某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是__________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是_______。
方案 |
反应物 |
甲 |
Cu、浓硝酸 |
乙 |
Cu、稀硝酸 |
丙 |
Cu、O2、稀硝酸 |
(4)该小组同学向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是_________;该小组同学实验目的是_________,但此实验的不足之处是_____________________。
(9分)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是________。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)________。
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4C1等物质
溶解度的差异,以食
盐、氨气、二氧化碳等为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱。以下A、B、C、D四个装置可组装成实验室模拟 “侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验装置。装置中分别盛有以下试剂:B:稀硫酸;C:盐酸、碳
酸钙;D:含氨的饱和食盐水、水
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
0℃ |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
40℃ |
50℃ |
60℃ |
100℃ |
|
NaCl |
35.7 |
35.8![]() |
36.0 |
36_3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
39.8 |
NH4HCO3 |
11.9 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
—① |
— |
— |
— |
NaHCO3 |
6.9 |
8.1 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.5 |
16.4 |
|
NH4Cl |
29.4 |
33.3 |
37.2[![]() |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.3 |
77.3 |
(说明:①>35℃NH4HCO3会有分解)
请回答以下问题:
(1)装置的连接顺序应是(填字母)。
(2)A装置中盛放的试剂是,其作用是。
(3)在实验过程中,需要控制D温度在30℃~35℃,原因是。
(4)反应结束后,将锥形瓶浸在冷水中,析出NaHCO3晶体。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质(以化学式表示)
(5)将锥形瓶中的产物过滤后,所得的母液中含有(以化学式表示),加入氯化氢,并进行操作,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4C1。
(11分)某课外活动小组欲制取次氯酸钠和氯化钠的混合溶液,为提高次氯酸钠含量,采用如图所示装置。图中瓶乙盛饱和食盐水,瓶丙盛浓硫酸,分液漏斗A中盛浓盐酸。(据资料显示:Cl2与NaOH在不同温度下,产物不同。在较高温度下易生成NaClO3)
试回答:
(1)烧瓶B中盛________,试管C中盛________。
(2)有同学认为可以省去某些装置,你认为怎样:
①能否省去乙装置________(填“能”或“不能”),理由是
________________________________________________________________________;
②能否省去丙装置________(填“能”或“不能”),理由是
_____________________________________________________________________________________。
(3)有同学认为还必须添加某些装置,你认为怎样?________(填“需要”或“不需要”),如果你认为需要,请指出该装置的作用是_______________________________________________。
(4)丁装置中冰水的作用是____________________________________________________________。
(9分)某无色待检溶液A中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,为检验确认其中所含的各阴离子,可选用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、高锰酸钾溶液和酚酞试液。检验其中OH-的实验方法从略,检验其他阴离子的过程如图所示。
(1)图中试剂①④⑤的化学式分别为:①________,④________,⑤________。
(2)图中现象a、b、c表明检验出的离子分别是:a.________,b.________,c.________。
(3)无色溶液A中加试剂③的主要目的是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)把白色沉淀A中加入的试剂②改为试剂③对实验的影响是___________________
________________________________________________________________________。
(9分)镁及其合金是一种用途很广的金属材料,海水中镁的含量为1.10 mg·L-1,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
(1)为了使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,可以加入过量试剂①,试剂①最好选用__________。
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是
________________________________________________________________________。
(3)试剂②可以选用________,其反应的离子方程式为_________________________
________________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Cl2和Mg,写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若假设海水中镁元素全部存在于MgSO4中,则海水中MgSO4的含量为____mg·L-1,若某工厂每天生产1.00 t镁,则每天需要海水的体积为________L。