硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2 (该反应△H>0)
某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O实验装置图如下。
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若 ,则整个装置气密性良好。装置D的作用是____________。装置E中为___________溶液。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________。
(3)①装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。
a.酸性高锰酸钾溶液 b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变C中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是 、 。(写出两条)
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有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)
(5)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3固体配成溶液,加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=_________mol·L-1。(只列出算式,不作运算)
(已知:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O 2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律,探究NO2、NO与Na2O2反应的情况,提出假设并进行相关实验。
I.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性,于是提出如下假设:
假设1:Na2O2氧化NO2;假设2:NO2氧化Na2O2。
(1)甲同学设计如图装置进行实验:
①试管A中反应的离子方程式是___________。
②待试管B中充满红棕色气体,关闭旋塞a和b;取下试管B,向其中加入适量Na2O2粉末,塞上塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃。
③仪器C兼有防倒吸的作用,仪器C的名称为__________。
结论:甲同学认为假设2正确。
(2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷,为达到实验目的,在A、B之间应增加一个装置,该装置的作用是______________。乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失;带火星的木条未复燃,得出结论:假设正确。则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_________________。
II.该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应,应该更易被Na2O2氧化。
查阅资料:2NO+Na2O2=2NaNO2;2NaNO2+2HCl=2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O
酸性条件下,NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
(3)丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①在反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,目的是____________________。
②B中观察到的主要现象的是_________(填字母编号)。
a.铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色
b.有红棕色气泡产生
c.有无色气泡产生
③C、E中所盛装的试剂不能是______(填字母编号)。
a.无水硫酸铜b.无水氯化钙
c.碱石灰 d.生石灰
④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
⑤充分反应后,检验D装置中产物的方法是:取D装置中产物少许,______________,则产物是NaNO2。
溴化钙是一种溴化物,用于石油钻井,也用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等。制备CaBr2·2H2O的主要流程如下:
(1)与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是 。
(2)滤渣的成分可能是 。
(3)试剂M是 ,加入M的目的是 。
(4)操作Ⅱ的步骤为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。
(5)将氨气通入石灰乳,加入溴,于65℃进行反应也可制得溴化钙,此反应中还会生成一种无色气体,写出反应的化学方程式 。
(6)制得的CaBr2·2H2O可以通过以下方法测定纯度:称取5.00g样品溶于水,滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、烘干、冷却,称量。得到2.00g固体,则CaBr2·2H2O的质量分数为 。
【改编】钛被称为“二十一世纪金属”,工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下:
已知:TiOSO4遇水会水解。
请回答下列问题:
(1)过滤操作的主要玻璃仪器有烧杯 。
(2)操作I的实验步骤为:_________________,过滤。副产品主要成分的化学式为 。
(3)加入过量铁粉的作用是:① ;② 。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释将TiO2+转化为H2TiO3的原理________________。
(5)已知钛的还原性介于铝与锌之间,估计钛能耐腐蚀的原因之一是___________。如果可从Na、Zn、Fe三种金属中选一种金属代替流程中的镁,那么该金属跟四氯化钛反应的化学方程式是_______。
(6)电解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池,其阴极反应的电极反应式是________________。
实验室测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数W(Na2CO3),称取此混合物5.0g,溶于水中,配成250 mL溶液。
方案一:沉淀法。利用化学反应把HCO3—、CO32—完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中ω(Na2CO3)。
(1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中,滴加足量沉淀剂,把溶液中HCO3—、CO32—完全转化为沉淀,应选用的试剂是 (填编号)。
A.CaCl2溶液 | B.MgSO4溶液 | C.NaCl溶液 | D.Ba(OH)2溶液 |
(2)过滤,提取沉淀,则过滤操作所需要的玻璃仪器除烧杯外,还有 。
(3)将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为mg,由此可以计算(Na2CO3)。如果此步中,沉淀未干燥充分就称量,则测得ω(Na2CO3) (填“偏大”、“偏小"或“无影响")。
方案二:量气法。量取10.00 mL配制好的溶液与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃、1.01×105 Pa)的体积,由此计算混合物中W(Na2CO3)。
(1)装置中导管a的作用是 。
若撤去导管a,使测得气体体积 (“偏大”,“偏小”或“无影响”)
(2)反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意:
① ,② ,③眼睛视线与液面最低处相平。
(3)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生CO2的体积为 ml。
方案三:滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液加入锥形瓶中,滴加2滴酚酞试剂,摇匀,用0.2000 mol/L的盐酸滴定到终点(已知终点时反应H++CO32—=HCO3—恰好完全)。重复此操作2次,消耗盐酸的体积平均值为20.00 mL。
(1)量取25.00 mL配制好的溶液,应选择 仪器来完成。
(2)判断滴定终点的依据是 。
(3)此法测得ω(Na2CO3)= %。
氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用如下方法制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0
(1)实验室通常采用图1装置制取氨气,你所选择的试剂是 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图2所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是 。液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法 (填操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干
b.高压加热烘干
c.真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图3所示。能否将浓H2SO4改为稀H2SO4 (填“能”或“否”),理由是 。
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为2.000 g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为_______。