以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
[研究课题]探究乙二酸的某些性质
[查阅资料]乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,草酸晶体的化学式为H2C2O4·2H2O;草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解;草酸蒸气在低温下可冷凝为固体;草酸钙不溶于水,草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
[提出猜想]
猜想一:乙二酸具有不稳定性
根据草酸晶体的组成,该小组同学猜想其受热分解产物为CO、CO2和H2O。
设计方案:
(1)请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置(草酸晶体分解装置略,连接导管略去)。
请回答下列问题:
①装置的连接顺序为:A→( )→D→( )→B→D。
②装置中碱石灰的作用是 。实验时,在点燃B处酒精灯之前,应进行的操作是 。检验产物中CO的实验现象是 。③整套装置存在不合理之处为 。
猜想二:乙二酸具有弱酸性
设计方案:
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是______(填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
(3)该小组同学将2.52 g草酸晶体M(H2C2O4·2H2O)=126g/mol加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应,使用pH计测定反应后溶液,结果呈酸性,则溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 。
猜想三:乙二酸具有还原性设计方案:
(4)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为 。
实验题:
I、下列方法适用于实验室中制备氨气的是____________________
A.固态氯化铵加热分解 B.向固体氢氧化钠中滴加浓氨水
C.氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 D.固体氯化铵与氢氧化钙固体混合加热
II、为了在实验室中利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如图所示的装置(图中夹持装置均已略去)。
实验操作如下:
①检查装置的气密性后,关闭弹簧夹A.B.C.D.e。在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量的稀硫酸。打开弹簧夹C.D.e,则A中有氢气产生。在F出口处收集到氢气并检验其纯度。
②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。
③用酒精灯加热反应管E,继续通入氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。
请回答下列问题:
(1)写出反应管E中发生反应的化学方程式_______________________________________
用方程式解释F中溶液变红的原因______________________________________________
(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象为____________________________,防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是___________________________,,C中气体的主要成分为.__________________________________________.
(3)为什么用酒精灯加热反应管E-段时间后再打开弹簧夹b____________________________
(4)为什么F装置不用防倒吸的装置_________________________________________________
(15分)某研究小组利用下图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。
实验步骤与现象如下:
①检查装置气密性,向A中加入5 mL浓硫酸,打开K,将铜丝伸入浓硫酸中,给A处加热,观察到B中品红溶液褪色,再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑,产生气泡,液面上方产生大量白雾,一段时间后溶液中有白色固体出现,拉出铜丝,停止加热。回答下列问题:
(1)溶液中白色固体是_______ (填化学式),C中CCl4的作用是______________。
(2)取出铜丝,用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中,铜丝变亮、溶液变蓝。写出A中可能发生反应的化学方程式:_____________________、_____________________。
(3)分离出C中的上层液体,滴加过量稀盐酸和BaCl2溶液,有白色沉淀产生。①分离的操作名称为:______________:②白色沉淀为:______________; ③产生白色沉淀的原因可能是___________________。
(16分) 在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,通入水蒸气,并加热,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式:。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯;原因是。
(5)干燥管中盛装是的物质是。
(6)试管中收集气体是H2 ,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行,
这一操作的目的是。
硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量,采用以下方案:
甲方案:如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验的准确度,其理由是。
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种:。
(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量 (填“偏高”、“偏低” 或“无影响”)。
乙方案:实验步骤如下面流程图所示:
(4)写出步骤②中反应的化学方程式。
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是。
(6)通过的尾气体积为VL已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为
(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案:将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液中,其余步骤与乙方案相同。
(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:。
为了测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成一氧化氮气体和二氧化氮气体的物质的量之比(用m表示),请从下图中选用合适的实验装置,设计一个合理而简单的实验,用于测定m的值。(不考虑二氧化氮转化为四氧化二氮)其中E装置为量气管,由甲、乙两根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量水,甲管有刻度(0~50mL),供量气用,乙管可上下移动,用来调节液面高低。回答下列问题:
(1)装置的连接顺序是。(填各接口的编号)。
(2)连接好装置并检查气密性后,应打开通入氮气;然后打开____,从乙管注水至充满甲、乙两管,关上a、b。通入氮气的原因是。
(3)实验后,若量气管中气体的体积为VmL(已换算成标准状况下),要测定m的值,还要将___中的溶液做________实验,假设测得其中溶质物质的量为n,用含V和n的式子表示:m=(答案要求化简)。
(4)下列操作中能造成m值偏小的是_。
A.反应前E中甲管所装水里气泡没赶尽,而最后读数时气泡消失 |
B.实验后未冷却至室温即开始读数 |
C.实验前没有先通入足量的氮气 |
D.实验过程中,E装置乙管的水溢出 |