【2015上海化学】(本题共12分)甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法,例如:在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液,经充分反应后,产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等,然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。
完成下列填空:
(1)将4.00 mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中,充分反应后,用浓度为1.100 mol/L的硫酸滴定,至终点时耗用硫酸20.00 mL。
甲醛水溶液的浓度为 mol/L。
(2)上述滴定中,若滴定管规格为50mL,甲醛水溶液取样不能超过 mL。
(3)工业甲醛含量测定的另一种方法:在甲醛水溶液中加入过氧化氢,将甲醛氧化为甲酸,然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。
HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O
NaOH + HCOOH → HCOONa + H2O
已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。
如果H2O2用量不足,会导致甲醛含量的测定结果 (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”),因为 ;如果H2O2过量,会导致甲醛含量的测定结果 (选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”),因为 。
(4)甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的化学方程式通常表示如下:
HCHO + 2Cu(OH)2HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛,充分反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,设计一个简单实验验证这一判断。
①主要仪器:试管 酒精灯
②可供选用的试剂:硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液
用A、B、C三种装置都可制取溴苯,请仔细分析三套装置,然后回答下列问题:
(1)写出三个装置中都发生反应的化学方程式、;写出B试管中发生反应的化学方程式。
(2)装置A、C中长导管的作用是。
(3)B、C装置已连接好,并进行了气密性检验,也装入了合适的药品,接下来要使反应开始,对B应进行的操作是,
对C应进行的操作是。
(4)A中存在加装药品和及时密封的矛盾,因而在实验中易造成的不良后果是。
(5)B中采用了双球吸收管,其作用是;反应后双球管中可能出现的现象是;双球管内液体不能太多,原因是。
(6)B装置也存在两个明显的缺点,使实验的效果不好或不能正常进行,这两个缺点是。
Na2S2O3·5H2O(俗称海波或大苏打)是照相业常用的一种定影剂。
(一)常用下列途径制备海波:
已知反应:4FeS+7O2 2Fe2O3+4SO2、Na2SO3+S
Na2S2O3
(1)计算原料FeS在反应(a)和(b)中的理论分配比:_________。
(2)现有88gFeS,设NaOH溶液吸收SO2的吸收率为96%,问最多制备海波质量为____克(精确到0.1克)
(二)工业上制得的海波晶体中可能含有少量的亚硫酸钠和硫酸钠杂质。为了测定某海波样品的成分,称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的硫酸溶液30mL,充分反应后过滤出硫,微热滤液使生成的SO2全部逸出(Na2S2O3+ H2SO4® Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O)。测得有关实验数据如下(标准状况):
第一份 |
第二份 |
第三份 |
|
样品的质量/g |
7.54 |
15.08 |
35.00 |
二氧化硫的体积/L |
0.672 |
1.344 |
2.688 |
硫的质量/g |
0.80 |
1.60 |
3.20 |
(3)计算所用硫酸溶液的物质的量浓度。(写出计算过程)
(4)分析以上实验数据,可判断该样品__________(填字母)
A.不含Na2SO3和Na2SO4 B.不含Na2SO3 含Na2SO4
C.含Na2SO3不含Na2SO4D.含Na2SO3和Na2SO4
(5)若将30.16g该样品和一定量的上述硫酸溶液混合微热。试讨论:当加入硫酸的体积______(aL)在不同取值范围时,生成SO2体积___________(bL,标态)的值。(可用含a和b的代数式表示)
铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用.
(一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。
(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是____________(填写操作名称)。
(2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸,在一定温度下使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。此处:硫酸浓度应选择
A.浓硫酸 | B.10moL/L硫酸 | C.3moL/L硫酸 | D.任意浓度硫酸; |
温度宜控制在______;加热的同时需适当补充水,原因是。反应中应保持n(Fe)/n(H2SO4)1(填“<”、“>”或“=”)。
(3)亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”,即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O],就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。
(二)用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀 |
2.3 |
7.5 |
3.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
9.7 |
4.4 |
(4)加NaHCO3时,混合液pH值应控制在_______________________。
(5)反应Ⅱ中反应的离子方程式是:___________________。
(6)实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是________,气体X与NO配比的比例是_____________。
下图为某套实验装置示意图,无法看到实验说明,加热装置已经省略.
(一)甲同学认为当D处盛放V2O5作催化剂时,此套装置可用于合成物质X,并预测E处冰水冷却的U型管中将有固体X出现.
(1)事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断,那么A中所发生的反应的化学反应方程式是:__________,C装置中盛放的液体药品的名称是______________。
(2)甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率,可以增大B装置产物的通入量,欲知A、B两装置中产物在D中的通入量,可通过观察__________得知.
(3)本实验在设计上_________(填有、无)缺失之处?若有请给出改进方案。(若无,此问可不答)
(二)乙同学认为若D处盛放铂铑合金网作催化剂,则此套装置也可用于合成物质Y,并预测E处冰水冷却的U型管中将有红棕色气体生成,且越接近U型管底部颜色越浅.
(4)写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式_________________________________。
(5)对于A处,乙认为不需加热装置。则A处仪器中分别放置的药品为:分液漏斗中____________圆底烧瓶中_________
(6)若要用上述装置完成乙同学所认为的实验,且C处所起作用与合成X时所起作用基本一致,那么C处的广口瓶应改为__________所装药品为_____________。
为探究铜与浓硫酸的反应,甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置,将足量铜和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸共热,直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。 图1图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:①;②。
(2)①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。(选填编号)
A.过量铁粉 | B.氯化钡溶液 | C.银粉 | D.碳酸氢钠溶液 |
(3)乙在拆除图2装置前,不打开胶塞,为使装置中的残留气体完全被吸收,应当采取的操作是。
(4)为定量测定当剩余硫酸浓度不大于何值时,铜与硫酸就不能反应,甲、乙两位同学进行了如下设计:
①甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。其余酸浓度为mol·L-1。
②乙方案:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1 000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴,(选填“酚酞”、“甲基橙”)用0.1000mol·L-1标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),用去NaOH溶液V mL。其余酸浓度为mol·L-1。
③甲、乙两方案比较,你认为误差较大的是,理由是。