某实验小组为研究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验。
实验I:制备草酸
实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去),实验过程如下:
①将一定量的淀粉水解液加人三颈瓶中
②控制反应液温度在55〜600C条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸 (65%HNO3与98%H2S04的质量比为2 :1.5)溶液
③反应3h左右,冷却,抽滤后再重结晶得草酸晶体。
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2↑+8NO↑+10H2O
3 H2C2O4+2HNO3→6CO2↑+2NO↑+4H2O
(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________。
(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产率下降,其原因是________。
实验II:草酸晶体中结晶水测定
草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4• xH2O,为测定x的值,进行下列实验:
①称取6.3g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液。
②取25.00mL所配溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4,用浓度为0. 5mol/L的KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗KMnO4的体积为10.00mL。回答下列问题:
(3)写出上述反应的离子方程式________________。
(4)计算x=________。
(5)滴定时,常发现反应速率开始很慢,后来逐渐加快,可能的原因是________。
实验III:草酸不稳定性
查阅资料:草酸晶体(H2C2O4 •xH20),1000C开始失水,100.5℃左右分解产生H2O、CO和CO2。请用下图中提供的仪器及试剂,设计一个实验,证明草酸晶体分解得到的混合气中有H2O、CO和CO2 (加热装置和导管等在图中略去,部分装置可重复使用)。
回答下列问题:
(6)仪器装置按连接顺序为________。
(7)仪器B中无水硫酸铜的作用________。
(8)能证明混合气中含有CO的实验依据是________。
用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:
已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液A中Fe2+的试剂为(填编号,下同)
①KMnO4②(NH4)2S③NaOH④KSCN
(2)氧化剂可选用。
①Cl2②KMnO4③HNO3④H2O2
(3)要得到较纯的产品,试剂可选用。
①NaOH②FeO③CuO④Cu(OH)2⑤Cu2(OH)2CO3
(4)欲测定溶液A中的Fe2+的浓度,实验前,首先要配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、胶头滴管外,还需,下列滴定方式中(夹持部分略去),最合理的是(填序号)
写出滴定反应的离子方程式_____。
(5)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中的值,某兴趣小组设计了两种实验方案:(已知CuCl2的摩尔质量为135g/mol;H2O的摩尔质量为18g/mol)。
方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1 g。
方案二:称取m g晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再轻为止,冷却,称量所得固体的质量为n2 g。
试评价上述两种实验方案:其中正确的方案是,据此计算得x=(用含m、n1或n2的代数式表示)。
(6)某同学想利用氯化钠设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并检验氯气的氧化性和测定所产生的氢气的体积(约8mL)。
试从上图中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:
A接,接;B接,接;
(7)若装入的饱和食盐水为75mL(氯化钠足量,电解前后溶液体积变化可忽略,假设两极产生的气体全部逸出),当测得氢气为8.4mL(标准状况)时停止通电。将U形管内的溶液倒入烧杯,其pH约为。
(12分)化学是一门以实验为基础的学科,试回答以下问题。
(1)选用装置甲、戊制取并收集少量氨气,氨气应从收集装置的(填“长”或“短”)导管进气,写出利用该装置制备氨气的化学方程式。
(2)选用装置乙、丙制备少量一氧化氮气体,乙中塑料板上若放置大理石,则装置乙的作用是,丙中产生NO的离子方程式为。
(3)二氧化氯(ClO2)为A1级消毒剂,某研究小组利用丁装置制备ClO2。
①在烧瓶中放入KClO3和草酸(H2C2O4),然后加入足量的稀硫酸,水浴加热。反应生成ClO2、CO2和一种酸式盐,则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为。
②温度过高时,二氧化氯的水溶液有可能引起爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其保持在60~80℃之间,丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是。
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成,该沉淀的化学式为。
(14分)Na2S2O3·5H2O俗称“海波”,常用于脱氧剂、定影剂和还原剂,是无色易溶于水的晶体,不溶于乙醇,在20°C和70°C时的溶解度分别为60.0g和212g, Na2S2O3·5H2O于40~45°C熔化,48°C分解。已知Na2S2O3的稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。下面是Na2S2O3·5H2O的实验室制备及相关性质实验。
制备海波的反应原理:Na2SO3+SNa2S2O3
制备海波的流程:
(1)实验开始时用1mL乙醇润湿硫粉的作用是(填字母)。
A.有利于亚硫酸钠与硫黄的充分接触
B.防止亚硫酸钠溶解
C.控制溶液的pH
D.提高产品的纯度
(2)趁热过滤的原因是。
(3)滤液不采用直接蒸发结晶的可能原因是。
(4)抽滤过程中需要洗涤产品晶体,下列液体最适合的是(填字母)。
A.无水乙醇B.饱和NaCl溶液 C.水D.滤液
(5)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,请将以下实验方案补充完整(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、BaCl2溶液、蒸馏水中选择)。
①取适量产品配成稀溶液,,生成白色沉淀;
②,若沉淀未完全溶解,且有刺激性气味气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。该流程制得的Na2S2O3·5H2O粗产品可通过方法提纯。
硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)补血剂存放时间较长会氧化变质,对滤液中铁元素的存在形式提出如下假设:
假设1:只有Fe2+
假设2:只有Fe3+
假设3:。
(2)如何证明步骤①滤液中含有Fe2+。
(3)步骤④中一系列处理的操作步骤:、洗涤、灼烧、、称量。
(4)该小组有些同学认为可用酸化的KMnO4溶液滴定进行Fe2+含量的测定。
①用离子方程式表示该滴定原理:____________________
②实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、量筒、药匙、胶头滴管外,还需。
重复滴定三次,消耗1.00 mol/L KMnO4标准溶液体积分别为19.98 mL、20.00 mL、20.02mL,3次实验所用Fe2+溶液的体积为20.00 mL。请根据以上数据,再设计合理数据,完成下列实验过程的记录表格。(必须填满)
实验编号 |
Fe2+溶液的 体积/mL |
|||
1 |
20.00 |
|||
2 |
20.00 |
|||
3 |
20.00 |
③如何判断达到滴定终点:____________________________。
Ⅰ、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:
①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
② 纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1 L。
(1)160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为:(结果保留三位有效数字)
(2)发生器中鼓入空气的作用是: 。
(3)写出吸收装置内发生反应的化学方程式,并标出电子转移方向和数目:;吸收装置中的温度不能过高,其原因是:。
(4)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是_____(选填序号)
a.蒸发结晶 b.蒸发浓缩 c.灼烧 d.过滤 e.冷却结晶
Ⅱ、在氯氧化法处理含CN一的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐再进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650 mg·L-1。现用氯氧化法处理,发生如下反应:
KCN + 2KOH + Cl2KOCN + 2KCl + H2O
再投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氯化为氮气。请配平下列化学方程式:
____ KOCN + ____ KOH + ____Cl2____ CO2+ ____ N2+ ____ KCl + ____H2O
(2)实验室用MnO2与浓HCl制取Cl2, 在答卷上画出虚线框内制取Cl2的装置图,并标出实验药品。