化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________。
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。加入过量稀盐酸时观察到的现象是______________________________________________________。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有 __。
(4)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是________(填标号)。
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(5)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是__________________________________。
(14分)丁酸异戊酯又称香蕉油,多用于食品和化妆品的香精,实验室用正丁酸与异戊醇反应制备丁酸异戊酯,有关数据和装置示意图如下:
实验步骤:
①如图连接好装置,在三颈烧瓶中加入0.2 mol异戊醇和0.1 mol正丁酸、数滴浓硫酸、5 ML苯和2-3片碎瓷片。充分摇匀,分水器内加入异戊醇直至与支管相平;
②在122-.132℃下回流反应1.5 h即可得粗产品;
③冷却后用10%的NaOH溶液中和,用水洗至中性,加入无水硫酸镁后蒸馏得较纯净的丁酸异戊酷11 g.
回答下列问题:
(1)图中A仪器的名称是,冷却水应从(选择a或b)口进。
(2)在该实验中,三颈烧瓶的容积最适合的是(填入正确选项前的字母)。
A.50 mLB.100 MLC.200 mL
(3)加入碎瓷片的作用是;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是(填入正确选项前的字母)。
A.冷却后补加 B.立即补加 C.不需补加 D.重新配料
(4)加入过量异戊醇的目的是,分离提纯过程中加入无水硫酸镁的目的是。
(5)在蒸馏得较纯净的丁酸异戊酯操作中,仪器选择及安装都正确的是(填标号)。
(6)本实验的产率是。(保留三位有效数字)
有关铝的几个实验如下。请填写下列空白。
实验一毛刷实验
实验过程如下图。
(1)配制Hg(NO3)2溶液时,为抑制水解,需加入少量的_____。
(2)铝导线放NaOH溶液的目的是除去表面的氧化膜,其化学方程式为_____。
(3)生成白色毛状物的实质是铝发生电化腐蚀生成A12O3,其中作正极材料的是______ (填序号)。
a.O2 b.A1 c.Hg(NO3)2 d.Hg
实验二探究白色毛状物是否含有结晶水
取适量白色毛状物样品放入仪器X称量,质量为m1 g
(4)仪器X应选用以下哪个装置____________________(填名称)。
(5)上述过程中“冷却"时要在图1所示的装置中进行的原因是______________________.
(6)根据所得实验资料,能说明白色毛状物含结晶水的证据是_________(用代数式表示)。
实验三验证A12O3对石蜡油裂解的催化作用
按图2连好装置,检查装置的气密性,加入5~6 g Al2O3,加热到500℃左右,往Al2O3上滴入石蜡油。已知:石蜡油为液态烷烃混合物(与汽油类似),沸点164~223 ℃。
一定条件下,其裂解产物为乙烯和烷烃的混合物。
(7)使用装置B的目的是___________________。
(8)需要再补充一个实验才能证明Al2O3对石蜡油裂解反应有催化作用,请简述其实验方案:__________。
(15分)某工厂回收电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土]中的铜和镍,工艺流程如下:
(1)下列措施中,可提高步骤①浸出速率的是___________。
a.加热
b.增大压强
c.延长浸出时间
d.适当提高硫酸的浓度
e.及时分离出产物
(2)步骤②电解过程中铜粉在_______(填“阴"或“阳”)极产生。若始终没有观察到气体生成,则该电解过程的离子方程式为_______。
(3)已知FePO4、.A1PO4、Ni3(PO4)2的Kap分别为1.0 x l0-22、1.0 x l0-19、4.0 x 10-31,步骤 ②所得溶液中c(Ni2+)为O.1 mo1·L-1。步骤③反应后溶液中c(PO43-)理论上应控制的范围是_____ mo1·L-1 (离子浓度小于1O-5 mo1·L-1可视为沉淀完全)。
(4)步骤④的萃取原理为[注:(HA)2为有机萃取剂]
NiSO4(水层)+2(HA)2(有机层) Ni(HA2)2(有机层)+H2SO4(水层)
为促使上述平衡向正反应方向移动,可采取的具体措施是_____(写一条即可)。
(5)步骤⑤中作为反萃取剂的最佳试剂为_____(填名称)。
(6)该工艺流程中,可以循环使用的物质有______。
(15分)节日期间因燃放鞭炮会引起空气中SO2含量增高,造成大气污染。实验小组同学欲测定空气中SO2的含量,并探究SO2的性质。
I.某实验小组同学拟用下图所示简易装置测定空气中SO2的含量。
实验操作如下:按图连接好仪器,检查装置气密性后,在广口瓶中盛放足量的H2O2水溶液,用规格为20mL的针筒抽气100次,使空气中的SO2被H2O2水溶液充分吸收(SO2+ H2O2=H2S04)。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量,得白色固体0.233mg。
(1)计算所测空气中SO2含量为_______mg·L-1。
(2)已知常温下BaS03的Ksp为5.48x10-7,饱和亚硫酸溶液中c(S032-)=6.3x10-8{mol·L-1。
有同学认为以上实验不必用H2O2吸收SO2,直接用O.1mol·L-1BaCl2溶液来吸收S02即可产生沉淀。请用以上数据分析这样做是否可行________________.
U.另一实验小组同学依据SO2具有还原性,推测SO2能被C12氧化生成SO2C12。
用如图所示装置收集满C12,再通入SO2,集气瓶中立即产生无色液体,充分反应后,将液体和剩余气体分离,进行如下研究。
(3)写出二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式____________________.
(4)研究反应的产物。向所得液体中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子(除OH-外)只有S042-、C1-,证明无色液体是SO2C12。
写出SO2C12与H2O反应的化学方程式_______________________________________.
(5)研究反应进行的程度。用NaOH溶液吸收分离出的气体,用盐酸酸化后,再滴加BaCl2溶液。产生白色沉淀。
①该白色沉淀的成分是_____________.
②SO2和C12生成SO2C12的反应________可逆反应(填“是”或“不是”),阐述理由___________.
镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。某小组用废镍催化剂(成分为等)制备草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)的部分实验流程如下:
(1)“粉碎”的目的是______________________________________________.
(2)实验过程中多次进行过滤。过滤操作中,除需用到玻璃棒、烧杯外,还需用到的玻璃仪器有_______.
(3)保持其他条件相同。在不同温度下对废镍催化剂进行”酸浸”。镍浸出率随时间变化如图。以下四个选项中最适宜的条件是____________(填字母)。
a.30℃、30min b.90℃、150min
c.70℃、120min d.90℃、120min
(4)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是______________________________.
(5)草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥;脱水后,再隔绝空气高温煅烧3小时,制得三氧化二镍,同时获得一种混合气体。写出草酸镍(NiC2O4。)高温分解的化学方程式________________.
(6)工业上还可用电解法制取三氧化二镍。电解过程中产生的CIO-把二价镍氧化为三价镍。
写出C10-氧化Ni(OH)2生成三氧化二镍的离子方程式__________________________________.
(7)用1000g废镍催化剂(镍含量为a%),理论上可制备草酸镍晶体的质量为________g(只列式不计算。已知:NiC2O4·2H2O的相对分子质量为183)。