亚硝酸钠被称为工业盐,不能用作食品工业,但在漂白、电镀等方面应用广泛。现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:室温下,①2NO+Na2O2 = 2NaNO2
②3NaNO2+3HCl ="=" 3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性条件下,NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+
完成下列填空:
(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式 。
(2)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和 ,D装置的作用是 。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的方法是 。
(4)经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置,则该装置中盛放的药品名称 。
(5)将7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭 g。
(12分)某探究学习小组的同学学习氨的性质以后,为了探究氨气的某些性质,设计并进行了以下实验:
(Ⅰ)NH3的制取及收集
1.写出实验制取氨气的化学方程式;
2.收集氨气的方法是。
(II)HCl的制取及收集
实验室通常以反应:2NaCl(晶体)+H2SO4(浓)Na2SO4 + 2HCl↑ 为原理来制取少量HCl气体,试据此分析并回答下列问题:
1.实验室制取HCl气体可选择下列装置中的
A.实验室制氧气的装置 | B.实验室制氢气的装置 |
C.实验室制二氧化碳的装置 | D.实验室制氯气的装置 |
(III)验证氨气部分性质的探究实验:
为了同时进行氨气溶于水以及氨气与HCl的反应的探究,同学们积极思考并设计了如下的实验装置图。首先在甲、乙两个干燥的圆底烧瓶中分别收集满了NH3和HCl气体,然后再按如下图所示连接好各个装置(活塞a和b均处于关闭状态),并按以下步骤进行实验:
1.先挤压胶头滴管再打开活塞b,请你预测此时乙中可能观察到的现象是:。
发生反应的方程式为:。
2.待乙中观察到明显现象后立即关闭活塞b,并打开活塞a,又将可能观察到的实验现象是:。
(14分)某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
(1)提出假设①该反应的气体产物是CO2。
②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是。
(3)设计方案如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)
饱和溶液混合加热反应制得氮气。
请写出该反应的离子方程式:。
(4)实验步骤
①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为。
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:
。
(6)实验优化学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是。
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:。
(20分)某同学用废干电池内的黑色固体(可能含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质)进行如图所示实验:
(1)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、、、
等(只需答出三种仪器即可);
(2)操作④的试管加入③中所得滤渣,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,由此推测滤渣可能为MnO2,试管中发生反应的化学方程式:;
(3)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测滤渣中除含有MnO2外,还存在的物质为:。
(4)已知氯化锌与稀氨水反应先生成Zn(OH)2白色沉淀,Zn(OH)2可以溶于稀氨水生成可溶性的Zn(NH3)4(OH)2;下列是该同学对操作②的滤液主次成分进行探究的过程:
[猜想I]:主要成分为氯化铵;
[验证(操作)过程]:取少量滤液加入NaOH固体,并加热;
[实验现象]:闻到有轻微的氨味;
[判断猜想]:(填“猜想I成立”或“猜想I不成立”);
[猜想II]:主要成分为氯化锌;
[验证(操作)过程]:;
[实验现象]:;
[判断猜想]:猜想Ⅱ成立;由上述实验得出结论:
操作②的滤液中的主要成分为:;次要成分为:。
(12)某化学兴趣小组用含A、B两种金属单质的粉末状混合物进行如下实验,其转化关系如图所示(部分反应物或生成物未列出),其中E为白色沉淀,I为红褐色沉淀。
(1)写出下列物质的化学式:F____________________,G_______________
(2)分离粉末状混合物最简单的方法是__________________________________
(3)D→E转化中,加入足量的X,试剂X可能是________
A.饱和NaCl溶液 B.NaOH溶液 C.氨水 D.Ba(OH)2溶液
(4)写出下列转化的化学方程式:
A→C:_____________________________________________________________________
H→I:____________________________________________________________________
(5)过量的B加入稀硝酸中的化学反应方程式为:____________________________________
(6)若对G溶液中的阳离子进行检验:用所给试剂(KSCN溶液、氯水)设计检验G溶液中阳离子的方法。
。
(9分)甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为: _______________________________。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是_______________________________.
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是___________填(“甲”、“乙”或“丙”),收集不到氨气的主要原因是_____________________________________(用化学方程式表示)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结
论)____________________
_____________________________________________________________________________。
(5)三位同学都认为他们的实验装置也可用于加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是___________(填“甲”、“乙”或“丙”),该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替制NH3?______________(填“能”或“不能”)。