某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题:
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应为 。
(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应为 ,总反应的离子方程式为 。
(3)有关上述实验,下列说法正确的是 。
A.溶液中Na+向A极移动 |
B.从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝 |
C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 |
D.若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子 |
(4)该小组同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应为 。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)________导出。
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因__________________________
(14分)通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收与再利用工艺如下:
已知:①Cr(OH)3 + OH- ="=" CrO2- + 2H2O;②2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- ="=" 2CrO42- + 4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有。
(2)抽滤过程中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为。
(3)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是。
(4)下表是相关物质的溶解度数据:
物质 |
0℃ |
20℃ |
40℃ |
60℃ |
80℃ |
100℃ |
KCl |
28.0 |
34.2 |
40.1 |
45.8 |
51.3 |
56.3 |
K2SO4 |
7.4 |
11.1 |
14.8 |
18.2 |
21.4 |
24.1 |
K2Cr2O7 |
4.7 |
12.3 |
26.3 |
45.6 |
73.0 |
102.0 |
KNO3 |
13.9 |
31.6 |
61.3 |
106 |
167 |
246.0 |
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为①、②。
(5)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其它杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(14分)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂,广泛用于纺织工业。其制备过程如下:
①把甲酸(HCOOH)和足量的NaOH溶液混合;
②用Na2SO3固体和某酸反应制备SO2气体;
③在一定温度下,将足量的SO2气体通入①的溶液中,即有保险粉生成,同时生成一种气体。
(1)写出NaOH的电子式
(2)制备SO2时所选用的酸,你认为下列最适宜选用的是
A.浓盐酸 | B.质量分数为70%的H2SO4 |
C.稀硝酸 | D.质量分数为10%的稀硫酸 |
(3)制备保险粉的化学方程式可表示为
(4)保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr2O72-被转化为Cr3+),这是目前除去酸性废水中铬离子的有效方法之一,则每消耗0.1mol保险粉,理论上可以除去Cr2O72-的物质的量为mol。
(5)保险粉不稳定,容易分解生成甲、 乙、 丙三种化合物。若将甲、乙两种物质分别配成溶液,在甲溶液中加入稀硫酸,则有淡黄色沉淀和气体丙产生;乙溶液中加入BaCl2溶液和稀盐酸,有气体丙产生,但无白色沉淀。
在甲溶液中加入稀硫酸后所发生反应的离子方程式为
保险粉分解的化学方程式为
(6)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式为:
①2Na2S2O4+O2+H2O==4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O==4NaHSO3+NaHSO4
请设计实验证明氧化时发生的是②的反应。
(14分)某课外小组在实验室中用下列仪器,以乙醇、浓硫酸和溴为原料制备1,2二溴乙烷。已知1,2二溴乙烷熔点为9 ℃,C2H5OHCH2=CH2↑+H2O。
(1)如果气体流向为从左到右,正确的连接顺序是(短接口或橡皮管均已略去):B经A(1)插入A中,D接A(2);A(3)接________接________接________接________。
(2)装置A是三颈烧瓶,仪器D的漏斗的特点是________,河沙的作用为________。
(3)写出仪器C的两个作用:_______________________________________________。
(4)温度计水银球的正确位置是______________________________________________。
(5)反应管E中加入少量水及把反应管E置于盛有冷水的小烧杯中是因为
________________________________________________________________________。
(6)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________(填正确选项前的字母)洗涤除去。
a.饱和亚硫酸氢钠溶液 b.氢氧化钠溶液
c.碘化钠溶液 d.乙醇
(7)产品中可能会有的有机杂质是________,可用________方法除去。
浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性,某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器的装置已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应
2NO2 + 2NaOH ===NaNO3 + NaNO2 + H2O
(1)浓硝酸与NO反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为
(2)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是
(3)滴加浓硝酸之前的操作依次是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后
(4)装置①中发生反应的化学方程式是
装置②的作用是,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
[实验化学]
邻叔丁基对苯二酚(TBHQ) 是一种新颖的食品抗氧剂,其制备原理为:
实验过程中的主要步骤如下:
步骤1.向三口烧瓶中加入5.5g对苯二酚,5.OmL浓磷酸及20mL二甲苯(装置如图所示),启动搅拌器。
步骤2.缓缓加热到100-110°C,慢慢滴加7.5mL叔丁醇和5mL二甲苯组成的溶液,30-60min内滴完。
步骤3.升温到135-140°C,恒温回流2.5h。
步骤4.将反应液冷却到120°C,直到反应完成
步骤5.将反应液倒入烧杯,并用热水洗涤三口烧瓶,洗液并入烧杯中。
步骤6.冷却结晶,抽滤,回收滤液中的二甲苯和磷酸
步骤7.用二甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥
(1)磷酸在实验中的作用是。
(2)本实验中二甲苯的作用是。
(3)步骤4中反应完成的标志是。
(4)步骤7脱色时,可用的脱色剂是。
(5)对合成得到的产品表征,还需要的主要现代分析仪器是、。