(15分)某实验小组的同学为探究Na2O2与SO2的反应,用下图所示装置进行实验。通入SO2气体后,将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)A装置中浓硫酸的作用是__________。
(2)部分同学依据Na2O2和CO2的反应,用类比的方法推理Na2O2与SO2反应的固体产物为__________。另一部分同学依据SO2的强还原性和Na2O2的强氧化性,猜想产物中含有Na2SO4。为检验生成物中是否存在Na2SO4,他们设计了如下实验方案:
请判断上述方案是否合理__________,简要说明理由:__________。
(3)向1L1.0mol/LNaOH溶液中缓慢通入1.0molSO2气体,请分析通入SO2物质的量与溶液中溶 质组成的关系,填写下表空格。
n(SO2)的范围/mol |
溶液中溶质的化学式 |
(0,0.5) |
__________ |
__________ |
Na2SO3、NaHSO3 |
请在下图中画出溶液中溶质的总质量随缓慢通入SO2物质的量的变化曲线。(作图时请在起点、拐点和终点注明坐标)
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
7.6 |
7.6 |
4.0 |
7.7 |
完全沉淀 |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式____________________;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_________________________。
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为 。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________;其使用的最佳pH范围是________________。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是_____________________。(答一条即可)
欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。
方法一:
方法二:
方法三:
方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器
按要求回答下列问题:
(1)方法一:加入足量的试剂A (填写A的化学式)可将HCO3— 离子转化为沉淀并称重。操作1、2、3、4的名称依次是溶解、 、洗涤和干燥(烘干);
(2)方法二:在操作1中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的用到的是 ,在操作2中应选择甲基橙指示剂.
(3)在方法二中计算该样品中NaHCO3的质量分数为 [用流程图中的数据m、V(HCl) 填写有关的表达式];
(4)在方法三中:根据所用的实验装置,除了称量试样质量外,还需测定的实验数据是 ;
(5)仔细分析方法三中的实验装置,若由此测得的数据来计算实验结果,则有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是 ,偏低的原因可能是 (均文字简述);
(6)方法四的实验原理是: (用化学方程式表示)。
按图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
(1)写出试管A中发生反应的化学方程式:____________________,__________________。
(2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)____________。描述能证明气体产物的实验现象:_______________________。
(3)反应停止,待试管A冷却后,取少量其中的固体物质,加入过量的稀盐酸充分反应后,进行如下实验:
①试剂X的化学式为__________________。
②用离子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因:_____________________。
③若在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色的原因进行探究。
I.提出假设:
假设1:溶液中的被氧化。
假设2:溶液中的Fe3+被氧化。
假设3:___________________________。
___________________________________。
II.设计方案:请对所提出的假设2进行验证,写出实验方案。
____________________________________。
III.方案实施。
以下是有关的性质实验。
(1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究的性质。
①若从左端分别通入,装置A中观察到的现象_________(填“相同”或“不相同”);若装置D中装的
(催化剂),通入
时,打开K通入适量
的化学反应方程式为_______________________。
②通入B中,溶液颜色褪去,则该反应的离子方程式为____________________。
(2)某同学将足量的通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成。若向该试管中加入足量__________(填字母),能产生白色沉淀。
A.氨水 | B.稀盐酸 | C.硝酸钾溶液 | D.硫化钠溶液 |
(3)若由元素S和O组成价酸根离子X,X中S和O的质量比为2:3;当
与含X的溶液完全反应后,得澄清溶液,取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀产生。写出
与含X的溶液反应的离子方程式:________________。
(4)某科研单位利用电化学原理用来制备硫酸,装置如右图,含有某种催化剂,电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入
的电极为________________极,其电极反应式为______________________;电池的总反应式为____________________。
实验室以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)为原料制取CaCl2·2H2O和CaO2的主要流程如下:
(1)加入试剂X,调节溶液pH为碱性环境,以除去溶液中Al3+和Fe3+,滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________(填编号)。
A.CaO | B.CaCO3 | C.NH3·H2O | D.Ba(OH)2 |
(2)操作II中进行蒸发浓缩时,除三角架、酒精灯外,还需要的仪器有__________。
(3)由CaCl2制取CaO2的反应中,温度不宜太高的原因是_______________。
(4)用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数
①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接,然后从A装置通入空气,目的是_______________;
③装置D的作用为______________________。
④实验时,准确称取10.00g工业碳酸钙3份,进行3次测定,测得BaCO3沉淀的平均质量为17.73g,则样品中CaCO3的质量分数为__________________。