(18分)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程:
按要求回答下列问题:
(1)废液①的主要含有的金属阳离子是_____(填化学符号,下同);废渣①的主要含有的物质是________;Y为_______。
(2)检验Z过量的方法是______________________________。
(3)写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式___________________________。
(4)为得到纯净的CuCl晶体,可用下列_________(填序号)进行洗涤。
a.纯净水 b.乙醇 c.稀硫酸 d.氯化铜溶液
(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是____________________________。
(6)写出产生CuCl的离子方程式___________________________________________。
(7)氯化亚铜的定量分析:
①称取样品0.25g加入10ml过量的FeCl3溶液250ml锥形瓶中,不断摇动;
②待样品溶解后,加水50ml和2滴指示剂;
③立即用0.10 mol·L-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点;
④重复三次,消耗硫酸铈溶液平均体积为25.00mL。
已知:CuCl的分子式量为99;CuCl + FeCl3 =CuCl2 + FeCl2;Fe2+ + Ce4+= Fe3+ + Ce3+。则CuCl的纯度为____________。
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+。若要确认其中的Fe2+,应选用 (选填序号)。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,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g,由此可求算气体Y中SO2的体积分数。
写出探究②中出现的所有离子反应方程式 。
【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)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的 。(用化学方程式表示)。
(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 。
(14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)
现有铁、碳两种元素组成的合金,某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数,设计了如下实验方案和实验装置:
Ⅰ.探究该合金的某些性质:
(1)取a g合金粉末放入蒸馏烧瓶,并加入足量浓硫酸,A、B中均无明显现象,原因是_________________________________________________________________。
(2)点燃酒精灯一段时间后,A中剧烈反应,请写出A中反应的化学方程式:
________________________________________。
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。
滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
沉淀的化学式 |
Ⅱ.测定样品中碳的质量分数:
(4)装置F的作用是_______________________________________________________。
(5)反应结束后,若U形管E增重m g,则合金中碳的质量分数为________(用含m和a的式子表示)。若没有装置D,会使合金中碳的质量分数______ (填偏高、偏低、无影响)
(6)若将SO2气体通入含有n mol Na2S的溶液中,溶液中出现黄色浑浊,试分析该溶液最多能吸收SO2气体________mol(不考虑溶解的SO2)。
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 。
(Ⅰ)下列A、B、C、D是中学常见的混合物分离或提纯的基本装置。
请根据混合物分离或提纯的原理,回答在下列实验中需要使用哪种装置。将A、B、C、D填入适当的空格中。
①除去NaOH溶液中悬浮的CaCO3 ;
②从溴水中提取溴 ;
③用自来水制取蒸馏水 ;
④与海水晒盐原理相符的是。
(Ⅱ)某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水,现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分解为如下各步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液;
G.将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗上口的小孔;
H.静置、分层。
就此实验完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写):
________→________→________→A→________→G→E→F。
(2)上述G步骤操作的目的是_____________________________________。