(9分)学生利用下图所列装置进行“铁与水蒸气反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)
(1)回答下列问题:所用铁粉中若有杂质铝,欲除去不纯铁粉中混有的铝粉可以选用的试剂为__ __(填序号)。
A.稀盐酸 | B.氢氧化钠溶液 | C.浓硫酸 | D.FeCl3溶液 |
此步涉及反应的离子方程式为 。经除杂后的铁粉进一步干燥后装入反应容器。
(2)反应发生后装置B中发生反应的化学方程式是_______________ ____。
D装置的作用:_________ _______.
(3)该小组学生把B中反应后的产物加入足量的盐酸,过滤,用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体,设计流程如下:
①用离子方程式表示步骤I中通入Cl2的作用 (并表示电子转移的方向和数目)
②为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液,同学们设计了以下实验方案加以证明。
向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,证明该未知溶液是FeCl2溶液。你认为此方案是否合理 (填”合理”或”不合理”)。
某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的
探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品
仪器:试管、胶头滴管
药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
① |
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 |
液体分为两层,下层呈_____色 |
② |
向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 |
液体分为两层,下层呈_____色 |
(4)实验结论:_________________________________。
(5)问题和讨论
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________、__________________。
②由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强:______________、______________。
氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
I.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹、酒精灯已省略)。按要求回答下列问题:
(1)按气流方向连接各仪器接口顺序是:a、
、
、
(2)写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是。
(3)反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中正极反应式是.
II.将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:
(1)检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是;
(2)某同学用实验制得的CuCl2·2H2O晶体配制0.1 mol·L-1的CuCl2溶液,在称量出CuCl2·2H2O晶体后,溶解该晶体的具体操作为
(3)溶液l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 e.Cu2(OH)2CO3
(4)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式: .
过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,漂白、消毒效果优于H2O2和过氧乙酸,某工业用过氧化尿素的部分参数列于下表。
分子式 |
外观 |
热分解温度 |
熔点 |
水溶性(20℃) |
CO(NH2)2·H2O2 |
白色晶体 |
45℃ |
75—85℃ |
500g·L—1 |
合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下:
请回答下列问题:
(1)写出合成过氧化尿素的化学方程式:。
(2)反应器里冷凝管中冷水从(填“上”或“下”)口流入;反应器的加热方式是。
①直接加热;②水浴加热;③蒸气浴加热;④冰浴
(3)搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是,
(4)从母液中分离出H2O2和尿素,采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法,其原因是。
(5)活性氧含量的高低直接决定产品的质量,合格产品中活性氧的含量≥16%(相当于其中含H2O234%)。为了确定所得产品合格与否,质检员称取干燥样品2.000g,溶解于水,在250mL容量瓶中定容,准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中,加入1mL 6mol/LH2SO4,然后用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定样品中的H2O2(KMnO4溶液不与尿素反应),至滴入最后一滴时,溶液显浅红色且半分钟内不褪色,三次滴定平均消耗KMnO4溶液6.000mL:
完成并配平下列化学方程式:
MnO4—+H2O2+H+=Mn2++H2O+
②KMnO4溶液应盛放在滴定管中,若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的活性氧含量(填“偏高”、“偏低”或“不变”);
③根据滴定结果确定产品质量(填“合格”或“不合格”),活性氧的质量分数为。
)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。
实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
AlCl3 |
FeCl3 |
沸点/℃ |
57.7 |
- |
315 |
熔点/℃ |
-70.0 |
- |
- |
升华温度/℃ |
- |
180 |
300 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是。
(2)装置C中的试剂是; D、E间导管短且粗的原因是。
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3:。
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3mol/LH2SO4、1mol/LNaOH、0.01mol/LKMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号 |
操作 |
可能出现的现象 |
结论 |
① |
向a试管中滴加几滴溶液 |
若溶液褪色 |
则假设1成立 |
若溶液不褪色 |
则假设2或3成立 |
||
② |
向b试管中滴加几滴溶液 |
若溶液褪色 |
则假设1或3成立 |
若溶液不褪色 |
假设2成立 |
||
③ |
向c试管中滴加几滴溶液 |
假设3成立 |
(13分)某研究性学习小组欲探究Na2CO3溶液与MgCl2溶液反应产生白色沉淀的成分,小组成员做如下实验
(1)若按所得的结论分析,甲观察到的实验现象是___________________________。
(2)在探究沉淀物成分前,甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来,洗涤并干燥。同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净,请用简单的实验证明丙的观点。
(3)同学丁认为甲结论不合理,理由是Ksp(MgCO3)___Ksp [Mg(OH)2](选填“<”或“>”),所以沉淀物未必是MgCO3。经查阅资料得知:该白色沉淀的组成应为Mgx(OH)y(CO3)z·nH2O。为确定沉
淀物的具体组成,他设计下图装置进行实验(所有夹持装置已省略)。
(4)请将丁设计的实验步骤补充完整:
①检查装置气密性;
②先装入药品,并称量相关装置的质量,后连接各装置;
③________________________________________________________;
④停止加热,持续通入空气直至实验结束,再次称量步骤②中相关装置的质量。
(5)装置E中碱石灰的作用是_________________________________________________。
三次实验所得数据如下:(部分数据已换算为相应的物质的量)
(6)分析实验数据可知,第_________组出现误差较大的数据,应舍去。由实验数据计算
得该白色沉淀物的组成为___________(选填序号)。
a.Mg2(OH)2CO3·3H2O b.Mg(OH)2(CO3)2·3H2O
c.Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O d.Mg5(OH)4(CO3)3·2H2O