甲、乙两同学分别都用到铜与硫酸完成下列相关实验,请回答相应的问题.
(1)甲同学用题27-1图所示装置实现铜跟浓硫酸反应制取少量硫酸铜溶液,并验证相关物质的性质.
①装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体的作用是_____.
②从C、D装置中观察到的现象,说明上述反应的某种生成物所具有的化学性质是 、__ __.
③装置B将用来储存多余气体,当D处有明显的现象后,关闭旋塞K.,打开K2移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是_ .
(2)乙同学认为:铜虽不能与稀硫酸直接反应生成硫酸铜,但可以在稀硫酸与铜粉的混合物中分多次加入适量浓硝酸而得到不含NO3—的硫酸铜溶液.其装置如题27-2图所示.
①把浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中的目的是____
②已知NO不能被NaOH溶液直接吸收:但已知有如下两个反应:
题27-3图是题27-2图的改进装置,其优点除可以防止倒吸外还有___ _
③将反应所得硫酸铜溶液经___ _、 、过滤、洗涤、干燥即可得到胆矾晶体.
④如果用1mol Cu来制取lmol CuSO4,则所需浓硝酸中HNO3的质量为 _,(假设HNO3的还原产物全为NO),若所得尾气恰好被NaOH溶液吸收并生成NaNO2,需通入空气的体积为____.(假设气体体积为标准状况下测定,空气中氧气占总体积的,保留小数点后一位,并忽略装置中原有空气的影响)
三苯甲醇(C6H5)3C-OH是一种重要的化工原料和医药中间体。实验室合成三苯甲醇的实验装置如图所示。
已知:①过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应;
②部分相关物质的沸点如下:
物质 |
沸点/℃ |
三苯甲醇 |
380 |
乙醚 |
34.6 |
溴苯 |
156.2 |
③三苯甲醇的相对分子质量为260。
请回答下列问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为;装有无水CaCl2的仪器A的作用是。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,操作①的名称是;洗涤液最好选用(填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为。
(16分)某研究小组想探究炭与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作 |
现象 |
a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热。 |
|
b.把小块烧红的木炭迅速放入热的浓硝酸中。 |
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮,上下反复跳动。 |
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①炭与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,该反应的化学方程式为。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的的离子方程式。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式。
②通过实验探究,你认为上表操作b中助燃气体是什么,简述理由。
现有含有少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3等杂质的NaNO3溶液,选择适当的试剂除去杂质,得到纯净的NaNO3固体,实验流程如下图所示。
(1)沉淀A的主要成分是(填化学式)。
(2)②中反应的离子方程式是。
(3)①②③中均进行的分离操作是。
(4)溶液3经过处理可以得到NaNO3固体,溶液3中肯定含有的杂质是,为了除去杂质,可向溶液3中加入适量的。
(5)实验室用上述实验获得的NaNO3固体配制500 mL 0.40 mol/L NaNO3溶液。
①配制溶液时,进行如下操作:a.定容;b.计算;c.溶解;d.摇匀;e.转移;f.洗涤;j.称量。称取NaNO3固体的质量是g。
按照操作顺序,第4步是(填序号)。
②某同学转移溶液的操作如图所示,该同学操作中的错误是。
③若用胶头滴管定容时,不小心滴水滴过了刻度线,你认为应该采取的处理方法是:。
④下列操作中,可能造成所配制溶液的浓度偏低的是(填选项)。
a.没有洗涤烧杯和玻璃棒
b.定容时,俯视刻度线
c.洗涤后的容量瓶中残留少量蒸馏水
为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素,进行如下实验。
实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物。
实验装置如图,气密性已检查。
已知:FeSO4+NO=[Fe(NO)]SO4,该反应较缓慢,待生成一定量[Fe(NO)]2+时突显明显棕色。
(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,该实验操作的目的是。
(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为。
(3)本实验A生成的气体中,若有NO2,B的实验现象为;若只有NO生成,B的实验现象是。
实验二 探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因
经过实验一,测得硝酸的浓度<6 mol•L-1,只有NO生成。当铜片与5 mol•L-1硝酸反应时,开始时反应非常缓慢,一段时间后反应速率明显加快。为探究此反应的反应速率先慢后快的原因,进行如下探究:
探究一:研究反应过程的温度变化对反应速率的影响,实验所得曲线和现象记录如下图表。
时间/min |
现象 |
0~15 |
铜表面出现气泡,但速度很慢 |
25 |
溶液有很浅的蓝色,气泡生成速度加快 |
30 |
气泡生成速度较快,均匀冒出 |
45 |
洗气瓶中可见少量淡棕色的物质 |
50 |
溶液中蓝色明显变深,洗气瓶中突显明显棕色 |
(4)获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。
(5)从上述图表分析可得到的结论是。
序号 |
温度 |
铜片/g |
硝酸/mL |
硝酸铜/g |
1 |
25℃ |
① |
② |
③ |
2 |
25℃ |
5 |
20 |
0.5 |
3 |
25℃ |
5 |
20 |
1.0 |
探究二:研究化学反应产物对反应速率的影响
设计了如下实验,利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。
(6)请将上表中将实验1的实验条件填写完整①②③
(7)通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化,为达到实验目的还需要继续进行的实验是。
亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计),某研究小组同学设计了如下实验流程(所加试剂均为足量)。请回答:
(1)亚硫酸盐作为食品添加剂的作用是(填字母)。
a.防腐保鲜b.增强营养
(2)反应①中通入N2的目的是(填字母)。
a.冷却产生的气体
b.与生成的气体反应
c.将生成的气体全部赶出
(3)反应①~③中属于氧化还原反应的是(填序号)。
(4)若取样品X g,反应③消耗0.01 mol/L NaOH溶液100 mL,则1 kg样品中含SO2的质量是g(用含X的代数式表示)。