乙醛在催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示,试管A中装有40%的乙醛水溶液、铜粉,试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时,用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次,反应基本完全。有关物质的沸点如下:
| 物质 |
乙醛 |
乙酸 |
甘油 |
水 |
| 沸点/℃ |
20.8 |
117.9 |
290 |
100 |

请完成下列问题:
(1)试管A在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(根据题意注明反应条件)
______________________________________________________________________。
(2)如图所示,在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在____________;当试管A内主要反应完成后,温度计水银球的位置应在_____________,目的是____________________________。
(3)烧杯B内盛装甘油,甘油浴的作用是:
_____________________________________,___________________________________。
(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案。所提供的药品有:pH试纸,红色的石蕊试纸,白色的醋酸铅试纸,碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为(简述操作过程)____________________________。
(8分)下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤。
第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体。继续向C中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4C1晶体析出。
(1)下图所示装置的连接顺序是:a接____;____接___;b接_____。
(2)A中常选用的固体反应物为_____;D中应选用的液体为______
(3)第二步中必须先让_______装置先发生反应
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是________
(5)第四步中分离出NH4Cl晶体的操作是_______;其所得的NH4C1晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5%~8%),请设计一个简单的实验,证明所得固体的成分大部分是NH4C1。简要写出操作和现象:_______。
(13分)实验室为探究铁与浓硫酸的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)实验时A中导管a插入浓硫酸中,可使B中的溶液不发生倒吸。其原因是_______。
(2)B中酸性KMnO4逐渐褪色,则B中反应的离子方程式是_______________________;C中反应的化学方程式是_________________。
(3)D装置的作用是________;实验结束时需从a导管通入大量空气,其目的是___________。
(4)欲探究A装置中反应后铁元素的价态,设计实验方案如下:将反应后试管中的溶液稀释。取少许溶液,滴入3~5滴________溶液,若溶液呈红色,则证明含有Fe3+,否则不含Fe3+;取少许溶液,滴入3~5滴________溶液,若溶液褪色,则证明含有Fe2+,否则不含Fe2+。若实验证明反应后的溶液中只含有Fe3+,则A中反应的化学方程式是___________________________________________。
(19分)Na2S2O3可以用作氰化物的解毒剂,工业上常用硫化碱法制备Na2S2O3,反应原理为:2Na2S+Na2CO3+4SO2==3Na2S2O3+CO2,某研究小组在实验室模拟该工业原理制备Na2S2O3,实验装置如下:
Ⅰ.实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是_________________;
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合物,滤液经____________(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
Ⅱ.[探究与反思]
(1)装置D的作用是检验装置C中SO2的吸收效率,则B中试剂是,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液。
(2)实验制得的Na2S2O3•5H2O样品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:。
已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(3)为减少装置A中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是____________________。
Ⅲ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol·L-1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S2O32‾+I2===S4O62‾+2I-
(1)滴定至终点时,溶液颜色的变化:___________________。
(2)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。
某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
(1)沉淀1中含有的金属单质是。
(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为。
(3)下列物质中,可以作为试剂X的是(填字母)。
| A.BaCl2 | B.BaCO3 | C.NaOH | D.Ba(OH)2 |
(4)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是。
(5)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为、冷却结晶、、洗涤、干燥。
二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸,易与碱液反应生成盐和水。
(1)某研究小组设计如图所示实验制备ClO2溶液,其反应的化学方程式为
2KClO3+H2C2O4+2H2SO4
2KHSO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O
①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其温度保持在60~80℃之间。控制温度的目的是_____________。
②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体,其中最好盛放_______(填字母)。
a.20mL 60℃的温水b.100mL冰水
c.100mL饱和食盐水d.100mL沸水
③在烧瓶中加入12.25g KClO3和9g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为______________________ClO2
(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-)。饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定,实验步骤如下:
步骤1:准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中;
步骤2:调节水样的pH至7.0~8.0;
步骤3:加入足量的KI晶体;
步骤4:加入少量指示剂,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点;
步骤5:再调节溶液的pH≤2.0;
步骤6:继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点。
①步骤1中若要量取20.00mL水样,则应选用的仪器是____________________________。
②步骤1~4的目的是测定水样中ClO2的含量,其反应的化学方程式为: 2ClO2+2KI=2KClO2+I22Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,则步骤4中加入的指示剂为_________,滴定达到终点时溶液的颜色变化为___________________________。
③步骤5的目的是用I-将溶液中的ClO2-还原为Cl-以测定其含量,该反应的离子方程式为________________。