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_________。
用下图装置可以进行测定SO2转化成SO3的转化率的实验。已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为:
Na2SO3(s) + H2SO4(98%)==Na2SO4 + H2O + SO2↑
(1)根据实验需要,应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A~E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是__、__、__。
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中,应采取的操作顺序是。
(3)甲处导管的作用是。
(4)用amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,测得装置Ⅲ增重了bg,则实验中SO2的转化率为%(用含a、b的代数式填写)
(5)尾端球形干燥管的作用是。
20.6gNH4HCO3和NaHSO3的干燥粉状混合物,用加热分解的实验方法来测定NH4HCO3的质量分数。已知:NaHSO3加热时会产生SO2。根据下图所示的仪器和所盛试剂填空:
(1)按照气流由左→右的方向连接仪器的顺序(用a~h表示)为____________________。
(2)仪器B的名称为_________,E装置中放碱石灰的仪器名称为________,A和E装置中都用到的仪器名称为__________。
(3)D的作用是_______________________________________________________。
(4)C的作用是_________________________________;若C瓶中溶液颜色有变化,则测定结果可能会偏__________。
(5)B的作用是_____________________________________。
已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色,现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是:______ (填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是_________;
(2)如果要验证乙同学判断的正确性,请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂:
A.酸性高锰酸钾溶液 | B.氢氧化钠溶液 | C.四氯化碳 |
D.硫氰化钾溶液 E.硝酸银溶液 F.碘化钾淀粉溶液 |
实验方案 |
所选用试剂(填代号) |
实验现象 |
方案一 |
||
方案二 |
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是______,相应的离子方程式为;
(18分)某中学高一课外兴趣小组为探究铜跟硫酸的反应情况,设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)先关闭活塞a,将6.4g铜片和12 mL某浓度的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。
①写出上述过程中烧瓶内发生的化学方程式:关闭活塞a;
打开活塞a;
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但导管未画全,请在上图中把导管补充完整;
③实验结束后,装置C中的溶液中可能含有的溶质有。
(2)该小组甲同学对“如何检验SO2中混有少许CO2”这个问题很感兴趣,他将A中铜片换作木炭粉,并在A、B之间连接了如下装置:
试剂:a. NaOH溶液 b. 品红溶液 c. 酸性KMnO4溶液 d. Ca(OH)2溶液
请回答:
①该同学的实验装置A中发生的化学方程式。
②若要达到此目的,可以在:(填所提供试剂编号)
D中加入;E中加入;F中加入。
(3)事实证实,第(1)问铜片完全消失后,硫酸仍有剩余,乙同学欲测定余酸的物质的量浓度,假设反应前后溶液体积变化忽略不计,他向反应后溶液中加入含溶质a mol的NaOH溶液刚好使溶液中Cu2+全部沉淀。据此,他能求出余酸的物质的量浓度吗?若能,请写出余酸物质的量浓度的表达式:mol/L(
用含a的代数式表达,若不能,该空不填)。
小苏打(NaHCO3)试样中含有碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O),为测定试样中小苏打的质量分数ω(NaHCO3),实验小组同学设计了如下装置进行实验。
[实验过程]
①按图组装仪器,检查装置的气密性;
②将m1g试样放入硬质玻璃管中,装置B、C、D 中药品如图,己知加药品后装置B的质量为m2 g装置C 的质量为m3g;
③关闭活塞a,点燃酒精灯加热试样,直到B 装置中无气泡冒出后,打开活塞a 向装置中通人N2,一段时间后,撤掉酒精灯,关闭活塞a;
④称得装置B 的质量为m4g、装置C 的质量为m5g。
请回答以下问题(装置中原有空气对实验的影响忽略不计):
⑴装置A中发生反应的化学方程式为____________________________________
⑵装置B的作用为__________________________________________
装置C的作用为________________________________________________
⑶实验过程中通入N2的目的为__________________________________________
⑷用下列各项所提供的数据能计算出ω(NaHCO3)的是____________(填选项字母)。
序号 |
a |
b |
c |
d |
e |
数据 |
m1、m2、m3 |
m2、m3、 m4、m5 |
m1、m2、m4 |
m1、m4、m5 |
m1、m3、m5 |
⑸实验结束后发现装置A 中硬质玻璃管右端有水珠,你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的ω(NaHCO3),若能,则ω(NaHCO3)的计算式为:__________________;若不能,此问不作答。