(12分)亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组拟制备NaNO2并测定产品纯度。
I【查阅资料】
①2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3。
②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO2。
③酸性条件下MnO4-被还原为Mn2+。
Ⅱ【制备产品】
用如下装置制NaNO2(夹持和加热装置已省略)。
(1)装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________________。
(2)B装置的作用是_________________________。
(3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为排除干扰应在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂可能是_________。(填字母编号)
A.浓H2SO4 B.碱石灰 C.无水CaCl2 D.生石灰
Ⅲ【测定纯度】.
设计如下方案测定产品的纯度。
(4)溶液A到溶液B发生反应的离子方程式为____________________________。
(5)取样品2.3g经一系列操作后得到溶液A100mL,准确量取10.00mL A与24.00mL 0.05mol/L的酸性KMnO4溶液在锥形瓶中充分反应。反应后溶液用0.1 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至紫色刚好褪去;重复上述实验2次,平均消耗(NH4)2 Fe(SO4)2溶液10.00ml,则样品中NaNO2的纯度为__________。
Ⅳ【探究反思】
(6)NaNO2的纯度偏低,该小组讨论提出的原因中可能正确的是________。(填字母编号)
A.滴定至溶液紫色刚好褪去就立刻停止滴加
B.加入A与KMnO4溶液前锥形瓶未经干燥
C.实验中使用的(NH4)2 Fe(SO4)2溶液暴露在空气中时间过长
(1)用过量铜片与0.2 mol浓H2SO4共热足够长时间(只考虑铜与浓H2SO4反应,忽略其他副反应),甲认为产生的SO2少于0.1 mol,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
而乙同学认为产生的SO2为0.1 mol,理由是_____________________________________________。
(2)实验证明铜不能在低温下与O2反应,也不能与稀H2SO4共热发生反应,但工业上却是将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液的。铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为___________________________________________________________。
利用铜制备CuSO4的另一种方法可用化学方程式表示为_________________________________________。
以上两种方法________(填“前”或“后”)者好,原因是_____________________。
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
| 物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
| 沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
| 熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
| 升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式______________________。
(2)装置A中g管的作用是________;装置C中的试剂是________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是__________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
(9分)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是________。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)________。
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、N
H4C1等物质
溶解度的差异,以食
盐、氨气、二氧化碳等为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱。以下A、B、C、D四个装置可组装成实验室模拟 “侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验装置。装置中分别盛有以下试剂:B:稀硫酸;C:盐酸、碳
酸钙;D:含氨的饱和食盐水、水
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
| 0℃ |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
40℃ |
50℃ |
60℃ |
100℃ |
|
| NaCl |
35.7 |
35.8![]() |
36.0 |
36_3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
39.8 |
| NH4HCO3 |
11.9 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
—① |
— |
— |
— |
| NaHCO3 |
6.9 |
8.1 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.5 |
16.4 |
|
| NH4Cl |
29.4 |
33.3 |
37.2[ 来源:Z|xx|k.Com] |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.3 |
77.3 |
(说明:①>35℃NH4HCO3会有分解)
请回答以下问题:
(1)装置的连接顺序应是(填字母)。
(2)A装置中盛放的试剂是,其作用是。
(3)在实验过程中,需要控制D温度在30℃~35℃,原因是。
(4)反应结束后,将锥形瓶浸在冷水中,析出NaHCO3晶体。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质(以化学式表示)
(
5)将锥形瓶中的产物过滤后,所得的母液中含有(以化学式表示),加入氯化氢,并进行操作,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4C1。
(11分)某课外活动小组欲制取次氯酸钠和氯化钠的混合溶液,为提高次氯酸钠含量,采用如图所示装置。图中瓶乙盛饱和食盐水,瓶丙盛浓硫酸,分液漏斗A中盛浓盐酸。(据资料显示:Cl2与NaOH在不同温度下,产物不同。在较高温度下易生成NaClO3)
试回答:
(1)烧瓶B中盛________,试管C中盛________。
(2)有同学认为可以省去某些装置,你认为怎样:
①能否省去乙装置________(填“能”或“不能”),理由是
________________________________________________________________________;
②能否省去丙装置________(填“能”或“不能”),理由是
_____________________________________________________________________________________。
(3)有同学认为还必须添加某些装置,你认为怎样?________(填“需要”或“不需要”),如果你认为需要,请指出该装置的作用是_______________________________________________。
(4)丁装置中冰水的作用是____________________________________________________________。