(15分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
Ⅰ.(1)试用实验室提供的下列试剂,设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验的方案即可),证明镁元素的金属性比铝元素强。
试剂:镁条、铝条、氯化铝溶液、氯化镁溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液
方案一:_____________________________________________________________;
方案二:_____________________________________________________________。
Ⅱ.利用下图装置可验证同周期元素非金属性的变化规律
(1)仪器A的名称为________,干燥管D的作用为________________。
(2)若要证明非金属性:Cl>S,则A中加浓盐酸,B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气),C中加___________,观察到C中溶液___________________________的现象,即可证明。反应的离子方程式为________________________________________________________。
从环境保护的观点考虑,此装置缺少尾气处理装置,可用________溶液吸收尾气。
(3)若要证明非金属性:N>C,则在A中加稀硝酸,B中加碳酸钙,C中加澄清石灰水;观察到C中溶液变浑浊的现象,即可证明。该实验原理为______________________________。但有的同学在实验中一切操作正确的情况下没观察到上述现像,试分析可能的原因是___________________________。
下图是实验室常用的实验仪器及实验装置图,请据图回答:
(1)写出上图中序号①~④仪器的名称:②; ③;④ ;
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有 ;(填仪器序号)
(3)若向II装置中加入碘水和少量CCl4,振荡后静置,会观察到什么现象?;静置后,再将液体分离的操作是_______________________________;
(4)装置I中冷凝水由(填a或b)口通入,温度计水银球的位置是;
(5)选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取分液法 | B.加热分解 | C.结晶法 | D.分液法 E.渗析法 F.蒸馏法 G.过滤法 |
①___________分离饱和食盐水和沙子的混合物;
②___________从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾;
③___________分离水和煤油的混合物;
④___________分离水和酒精。
下图是实验室中制备气体或验证气体性质的装置图
(1)写出用A制取氯气的化学方程式______________________________________。
(2)利用上图装置制备纯净的氯气,并证明氧化性:Cl2>Fe3+则装置B中的溶液的作用是___________________________________;装置D中加的最佳试剂是(填序号)___________。
a.浓H2SO4b.FeCl2溶液 c.KSCN与FeCl2的混合溶液d.无水氯化钙
(3)在上图所示圆底烧瓶内加入碳,a中加入浓硫酸,开始实验,加热产生的气体缓慢通过后续装置同时完成如下实验:
实验1:证明SO2具有氧化性和漂白性
实验2:证明碳元素的非金属性比硅元素的强
证明SO2具氧化性和漂白性:B中为少量Na2S溶液、C中加品红溶液,D中应加入足量的__________(填溶液名称),E中加入___________溶液(填化学式)。
(4)证明碳元素的非金属性比硅元素的强的现象为______________________。
医用氯化钙可用于补钙抗过敏等,以工业碳酸钙(含少量Na+、A13+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙晶体(CaCl2·2H2O的质量分数为97.3—103.0%),工艺流程为:
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式。
(2)①加入氢氧化钙溶液调节溶液的PH为8.0—8.5,此时A13+、Fe3+沉淀完全,则滤渣主要成分的化学式为。
②过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有。
(3)酸化时加盐酸将溶液的PH调节到4.0左右,其目的为:①,
②防止Ca2+在蒸发时发生水解。
(4)操作Ⅰ中应包括、、过滤等实验步骤。
(5)为测定样品中CaCl2·2H2O的含量,称取0.735g样品配成250mL溶液,量取该溶液25.00mL于锥形瓶中,用0.05mol/L AgNO3溶液进行滴定,消耗AgNO3溶液的体积为20.40mL。
①通过计算,样品含CaCl2·2H2O的质量百分数为 (只写计算式不计算结果)。
②若所测样品CaCl2·2H2O的质量百分数偏高(忽略其它实验操作误差),可能的原因之一为。
甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
操作 |
现象 |
通入氯气至过量![]() |
I.A中溶液变红 II.稍后,溶液由红色变为黄色 |
(1)B中反应的离子方程式是。
(2)A中溶液变红的原因是。
(3)为了探究现象II的原因,甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中,加入NaOH溶液,有红褐色沉淀生成,则溶液中一定存在。
②取A中黄色溶液于试管中,加入过量的KSCN溶液,最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN—与Cl2发生了反应。
(4)甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了,他又进行了如下研究。
资料显示:SCN—的电子式为 。
①甲同学认为SCN—中碳元素没有被氧化,理由是。
②取A中黄色溶液于试管中,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,由此证明SCN—中被氧化的元素是。
③通过实验证明了SCN- 中氮元素转化为NO3-,他的实验方案是。
④若SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2,则转移电子的物质的量是mol。
NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图:
请回答下列问题:
(1)溶解废渣常用一定浓度的稀硫酸,用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有:。
(2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式:。
(3)在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。此外,除去铁还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。下图是温度—pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp = 2.64×10−39)。下列说法正确的是______(选填序号)。
a.FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10−27
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8
(4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是_________________。
(5)确定步骤④中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是。
(6)操作Ⅰ的实验步骤依次为:【实验中可选用的试剂:6mol•L-1的H2SO4溶液,蒸馏水、pH试纸】。
①__________________________________;
②__________________________________;
③;
④用少量乙醇洗涤NiSO4•6H2O晶体并晾干。