[实验化学]
对硝基苯甲酸在医药、感光材料等工业中应用广泛。以对硝基甲苯等为原料制取对硝基苯甲酸(黄色结晶,熔点242 ℃,沸点约359 ℃,微溶于水,能升华。)的反应原理为:+Na2Cr2O7+4H2SO4―→
+Na2SO4+Cr2(SO4)3+5H2O
某小组以对硝基甲苯等物质为原料制取对硝基苯甲酸的实验装置如下图所示(加热和仪器固定装置均已略去),实验步骤如下:
步骤1:向250 mL三颈烧瓶中依次加入适量的对硝基甲苯、重铬酸钠粉末、水,并充分混合。在搅拌下,用滴液漏斗滴入适量浓硫酸后,加热0.5 h至反应液呈黑色。
步骤2:待反应混合物冷却后,和适量冰水充分混合,抽滤并用50 mL水分两次洗涤。将洗涤后的固体放入盛有适量5%硫酸溶液中,水浴加热10 min,冷却后抽滤。
步骤3:将抽滤后的固体溶于适量5%NaOH溶液中,50 ℃温热后抽滤,在滤液中加入少量活性炭,煮沸后趁热抽滤。将得到的滤液慢慢加入到盛有适量15%硫酸溶液的烧杯中,析出黄色沉淀,抽滤,冷水洗涤,干燥得粗产品。
(1) 在步骤1中“搅拌”是用电动搅拌器完成的,这样操作的好处有________、________。
(2) 在三颈烧瓶中,随着浓硫酸的加入,反应温度迅速上升,为使反应温度不致过高,必要时可采取的措施是________。
(3) 在步骤2中,抽滤所得固体的主要成分是________。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有________、________(填仪器名称)。
(4) 步骤3用NaOH溶液进行处理的作用主要是____。
用NaOH溶液处理后,需50 ℃温热后抽滤的原因是____。
(5) 制得的粗产品需要进一步精制(纯化),根据对硝基苯甲酸的有关性质可知,对其进行精制(纯化)可以用乙醇溶液完成,也可以采用________法完成。
用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:
(1)准确称量8.6g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL待测溶液。称量时,样品可放在________(填编号字母)称量。
A.托盘上 B.洁净纸片上 C.小烧杯中
(2)滴定时,用0.2000 mol·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用_______(填编号字母)作指示剂。
A.石蕊 B.甲基橙 C.酚酞
(3)滴定过程中,眼睛应注视______________;在铁架台上垫一张白纸,其目的是 。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol·L-1,烧碱样品的纯度是_______。
滴定次数 |
待测溶液 体积(mL) |
标准酸体积 |
|
滴定前的刻度(mL) |
滴定后的刻度(mL) |
||
第一次 |
10 |
0.5 |
20.6 |
第二次 |
10 |
4.2 |
24.1 |
(5)下列实验操作会对滴定结果产生什么影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?
①滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定后充满溶液 ;
②读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定终点时平视 。
大多数非金属元素有含氧酸根离子,某些金属元素也有含氧酸根离子:
MnO4-、MnO42-、Cr2O72-等。某无机盐M是一种优良的氧化剂,为确定其化学式,某小组设计并完成了如下实验:
已知:
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成,其原子个数比为2:1:4
②如图中,将1.98g该无机盐溶于水,滴加适量稀硫酸后,再加入1.12g还原铁粉,整个过程无气体生成,恰好完全反应得混合溶液N.
③该小组同学将溶液N分为二等份,分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验.
④在路线Ⅱ中,首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全,过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe2O3粉末1.20g;再将滤液在一定条件下蒸干,只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W.
请按要求回答下列问题:
(1)由路线Ⅰ的现象可知,溶液N中含有的阳离子是 .
(2)由实验流程图可推得,含氧酸盐W的化学式是 ;由路线Ⅱ可知,1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为 g.
(3)无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为 .
FeBr2是一种黄绿色鳞片状的固体,某研究性学习小组为了探究它的还原性,进行了如下实验:
I.实验需要90mL 0.10mol·L-1FeBr2溶液
(1)配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是________。
(2)下列有关配制过程中说法错误的是________(填序号)。
a.用托盘天平称量质量为1.944g的FeBr2
b.将称量的FeBr2放入容量瓶中,加90mL蒸馏水溶解
c.洗涤溶解FeBr2的烧杯,并将洗涤液转移至容量瓶中
d.容量瓶贴签存放配好的FeBr2溶液
e.定容时,仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr2溶液浓度偏高
II.探究FeBr2的还原性
取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:
假设1:Br-被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;
假设2:Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。
(3)请你完成下表,验证假设
实验步骤、预期现象 |
结论 |
①向溶液中加入四氯化碳,操作 现象 |
假设1正确 |
②向溶液中另入 现象 |
假设2正确 |
若假设1正确,从实验①分离出Br2的实验操作名称是
(4)若在50mL上述FeBr2溶液通入标准状况下112mL Cl2,反应的离子方程式为
实验室需要400mL 0.5 mol·L-1的稀硫酸溶液,现用密度为1.84g·mL-1,质量分数为98%浓硫酸来配制,请回答下列问题:
(1)若要实施配制,下列仪器中,不会用到的是 (填字母)。
A 250mL容量瓶;B 500mL容量瓶;C托盘天平;D量筒;E烧杯;F玻璃棒
(2)配制过程中,除上述仪器外,尚缺的仪器是 。
(3)未冷却至室温立即转移硫酸溶液,则所配硫酸溶液的浓度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若定容时,滴加蒸馏水不慎超过了刻度线,则所配硫酸溶液的浓度 。
(4)通过计算,用量筒量取 mL浓硫酸。
某化学兴趣小组为探究浓硫酸的性质,设计了如下图所示的装置进行实验。
(1)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是 。
(2)说明SO2气体产生的实验现象是 ;装置C的作用是 。
(3)反应一段时间后,他们对试管A中溶液的金属离子进行探究,请完成相关试题:
①提出假设: 假设1:只含有Fe3+;
假设2:只含有Fe2+;
假设3:既有Fe2+,又有Fe3+。
②请设计实验方案验证假设3。
限选试剂:稀硫酸、KMnO4溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H2O2溶液。
实验步骤 |
预期现象 |
步骤一:用胶头滴管取出A试管中的溶液,用水稀释后,并分装在试管Ⅰ、Ⅱ中备用 |
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步骤二:检验Fe3+,往试管Ⅰ中, |
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步骤三:检验Fe2+,往试管Ⅱ中, |
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(4)已知C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O,该反应体现浓硫酸的 性。
A.脱水性 B.强氧化性 C.吸水性
若要验证反应产物中同时混有SO2气体和CO2气体,可选择以下试剂进行实验:
①NaOH溶液②品红溶液③溴水④Ca(OH)2溶液,选择合适试剂并安排合理的顺序为 。