测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积,可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品:中学化学实验常用仪器、800毫升烧杯、100毫升量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸(密度1.19克/毫升)、水。按图示装置进行实验,回答下列问题。(设合金样品完全反应,产生的气体体积不超过100毫升)
(1)补充下列实验步骤,直到反应开始进行(铁架台和铁夹的安装可省略):
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好,放在800毫升烧杯底部,把短颈漏斗倒扣在样品上面。
②_______________________________________
③_______________________________________
④_______________________________________
(2)合金样品用铜网包裹的目的是:_______________________________________
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行以下探究活动:
【探究一】
(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热,充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。
①甲同学认为X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用_ ___(填序号)。
a.KSCN溶液 b.铁氰化钾溶液 c.盐酸
②乙同学取448mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为 ,充分反应后,加入足量BaCI2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。可推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
据探究一所测SO2的体积分数,丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体,因此设计了下列实验装置(图中夹持仪器省略,实验前已将装置中空气排尽)进一步探究。
(3)装置A中的现象是 ,其作用是 。
(4)为判断CO2是否存在,需将装置M添加在 。(填序号);
a.A之前 b.A~B之间 c.B-C之间 d.C~D之间
若存在CO2,则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)若C中固体变红,D中固体变蓝,则Q是 (填化学式),产生该气体的原因是 。
(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成,经测定其中氧的质量分数为50%,则该气体的组成可能为 (填序号)。
a.SO2 b.H2、SO2 c.H2、CO2 d.CO2、SO2 e.SO2、CO2、H2
某化学兴趣小组设计如下流程,从酸性工业废液(含H+、Al3+、Mg2+、Cr3+、SO42-)中提取铬。
有关数据如下表:
回答下列问题:
(1)步骤①所得滤液可用于制取MgSO4·7H2O,酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是 。
(2)若酸性废液中c(Mg2+)=0.lmol.L-l, 为达到步骤①的实验目的,则废液的pH应保持在 范围(保留小数点后l位)。
(3)步骤②中生成NaCrO2的离子方程式为 。
(4)步骤④中反应的离子方程式为 。
(5)步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是 ,可选用的装置是 (填序号)。
(6)用如图所示装置制取铬酸钠(Na2CrO4),回答相关问题。
①a是电源的____极,阳极的电极反应式为________。
②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L,则理论上可制得 g铬酸钠(忽略反应2CrO42-(aq) + 2H+(aq)Cr2O72-(aq)+ H2O(1)的影响)
正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O。反应物和产物的相关数据如下
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度/(g·cm-3) |
水中溶解性 |
|
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.8109 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
分离提纯:
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振荡后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。
(2)加热A前,需先从 (填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振荡后静置,粗产物应从分液漏斗的 (填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的为 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
a.100℃ b. 117℃ c. 135℃ d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为 ,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 。(保留两位有效数字)
某小组同学为比较酸性条件下NO3-、SO42-、Fe3+的氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。
实验记录如下:
实验操作 |
实验现象 |
|
I |
打开活塞c,将过量稀HNO3加入装置B中,关闭活塞c |
B中浅绿色溶液最终变为黄色。 |
II |
用注射器取出少量B装置中的溶液,加入KSCN溶液 |
溶液变为红色。 |
III |
打开活塞b,向A装置中加入足量硫酸,关闭活塞b |
A中产生气体;B中有气泡,液面上有少量红棕色气体生成。 |
IV |
一段时间后,用注射器取出少量B装置中的溶液,…… |
…… |
V |
打开活塞a,通入一段时间空气 |
———— |
请回答下列问题:
(1)实验I中,发生反应的离子方程式是 。
(2)实验IV的后续操作是 ,观察到的现象是 。
(3)由实验得出的结论:酸性条件下氧化性由大到小的顺序是 。
(4) 实验操作V的目的是 。
(5)实验操作III,开始时B中溶液的颜色并无明显变化,此时溶液中发生反应的离子方程式是 。
NH3是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 。
(2)某学生用下图装置对NH3与NaClO的反应进行实验探究:
操作 |
现象 |
![]() |
液面上方出现白雾 |
资料:氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼。肼常温下是无色液体,沸点:113℃,与水混溶,它的水溶液是一种二元弱碱。
①向水中持续通入NH3,未观察到白雾。推测现象中的白雾由N2H4小液滴形成,进行实验:用湿润的红色石蕊试纸检验白雾,试纸变蓝。该实验不能判断白雾中含有N2H4,理由是 。
②进一步实验确认了A中生成了N2H4。写出A中反应的化学方程式(N2不参与反应) ;此反应中若有5.6L氨气(标准状况下)参加反应,则转移电子的数目为_______。