(17分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案。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)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见 。
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。
(4)导管a的主要作用是 。
(5)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是 (填选项序号)。
a.CCl4 b.H2O c.NH4Cl溶液 d.
(6)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则A1N的质量分数是 (用含m、V的数学表达式表示)。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:
(7)步骤②生成沉淀的离子方程式为 。
(8)若在步骤③中未洗涤,测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为:
Na2SO3(s)+ H2SO4(85%)=Na2SO4 + SO2↑+ H2O
根据实验需要,应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A~E装置中选择最适合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是、、。
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中,首先应采取的操作是。
(3)有一小组在实验中发现,SO2气体产生缓慢,以致后续实验现象不明显,但又不存在气密性问题,请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(写2点)。
①原因,验证方法
②原因,验证方法
(4)将SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式
(5)用amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,测得装置Ⅲ增重了bg,则实验中SO2的转化率为%(用含a、b的代数式填写)
磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
(1)磷元素的原子结构示意图是____________。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1500℃生成白磷,反应为:2Ca3(PO4)2+6SiO2===6CaSiO3+P4O1010C+P4O10===P4+10CO
每生成1 mol P4时,就有________mol电子发生转移。
(3)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液,使维生素C完全氧化,剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定,可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为:
C6H8O6+I2===C6H6O6+2H++2I- 2S2O32-+I2===S4O62-+2I-
在一定体积的某维生素C溶液中加入a mol·L-1 I2溶液V1 mL,充分反应后,用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗b mol·L-1 Na2S2O3溶液V2 mL。该溶液中维生素C的物质的量是__________mol。
(4)在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应:
2IO3-+5SO32-+2H+===I2+5SO42-+H2O
生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示:
0.01mol·L-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL |
0.01mol·L-1 Na2SO3溶液的体积/mL |
H2O的体积/mL |
实验温度 /℃ |
溶液出现蓝色时所需时间/s |
|
实验1 |
5 |
V1 |
35 |
25 |
|
实验2 |
5 |
5 |
40 |
25 |
|
实验3 |
5 |
5 |
V2 |
0 |
该实验的目的是______________________________________________;表中V2=___________mL
II、稀土元素是宝贵的战略资源,我国的蕴藏量居世界首位。
(5)铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解,无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是
(5分)在实验室我们可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。完成下列问题:
(1)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是:__________________________。
(2)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止______________________。
(3)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是____________。
(4)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号) _________________。
①单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol水
②单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol乙酸
③单位时间里,消耗1 mol乙醇,同时消耗1 mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等⑤混合物中各物质的浓度相等
根据要求完成下列各小题实验目的。
(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。
(已知酸性:亚硫酸>碳酸)
① 连接仪器、、加药品后,
打开a关闭b,然后滴入浓硫酸,加热。
② 铜与浓硫酸反应的化学方程式是。
装置A中试剂是。③ 能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
① 在(1)①操作后打开b,关闭a。② H2S溶液中有浅黄色浑浊出现,化学方程式
是___________________________。
③ BaCl2溶液中无明显现象,将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式___________________________。
食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳
①欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为_______ __(只填化学式)。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为_________。
(2)用提纯的NaCl配制500 mL4.00 mol·L-1NaCl溶液,所用仪器除天平、药匙、玻璃棒外还有________(填仪器名称)。
(3) 电解饱和食盐水的装置如图所示,
若收集的H2为2 L,
则同样条件下收集的Cl2______(填“>”、“=”或“<”)2 L,原因是__________。装置改进后,可用于制备NaOH溶液,若测定溶液中NaOH的浓度,常用的方法是_____________。
(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置_______(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置_________(填代号)。
可选用制备气体的装置: