硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂、媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。常温下该物质在空气中易与水和二氧化碳反应,生成铜的碱式盐,使晶体变成绿色的粉末。下面为硫酸四氨合铜晶体的制备以及NH3和SO42-质量百分数的测定实验。
步骤一:硫酸四铵合铜晶体的制备
发生反应为:CuSO4 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]SO4·H2O + 3H2O 。现取10 g CuSO4·5H2O溶于14 mL水中,加入20 mL浓氨水, 沿烧杯壁慢慢滴加95%的乙醇。静置析出晶体后,减压过滤,晶体用乙醇与浓氨水的混合液洗涤,再用乙醇与乙醚的混合液淋洗,然后将其在60 ℃左右小心烘干。
步骤二:NH3的质量百分数的测定(装置如图所示)
称取0.250 g 样品,放入250 mL锥形瓶中,加80 mL水溶解。在另一锥形瓶中,准确加入30 mL 0.500 mol•L-1 HCl标准溶液,放入冰水浴中。从漏斗中加入15 mL 10% NaOH溶液,加热样品,保持微沸状态 1小时左右。蒸馏完毕后,取出插入HCl 溶液中的导管,用蒸馏水冲洗导管内外,洗涤液收集在氨吸收瓶中,从冰水浴中取出吸收瓶,加 2 滴酸碱指示剂,用0.500 mol•L-1的NaOH标准溶液滴定,用去NaOH标准溶液22.00 mL。
步骤三:SO42-质量百分数的测定
称取试样0.600 g置于烧杯中,依次加入蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液,水浴加热半小时。过滤,用稀硫酸洗涤。取下滤纸和沉淀置于已恒重的坩埚中在800-850℃灼烧至再次恒重,得到固体0.699 g。
(1)步骤一加入95%乙醇的作用为____________________________。此步骤进行两次洗涤操作,用乙醇与乙醚的混合液淋洗的目的为____________________。不采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备硫酸四氨合铜晶体的原因为__________________。
(2)步骤二装置中15 mL 10% NaOH溶液加热样品,保持微沸状态1小时左右的目的是_______________。通过此步骤测定NH3的质量百分数为_________________。此实验装置,如不使用空气冷凝管和冰水浴将使氨气的测定结果_______________(“偏高”、“不变”或“偏低”)。
(3)步骤二中,根据酸碱中和滴定曲线分析,此实验中所加入的酸碱指示剂为___________。
A.甲基橙 B.甲基红 C.酚酞
(4)步骤三中用稀硫酸洗涤的目的是_______________(用必要的方程式和文字说明)。该步骤中灼烧过程如果温度过高可生成一种有害气体和一种可溶于水的盐,写出该反应的化学方程式_________。
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式:;并指明该氧化还原反应的还原剂是,氧化剂是。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,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)干燥管中盛装是的物质是,作用是。
(5)试管中收集气体是,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行,操作方法是
(12分)某化学小组为了证明SO2和Cl2的漂白性,设计了如图所示的实验装置:
(1)他们制备Cl2依据的原理是:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑,应选用上图A、E装置中的______________(填序号)制Cl2,反应中浓盐酸所表现出的性质是__________________。
(2)反应开始后,发现B、D两个试管中的品红溶液都褪色,停止通气后,给B、D两个试管中的液体加热,B试管中的现象是________________________________。
(3)NaOH溶液分别与两种气体反应的离子方程式是
______________________________________________________
________________________________________________。
(4)该小组同学将两种气体混合后通入品红溶液,一段时间后,品红溶液几乎不褪色。查阅资料得知:两种气体按体积比1∶1混合,再与水反应可生成两种常见的酸,因而失去漂白作用,该反应的化学方程式是____________________________。
过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ、测定过氧化氢的含量
请填写下列空白:
(1)移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL ___________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。
实验室用浓盐酸和MnO2制取并探究Cl2化学性质,装置图如下图所示:
(1)A是氯气发生装置,请完成反应的离子方程式为_________________________________。除了酒精灯和导管外,还用到的玻璃仪器有_______________。
(2)从C装置出来的气体中含有CO2和HCl,写出C中反应的化学方程式_____________________。
(3)同学们在实验中发现:若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO2混合加热没有氯气生成。“影响氯气生成的原因是什么呢?”,同学们作了如下探究:
① 提出合理假设
假设1:Cl—的浓度对反应的影响;
假设2:
配制500mL 0.5mol·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题:
(1)计算:需要NaOH固体的质量为。
(2)某学生用托盘天平称量一个小烧杯的质量,称量前把游码放在标尺的零刻度处,天平静止时发现指针在分度盘的偏右位置,此时左边的托盘将(填“高于”或“低于”)右边的托盘。
(3)配制方法:设计五个操作步骤:
①向盛有NaOH的烧杯中加入200mL蒸馏水使其溶解,并冷却至室温。
②继续往容量瓶中加蒸馏水至液面接近刻度线1cm~2cm。
③将NaOH溶液沿玻璃棒注入500mL容量瓶中。
④在烧杯中加入少量的蒸馏水,小心洗涤2~3次后移入容量瓶。
⑤改用胶头滴管加蒸馏水至刻度线,加盖摇匀。
试将以上顺序编出正确程序。
A、①③②④⑤ B、①④③②⑤ C、①③④②⑤ D、①④②③⑤
(4)某学生实际配制NaOH溶液的浓度为0.48mol·L-1,不可能的原因是
A.使用滤纸称量氢氧化钠固体
B.容量瓶中原来存有少量蒸馏水
C.转移溶液后的烧杯未经多次洗涤
D.胶头滴管加水后定容时仰视刻度