(17分)化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:
I.图A为教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为图B装置比A要好,则冷却水应从_____________口进入;乙同学认为图C装置效果更好,理由是__________________。
Ⅱ.“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂。已知:摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。某学习小组欲探究其分解产物。
(1)【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
A.F2O3 SO2 NH3 H2O B.FeO SO3 NH3 H2O
C.FeO SO2 NH3 H2O D.F2O3 SO3 SO2 NH3 H2O
根据所学知识,可确定______________不成立(填序号)
(2)【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和__________溶液检验出“摩尔盐”中的三种离子;取一定量的“摩尔盐”配成溶液,取少量溶液置于试管中,向其中滴加____________(填试剂名称和实验现象),则“摩尔盐”未因氧化而变质。
(3)【实验探究】为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。
①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中,加热至分解完全后打开K,再通入N2,目的是_________。
②实验中观察到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____________。
③实验验证取A中残留物少许加入稀硫酸溶解,再滴入KMnO4稀溶液,不褪色证明产物不含_______________。
(4)【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思,上述猜想中一定正确的是_________(填序号)。
研究性学习的本质在于,让学生亲历知识产生与形成的过程。我校某化学研究性学习小组欲以CO2为主要原料,采用下图所示装置模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3,并对CO2与NaOH的反应进行探究.
【资料获悉】“侯氏制碱法”原理:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,然后再将NaHCO3灼烧制成Na2CO3.
【实验设计】如图1所示
【实验探究】
(1)装置乙的作用是 .
(2)若在NaHCO3灼烧中时间较短,NaHCO3将分解不完全.取经短暂加热的NaHCO3样品29.6g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌.随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图2所示.则曲线b对应的溶液中的离子是 (填离子符号);该样品中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比是 。
(3)若将装置甲产生的纯净的CO21.68L(标准状况下)缓慢地全部通入到100mL NaOH溶液中,充分反应后,将溶液低温蒸干,得到不含结晶水的固体W,其质量为7.4g,则W的成分为 (填化学式),原NaOH溶液的物质的量浓度为 。
研究性学习是综合实践活动重要的组成部分,注重培养学生的问题意识。某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气,进行了下述实验,请参与探究并回答相关问题。
[实验目的]验证臭氧的氧化性强于氧气。
[实验原理]2KI+O3+H2O===2KOH+I2+O2,淀粉溶液遇单质碘变蓝色。
[实验用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计。
[实验步骤]
①取a溶液与碘化钾溶液混合。
②取两片用滤纸剪成的纸条,在a和碘化钾的混合液中湿润后分别置于两块洁净的玻璃片上。
③将一块玻璃片(Ⅰ)置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧。将另一块玻璃片(Ⅱ)置于可控温度的温箱里,尽量地使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等。
④观察现象并进行记录:
时间/min |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
90 |
120 |
|
滤纸的 颜色 变化 |
玻璃片(Ⅰ) 上的滤纸 |
白色 |
白色 |
灰色 |
浅蓝色 |
蓝色 |
蓝色 |
浅蓝色 |
玻璃片(Ⅱ) 上的滤纸 |
白色 |
白色 |
白色 |
白色 |
灰色 |
灰色 |
浅蓝色 |
请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识,回答下列问题。
(1)实验药品中的a溶液是________溶液。
(2)写出在臭氧消毒柜中产生O3的化学方程式:___________________________。
(3)整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是____________________。
(4)从实验数据记录可以得出的结论是________(填序号)。
A.空气中可能也有一定浓度的O3,所以实验数据不可靠,不能达到实验目的
B.氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C.O3的氧化性比O2强
D.O3不仅氧化I-的速率比氧气快,而且有漂白作用
(5)在O3氧化KI的反应中,若有24 g O3发生反应,则转移电子的数目为________。
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如图:
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质,请根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表1生成氢氧化物沉淀的pH |
表2化学试剂价格表 |
|||
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
试剂 |
价格(元/吨) |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
漂液(含25.2% NaClO) |
450 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
双氧水(含30% H2O2) |
2400 |
Mn(OH)2 |
8.3 |
9.8 |
烧碱(含98% NaOH) |
2100 |
Mg(OH)2 |
10.0 |
11.1 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) |
600 |
(1)在步骤②中加入的试剂X(从表2中选择)是___而不是双氧水,其原因是________________。
写出加入X发生反应的离子方程式_______________________________。
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是_______________________________。
(3)沉淀物A的成分为_____________,试剂Y(从表2中选择)应该是________。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是_______________________________。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物C必需在______(填仪器名称)中灼烧。
某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol/L NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体______g。
(2)配制0.50 mol/L NaOH溶液必须用到的仪器有:天平(带砝码)、烧杯、玻璃棒、__________和____________。
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如图所示。
(1)该图中有两处未画出,它们是烧杯上方的泡沫塑料盖和_________________。泡沫塑料的作用是 。
(2)写出该反应的热化学方程式(中和热ΔH= -57.3 kJ/mol):_______________________________。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
实验次数] |
起始温度t1/ oC] |
终止温度t2/ oC] |
温度差平均值(t2-t1)/ oC] |
||
H2SO4 |
NaOH |
平均值 |
|||
1 |
26.2 |
26.0 |
26.1 |
30.1 |
|
2 |
27.0 |
27.4 |
27.2 |
31.2 |
|
3 |
25.9 |
25.9 |
25.9 |
29.8 |
|
4 |
26.4 |
26.2 |
26.3 |
30.4 |
②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH=________ kJ/mol (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)____________。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
现有镁条、铝粉、铜片、氧化铝、氧化铁、氯酸钾及其它常用的实验用品和仪器,根据现有药品,请你设计简单实验验证铝、铁金属单质的还原性强弱。依据你设计的实验方案,回答下列问题:
(1)实验原理:___________________________________;(用化学方程式表示)
(2)实验中所需的化学仪器有_______________________________。
(3)实验探究:取少量反应所得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,_____________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是:______________(用离子方程式表示)。