现有一份含Fe2O3、Al2O3、SiO2的混合物,为测定其中铁元素的含量,进行如下实验:
①称取混合物A g,滴加过量盐酸充分反应后过滤;
②在滤液中滴加过量氢氧化钠溶液充分反应后过滤;
③洗涤②所得沉淀,烘干后称重,质量为B g。
回答下列问题:
(1)步骤①中过滤所用的玻璃仪器有 ;
(2)步骤①所得滤液中铁元素的存在形式是 (填离子符号),怎样检验它的存在(写出实验操作和现象) ;
(3)步骤②中涉及的离子方程式是 、 、 ;
(4)该混合物中铁元素的质量分数为 (用含A、B的式子表示)。
某催化剂为铁的氧化物,一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究:查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色;HNO3具有强氧化性。请完成对铁元素价态的探究:
①提出合理假设。
假设1:催化剂中铁元素为+3价;
假设2:催化剂中铁元素为+2价;
(1)假设3:。
②设计实验方案。
③根据②的实验方案进行实验:
(2)步骤1:取一定量的稀硫酸于试管中,加热煮沸数分钟,目的是
;
步骤2:取少量样品于试管中,加入处理过的硫酸并加热,得到A溶液;
(3)步骤3:取A溶液于试管,滴加KSCN溶液,振荡,若不出现血红色,则假设成立;若出现血红色,则假设成立;
(4)步骤4:另取A溶液于试管,加入KMnO4溶液,振荡,结合步骤3中的结论,若出现
现象,则假设1成立;反之,则假设3成立。
(5)某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液,向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色,由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论,该结论是否合理?(填“是”或“否”),理由是 。
实验室欲配制0.5 mol/L的NaOH溶液500 mL,有以下仪器:①烧杯②玻璃棒③托盘天平(带砝码)④药匙,按要求填空:
(1)配制时,需称取NaOH的质量是g,还缺少的仪器是
。
(2)使用容量瓶前必须进行的一步操作是。
(3)在配制过程中,其他操作都正确的情况下,下列操作会导致所配制的溶液浓度偏高的是。(选填序号)
①没有洗涤烧杯和玻璃棒②未等NaOH溶液冷却至室温就转移到容量中
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水④定容时仰视标线⑤定容时俯视标线
实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应式如下:
已知:①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83%~48.0%时易发生爆炸
图1制备苯甲酸和苯甲醇的反应装置图图2蒸乙醚的装置图
实验步骤如下:
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL新蒸过的苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温。反应物冷却至室温后,倒入分液漏斗,用乙醚萃取三次,每次10mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤。
③分出醚层,倒入干燥的锥形瓶,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置,缓缓加热。升高温度蒸馏,当温度升到140℃时改用空气冷凝管,收集198℃~204℃的馏分得产品A。将萃取后的水溶液慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤①中所加的苯甲醛为什么要是新蒸的?________________________________。
(2)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了除烧杯、玻璃棒外,还需______________________,饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去__________________,而碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是_________________,将锥形瓶中溶液转入图2所示蒸馏装置时涉及的实验操作为__________________。
(4)产品A为____________,蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为_______________,提纯产品B所用到的实验操作为________________。
Ⅰ:选择一种试剂鉴别下列各组物质,将所选试剂的化学式或名称写在横线上:
① 苯、甲苯② 苯、硝基苯、乙醇
③ 苯酚溶液、己烯、己烷、醋酸溶液
Ⅱ:为了探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子的活泼性,甲、乙两位同学分别设计如下甲、乙两方案。
方案甲:
实验1:取少量无水乙醚于试管中,加入少量金属钠。
实验2:各取3mL无水乙醚于试管中,分别加入少量等物质的量的苯酚和乙醇,再投入大小相同的钠块。
方案乙:
各取少量等物质的苯酚和乙醇于试管中,均在60℃的水浴加热,待苯酚熔化后,各放入相同大小的一小块金属钠。(已知:苯酚的密度为1.07g/mL)
(1)方案甲设计实验1的目的是。
(2)方案乙中观察到:在乙醇中,钠很快与乙醇反应产生气体,溶液保持澄清;在苯酚中,钠块表面有少量气泡,且表面产生白色悬浮物,最后白色悬浮物充满苯酚熔融液。
①实验中观察到的白色悬浮物为;
②苯酚熔融液与钠的反应速率不如无水乙醇与钠的反应快,其可能原因有____________、_____________。
两位同学设计了下述两个方案, 并都认为如果观察到的现象和自己所设计的方案一致,即可确定无色气体中一定含有SO2和CO2气体。
请你评价上述两个方案是否严密,并说明理由。
方案甲:_________,______________________
方案乙:_________,_______________________ 。