硝酸是一种重要的工业原料，工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
图10、图11分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置
（1）氮气和氢气通过图10装置，该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和 。
（2）用图11装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，铂丝保持红热的原因是 ，写出该装置中氨氧化的化学方程式 。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、 离子、 离子。
工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理
①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AlN溶于强酸生成铵盐,溶于氢氧化钠溶液生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式 。
(2)实验装置(如图所示)
(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性。称得D装置的质量为n g,滴定管的读数为a mL。
②称取m g AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞 ,打开活塞 ,通过分液漏斗加入过量 (填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后,关闭活塞 ,打开活塞 ,通过分液漏斗加入过量 (填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
④ (填入该步应进行的操作)。
⑤记录滴定管的读数为b mL,称得D装置的质量为p g。
(4)数据分析
①AlN的质量分数为 。
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为 。(该实验条件下的气体摩尔体积为Vm)
硫酸铜是一种应用广泛的化工原料,实验室中可通过不同途径制取硫酸铜溶液和胆矾(CuSO4·5H2O),其中一种流程如下:
(1)操作Ⅰ具体为 、 、过滤、烘干。
(2)杂铜(含少量有机物)灼烧后的产物除氧化铜还含少量铜,原因可能是 (填字母代号)。
| A．灼烧过程中部分氧化铜被还原 |
| B．灼烧不充分,铜未被完全氧化 |
| C．氧化铜在加热过程中分解生成铜 |
| D．该条件下铜无法被氧气氧化 |
(3)若将杂铜换为纯净的铜粉,可直接向其中加入稀硫酸和Fe2(SO4)3溶液,不断通入氧气。反应完全后向其中加入过量 (填化学式,下同),调节pH=4,生成 沉淀,过滤得硫酸铜溶液[已知Fe(OH)3和Cu(OH)2完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4]。
(4)通过下述图1装置也可制取硫酸铜溶液(已知:2NaOH+2NO2
NaNO3+NaNO2+H2O)。
图1图2
烧瓶内发生反应的离子方程式为 ;
图2是图1的改进装置,其优点有:① ;② 。
半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如下图所示:(部分夹持装置略去)
已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl,遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3。PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
| 物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
| PCl3 |
-112 |
75.5 |
| POCl3 |
2 |
105.3 |
请回答下列问题:
(1)A装置中制氯气的离子方程式为 。
(2)B中所装试剂是 ,E中冷水的作用是 ,F中碱石灰的作用是 。
(3)实验时,检查装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。通入干燥CO2的作用是 。通过控制K1、K2能除去A、B装置中的空气,具体的方法是 。
(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过 (填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。
某活动小组对CuSO4分解产物除CuO外的气体的3种可能性进行假设,并通过实验确定气体的物质的量。
(1)气体的3种可能性为 ; ;有SO2、SO3和O2。
(2)为确定SO2、SO3和O2的物质的量之比,请你选用所给的仪器进行实验,按气体从左至右的方向连接各装置。顺序为: →B。(已知SO3溶于浓硫酸)
某小组查文献得知:氧化性I
>Fe3+>I2,3Br2+6FeCl2
2FeBr3+4FeCl3;I2+2S2
S4
+2I-;CuI是一种白色沉淀(Ksp=1.3×1
)。
Ⅰ.该小组为确定一份加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+)的成分,设计定性实验加以猜想和验证。
(1)实验过程如下:
| 实验步骤 |
实验过程和现象 |
对应结论 |
|
| 步骤1 |
取一定量碘盐,用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得试液分为3份 |
_____________ |
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步 骤 2 |
第①份 试液 |
 |
碘盐中肯定含 |
| 第②份 试液 |
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_____________ |
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| 第③份 试液 |
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X为 (填化学式) |
(2)该碘盐中肯定不含的物质是 (用化学式或离子符号表达)。
(3)根据信息推断Fe3+、S4、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是 。
(4)第③份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为 、 。
Ⅱ.用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:
取0.40 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
(1)滴定终点的现象是 。
(2)CuCl2溶液与KI反应的化学方程式为 。
(3)该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为 。