产生白色沉淀 |
离子方程式 |
(1) |
小组讨论交流 |
向上述反应后的清液中滴入适量1mol/L的Na2CO3溶液会出现什么现象 |
假设出现的实验现象,说明理由 |
假设:Ⅰ无现象 理由:反应没有限度,Ca2+沉淀完全 假设:Ⅱ(2),理由:(3) |
证明你的假设 |
现象:产生大量的白色沉淀 |
离子方程式 |
(4) |
解释 |
(5) |