某同学进行硫酸铜晶体结晶水含量的测定实验。完成下列填空:
【实验步骤】
(1)用_______(填仪器名称,下同)准确称量瓷坩埚的质量。
(2)在瓷坩埚中加入约2 g研细的硫酸铜晶体,并称量。
(3)把盛有硫酸铜晶体的瓷坩埚放在泥三角上慢慢加热,直到蓝色完全变白,然后把坩埚移至____________中冷却到室温,并称量。
(4)重复(3)的实验进行恒重操作,直至两次称量结果相差不超过0.001 g。
【数据记录与处理】
|
第一次实验 |
第二次实验 |
坩埚的质量(g) |
29.563 |
30.064 |
坩埚+试样的质量(g) |
31.676 |
32.051 |
恒重后,坩埚+硫酸铜的质量(g) |
30.911 |
31.324 |
x的值 |
5.05 |
5.13 |
根据上表中的数据处理结果,计算本次实验的相对误差为______%(已知x的理论值为5)。
【分析与讨论】
(1)做一次实验,至少需要加热________次(填数字,下同);至少需要称量_________次。
(2)恒重操作的目的是__________________。
(3)重复两次实验求x平均值的目的是_____________________________。
(4)实验值比理论值偏大的原因可能是________(填编号)。
a.加热过程中有晶体溅出 b.被测样品中含有加热不挥发的杂质
c.实验前,晶体表面潮湿 d.晶体灼烧后直接放在空气中冷却
(15分)亚硝酸钠(NaNO2)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒,所以在食品行业用量有严格限制。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知:①NO+NO2+2OH-===2NO2-+H2O
②气体液化的温度:NO2为21 ℃,NO为-152 ℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、________、________、________。
(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,目的是_________。
(3)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是______________。
②装置E的作用是______________________________。
(4)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为_____________。如果没有装置C,对实验结论造成的影响是_______________________________。
(5)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是_________________。
某研究性学习小组选用以下装置进行实验设计和探究(图中a、b、c均为止水夹)
(1)在进行气体制备时,应先检验装置的气密性。将A装置末端导管密封后,在A装置的分液斗内装一定量的蒸馏水,然后,则证明A装置的气密性良好。
(2)用锌粒和稀硫酸制各H2时应选用装置____作为发生装置(填所选装置的序号字母),实验时可先在稀硫酸溶液中加入少型硫酸铜晶体会使反应速率加快,原因是。
(3)某同学利用上述装置设计实验证明Cl2氧化性强于Br2
①选用的装置连接顺序为:()→()→()(填所选装置的序号字母):
②从以下试剂中选用该实验所需的试剂为(填试剂的序号字母):
a.浓硫酸
b.浓盐酸
c.二氧化锰
d.氯化钠
e.溴化钠溶液
③实验过程中能说明Cl2氧化性强于Br2的实验现象是;
(4)另-同学将B、D、E装置连接后,茬套囊璧中加入铜片和浓硝酸,制取NO2,然后进行NO2气体与水反应的实验,并观察相关现象:
①B装置发生反应的离子方程式为____;
②反应一段时间后D装置中的具支试管乙中收集满NO2气体,若进行NO2气体与水反应的实验,应(填“对a、b、c三个止水夹进行的操作”),然后再适当加热乙。
③E装置中的NaOH溶液可吸收尾气NO2,反应生成NaNO3、NaNO2和H2O,反应中生成的NaNO3和NaNO2的物质的量之比为。
软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为;
(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是。
(3)第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为(填化学式),调pH至5-6所加的试剂,
可选择(填以下试剂的序号字母);
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(4)第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式,该反应的平衡常数数值为。
(已知:MnF2的Ksp=5.3×10-3;CaF2的Ksp=1.5×10-10;MgF2的Ksp=7.4×10-11):
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是。
(6)取少量MnSO4·H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是(用离子方程式表示),该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为。
用工业FeCl3粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红,实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下:
已知:HCl(浓)+FeCl3HFeCl4
试回答下列问题:
(1)用萃取剂X萃取,该步骤中:
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在(填“水”或“有机”)相。
②若实验时共用萃取剂X 120 mL,萃取率最高的方法是(填字母)。
a.一次性萃取,120 mL
b.分2次萃取,每次60 mL
c.分3次萃取,每次40 mL
(2)用高纯水反萃取,萃取后水相中铁的存在形式是(写化学式);反萃取能发生的原因是。
(3)所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤,其目的是。
(4)测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+,然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定,已知铬的还原产物为Cr3+,写出该滴定反应的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目。
(本题共14分)肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室用下列反应制取肉桂酸。
药品物理常数
苯甲醛 |
乙酸酐 |
肉桂酸 |
乙酸 |
|
溶解度(25℃,g/100g水) |
0.3 |
遇热水水解 |
0.04 |
互溶 |
沸点(℃) |
179.6 |
138.6 |
300 |
118 |
相对分子质量 |
106 |
102 |
148 |
60 |
填空:
Ⅰ.合成:反应装置如图所示。向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐,振荡使之混合均匀。在150~170℃加热1小时,保持微沸状态。
(1)空气冷凝管的作用是_______________________________________。
(2)该装置的加热方法是_____________________________。加热回流要控制反应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,会导致肉桂酸产率降低,可能的原因是______________________________________。
(3)不能用醋酸钠晶体(CH3COONa·3H2O)的原因是____________________________________。
Ⅱ.粗品精制:将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中,进行下列操作:
(4)加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸,主要目的是__________________________________。
(5)操作I是_________________________________;
(6)设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛_______________________________________。
(7)若最后得到纯净的肉桂酸5.0g,则该反应中的产率是____________(保留两位有效数字)。