某校课外小组为测定某碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数,甲、乙两组同学分别进行了下列相关实验.
方案Ⅰ.甲组同学用沉淀分析法,按如下图所示的实验流程进行实验:
(1)实验时,过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为 .
(2)检验沉淀B已洗净操作是 .
(3)在整个实验过程中托盘天平至少使用 次.
(4)若实验中测得样品质量为m g,沉淀质量为n g,则碳酸钠的质量分数为____________.
方案Ⅱ.乙组同学的主要实验按如下图所示装置进行实验:
(5)该实验中装置B盛放的物质是__________,分液漏斗中 (填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验.
(6)在C中装碱石灰来吸收净化后的气体.
①样品中碳酸钠的质量分数越大,则实验中吸收净化后气体的干燥管在充分吸收气体前后的质量差____________________(填“越大”、“越小”或“不变化”)
②D装置的作用是_________________.
(7)有的同学认为为了减少实验误差,在反应前后都要通入N2(如图),反应后通入N2的目的是_____________________.
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2=" Fe" +2Li2S,正极反应式是 。
(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+ 3O2 (g)=2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)=-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。
某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式: 。
(2)写出试剂Y的名称: 。
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯元素的盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和 ;
假设2:存在三种成分:NaHCO3和 、 。
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取C中少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。 |
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步骤2:______________ |
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步骤3:向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液,再滴加AgNO3溶液。 |
若溶液变浑浊,结合步骤2中①,则假设1成立,结合步骤2中②,则假设2成立。 |
(4)已知C中有0.1mol Cl2参加反应。若假设l成立,可推知C中反应化学方程式为:
某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO,其实验流程图如下:
(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从如图装置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为__________________________mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为_________________________mL。
(2)测定NO的体积
①从如图所示的装置中,你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是_______。
②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是______________(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置___________(填“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中____________(填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是_____________。
我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl ;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列问题:
(1)氨气、二氧化碳与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是 (填字母标号)。
a.碳酸氢钠难溶于水
b.碳酸氢钠受热易分解
c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验。
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
试回答下列有关问题:(Ⅰ)乙装置中的试剂是 ;
(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是 ;
(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3晶体的操作是 (填分离操作的名称)。
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。
(Ⅰ)实验时,须先从 管通入 气体,再从 管中通入 气体;
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是 ;
(1)已知Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验一如下(所取溶液体积均为10 mL):
实验编号 |
实验温度/℃ |
c(Na2S2O3)/ (mol·L-1) |
c(H2SO4)/ (mol·L-1) |
① |
25 |
0.1 |
0.1 |
② |
25 |
0.2 |
0.1 |
③ |
25 |
0.1 |
0.2 |
④ |
50 |
0.2 |
0.1 |
⑤ |
50 |
0.1 |
0.1 |
其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验____________(填实验编号);若同时选择实验①、实验②、实验③,测定混合液变浑浊的时间,可探究______________对化学反应速率的影响。
(2)在一定温度下,若将4a mol H2和2a mol N2放入V L的密闭容器中,5 min后测得N2的转化率为50%,则该段时间用H2表示的反应速率为______________________
实验二:已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在开始一段时间内,反应速率较小,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显增大。
(3)针对上述现象,某同学认为该反应放热,导致溶液温度上升,反应速率增大。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______________________的影响。
(4)若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外,可以在反应一开始时加入______________(填字母序号)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.氯化锰 D.水