实验室以含有Mg2+、Cl—、Br—、SO42—等离子的卤水为主要原料制备Mg和Br2,流程如下:
(1)操作Ⅰ使用的试剂是 ;所用主要仪器的名称是 。
(2)为了使Mg2+转化为沉淀,试剂1可以选用 ;加入试剂1后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。
(3)试剂2可以选用 。
(4)请写出由无水MgCl2生成Mg的化学反应方程式 。
以碳酸镁(含少量FeCO3)为原料制取硫酸镁晶体,并测定Mg2+含量:将原料完全溶于一定量的稀硫酸中,加足量的H2O2后用氨水调节溶液的pH,静置后过滤,除去滤渣,将滤液结晶得硫酸镁晶体。
(1)30.00mL 5.00 mol·L-1的稀硫酸至少能溶解原料的质量为 。
(2)加入H2O2时反应的离子方程式为 。
(3)已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-12。
室温下,若溶液中c(Mg2+)=0.01mol·L-1,欲使溶液中的c(Fe3+)≤1×10-6mol·L-1,需调节溶液pH范围为 。
(4)常采用下列方法测定结晶硫酸镁中Mg2+的含量:
已知:①在pH为9~10时,Mg2+、Zn2+均能与EDTA(H2Y2-)形成配合物
②在pH为5~6时,Zn2+除了与EDTA反应,还能将Mg2+与EDTA形成的配合物中的Mg2+“置换”出来: Zn2+ +MgH2Y=ZnH2Y+Mg2+
步骤1:准确称取得到的硫酸镁晶体1.50g加入过量的EDTA,配成100mL pH在9~10之间溶液A
步骤2:准确移取25.00mL溶液A于锥形瓶中,用0.10mol·L-1Zn2+标准溶液滴定,滴定到终点,消耗Zn2+标准溶液的体积为20.00mL
步骤3:准确移取25.00mL溶液A于另一只锥形瓶中,调节pH在5~6;用0.10mol·L-1Zn2+标准溶液滴定,滴定至终点,消耗Zn2+标准溶液的体积为30.00mL。
计算该结晶硫酸镁中Mg2+的质量分数(请给出计算过程) 。
某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解池原理进行实验探究。
请回答:
Ⅰ.用图1、2所示装置进行第一组实验。
(1)A极发生反应的电极反应式为 。
(2)N极发生反应的电极反应式为 。
(3)滤纸上能观察到的现象有 。
(4)标准状况11.2L CH4反应则图2可收集气体 L(标况)
Ⅱ.用图3所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(5)电解过程中,X极区溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O和 。
(7)若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少 g。
(8)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为 。
一瓶黄色溶液,可能是FeCl3溶液、也可能是碘水、还有可能是久置的浓硝酸(提示:久置的硝酸常因溶有少量NO2而略显黄色)。请设计合理简单的实验探究这瓶黄色溶液的成分。(注意:不考虑以上二种或三种溶液的混合!)
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙、镊子;氯水、四氯化碳、淀粉溶液、KSCN溶液、铁片、铝片、铜片。(注意:不可另选择仪器和试剂!)
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:黄色溶液是FeCl3溶液;
假设2:黄色溶液是碘水;
假设3:黄色溶液是久置的浓硝酸。
(2)设计实验方案
基于假设,设计出实验方案(注意:不用在答题纸上作答)。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
【注意】Ⅰ.在答题纸上按以下方式作答,注意前后内容对应;
Ⅱ.注意文字简洁,确保不超出表格。
编号 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
① |
||
② |
||
③ |
淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸,装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去):
实验过程如下:
①将1∶1的淀粉水乳液与少许98%硫酸加入烧杯中,水浴加热至85~90 ℃,保持30 min,然后逐渐将温度降至60 ℃左右;
②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中;
③控制反应液温度在55~60 ℃条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65% HNO3与98% H2SO4的质量比为4∶3)溶液;
④反应3 h左右,冷却,减压过滤后再重结晶得草酸晶体。
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2↑+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2↑+2NO↑+4H2O
请回答下列问题:
(1)实验①加入98%硫酸少许的目的是__________________________。
(2)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为________________。
(3)冷凝水的进口是________(填“a”或“b”)。
(4)装置B的作用为____________________。
(5)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是______________________。
(6)当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,过量的NaOH溶液能将氮氧化物全部吸收,只生成一种钠盐,化学方程式为______________________。,若用步骤④后含硫酸的母液来吸收氮氧化物,其优点是____________,缺点是________________________。
(7)将产品在恒温箱内约90 ℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸。用KMnO4标准溶液滴定,该反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时溶液颜色由__________变为__________。滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为________________。
天津“8.12"爆炸中扩散的CN-造成部分水体污染。某小组欲检测污水中CN-的浓度并模拟电化学法除去CN-。
探究I检测CN-浓度
资料:碱性条件下发生离子反应:2CN- +5 H2O2+9OH-=2CO32-+N2+6H2O
实验装置如图(其中加热、夹持装置省略)。(不考虑污水中其它离子反应)
(1)加入药品之前的操作是 ;C中试剂是
(2)实验步骤如下:
步骤1 |
关闭K1,打开K2,滴入足量H2O2溶液,对B加热。充分反应后,停止加热 |
步骤2 |
________,用注射器穿过B装置的胶塞注入___________溶液。 |
步骤3 |
打开K1,通入N2。 |
(3)计算CN-的浓度,需称得的质量是 。
(4)为了使检测更加准确,上述(2)中操作要特别注意一些事项。请写出至少一条 。
探究Ⅱ电化学法处理CN-的影响因素
由下图装置模拟电化学法实验,有关结果如右表。
(5)根据表格信息分析。
①X电极名称:________________;
②实验(1)中X换成Zn,则电流计读数的范围为________________
③若乙装置中阳极产生无毒无害物质,其电极方程式为 ;该实验说明电化学法处理CN-,影响处理速率的因素有 (至少两条)。