过渡金属的单质及化合物很多有催化性能,氯化铜、氯化亚铜经常用作有机合成催化剂。实验室中用氯气与粗铜(杂质只有Fe)反应,制备铜的氯化物的流程如下。
查阅资料:
氯化亚铜:白色微溶于水,在干燥空气中稳定,受潮则易变蓝到棕色,在热水中迅速水解生成氧化铜水合物而呈红色。
氯化铜:从水溶液中结晶时,在26~42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15~25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物。
(1)现用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→ 、 → h 、i → 、 → 。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先 后 ,这样做的目的是 。
(2)分析流程:
①固体甲需要加稀盐酸溶解,其理由是 ;
②溶液甲可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的(填序号) 。
a.NaOH b. NH3·H2O c.CuO d.CuSO4
③完成溶液乙到纯净CuCl2·2H2O晶体的系列操作步骤为:加少量盐酸、蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(3)向溶液乙中加入适当的还原剂(如SO2、N2H4、SnCl2等),并微热得到CuCl沉淀,写出向乙溶液加入N2H4(氧化产物为无毒气体)的离子方程式: 。此反应只能微热的原因是 。
(4)若开始取100g 含铜96%的粗铜与足量Cl2反应,经上述流程只制备CuCl2·2H2O,最终得到干燥产品277g,求制备CuCl2·2H2O的产率 ;(精确到1%)分析出现此情况的主要原因 。
(12分)乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,该酸广泛存在于多种植物的细胞膜内,其晶体通常含有结晶水(H2C2O4·2H2O),晶体的熔点为101.5℃,无水草酸的熔点为189.5℃。草酸易升华,其在157℃时大量升华,并开始分解,分解产物为CO、CO2、H2O。
某研究性学习小组的同学决定对草酸的分解反应进行探究,设计出如下实验验证乙二酸的分解并测定其分解率,操作步骤如下:
①先把乙二酸晶体放在烘箱中进行烘烤,去掉结晶水,备用。
②按图2连接好装置。
③检查装置的气密性。
④打开活塞a,通入H2一会儿,再关闭a;点然酒精灯b、c。
⑤当C装置中固体消失后,停止加热
⑥打开活塞a,继续通入H2,直至冷却。
试回答下列问题:
⑴检验该套装置的气密性的方法是____________________________________________。
⑵装置A的作用______________________________,B的作用_____________________;
装置E的作用_____________________________。
⑶若分解结束后,不再通入氢气,会使所测的乙二酸的分解率_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑷若称取H2C2O4(烘干)的质量为4.5g,实验结束后,称得D、E、F分别增重0.95g、0.40g、1.98g,则乙二酸的分解率为_______________。[
某化学课外小组为了探究CaCl2溶液和Na2SO4溶液反应有没有限度,设计了如下活动过程,请完成表中空格:(已知CaSO4在水中微溶,CaCO3在水中难溶)
实验步骤 |
向3—4 mL 1 mol/L的CaCl2溶液中滴入1mol/L的Na2SO4溶液至反应完全 |
实验现象 |
产生白色沉淀 |
离子方程式 |
(1) |
小组讨论交流 |
向上述反应后的清液中滴入适量1mol/L的Na2CO3溶液会出现什么现象 |
假设出现的实验现象,说明理由 |
假设:Ⅰ无现象 理由:反应没有限度,Ca2+沉淀完全 假设:Ⅱ(2),理由:(3) |
证明你的假设 |
现象:产生大量的白色沉淀 |
离子方程式 |
(4) |
解释出现假设Ⅱ现象的原因 |
(5) |
实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.500g。
步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点的判断是。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:
方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为。
方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。
正极反应式:;负极反应式:。
若该电池中有0.1mol的电子转移,请问消耗克Fe
方案Ⅲ.结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同): __________________,用离子方程式表示其反应原理:______________
某学生小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,探究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.00 mL、大理石用量为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号 |
T/K |
大理石规格 |
HNO3浓度 / mol·L-1 |
实验目的 |
① |
298 |
粗颗粒 |
2.00 |
(I)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; |
② |
298 |
粗颗粒 |
(II)实验①和③探究_________对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
|
③ |
308 |
粗颗粒 |
2.00 |
|
④ |
298 |
2.00 |
(2)实验①中CO2的物质的量随时间变化的关系见图:
计算在70—90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化)。