碳酸钠俗称纯碱,其用途很广。实验室中,用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物质在不同温度下的溶解度见表。
![]() ![]() 溶解度 溶质 g/100g水 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
NaCl |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
37.8 |
NH4HCO3 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
|
|
|
|
NaHCO3 |
8.2 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.4 |
16.4 |
|
NH4Cl |
33.3 |
37.2 |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.2 |
60.2 |
实验步骤
Ⅰ、化盐与精制:①粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42-)溶解;②加入足量NaOH和Na2CO3溶液,煮沸;③过滤;④加入盐酸调pH至7。
Ⅱ、转化:①将精制后的食盐溶液温度控制在30~35℃之间;在不断搅拌下,加入研细的碳酸氢铵;保温,搅拌半小时;②静置, a 、 b ;③得到NaHCO3晶体。
Ⅲ、制纯碱:将得的NaHCO3放入蒸发皿中,在酒精灯上灼烧,冷却到室温,即得到纯碱。
完成下列填空:
(1)“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是 。
(2)“转化”的离子方程式是 。
(3)“转化”过程中,温度控制在30~35℃之间的加热方式是 ;为什么温度控制在30~35℃之间? 。
(4)a、b处的操作分别是 、 。
(5)实验室制得的纯碱含少量NaCl还可能含少量NaHCO3,为测定纯碱的纯度,用电子天平准确称取样品G克,将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解,滴加2滴酚酞,用c mol/L的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变,滴定过程中无气体产生,所用盐酸的体积为V1 mL。此时发生的反应为:CO32- + H+ →HCO3-
①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是 。
②向锥形瓶溶液中继续滴加2滴甲基橙,用同浓度的盐酸继续滴定至终点,所用盐酸的体积为V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是 ;根据实验数据,如何判断样品含有NaHCO3 。
为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)A中发生反应的化学方程式为。
(2)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是。
(3)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性
Cl2>Fe3+>SO2的是(填“甲”“乙”“丙”)。
过程Ⅳ B溶液中含有的离子 |
过程Ⅵ B溶液中含有的离子 |
|
甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
(4)进行实验过程Ⅴ时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO32-(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
① 溶液E和F分别为、。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因
。
KMnO4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液,由于KMnO4的强氧化性,它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO4标准溶液的操作如下所示:①称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中,将溶液加热并保持微沸1 h;②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2;③过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶并放在暗处;④利用氧化还原滴定方法,用基准试剂(纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度,KMnO4在滴定中被还原成Mn2+。请回答下列问题:
(1) 准确量取一定体积的KMnO4溶液需要使用的仪器是____________。
(2) 在下列物质中,用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用________(填序号)。
A.质量分数为30%的双氧水 | B.FeSO4 | C.摩尔盐 | D.Na2SO3 |
(3) 本实验也可采用H2C2O4·2H2O做基准试剂,准确称取W g H2C2O4·2H2O溶于水配成500 mL溶液,取25.00 mL置于锥形瓶中,用KMnO4溶液滴定至终点的实验现象为,若消耗KMnO4溶液V mL。KMnO4溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
(4) 采用H2C2O4·2H2O做基准试剂的氧化还原滴定在室温时反应很慢,所以反应需要在70~80 ℃条件下进行,但温度更高会导致草酸分解产生气体,写出草酸分解的化学反应方程式,若如此所测得的高锰酸钾标准液浓度会(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。即使控制70~80 ℃条件,一开始滴定时反应仍然较慢,若滴加KMnO4溶液过快的话,会造成KMnO4溶液浓度局部过高而分解,因此在开始几滴操作时应,在滴入几滴KMnO4溶液之后,反应速率会迅速加快,该滴定操作也可相应加快,反应速率加快的原因是。
(5)若用放置两周后的KMnO4标准溶液去测定水样中Fe2+的含量,测得的Fe2+浓度值将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数,并探究铁与浓硫酸的反应。
(1)m克铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是①常温下碳与浓硫酸不反应;②。
(2)写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式。
(3)B中的现象是:;
C的作用是:。
(4)待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数为(写含m、b的表达式)。
⑸反应一段时间后,用滴管吸取A中的溶液滴入到适量水中作为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
A:只含有Fe3+;B:只含有Fe2+;C:。
验证C的实验方法是
。
已知苯甲酸乙酯的沸点为213℃(在此温度以下水、乙醇和环己烷以7.0%、17.0%、76.0%的比例成为蒸汽逸出)。请回答上述实验室制备苯甲酸乙酯的有关问题:
(1)①在三颈烧瓶中加入苯甲酸、浓硫酸、过量的乙醇、沸石;②再向该烧瓶中加入环己烷,装上分水器的回流冷却管。实验中使用分水器的目的是(从化学平衡原理分析)_______________。
(2)缓慢加热回流,至分水器下层液体不再增多,停止加热,放出分水器中液体,分水器中液体的三种主要成分是____________。
(3)将圆底烧瓶中的残液倒入盛有冷水的烧瓶中,用_____________溶液中和至弱碱性分液,分出粗产品;水层用乙醚____________(填实验操作名称),醚层与粗产品合并;用纯水洗有机层两次,将醚层与水尽量分净,醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶。
(4)加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂,摇动锥形瓶,至醚层澄清透明;醚层过滤入一个干燥的圆底烧瓶;进行____________(填实验操作名称),先蒸出__________后蒸出苯甲酸乙酯。
二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:
①将干燥的氯气在110℃~140℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
化学性质 |
||
S |
112.8 |
444.6 |
略 |
||
S2Cl2 |
-77 |
137 |
遇水生成HCl、SO2、S;300℃以上完全分解; S2Cl2+Cl2 |
设计实验装置图如下:
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见 。利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式: 。E中反应的化学方程式: 。
(3)C中的试剂是 。
(4)仪器B的名称是 。F的作用是 。
(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响是 。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种) ,为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和 。