某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应____________________________________________________________;
化合反应____________________________________________________________。
(2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+。该反应的离子方程式是 。
(3)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:
①铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用 ,灼烧后的坩埚应放在 上,不能直接放在桌面上。
实验所用仪器:
a 蒸发皿
b 石棉网
c 泥三角
d 表面皿
e 坩埚钳
f 试管夹
②由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是: 、 。
半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷(PCl3)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如下图所示:(部分夹持装置略去)
已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5,PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HCl。遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
PCl3 |
-112 |
75.5 |
POCl3 |
2 |
105.3 |
请回答下列问题:
(1)A装置中制氯气的离子方程式为。
(2)B中所装试剂是,E中冷水的作用是F中碱石灰的作用是_____。
(3)实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用。
(4)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后.通过_____(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。
(5)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250 mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00 mL 0.1000 mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3,溶液滴定
④重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3,溶液8.40ml
已知:H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为_______。
工业磷酸一铵(NH4 H2PO4)是一种很好的阻燃、灭火剂,广泛用于木材、纸张、织物的阻燃,纤维加工和染料工业的分散剂等。下图是实验室用磷矿石(主要成分Ca5F(PO4)3及制H2SO4的废气,模拟 工业湿法制备磷酸并用于制备干燥磷酸一铵的工艺流程:
已知:磷酸二氢盐的溶解性类似于硝酸盐,磷酸一氢盐和磷酸正盐的溶解性类似于碳酸盐。
(1)将下列物质加入气体Y的水溶液中,不能发生反应的是(填编号)。
A.SiO2 | B.稀盐酸 | C.NaOH溶液 | D.Na2 SiO3溶液 |
(2)写出溶液x中发生的主要反应的化学方程式是_______
(3)操作l用到的玻璃仪器有_______
(4)系列操作为:蒸发浓缩、_____、过滤、______
(5)通人NH3时,要控制到合适的pH,理由是_________
(6)为测量产品中磷酸一铵的纯度,进行下列实验:称取6.0 g样品,将样品用足量的水溶解后,滴加过量的Ba(OH)2溶液(假设其它杂质不与Ba(OH)2反应);过滤、洗涤、干燥,称量固体的质量为15.0 g.试计算样品的纯度(计算结果保留一位小数)。
氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中 AlN的含量,某实验小组设计了如下两种实验方案。
已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
(1)上图C装置中球形干燥管的作用是。
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先___________,再加入实验药品。接下来的实验操作是,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是。
(3)若去掉装置B,则导致测定结果(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见。
【方案2】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:
(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为___________________。
(5)步骤③的操作是。A1N的纯度是(用m1、m2表示)。
【实验化学】硫酸锌是一种重要的工业原料。在实验室从粗锌(含有少量的铅)与稀硫酸反应后的废液中提取硫酸锌的主要操作步骤如下:
步骤1:将废液过滤,调节滤液的pH约为2,过滤,将滤液加热浓缩,制得较高温度下的饱和溶液,冷却结晶得到粗制晶体。
步骤2:①在烧杯中用蒸馏水溶解步骤1得到的晶体,滴加少量稀硫酸,水浴加热至晶体全部溶解。
②停止加热,让其自然冷却、结晶。
③抽滤,用少量无水乙醇洗涤晶体1~2次,得精制晶体。
(1)废液中含有的不溶性杂质是________。
(2)步骤1中调节滤液pH约为2,可加入的物质是________(填字母)。
a.NH3·H2Ob.ZnOc.ZnCO3d.NaOH
(3)步骤1中对滤液加热浓缩时,当________时,停止加热。
(4)步骤2中滴加少量稀硫酸的目的是____。
(5)抽滤装置如图所示,仪器B的名称是________。仪器C的作用是____________。
(6)用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是________。
(15分)CaO2难溶于水,溶于酸生成过氧化氢,在医药上用作杀菌剂、防腐剂等。
Ⅰ.CaO2制备原理:Ca(OH)2(s)+H2O2(aq)=CaO2(s)+2H2O(l);ΔH<0
不同浓度的H2O2对反应生成CaO2产率的影响如下表:
H2O2/% |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
CaO2/% |
62.40 |
63.10 |
63.20 |
64.54 |
62.42 |
60.40 |
(1)分析题给信息,解释H2O2浓度大于20%后CaO2产率反而减小的原因:____。
Ⅱ.过氧化钙中常含有CaO杂质,实验室可按以下步骤测定CaO2含量。
步骤1:准确称取0.04~0.05 g过氧化钙样品,置于250 mL的锥形瓶中;
步骤2:分别加入30 mL蒸馏水和2 mL盐酸(3 mol·L-1),振荡使之溶解;
步骤3:向锥形瓶中加入5 mL KI溶液(100 g·L-1);
步骤4:用硫代硫酸钠标准溶液滴定,至溶液呈浅黄色,然后________,用硫代硫酸钠标准溶液继续滴定,________,记录数据;
步骤5:平行测定3次,计算试样中CaO2的质量分数。滴定时发生的反应为2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
(2)过氧化钙溶解时选用盐酸而不选用硫酸溶液的原因是____。
(3)加入KI溶液后发生反应的离子方程式为____。
(4)请补充完整实验步骤4中的内容:____________;____________。
Ⅲ.测定含有CaO杂质的CaO2含量的实验方法较多,某同学设计了仅用稀盐酸一种药品(仪器可任选)较为准确地测出CaO2含量的实验,请你帮该同学列出所需仪器清单(实验用品和用于固定的或连接的仪器可不写)。
(5)仪器:________________________。