碳酸钠—过氧化氢加合物(aNa2CO3·bH2O2)具有漂白、杀菌作用。实验室用“醇析法”制备该物质的实验步骤如下:
第1步:取适量碳酸钠溶解于一定量水里,倒入烧瓶中;再加入少量稳定剂(MgCl2和Na2SiO3),搅拌均匀。
第2步:将适量30%的H2O2溶液在搅拌状态下滴入烧瓶中,于15 ℃左右反应1 h。
第3步:反应完毕后再加入适量无水乙醇,静置、结晶,过滤、干燥得产品。
(1)第1步中,稳定剂与水反应生成两种常见的难溶物,其化学方程式为___________________________________________________________。
(2)第2步中,反应保持为15 ℃左右可采取的措施是_____________________
___________________________________________________。
(3)第3步中,无水乙醇的作用是____________________________________。
(4)H2O2的含量可衡量产品的优劣。现称取m g(约0.5 g)样品,用新煮沸过的蒸馏水配制成250 mL溶液,取25.0 mL于锥形瓶中,先用稀硫酸酸化,再用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点。
①配制250 mL溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒________、________;
②滴定终点观察到的现象是______________________________________。
(5)可模拟用蒸馏法测定样品中碳酸钠的含量。装置如右图所示(加热和固定装置已略去),实验步骤如下:
步骤1:按右图所示组装仪器,检查装置气密性。
步骤2:准确量取(4)中所配溶液50 mL于烧瓶中。
步骤3:准确量取40.00 mL约0.2 mol·L-1 NaOH溶液两份,分别注入烧杯和锥形瓶中。
步骤4:打开活塞K1、K2,关闭活塞K3缓缓通入氮气一段时间后,关闭K1、K2,打开K3;经分液漏斗向烧瓶中加入10 mL 3 mol·L-1硫酸溶液。
步骤5:加热至烧瓶中的液体沸腾,蒸馏,并保持一段时间。
步骤6:经K1再缓缓通入氮气一段时间。
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c1 mol·L-1 H2SO4标准溶液滴定至终点,消耗H2SO4标准溶液V1 mL。
步骤8:将实验步骤1~7重复两次。
①步骤3中,准确移取40.00 mL NaOH溶液所需要使用的仪器是________;
②步骤1~7中,确保生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收的实验步骤是________(填序号);
③为获得样品中碳酸钠的含量,还需补充的实验是______________________。
某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质,实验步骤及记录如下:
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 gNaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20℃),搅拌,测量温度为T1;
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2;
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸(20℃),搅拌,测量温度T3。
得到下表的数据:
回答下列问题:
(1)NaHCO3溶于水显______性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(2)根据试题后的附表判断:步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体能否全部溶解_______(填“是”或“否”)。
(3)分析表1的数据得出:Na2CO3固体溶于水______,NaHCO3固体溶于水______(填“放热”或“吸热”)。
(4)甲同学分析上述数据得出:Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验,并补做如下实验:向 盛 有10 mL水(20℃)的烧杯中加入10 mL_____,搅拌,测量温度为22.2℃。
(5)结合上述探究,下列说法正确的是__________。
A.NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B.不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C.Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
(6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度,设计了如下实验方案,其中不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体。
若按A方案进行实验,则原混合物中NaHCO3的质量分数为_____(用含a、b的代数式表示)
附表:溶解度表
亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量,某兴趣小组进行下面实验探究,查阅资料知道:
①2NO + Na2O2 = 2NaNO2
②2NO2 + Na2O2 = 2NaNO3
③酸性KMnO4溶液可将NO2-氧化为NO3-,MnO4-还原成Mn2+。
Ⅰ.产品制备与检验:用如下装置制备NaNO2:
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式 。
(2)B装置的作用是 。
(3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有 ,为制备纯净NaNO2作以下改进: 。
(4)试设计实验检验装置C中NaNO2的存在(写出操作、现象和结论) 。
Ⅱ.含量的测定
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0.1000mol/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 |
(5)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 (双项选择)。
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
D.滴定终了俯视读数
(6)根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数 (结果保留4位有效数字)。
实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。
(2)操作X的名称为 。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在400C左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。
(4)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①a为电源的 (填“正极”或“负极”),阳极的电极反应式为 。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应离子反应方程式为:,中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域.工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下:
(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时,需不断通入高温水蒸气的目的是 。
②过滤时为防堵塞,过滤装置需常用NaOH溶液清洗,其清洗原理是 (用化学方程式表示)。
(2)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是 。
(4)取28.70 g ZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体的质量变化如下图所示。
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行,其原因是 。
②在图中C点,680 ℃时所得固体的化学式为 (填字母序号)。
a.ZnO b.ZnSO4 c.ZnSO4·H2O d.Zn3O(SO4)2
某混合金属粉末,除Mg外,还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
背景资料:
①锌与铝性质相似,可以与NaOH溶液反应生成H2和Na2ZnO2;
②Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱和氨水。与氨水反应生成配合物[Zn(NH3)4]2+,该配合物遇强酸反应生成Zn2+、NH4+
甲同学设计的实验方案如下:
(1)方案中试剂M是 ;沉淀A是 。
(2)操作Ⅰ的主要过程是:在滤液中逐滴加入 ,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的 。
(3)若金属中含铝,则沉淀 (选填沉淀编号)的质量不为零;若金属中含锌,则沉淀 (选填沉淀编号)的质量不为零。若沉淀B、C的质量均不为零,则生成B的离子方程式为: 。
(4)乙同学对甲同学的方案做了如下改进:
沉淀D为 ,与甲同学的方案相比,此方案的优点 。
(5)某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等离子,向其中逐滴加入NaOH溶液,则生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系的图像正确的是 。
(6)上题中当沉淀质量最大时,溶液呈 (从下列选项中选填,下同);当沉淀只有一种成分时,溶液可能呈 。
A.酸性 B.中性
C.碱性 D.可能酸性,也可能碱性