CuSO4∙5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。CuSO4∙5H2O的实验室制法如下:
Ⅰ.实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(Fe3+在pH=5时已完全沉淀)
回答下列问题:
⑴用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5 mol∙L-1的稀硫酸,只需 种玻璃仪器
⑵步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe2+充分转化成Fe3+,实验操作是
发生反应的离子方程式:
⑶如何证明Fe2+已经充分转化?
⑷步骤④之后的实验操作是 ,所需仪器是铁架台(带铁圈)、
及抽滤装置。
Ⅱ.实验室用铜粉制备的CuSO4∙5H2O流程图如下:
根据题意完成下列填空:
⑴理论上,为了制得纯净的CuSO4·5H2O晶体,需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比为 ,
发生反应的离子方程式为 。
⑵实际制得的胆矾晶体中还是含有一些杂质,通常采用 法提纯。
⑶实际生产过程中对所加稀硝酸的浓度控制要求比较高,通常用标准氢氧化钠溶液来滴定。滴定过程中若用酚酞作指示剂,终点现象是
。
请在图中画出滴定过程中溶液的pH随所滴加氢氧化钠溶液体积的变化的曲线图(要求过A点)。
⑷上述使用的标准氢氧化钠溶液已经通过基准物质的标定。下列物质中通常可用来标定碱液的基准物质是 。
A.醋酸 | B.草酸 | C.苯甲酸 | D.苯酚 |
工业“从海水中提取镁”的流程图如下:
其步骤为:
①将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰,并将石灰制成石灰乳;
②将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀;
③在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液,再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O;
④将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2;
⑤电解熔融的氯化镁可得到Mg。
请回答以下问题:
⑴步骤③中的蒸发是利用风吹日晒来完成的,而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有、、酒精灯、铁架台等。
⑵步骤④中的“一定条件”指的是,目的是。
⑶上述提取镁的流程中,在降低成本、减少污染方面做了一些工作,请写出其中一点:
。
⑷有同学认为:步骤②后可加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制金属镁,这样可简化实验步骤,体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗?为什么?
你的观点是。理由是
。
甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物和致畸物质之一。我国规定:室内甲醛含量不得超过0.08mg·m-3。某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
测定原理:KMnO4 ( H+)溶液为强氧化剂,可氧化甲醛和草酸。
4MnO4―+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
测定装置:部分装置如下图所示
I.测定步骤:
①用量取5.00mL 1.00×10-3mol·L-1 KMnO4溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20mL稀释备用。
②将1.00×10-3 mol·L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
③打开,关闭(填“a”或“b”),用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气。关闭,打开(填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应。再重复4次。
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用标准草酸溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑤再重复实验2次(每次所取的高锰酸钾溶液均为5.00mL)。3次实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL。
II.交流讨论:⑴计算该居室内空气中甲醛的浓度mg·m-3,该居室的甲醛(填是或否)超标。
⑵某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误)提出合理假设:_____________________________________(至少答出2种可能性)。
⑶实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中一致认为:
①实验装置应加以改进。
有同学提议:可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如下图),有利于提高实验的准确度,其理由是。
②实验原理可以简化。实验中无需用草酸标准液滴定,可直接抽取室内空气,再压送到洗气瓶中,直至_________________________________________。
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在l000~1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点—84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,
装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,
装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检验实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是 。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
从固体物质A开始,可以发生如下框图所示的一系列变化:
完成下面问题:
(1)在实验室中收集气体B的方法是。
(2)操作①的名称是。
在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是。
(3)写出反应②和反应③的化学方程式:
反应②
反应③。
(4)A的化学式是。
(5)在实验室中,如要获得干燥纯净的气体D,可以将它通过如上右图所示的装置,其中瓶I中盛放的试剂是,瓶Ⅱ中盛放的试剂是。
收集干燥气体D的方法是。
氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,并计算产率,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:
(1)制备氧化铜
①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是:滴加H2O2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是
。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是,过滤,水浴加热烘干。水浴加热的特点是。
(2)探究氧化铜性质
①取A、B两支试管,往A中先加入适量CuO粉末,再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液,只观察到A中有大量气泡。结论是。
②为探究试管A中反应的速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有
。