某化学小组以苯甲酸为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的沸点和相对分子质量如表:
I.合成苯甲酸甲酯粗产品
在烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度约0.79g/mL) ,再小心加入3mL 浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)该反应中浓硫酸的作用 ,若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式 ,甲醇过量的原因 。
(2)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
(3)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室制取苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。根据有机物的特点,最好采用 装置(填“甲”、“乙”、“丙”)。
Ⅱ.粗产品的精制
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制,请根据流程图填入恰当操作方法的名称:操作I为 ,操作II为 。
(5)以上流程图中加入Na2CO3溶液后,放入分液漏斗中振荡、静置,要得到有机层,其具体操作是 。
(6)苯甲酸甲酯的产率为 。
(14分)亚硝酸钠被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水、和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示。
已知:室温下,① 2NO+Na2O2=2NaNO2
② 酸性条件下,NO或NO2—都能与MnO4—反应生成NO3—和Mn2+,
5 NO2— + 2MnO4—+ 6H+= 5NO3—+ 2Mn2++ 3H2O
(1)A中观察到的现象__________________________。
(2)装置B中反应的离子方程式有______________,_______________。
(3)装置C的作用:________________,装置F的作用:_______________。
(4)若无装置D,则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物________________。(填化学式)
(5)NaNO2有像食盐一样的咸味,但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O,根据上述反应,可以用试剂和生活中常见的物质进行实验,以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时,必须选用的物质有__________________。
A.自来水 | B.碘化钾淀粉试液 |
C.淀粉 | D.白糖 |
E.食醋F.白酒
(6)充分反应后,某同学设计实验对E中NaNO2的含量进行检测。称取E中固体2g,完全溶解配制成溶液100 ml,取出25 ml溶液用0.100 mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定(杂质不与KMnO4反应),消耗KMnO4溶液20ml,求样品中亚硝酸钠的质量分数(保留小数点后1位)(已知:NaNO2摩尔质量69g/mol)
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下:
【查资料】Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。
【提出假设】假设1:红色粉末是Fe2O3。假设2:红色粉末是Cu2O。假设3:两者混合物。
【设计探究实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
设1成立,则实验现象是__________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为
这种说法合理吗?____________,简述你的理由(不需写出反应的方程式)_______________。
(3)若粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则原固体粉末是_____________。
【探究延伸】经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再
变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为____________________。
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为 。
(2)加入H2O2的作用是 。
(3)滤渣2 的成分是 (填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
用右图装置对煅烧产生气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体可能是 (填化学式)。
②B中盛放的溶液可能是 (填字母)。
a.NaOH 溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4,写出该反应的离子方程式 。
某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[FeSO4·7H2O]和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
请回答下列问题:
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式 。
(2)由滤液A制AlCl3溶液的途径有①和②两种,你认为合理的是 ;上述实验方案多处采用了过滤操作,过滤所用到的玻璃仪器有 和玻璃棒;其中玻璃棒的作用是 。
(3)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是: 、 。
(4)通过途径④制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:加硫酸、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为(用离子方程式表示) 。(5)测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中x值的实验方案是蒸发硫酸铜晶体中的水得到白色的无水硫酸铜,冷却后称量。此变化的化学方程式为:CuSO4·xH2O===CuSO4+xH2O,但温度过高,CuSO4会继续分解为CuO和SO3。在此实验中,下列操作对测定结果x值的影响是(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
a.加热温度过高____________
b.加热时胆矾晶体飞溅出来____________
c.所用坩埚事先未干燥(潮湿)____________
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)第一步:将已去除表面氧化物的铁钉(含少量碳元素)放入冷浓硫酸中,第二步:10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面 (填写第二步的实验现象,若有则写出具体现象,若无则写无明显变化),其原因是___________ ______。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
① 甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中有Fe2+,应先用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.浓氨水
铁粉与溶液X反应可制得一种补血剂, 写出其离子方程式 。
② 乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,
然后加入足量 BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为__________________。
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是____________。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是__________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于__________(填序号)。
a.A之前 b. A-B间 c.B-C间d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是_________________ __