甲同学进行Fe2+还原性的实验,针对异常现象进行探究。
步骤一:制取FeCl2溶液。向0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡,静置后取上层清液,测得pH<1。
步骤二:向2 mL FeCl2溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,无现象;再滴加5滴5% H2O2溶液(物质的量浓度约为1.5 mol•L-1、pH约为5),观察到溶液变红,大约10秒左右红色褪去,有气体生成(经检验为O2)。
(1)用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因: 、 。
(2)甲探究步骤二中溶液褪色的原因:
I.取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象;另一份滴加KSCN溶液出现红色;
II.取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
III.向2 mL 0.1 mol•L-1 FeCl3溶液中滴加2滴0.1 mol•L-1 KSCN溶液,变红,通入O2,无明显变化。
①实验I的说明 ;②实验III的目的是 。
得出结论:溶液退色的原因是酸性条件下H2O2将SCN-氧化成SO42-。
(3)甲直接用FeCl2·4H2O配制 ① mol•L-1 的FeCl2溶液,重复步骤二中的操作,发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因:
I.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,后者无。测所配FeCl2溶液的pH,约为3。由此,乙认为红色不褪去的可能原因是 ② 。
II.查阅资料后推测,红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-。乙利用上述部分试剂,通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是:
步骤 |
试剂及操作 |
现 象 |
i |
③ |
生成白色沉淀 |
ii |
向i所得溶液中滴加0.1 mol•L-1 FeCl3溶液 |
④ |
硫代硫酸钠(Na2S2O3)是最重要的硫代硫酸盐,俗称“海波”,又名“大苏打”。易溶于水,不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na2S2O3·5H2O。写出反应的化学方程式 ;
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是 ;
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4具备相似的下列性质呢?
猜想①: ;
猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。
实验操作 |
实验现象或 预期实验现象 |
现象解释(用 离子方程式表示) |
|
猜想② |
,将试纸与标准比色卡对照 |
溶液pH=8 |
|
向pH=2的硫酸中 滴加Na2S2O3溶液 |
2S2O32- +2H+══ S↓+SO2↑+H2O |
||
猜想③ |
向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液 |
氯水颜色变浅 |
【实验结论】
Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由: 。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3具有还原性。你的实验方案是: 。
(12分)以Al(OH)3、H2SO4、工业(NH4)2SO4(含FeSO4)为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸溶时为了使氢氧化铝充分反应可以采取的措施为 ;酸溶的离子方程式为 。
(2)氧化时发生的主要反应的离子方程式 ;滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)在合成步骤中生成硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2],加热时没有电子转移,则M含有的主要物质的化学式为 ,M可用水或硫酸吸收转化为 (填化学式)以实现循环利用。
B.《实验化学》甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下:+ 2KMnO4
+KOH+2MnO2↓+H2O
+ HCl
+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100 ℃时, 反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
(1)实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有 、烧杯;操作Ⅱ的名称为 。
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是 。
(3)在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,其原因是 ;如图2所示抽滤完毕,应先断开 之间的橡皮管。
(4)纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3 mol。产品中苯甲酸质量分数为 。
目前,回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液(含溴0.27%)中回收易挥发的Br2:
(1)操作X所需要的主要玻璃仪器为 ;反萃取时加入20%的NaOH溶液,其离子方程式为 。
(2)反萃取所得水相酸化时,需缓慢加入浓硫酸,并采用冰水浴冷却的原因是 。
(3)溴的传统生产流程为先采用氯气氧化,再用空气水蒸气将Br2吹出。与传统工艺相比,萃取法的优点是 。
(4)我国废水三级排放标准规定:废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量,其原理如下:
①请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。
步骤2:将4.5 mL 0.02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。
步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液,振荡。
步骤4: ,再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液15 mL。(反应原理:I2 + 2Na2S2O3 =" 2NaI" + Na2S4O6)
步骤5:将实验步骤1~4重复2次。
②该废水中苯酚的含量为 mg/L。
③步骤3若持续时间较长,则测得的废水中苯酚的含量 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸,制取黄钾铵铁矾的流程如下:
(1)黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]中x、y、z的代数关系式为 。
(2)检验滤液中是否存在NH4+的操作是 。
(3)黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定:
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体224mL,同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80 g。
通过计算确定黄钾铵铁矾中n(OH-): n(NH4+)(写出计算过程) 。