实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从上图中选择制取气体的合适装置:
氮气 、氢气 。
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有 、 。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨, (填“会”或“不会”)发生倒吸,原因是: 。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是: ,锥形瓶中还可观察到的现象是: 。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式: 。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 、 离子。
(B)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:
(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于
上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用 ,灼烧后的坩埚应放在 上,不能直接放在桌面上。
实验所用仪器:
A.蒸发皿
B.石棉网
C.泥三角
D.表面皿
E.坩埚钳
F.试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 。
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)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是: 、 。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行 次。
(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是 。
a.加热温度过高
b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却
d.胆矾晶体部分风化
甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH – Q(Q>0)
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
组分 |
物质的量/mol |
HCOOCH3 |
1.00 |
H2O |
1.99 |
HCOOH |
0.01 |
CH3OH |
0.52 |
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
(2)计算15~20min范围内:甲酸甲酯的减少量为mol,甲酸甲酯的平均反应速率为mol/min;80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
(3)依据以上数据,推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因:。
(4)其他条件不变,提高温度为T2,在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
碳酸钠俗称纯碱,其用途很广。实验室中,用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物质在不同温度下的溶解度见表。
![]() ![]() 溶解度 溶质 g/100g水 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
NaCl |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
37.8 |
NH4HCO3 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
||||
NaHCO3 |
8.2 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.4 |
16.4 |
|
NH4Cl |
33.3 |
37.2 |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.2 |
60.2 |
实验步骤
Ⅰ、化盐与精制:①粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO42-)溶解;②加入足量NaOH和Na2CO3溶液,煮沸;③过滤;④加入盐酸调pH至7。
Ⅱ、转化:①将精制后的食盐溶液温度控制在30~35℃之间;在不断搅拌下,加入研细的碳酸氢铵;保温,搅拌半小时;②静置, a、 b;③得到NaHCO3晶体。
Ⅲ、制纯碱:将得的NaHCO3放入蒸发皿中,在酒精灯上灼烧,冷却到室温,即得到纯碱。
完成下列填空:
(1)“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是。
(2)“转化”的离子方程式是。
(3)“转化”过程中,温度控制在30~35℃之间的加热方式是;为什么温度控制在30~35℃之间?。
(4)a、b处的操作分别是、。
(5)实验室制得的纯碱含少量NaCl还可能含少量NaHCO3,为测定纯碱的纯度,用电子天平准确称取样品G克,将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解,滴加2滴酚酞,用c mol/L的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变,滴定过程中无气体产生,所用盐酸的体积为V1 mL。此时发生的反应为:CO32- + H+ →HCO3-
①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是。
②向锥形瓶溶液中继续滴加2滴甲基橙,用同浓度的盐酸继续滴定至终点,所用盐酸的体积为V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是;根据实验数据,如何判断样品含有NaHCO3。
某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。
完成下列填空:
(1)常温下,氨水的浓度为1:1.5(28%的浓氨水和水的体积比)时实验现象明显,配制该浓度氨水的玻璃仪器有。
(2)本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是____________;乙处是___________。
(3)实验时,先将催化剂加热至红热,在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明反应是_____(填“吸”或“放”)热反应;化学方程式为。
(4)实验前,烧杯中盛有200mL 1.000 mol/L的 NaOH溶液,实验后测得烧杯中溶液的pH=13,且溶液质量比反应前增加了7.48g,则NaOH溶液吸收的NO和NO2的物质的量之比
是(设溶液的体积不变且忽略盐类的水解)。
(5)实验时发现:如果缺少乙处的干燥管,将反应后的气体直接通入烧瓶,则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为:、。
(6)已知NH3和N2常压下的沸点分别为:-33.5℃和-195.8℃,据此推测这两种物质中,能做制冷剂的是 (填分子式);能用来冷冻物质的是(填分子式)。
过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂,该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。利用图-2装置制备过碳酸钠,在冷水浴中充分反应后,按图-1流程可获得过碳酸钠产品。
完成下列填空:
(1)恒压滴液漏斗中支管的作用是。
(2)制备过碳酸钠的关键是。
(3)不会使过碳酸钠失效的物质是_______(选填编号)。
a.Na2Sb.CH3COOH c.NaHCO3
过碳酸钠产品中往往含有少量碳酸钠,可用重量法测定过碳酸钠的质量分数。
(4)完成实验步骤:
溶解 → 沉淀反应 → ________ → ________ → ________ → ________ 。
(5)写出沉淀反应的离子方程式________________________________________。
(6)需要直接测定的物理量有:________________________________(用字母表示并注明其含义)。产品中过碳酸钠质量分数的表达式为:________________。
某化学小组同学为了验证日常生活所用火柴头中的化学成分(含KClO3、MnO2、S等),设计了以下实验流程(见图-1):
试回答以下问题:
(1)燃着的火柴按图-2进行实验,若试管中能观察到的现象,则可证明火柴头中含有硫元素。图中针筒的作用是。
(2)为了证明火柴头中含有氯元素,后续的实验步骤是。
(3)有同学提出检验火柴头中KClO3的另一实验方案:
试剂A为,加入NaNO2的目的是。
(4)设计实验:简述验证滤渣D中含有MnO2的一个实验方案,并写出有关反应的化学方程式。。