某化学小组采用下图装置模拟电解饱和食盐水制备氢气,通过氢气还原氧化铜测定Cu的相对原子质量,同时检验氯气的氧化性(图中夹持和加热仪器已经略去)。
(1)写出装置甲中反应的离子方程式 。为完成上述实验,正确的连按方式为a连接 ,b连接 (填字母)。
(2)①装置乙烧杯中液体的作用是 。A瓶内盛装的溶液最好是 (填字母)。
a.I-淀粉溶液 b.NaOH溶液
c.FeCl2与KSCN混合溶液 d.Na2SO3溶液
②加热装置丙中的氧化铜粉末之前,除了要检查该装置的气密性还需进行的必要操作是 。
(3)利用装置丙测定Cu的相对原子质量,现有两种方案:①测得反应前后洗气瓶B及其中液体质量差m1,②测得反应前后U形管及其中固体质量差m2。你认为合理的方案为 (填“①”或“②”)。若采用测得反应后硬质玻璃管中剩余固体的质量m3的方案,已知O的相对原子质量为16,实验中氧化铜样品质量为m,则测定Cu的相对原子质量的表达式为 ,该方案在反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气,会导致测定Cu韵相对原子质量 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是 。
二氧化硫和氯气是中学化学中的常见气体,探究二者的制法和性质是十分重要的课题。
(1)实验室可由多种途径制取SO2。
途径I:Na2SO3固体与较浓的硫酸(约70%)反应制取;
途径II:铜与浓硫酸加热制取。
写出途径II的化学反应方程式: 。
若将Cu改为Zn,发现除得到SO2外还有得到一种气体,该气体可能为 。写出生成该气体的离子方程式 。
(2)如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
已知:2 KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。:
B的作用为: ;
C的作用为: ;
如要得到较为纯净的氯气可怎么改进该装置: 。
(3)某同学设计用如下装置探究二氧化硫、氯气的化学性质。
通过控制弹簧夹a、b,向装置A中分别通入不同气体,请完成如下问题:
①若要证明SO2的漂白性,X为 ,操作为 ,现象为 。
②若关闭a,打开b,若X为紫色石蕊试液,则A中的现象为: ,原因是 。
③若同时打开a、b,且通入的气体体积比为1:1,若X为紫色石蕊试液,则A中的现象为 ,与②现象不同的原因是 (书写相应的化学方程式)。
某混合金属粉末,除Mg外,还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
背景资料:
①锌与铝性质相似,可以与NaOH溶液反应生成H2和Na2ZnO2;
②Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱和氨水。与氨水反应生成配合物[Zn(NH3)4]2+,该配合物遇强酸反应生成Zn2+、NH4+
甲同学设计的实验方案如下:
(1)方案中试剂M是 ;沉淀A是 。
(2)操作Ⅰ的主要过程是:在滤液中逐滴加入 ,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的 。
(3)若金属中含铝,则沉淀 (选填沉淀编号)的质量不为零;若金属中含锌,则沉淀 (选填沉淀编号)的质量不为零。若沉淀B、C的质量均不为零,则生成B的离子方程式为: 。
(4)乙同学对甲同学的方案做了如下改进:
沉淀D为 ,与甲同学的方案相比,此方案的优点 。
(5)某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等离子,向其中逐滴加入NaOH溶液,则生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系的图像正确的是 。
(6)上题中当沉淀质量最大时,溶液呈 (从下列选项中选填,下同);当沉淀只有一种成分时,溶液可能呈 。
A.酸性 B.中性
C.碱性 D.可能酸性,也可能碱性
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)。
(15分)三氯化磷(PCl3)是合成药物的重要化工原料,可通过白磷和氯气化合得到。
已知:白磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷);POCl3能溶于PCl3;POCl3和PCl3遇水会强烈水解。实验室制取PCl3的装置示意图和有关数据如下:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm-3 |
白磷 |
44.1 |
280.5 |
1.82 |
PCl3 |
-112 |
75.5 |
1.574 |
POCl3 |
2 |
105.3 |
1.675 |
请回答:
(1)实验所需氯气可用MnO2和浓HCl反应制取,反应离子方程式为 ,实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外,还需要的玻璃仪器有 。
(2)实验过程中有以下操作:①加入白磷②打开K2③打开K1④加热,正确的操作顺序为: ,通入CO2的目的是 。E烧杯中加入冷水的目的是 ,干燥管中碱石灰的作用是
(4)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等,先加入过量白磷除去PCl5和过量白磷后,再除去PCl3中的POCl3可用 的方法有制备纯净的PCl3。
(5)①已知亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,PCl3与足量的NaOH溶液反应可生成两种正盐写出反应的化学方程式为 。
②若将0.01 mol POCl3投入热水配成1 L的溶液,再逐滴加入AgNO3溶液,则先产生的沉淀是 [已知Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
I.硝酸铜在1000℃时分解:Cu(NO3)2Cu+2NO2↑+O2↑,用试管收集一试管气体并倒立于盛水的水槽中,写出气体溶解的化学反应方程式 ,并判断液体 (填“能”“不能”)充满整个试管(假定倒吸进试管的液体不流出)。
II.工业上生产硝酸铜晶体的流程图如下:
①在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在 范围.
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ Cu2+ |
1.9 4.7 |
3.2 6.7 |
②蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是 (结合离子方程式说明)。
③如图所示为硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·nH2O]的溶解度曲线(温度在30℃前后对应不同的晶体),从图中获取如下信息,不正确的有 (填字母)。
a.C点溶液为Cu(NO3)2的不饱和溶液
b.30℃时结晶可析出两种晶体
c.按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO3)2·3H2O
d.将A点溶液升温至30℃时,可以析出Cu(NO3)2·3H2O晶体
④某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时发生了微弱的电离,如:2H2OOH—+H3O+,则液态NH3电离的方程式是 ,液态N2O4电离得到电子数相差18的阴阳离子,因此可用Cu与液态N2O4反应制备无水硝酸铜,则同时生成的另一种物质为 。