(15分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在。有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中),得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:
(1)灼烧海带时需要用到的实验仪器是 (从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写在空白处)。
A 烧杯 B 蒸发皿 C.坩埚 D.铁架台(带铁圈) E.酒精灯 F.干燥器
(2)指出上图中提取碘的过程中有关的实验操作名称:① ,③ 。
(3)操作③中所用的有机试剂可以是 (只填一种),简述选择其理由 。
(4)操作过程③可以分解为如下几步:
把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
把50ml碘水和15ml有机溶剂(你所选的)加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
旋开活塞,用烧杯接收溶液;
从分液漏斗上口倒出上层液体;
将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽与漏斗上口的小孔对准;
静置、分层。
(a)过程③正确操作步骤的顺序是:(填编号字母) ;
(b)上述G步操作的目的是: ;
(c)最后碘的有机溶液是通过 获得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”)。
(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法: 。
(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机试剂,还需要经过蒸馏,观察下图所示实验装置指出其错误之处 。
进行上述蒸馏操作时,最后晶态碘在____________(填仪器名称)里聚集。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是。
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+,产生Fe2+的离子反应方程式为:,检验是否有Fe2+应选用下列(选填序号)试剂。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经正确操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为。
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是
(4)用化学方程式表示Y气体中的Q2气体是如何生成的。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于(选填序号)。
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Q1,预计实验现象应是。
PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:
| 熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·mL-1 |
其他 |
|
| 黄磷 |
44.1 |
280.5 |
1.82 |
2P(过量)+3Cl2 2PCl3;2P+5Cl2(过量) 2PCl5 |
| PCl3 |
—112 |
75.5 |
1.574 |
遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
| POCl3 |
2 |
105.3 |
1.675 |
遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
(一)制备:下图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)
(1)仪器乙的名称。
(2)实验室以制备Cl2的离子方程式:。
(3)碱石灰的作用是,。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的是。
(二)提纯:
(5)粗产品品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过(填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。
(三)分析:
测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取m g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的c1 mol/L V1mL 碘溶液,充分反应后再用c2 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗V2mL Na2S2O3溶液。
已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为(用含字母的代数式表示、不必化简)。
硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。
(1)同学甲设计实验检验废气A中含有的CO2,应选择的试剂有。
| A.NaOH溶液 | B.酸性KMnO4溶液 | C.澄清石灰水 | D.盐酸 |
(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是,搅拌的目的是。
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是。
(3)兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾(ZnSO4•7H2O)。实验模拟制备皓矾工业流程如下:
①“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是。
②加入Zn粉的目的是。
③固体A主要成分是。
④操作b得到纯净皓矾晶体,必要的操作是、过滤、洗涤、干燥。
(16分)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下:
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①,②。
(2)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里发生反应的离子方程式为
(3)在第②步操作过程中,可加入的有关试剂是。
| A.酒精 | B.四氯化碳 | C.醋酸 | D.苯 |
(4)含碘离子的溶液也可以采用下图方法得到碘
①加入NaNO2并调节pH<4,反应的离子方程式__________________。
②流程中生成的NO尾气有毒,工业上将其与O2按一定比例通入NaOH制备NaNO2,
写出反应的化学方程式:____________________。
(5)要测量含碘离子的溶液中I-的浓度,取25 mL该溶液,先加几滴KSCN溶液,再逐滴滴入0.1 mol·L-1FeCl3溶液, 若消耗FeCl3溶液20.4 mL,则含碘离子的溶液中I-的浓度为。(保留两位有效数字)
现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓H2SO4来配制500 mL0.25 mol/L的稀H2SO4。
可供选择的仪器有:①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④胶头滴管 ⑤量筒⑥容量瓶 ⑦托盘天平 ⑧药匙。
请回答下列问题:
(1)上述仪器中,在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)。
(2)经计算,需浓H2SO4的体积为。现有①10 mL ②50 mL ③100 mL三种规格的量筒,应选用的量筒是(填代号)。
(3)将浓H2SO4加适量蒸馏水稀释,冷却片刻,随后全部转移到mL的容量瓶中,转移时应用玻璃棒。转移完毕,用少量蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液全部转移到容量瓶中,再加适量蒸馏水,振荡容量瓶,使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶直到液面接近刻度处。改用加蒸馏水到瓶颈刻度的地方,使溶液的。振荡、摇匀后,装瓶、贴签。
(4)在配制过程中,其他操作都准确,下列操作中:能引起误差偏高的有(填代号)。
①洗涤量取浓H2SO4后的量筒,并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H2SO4溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H2SO4直接倒入烧杯,再向烧杯中注入蒸馏水稀释浓H2SO4
④定容时,加蒸馏水超过标线,又用胶头滴管吸出
⑤转移前,容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后,发现液面低于标线,又用胶头滴管加蒸馏水至标线
⑦定容时,俯视标线