(15分)ClO2气体是一种常用的消毒剂,依据该反应制得
2KClO3+H2C2O4+2H2SO42ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O。
I、已知:二氧化氯(ClO2)的熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。ClO2可以看做是亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取及收集ClO2。(夹持仪器已省略)。回答下列问题:
(1)B必须添加温度控制装置,应补充的装置是__________________。
(2)C装置中反应后生成的主要物质是Na2CO3、NaClO2、和___________。
(3)消毒水时,ClO2还可将Fe2+、Mn2+转化成Fe(OH)3、MnO2难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明C1O2具有________________性。
II、为测定所得溶液中ClO2的含量,进行下列实验:准确量取ClO2溶液10 mL,稀释成100 mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,反应原理:2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O, 2Na2S2O3 + I2 =Na2S4O6 + 2 NaI,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
(4)滴定过程中至少须进行两次平行测定的原因是__________________________________。
(5)原ClO2溶液的浓度为____________ g / L(用含字母的代数式表示)。
为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
(1)步骤②中应加入的试剂是溶液,判断此试剂已加过量的方法是。
(2)步骤④中应加入的试剂是溶液,第④步中相关的离子方程式是。
(3)若将第⑤步和第⑥步颠倒,会对实验结果产生影响,其原因是。
实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表。
化合物 |
相对分子质量 |
密度/g·cm-3 |
沸点/℃ |
溶解度/100g水 |
正丁醇 |
74 |
0.80 |
118.0 |
9 |
冰醋酸 |
60 |
1.045 |
118.1 |
互溶 |
乙酸正丁酯 |
116 |
0.882 |
126.1 |
0.7 |
请回答有关问题。
Ⅰ.乙酸正丁酯粗产品的制备
在A中加入11.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸,再加3~4滴浓硫酸,混合均匀,投入沸石。如图所示安装分水器、温度计及回流冷凝管,并在分水器中预先加水至略低于支管口,加热回流,反应一段时间将水逐渐分去,至反应完毕。
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________________________。有同学拟通过某种方法鉴定所得产物中是否含有杂质,可采用确定。
a.红外光谱法 b.1H核磁共振谱法 c.质谱法
(2)“反应中利用分水器将水分去”该操作的目的是:。
(3)反应时加热有利于提高酯的产率,但温度过高酯的产率反而降低,其可能的原因是。
(4)可根据现象来判断反应完毕。
Ⅱ.乙酸正丁酯粗产品的精制
(5)将仪器A中的液体转入分液漏斗中,用分液法可分离上述有机层和水层,分液完成后,取出有机层的操作是。
(6)再用10ml 10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是。
(7)将干燥后的产品蒸馏收集乙酸正丁酯产品时,应将温度控制在左右。
(本题共12分)
下图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热,然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶,当三氧化二铬保持红热状态时,移去酒精灯。根据题意回答:
1.硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为。
当三氧化二铬红热时,要移去酒精灯,原因是:。
2.圆底烧瓶里的实验现象是,鼓入空气的作用是。
3.实验过程中,如果慢慢地鼓入空气,石蕊溶液的颜色。
4.实验结束后,在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体,写出生成该晶体的化学方程式:。
5.新制的三氧化二铬催化效果较好。实验室一般用加热分解(NH4)2Cr2O7的方法制三氧化二铬,反应的化学方程式为。
6.工业上要获得浓度较大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸,然后(填一种操作名称)。实验室里保存浓硝酸的方法是。
实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
(1)根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成_____________________;
根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成______________________;写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式。
(2)装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花,棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液,其作用是_________。
(3)实验完毕后,取少量乙试管中溶液于试管中加热,现象是;原因是。
某研究性学习小组的课题为“Mg—Cu硫酸原电池电解CuCl2溶液的研究”,他们的研究装置如下图所示(C1、C2均为碳棒),按要求填写下列空格。
(1)铜片上的现象是,该极的电极反应式为。
(2)C1极的名称为,C2极的电极反应式为。
(3)下列关于该装置中电子流向的叙述中正确的是。
A.从镁电极经导线流向C1极 | B.从C1极经导线流向镁电极 |
C.从铜电极经导线流向C2极 | D.从C2极经导线流向铜电极 |
(4)原电池中稀硫酸的体积为200 mL ,物质的量浓度为1.5 mol·L-1,当电解池中某碳棒上产生3.36 L(标准状况)气体时,求:
①有 个电子通过了电线(NA=6.02×1023)。
②此时原电池溶液中H+的物质的量浓度为 mol/L(不考虑溶液体积变化)。