亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。某化学兴趣小组尝试制备亚硝酸钠,查阅资料:①HNO2为弱酸,在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
②NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
探究一 亚硝酸钠固体的制备
以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(反应方程式为2NO+Na2O2=2NaNO2,部分夹持装置和A中加热装置已略)
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式 。
(2)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为排除干扰应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是 (填字母)。
A.浓H2SO4 B.碱石灰 C.无水CaCl2
探究二 亚硝酸钠固体含量的测定及性质验证
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000
mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
KMnO4溶液体积/mL |
20.60 |
20.02 |
20.00 |
19.98 |
(3)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 (填字母)。
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
B.锥形瓶洗净后未干燥
C.滴定终了仰视读数
(4)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数 。
(5)亚硝酸钠易溶于水,将0.2mol·L-1的亚硝酸钠溶液和0.1mol·L-1的盐酸等体积混合,混合后溶液呈酸性,则混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
探究三 反应废液的处理
反应后烧瓶A中仍然存在一定量的硝酸,不能直接排放,用NaOH溶液调成中性,再用电化学降解法进行处理。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。电化学降解NO3-的原理如右图所示。
(6)电源正极为 (填A或B),阴极反应式为 。
某无色溶液中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,为检验溶液中所含的各种阴离子,限用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH-的实验方法从略,检验其他阴离子的过程如下图所示。
⑴白色沉淀A加试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
⑵无色溶液C加试剂③的主要目的是____________________________________。
⑶白色沉淀A若加试剂③而不加试剂②,对实验的影响是_______________________。
⑷气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。
某研究性学习小组进行如下探究活动:
实验目的:探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。
查阅资料:①常温下,高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气;②溴单质易挥发,碘单质易生华;③淀粉溶液遇到碘单质变蓝色;
④溴、碘在不同溶剂中所形成溶液(从稀到浓)的颜色变化如图所示。
水 |
四氯化碳 |
|
溴 |
黄→棕 |
橙→橙红 |
碘 |
深黄→褐 |
紫→深紫 |
实验方案:该小组设计下图所示装置实验(夹持仪器已略去,装置气密性完好)
实验过程:
Ⅰ 先打开弹簧夹,再打开活塞a,滴加浓盐酸
Ⅱ 当B和C中的溶液都变黄时,加紧弹簧夹
Ⅲ 当B中的溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a
Ⅳ … …
回答以下问题:
⑴验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是,写出该反应的化学方程式;
⑵为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是,写出
该反应的离子方程式;
⑶由实验得到的氯、溴、碘单质的氧化性由强到弱的顺序为;
⑷你认为实验中为什么要加过程Ⅲ这一步操作,请简述个人观点
某化学兴趣小组为了探究锌与硫酸反应的产物,选用了12mol/L的硫酸50ml与过量的锌在加热条件下反应,对硫酸的还原产物进行确定检验。
(1)提出假设。根据所学的知识,他们对硫酸的还原产物提出了三种假设:
假设1:_________________________________;
假设2:_________________________________;
假设3:有SO2与H2 两种气体。
(2)设计实验方案证明假设。小组为了证明假设3,选用了如图所示的仪器与药品,按气流由左至右的方向,仪器的接口顺序为a→
(仪器与药品可重复使用)。
(3)实验过程。根据(2)中的实验方案进行实验。依据所给仪器和条件,要证明有H2产生,应采用的实验操作方法是___________________________________________。
(4)实验结论。通过上述实验,证明确有SO2与H2 两种气体产生。请你从理论上给予合理的解释:_______________________________________________________。
(5)反应停止后,将烧瓶中的液体过滤,滤液用水稀释,加入足量的BaCl2溶液,充分反应后过滤,得到81.55g沉淀。则在该实验中生成的SO2与H2的体积比为__________(同温同压)。
某兴趣小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究:
[实验]将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧至完全,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
(1)通过钠在CO2气体中燃烧的实验,你认为物质燃烧的条件是。
(2)实验室不小心发生钠着火,下列灭火方法正确的是
A.用水扑灭 | B.用泡沫灭火器扑灭 |
C.用干粉灭火器扑灭 | D.用砂子扑灭 |
[提出假设]
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
[设计实验方案.验证假设]该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na2O |
方案2 |
① 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的BaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
|
② 静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
[思考与交流]
(3)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是。
(4)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为。理由是。
(5)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为。
(6)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由:。
固体AlCl3和FeCl3混合物中含有少量FeCl2和Al2(SO4)3,某同学设计并进行实验对该混合物进行分离,以得到纯净的AlCl3和FeCl3,图甲是该同学设计并进行的实验:
(1)实验操作Ⅱ需加入适宜的试剂,你认为最好选用的试剂是___________。
A.KMnO4(H+)溶液 B.硝酸 C.H2O2 D.浓硫酸
(2)操作V的离子方程式为_______________________________________________;
操作Ⅶ的离子方程式为________________________________________________。
(3)图乙是操作Ⅵ、X制取无水FeCl3、AlCl3的部分装置(铁架台、加热装置等已略去)。
①图乙中,装置a由____________、圆底烧瓶、双孔塞和导管组成。
②循环物质A是______________________。
③装置b中填充的物质可以是_______________________(填编号)。
A.碱石灰 B.无水氯化钙 C.浓硫酸 D.五氧化二磷
(4)你认为该同学的实验最后_____________(填“能”或“不能”)得到纯净的AlCl3和FeCl3。若不能,请你完善该同学的实验步骤设计(用文字叙述):________________
_____________________________________________。(若能,此空不填)