“辽宁号”航空母舰,是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰,制造航空母舰使用大量合金材料(如铁合金、铜合金和钛合金等)。请回答下列问题:
钛(Ti)因其硬度大、熔点高,常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良性能而被认为是本世纪的重要金属材料。由钛铁矿(主要成分是FeO和TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如下:
①上述流程中的TiO2中钛元素的化合价是_______________。
②步骤Ⅰ中,钛铁矿中的FeO和碳在高温的条件下反应生成二氧化碳和铁,该反应的化学方程式为_______________ 。
③步骤Ⅱ中,TiO2、炭粉混合物在高温条件下通入氯气(Cl2)制得TiCl4和一种可燃性气体,该气体是_______________。
④步骤Ⅲ反应所得金属钛中含有少量的金属镁。若要除去金属钛中的镁,可选用的试剂是_______________。充分反应后,再通过_______________(填操作名称)、洗涤、干燥即可。
请结合A、B、C、D、E图回答下列问题。
(1)写出A装置中仪器的名称:a ;b 。
(2)实验室用A装置制取CO 2的化学方程式为 。
(3)进行CO 2性质实验时,观察到B中无明显现象,C中试液变红色,D中充有某气体的超薄气球由烧杯底部往上升,最后悬于烧杯中。B中无明显现象的原因是 ,D中气球充入的气体可能是 (填序号)。
A.H 2 B.O 2 C.NH 3 D.SO 2
(4)图E中四种方法都可以得到氧气,在初中化学实验室中,更符合环保、节能、安全要求的方法是 (填数字序号)。
某化学小组对碳酸氢钠和碳酸钠的制备与性质产生兴趣,他们了解到下列化学史及相关信息:
I.我国化学家侯德榜在吕布兰法和索尔维法的基础上创立了先进的侯氏制碱法,基本消除废弃物的排放,同时生产 NaHCO3和NH4Cl,请写出碳酸氢钠的一种用途: 。
II.索尔维法的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
Ⅲ.氨气(NH3)是一种有刺激性气味、极易溶于水的碱性气体。
IV.Na2CO3与HCl的反应分步进行,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
【实验目的】利用如图所示装置模拟索尔维法制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠。
【实验设计】
步骤1:关闭K1,打开K2使氨气进入装置C,调节气流速率,待装置C中气流平稳后,打开K1通入CO2。
步骤2:待装置C的锥形瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2。
步骤3:将锥形瓶内反应后的混合物过滤、洗涤、低温干燥,即得碳酸氢钠固体。
步骤4:将所得碳酸氢钠固体加热制取碳酸钠。
【表达交流】
(1)装置B中饱和 NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl,反应的化学方程式为 。
(2)装置C锥形瓶上连接的长颈漏斗的作用是 (填序号)。
A.用于添加饱和食盐水 B.平衡气压 C.冷凝回流CO2
(3)步骤2中关闭K2停止通NH3后,还要继续通一段时间CO2,其目的是 。
(4)步骤3中“低温干燥”的原因是 。
【反思评价】有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是 。
【延伸拓展】该小组继续探究碳酸钠的性质,向碳酸钠溶液中逐滴加入足量的稀盐酸,观察到: 。
利用下列装置进行气体的制取与性质实验,请回答下列问题:
(1)写出标号①仪器的名称: 。
(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 ;用装置D集满氧气后,集气瓶应 (填"正立"或"倒立")在桌面上。
(3)若实验室制取二氧化碳要控制反应速率,获得平稳气流,则发生装置应选择 (填序号)装置。小红同学利用装置E收集二氧化碳,气体应从 (填"a"或"b")端通入。
(4)小伟同学利用混有少量CO 2的CO气体还原Fe 2O 3,并验证反应后的气体产物。现有如图所示实验装置(可重复选用),选用装置乙的目的是 ,按气体流向从左到右,装置的正确连接顺序是乙→ →丁。
实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量,某化学兴趣小组的同学在老师的指导下,利用如图所示装置(部分固定装置已略去)进行实验。
已知:①该装置气密性良好,A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质
②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物
③加热条件下,纯碱稳定不分解,小苏打易分解,反应的化学方程式为:2NaHCO 3 Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑
探究过程如下:
Ⅰ.称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量,分别为:m、m 1、m 2;
Ⅱ.将质量为m的样品装入B玻璃管中,按图连接好装置,关闭弹簧夹,给玻璃管加热
Ⅲ.待玻璃管中样品完全反应,打开弹簧夹通空气,再熄灭酒精灯,直到玻璃管冷却
Ⅳ.再次称量装置C、D的质量,分别为m 3、m 4
请回答下列问题
(1)装置A中碱石灰的作用是
(2)装置C中所装药品为
(3)装置D中发生反应的化学方程式为
(4)装置E的作用
(5)依据实验所得数据计算,该样品中小苏打的质量分数为 (用相关字母表示)。
(6)误差分析。按上述实验步骤测得该样品中小苏打的质量分数 (填"偏大""偏小"或"准确"),理由是 。
在介绍氢气的制法时,老师告诉同学们,铝丝与一种可以用铁制容器盛装的溶液反应,也会生成氢气。
【提出问题】与铝丝反应的是什么溶液?
【交流讨论】分析后,大家一致认为该溶液不是稀盐酸或稀硫酸,原因是 。
同学们决定进一步探究。老师为同学们提供了该溶液。
【查阅资料】含有不同金属离子的溶液在灼烧时会产生不同颜色的火焰
钠 |
钙 |
钾 |
黄色 |
砖红色 |
紫色(透过蓝色钴玻璃) |
【实验探究】
①小强取该溶液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液,发现紫色石蕊溶液变蓝。
②小明用铂丝蘸取该溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色。
③有同学提出应向该溶液中滴加稀盐酸,小美取该溶液于试管中,向其中加入足量的稀盐酸后,没有看到明显现象,这样做是为了排除 (填离子符号)的干扰。
【实验结论】该溶液为 溶液。
【交流反思】
①老师告诉同学们,铝与该溶液反应除了生成氢气外,还生成了一种含有AlO 2 ﹣的盐,请写出该反应的化学方程式 。
②金属铝的化学性质较活泼,而生活中使用的铝制品却耐腐蚀,原因是 。