(本题共16分)某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
[实验设计]
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:
①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 |
物理性质描述 |
化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 |
白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 |
与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 |
白色沉淀 |
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 |
白色 |
能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。 。
柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br一、SO42一、Cl一等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作②的所需的主要仪器是。
(2)参照下图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是(填化学式)。
(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
【有关资料】
化学式 |
BaCO3 |
BaSO4 |
Ca(OH)2 |
MgCO3 |
Mg(OH)2 |
Ksp |
8.1×10一9 |
1.08×10一10 |
1.0×10一4 |
3.5×10一5 |
1.6×10一11 |
【设计除杂过程】
a、已知试剂B是K2CO3溶液,则溶液A的主要成分是(填化学式)。
【获取纯净氯化钾】
b、对溶液B加热并不断滴加l mol· L-1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是。将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到出现较多晶体时,停止加热。
【问题讨论】
c、进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为。
无水硫酸铜在强热下会发生分解反应:
CuSO4 CuO + SO3↑ 2SO3
2SO2↑+ O2↑
用下图所示装置(夹持仪器已略去),根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量。
实验步骤:
①称量反应前D管的质量。
②连接好装置,关闭K,加热硬质玻璃管A一段时间后,停止加热。
③待硬质玻璃管A冷却后,打开K,通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气。
④再称量D管,得其反应前后的质量差为m。
回答下列问题:
(1)反应2SO3(g)2SO2(g)+ O2(g)的平衡常数表达式为K=。
(2)B管中除温度明显升高外,还可看到的现象是,而温度明显升高的主要原因是;B管中发生反应的有关离子方程式是。
(3)仪器E的作用是。
(4)按上述方法实验,假设B、C、D对气体的吸收均完全,并忽略空气中CO2的影响,能否根据m计算出分解了的无水CuSO4的质量?(任选其一回答)
①如果能,则分解的无水CuSO4的质量为(用m表示)。
②如果不能,则原因是。为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量,你的简单实验方案是。
现有一瓶实验室放置已久的可能被氧化的Na2SO3固体,为了研究它的组成,请你参与同学们进行的如下探究活动:
可选用试剂:浓H2SO4、浓HNO3、10%盐酸、0.1mol/LH2SO4、0.1mol/LHNO3、0.1mol/LBaCl2、0.1mol/LBa(NO3)2、3%H2O2、10%NaOH溶液、蒸馏水、品红溶液;仪器自选。
(1)提出假设
假设一:固体全部是Na2SO3;假设二:固体全部是Na2SO4;
假设三:。
(2)设计实验方案(略);选用下图装置进行实验,该装置的优点是。
(3)进行实验:请在下表中用简要文字写出实验操作、预期现象和结论。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取适量固体样品于微型试管中;在W管a处滴入、b处滴入;用胶管将W管与微型试管连接好 |
|
步骤2:用针筒吸入,将针头穿过微型试管的胶塞,向固体样品中注入该溶液。 |
。 |
步骤3:拨出针筒,吸入蒸馏水洗净;再吸入 注入微型试管中 |
。 |
(4)若将上述探究过程中生成的气体通入到足量的新制漂白粉浓溶液中,则可生成白色沉淀。试写出该反应的离子方程式:。
市售氯化钾中所含杂质以Na+、Mg2+为主,也含有少量SO42—、Fe3+等。提纯过程如下:
(1)操作I所用的玻璃仪器有;操作II的主要步骤是。
(2)滤渣a的主要成分是;滤渣b的主要成分是。
(3)检验BaCl2溶液是否加入过量,其详细操作过程为。
(4)产品KCl晶体可能仍含少量的NaCl,进一步提纯的方法是。
阿司匹林是一种历史悠久的解热镇痛药,学名为乙酰水杨酸,结构简式为。某探究小组在实验室探究阿司匹林的合成,主要原料是水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O],制备基本实验流程如下:
已知:1、乙酰水杨酸是白色晶体,易溶于乙醇、乙醚,在128~135℃易分解。
2、主要试剂和产品的其它物理常数
名称 |
相对分子质量 |
熔点或沸点(℃) |
水溶性 |
水杨酸 |
132 |
158(熔点) |
微溶 |
醋酸酐 |
102 |
139.4(沸点) |
与水反应 |
乙酰水杨酸 |
180 |
135(熔点) |
微溶 |
请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出水杨酸与醋酸酐制备阿司匹林的化学方程式。
(2)制备阿司匹林主反应时,仪器必须干燥的原因是。
(3)合成阿司匹林主反应时,最合适的加热方法是,除酒精灯外,该加热装置还需要的玻璃仪器有。
(4)提纯粗产品时加入饱和NaHCO3溶液至没有CO2产生为止,再抽滤(即减压过滤),结合提纯流程回答加饱和NaHCO3溶液的目的是。
(5)最终所得产品可能仍含有少量水杨酸,检验含有水杨酸的操作和现象是
。