茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素,某化学研究性学习小组设计方案用以测定某品牌茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取200g茶叶样品焙烧得灰粉后进行如下操作:
请回答下列有关问题:
(1)文献资料显示,某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH为:
离子 |
![]() |
![]() |
完全沉淀时的pH |
13 |
3.7 |
实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉,需用到的仪器有__________________。
①酒精灯 ②蒸发皿 ③坩埚 ④泥三角 ⑤三脚架 ⑥铁架台
(2)写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式的是________________________。
(3)为保证实验精确度,沉淀D及E需要分别洗涤,并将洗涤液转移回母液中,试判断沉淀D已经洗涤干净的方法是___________________________。
(4)用KMnO4标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为:
5C2O42-+2MnO4-+16+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。现将滤液C稀释至500 mL,再取其中的25.00 mL溶液,用硫酸酸化后,用0.1000mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗KMnO4溶液10.00 mL。
①此步操作过程中一定需要用到下列哪些仪器(填写序号)_____________;
②达到滴定终点时,溶液的颜色变化是_______________;
③滴定到终点,静置后如图读取KMnO4标准溶液刻度数据,则测定钙元素含量将__________(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
(5)可以通过检验滤液A来验证该品牌茶叶中是否含有铁元素,所加试剂及实验现象是______________。
(6)原茶叶中钙元素的质量分数为____________________。
对叔丁基苯酚工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等。实验室以苯酚、叔丁基氯(CH3)3CCl等为原料制备对叔丁基苯酚。实验步骤如下:
步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2 mL叔丁基氯(过量),称取1.6 g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗。
步骤2:向A中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,反应有气体放出。
步骤3:反应结束后,向A中加入8 mL水和1 mL浓盐酸,即有白色固体析出。
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8 g。
(1)仪器A和B的名称分别为 ; 。
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为 。该反应为放热反应,且实验的产率通常较低,可能的原因是 。
(3)图中倒扣漏斗的作用是 。苯酚有腐蚀性,能使蛋白质变性,若其溶液沾到皮肤上可用 洗涤。
(4)步骤4中用石油醚重结晶提纯粗产物,试简述重结晶的操作步骤:
(5)实验结束后,对产品进行光谱鉴定,谱图结果如下图。该谱图是 (填字母)。
A.核磁共振氢谱图B.红外光谱图C.质谱图
(6)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是 (填选项字母)。
A.量筒
B.容量瓶
C.滴定管
D.分液漏斗
E.长颈漏斗
(7)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为 (请保留三位有效数字)。
某同学欲在实验室中对Fe3+与I-的反应进行探究,实现Fe2+与Fe3+的相互转化。
(1)该同学最初的实验操作和现象如下:
编号 |
操作 |
现象 |
I |
先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,再滴加新制氯水 |
|
II |
先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,再滴加0.1 mol/L KI溶液 |
滴加KSCN溶液后,溶液变成红色;滴加KI溶液后,红色无明显变化 |
①实验I的现象为 ______________。
②FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为_____________。
(2)该同学分析了导致实验II现象的可能原因,并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如下:
编号 |
操作 |
现象 |
III |
向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液,再滴加KSCN溶液 |
滴加FeCl3溶液后,溶液变成黄色;滴加KSCN溶液后,溶液变成红色 |
根据实验III,甲同学认为Fe3+有可能与I-发生氧化还原反应,请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由______________。
(3)该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验III中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案。
编号 |
操作 |
预期现象及结论 |
IV |
向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL0.1 mol/L FeCl3溶液, |
(4)上述实验结果表明,Fe3+有可能与I-发生氧化还原反应。进一步查阅资料知,参加反应的Fe3+与I-的物质的量相同。该同学结合上述实验结论,分析了实验III中加入KSCN后溶液变红的原因,认为Fe3+与I-反应的离子方程式应写为__________________。
(11分)(1)已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10mL):
实验编号 |
实验温度/℃ |
c(Na2S2O3)/mol·L-1 |
c(H2SO4)/mol·L-1 |
① |
25 |
0.1 |
0.1 |
② |
25 |
0.2 |
0.1 |
③ |
25 |
0.1 |
0.2 |
④ |
50 |
0.2 |
0.1 |
⑤ |
50 |
0.1 |
0.1 |
其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择_______(填实验编号);
探究浓度对化学反应速率的影响,应选择_________(填实验编号);
若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究__________对化学反应速率的影响。
(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是__________。
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(Ⅰ)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_________性。
(Ⅱ)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是_________________。
(Ⅲ)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____(填“甲”或“乙”),理由是__________________。
某小组同学欲研究SO2的性质。
(1)将相关的含硫物质分为如下表所示3组,第2组中物质X的化学式是__________。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S(单质) |
SO2、X、Na2SO3、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、Na2SO4、NaHSO4 |
(2)利用下图所示的装置研究SO2的性质:
(熔点:SO2-76.1℃,SO3 16.8℃;沸点:SO2-10℃,SO3 45℃)
①装置I模拟工业生产中SO2催化氧化的反应,其化学方程式是________________。
②甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置,装置II的作用是__________;装置III中溶液逐渐褪色,生成Mn2+,则该反应的离子方程式是_______________。
③乙同学按I、II、IV的顺序连接装置,若装置IV中有40 mL 2.5 mol•L-1 NaOH溶液,反应后增重4.8 g,则装置IV中发生总反应的化学方程式是_______________。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+,若要确认其中的Fe2+,应选用 (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.K3Fe(CN)6溶液
c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。
a.A之前b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是 。