【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 。
(15分)在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式;
并指明该氧化还原反应的还原剂是,氧化剂是。
(2)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,其作用是 。
(3)试管中收集气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行。
某工厂废水中含游离态氯,通过下列实验测定其浓度。
①取水样10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL KI溶液(足量),滴入指示剂2—3滴。
②取一滴定管依次用自来水、蒸馏水洗净,然后注入0.01 mol·L-1Na2S2O3溶液(显碱性),调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为:I2 + 2Na2S2O3=" 2NaI" + Na2S4O6。
试完成下列问题:
(1)步骤①加入的指示剂是____________________。
(2)步骤②应使用____________式滴定管。
(3)步骤③当待测液由___________色变为__________色且不再变化即达终点,若耗去Na2S2O3溶液40.00 mL,则废水中Cl2的物质的量浓度为__________________________。
(4)以上实验步骤中有一处明显的操作错误,请指出.
某工厂废水中含游离态氯,通过下列实验测定其浓度。
①取水样10.0mL于锥形瓶,加入10.0mLKI溶液(足量),滴入指示剂2—3滴
②取一滴定管依次用自来水,蒸馏水洗净,然后注入0.01mol/L的Na2S2O3溶液,调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
请回答下列问题:
(1)步骤①加入的指示剂是
(2)步骤②应使用式滴定管
(3)步骤③当待测液由色变为色且半分钟不变化即达终点,若耗去Na2S2O3溶液20.0mL,则废水中Cl2的物质的量浓度为
(4)从实验操作步骤上看,氯气的实际浓度比所测浓度(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
在实验室里可以用如下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质(固定装置略去)。图中①为制取氯气的装置;②试管中装有15mL30%KOH溶液,并置于热水中,制取氯酸钾;③试管中装有15 mL 8%NaOH溶液,并置于冰水中;④中装有紫色石蕊试液。
(1)③试管中制取次氯酸钠的化学方程式为
(2)实验中可观察到④试管中溶液的颜色发生如下变化,填写表格。
实验现象 |
原因 |
溶液最初从紫色变为 色 |
氯气与水反应生成的HCl使石蕊试液变红 |
随后溶液逐渐变为无色 |
|
最后溶液从无色逐渐变为色 |
(3)此实验有一个明显的不足之处,应如何改进?
某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。
(1)该反应的离子方程式为___________________________________________________。
(2)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。
A.反应放热导致温度升高![]() |
B.压强增大 |
C.生成物的催化作用 | D.反应物接触面积增大 |
(3)初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
35 |
50 |
60 |
70 |
80 |
温度/℃ |
25 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26.5 |
27 |
27 |
27 |
27 |
结合实验目的和表中数据,你得出的结论是__________________________________。
(4)进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用,请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整:
实验 编号 |
铜片 质量/g |
0.1mol![]() 硝酸体积/mL |
硝酸铜 晶体/g |
亚硝酸钠 晶体/g |
实验目的 |
① |
5 |
20 |
实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。 |
||
② |
0.5 |
||||
③ |