下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
I.课本介绍了乙醇氧化的实验:把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热,待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里,反复操作几次。注意闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。
(1)小赵同学用化学方法替代“闻生成物的气味”来说明生成物的出现,该化学方法中所另加的试剂及出现的主要现象是 (用所学的知识回答)。
(2)小赵同学在探究“闻生成物的气味”的替代方法时,偶然发现向溴水中加入足量的乙醛溶液,可以看到溴水褪色。该同学为解释上述现象,提出三种猜想:
①溴与乙醛发生取代反应;
② ;
③由于醛基具有还原性,溴将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪种猜想正确,小李同学提出了如下两种实验方案:
方案一:用pH试纸检测溴水褪色后溶液的酸碱性;
方案二:测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后溶液中Br— 的物质的量。
(3)方案一是否可行 (填“是”或“否”),理由是 。
(4)小李同学认为:假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol,若测得反应后n(Br— )= mol,则说明溴与乙醛发生取代反应。
(5)小吴同学设计如下实验方案:
①按物质的量之比为1:5配制KBrO3—KBr溶液,加合适的适量的酸,完全反应并稀至1L,生成0.5molBr2。
②取上述溶液10mL加入足量乙醛溶液,使之褪色,然后将所得溶液稀释为100mL,准确量取其中10mL。
③加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥后称量得到淡黄色固体0.188g。
试通过计算判断:溴与乙醛发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.小刘同学在查阅资料时得知,乙醛在氧化铜催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次反应基本完全。有关物质的沸点见下表:
物质 |
乙醛 |
乙酸 |
甘油 |
乙二醇 |
水 |
沸点 |
20.8℃ |
117.9℃ |
290℃ |
197.2℃ |
100℃ |
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件) 。
(2)如图所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在 ;目的是 ;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在 ,目的是 。
(3)烧杯B内盛装的液体可以是 (写出一种即可,在题给物质中找)。
由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。应用如图所示电解实验可制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a极材料应为____________,电极反应式为____________________。
(2)电解液c可以是(填编号)__________。
A.纯水 | B.NaCl溶液 | C.NaOH溶液 | D.CuCl2溶液 |
(3)d为苯,其作用为_________________。在加入苯之前对c应做如何简单处理?___________________。
(4)若c为Na2SO4溶液,当电解一段时间看到白色Fe(OH)2沉淀后,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象是__________________________。
某工厂现用锗(Ge)产品加工废料生产纳米GeO2,实验流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)操作X的名称为_________。Y溶液是一种在该流程中可循环利用的物质,该物质是_________。
(2)请补充完整第②步反应的离子方程式:Ge2++
________+
H+===
Ge4++
________。
(3)若要将Fe(OH)3和Al(OH)3分离回收,需要用到的试剂有________(填化学式)。
(4)该锗产品加工废料中锗元素的质量分数不小于______________。
TMB是一种新型指纹检测的色原试剂,由碳、氢、氮三种元素组成,与氢气的相对分子质量之比为120。某研究性学习小组的同学欲利用下列仪器测定TMB的分子式。其主要过程为在足量氧气流中将4.80 g TMB样品氧化(氮元素转化为N2),再利用吸收剂分别吸收水蒸气和CO2。请从图中选择适当的装置(装置符合气密性要求,加热装置等已略去,其他用品可自选)。
(1)写出C中的化学反应方程式:_________________
(2)B 中试剂是 ,作用是________________________
(3)实验后称得A及以后的装置(均用A装置并假设每次吸收均是完全的)质量依次
增加3.60 g、14.08 g、0.14 g,则TMB的分子式为__________________________。
(4)除A外还需重复使用D装置,该装置内药品是 ,如果缺少该装置将引起 元素的计算值 (填“偏高”,“偏低”,“无影响”)
(5)该实验 (填“需要”、“不需要”)尾气处理,请写明理由____________
应用下列装置,在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通过水蒸气,就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”。
请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式: ;该氧化还原反应的氧化剂是 。
(2)实验前必须对整套装置进行的操作是 。
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。
(4)检验溶液中是否含有三价铁离子用 溶液(写化学式),现象是 。
某NaCl样品中混有NaBr杂质,为了测定该NaCl样品的纯度,设计的实验过程如下图所示:
阅读上述实验过程,完成下列填空:
(1)下图装置是用来完成向溶液甲中通入过量Cl2的实验,在下面表格A、B、D下填写装置中所放的化学药品。
A |
→ |
B |
→ |
C |
→ |
D |
溶液甲 |
(2)萃取所需要的主要玻璃仪器是_______________;
(3)溶液甲中通入Cl2的化学方程式为 ;
(4)原固体样品中氯化钠的质量分数为__________________。