(14分)实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示.回答下列问题:
(1)反应需在50℃~60℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是水浴加热,其优点是_____ ___和_____ ___;
(2)在配制混合酸时应将__________加入到________中去;
(3)该反应的化学方程式是________________________________;反应类型:
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是______ __.
(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:
①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④用10%NaOH溶液洗 ⑤水洗
正确的操作顺序是 。
A.①②③④⑤ | B.②④⑤③① | C.④②③①⑤ | D.②④①⑤③ |
如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题:
(1)该浓盐酸的物质的量浓度为__________mol·L-1。
(2)下列容量瓶的使用方法中,不正确的是____________
A.使用容量瓶前检验是否漏水
B.容量瓶用水洗净后,再用待配溶液洗涤
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加水至接近刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
D.配制溶液时,若试样是液体,用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,缓慢加水至刻度线1~2cm处,用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转多次,摇匀。
(3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制480 mL物质的量浓度为0.200 mol·L-1的稀盐酸。
① 该学生需要用量筒量取________mL上述浓盐酸进行配制。
② 在配制过程中,下列实验操作会使所配制的稀盐酸的物质的量浓度偏大的有___________
A.转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容。
B.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面
C.在容量瓶中定容时俯视刻度线。
D.定容后把容量瓶倒置摇匀,发现液面低于刻度线,又加水至刻度线。
为了测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值,进行如下实验:
①称取Wg草酸晶体,配成100.00mL溶液。
②取25.00mL所配溶液于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4,用amol/L KMnO4溶液滴定。
试回答:
(1)写出滴定过程中反应的化学方程式: 。
(2)实验中,标准液KMnO4应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定终点时溶液由 色变为 色,且在30s内颜色不再恢复为原来颜色。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴至终点,则所测得的x值会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)在滴定过程中若用去amol/L KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为 mol/L,由此x= 。
研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果,某研究小组做了如下实验:
(1)甲同学欲用右图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。该实验 (填“能”或“不能”)达到目的,原因是 。
(2)为探究MnO2的量对催化效果的影响,乙同学分别量取50 mL 1% H2O2加入容器中,在一定质量范围内,加入不同质量的MnO2,测量所得气体体积,数据如下:
MnO2的质量/g |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
40s末O2体积/mL |
49 |
61 |
86 |
由此得出的结论是 ,原因是 。
(3)为分析Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H2O2 ) :
试管 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ |
滴加试剂 |
5滴0.1 mol·L-1 FeCl3 |
5滴0.1 mol·L-1 CuCl2 |
5滴0.3 mol·L-1 NaCl |
产生气泡情况 |
较快产生细小气泡 |
缓慢产生细小气泡 |
无气泡产生 |
结论是 ,实验Ⅲ的目的是 。
(4)① 查阅资料得知:将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后,溶液中会发生两个氧化还原反应,且两个反应中H2O2均参加了反应,试从催化剂的角度分析,这两个氧化还原反应的化学方程式分别是 和 (按反应发生的顺序写)。
② 在上述实验过程中,分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜,由此得出选择作为H2O2分解反应的催化剂需要满足的条件是 。
在众多的新能源中,氢能将会成为21世纪最理想的能源。
Ⅰ. 已知101kPa、25℃时,1mol下列物质完全燃烧生成稳定状态化合物时放出的热量数据如下:
物质 |
氢气 |
原煤 (主要成份是C) |
汽油 (主要成份C8H18) |
热量(kJ) |
285.8 |
250.9 |
4910 |
(1)H2燃烧的热化学方程式是_____________________。
(2)H2可以代替原煤和汽油作为新能源的依据是_____________________。
(3)工业上电解饱和食盐水的副产物之一是H2,反应的离子方程式是_____________。
Ⅱ. 如图所示,硫酸工业中产生的SO2通过下列过程既能制得H2SO4又能制得H2。
请回答:
(1)该过程可循环利用的物质是_______________(写化学式)。
(2)该过程总反应的化学方程式是_____________________。
(3)尾气中的SO2可用NaOH溶液吸收,同时可得含Na2SO3的样品,为测定样品中Na2SO3的质量分数,甲同学设计实验如下(夹持及加热装置略):
① 装置B的作用是 。
② 测定样品中Na2SO3的质量分数所需的数据是 。
实验室用图示装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
【查阅资料】Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;K2FeO4易溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
【制备KClO及K2FeO4】
(1)仪器a的名称: ,装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是 。
(2)装置B吸收的气体是 ,装置D的作用是 。
(3)C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为 。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/LKOH溶液中,② ,③ ,
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次,⑤在真空干燥箱中干燥。
【测定产品纯度】
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2100 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-==Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-,Cr2O42-+6Fe2++14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O,则该K2FeO4样品的纯度为 。