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硫酸(98%)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%H2SO34的质量比为2:1.5)溶液;
④反应3h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%硫酸少许的作用是: 。
(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是 。
(3)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为 。
(4)草酸重结晶的减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有 。
(5)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:
2MnO4- + 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),此时溶液颜色变化为 。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 。
固态化合物A由两种短周期元素组成,可与水发生复分解反应,甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。
(1)仪器B的名称是____________。
(2)实验中,Ⅱ中的试纸变蓝,Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成,则Ⅲ中的试剂为____________;Ⅳ中发生反应的化学方程式为____________________;Ⅴ中的试剂为____________________。
(3)乙组同学进行同样实验,但装置连接顺序为Ⅰ—Ⅲ——Ⅳ—II—Ⅴ——Ⅵ,此时Ⅱ 中现象为_____,原因是____________________________________。
(4)经上述反应,2.5g 化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M,则A的化学式为__________。
(14分)某化学研究性学习小组拟对一种焰火原料(由两种短周期的常见金属单质组成的合金粉末)进行探究。请完成下列探究报告。
【探究目的】探究该焰火原料的组成
【资料检索】①Mg2+检验方法:取2滴待检液,加入2滴2 mol·L-1 NaOH溶液,再加入1滴镁试剂(Ⅰ)染料(对硝基苯偶氮苯二酚)。若出现沉淀并吸附镁试剂(Ⅰ)染料呈天蓝色,表示待检液中含有Mg2+。Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+会妨碍Mg2+检出。
②Mg(OH)2可溶于浓的氯化铵溶液,其他的常见不溶碱难溶于氯化铵。
③很多合金是金属互化物,有确定的化学组成。
④固体L与某种宝石的主要成分相同。
【探究思路】①确定焰火原料所含金属种类;②测定焰火原料的化学式。
【实验探究】
(1)甲同学进行了初步试验,实验步骤和实验现象如下。请填写下表。
试验序号 |
实 验 步 骤 |
实 验 现 象 |
结论 |
① |
取少量该焰火原料加入冷水 |
无明显现象 |
不含有Li、Na等活泼金属 |
② |
取少量该焰火原料加入稀盐酸 |
完全溶解,有大量气体 |
_____________________ |
(2)乙同学取甲第②组实验的溶液,加入镁试剂(Ⅰ)染料,得出合金中不含镁。
乙的结论_________(选填“正确”或“错误”)。判断理由为。
(3)丙同学设计实验方案,确定焰火原料中的金属种类,实验记录如下。
由丙的实验记录可知,该焰火原料是由__________(填元素名称)两种金属组成的合金;实验中滤液加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸,煮沸的理由是_____________________。
(4)丁同学利用丙同学的结论,设计如下图所示的实验步骤,确定合金组成。
问题讨论:
①能确定合金组成的数据组有______________(填写选项字母);
a.m、n b.m、yc.n、y
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x,金属总物质的量为7mol,试在下图中作出y随x变化的曲线;
③当y=8.5mol时,该合金是一种金属互化物,其化学式为________________。
亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
【查阅资料】
①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成;
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
【实验操作】
①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠。
(1)A中反应的化学方程式是。
(2)B中观察的主要现象是。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的实验方案(简述实验步骤、现象及结论)及相关的离子反应方程式为。
(4)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。
a.甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。
生成碳酸钠的化学方程式是。为排除干扰,甲在B、C装置间增加一个U形管,U形管中盛放的试剂应是(写名称)。
b.乙同学认为上述装置改进后,还会有空气参与反应导致产品不纯,所以在实验操作①之前应增加一步操作,该操作是。
根据要求完成下列实验过程(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)。
(1)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①连接仪器、_______________、加药品后,打开a、关闭b,然后滴入浓硫酸。
②装置A中发生的化学方程式是_______________。
③验证SO2的氧化性的实验现象是_______________。
④BaCl2溶液中无明显现象,将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式:_________。
(2)验证碳、硅非金属性的相对强弱。
①在(1)①操作后打开b,关闭a。
②NaHCO3饱和溶液中发生的离子反应方程式为_______________。
③实验过程中,C中出现白色沉淀。甲同学认为不能由此说明碳的非金属性比硅强,需增加一个实验装置才能获得可靠实验结论,其改进方法为_______________。
(12 分)某学生课外兴趣小组对Cl2 与FeCl2 和KSCN 混合溶液的反应进行实验探究。
(1)B 中反应的离子方程式是___________________________。
(2)为了探究现象II 的原因,甲同学进行如下实验取A 中黄色溶液于试管中,加入NaOH 溶液,有红褐色沉淀生成,另取A 中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN 溶液,最终得到红色溶液则溶液中一定存在,甲同学的实验证明产生现象II 的原因是SCN—与Cl2 发生了反应。
(3)甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了,他又进行了如下研究。资料显示:SCN-的电子式为。
①甲同学认为SCN-中碳元素没有被氧化,理由是__________。
②取A 中黄色溶液少许于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN- 中被氧化的元素是_________。
③通过下面实验证明了SCN-中氮元素转化为___________________,取足量铜粉于试管中,加入A 中黄色溶液和一定量的稀盐酸,加热,观察到试管上方有红棕色气体生成。
④若SCN-与Cl2反应生成1 mol CO2,则转移电子的物质的量是___________mol。