硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:
步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。
步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3 mol·L-1H2SO4溶液,在60 ℃左右使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。
步骤3 向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题:
(1)在步骤1的操作中,下列仪器中不必用到的有________(填仪器编号);
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量,其原因是
________________________________________________________________________;
(3)在步骤3中,“一系列操作”依次为________、________和过滤;
(4)本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质。检验Fe3+常用的试剂是________________________________________________________________________,可以观察到的现象是
________________________________________________________________________。
过氧化钙在常温下是无色或淡黄色粉末,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂,常用于种子消毒、药物制造、鱼池增氧等。
I.某实验小组在实验室用钙盐制取CaO2·8H2O(该反应为放热反应)
(1)A为实验室制取氨气的装置,则A中试管所装的试剂的名称为。
(2)仪器B的作用是。
(3)写出生成CaO2·8H2O的离子方程式。
(4)制取CaO2·8H2O一般在0~5℃的低温下进行,原因是。
II.该实验小组欲通过测量气体的体积来探究CaO2与SO2反应的特点。装置如下图:
(硬质玻璃管中为无水CaO2)
【提出假设】
假设1:反应只发生2SO2+2CaO2=2CaSO3+O2,SO2未被氧化;
假设2:反应只发生SO2+CaO2=CaSO4,SO2完全被氧化;
假设3:上述两个反应均发生,SO2部分被氧化。
【实验探究】
(5)该实验装置有一处明显错误,请改正。
(6)试剂A为浓硫酸,试剂B的作用是。
【实验数据处理】实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m1 g,装置D质量增加了m2 g,
装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)。
(7)在记录量筒中的液面位置时,除视线平视外,还应。
(8)如果假设3成立,则V的取值范围是【M(CaO2)=72,M(CaSO3)=120】。
硅孔雀石是一种含铜的矿石,含铜形态为CuCO3•Cu(OH)2和CuSiO3•2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下:
(1)步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式:;
用离子方程式表示双氧水的作用_______________________________________。
(2)步骤②调节溶液pH选用试剂不可以是__________________
a.CuOb.Cu (OH)2c.Cu2(OH)2CO3d.CuSO4
(3)有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH |
3.3 |
1.5 |
6.5 |
4.2 |
沉淀完全的pH |
5.2 |
3.7 |
9.7 |
6.7 |
由上表可知当溶液pH=4时,可以完全除去的离子是______(填金属离子符号,后同),不能完全除去的离子是________。
(4)滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶、洗涤可以得到CuSO4•5H2O晶体。某同学认为上述操作会有硫酸铝晶体析出。请你结合相关数据,通过计算对该同学的观点予以评价(填“正确”、“不正确”、或“无法判断”)
【已知常温下,Al2(SO4)3饱和溶液中c(Al3+)=2.25mol/L,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34】
(5)测定硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)里结晶水的含量,实验步骤为:a.研磨;b.称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量;c.灼烧;d.干燥器中冷却;e.称量;f.重复c至e的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止;⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。
①步骤c用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、、。
②步骤f的目的是。
③如灼烧后在空气中冷却再称量,结晶水的测定结果会____(填“偏高”、“低”或“不变”)
(16分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程:
(1)装置甲中发生的反应为:HCOOH(甲酸)CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该(填字母)。
a.将甲酸滴入浓硫酸b.将浓硫酸滴入甲酸c.将甲酸与浓硫酸混合后加入
(2)请按合适的顺序连接好以下装置:甲→()→()→()
(3)丙装置中碱石灰的作用是。
(4)实验将近完成时,熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为。
(5)为了探究影响反应产物的外界因素,在Fe2O3,与CO反应部位,该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验,结果如下:
加热方式 |
通CO加热 时间/min |
澄清石灰水变 浑浊时间/min |
产物颜色 |
产物能否全部 被磁铁吸引 |
酒精灯 |
30 |
5 |
黑色 |
能 |
酒精喷灯 |
30 |
1 |
黑色 |
能 |
①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能,他提出的两种理由是:、。
②丙同学查找资料发现,Fe3O4也能被磁铁吸引,对黑色产物成分提出以下三种假设:i.全部为铁;ii.;iii.。
③通过进一步定量实验,黑色产物所含元素组成和质量分数如下:
样品序号 |
加热方式 |
元素组成和质量分数 |
产物样品I |
酒精灯 |
w(Fe)=74.4%、w(O)=25.6% |
产物样品II |
酒精喷灯 |
w(Fe)=100% |
样品I的成分及质量分数为。
CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质),生产CuCl的工艺流程如下:
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Cu(OH)2 |
5.6 |
6.7 |
Al(OH)3 |
3.8 |
4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是: 。
(2)操作Ⅰ为调节溶液的PH值,范围为 ,加入的物质X可以是()
A.CuOB.Cu(OH)2C.NaOH 溶液D.CaCO3
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl2-,请写出反应的离子方程式: 。
(5)在反应Ⅰ中,温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液,主要目的是: 。
(6)常温下,已知CuOH的KSP为1.0×10-14,则Cu++H2O CuOH + H+的平衡常数为: 。
常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种,均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。
实验中可能用到的数据:
实验步骤:
①按体积比1:3配制浓硫酸与浓硝酸混合物40 mL;
②在三颈瓶中加入15 mL(13g)甲苯,按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为50℃,反应大约10 min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯的总质量13.60 g。
请回答下列问题:
(1)配制混酸的方法是_ _。反应中需不断搅拌,目的是_______________________________________________。
(2)仪器A的名称是________ ,使用该仪器前必须进行的操作是_________。
(3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少,可能的原因是_________。
(4)分离反应后产物的方案如下:
其中,操作1的名称为________,操作2中需要使用下列仪器中的________(填序号)。
A.冷凝管 |
B.酒精灯 |
C.温度计 |
D.分液漏斗 |
E.蒸发皿
(5)该实验中一硝基甲苯的产率为________(保留两位有效数字)。