(15分)环己酮是重要化工原料,是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。实验室常用铬酸氧化环己醇制备,但铬酸较贵且污染环境。某化学兴趣小组尝试用中学化学更常见的次氯酸钠代替铬酸制备环己酮。有关物质信息、实验流程及实验装置图如下:
环己酮为无色或浅黄色透明液体,有强烈的刺激性臭味,密度为0.95 g/mL,熔点为—45 ℃,沸点为155 ℃,溶解度(100 mL H2O)为2.4 g (31 ℃)。
回答下列问题:
(1)在反应开始的前5min内,为了将体系温度维持在30~35℃,除了用冰水浴冷却外,采取的措施还有 。
(2)加入饱和NaHSO3溶液时发生的主要反应是 。(用离子方程式表示);确保加入的饱和NaHSO3溶液已经足量,可以取少量烧瓶中的液体,加入 (填写应该加入的试剂),若看到 ,则说明NaHSO3溶液足量。
(3)为将馏出液的pH调至中性,可以加入的试剂是 。
A.稀盐酸 | B.无水碳酸钠 | C.浓硫酸 | D.氢氧化钠固体 |
(4)调节pH后还需加入精制食盐,其目的是 ,“取有机层”时使用的主要仪器是 (填下图对应的字母)。
氰化物有剧毒,冶金工业会产生大量含氰化物的废水,其中氰化物以CN—等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行研究。
I.查阅资料:含氰化物的废水破坏性处理方法。
利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质,如以TiO2为催化剂用NaClO将CN-离子氧化成CNO-(CN-和CNO-中N元素均为-3价),CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。
II.实验验证:破坏性处理CN-的效果。
化学兴趣小组的同学在密闭系统中用图10装置进行实验,以测定CN-被处理的百分率,实验步骤如下:
步骤1:取一定量废水进行加热蒸发、浓缩。
步骤2:取浓缩后含CN-离子的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN-的浓度为0.2mol·L—1)倒入甲中,塞上橡皮塞。
步骤3:
步骤4:打开甲上的橡皮塞和活塞,使甲中溶液全部放入乙中,关闭活塞。
步骤5:打开活塞K,通一段时间N2,关闭活塞K。
步骤6:实验完成后测定干燥管I(含碱石灰)的质量m2(实验前干燥管I(含碱石灰)的质量m1)
回答下列问题:
(1)在破坏性处理方法中,在酸性条件下NaClO和CNO-反应的离子方程式。
(2)完成步骤3。
(3)丙装置中的试剂是,丁装置的目的是。
(4)干燥管Ⅱ的作用是。
(5)请简要说明实验中通入N2的目的是。
(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g,则该实验中测得CN-被处理的百分率为。
某同学做同周期元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表。请你帮助该同学整理并完成实验报告:
实验方案 |
实验现象 |
①用砂纸擦后的镁带与沸水反应,再向反应后溶液中滴加酚酞 |
(A)浮于水面,熔成小球,在水面上游动,随之消失,溶液变红 |
②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 |
(B)产生气体,可在空气中燃烧,溶液变为浅红色 |
③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 |
(C)反应不十分强烈,产生的气体可在空气中燃烧 |
④镁带与2mol/L盐酸反应 |
(D)剧烈反应,产生可燃气体 |
⑤铝条与2mol/L盐酸反应 |
(E)生成白色胶状沉淀,后来沉淀消失 |
⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 |
(F)生成淡黄色沉淀 |
(1) 实验目的: 研究同周期元素性质递变规律
(2) 实验用品:
仪器: ①________②________③________④ 试管夹 ⑤ 镊子 ⑥ 小刀 ⑦ 玻璃片⑧ 砂纸等;
药品:钠、镁带、铝条、2mol/L的盐酸、新制的氯水、饱和的H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
(3) 实验内容:(填写与实验方案相对应的实验现象)
①______②______③______④______⑤______⑥______(用A-F表示)
(4) 实验结论:
金属性: ________________非金属性: ________________
(5)写出⑥的离子方程式:_________________________________。
某工业废水中仅含下表离子中的5种,且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1mol/L。
阳离子 |
K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ |
阴离子 |
Cl-CO32- NO3- SO42- SiO32- |
欲探究废水的组成,进行如下实验:Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液无明显变化。
Ⅲ.另取溶液加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。
Ⅳ. 向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)仅由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是(写离子符号)。
(2)将Ⅲ中所得红棕色气体通入水中,气体变无色,所发生的化学方程式为:
_______________________________________________________________
(3)原溶液中所含阳离子是,阴离子是。(写离子符号)
溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。
Ⅰ:在试管中加入3 mL 1 mol/L NaOH溶液和3 mL 溴乙烷,振荡,加热。
(1)设计实验证明上述实验中溴乙烷里的Br变成了Br-
(需说明:简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
(2)观察到现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
(3)鉴定生成物中乙醇的结构,可用的波谱是和。
II:在试管中加入3 mL NaOH乙醇溶液和3 mL 溴乙烷,振荡,加热。
设计实验证明上述实验中溴乙烷发生的是消去反应
(需说明:简单的实验操作及预测产生的实验现象)。
在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3(g) △H< 0。查阅资料知SO3熔点16.83℃,沸点44.8℃。
(1)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2,O2,SO3物质的量变化如图。
①该反应的化学平衡常数表达式 K=
②该反应能自发进行的原因是。
③据图判断,该反应处于平衡状态的时间是。
④据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是(用文字表达)。
(2)某化学研究学习小组用下图的装置组装设计了一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率,仪器的连接顺序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。
①为提高SO2的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是。
②在Ⅰ处用大火加热烧瓶时SO2的转化率会。(填“填大”“不变”或“减小”)
③用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重 m g,则本实验中SO2的转化率为。