“摩尔盐”[ (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O ] 是分析化学中的重要试剂。查阅文献得知:“摩尔盐”隔绝空气加热至500℃时可完全分解,但产物复杂。某学习小组欲探究其分解产物。
Ⅰ.【提出猜想】摩尔盐受热分解,小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
a.Fe2O3、SO3、NH3、H2O b.FeO、NH3、SO3、H2O
c.FeO、SO2、NH3、H2O d.Fe2O3、NH3、SO2、SO3、H2O
经认真分析,通过推理即可确定,猜想 不成立(填序号)。
Ⅱ.【实验探究】为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。
请回答下列问题:
(1)B装置的容器名称是 。
(2)取一定量“摩尔盐”置于加热管A中,加热至分解完后打开K,再通入N2,目的是 。
(3)观察到A中固体逐渐变为红棕色,B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为_________________________。
(4)待A中剩余固体冷却至室温后,取少量置于试管中,加入稀硫酸溶解,再滴几滴KSCN溶液,可以观察到的现象是 。
(5)乙同学设计实验验证A中残留物不含FeO,操作方法及实验现象是:取少量A中残留物放入试管中, 。
Ⅲ.【实验反思】
乙同学认为:装置B中产生白色沉淀不能证明分解产物中一定含SO3,原因是 。
某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO3)2,并探究其化学性质。
I.如图,用浓HNO3,和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。
(1)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式 。
(2)①装置中NaOH溶液的作用是 。
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体,实验操作步骤是蒸发浓缩、 、过滤。
③你认为此装置是否合理,并说明原因 。
如果不合理,同时在原装置上改进;如果合理,只需说明原因。
Ⅱ.为了探究Cu(NO3)2的热稳定性,探究小组按下图装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去)
【实验装置】
【实验操作及现象】往试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热,观察到试管中有红棕色气体生成,最终残留黑色粉末;用U型管除去红棕色气体,在集气瓶中收集到无色气体。
【解释与结论】
(3)①红棕色气体是 。
②根据现象判断Cu(NO3)2在加热条件下可以分解,其化学反应方程式为 。
Ⅲ.利用Cu(NO3)2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]。
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热,用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤、洗涤、干燥,得到样品。
【实验数据】反应温度对样品的影响
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
温度/℃ |
35 |
50 |
70 |
95 |
样品颜色 |
深蓝色 |
深蓝色 |
浅绿色 |
暗蓝色 |
样品中碱式碳酸铜 的质量分数/% |
90.9 |
92.7 |
x |
92.0 |
(4)滤液中可能含有CO32—,写出检验CO32—的方法 。
(5)95℃时,样品颜色发暗的原因:____ 。
(6)70C时,实验得到2.38 g样品,取此样品加热至分解完全(杂质不分解),得到1.76 g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 。
工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
(1)从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)_____________________________。
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的目的是______________________________。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后,LiOH溶液浓度增大的原因_____,b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+,试写出该电池放电时的正极反应:__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为__________________。
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________________。