某课外活动小组对一氧化碳还原氧化铁的实验中最后的产物产生浓厚的兴趣,试通过实验来探究其成分。
Ⅰ.实验装置:
用一氧化碳还原氧化铁的实验装置
该装置B中发生的离子方程式是
装置B的作用是
Ⅱ.实验现象:玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时,停止加热,继续通一氧化碳,冷却到室温,停止通气,同时观察到澄清的石灰水变浑浊。
Ⅲ.实验结论:
甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。
乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,她增加了一个实验:用磁铁靠近生成的黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。
请你通过该反应的相关资料对他们结论作出判断并通过实验检验其合理性:
(1)在一定条件下:一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。
甲、乙同学的结论: 你对此评价的理由是:
Ⅳ.实验探究
对反应后固体成分提出假设:
假设1:反应后固体中只有Fe;
假设2:反应后固体中只有Fe3O4;
假设3:反应后固体中_______________________
为确定实验中最后的产物的成分,丙同学设计如下实验,请您利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。
限选试剂和仪器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L盐酸、0.01mol/L氯水、试管、玻璃棒、胶头滴管。
实验操作 |
预期现象和结论 |
步骤一:取硬质玻璃管中固体产物少量分别于A、B试管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、搅拌溶解。 |
(1)若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其他现象,则黑色固体为 (2)若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有Fe。 |
步骤二:对试管B中溶液过滤,将所得固体洗涤干净后,加足量1mol/L盐酸后,再依次分别加入适量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液 |
(1)若溶液不变红色,则 (2)若溶液变红色,则 |
Ⅴ.延伸探究:丁同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应) (填“行”或“不行”)理由是 。
亚硝酸钠常用作食品防腐剂。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸的反应及生成气体产物的成分。
已知:①NO+NO2+2OH-===2NO2-+H2O②气体液化的温度:NO2:21℃、NO:-152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(按左→右连接):A→C→___→______→B。
(2)组装好仪器后,接下来进行的操作是______.
(3)关闭弹簧夹K1,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体中含有NO,依据的现象是__________。
②装置B的作用是___________,装置E的作用是___________。
(4)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为__________。如果没有装置C,对实验结论造成的影响是________。
草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)可用于制镍催化剂,某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:
已知:①Ksp(CaF2)=1.46×10﹣10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10﹣9。
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol•L﹣1计算).
金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Fe2+ |
5.8 |
8.8 |
Al3+ |
3.0 |
5.0 |
Ni2+ |
6.7 |
9.5 |
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为 (填字母).
a.30℃、30minb.90℃、150min
c.70℃、120mind.90℃、120min
(3)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是 ,将“沉镍”工序得到的混合物过滤,所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110℃下烘干,得草酸镍晶体.用75%乙醇溶液洗涤的目的是 。
(4)在除铁和铝工序中,应先加入H2O2氧化,再加氢氧化镍调节pH值的范围为 ,第2步中加入适量NH4F溶液的作用是 。
(5)将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解可重新制得单质镍催化剂,写出该制备过程的化学方程式: 。
(6)已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%,则100kg废镍催化剂最多可制得 kg草酸镍晶体。(Ni:59,C:12,H:1,O:16)
为测定Na2CO3与Na2SO3混合物中各组分的含量,取样品23.2g,以下图所示装置进行实验:(铁架台、铁夹等仪器未在图中画出)
(1)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是_____________。
(2)此实验还必须用到的最重要的仪器是 ;仪器F的作用是 。
(3)已知仪器C中装有品红溶液,其作用是________ _ ___。
(4)实验室中备有以下常用试剂:
a.浓硫酸
b.酸性高锰酸钾溶液
c.品红溶液
d.饱和碳酸氢钠溶液
e.氢氧化钠溶液
f.碱石灰
g.无水硫酸铜
h.五氧化二磷
i.无水氯化钙
①请将下列容器中应盛放的试剂序号填入相应空格:B中______,D中______,E中______。
②实验过程中,当仪器A内的固体反应完全后,需打开活塞K,向A中通入大量的空气。这样做的目的是 。所通空气应先经过___________试剂(填上述所供试剂的序号)处理,否则可能引起Na2SO3含量的测量结果比实际值_________(填“偏高”、“偏低”或“没影响”)。
(5)若仪器E在试验完成时增重4.4g,则Na2CO3与Na2SO3的物质的量之比为__________。
三苯甲醇是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的流程如图1所示,装置如图2所示。
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已知:(I)格氏试剂容易水解:
(Ⅱ)相关物质的物理性质如下:
物质 |
熔点 |
沸点 |
溶解性 |
三苯甲醇 |
164.2℃ |
380℃ |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
乙醚 |
-116.3℃ |
34.6℃ |
微溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂 |
溴苯 |
-30.7℃ |
156.2℃ |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
(Ⅲ)三苯甲醇的相对分子质量是260。
请回答以下问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为 ;装有无水CaCl2的仪器A的作用是 。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是 ;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用 加热方式。(3)制得的三苯甲醇粗产品经过初步提纯,仍含有氯化铵杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,洗涤液最好选用 (填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为 。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为 。
辉铜矿(主要成分为Cu2S)经火法冶炼,可制得Cu和H2SO4,流程如下图所示:
(1) Cu2S中Cu元素的化合价是 价。
(2)Ⅱ中,电解法精炼粗铜(含少量Ag、Fe),CuSO4溶液做电解质溶液:
①粗铜应与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连。
②铜在阴极析出,而铁以离子形式留在电解质溶液里的原因是 。
③电解一段时间后,溶液中Cu2+浓度 (填“减小”、“增大”、“不变”)。
(3)Ⅲ中,烟气(主要含SO2、CO2)在较高温度经下图所示方法脱除SO2,并制得H2SO4。
① 在阴极放电的物质是___________。
② 在阳极生成SO3的电极反应式是____________。
(4)检测烟气中SO2脱除率的步骤如下:
i.将一定量的净化气(不含SO3)通入足量NaOH溶液后,再加入足量溴水。
ii.加入浓盐酸,加热溶液至无色无气泡,再加入足量BaCl2溶液。
iii.过滤、洗涤、干燥,称量沉淀质量。
①用离子方程式表示i中溴水的主要作用____________。
②若沉淀的质量越大,说明SO2的脱除率越____________(填“高”或“低”)。
(5)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性。H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式 ·
③NaH2PO2为_ (填“正盐”或“酸式盐”)其溶液显 (填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”)。