碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
(1)合成该物质的步骤如下:
步骤1:配制0.5mol·L-1MgSO4溶液和0.5mol·L-1NH4HCO3溶液。
步骤2:用量筒量取500mL NH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中,开启搅拌器。温度控制在50℃。
步骤3:将250mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1min内滴加完后,用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4:放置1h后,过滤,洗涤。
步骤5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O n=1~5)。
①步骤2控制温度在50℃,较好的加热方法是 。
②步骤3生成MgCO3·nH2O沉淀的离子方程式为 。
③步骤4检验是否洗涤干净的方法是 。
(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1.000g碳酸镁晶须,放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5h,反应后期将温度升到30℃,最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得CO2的总量;重复上述操作2次。
①图中气球的作用是 。
②上述反应后期要升温到30℃,主要目的是 。
③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为a mol,则n值为 (用含a的表达式表示)。
(3)称取100g上述晶须产品进行热重分析,热重曲线如图。
则该条件下合成的晶须中,n= (选填:1、2、3、4、5)。
实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应式如下:
已知:①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83%~48.0%时易发生爆炸
图1制备苯甲酸和苯甲醇的反应装置图图2蒸乙醚的装置图
实验步骤如下:
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL新蒸过的苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温。反应物冷却至室温后,倒入分液漏斗,用乙醚萃取三次,每次10mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤。
③分出醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置,缓缓加热。升高温度蒸馏,当温度升到140℃时改用空气冷凝管,收集198℃~204℃的馏分得产品A。将萃取后的水溶液慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤①中所加的苯甲醛为什么要是新蒸的?_____________________________________。
(2)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了除烧杯、玻璃棒外,还需______________________,饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去__________________,而碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是_________________,将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置时涉及的实验操作为__________________。
(4)产品A为____________,蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为_______________,提纯产品B所用到的实验操作为________________。
尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)是一种环保绿色能源新型材料。实验室通过下列方法制取:将MnO2和Li2CO3按4︰1的物质的量比配料,球磨3~5小时,然后升温至600℃~750℃,保温24小时,自然冷却至室温得产品。
(1)保温24小时的目的是____________________________________________________。
(2)写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(3)实验室测定锰酸锂中锰的平均化合价的实验步骤如下:
步骤1:准确称取0.1g左右的尖晶石型锰酸锂试样于锥形瓶中,加入5mL稀硫酸、10.00mL 0.2000mol/L草酸钠(Na2C2O4)标准溶液,于80℃水浴加热溶解;
步骤2:待试样全部溶解,立即用浓度为0.2000mol/L的高锰酸钾溶液滴定至终点;
步骤3:计算样品得电子的物质的量n;
步骤4:将溶液中Mn2+氧化为Mn3+,再用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,记录实验数据,计算出样品中Mn元素的质量为m;
步骤5:将实验步骤1-4重复2次。
已知反应: 2Mn3++C2O42-=2Mn2++2CO2↑;Mn4++C2O42-=Mn2++2CO2↑
2MnO4-+5C2O42-+16H+="2" Mn2++10 CO2↑+8H2O
①步骤2中,为判断滴定终点,_________(填“需要”或“不需要”)加入指示剂。
②步骤4中,滴定时盛放硫酸亚铁铵标准溶液的玻璃仪器是___________________。
③请用样品得电子的物质的量n和样品中Mn元素的质量m来表示样品中Mn元素的化合价=_____。
实验室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉状混合物,某兴趣小组为测定其中NH4HCO3的含量,设计了用在混合物中加酸的实验方法来测定其质量分数。回答以下问题:
⑴化学小组主要选用了下列药品和仪器进行实验。(图中每种仪器装置只选用了一次,铁架台等固定仪器未画出)
请按气流由左向右的方向,仪器连接顺序是(填仪器的接口字母a、b...)
a→→→→→ f →g → →。
⑵实验开始,混合物加酸前,A装置需要鼓入空气,作用是;加酸后A装置再次鼓入空气的作用是。
⑶ E装置的作用是。
⑷实验中,若C瓶中溶液褪色,则测定结果可能会偏(填“高”或“低”)。为了确
保实验中C瓶溶液不褪色,若取样品的质量为m g,实验前 E中所装 a mol·L-1的KMnO4
溶液体积(V)不少于mL。
⑸若混合物样品质量为13.1g,充分作用后碱石灰增重4.4g,则混合物中NH4HCO3的质
量分数为。
⑹从定量测定的准确性考虑,该套装置还应作进一步的改进是。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 Na~23 S~32
实验室用下列仪器组装一套蒸馏石油的装置,并进行蒸馏得到汽油和煤油。
(1)写出下列仪器的名称:
①__________________;②___________________;③_________________。
(2)将以上仪器按从左到右顺序,用字母a、b、c……进行连接:
e接();()接();()接()接()
(3)①仪器的A口是__________,B口是__________。
(4)蒸馏时,温度计水银球应在______________________(位置)。
(5)在②中注入原油后,加几片碎瓷片的目的是_________________。
过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供人类呼吸之用。某学生为了验证这一实验,以足量的大理石、足量的盐酸和过氧化钠样品为原料,制取O2,设计出如下实验装置:
(1)A中制取CO2 的装置,应从下列图①、②、③中选哪个图:
B装置的作用是,C装置内可能出现的现象是。
(2)二氧化碳和过氧化钠反应的化学方程式为,
(3)为了检验E中收集到的气体,在取出集气瓶后,如何检测。
(4)若乙中的石灰水出现出现轻微白色浑浊,请说明原因:。