某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。限选试剂:1.00 mol·L-1 HNO3、2.00 mol·L-1 HNO3,细颗粒大理石、粗颗粒大理石,35 ℃水浴。
(1)他们能完成哪些因素对速率影响的探究?
____________________________________________________________。
(2)请根据能进行的探究内容,填写以下实验设计表,完成探究实验:
(3)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和 。
(4)该实验小组用如图实验装置进行实验。
①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外,必需的实验仪器还有 。
②干燥管中应放置的试剂是 。
A.碱石灰 | B.无水CaCl2 |
C.P2O5固体 | D.浓硫酸 |
③若撤除干燥管装置,所测速率 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质),生产CuCl的工艺流程如下:
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Cu(OH)2 |
5.6 |
6.7 |
Al(OH)3 |
3.8 |
4.7 |
已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是: 。
(2)操作Ⅰ为调节溶液的PH值,范围为 ,加入的物质X可以是()
A.CuOB.Cu(OH)2C.NaOH 溶液D.CaCO3
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl2-,请写出反应的离子方程式: 。
(5)在反应Ⅰ中,温度控制在70~80℃并使用浓NaCl溶液,主要目的是: 。
(6)常温下,已知CuOH的KSP为1.0×10-14,则Cu++H2O CuOH + H+的平衡常数为: 。
常见的一硝基甲苯有对硝基甲苯和邻硝基甲苯两种,均可用于合成各种染料。某探究小组利用下列反应和装置制备一硝基甲苯。
实验中可能用到的数据:
实验步骤:
①按体积比1:3配制浓硫酸与浓硝酸混合物40 mL;
②在三颈瓶中加入15 mL(13g)甲苯,按图所示装好药品和其他仪器;
③向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);
④控制温度约为50℃,反应大约10 min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;
⑤分离出一硝基甲苯的总质量13.60 g。
请回答下列问题:
(1)配制混酸的方法是_ _。反应中需不断搅拌,目的是_______________________________________________。
(2)仪器A的名称是________ ,使用该仪器前必须进行的操作是_________。
(3)若实验后在三颈瓶中收集到的产物较少,可能的原因是_________。
(4)分离反应后产物的方案如下:
其中,操作1的名称为________,操作2中需要使用下列仪器中的________(填序号)。
A.冷凝管 |
B.酒精灯 |
C.温度计 |
D.分液漏斗 |
E.蒸发皿
(5)该实验中一硝基甲苯的产率为________(保留两位有效数字)。
(15分)铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中用途非常广泛。
Ⅰ.实验室欲制备0.3 mol Cu(NO3)2晶体,甲、乙两同学分别设计实验方案如下:
甲:Cu Cu(NO3)2
乙:Cu CuO
Cu(NO3)2
(1)从绿色化学的角度分析, 同学的方案更合理。
(2)乙同学实验时通入O2的速率不宜过大,为便于观察和控制产生O2的速率,宜选择 装置(填字母序号)。
Ⅱ.某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否由Fe3O4、CuO组成。
探究过程如下:
(1)提出假设:假设1.黑色粉末是CuO;
假设2.黑色粉末是Fe3O4;
假设3.黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物。
(2)设计探究实验:
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立,则实验现象是溶液显蓝色。
②若假设2或3成立,则实验现象是 。
为进一步探究,继续向所得溶液加入足量铁粉,若产生 的现象,则假设3成立。
有另一小组同学提出,若混合物中CuO含量较少,可能加入铁粉后实验现象不明显。
查阅资料:Cu2+与足量氨水反应生成深蓝色溶液,Cu2++4NH3·H2O=Cu(NH3)42++4H2O。
为探究是假设2还是假设3成立,另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后,再加入足量氨水,若假设2成立,则产生 现象;若假设3成立,则产生 现象。
III.由Fe3O4、FeO、CuO、Fe组成的固体混合物,在加热条件下用足量的CO还原,得到金属混合物2.86g,将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后,产生5.00g白色沉淀。固体混合物的质量是 。
(15分)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时,进行如图示实验:
查阅教材可知,普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题:
(1)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 、 、 ;
(2)操作④的试管加入③中所得黑色滤渣,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,据此可初步认定黑色固体为 。
(3)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测滤渣中还存在的物质为 。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验,以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2,
下面是他做完实验后所写的实验报告,请你写出其空白处的内容:
实验目的 |
操作 |
实验现象 |
结论 |
1、检验Cl— |
取少许滤液于试管中, , |
, |
含有Cl— |
2、检验NH4+ |
取少许滤液于试管中, , |
, |
含有NH4+ |
3、检验Zn2+ |
取少许滤液于试管中,加入稀氨水 |
先产生白色沉淀,继续加入氨水,沉淀又溶解 |
含有Zn2+ |
(5)根据以上的实验报告,关于滤液的成分,你的结论是: 。通过一定的操作从滤液中得到固体溶质,若要将所得固体溶质中的物质加以分离,可用 法。
(12分)用二氧化氯(ClO2)、高铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166 g·mol-1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+。
(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 > > 。(填化学式)
(2)二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置。请问:
①A部分还应添加温度控制装置,请你说出一种温度控制方法 ,B部分还应补充什么装置 ;②C中的试剂为NaOH溶液,反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2),发生该反应的离子方程式为 。若实验时需要450mL 4mol/L的NaOH溶液,则在精确配制时,需要称取NaOH的质量是 g,所使用的仪器除托盘天平、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还必须有 。