细菌冶金是一种新工艺,其能耗少、减少环境污染.称为“绿色冶金”。其原理:①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸,反应式为2S+3O2+2H2O 2H2SO4,②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量,生成的硫酸铁可把FeS2(黄铁矿)和Cu2S(辉铜矿)等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来,其化学过程是:
Fe2S2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O 15FeSO4+ 8H2SO4
Cu2S(辉铜矿)+2Fe2(SO4)2 2CuSO4+4FeSO4+S
(1)写出②反应的化学方程式: 。
(2)某实验小组,欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液.经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
物质 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
开始沉淀pH |
6.0 |
7.5 |
1.4 |
沉淀完全pH |
13 |
14 |
3.7 |
实验室有下列试剂可供选择A.H2O2 B.CaO C.CuO D.稀H2SO4 E.铁粉;
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是:
实验步骤 |
实验操作 |
实验操作的目的 |
步骤1 |
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步骤2 |
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|
步骤3] |
|
|
步骤4 |
洗涤 |
|
步骤5 |
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得到FeSO4溶液 |
(3)若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液,将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物,欲测定该混合物中Cu2O的质量分数。该实验小组的方法是向m g混合物中加人足量的稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g。已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式。该学生的计算是否正确: ,请说明理由 。
为测定硫酸亚铁铵晶体【(NH4)2Fe (SO4)2 · xH2O】中铁的含量,某实验小组做了如下实验:
步骤一:用电子天平准确称量5.000g硫酸亚铁铵晶体,配制成250ml溶液。
步骤二:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定至Fe2+恰好全部氧化成Fe3+,同时,MnO4-被还原成Mn2+。
再重复步骤二两次。
请回答下列问题:
(1)配制硫酸亚铁铵溶液的操作步骤依次是:称量、、转移、洗涤并转移、、摇匀。
(2)用滴定管盛放KMnO4溶液。
(3)当滴入最后一滴KMnO4溶液,出现,即到达滴定终点。反应的离子方程式:
(4)滴定结果如下表所示:
滴定次数 |
待测溶液的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
1 |
25.00 |
1.05 |
21.04 |
2 |
25.00 |
1.50 |
24.50 |
3 |
25.00 |
0.20 |
20.21 |
实验测得该晶体中铁的质量分数为。(保留两位小数)
(5)根据步骤二填空:
①滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入KMnO4标准溶液进行滴定,则测得样品中铁的质量分数将。(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,未干燥,则滴定时用去KMnO4标准溶液的体积将
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定后俯视读数,测得样品中铁的质量分数将(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
有机合成在制药工业上有着极其重要的地位。现用硝基苯制取苯胺,再用苯胺
制得无色晶体乙酰苯胺(具有退热镇痛作用的药物)。
化学原理为:
苯胺乙酸乙酰苯胺
② 相关物质的物理常数
物质 |
相对分 子质量 |
状态 |
熔点 (℃) |
沸点 (℃) |
溶解度(g) |
|
水 |
乙醇 |
|||||
苯 胺 |
93 |
无色液体 |
-6 |
184 |
3.42(20℃) |
任意比混溶 |
冰醋酸 |
60 |
无色液体 |
17 |
118 |
任意比混溶 |
任意比混溶 |
乙酰苯胺 |
135 |
白色片 状固体 |
114 |
304 |
0.56(20℃)、3.45(50℃) 5.20(100℃) |
36.9(20℃) |
③ 制备乙酰苯胺的装置如下图所示:
④ 制备方法和过程:
已知:Ⅰ苯胺易被氧化,加入少量锌可防止氧化
Ⅱ韦氏分馏柱作用与原理类似于冷凝管
请回答以下问题:
(1)步骤1中保持柱顶温度约为105℃,则锥形瓶中收集到的馏分主要是。
(2)步骤2中将反应液倒入水中的目的是。
(3)步骤3中洗涤剂最好选择。
A.冷水 B.热水 C.15%的乙醇溶液 D.NaOH溶液
(4)步骤4重结晶的过程:粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
(5)上述制备过程的产率是。
二氧化硫是一种大气污染物,研究对NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理有重要意义,某化学实验爱好小组欲探究SO2的性质,设计如下方案:
(1)B、C、D分别用于检验SO2的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液,则D中所盛试剂为_________,B中反应的离子方程式为:_________________。
(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是:________________________________(任写一点即可)。
(3)E中用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为:小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2mol/L盐酸、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验证明“吸收液”中存在SO32-和HSO3-,完成下表的实验操作、预期现象和结论:
实验操作 |
预期现象与结论 |
步骤1:取适量“吸收液”于小烧杯中,用胶头滴管取1mol/L BaCl2溶液向小烧杯滴加直至过量。 |
若出现白色浑浊,则溶液中存在SO32-或 SO42-。 |
步骤2:将小烧杯中的浊液过滤、洗涤,再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中;向冲下的固体___________________________________________________ |
_________________________ ______________________________________________ |
步骤3:______________________________ ___________________________________________________ |
_________________________ |
为测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数,称取一定质量的样品,甲同学利用图I所示装置测量产生CO2的体积,乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO2的质量,已知所用稀硫酸均足量。
(l)盛放稀硫酸的仪器名称为 。
(2)试剂X为;试剂Y为。
(3)甲同学在进行实验时,为减小误差,应注意的事项有(填选项字母)。
A.读数前应使整套装置冷却至室温
B.调整Z的高度使量气装置左右液面相平
C.读数时视线与Z内凹液面最低点相切
D.读数前应通入一定量的N2使生成的CO2全部进入量气装置
(4)按乙同学的实验方案进行实验,使测得的Na2CO3的质量分数偏高的因素有(写一种)
,使测得的Na2CO3的质量分数偏低的因素有
(写一种)。
(5)为完成相同的测定任务,下列实验方案不能达到实验目的的是(填选项字母)。
A.取mg混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干得ng固体
B.取mg混合物与足量盐酸充分反应,将溶液加热、蒸干、灼烧得ng固体
C.取mg混合物充分加热,固体质量减少ng
D.将图II装置中的稀硫酸改为稀盐酸进行实验
电镀厂曾采用有氰电镀工艺,由于排放的废水中含有的剧毒CN-离子,而逐渐被无氰电镀工艺替代。处理有氰电镀的废水时,可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-离子氧化成OCN-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并测定CN-被处理的百分率。将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN-的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有副产物HCl及Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN-的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是___________(填字母)
A.饱和食盐水 | B.饱和NaHCO3溶液 | C.浓NaOH溶液 | D.浓硫酸 |
(3)丁在实验中的作用是。
装有碱石灰的干燥管的作用是。
(4)戊中盛有含Ca(OH)2 0.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN-被处理的百分率等于。若该测得值与实际处理的百分率相比偏低,请简要说明可能的任意一个原因。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)。