(共14分)某同学设计如下实验装置探究硫酸与金属、非金属的反应、验证其产物,并探究随着反应的进行,硫酸性质发生的变化。根据实验要求回答相关问题:
F装置用于检验二氧化碳。供选择的试剂有:只含碳的生铁、18 mol·L-1的硫酸、品红溶液、无水硫酸铜粉未、酸性高锰酸钾溶液、氧化铜、澄清的石灰水、碱石灰。(供选择的试剂可重复使用)
(1)打开分液漏斗的活塞,A装置中发生的反应6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+6H2O↑+3SO2↑和 (用化学方程式表示),随反应的进行,硫酸的浓度变稀,又发生反应 (用化学方程式表示)。
(2)B装置中的试剂是 。
(3)E装置中的作用是 。
(4)G装置中的试剂是 ,现象是 。
(5)从安全角度考虑,应后点燃 的酒精灯(填“A”或“G”)。你认为本实验尾气是否需要处理? (填“是”或“否”),如需处理,具体方案是 。
在无机化工中,硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是制取其它铁系化合物的原料,如制取氧化伯系颜料、磁性材料和黄血盐等。某化学兴趣小组设计如下实验方案,探究(NH4)2Fe(SO4)2完全分解的产物。
已知:①隔绝空气受热完全分解是氧化还原反应。
②98%浓硫酸能顺利吸收SO3。
Ⅰ.甲同学根据以下流程探究分解的部分产物,试回答下列问题:
(1)B装置预期的现象是_____;C装置的作用可能是______,D装置可以检验分解产物中是否含有_____。
(2)加热前先通一会儿N2,再关闭气阀,其目的是_______。
Ⅱ.乙同学猜想(NH4)2Fe(SO4)2分解时可能生成了SO3,为了验证他的猜想,小组同学又提供了如右图装置,试回答下列问题:
(3)不能选择E和F装置的原因是________。
(4)加热装置A与G、H连接并进行实验,请你提出需要改进的方案________。
(5)已知饱和SO2水溶液中c(SO32-)=6.0×10-8mol•L-1,Ksp(BaSO3)=5.4×10-7。通过计算判断在1.0mol•L-1的BaCl2溶液中,通入足量纯净的SO2能否生成BaSO3沉淀?
(6)当G中出现大量白色沉淀时,并不能说明A中生成了SO3,理由是_______;为了进一步证明是否有SO3生成,请你补充实验方案(不要求写具体的操作过程)_________。
海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的流程图如下。
(1)粗盐中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—及泥沙等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④调节溶液的pH等于7;⑤溶解;⑥过滤; ⑦蒸发。正确的操作顺序是 (填写序号字母)。
A.⑤①③②④⑥⑦ | B.⑤①②③⑥④⑦ |
C.⑤③①②⑥④⑦ | D.⑤③②①⑥④⑦ |
(2)NaCl做原料可以得到多种产品。
①工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是:将金属钠迅速升温至熔化,并控制温度在300–400℃,通入经处理过的空气可制得过氧化钠,处理空气的目的是 。工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠,你认为可能含有的杂质是 (填化学式)。
② 实验室用惰性电极电解100 mL0.1 mol/LNaCl溶液,若阴阳两极均得到112 mL气体(标准状况),则所得溶液的pH为(常温下) (忽略反应前后溶液的体积变化)。
③ 电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式: 。
(3)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源,经转化后可获得MgCl2粗产品。
① 粗产品的溶液中含有Na+、Fe2+、Fe3+和Mn2+,需将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去。因此先向溶液中加入一种上述(1)中得到的物质NaClO,然后控制溶液的pH为 。
② 由MgCl2·6H2O晶体制备无水MgCl2的方法是 。
某小组同学为了探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。
实验记录如下:
实验操作 |
实验现象 |
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I |
打开活塞a,滴加氯水,关闭活塞a |
A中溶液变为红棕色。 |
II |
吹入热空气 |
A中红棕色明显变浅;B中有气泡,产生大量白色沉淀,混合液颜色无明显变化。 |
III |
停止吹入空气,打开活塞b,逐滴加入H2O2溶液 |
开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色。 |
请回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式是 。
(2)实验操作II吹入热空气的目的是 。
(3)装置C的作用是 ,C中盛放的药品是 。
(4)实验操作III,混合液逐渐变成红棕色,其对应的离子方程式 。
(5)由上述实验得出的结论是 。
(6)实验反思:①有同学认为实验操作II吹入的热空气,会干扰(5)中结论的得出,你认为是否干扰,理由是 。
②实验操作III,开始时颜色无明显变化的原因是(写出一条即可): 。
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视。
⑴目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
②该反应的平衡常数表达式为__________________。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
⑵在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2 CO2=2 CO+O2,CO可用作燃料。
已知该反应的阳极反应为:4OH――4e―=O2↑+2H2O
则阴极反应式为:________________________________。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:__________________________________________。
氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料,其制取原理为:
Al2O3+3C+N22AlN+3CO。在制取氮化铝时由于反应不完全,产品中有氧化铝和碳。
为了分析某AlN样品的组成,某实验小组进行了如下探究。
【实验1】测定样品中氮元素的质量分数。
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).
已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
(1)如图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.然后______,
打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,缓缓通入氮气一段时间,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_______________________。
【实验2】按以下步骤测定样品中铝元素的质量分数。
(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为___________________。
(5)操作③需要的玻璃仪器有__________________________。
(6)A1元素的质量分数为________(用m1、m2表示)。
【实验3】测定样品中碳元素的质量分数。
称取10.00g样品置于反应器中,通往2.24LO2,在高温下充分反应后得到3.36L气体(AlN不跟O2反应),测得其密度为1.61g•L-1(体积及密度均已换算成标准状况)。
(7)计算该样品中碳元素的质量分数_____________。