(14分)通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收与再利用工艺如下:
已知:①Cr(OH)3 + OH- ="=" CrO2- + 2H2O;②2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- ="=" 2CrO42- + 4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有 。
(2)抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为 。
(3)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是 。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是 。
(4)下表是相关物质的溶解度数据:
物质 |
0℃ |
20℃ |
40℃ |
60℃ |
80℃ |
100℃ |
KCl |
28.0 |
34.2 |
40.1 |
45.8 |
51.3 |
56.3 |
K2SO4 |
7.4 |
11.1 |
14.8 |
18.2 |
21.4 |
24.1 |
K2Cr2O7 |
4.7 |
12.3 |
26.3 |
45.6 |
73.0 |
102.0 |
KNO3 |
13.9 |
31.6 |
61.3 |
106 |
167 |
246.0 |
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为① 、② 。
(5)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为 (设整个过程中其它杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
某兴趣小组在实验室用加热乙醇、浓H2SO4、溴化钠和少量水的混合物来制备溴乙烷,检验反应的部分副产物,并探究溴乙烷的性质。
(一)溴乙烷的制备及产物的检验:设计了如上图装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)竖直冷凝管冷凝水流向口进口出,竖直冷凝管冷凝的作用
(2)制备操作中,加入的少量的水,其目的是;(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(3)该实验装置中装置可防止倒吸,中学化学实验中用此方法防止倒吸。
(4)理论上,上述反应的副产物还可能有:乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)、乙烯、溴化氢等:检验副产物中是否含有溴化氢:熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验。B、C中应盛放的试剂分别是、。
(5)欲除去溴乙烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是。(填字母)
a.NaI b.NaOH c.NaHSO3 d.KCl
(二)溴乙烷性质的探究:
用如图实验装置(铁架台、酒精灯略) 验证溴乙烷的性质:
Ⅰ:在试管中加入10 mL6mol/L NaOH溶液和2 mL 溴乙烷,振荡。
II:将试管如图固定后,水浴加热。
(6)观察到___________现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(7)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,将生成的气体通入如图装置。A试管中的水的作用是,若无A试管,B试管中的试剂应为。
现有如下仪器,仪器中已注入溶液,回答下列问题。
(1)加热装置A,写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ,烧瓶中的实验现象为 。
(2)验证碳、硅非金属性的相对强弱(已知酸性:H2SO3>H2CO3),若选择仪器A、B、C、D并相连接,则B、C、D中所选择的试剂分别为 、 、 。能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是 。
(3)验证SO2的氧化性、还原性。若选择A、E、F仪器,并按A、E、F顺序连接。
①则证明SO2有氧化性的实验现象是 ,反应方程式为:
。
②若证明SO2具有还原性,在E中采取的实验操作为 ,其实验现象为 ,反应原理为 。
如图1所示是实验室中制取气体的一种简易装置。
(1)请简述检验它的气密性的方法。
(2)利用如图1所示装置制取气体时,可适用的反应条件和反应物状态为________________________。
某同学设计如图2所示装置,用粗铁粒与16.9%稀硝酸反应制取NO气体并探究产物中铁的价态。请回答有关问题。
(3)已知16.9%稀硝酸的密度为1.10g·cm-3,则其物质的量浓度为____________(计算结果保留两位小数)。若用63%的硝酸配制16.9%稀硝酸500mL,所需的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、。
(4)实验开始时,先打开止水夹a、关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是。B装置烧杯中液体的作用是_________________________。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。
(5)现有仪器和药品:试管和胶头滴管,0.1mol·L-1KSCN溶液、0.2mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.1mol·L-1KI溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究A装置烧杯里完全反应后含铁可能的价态,填写下列实验报告:
实验步骤 |
操作 |
现象与结论 |
第一步 |
取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液。 |
|
第二步 |
若溶液紫色褪去,则说明含有Fe2+; 若无明显变化,则说明不含Fe2+。 |
亚硝酸钠(NaNO2)是一种外观与食盐相似的食品添加剂。某化学兴趣小组进行如下实验。
【实验I】
用如下装置(已省略夹持装置)制NaNO2。
已知:2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3。
(1)仪器甲的名称是________.装置B的作用是_________________________。
(2)装置D可将剩余的NO氧化成NO,发生反应的离子方程式为_____________。
(3)使用气密性良好的上述装置进行实验,NaNO2的纯度较低。为提高NaNO2纯度须对
上述实验装置或药品进行改进,其改进措施是________________________________。
【实验Ⅱ】
利用目视比色法(比较溶液颜色深浅以测定物质浓度)测定泡菜样品中NaNO2的含量。
步骤i:在5个有编号的试管中分别加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液 (M遇NaNO2呈紫红色,NaNO2浓度越大颜色越深),再加蒸馏水至总体积均为l0 mL并振荡,制成标准色阶。
步骤ⅲ:取5 mL待测液X,加入1 mLM溶液,加蒸馏水至10mL振荡,与标准色阶比较。
(4)步骤ii获取待测液X的过程中,加入明矾的目的是__________。
(5)步骤iii比较结果与④号色阶颜色相同,此泡菜样品中NaNO2的含量为_________mg·kg-1
(6)用目视比色法证明泡菜中加入维生素C可以降低NaNO2的含量。设计并完成下列实
验报告。
环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下:
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表:
物质 |
相对分子质量 |
沸点(℃) |
密度(g·cm—3、20 ℃) |
溶解性 |
|
环己醇 |
100 |
161.1 |
0.9624 |
能溶于水和醚 |
|
环己酮 |
98 |
155.6 |
0.9478 |
微溶于水,能溶于醚 |
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应,制得主要含环己酮和水的粗产品,然后进行分离提纯。其主要步骤有(未排序):
A.蒸馏、除去乙醚后,收集151℃~156℃馏分
B.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层
C.过滤
D.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液
E.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水
回答下列问题:
(1)上述分提纯步骤的正确顺序是。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是。
(3)从下关于萃取分液操作的叙述中,不正确的是。
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如图用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振荡并放气后,手持分漏斗静置液体分层
D.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,再打开旋塞待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体
(4)在上述操作D中,加入NaCl固体的作用是。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为。
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未通冷凝水,应采取的正确方法是。
(6)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为12mL,则环己酮的产率约是。