(14分)氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
(1)某课外学习小组欲制备少量NO气体,写出铁粉与足量稀硝酸反应制备NO的离子方程式 。
(2)LiFePO4是一种新型动力锂电池的电极材料。
①下图为某LiFePO4电池充、放电时正极局部放大示意图,写出该电池放电时正极反应方程式 。
②将LiOH、FePO4·2H2O(米白色固体)与还原剂葡萄糖按一定计量数混合,在N2中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO4。焙烧过程中N2的作用是 ;实验室中以Fe3+为原料制得的FePO4·2H2O有时显红褐色,FePO4·2H2O中混有的杂质可能为 。
(3)磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是用于造渣(CaSiO3),焦炭的作用是 。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗,根据步骤Ⅱ可判断,1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 。
③步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO4)2外可能的产物还有 。
利用甲烷与氯气发生取代反应的副产品生产盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,所设计的装置如下图所示:
(1)A中制取C12反应的化学方程式是_____________________________。
(2)D装置中的石棉上吸附着潮湿的KI粉末,其作用是_________________________。
(3)E装置的作用是______________(填序号)。
A.收集气体 B.吸收氯气 C.吸收氯化氢
(4)E装置中除了有盐酸生成外,还含有有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法是______________。
(5)将l mol CH4与C12发生取代,测得4种有机取代物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是______________。
利用下图装置验证同主族元素非金属性的变化规律。
(1)若要证明非金属性:C1>I,A中加浓盐酸,B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气),C中加淀粉碘化钾溶液,观察到C溶液中的现象是_________,即可证明。可用_________溶液吸收尾气。
(2)若要证明非金属性:C>Si,则在A中加盐酸,B中加CaCO3,C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象是__________,即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性,应用_________溶液除去。
Ⅰ. 实验室制得气体中常含有杂质,影响其性质检验。
下图A为除杂装置,B为性质检验装置,完成下列表格:
序号 |
气体 |
反应原理 |
A中试剂 |
① |
乙烯 |
溴乙烷和NaOH的醇溶液加热 |
______________ |
② |
乙烯 |
无水乙醇在浓硫酸的作用下加热至170℃反应的化学方程式是________________________ |
NaOH溶液 |
③ |
乙炔 |
电石与饱和食盐水反应 |
_______________ |
Ⅱ. 为探究乙酸乙酯的水解情况,某同学取大小相同的3支试管,分别加入以下溶液,充分振荡,放在同一水浴加热相同时间,观察到如下现象。
试管编号 |
① |
② |
③ |
实验操作 |
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实验现象 |
酯层变薄 |
酯层消失 |
酯层基本不变 |
(1)试管①中反应的化学方程式是________________________;
(2)对比试管①和试管③的实验现象,稀H2SO4的作用是________________________;
(3)试用化学平衡移动原理解释试管②中酯层消失的原因_______________________。
某研究性学习小组同学向Fe(NO3)3溶液中滴加淀粉KI溶液后,溶液呈蓝色。他们对Fe(NO3)3溶液中将I-氧化的氧化剂进行了如下探究:
【实验】分别向FeCl3溶液和HNO3溶液中滴加淀粉KI溶液后,发现溶液均显蓝色。
(1)FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为。
(2)KI与HNO3反应的离子方程式为I-+H++NO3-→NO↑+I2+H2O(未配平),反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
【提出假设】假设1:氧化剂只有Fe3+假设2:氧化剂只有NO3-(H+)
【设计实验方案,验证假设】
(3)请设计实验验证上述假设
供选试剂:0.2mol•L-1的Fe(NO3)3溶液、0.2mol•L-1的KI溶液、0.01mol•L-1的KMnO4酸性溶液、0.01mol•L-1的KSCN溶液、CCl4溶液、淀粉溶液。(提示:NO3-在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)
实验步骤 |
预期现象和结论 |
①取5ml0.2mol•L-1的Fe(NO3)3溶液和5ml0.2mol•L-1的KI溶液,充分反应后加入5ml CCl4溶液,振荡静置,取上层溶液,分置于A、B两支试管中 |
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② ③ |
若溶液不变红色,则假设1成立,否则假设1不成立; 若溶液显紫色,则假设2成立,否则假设2不成立 |
【思考与交流】(4)若Fe(NO3)3与KI反应的过程中,Fe3+和NO3-(H+)均参与氧化I-,则上述实验中步骤②和③的预期现象分别是什么?。
现有一试管NO2,某同学设计如下表实验,以尽可能多地使NO2被水吸收。
⑴请完成下表:
实验步骤 |
实验现象 |
解释(用化学方程式表示) |
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① |
将充满NO2的倒立在盛有水的水槽中,拨去橡皮塞,轻轻晃动试管。 |
试管内气体由 色逐渐变为无色,液面上升至试管高度的 (离管口)处。 |
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② |
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③ |
重复步骤②的操作数次,直至液体充满整个试管。 |
试管内充满无色液体。 |
总反应方程式: |
⑵在下面方框中画出此实验的装置简图。